Remote Sensing (Penginderaan Jauh)

Penginderaan jauh merupakan upaya pengambilan data dari tempat yang sangat jauh dengan berbagai macam cara, misalnya satelit.

Satelit merupakan benda yang dibuat terbang mengitari bumi atau semacam pesawat dengan periode revolusi dan rotasi tertentu.

Satelit bergerak akibat adanya gaya, yaitu :

a)      Gaya Sentripental mengakibatkan satelit bergerak menjauhi bumi;

Gaya Gravitasi mengakibatkan satelit bergerak mendekati bumi dan mempertahankan keadaan satelit pada tempatnya yang disebut orbit.

Satelit pada orbitnya

Satelit tidak pernah jatuh ke bumi ini karena bumi adalah bulat dan kurva. Bumi kurva sekitar 5 meter ke bawah untuk setiap 8000 meter sepanjang cakrawala. Agar sebuah satelit berhasil mengorbit bumi, ia harus menempuh jarak horisontal 8000 meter sebelum jatuh jarak vertikal dari 5 meter. Karena proyektil horizontal-meluncurkan jatuh jarak vertikal dari 5 meter di detik pertama gerak, proyektil mengorbit harus diluncurkan dengan kecepatan horizontal 8000 m/s. Ketika diluncurkan pada kecepatan ini, proyektil akan jatuh ke bumi dengan lintasan yang cocok dengan kelengkungan Bumi. Dengan demikian, proyektil akan jatuh di sekitar Bumi, selalu percepatan ke arah itu di bawah pengaruh gravitasi, namun tidak pernah bertabrakan ke dalamnya karena bumi terus melengkung pada tingkat yang sama.

Komponen satelit

Bagaimana satelit diluncurkan

Jika satelit diluncurkan pada 17.000 mph, momentum ke depan akan menyeimbangkan gravitasi, dan itu akan mengelilingi Bumi. Di sisi lain, jika satelit ini diluncurkan lebih cepat dari 23.500 mph, itu akan meninggalkan tarikan gravitasi Bumi.

Jenis orbit yang paling umum adalah :

a)      LEO (Low Earth Orbit) ditempatkan sekitar 161- 483 km dari permukaan bumi. Karena sifatnya yang terlalu dekat dengan permukaan bumi menyebabkan satelit ini akan bergerak sangat cepat untuk mencegah satelit tersebut terlempar keluar dari lintasan orbitnya. Satelit pada orbit ini akan bergerak sekitar 28163 km/jam. Satelit pada orbit ini dapat menyelesaikan satu putaran mengeliling bumi antara 30 menit – 1 jam. Satelit pada low orbit hanya dapat terlihat oleh stasiun bumi sekitar 10 menit.

b)      MEO (Medium Earth Orbit) dengan ketinggian 9656 - 19312 km dari permukaan bumi. Pada orbit ini satelit dapat terlihat oleh stasiun bumi lebih lama sekitar 2 jam atau lebih. Dan waktu yang diperlukan untuk menyeleseaikan satu putaran mengitari bumi adalah 2 – 4 jam.

Untuk Orbit LEO dan MEO, umumnya merupakan Polar Orbit karena inklinasi lintasan terhadap ekuator sangat besar.

GEO (Geostationary Earth Orbit) mengitari bumi 24 jam dan relatif diam terhadap bumi (berputar searah rotasi bumi). Sama dengan waktu yang dibutuhkan bumi berotasi pada sumbunya. Umumnya ditempatkan sejajar dengan equator bumi. Karena relatif diam terhadap bumi maka spot (wilayah radiasi sinyal) juga tidak berubah. Jarak ketinggian dari permukaan bumi sekitar 35895 km. GEO satelit akan selalu terlihat oleh stasiun bumi dan sinyalnya dapat mengjangkau 1/3 dari permukaan bumi. Sehingga 3 buah GEO satelit dapat mengjangkau seluruh permukaan bumi kecuali pada wilayah kutub Utara dan kutub Selatan.

Jenis-jenis Satelit dan kegunaannya, yaitu :

1.      Satelit Komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit Bumi rendah.

2.      Satelit Navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi dan letak posisi kita.

Satelit navigasi yang populer misalnya GPS milik Amerika, Glonass milik Rusia, dan Galileo.

3.      Satelit Remote Sensing atau Satelit Pengamat Bumi atau Satelit Observasi Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, mencari data dengan cara mengambil gambar (foto, scan). Beredar secara utara-selatan.

4.      Satelit Astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh.

5.      Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk kepentingan militer atau mata-mata.

6.      Satelit Tenaga Surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dapat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional.

7.      Satelit Cuaca adalah satelit yang diguanakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi.

8.      Stasiun Angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa (lab atau kantor di luar angkasa).

Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.

9.      Satelit Miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil.

Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).

Satelit Penginderaan Jauh memiliki resolusi atau tingkat ketajaman, yaitu : Spatial Resolution, Temporal resolution, dan Spectral Resolution.

1.      Spatial resolution dibagi 3, yaitu :

a. High Spatial Resolution : 0,6 – 4 m

b. Medium Spatial Resolution : 4 – 30 m

c. Low Spatial Resolution : 30 – >1000 m, untuk melihat awan

2.      Temporal resolution dibagi 3, yaitu :

a. High Temporal Resolution : < 24 jam – 3 hari

b. Medium Temporal Resolution : 4 – 16 hari

c. Low Temporal Resolution : > 16 hari

3.      Spectral resolution dibagi 3, yaitu :

a. High Spectral Resolution : 220 bands

b. Medium Spectral Resolution : 3 – 15 bands

c. Low Spectral Resolution : < 3 bands

Macam-macam satelit Penginderaan jauh, antara lain :

1.      Satelit Landsat (Land Satelite)

Citra Landsat TM merupakan salah satu jenis citra satelit penginderaan jauh yang dihasilkan dari sistem penginderaan jauh pasif. Landsat memiliki 7 saluran dimana tiap saluran menggunakan panjang gelombang tertentu. Satelit landsat merupakan satelit dengan jenis orbit sunsynkron (mengorbit bumi dengan hampir melewati kutub), memotong arah rotasi bumi dengan sudut inklinasi 98,2° dan ketinggian orbitnya 705 km dari permukaan bumi. Luas liputan per scene 185km x 185km.

2.      Satelit SPOT (systeme pour I’observation de la terre)

Merupakan satelit milik Perancis yang mengusung pengindera HRV (SPOT1,2,3,4) dan HRG (SPOT5). Satelit ini mengorbit pada ketinggian 830 km dengan sudut inklinasi 80°.  Satelit SPOT memiliki keunggulan pada sistem sensornya yang membawa dua sensor identik yang disebut HRVIR (haute resolution visibel infrared). Masing-masing sensor dapat diatur sumbu pengamatanya kekiri dan kekanan memotong arah lintasan satelit merekam sampai 7 bidang liputan.

3.      Satelit ASTER (advanced spaceborne emission and reflecton radiometer)

Satelit yang dikembangkan negara jepang dimana sensor yang dibawa terdiri dari VNIR, SWIR, dan TIR. Satelit ini memiliki orbit sunshyncronus yaitu orbit satelit yang menyelaraskan pergerakan satelit dalam orbit presisi bidang orbit dan pergerakan bumi mengelilingi matahari, sedemikian rupa sehingga satelit tersebut akan melewati lokasi tertentu di permukaan bumi selalu pada waktu lokal yang sama setiap harinya. Ketinggian orbitnya 707 km dengan sudut inklinasi 98,2°.

4.      Satelit QUICKBIRD

Merupakan satelit resolusi tinggi dengan resolusi spasial 61 cm, mengorbit pada ketinggian 450 km secara sinkron matahari, satelit ini memiliki dua sensor utama yaitu pankromatik dan multispektral. Quickbird diluncurkan pada bulan Oktober 2001 di California, AS. Quickbird memiliki empat saluran (band).

5.      Satelit IKONOS

Ikonos adalah satelit resolusi spasial tinggi yang diluncurkan bulan september 1999. merekam data multispektral 4 kanal pada resolusi 4m. Ketinggian orbitnya 681 km. Citra resolusi tinggi sangat cocok untuk analisis detil misalnya wilayah perkotaan tetapi tidak efektif apabila digunakan untuk analisis yang bersifat regional.

6.      Satelit ALOS (Advaced Land Observing Satelite)

Merupakan satelit yang diluncurkan oleh Jepang pada tanggal 24 Januari 2006. ALOS adalah satelit pemantau lingkungan yang busa dimanfaatkan untuk kepentingan kartografi, observasi wilayah, pemantauan bencana alam dan survey sumberdaya alam.

7.      Satelit GeoEye    

GeoEye-1 merupakan Satelit pengamat Bumi yang pembuatannya disponsori oleh Google dan National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) yang diluncurkan pada 6 September 2008 dari Vandenberg Air Force Base, California, AS. Satelit ini mampu memetakan gambar dengan resolusi gambar yang sangat tinggi dan merupakan satelit komersial dengan pencitraan gambar tertinggi yang ada di orbit bumi saat ini.

8.      Satelit WorldView

Satelit WorldView-2 adalah satelit generasi terbaru dari Digitalglobe yang diluncurkan pada tanggal 8 Oktober 2009. Citra Satelit yang dihasilkan selain memiliki resolusi spasial yang tinggi juga memiliki resolusi spectral yang lebih lengkap dibandingkan produk citra sebelumnya. Resolusi spasial yang dimiliki citra satelit WorldView-2 ini lebih tinggi, yaitu : 0.46 m – 0.5 m untuk citra pankromatik dan 1,84 m untuk citra multispektral. Citra multispektral dari WorldView-2 ini memiliki jumlah band sebanyak 8 band, sehingga sangat memadai bagi keperluan analisis-analisis spasial sumber daya alam dan lingkungan hidup.

9.      Satelit NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)

Satelit NOAA merupakan satelit meterologi generasi ketiga milik Amerika Serikat. Munculnya satelit ini untuk menggantikan generasi satelit sebelumnya, seperti seri TIROS (Television and Infra Red Observation Sattelite, tahun 1960-1965) dan seri IOS (Infra Red Observation Sattelite, tahun 1970-1976). Konfigurasi satelit NOAA adalah pada ketinggian orbit 833-870 km, inklinasi sekitar 98,7° – 98,9°, mempunyai kemampuan mengindera suatu daerah 2 x dalam 24 jam (sehari semalam).

Seri NOAA ini dilengkapi dengan 6 (enam) sensor utama, yaitu :

1. AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer),

2. TOVS (Tiros Operational Vertical Sonde),

3. HIRS (High Resolution Infrared Sounder (bagian dari TOVS),

4. DCS (Data Collection System),

5. SEM (Space Environment Monitor),

6. SARSAT (Search And Rescue Sattelite System).