Pengenalan Spektrum Gelombang Elektromagnetik Dalam Sistem Penginderaan Jauh Non-Fotografi

LAPORAN PRAKTIKUM

SISTEM PENGINDERAAN JAUH NON-FOTOGRAFI

Acara 1

Pengenalan Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Dalam Sistem Penginderaan Jauh Non-Fotografi

 

Disusun Oleh :

                                 Nama                  : Dyah Dwi Hestiningsih

                                 NIM                   : 12/328209/DGE/00385

                                 Kelompok          : 1

                                 Hari / Jam           : Senin / 15.00 - 17.00 WIB

                              Asisten                  : 1. Aris Setyawan

                                                              2. Aisah Latifah Rahmah

PROGRAM DIPLOMA

PENGINDERAAN JAUH DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012

ACARA 1

I.       JUDUL

   Pengenalan Spektrum Gelombang Elektromagnetik Dalam Sistem Penginderaan Jauh Non-Fotografi.

II.     TUJUAN

1. Mengetahui pembagian spektrum elektromagnetik pada citra Penginderaan Jauh Non-Fotografi
2. Mengetahui panjang gelombang yang ada pada band Landsat TM/ Landsat 7ETM+
3. Menilai dan membandingkan tingkat kecerahan obyek pada citra penginderaan jauh.

III.    ALAT DAN BAHAN

         Alat :

1. Alat tulis;
2. Penggaris

   Bahan :

1. Lembar kerja modul 1
2. Citra Landsat TM
3. Citra Landsat 7 ETM+
4. Kertas HVS

IV.    DASAR TEORI

Dalam satu kesatuan gelombang elektromagnetik terdiri atas spektrum elektromagnetik. Gelombang tersebut disebut elektromagnetik karena terdiri dari kombinasi gelombang elektrik dan magnetik. Gelombang elektromagnetik ini bergerak dengan kecepatan sinar ( 300.000 km/detik ) pada frekuensi dan panjang gelombang tertentu, dengan sejumlah tenaga tertentu. Tenaga elektromagnetik terdiri dari berkas spektrum yang sangat luas seperti spektrum ultraviolet, tampak, inframerah, gelombang mikro dan radio. Jumlah total seluruh spektrum disebut spektrum elektromagnetik.

Electromagnetic Spectrum

Visible (violet-red)

  Gamma-rays           x-rays          ultra-violet infra-red      microwave       radio 

     1x10^-12m (pm)     1x10^-9m (pm)         1x10^-6m (pm)          1x10^-3m (pm)      1m

                                           Gambar 1. Spektrum Elektromagnetik

Spektrum dapat dirinci lebih jauh atas saluran (channel) atau pita (band), misal spektrum tampak dapat dirinci atas saluran biru, hijau, dan merah. (Tabel 1)

Tabel 1. pembagian spektrum elektromagnetik

Spektrum Saluran	Panjang Gelombang
Sinar Gamma	< 0,3 nm
Sinar X	3 x 10-6  – 0,01 μm
Radiasi Ultraviolet UV fotografik/dekat	0,01 – 0,4 μm 0,30 – 0,4 μm
Sinar Tampak - Biru - Hijau - Merah	0,40 – 0,7 μm 0,40 – 0,5 μm 0,50 – 0,6 μm 0,60 – 0,7 μm
Radiasi Inframerah (IM) - Inframerah dekat - Inframerah tengah - Inframerah jauh	0,7 – 1,20 μm 1,50 – 5,5 μm 5,5 – 1000 μm (1 mm)
Radiasi Gelombang Mikro	1 mm – 30 cm
Radio	≥ 30 cm

Matahari sebagai sumber tenaga utama dari tenaga elektromagnetik memancarkan gelombang elektromagnetik ke segala arah sebagian ada yang mencapai bumi. Perjalanannya berlangsung secara radiasi. Ia dapat melalui atmosfer maupun ruang hampa udara atau antariksa, jadi bukan berlangsung dengan cara konveksi seperti perjalanan panas pada air mendidih, bukan cara konduksi seperti perjalanan panas pada benda padat, bukan pula dengan cara transmisi perjalanan arus listrik melalui kabel atau pengantar lainnya.

Tenaga elektromagnetik yang bersumber dari matahari dimana tenaga tersebut  meliputi beraneka ragam spektra, hanya sebagian kecil saja dari padanya yang dapat mencapai bumi. Sebagian besar tenaga elektromagnetik tertahan oleh atmosfer dan tidak mencapai bumi. Bagian tenaga elektromagnetik yang dapat mencapai bumi disebut jendela atmosfer (atmosfer window). Pada jendela atmosfer ini adalah area dimana hanya sedikit atau tidak terjadi serapan radiasi untuk beberapa panjang gelombang elektromagnetik tertentu, sehingga radiasi gelombang elektromagnetik dapat melewati atmosfer sampai mengenai objek yang ada di permukaan bumi.

            Gambar 2. Diagram jendela atmosfer – panjang gelombang dari radiasi gelombang elektromagnetik yang akan menembus bumi. Gas CO₂ dan O­₃ merupakan gas yang berpengaruh untuk menghalangi sinar matahari pada panjang gelombang tertentu.

Kegunaan data remote sensing diantaranya adalah mengklasifikasikan feature–feature yang ada di permukaan bumi yang terekam pada citra kedalam kategori-kategori tertentu atau klas-klas tertentu. Citra tersebut kemudian menjadi sebuah peta tematik (tema yang terpilih misalnya penggunaan lahan, geologi, tipe vegetasi dan lain-lain). Petani dapat menggunakannya untuk memonitor kesehatan tanamannya. Seorang ahli geologis dapat menggunakan citra tersebut untuk studi mineral atau struktur batuan. Seorang ahli biologi mungkin ingin memanfaatkan citra tersebut untuk studi keanekaragaman hayati.

Tiap obyek yang berbeda akan memiliki karakteristik pantulan dan pancaran terhadap tenaga elektromagnetik yang berbeda. Konsekuensi dari sensor buatan adalah harus mampu mendeteksi dan memberikan informasi untuk pengenalan suatu objek. Sebagai contoh, pada panjang gelombang tertentu, pasir memantulkan enegi lebih besar daripada vegetasi hijau, sedangkan pada panjang gelombang lainnya energi tersebut akan diserap, oleh karena itu, pada prinsipnya berbagai macam material permukaan dapat dibedakan satu dengan lainnya dengan adanya perbedaan karakteristik pantulan tersebut. Ini tentu saja memerlukan metode yang sesuai untuk mengukur perbedaan ini sebagai fungsi dari panjang gelombang dan intensitasnya (sebagai fraksi dari sejumlah radiasi yang mencapai permukaan bumi).

Citra dibedakan antara lain berdasarkan atas sensor dan spektrum elektromagnetik yang digunakan di dalam penginderaan jauh. Tiap citra memiliki keunggulan dan keterbatasannya sendiri-sendiri karena spektrum elektromagnetik yang digunakan. Penerapannya akan disesuaikan dengan tema apa yang akan diteliti.   

Panjang Gelombang (um)

1

2

3

4

5

7

Daerah panjang gelombang yang dipergunakan

pada tiap saluran Landsat TM (kecuali saluran 6)

Gambar 3. Kurva pantulan spektral beberapa obyek utama di muka bumi dan rentang panjang gelombang pada Landsat TM (Lileisand/Kiefer, 1997)

             Landsat pertama kali diluncurkan pada tahun 1972 dengan dua sensor pengindera yaitu return beam vidicon (RBV) dan Multispectral Scanner (MSS) dengan resolusi spasial 80 m. Landsat 2 and 3, diluncurkan pada tahun 1975 dan 1978. Pada tahun 1984, Landsat 4 diluncurkan dengan membawa sensor MSS dan sensor baru yang dinamakan Thematic Mapper (TM). Sensor baru ini mempunyai resolusi spasial 30 meter dan terdapat 3 saluran baru didalamnya. Landsat 5, merupakan duplkat dari Landsat 4, yang diluncurkan tahun 1984. Landsat 6, membawa sensor pankromatik dengan resolusi spasial 15 meter, yang diluncurkan pada tahun 1993. Yang terkahir adalah Landsat 7 diluncurkan pada tahun 1998.

         Satelit Landsat mempunyai lebar liputan sebesar 185 km, dan di equator mempunyai tampalan paling rendah yaitu sekita 7,3%, dengan luas liputan itu, maka pada lintang yang lebih tinggi akan memiliki tampalan yang semain besar pula. Landsat mempunyai beberapa level produk, berikut adalah level produk Landsat:

•   Level 0R            : Uncorrected (data tidak terkoreksi)

•   Level 1R            : terkoreksi radiometrik

•   Level 1G            : produk standar yang sudah terkoreksi geometrik dan radiometrik tanpa GCP (Ground Control Point) dengan kesalahan letak kira-kira 250 m pada lokasi yang datar.

•   Level 1P : Precission Correction – produk yang terkoreksi geometrik dengan GCP

Berikut adalah tabel 7 resolusi sensor yang ada pada Landsat:

-    Landsat 7 mempunyai sistem ETM+: yaitu saluran TM6 (thermal) mempunyai resolusi spasial 60 m dan TM8 (pankromatik) mempunyai resolusi spasial 15 m.

            Dan berikut adalah aplikasi Thematic Mapper pada Landsat:

V.     LANGKAH KERJA

ü  Latihan 1: Pengenalan spektrum / saluran gelombang elektromagnetik

1.      Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2.      Membuka modul Petunjuk Praktikum Sistem Penginderaan Jauh Non-Fotografi halaman 5

3.      Mengamati citra-citra kerja pada modul 1

4.      Mengenali spectrum atau saluran yang digunakan pada citra Landsat TM dan membandingkannya dengan tabel 1 pada modul halaman 2

5.      Mencari data yang dimaksud dan menulis ulang data tersebut kedalam tabel berikut :

Satelit/Sensor	Panjang gelombang	Nama Spectrum-Saluran

6.      Memasukkan data ke dalam kolom satelit  sensor  yaitu  Band 1, Band 2, Band 3, Band 4, Band 5, Band 6, Band 7, Band 8

7.      Memasukkan data panjang gelombang pada masing-masing band (Band 1 sampai 8)

8.      Memberi nama pada masing-masing Spektrum-Saluran.

ü  Latihan 2: Keunggulan pembagian pada gelombang elektromagnetik dalam citra PJ non-fotografi

1.      Mengamati citra Landsat 7 ETM­+ dan citra kompositnya

2.      Mengamati Rona tubuh air dan Rona vegetasi pada :

-          Band 1

-          Band 2

-          Band 3

-          Band 4

-          Band 5

-          Band 6

-          Band 7

-          Band 8

3.      Membandingkan hasil kenampakan yang dimunculkan oleh dua obyek tersebut pada citra;

4.      Mengidentifikasi apakah rona yang tampak pada citra adalah :

-          Cerah

-          Sangat cerah

-          Gelap , atau

-          Sangat gelap

5.      Membuat tabel  Karakteristik  objek  pada saluran landsat 7 ETM+, seperti contoh berikut ini :

Satelit/Sensor	Panjang gelombang	Rona Tubuh Air	Rona Vegetasi

6.      Memasukkan data masing masing band (band 1 sampai dengan 8) ke dalam kolom satelit atau sensor

7.      Memasukkan kembali informasi panjang gelombang pada tiap band ke dalam tabel yang telah dibuat

8.      Memasukkan data hasil interpretasi obyek tubuh air dan vegetasi kedalam kolom Rona tubuh air dan Rona vegetasi

9.      Membuat pembahasan dan kesimpulan dari hasil praktikum yang telah didapatkan

VI.       HASIL PRAKTIKUM TERLAMPIR BERUPA :

1. Tabel data saluran satelit penginderaan jauh (latihan 1)
2. Tabel karakteristik objek pada band Landsat 7 ETM+ (latihan 2)