Spektrum Gelombang. Penginderaan Elektromagnetik. Gelombang Mikro - Pasif. Pengantar Synthetic Aperture Radar

Transkripsi

1 Spektrum Gelombang Pengantar Synthetic Aperture Radar Bambang H. Trisasongko Department of Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University. Bogor Indonesia. Courtesy: Geography, Utah Penginderaan Elektromagnetik Pasif: Gelombang Tampak dan Inframerah: Landsat, SPOT XS Gelombang Mikro: TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) Aktif: Gelombang Tampak dan Inframerah: LIDAR (Light Detection and Ranging) Gelombang Mikro: Radar (RAR: Real Aperture Radar, SAR: Synthetic Aperture Radar) Gelombang Mikro - Pasif TRMM, ESMR, dll: analisis meteorologi/iklim 1

2 Gelombang Mikro - Aktif Bukan Pencitra: Plan Position Indicator (PPI), Altimeter, Scatterometer Gelombang Mikro - Aktif RADAR (Radio Detection and Ranging) merupakan sensor penginderaan jauh aktif yang beroperasi pada spektrum gelombang mikro Tiga mekanisme penting: Pengiriman Sinyal (Tx) Penerimaan Sinyal (Rx) Pengukuran kekuatan sinyal balik; jeda waktu antara pengiriman dan penerimaan sinyal; perilaku temporal Pencitra (Imaging Radar): Side-Looking Radar Gelombang Mikro Aktif: Radar Keuntungan dimana panjang gelombang (m) c f 0 c f 0 kecepatan cahaya (m/sec) frekuensi transmisi radar (Hz) Pengaruh atmosfer minimum, cocok untuk daerah tropis Dapat beroperasi siang dan malam Cocok untuk misi kritikal waktu: militer, bencana alam dan estimasi ketersediaan pangan Sensitif pada sifat dielektrik (estimasi kelembaban) Sensitif pada kekasaran permukaan (kecepatan angin) Sensitif pada bahan buatan manusia Penetrasi permukaan (panjang gelombang tertentu) Courtesy: NM. Short, Sr 2

3 3

4 Kerugian Efek Speckle Interpretasi yang berbeda dengan optik; membutuhkan SDM yang spesifik Efek spekel (noise) Efek Atmosfer pada frekuensi tertentu Data lebih terbatas dari optik; kajian menjadi sangat minim Distorsi; membutuhkan ketrampilan geocoding yang tinggi Efek Atmosfer Sistem SAR Spaceborne L-band X-band 4

5 Sistem Pencitraan Mekanisme Perolehan Data Miring, bukan Nadir (atau off-nadir) Arah pencitraan: Slant: tegak lurus arah wahana Azimuth: sejajar arah wahana A= arah terbang B= nadir C= lebar sapuan (swath) D= arah slant E= arah azimuth RADIO DETECTION AND RANGING Jarak Miring (Slant Range) ct SR 2 Geometri Pencitraan Slant vs Ground Range Slant Range vs Ground Range Pada sensor: Look angle + Depression angle = 90 derajat Pada Bumi: Incidence Angle Arah Azimuth Arah Range Jenis Data yang Tersedia 5

6 Look Angle Incidence Angle Dapat dimanfaatkan untuk studi kekasaran permukaan (morfometri) Dikatakan halus bila h rms 25cos Dikatakan kasar bila h rms 4cos Look angle Resolusi Spasial: Arah Range Θd = depression angle c.t R r 2cos t = pulse duration Dikenal dengan istilah pulse length (PL) PL kecil >> resolusi tinggi, tapi energi iluminasi rendah Resolusi Range dan Azimuth SR θd GR 6

7 Resolusi Spasial: Arah Azimuth Resolusi arah azimuth ditentukan oleh: Ground range Lebar sinar (beamwidth) Raz = GR. BW Bw PanjangAnt ena Real Aperture Radar vs. Synthetic Aperture Radar SAR mensintesis resolusi dengan: Antena yang pendek Akuisisi simultan dan kontinyu Simulasi antena panjang melalui Digital Signal Processing yang kompleks Real Aperture Radar Synthetic Aperture Radar CCRS Synthetic Aperture Radar Radar Equation Tiga komponen utama yang menentukan kekuatan sinyal balik yang direkam: Sistem SAR Geometri pencitraan Interaksi gelombang dengan objek 7

8 Sifat Hamburan Balik Distorsi A= Spekular (specular, odd-bounce) B= baur (diffuse) C= Corner reflection (even-bounce) Distorsi Skala akibat posisi pencitraan yang miring Distorsi Distorsi Relief: Foreshortening Layover Look angle 23 degrees Shadowing Look angle 36 degrees Look angle 47 degrees 8

9 Jenis Data dan Pendekatan Analisis SAR Jenis Data Range-Doppler processing Raw Data Slant range; Data dalam bilangan kompleks: Amplitude dan Phase Setiap baris terdiri dari sinyal balik dari satu pulse > satu obyek yang sama akan terlihat pada berbagai baris citra Level 0 Tidak diperuntukkan bagi pengguna umum (end user) Membutuhkan perangkat khusus SAR Processor Single Look Complex (SLC) Slant Range; Masih dalam bilangan kompleks Mengkombinasikan obyek yang terpisah dalam beberapa baris menjadi satu tampilan; Tampilan dalam arah Range masih terkompresi Level 1 (L 1.0 atau L 1.1) Multi-Look Ground Range; Masih dalam Bilangan Kompleks Intensity 9

10 Pendekatan Analisis Hamburan Balik Hamburan Balik (backscatter) Komposit Multitemporal Interferometri (InSAR, D-InSAR, PS-InSAR) Polarisasi (PolSAR): Dual Polarimetric; Fully Polarimetric Compact Polarimetry (CP) Polarimetric SAR Interferometry (PolInSAR) Polarimetric Tomography (PolTomSAR) Trisasongko et al Sensing and Imaging vol. 8. Springer-verlag, USA Komposit Multitemporal Interferometri (InSAR) Raimadoya et al. IGTE-2, 2008 Raimadoya et al. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan

11 Polarisasi Ganda Polarisasi Penuh Raimadoya and Trisasongko POLINSAR. ISBN No Trisasongko et al Mine Water and The Environment. Springer-verlag. USA Compact Polarimetry Polarimetric SAR Interferometry Aplikasi estimasi tinggi pohon Fully polarimetric (2 mode Tx, Rx) Compact polarimetric (1 mode Tx, 2 mode Rx) 11

12 Berpikir adalah Setengah Ibadah 12