Pertemuan
3
RESOLUSI
CITRA SATELIT (KETELITIAN)
Berdasarkan
resolusi yang digunakan, citra hasil penginderaan jarak jauh bisa dibedakan
atas (Jaya, 2002) :
1) Resolusi
spasial
Merupakan ukuran terkecil dari suatu bentuk (feature)
permukaan bumi yang bisa dibedakan dengan bentuk permukaan di sekitarnya, atau
sesuatu yang ukurannya bisa ditentukan. Kemampuan ini memungkinkan kita untuk
mengidentifikasi (recognize) dan menganalisis suatu objek di bumi selain
mendeteksi (detectable) keberadaannya.
Mendefinisikan jarak atau rentang
atau lebar panjang gelombang
pada suatu saluran atau band.
Resolusi Spektral untuk Landsat 7
ETM+:
-
Band1 0,45 - 0,53 µm Blue
- Band
2 0,52 - 0,57 µm Green
- Band
3 0,63 - 0,69 µm Red
- Band
4 0,76 - 0,90 µm Near Infra Red
- Band
5 1,55 - 1,75 µm Short Wave Infra Red
- Band
7 2,08 - 2,35 µm Short wave Infra Red
- Band
6 10,8 - 12,5 µm Thermal Infra Red
2) Resolusi spektral
Merupakan dimensi dan jumlah daerah panjang gelombang
yang sensitif terhadap sensor. mendefinisikan luas liputan di permukaan bumi yang
diwakili oleh satu pixel
Satu sel mewakili 30 meter x 30
meter
3) Resolusi radiometrik
Merupakan ukuran sensitivitas sensor untuk membedakan
aliran radiasi (radiation flux) yang dipantulkan atau diemisikan suatu objek
oleh permukaan bumi.
Dapat didefinisikan sebagai rentang
dinamis, atau jumlah kemungkinan nilai data pada masing masing band
Contoh :
Band 1 landsat TM dengan resolusi
spektral 0,45 - 0,52 mm. Energi yang
direkam pada panjang gelombang ini
adalah :
256 tingkat keabuan, pada data 8 bit
128 Tingkat keabuan pada data
7 bit
4) Resolusi Temporal
Merupakan frekuensi suatu sistem sensor merekam suatu
areal yang sama (revisit). Seperti Landsat TM yang mempunyai ulangan setiap 16
hari, SPOT 26 hari dan lain sebagainya.
Karakteristik pantulan spektral dari vegetasi dipengaruhi oleh kandungan
pigmen daun, material organik, air dan karakteristik struktural daun seperti
bentuk daun dan luas daun (Huete and Glenn, 2011). Karakteristik pantulan
spektral dari vegetasi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu pada bagian
spektrum tampak (0.4 – 0.7 µm) dan pada bagian spektrum inframerah dekat / Near
Infra Red (0.7 – 1.1 µm).Pada bagian spektrum tampak, vegetasi memiliki nilai
pantulan relatif rendah pada spektrum biru dan merah dengan puncak minor pada
spektrum hijau (Mather, 2004). Pantulan spektral yang rendah pada spektrum biru
dan merah disebabkan karena vegetasi menyerap banyak energi pada kedua spektrum
tersebut. Energi pada spektrum tersebut digunakan untuk aktifitas photosintesis
pada daun (Song, 2011). Jumlah energi yang terserap pada kedua spektrum
tersebut mencapai 70% hingga 90% dari total energi yang datang ke permukaan
daun. Relatif lebih rendahnya pantulan spektral pada spektrum biru dan merah
dibandingkan pada spektrum hijau, memberi efek visualisasi warna hijau pada
daun tersebut. Daun nampak berwarna hijau oleh mata, karena kemampuan mata
dalam menangkap spektrum elektromagnetis berada pada spektrum tampak
saja.Pantulan spektral meningkat secara drastis pada rentangan spektral antara
0.65 hingga 0.76 µm. Zona rentangan spektral pada pola spektral vegetasi ini
disebut dengan istilah titik batas merah (red edge point). Pada rentangan
spektrum infra merah dekat, yang juga merupakan bagian kedua dari karakteristik
pola spektral vegetasi, memiliki pantulan spektral yang relatif tinggi.
Pantulan spektral yang tinggi ini terrentang antara 0.76 – 1.35 µm. Selanjutnya
pada rentangan 1.35 – 2.5 µm pantulan spektral dipengaruhi oleh struktur
internal daun. Faktor pengaruh yang dominan terhadap pantulan spektral pada
rentangan 1.35 – 2.5 µm ini adalah banyak sedikitnya kandungan air pada lembar
daun tersebut.
Kebanyakan citra satelit yang belum diproses, disimpan
dalam bentuk grayscale, yang merupakan skala warna dari hitam ke putih dengan
derajat keabuan yang bervariasi. Untuk penginderaan jauh, skala yang dipakai
adalah 256 shade grayscale, dimana nilai 0 menggambarkan hitam, nilai 255
putih. Untuk citra muktispektral, masing-masing piksel mempunyai beberapa DN,
sesuai dengan jumlah band yang dimiliki. Misalnya, untuk Landsat 7,
masing-masing piksel mempunyai 7 DN dari 7 band yang dimiliki. Citra bias
ditampilkan untuk masing0masing band dalam bentuk hitan putih maupun kombinasi
3 band sekaligus, yang disebut color composites.
Citra sebagai dataset, bisa dimanipulasi menggunakan
algorithm (persamaan matematis). Manipulasi bisa merupakan pengkoreksian error,
pemetaan kembali data terhadap suatu referensi geografi tertentu, ataupun
mengekstrak informasi yang tidak langsung terlihat dari data. Data dari dua
citra atau lebih pada lokasi yang sama dikombinasikan secara matematis untuk
membuat composite dari beberapa dataset. Produk data ini, disebut derived
products, yang bisa dihasilkan dengan beberapa penghitungan matematis atas data
numerik mentah (DN) (Puntodewo, dkk, 2003).
Spesifikasi Citra Satelit dan Jenis Satelit
merupakan
alat utama untuk mengenali dan memahami berbagai kenampakan objek di berbagai
permukaan bumi melalui penginderaan jauh. Berdasarkan Misinya Setelit
Penginderaan Jauh dikelompokan menjadi dua macam yaitu satelit cuaca dan
satelit sumberdaya alam.
Sistem Satelit Landsat
Satelit Landsat merupakan salah satu satelit sumber daya bumi yang
dikembangkan oleh NASA dan Departemen Dalam Negeri Amerika Serikat. Satelit ini
terbagi dalam dua generasi yakni generasi pertama dan generasi kedua. Generasi
pertama adalah satelit Landsat 1 sampai Landsat 3, generasi ini merupakan
satelit percobaan (eksperimental) sedangkan satelit generasi kedua (Landsat 4
dan Landsat 5) merupakan satelit operasional (Lindgren, 1985), sedangkan Short
(1982) menamakan sebagai satelit penelitian dan pengembangan (Sutanto,
1994).
Satelit generasi pertama memiliki dua jenis sensor,
yaitu penyiam multi spektral (MSS) dengan empat saluran dan tiga kamera RBV
(Return Beam Vidicon).Satelit generasi kedua adalah satelit membawa dua jenis
sensor yaitu sensor MSS dan sensor Thematic Mapper (TM). Perubahan tinggi orbit
menjadi 705 km dari permukaan bumi berakibat pada peningkatan resolusi spasial
menjadi 30 x30 meter untuk TM1 - TM5 dan TM7 , TM 6 menjadi 120 x 120 meter.
Resolusi temporal
menjadi 16 hari dan perubahan data dari 6 bits (64 tingkatan warna) menjadi 8
bits (256 tingkatan warna). Kelebihan sensor TM adalah menggunakan tujuh saluran,
enam saluran terutama dititikberatkan untuk studi vegetasi dan satu saluran
untuk studi geologi tabel (2.1) Terakhir kalinya akhir era 2000- an NASA
menambahkan penajaman sensor band pankromatik yang ditingkatkan resolusi
spasialnya menjadi 15m x 15m sehingga dengan kombinasi didapatkan citra
komposit dengan resolusi 15m x 15 m.
Saluran Citra Landsat TM
|
Band
|
Panjang Gelombang
|
Keterangan
|
|
1
|
0,45 –
0,52
|
Penetrasi tubuh air, analisis penggunaan lahan,
tanah, dan vegetasi. Pembedaan vegetasi dan lahan.
|
|
2
|
0,52 –
0,60
|
Pengamatan puncak pantulan vegetasi pada saluran
hijau yang
terletak diantara dua saluran penyerapan. Pengamatan ini dimaksudkan untuk
membedakan jenis vegetasi dan untuk membedakan tanaman sehat terhadap tanaman
yang tidak sehat
|
|
3
|
0,63 –
0,69
|
Saluran terpenting untuk membedakan jenis vegetasi.
Saluran ini terletak pada salah satu daerah penyerapan klorofil
|
|
4
|
0,76 –
0,90
|
Saluran yang peka terhadap biomasa vegetasi. Juga
untuk identifikasi jenis tanaman. Memudahkan pembedaan tanah dan tanaman
serta lahan dan air.
|
|
5
|
1,55 –
1,75
|
Saluran penting untuk pembedaan jenis tanaman,
kandungan air pada tanaman, kondisi kelembapan tanah.
|
|
6
|
2,08 –
2,35
|
Untuk membedakan formasi batuan dan untuk pemetaan
hidrotermal.
|
|
7
|
10,40 –
12,50
|
Klasifikasi vegetasi, analisis gangguan vegetasi.
Pembedaan kelembapan tanah, dan keperluan lain yang berhubungan dengan gejala
termal.
|
|
8
|
Pankromatik
|
Studi kota, penajaman batas linier, analisis tata
ruang
|
2. SATELIT ASTER
|
Band
|
Panjang Gelombang
|
Keterangan
|
|
1 (VNIR)
|
0.520 - 0.600
|
Citra Aster dapat digunakan dengan baik untuk
tujuan;
1. Pemetaan Tata Guna Lahan
2. Perencanaan Tata Ruang Wilayah (RUTR, RDTRK)
3. Pemetaan dan Pemantauan Kondisi Kawasan Hutan
4. Pemetaan Kawasan Pantai
5. Pemantauan Perkembangan Kota
6. Penataan dan Pemantauan Kawasan Pertambangan
7. Perencanaan Pengembangan Infrastruktur Wilayah
|
|
2 (VNIR)
|
0.630 - 0.690
|
|
|
3 (VNIR)
|
0.760 - 0.860
|
|
|
4 (SWIR)
|
1.600 - 1.700
|
|
|
5 (SWIR)
|
2.145 - 2.185
|
|
|
6 (SWIR)
|
2.185 - 2.225
|
|
|
7 (SWIR)
|
2.235 - 2.285
|
|
|
8 (SWIR)
|
2.295 - 2.365
|
|
|
9 (SWIR)
|
2.360 - 2.430
|
|
|
10 (TIR)
|
8.125 - 8.475
|
|
|
11 (TIR)
|
8.475 - 8.825
|
|
|
12 (TIR)
|
8.925 - 9.275
|
|
|
13 (TIR)
|
10.25 - 10.95
|
|
|
14 (TIR)
|
10.95 - 11.65
|
Jenis data lengkap yang dapat diperoleh dari citra
TERRA/ASTER ditunjukkan dalam daftar di bawah ini. TERRA/ASTER mempunyai
informasi lengkap dari citra optik biasa hingga Digital Terrain Model (DTM).
|
Nama Produk
|
Keterangan
|
Resolusi
|
|
Level 1A
|
Produk ini adalah data mentah langsung dari satelit.
Koefisien kalibrasi radiometrik dan koreksi geometrik terlampir, tetapi tidak
diterapkan dalam data. Produk ini tidak disesuaikan pada proyeksi peta
tertentu.
|
V(15m)
S(30m)
T(90m)
|
|
Level 1B
|
Produk ini hasil proses penerapan koefisien koreksi
radiometrik dan geometrik yang terlampir pada data level 1A. Pada produk ini
juga diterapkan metoda proyeksi peta dalam proses L1B. Dari produk ini dapat
diperoleh informasi fisik seperti radiance dan temperatur dengan menggunakan
nilai digital (DN) dalam data.
|
V(15m)
S(30m)
T(90m)
|
|
Relative Spectral Emissivity (2A02)
|
Produk ini merupakan data hasil decorrelation
stretched dari data ASTER TIR. Produk ini menunjukkan variasi emisi yang
diperkuat (enhanced emissivity variations) yang diturunkan dari range TIR
lemah.
|
90m
|
|
Relative Spectral Reflectance VNIR (2A03V)
|
Produk ini merupakan data hasil decorrelation
stretched data ASTER VNIR untuk variasi pantulan yang diperkuat (enhance
reflectance variations)
|
15m
|
|
Relative Spectral Reflectance SWIR (2A03S)
|
Produk ini merupakan data hasil decorrelation
stretched data ASTER SWIR untuk variasi pantulan yang diperkuat (enhance
reflectance variations)
|
30m
|
|
Surface Radiance VNIR (2B01V)
|
Produk ini dihasilkan melalui penerapan koreksi
atmosfir kepada data ASTER VNIR.
|
15m
|
|
Surface Radiance SWIR (2B01S)
|
Produk ini dihasilkan melalui penerapan koreksi atmosfir
kepada data ASTER SWIR.
|
30m
|
|
Surface Radiance TIR (2B01T)
|
Produk ini dihasilkan melalui penerapan koreksi
atmosfir kepada data ASTER TIR.
|
90m
|
|
Surface Reflectance VNIR (2B05V)
|
Produk ini berisi pantulan permukaan (surface
reflectance) yang diperoleh dari radiance terhadap ASTER VNIR setelah
penerapan koreksi atmosfir.
|
15m
|
|
Surface Reflectance SWIR (2B05S)
|
Produk ini berisi pantulan permukaan (surface
reflectance) yang diperoleh dari radiance terhadap ASTER SWIR setelah
penerapan koreksi atmosfir.
|
30m
|
|
Surface Temperature (2B03)
|
Produk ini berisi temperatur permukaan dari 5 (lima)
band thermal infra merah ASTER yang dihitung menggunakan
temperature-emissivity-separation terhadap data radiance permukaan TIR
(2B01T) yang sudah terkoreksi atmosfir.
|
T(90m)
|
|
Surface Emissivity (2B04)
|
Produk ini berisi emisi permukaan dari 5 (lima) band
thermal infra merah ASTER yang dihitung menggunakan
temperature-emissivity-separation terhadap data radiance permukaan TIR
(2B01T) yang sudah terkoreksi atmosfir.
|
T(90m)
|
|
Orthographic Image (3A01)
|
Produk ini adalah data orthografik ASTER yang
dihasilkan dari data relatif DEM (4A01), dan bebas dari distorsi geografik
karena perbedaan ketinggian. Data ketinggian untuk posisi geografis pada
setiap pixel juga terlampir.
|
V(15m)
DTMS(30m)
DTMT(90m)
DTM
|
|
Relative DEM Z (4A01Z)
|
Produk ini diperoleh dari data ketinggian yang
diturunkan dari data stereoskopik. Dimana data stereoskopik ini diperoleh
dari band VNIR 3N (nadir looking) dan 3B (backward looking).
|
Jumlah Pixel dalam Citra ASTER
|
HDF (Image size)
|
|||
|
pixel
|
line
|
||
|
L1A
|
VNIR(1,2,3N)
|
4100
|
4200
|
|
VNIR(3B)
|
5000
|
4600
|
|
|
SWIR
|
2048
|
2100
|
|
|
TIR
|
700
|
700
|
|
|
L1B
|
VNIR(1,2,3N)
|
4980
|
4200
|
|
VNIR(3B)
|
4980
|
4600
|
|
|
SWIR
|
2490
|
2100
|
|
|
TIR
|
830
|
700
|
|
National Oceanic and Atmospheric Administration. Satelit berorbit sinkron matahari milik NOAA,
Amerika Serikat yang misi utamanya adalah pemantauan cuaca. Satelit NOAA
dikembangkan dari seri satelit TIROS (Television and Infrared Observation ).
Satelit TIROS kemudian digantikanmenjadi TOS (TIROS Operational System) yang
kemudian menjadi seri ESSA (Environmental Science Service Administration). ESSA
kemudian dikembangkan menjadi seri ITOS (Improved TIROS Operational System)
disusul seri NOAA. Seri satelit NOAA terdiri dari generasi I (TIROS-N/NOAA
1-5), generasi II (Advanced TIROS-N/ATN/NOAA 6-14) dan generasi III (NOAA K, L,
M). Pengindera yang diusung satelit ini pada umumnya adalah AVHRR (pengembangan
dari VHRR) dan TOVS (TIROS Operational Vertical Sounder). Setiap satelit
biasanya juga masih mendapatkan tambahan perangkat pengindera lain sesuai
dengan misi.
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).
4. SATELIT I KONOS
Ikonos adalah satelit milik Space Imaging (USA) yang
diluncurkan bulan September 1999 dan menyediakan data untuk tujuan komersial
pada awal 2000. Ikonos adalah satelit dengan resolusi spasial tinggi yang
merekam data multispektral 4 kanal pada resolusi 4 m (citra berwarna) dan
sebuah kanal pankromatik dengan resolusi 1 m (hitam-putih). Ini berarti
Ikonos merupakan satelit komersial pertama yang dapat membuat image beresolusi
tinggi.
Dengan kedetilan/resolusi yg cukup tinggi ini membuat
satelit ini akan menyaingi pembuatan foto udara. Lah iaya ngapain lagi pakai
foto udara wong yang ini sudah cukup detil, bahkan kalau memetakan kota bekasi
bisa dengan skala 1:5000 bahkan 1:2000 untuk desain tata ruang.
|
Band Width
|
ResolusiSpasial
|
|
|
Panchromatic
|
0.45 - 0.90µm
|
1 meter
|
|
Band 1
|
0.45 - 0.53µm (blue)
|
4 meter
|
|
Band 2
|
0.52 - 0.61µm (green)
|
4 meter
|
|
Band 3
|
0.64 - 0.72µm (red)
|
4 meter
|
|
Band 4
|
0.77 - 0.88µm (near infra-red)
|
4 meter
|
Merupakan satelit resolusi tinggi dengan resolusi
spasial 61 cm, mengorbit pada ketinggian 450km 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).
|
Satelit
|
Resolusi
Spektral
|
Resolusi
Spasial
|
Resolusi
Temporal
|
Resolusi
Radiometrik
|
||||
|
QuickBird
|
Band 1 (0.45 – 0.52) µm
Band 2 (0.52 – 0.60) µm
Band 3 (0.63 – 0.69) µm
Band 4 (0.76 – 0.90) µm
Pan (0.45 – 0.90) µm
|
2.5 m x 2.5 m
0.6 m x 0.6 m
|
3 hari
|
16 bit
|
||||
6. SATELIT SPOT
Satellite Pour l’Observation de la Terre (sebelum diluncurkan huruf P berarti Probatoire,
setelah diluncurkan menjadi Pour). Seri satelit milik CNES, Perancis. Satelit
ini mengusung pengindera HRV (SPOT 1,2,3,4) kemudian dikembangkan menjadi HRG
(SPOT 5). Satelit ini mengorbit pada ketinggian 830km, inklinasi 80
|
Satelit
|
Resolusi
Spektral
|
Resolusi
Spasial
|
Resolusi
Temporal
|
Resolusi
Radiometrik
|
|
SPOT HRV/XS
|
Band 1 (0.5 – 0.59) µm
Band 2 (0.61 – 0.68)µm
Band 3 (0.79 – 0.89)µm
Band 4 (0.51 – 0.73)µm
(pankromatik)
|
20 m x 20m
10 m x 10 m
|
26 hari
|
8 bit
|
7. Satelit
ALOS
Jepang menjadi
salah satu negara yang paling inovatif dalam pengembangan teknologi satelit penginderajaan jarak jauh setelah
diluncurkannya satelit ALOS (Advaced Land Observing Satellite) 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.
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.
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.
Sumber
:
