Bab 5 HASIL-HASIL PENGINDERAAN JAUH Pemahaman Peta Citra 80
5.1. PENDAHULUAN Materi Hasil-Hasil Penginderaan Jauh merupakan materi lanjutan dari materi Pengantar Penginderaan Jauh. Jika pada materi sebelumnya mahasiswa diperkenalkan tentang pengertian, komponen dan proses penginderaan jauh secara garis besar, materi di modul tiga ini berisi materi yang memaparkan hasil-hasil penginderaan jauh seperti peta citra. Modul ini berisi materi-materi mengenai jenis-jenis peta citra serta perbedaannya masing-masing.. Kompetensi Materi Kompetensi yang akan dicapai setelah mempelajari materi Pengantar Penginderaan Jauh berdasarkan kompetensi Pengembangan Wilayan dan Kota antara lain: 1. Menjunjung tinggi norma, tata nilai, moral, agama dan etika tanggung jawab professional (KU1); 2. Menerapkan metode dan teknologi baru untuk membangun data base, menganalisis, merumuskan konsep/ model perencanaan/strategi kebijakan (KU5); 3. Mahir dalam mengaplikasikan teknologi untuk inventarisasi data base yang akurat, intpretasi dan penyusunan konsep perencanaan spasial dan aspasial (KP3); 4. Menerapkan norma, standar, pedoman dan manual/kriteria perencanaan dan perancangan wilayah dan kota (KP4); 5. Mampu bekerja secara mandiri dan kelompok (KL1); 6. Mampu berkomunikasi dan bersikap aspiratif dan responsif terhadap perkembangan IPTEKS (KL3). Selanjutnya, kompetensi mata kuliah Kartografi dan Penginderaan Jauh yang menjadi landasan dalam materi ini antara lain: 1. Kognitif : menjelaskan macam data dan citra dalam penginderaan jauh 2. Afektif : bertanggung jawab terhadap tugas, disiplin, dan bersikap sopan selama proses pembelajaran. 81
Sasaran Pembelajaran Sasaran pembelajaran dari materi Pengantar Pengideraan Jauh adalah mahasiswa memahami dan menjelaskan pengertian, jenis dan fungsi penginderaan jauh serta aplikasinya dalam perencanaan wilayah dan kota. Pencapaian sasaran pembelajaran ini dapat diraih selama dua minggu pembelajaran. Strategi/Metode Pembelajran Terdapat tiga strategi untuk mecapai sasaran pembelajaran di materi ini, yaitu: ceramah interaktif, diskusi dan belajar terstruktur. Proses pembelajaran tersebut tidak hanya dilakukan di dalam kelas saja tetapi juga dilakukan di luar kelas. Indikator Penilaian Sama seperti materi-materi sebelumnya, indikator penilaian dalam materi ini didasari oleh tiga kompetensi yang akan diraih oleh mahasiswa, yaitu kognitif, afektif dan motorik. Masing-masing kemampuan memiliki beberapa indikator seperti yang terlihat di dalam tabel 5.1. Tabel 5.1. Rubrik Penilaian Materi Hasil-Hasil Penginderaan Jauh Kompetensi Tujuan Rubrik Bobot Kognitif Pemahaman mahasiswa Menjelaskan perbedaan data terhadap hasil-hasil dari numerik dan visual 10 penginderaan jauh Menyebutkan dan menjelaskan masing-masing variabel dari citra 10 foto dan non-foto 45 Menyebutkan dan menjelaskan 10 contoh dari jenis-jenis citra Menjelaskan pengertian resolusi 5 Menyebutkan dan menjelaskan jenis-jenis resolusi 10 Afektif Kemampuan penulisan laporan/tugas sesuai dengan standar karya tulis ilmiah Tugas dikumpulkan tepat waktu Sopan selama proses pembelajaran Menjawab pertanyaan tepat sasaran 3 Ketepatan menggunakan tata bahasa 2 Penggunaan kosa kata yang tepat 2 Keterpaduan antar kalimat/paragraf 3 Sesuai dengan kesepakatan Berpakaian yang sopan dan rapi 5 Bertutur kata yang baik 5 Bersikap terhadap dosen dan teman 10 10 10 10 20 55 30 TOTAL 100 100 100 82
5.2. PEMBAHASAN MATERI 5.2.1. PENGERITAN CITRA Berdasarkan pembahasan sebelumnya, hasil dari rekaman data penginderaan jauh adalah data yang kemudian akan diintepretasi oleh tim analisis. Hasil rekaman tersebut dapat dikelompokkan lagi menjadi dua. Pertama, data digital atau data numerik. Data numerik terdiri dari angka-angka yang kemudian akan diintepretasi menggunakan program komputer. Kedua, data visual merupakan peta citra dan non-citra yang akan di analisis secara manual. Data berupa peta atau citra tersebut berupa gambaran mirip aslinya. Sementara data non citra berupa garis atau grafik yang terdiri atas nomor-nomor sebagai simbol tingkat kecerahan warna. Gambar 5.1. Data numerik penginderaan jauh Sumber http://vendettaplanologi.blogspot.com/, diunduh pada 21/11/2014, 12:33 WITA Gambar 5.2. Data visual (a) dan data numerik (b) penginderaan jauh Sumber http://vendettaplanologi.blogspot.com/, diunduh pada 21/11/2014, 12:33 WITA 83
Citra merupakan gambaran yang terekam oleh kamera atau sensor. Selanjutnya, gambaran tersebut menampilkan gejala di permukaan bumi dalam jarak jauh, secara vertikal. 5.2.2. JENIS CITRA Jenis-jenis citra dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu citra foto (photographic image) atau foto udara dan citra non-foto (non-photographic image). Perbedaan kedua jenis citra tersebut dikelompokkan lagi berdasarkan variabel sensor, detektor, proses perekaman, mekanisme perekaman dan spektrum magnetik (tabel 5.2). Tabel 5.2. Perbedaan Citra Foto dan Citra Non-Foto Sumber: sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sitepages/modulonline/lihatmodulonline.aspx? ModulOnlineID=118, diunduh pada 2i/11/2014, pukul 112:50 WITA Selanjutnya, masing-masing kelompok citra dikelompokkan berdasarkan beberapa variabel, sebagai berikut: 1. Citra Foto dikelompokkan berdasarkan warna, posisi sumbu kamera, jenis kamera yang digunakan, sistem wahana, dan spektrum elektromagnetik. Citra foto berdasarkan warna a. Citra berwarna semu (false colour). Pada foto ini, warna objek tidak sama dengan warna aslinya. Misalnya, pada foto citra, vegetasi/ tanaman akan berwarna merah sementara warna aslinya adalah hijau. b. Citra berwarna asli (true colour). Foto ini merupakan foto pankoromatik berwarna. Foto berwarna asli akan lebih mudah penggunaannya karena sesuai dengan aslinya. 84
Gambar 5.3. Peta citra berwarna asli (kanan) dan peta citra berwarna semu (kiri). Sumber: google earth dan https://andimanwno.files.wordpress.com/2010/02/landsatnovarupta-region-large.jpg, diunduh pada 21/11/2014, pukul 13:09 WITA Citra foto berdasarkan posisi sumbu kamera a. Foto vertikal atau foto tegak (ortho photograph). Foto citra jenis ini dibuat dengan sumbu kamera tegak lurus terhadap permukaan bumi. b. Foto condong atau miring (oblique photograhph). Foto ini dibuat dengan sumbu kamera menyudut terhadap garis tegak lurus ke permukaan bumi. Pada umumnya, sudut yang terbentuk adalah sepuluh derajat. Foto condong masih dibedakan lagi menjadi foto agak condong (low oblique photograph) apabila cakrawala tidak tergambar pada foto, dan foto sangat condong (high oblique photograph) apabila pada foto tampak cakrawala. Keterangan: A. Vertikal B. Agak condong C. Sangat condong Gambar 5.4. Jenis bentuk posisi kamera Sumber: Sutanto, 1999 85
Gambar 5.5. Contoh foto citra berdasarkan posisi kamera: sangat condong (kanan atas), agak condong (bawah), dan vertikal (kiri atas). Sumber: berbagai sumber, 2014 Citra foto berdasarkan sistem wahana a. Foto udara merupakan citra foto yang dibuat dengan menggunaka wahana atau alat yang bergerak di udara seperti pesawat terang, helikopter dan balon. b. Foto satelit merupakan citra foto yang dibuat dengan menggunakan wahana satelit yang bergerak di luar angkasa. Citra foto berdasarkan spektrum elektromagnetik a. Foto ultra violet yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum ultra violet dekat dengan panjang gelombang 0.29 mikrometer. b. Foto ortokromatik merupakan foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum tampak dari saluran biru hingga sebahagian hijau. c. Foto pankromatik yaitu foto yang dibuat dengan menggunakan seluruh spectrum yang tampak oleh mata. 86
d. Foto infra merah yang terdiri dari foto warna asli (true infrared photo) dan dibuat dengan spektrum infra merah. Terdapat juga foto infra merah kombinasi/ modifikasi yang dibuat dengan kombinasi spektrum merah dengan sektrum tampak dari warna merah dan sebagian hijau. Foto Citra Ultra Violet Foto Citra Ortikromatik Foto Citra Infra Merah Foto Citra Infra Merah Modifikasi Foto Citra Pankromatik Gambar 5.6. Contoh foto citra berdasarkan spektrum elektromagnetik. Sumber: berbagai sumber, 2014 87
2. Citra Non-Foto dikelompokkan berdasarkan sensor yang digunakan, wahana yang digunakan dan spektrum elektromagnetik. Citra non-foto berdasarkan sensor a. Citra tunggal merupakan citra yang dibuat dengan sensor tunggal namun memiliki saluran yang lebar. b. Citra multispektral merupakan citra yang dibuat dengan sensor jamak, namun salurannya sempit. Citra non-foto berdasarkan wahana a. Citra dirgantara (airbone image) merupakan citra yang dibuat dengan wahana yang beroperasi di udara atau dirgantara. Contoh dari citra dirgantara antara lain: citra infra merah thermal, citra radar dan citra MSS. b. Citra satelit (citra yang dibuat dari satelit yang berada di luar angkasa. Contoh dari citra satelit antara lain: 1) Citra satelit untuk penginderaan planet: citra satelit Viking (AS), citera satelit Venera (Rusia) 2) Citra satelit untuk penginderaan cuaca: NOAA (AS), citra meteor: (Rusia) 3) Citra satelit untuk penginderaan sumber daya bumi: citra Landsat (AS), Citra Soyus (Rusia) dan Citra SPOT (Perancis) 4) Citra satelit untuk penginderaan laut: citra Seasat (AS), citra MOS (Jepang) Citra non-foto berdasarkan spektrum elektromagnetik a. Citra infra merah thermal merupakan citra yang dibuat dekan spektrum infra merah berdasarkan perbedaan suhu objek. Daya pancar dari suhu tersebut tercermin dengan beda rona atau beda warna. b. Citra radar dan citra gelombang mikro. Citra radar merupakan hasil penginderaan jauh jenis aktif karena menggunakan sumber tenaga buatan. Sementara itu, citra gelombang mikro merupakan jenis pasif karena menggunakan sumber tenaga alamiah. 88
5.2.3. RESOLUSI CITRA Resolusi merupakan jumlah piksel atau picture element yang tersusun dalam citra atau gambar digital. Resolusi ditentukan dengan jumlah atau kumpulan piksel yang membentuk gambar tersebut. Oleh karena itu, resolusi menentukan kualitas sebuah gambar digital. Resolusi berbanding lurus dengan kualitas gambar. Semakin tinggi resolusi, semakin baik kualitas gambar. Sebaliknya, semakin rendah resolusi, semakin rendah kualitas gambar. Gambar 5.7. Perbandingan citra dengan resolusi rendah, menengah dan tinggi. Sumber: berbagai sumber, 2014 Piksel adalah dimensi terkecil gambar digital. Dalam gambar, piksel berupa kotak-kotak atau grid yang membagi gambar dalam beberapa bagian. Dalam satu piksel dapat terdiri dari beberapa objek atau titik. Besaran kotak atau grid berbanding terbalik dengan kualitas gambar. Semakin besar ukuran grid, berarti semakin sedikit jumlah gridnya. Itu berarti semakin rendah kualitas citra karena gambar yang dihasilkan akan kabur atau tidak jelas. Sebaliknya, semakin kecil ukuran grid, berarti semakin banyak jumlah gridnya. Itu berarti semakin tinggi kualitas citra karena gambar yang dihasilkan akan lebih jelas. Gambar 5.8. Perbandingan gambar objek berdasarkan jumlah dan besaran pixel. Sumber: http://www.sammobile.com/wp-content/uploads/2013/02/pixel-density-xperias.jpg, diunduh pada 23/11/2014, pukul 10:37 WITA 89
Dalam penginderaan jauh, resolusi dibagi atas empat jenis, yaitu resolusi spasial, resolusi spektral, resolusi temporal dan resolusi radiometric. 1. Citra spasial merupakan gambar dalam peta citra berkaitan dengan ruang yang terdiri atas bentuk, ukuran, tekstur, pola dan situs bayangan. Resolusi spasial menggambarkan tingkat ketelitian perekaman yang dilakukan. Semakin tinggi resolusinya, semakin detail citra yang dihasilkan. Hasil dari resolusi ini dinyatakan dengan ukuran pixel. Gambar 5.9. Citra resolusi spasial. Sumber http://datacitrasatelit.files.wordpress.com/2013/06/003.png, diunduh pada 23/11/2014, pukul 10:42 WITA 90
2. Citra spektral merupakan citi yang dihasilkan oleh tenaga elektromagnetik dengan benda yang dinyatakan dengan rona dan warna. Rona merupakan tingkat kehitaman atau keabuan sebuah objek yang tergambar di citra. Benda yang banyak memantulkan atau menancarkan tenaga akan memiliki rana asli yang cerah. Resolusi spektral merupakan kemampuan sensor untuk mendefinisikan kehalusan interval panjang gelombang yang dapat direkam. Sebagai contoh, resolusi spektral dimanfaatkan untuk mendeteksi tanaman di sebuah kawasan. Gambar 5.10 menunjukkan citra kawasan pertanian (kiri). Resolusi spektral medeteksi objek-objek yang berupa tanaman (kanan). Dengan demikian, dapat diketahui tutupan lahan (land cover) kawasan tersebut. Gambar 5.10. Citra resolusi spektoral Sumber: http://petacitrasatelit.blogspot.com/2013/06/resolusi-spektral.html, diunduh pada 23/11/2014, pukul 11:58 WITA 3. Citra temporal merupakan citra yang menggambarkan perubahan objek dari masa ke masa. Resolusi temporal menunjukkan interval waktu antar pengamatan. Dengan kata lain, resolusi temporal bergantung pada lamanya satelit kembali lagi pada suatu lokasi atau wilayah yang sama (gambar 5.11). Gambar 5.12 menunjukkan perbedaan kawasan Porong, Sidoarjo sebelum (kiri) dan setelah (kanan) tertutupi lumpur. Masih di gambar yang sama, deretan bawah menunjukkan perluasan kawasan yang tertutupi lumpur. 91
Rotasi satelit sampai lokasi yang sama pada hari ke-x Gambar 5.11. Rotasi satelit Sumber http://www.slideshare.net/bramantiyomarjuki/interpretasi-citrapenggunaanlahanbatam17okt2013, diunduh pada 23/11/2014, pukul 12:14 WITA Gambar 5.12. Citra temporer yang menunjukkan perubahan kawasan Porong, Sidoarjo setelah dan sebelum ditutupi lumpur Sumber: http://rovicky.wordpress.com/2006/10/02/ngintip-perkembangan-porong-denganikonos/, diunduh pada 23/11/2014, pukul 09:42 WITA 92
4. Citra radiometrik merupakan citra yang dihasilkan dari resolusi radiometrik. Resolusi tersebut merupakan ukuran sensitivitas sensor untuk membedakan aliran radiasi (radiation flux) yang dipantulkan atau diemisikan suatu objek oleh permukaan bumi. Semakin banyak bit sebuah citra, maka semakin bagus kualitasnya. Bit merupakan tingkat gradasi warna yang dimiliki oleh sebuh citra. Gambar 5.13 menunjukkan dua buah citra dengan bit yang berbeda. Citra pertama memiliki resolusi delapan bit. Gambar pertama memiliki dua pangkat delapan gradasi, artinya, gambar tersebut memiliki 256 gradasi. Gambar kedua (kanan) hanya memiliki resolusi dua bit sehingga gradasi yang dimiliki hanya dua pangkat dua sama dengan empat gradasi. Oleh karena perbedaan resolusi, gambar pertama lebih cerah dibandingkan gambar kedua karena bit yang dimiliki gambar pertama lebih besar. Resolusi 8 bit Resolusi 2 bit Gambar 5.13. Citra resoluli radiometrik Sumber: http://personal.its.ac.id/files/material/2511-lmjaelani-geomatika- 4%20Resolusi%20penting%20dalam%20Inderaja.pdf, diunduh pada 23/11/2014, pukul 12:33 WITA 93
5.3. CONTOH SOAL 1. Jelaskan perbedaan data numerik dan data visual! 2. Sebutkan dan jelaskan perbedaan masing-masing variabel dari citra foto dan citra non-foto! 3. Sebutkan dan jelaskan masing-masing contoh dari citra foto dan citra nonfoto! 4. Jelaskan pengertian resolusi? 5. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis resolusi citra dalam penginderaan jauh! 5.4. DAFTAR PUSTAKA Estes J.E. 1974. Imaging with Photographic and Nonphotographic Sensor System, In: Remote Sensing Techniques for Environmental Analysis. California: Hamliton Publishing Company Lillesand, Kiefer. 1988. Penginderaan Jauh dan Intepretasi Peta. Yogyakarta: Gajah Mada University Press Lindgren, D.T. 1998. Land Use Planning and Remote Sensing, Doldreht: Martinus Nijhoff Publisher Sutanto. 1998. Penginderaan Jauh. Yogyakarta: Gajah Mada University Press 94