Aplikasi-aplikasi ICV untuk sumber daya air: - Pengukuran luas perairan, - Identifikasi konsentrasi sedimen/tingkat kekeruhan, - Pemetaan daerah

Transkripsi

1 ICV APLIKASI UNTUK SUMBER DAYA AIR Aplikasi-aplikasi ICV untuk sumber daya air: - Pengukuran luas perairan, - Identifikasi konsentrasi sedimen/tingkat kekeruhan, - Pemetaan daerah banjir, - Kesuburan perairan, - Suhu perairan, - Polusi perairan, - Warna perairan, - Pemetaan teluk dan delta, -Pengukuran tinggi gelombang, - Tinggi permukaan laut, - Topografi dasar laut, 22 Juli

2 Penginderaan Jauh Perairan PANTULAN AIR L u : reflectance signal at sensor L v : subsurface volumetric scattering L a : subsurface volumetric absorption L b : bottom backscattering L p : Atmospheric scattering L s : water surface scattering L u = [(L V + L b ) L a ] + L s + L p Sinar datang L s L p L u 3 L a L v Lb 2

3 PANTULAN AIR SERAPAN DAN HAMBURAN AIR BERSIH Dipengaruhi oleh: - Hamburan dan serapan air dan material yang ada di air, - Air menyerap sebagian besar sinar yang datang dan hanya sebagian kecil yang dipantulkan, Serapan terkecil (transmisi terbesar) pada panjang gelombang biru (minimal pada panjang gelombang sekitar nm), Hamburan meningkat pada panjang gelombang pendek, maksimal pada panjang gelombang ultraviolet, Pantulan karena sedimen Foto Udara Inframerah Kurva reflektan air 3

4 SERAPAN DAN HAMBURAN AIR BERSIH RESPON SPEKTRAL AIR Serapan terkecil (transmisi terbesar) pada panjang gelombang biru (minimal pada panjang gelombang sekitar nm), Serapan tinggi terjadi pd gelombang ultraviolet (< 400 nm) dan gelombang kuning s/d NIR (> 580 nm), Hamburan meningkat pada panjang gelombang pendek, maksimal pada panjang gelombang ultraviolet, Kombinasi serapan/hamburan: reflektan terbesar pada gelombang tampak dan kecil pada daerah NIR dan MIR. Untuk studi kualitas air perhatikan jumlah radian energi yang direkam sensor digunakan untuk mengetahui karakteristik material terhadap respon spektralnya. Jumlah radian energi yang keluar dari air dan direkam oleh sensor adalah fungsi dari: air (w), inorganic suspended minerals (SM), chlorophyll a (Chl), dissolved organic material (DOM), dan total pelemahan karena serapan dan hamburan yang terjadi pada air, c(λ) Percent Reflectance b Silty soil clear water Wavelength (nm) 1,000 mg/l 600 Pergeseran puncak reflektan ke arah panjang gelombang yang lebih besar krn bertambahnya sedimen 4

5 MEMBEDAKAN AIR DAN DARATAN Panjang gelombang terbaik untuk membedakan daratan dengan perairan : NIR dan MIR (740 2,500 nm), NIR dan MIR menyerap hampir semua radiasi yang datang (khususnya untuk kondisi perairan yang dalam dengan sedikit sedimen dan bahan organik). Perbandingan Sistem Sensor Hijau ( µm) Merah ( µm) NIR ( µm) 10 5

6 LIDAR (Light Detection and Ranging) Pemetaan Tutupan Rumput Laut 12 6

7 BANJIR JAKARTA Identifikasi Sedimen 7

8 Respon Spektral Air yang Mengandung Plankton Plankton dibagi menjadi: organisme tanaman (phytoplankton), organisme binatang (zoolankton), bacteria (bacterio-plankton), dan fungi. Phytoplankton di dalam air mengandung pigmen aktif photosinthesis yang disebut chlorpohyll a. Fotosintesis pada Vegetasi Fotosintesis adalah proses penyimpanan energi yang berlangsung pada daun dan pada bagian hijau lain yang terdapat pada vegetasi pada saat menerima sinar matahari. Proses fotosintesis dimulai pada saat sinar matahari mengenai kloroplast (bagian daun yang mengandung zat hijau daun/klorofil). Persamaan fotosintesis: 6CO H 2 O + sinar matahari C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Energi yang dipantulkan oleh permukaan daun ditentukan oleh jumlah energi yang datang dikurangi energi yang diserap untuk proses fotosintesis dan energi yang diteruskan ke daun lain atau permukaan tanah. 8

9 Respon Spektral terhadap Pigmen Daun dan Air Chlorophyll absorption bands: mm mm Pigmen klorofil terdapat dalam struktur plastida yang terdapat pada sel parenchyma daun. Klorofil menyerap panjang gelombang merah dan biru (dengan besaran yang berbeda), sedikit menyerap panjang gelombang hijau dan tidak terdapat serapan pada panjang gelombang near IR (NIR). Water absorption bands: 0.97 µm 1.19 µm 1.45 µm 1.94 µm 2.70 µm Faktor yang dominan mengontrol karakteristik spektral daun adalah pigmen-pigmen daun yang ada di palisade mesophyll (klorofil a dan b, dan β-karoten), hamburan energi NIR di spongy mesophyll, dan jumlah air pada tanaman. 9

10 Reflektan Vegetasi Chlorophyll absorbs large % of red and blue for photosynthesis- and strongly reflects in green (.55µm) Peak reflectance in leaves in near infrared (.7-1.2µm) up to 60% of infrared energy per leaf is scattered up or down due to cell wall size, shape, leaf condition (age, stress, disease), etc. Reflectance in Mid IR (2-4µm) influenced by water content-water absorbs IR energy, so live leaves reduce mid IR return Klorofil pada Perairan Hubungan antara band spektral dan klorofil perairan : Chl = x [L( L(λ 1 )/L(λ 2 )] y dimana L(λ 1 ) dan L(λ 2 ) adalah upwelling radiances (pada panjang gelombang tertentu) dan x dan y adalah konstanta yang diperoleh secara empirik. SeaWiFS menggunakan algorithma dengan rasio band 443/355 nm dan 490/555 nm. 10

11 Global Chlorophyll a (g/m 3 ) yang diperoleh dari data SeaWiFS tahun 1997 Respon spektral air yang mengandung bahan organik terlarut Semakin produktif klorofil, semakin tinggi pelepasan bahan organik yang kemudian memunculkan yellow substance atau Gelbstoffe yang dapat 1) Mempengaruhi serapan dan hamburan sinar pada air, dan 2) merubah warna air. 11

12 12

13 Global Sea-surface Temperature (SST) Map Derived From NOAA-14 AVHRR Data Reynolds Monthly Monthly Sea-surface Sea-surface Temperature Temperature ( C) ( C) Maps Derived Derived from from In situ Buoy and Remotely Sensed Data La Nina December, 1988 Normal December, 1990 El Nino December,

14 Respon spektral badan air pada panjang gelombang visible Tinggi Permukaan Laut 28 14

15 Kecepatan Angin Monitoring Luas Perairan

16 Sedimentasi Konsentrasi SPM (Suspended Particle Matter)