BAB 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sebagai seorang geologist, kita tidak boleh menutup mata untuk

memanfaatkan teknologi yang telah berkembang dengan sangat pesat guna

mengumpulkan data baik dari permukaan bumi maupun bawah permukaan bumi,

secara langsung maupun tidak langsung. Salah satu teknologi yang dimaksud

adalah penginderaan jauh, yaitu suatu metode untuk memperoleh informasi

tentang objek, daerah atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh

menggunakan alat, tanpa kontak langsung dengan objek, daerah yang akan dikaji

(Lillesand and Kiefer, 1990)

Di dalam penginderaan Jauh, sensor dari satelit menangkap gelombang

yang dipantulkan atau dipancarkan oleh objek di permukaan bumi. Setelah

diproses rekaman gelombang ini akan menghasilkan data baik berupa data digital

maupun data numerik yang nantinya akan dianalisis menggunakan komputer.

Terdapat juga data visual berupa data citra dan non citra yang nantinya akan

dianalisis secara visual.

Dalam data citra terdapat beberapa hasil foto yang dibedakan menurut

spektrum elektromagnetik yang digunakan, diantaranya posisi sumbu kamera,

sudut lipatan kamera, jenis kamera, serta warna yang digunakan. Dalam makalah

ini saya akan membahas tentang Color Infrared (CIR) yang merupakan hasil data

citra menurut warna yang digunakan.

B. Tujuan Penulisan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk :

1. Memenuhi tugas perkuliahan MKPP Aplikasi Penginderaan Jauh

2. Memahami keberagaman data citra yang dihasilkan oleh citra satelit

3. Memahami karakteristik Color Infrared secara umum

4. Mengetahui manfaat penggunaan Color Infrared dalam ruang lingkup

geologi

C. Rumusan Masalah

Pembahasan Color Infrared (CIR) ini didasarkan pada rumusan masalah

berikut, diantaranya:

Apa pengertian dari CIR?

Bagaimana prinsip kerja dari CIR?

Bagaimana perkembang teknologi CIR dari waktu ke waktu?

BAB 2

PEMBAHASAN

A. Pengertian Color Infrared

Foto udara yang dihasilkan oleh satelit maupun pesawat dari ketinggian

memberikan banyak manfaat bagi setiap orang untuk mempelajari banyak hal,

seperti bentuk permukaan bumi, pola kesehatan vegetasi, polusi lingkungan, serta

berbagai efek dari aktivitas manusia terhadap bumi yang kita singgahi ini. Dalam

kerjanya satelit merekam gambar dari permukaan bumi menggunakan bagian dari

elektromagnetik spektrum, baik yang terlihat maupun yang tidak terlihat.

Gambar 1. Gelombang Elektromagnetik

Cahaya near-infrared merupakan salah satu bentuk gelombang yang tidak

dapat terlihat menggunakan mata telanjang, tetapi gelombang tersebut

dimanfaatkan oleh para ilmuwan untuk melihat permukaan bumi dengan warna

yang tidak biasa. Hasil gambarnya berupa “color infrared photography”.

Gambar 2. Perbedaan antara gambar dari Color Photograph (kiri) dan Color-Infrared Photograph

(kanan)

Color Infrared (CIR) merupakan hasil foto dengan warna semu yang

memperlihatkan pantulan dari gelombang elektromagnetik. Dalam CIR terdapat

tiga warna utama sebagai penyusun gambar. Near-Infrared (NIR), dimana

gelombang yang tak dapat terlihat oleh manusia akan tampak sebagai warna

merah pada gambar, Cahaya hijau akan tampak sebagai warna biru, dan cahaya

merah akan tampak sebagai warna hijau.

Pantulan radiasi sinar matahari yang digunakan CIR berada pada kisaran

0.5 sampai 0.9 µm (500 s/d 900 nm) yang porsinya meliputi :

Vissible light : Gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya

berkisar antara 0.4µm hingga 0.7µm (400 nm - 700 nm), sehingga mata

manusia dapat mendeteksi warna tersebut sebagai cahaya nyata.

Near Infrared (NIR) : Gelombang elektromagnetik yang panjang

gelombangnya berkisar antara 0.7µm hingga 1.0µm (700 nm - 1000 nm),

sehingga mata manusia tidak dapat mendeteksi warna tersebut sebagai

cahaya nyata.

Gambar 3. Elektromagnetik spektrum yang digunakan CIR

B. Prinsip Kerja Color Infrared

Dalam kerjanya Sensor dari Color Infared tersusun atas beberapa sensitif

layer, yaitu merah, hijau dan NIR padahal bagian dari sensitif layer dari warna

normal adalah merah, hijau, dan biru (Aronoff, 2005 and Paine and Kiser, 2003).

Pada dasarnya, CIR (baik film maupun digital) akan merubah tiga warna

utama yang sangat berperan dalam menyusun gambar. Cahaya biru akan terlihat

berwarna hitam pada objek, Hijau berubah menjadi biru, dan Merah akan

terefleksikan menjadi hijau. Sedangkan gelombang NIR akan dikonversikan

menjadi warna merah pada gambar.

Gambar 4. Chart yang memperlihatkan cahaya nyata yang terefleksikan pada Color Infrared

Dalam kasus pengambilan gambar dari tumbuhan hijau, warna yang

dikonversikan tidak akan mengikuti prinsip kerja dari CIR. Tumbuhan hijau akan

tampak berwarna merah, padahal apabila dikaitkan dengan chart diatas seharusnya

tumbuhan hijau dikonversikan menjadi warna biru. Sebelum kita menganalisis hal

tersebut terlebih dahulu kita perlu memahami bagaimana energi matahari bisa

sampai ke permukaan bumi. “Energi matahari dapat diserap, diteruskan, atau

dipantulkan sesuai dengan hukum konsevarsi energi” (McCloy, 1995)

Diberikan simbol sebagai berikut :

E = Spektral energi

Ei,,λ = Incident (pemancaran spektral energi pada panjang gelombang

tertentu)

Ea,,λ = Absorptance (penyerapan spektral energi pada panjang

gelombang tertentu)

Er,,λ = Reflectance (pemantulan spektral energi pada panjang

gelombang tertentu)

Et,,λ = Transmittance (penerusan spektral energi pada panjang

gelombang tertentu)

Dari pernyataan McCloy diatas dapat disimpulkan bahwa jumlah dari

penyerapan, penerusan, dan pemantulan spektral energi harus sebanding dengan

jumlah pemancaran spektral energi pada panjang gelombang tertentu, sehinngga

dapat dibuat persamaan rumus sebagai berikut :

Ei,λ = Ea,λ + Er,λ + Et,λ

= Ei,λ (aλ + rλ + tλ)

Dengan catatan jumlah dari spektral energi terhadap gelombang

elektromagnetik tidak konstan dan juga tidak berbanding lurus terhadap panjang

gelombang.

Gambar 5. Kurva spektral energi terhadap panjang gelombang

Sehingga, dalam rangka utuk mempelajari bagaimana cara objek merespon

(dalam hal ini contoh objeknya adalah daun/tumbuhan hijau) cahaya matahari,

yang mana setiap objek memiliki variasi dari jumlah spektral energi terhadap

panjang gelombang, para scientist harus menerapkan beberapa ketentuan :

Spektral energi dibuat normal (atur energi pada setiap gelombang menjadi

1 (100%)

Gunakan rumus penyerapan, penerusan, dan pemantulan yang ditetapkan

oleh McCloy (1995) : aλ + rλ + tλ = 1

Catat hasilnya

Meskipun setiap species memiliki karakter unik yang berbeda tergantung

oleh kondisi perkembangan dan variasi genetiknya, bagan berikut dapat

menjelaskan mengapa tumbuhan hijau tampak berwarna merah pada hasil gambar

CIR

Gambar 6. Persen dari penyerapan (garis putus-putus), pemantulan (garis tegas), dan

penerusan (titik-titik) dari Raphiolepis ovata (Indian hawthorn) terhadap gelombang

elektromagnetik pada kisaran 0.4 - 4.0 µm (McCloy,1995)

Kesimpulannya, sensor CIR mengkonversi warna tumbuhan hijau tidak

menjadi warna biru melainkan menjadi warna merah pada hasil gambar,

dikarenakan persentase dari pemantulan NIR sebesar 60%, enam kali lebih besar

dibandingkan persentase pemantulan dari cahaya hijau 10%.

C. Perkembangan Teknologi CIR

Metode pengambilan gambar CIR dapat digunakan baik menggunakan

kamera yang berbentuk film maupun yang digital. Untuk aplikasi remote sensing

terhadap permukaan bumi, sistem pengambilan gambar dapat menggunakan

pesawat maupun satelit. Dalam pengambilan menggunakan satelit hasil outputnya

berupa digital, sementara apabila menggunakan pesawat hasilnya dapat berupa

digital dan juga film. Satu keuntungan yang nyata apabila menggunakan sistem

pengambilan digital adalah kemampuan untuk mendapatkan warna, panchromatic,

dan juga gambar CIR sekaligus dalam satukali percobaan terhadap objek yang

akan difoto.

Gambar 7. Perbandingan foto dengan hasil panchromatic (kiri), warna normal (tengah), dan Color

Infrared (Kanan)

Pengambilan gambar dalam bentuk film memerlukan satu kali

percobaan untuk setiap objek, sedangkan setiap objek memerlukan

perngambilan dari waktu dan posisi yang berbeda untuk mendapatkan

hasil maksimal. Sehingga dapat dibuat pernyataan kalau sistem digital

lebih menguntungkan, karena tidak perlu boros akan bahan bakar yang

digunakan pesawat dan tidak perlunya membuat bandara penerbangan

untuk menggunakan sistem film. Oleh karena itu, sistem digital lebih

banyak digunakan saat ini, terhitung mulai awal abad ke-21 yang

didokumentasikan menggunakan statistika oleh National Agriculture

Imagery Program (NAIP).