Oleh : Hartoni Gumay
1.1.
Latar Belakang
Pada mulanya,
penginderaan jauh yang dikembangkan oleh para ahli adalah penginderaan jauh
fotografik yang menggunakan spektrum tampak. Sejalan dengan perkembangan ilmu
dan teknologi, tenaga elektromagnetik yang dapat digunakan untuk penginderaan
jauh meluas ke spektrum yang tidak tampak oleh mata, yaitu spektrum inframerah.
Sistem penginderaan jauh menggunakan tenaga gelombang mikro ini baru
dikembangkan sejak tahun 1950-an.
Penginderaan
jauh dengan tenaga gelombang mikro merupakan sistem penginderaan jauh yang bisa
beroperasi pada siang maupun malam hari pada segala cuaca. Ini berbeda dengan
foto udara maupun citra inframerah termal yang keduanya tidak bisa dibuat pada
daerah yang banyak tertutup oleh awan. Walaupun begitu, sistem penginderaan
jauh ini memiliki kelemahan yaitu resolusi spasial yang rendah.
Karena kepekaan mata manusia
sebesar spektrum tampak, maka penginderaan jauh yang mula-mula dikembangkan
orang adalah penginderaan jauh fotografik yang menggunakan spektrum tampak.
Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi, tenaga elektromagnetik yang
dapat digunakan untuk penginderaan jauh meluas ke spektrum yang tidak tampak
oleh mata, yaitu spektrum inframerah dekat hingga panjang 1,2 µm, spektrum
infrah termal hingga panjang gelombang 14 µm, dan spketrum gelombang mikro
yaitu panjang gelombang 1.000 µm atau 1 mm hingga 100 cm. Dari spektrum
gelombang mikro, yang lazim digunakan di dalam penginderaan jauh ialah dari
panjang gelombang 1 mm hingga 30 cm (Lillesand and Kiefer 1979). Bila diambil panjang gelombang
rata-rata jendela atmosfer pada tiap spektrum maka panjang gelombang yang
digunakan di dalam penginderaan jauh sistem gelombang mikro berlipat 150.000
kali terhadap panjang gelombang spektrum inframerah termal, dan berlifat
2.700.000 kali terhadap panjang gelombang spketrum tampak. Meskipun disebut
gelombang mikro tetapi ia merupakan panjang gelombang terbesar yang dugunakan
di dalam penginderaan jauh hingga saat ini.
Berbeda dengan foto udara hitam
putih yang telah dikembangkan sekitar satu setengah abad dan foto udara
berwarna yang telah dikembangkan sekitar setengah abad, citra gelombang mikro
baru dikembangkan untuk penginderaan jauh sejak dasawarsa 1950-an. Sistem
penginderaan jauh yang menggunakan tenaga gelombang mikro merupakan sistem baru
disamping sistem penginderaan jauh yang menggunakan tenaga termal. Meskipun
demikian penelitian dan pengembangan radar telah dimulai sekitar satu abad yang
lalu. Eksperimen Heinrich Hertz yang dilakukan pada tahun 1886 membuahkan suatu
hasil bahwa berbagai obyek metalik dan
non metalik memantulkan tenaga elektromagnetik pada frekuensi 200 MHz yang
sangat dekat dengan gelombang mikro. Eksperimen pertama penggunaan radar untuk
mendeteksi kapal dilakukan oleh Hulsmeyer pada tahun 1903. Taylor dan
kawan-kawan dari Laboratorium Penelitian Angkatan Laut Amerika Serikat (Naval
Research Laboratory, NLR) merupakan pioner dalam pengembangan radar untuk
mendeteksi kapal dan pesawat terbang. Eksperimen pertamanya dilakukan pada
tahun 1922. Pengembangan pertama radar yang berhasil (oleh NRC) terjadi pada
tahun 1936. Pada saat yang bersamaan juga dilakukan pengembangan sistem radar
oleh Sir Robert Watson-Watt di Inggris. Pada perang dunia kedua, semua negera
berperang telah mengembangkan sistem radar untuk mendeteksi kapal dan pesawat
terbang. Sensor radar diarahkan keatas yaitu kearah pesawat terbang atau
mendatar kearah kapal. Panjang gelombang yang digunakan tidak diukur dengan
sentimeter, melainkan dengan meter atau desimeter. Baru pada tahun 1948
dicobakan sensor radar dari pesawat terbang untuk mendeteksi pesawat terbang
lain maupun kapal dilaut (Ulaby, Moore dan Fung 1981).
3.1. Panjang
Gelombang dan Frekuensi
Besar
kecilnya panjang gelombang elektromagnetik mempengaruhi terhadap penetrasi
gelombang tersebut pada objek di permukaan bumi. Semakin besar panjang
gelombang yang digunakan maka semakin kuat daya penetrasi gelombang tersebut.
Panjang gelombang dikelompokkan menurut band-band. Panjang gelombang yang akan
digunakan pada sistem gelombang mikro bergantung pada aplikasi yang akan
dikerjakan. Penginderaan jauh gelombang mikro menggunakan satu atau lebih jenis
band dalam melakukan penginderaan jauh. Klasifikasi band, panjang gelombang dan
frekuensinya yang digunakan dalam penginderaan jauh gelombang mikro disajikan
pada Tabel 1 berikut.
Tabel
1. Klasifikasi band, panjang gelombang dan frekuensinya
Band
|
Panjang
gelombang (cm)
|
Frekuensi (MHz)
|
Ka
|
0,8 - 1,1
|
40.000 - 26.500
|
K
|
1,1 - 1,7
|
26.500 - 18.000
|
Ku
|
1,7 - 2,4
|
18.000 - 12.500
|
X
|
2,4 - 3,8
|
12.500 - 8.000
|
C
|
3,8 - 7,5
|
8.000 - 4.000
|
S
|
7,5 - 15,0
|
4.000 - 2.000
|
L
|
15,0 - 30,0
|
2.000 - 1.000
|
P
|
30,0 -
100,0
|
1.000 - 300
|
3.2. Penginderaan Gelombang Mikro Sistem Pasif dan
Sistem Aktif
Penginderaan jauh yang menggunakan tenaga elektromagnetik pada gelombang
mikro dibedakan atas dua sistem yaitu sistem pasif dimana menggunakan gelombang mikro alamiah
dan sistem aktif menggunakan gelombang mikro yang dibangkitkan pada sensor dan
dikenal dengan inderja sistem radar atau radio detection and ranging dapat
berupa suatu teknik atau alat (Hanssen 2001). Penginderaan jauh system pasif yang menggunakan gelombang mikro
disebut system gelombang mikro, sedang yang aktif disebut system radar. Sejalan
dengan itu maka keluarannya yang berbentuk citra disebut citra gelombang mikro
dan citra radar.
3.2.1. Sistem Pasif
Penginderaan
jauh sistem pasif menggunakan spektrum gelombang mikro karena itu proses dan
spektrum sistem tersebut, maka penginderaan jauh ini di sebut gelombang mikro. Sedangkan
yang aktip disebut sistem radar. Sejalan dengan itu maka keluarannya yang
berbentuk citra disebut citra gelombang mikro dan citra radar. Pada saat ini
penginderaan jauh sistem gelombang mikro telah dilaksanakan dari dirgantara
maupun dari antariksa.
Sistem
kerja gelombang mikro berdasarkan pada pantulan tenaga dari objek. Hampis sama
dengan sistem penginderaan jauh lain, bahwa sistem gelombang mikro dalam
perekamann objeknya diperlukan beberapa komponen seperti : tenaga, objek,
sensor (alat perekam), detektor dengan wahana. Tenaga yang digunakan adalah
gelombang mikro dengan panjang gelombang 1 mm - 100 cm. Sensor yang digunakan oleh penginderaan jauh gelombang
mikro adalah radiometer dan penyiam. Radiometer adalah pengukuran radiasi
elektromagnetik yang peka terhadap tenaga yang lemah.
a.
Asas Penginderaan
Baik asas penginderaan maupun sensornya, penginderaan jauh sistem gelombang
mikro serupa dengan penginderaan jauh sistem termal. Sensornya berupa
radiometer dan penyiam. Beda utamanya yaitu panjang gelombang yang digunakan
didalam penginderaan jauh.
Tenaga yang direkam oleh sensor gelombang mikro bukan hanya tenaga pancaran
gemombang mikro yang berasal dari objek (1) melainkan juga pancaran oleh gas di
atmosfer (2) Pancaran oleh awan (3) Pancaran dari bawah permukaan tanah (4)
Pancaran dari permukaan objek yang diindera juga dipengaruhi oleh Sinar dari
luar (5), sinar dari angkasa luar (6) dan Pancaran oleh atmosfer (7).
b. Sensor
Sensor
penginderaan jauh yang menggunakan tenaga pada gelombang mikro terdiri dari dua
jenis, yaitu : Radiometer dan Penyiam.
1. Radiometer gelombang mikro
Radiometer
adalah pengukuran radiasi elektromagnetik. Radiometer gelombang mikro dibuat
sangat peka dan mampu mengukur radiasi gelombang mikro yang tenaganya sangat
lemah. Dengan memilih parameter radiometer yang tepat yaitu: Panjang gelombang,
polarisasi,sudut pengamatan.
Radiometer gelombang mikro pada
dasarnya terdiri dari 3 bagian yaitu (1) sebuah antena penerima yang peka terhadap
gelombang mikro (2) amplifier untuk memperkuat sinyal gelombang mikro dan (3)
perekam atau penyaji data yang diterima. Tenaga gelombang mikro yang digunakan
pada umumnya berkisar antara panjang gelombang 1 mm hingga 30 cm. Kisaran
panjang gelombang ini merupakan kompromi anatara kemampuan menembus awan dan
hujan disatu pihak san resolusi spasial di lain pihak. Pada panjang gelombang
yang lebih besar maka kemampuan menembus awan dan hujan lebih besar, akan
tetapi resolusi spasialnya lebih kasar. Pada panjang gelombang hingga 30 cm ini
maka tenaga gelombang mikro tidak seberapa terpengaruh oleh tutupan awan, dapat
menembus hujan yang tidak lebat dan resolusi spasialnya cukup memadai
(Henderson dan Merchant Jr 1978 dalam
Sutanto
1987). Tenaga mikro yang kemampuannnya besar untuk
menembus hujan adalah yang panjang gelombangnya 23 cm atau lebih besar (Estes
1974 dalam Sutanto 1987).
2. Penyiam
gelombang mikro
Komponen penyiam gelombang mikro
sama dengan radiometer gelombang mikro. Oleh karena itu penyiam gelombang mikro
sering disebut radiomter penyiam gelombang mikro. Perbedaannya pokoknya satu,
yaitu antennanya tidak dipasang tetap melainkan bergerak untuk menyiam. Arah
penyiamannya tegak lurus terhadap jalur terbang. Penyiamnya dilakukan secara
mekanik, arah sorot antena diubah oleh rotasi mekanik.
Sistem radiometer penyiam gelombang
mikro antara lain telah digunakan pada satelit Nimbus -5 (19,35 GHz) dan
Nimbus-6 (37 GHz) yang menggunakan radiometer gelombang mikro dengan penyiam
secara elektrik (Electrical Scanning Microwave Radiometer/ESMR) sedang
spektrometer gelombang mikro (Scanning Microwave Spectrometer/SCAMS) pada
Nimbus-6 dan radiometer penyiam gelombang mikro multisaluran (Scanning Multichannel Radiometer/SMMR) pada Nimbus-7
menggunakan antena yang menyiam secara mekanik.
c.
Keunggulan
Ada
dua keunggulan citra gelombang mikro, yaitu : 1) Dapat beroperasi pada siang
maupun malam hari. 2) Dapat menembus awan, bahkan hujan bagi saluran
bergelombang panjang. Hal ini penting bagi daerah yang selalu tertutup awan
seperti berberapa daerah Sumatera, Kalimantan dan Papua. Disampaing itu juga
penting bagi daerah lintang tinggi pada musim dingin dimana malam jauh lebih
panjang dari siang hari.
d.
Karakteristik Citra dan Interpretasinya.
Resolusi
spasial gelombang mikro merupakan fungsi panjang antena, jarak dari sensor ke
obyek, dan panjang gelombang yang digunakan untuk penginderaan. Oleh karena itu
ada tiga kemungkinan yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kwalitas citranya,
yaitu memperpanjang antenna, meningkatkan kepekaan sensor, memperbesar IFOV ( instantaneous field of view).
e.
Penggunaan Citra Gelombang Mikro
Sehubungan
dengan resolusi spasialnya yang rendah maka citra gelombang mikro lebih cocok
untuk penginderaan secara global yaitu penginderaan untuk lingkup daerah yang
luas yang lazim dilakukan dengan citra skala kecil. Penggunaan citra gelombang
mikro antara lain untuk : Oseanografi, Meteorologi, Hidrologi, Geologi, Pemetaan
pentup dan penggunaan lahan, Kelembaban tanah, Pertanian. (Lillesand and Kiefer
1979).
f. Satelit penginderaan jauh gelombang
mikro sistem pasif
Contoh
satelit penginderaan jauh gelombang mikro sistem pasif disajikan pada Tabel 2
berikut.
Tabel 2. Contoh satelit penginderaan jauh
gelombang mikro sistem pasif
Satelit
|
Tahun
|
Frekuensi
|
Lebar
Penyiaman (km)
|
Resolusi (km)
|
Parameter
utaman yang diukur
|
Nimbus-5 ESMR
NEMS
|
1972
|
19,3
22,2; 31,4;
53,6; 54,9; 58,8
|
3000
-
|
25
200
|
Atmosfer :
curah hujan permukaan, konsentrasi es laut, klasifikasi es, tutupan salju.
Profil suhu,
kandungan uap air, kandungan air cair, klasifikasi es, tutupan salju.
|
Skylab S193
|
1973
|
13,9
|
180
|
16
|
Kelembaban
tanah, angin laut, curah hujan
|
TIROS N / MSU
|
1978
|
50,3;
50,7;55,0;57,9
|
2.300
|
110
|
Profil atmosfir
|
DMSP SSM/1
|
1982
|
19,2; 22,3;
37,0; 85,5
|
1300
|
16 x4
|
Curah hujan,
kecepatan angin laut, konsentrasi es, kelembaban tanah
|
TIROS-O AMSU
|
1986
|
18,5; 22,2;
31,6; 50,3; 57,967
|
2000
|
15
|
Suhu atmosfir
dan profil uap air.
|
3.2.2. Sistem Aktiv (Radar)
Penginderaan
jauh sistem aktif yang menggunakan tenaga pada gelombang mikro disebut
penginderaan jauh system radar. Spektrum
gelombang mikro yang digunakan sistem gelombang mikro juga digunakan oleh
sistem radar. Perbedaannya gelombang mikro dan radar terletak pada tenaga yang
digunakan untuk perekaman. Radar singkatan
dari Radio Detection and Ranging menggunakan gelombang mikro/radio untuk
mendeteksi obyek dan menentukan posisi atau jarak ("range"). Prinsip
kerjanya : energi gelombang mikro dipancarkan ke obyek, kemudian dicatat
kekuatan, awal dan kadang kadang polrisasi dari energi atau "echo"
pantulnya. Transmisi energi gelombang mikro memerlukan perioda waktu sangat
pendek (mikrodetik) bergantian dengan perekaman "echo'. Jarak antara transmiter
dan obyek dapat ditentukan dari waktu kembali ("return time") signal
"echo". Signal radar dapat ditransmisikan pada selang panjang
gelombang dengan penggunaan lebar kanal standar atau saluran-saluran dan
spesifikasi
Radar
(Radio Detection And Ranging) bekerja pada gelombang elektromagnetik
berupa gelombang radio dan gelombang mikro, dengan panjang gelombang beberapa
milimeter hingga sekitar satu meter. Gelombang radio dan gelombang mikro
tersebut dipancarkan ke seluruh permukaan bumi dan pantulannya terdeteksi oleh
sistem radar yang selanjutnya digunakan untuk mendeteksi objek. Sehingga dengan
demikian sistem ini sering disebut dengan penginderaan jauh aktif.
a. Sejarah Perkembangan Radar
Tahun 1865 seorang ahli fisika
Inggris “James Clerk Maxwell“ mengembangkan dasar-dasar teori terntang
elektromagnetik. Dan satu tahun kemudian, “Heinrich Rudolf Hertz” seorang ahli
fisika Jerman berhasil membuktikan teori Maxwell dengan menemukan gelombang
elektromagnetik.
Penggunaan gelombang elektromagnetik
untuk mendeteksi keberadaan suatu benda, pertama diterapkan oleh Christian
Hülsmeyer pada tahun 1904 dengan mempertunjukkankebolehan mendeteksi kehadiran
dari suatu kapal pada cuaca berkabut tebal, tetapi belumsampai mengetahui jarak
kapal tersebut.
Pada tahun 1921 “Albert Wallace
Hull” menemukan Magnetron sebagai tabung pemancar sinyal/transmitter efisien.
Tahun 1922 “A. H. Taylor and L.C.Young” dan tahun 1930 L. A. Hyland dari
Laboratorium Riset kelautan Amerika Serikat, berturut-turut berhasil
menempatkan transmitter pada kapal kayu dan pesawat terbang untuk pertama
kalinya.
Sebelum Perang Dunia II yakni antara
tahun 1934 hingga 1936, ilmuan dari Amerika, Jerman, Prancis dan Inggris
mengembangkan sistem radar. Namun setelah Perang Dunia II sistem radar
berkembang sangat pesat, baik tingkat resolusi dan portabilitas yang lebih
tinggi, maupun peningkatan kemampuan sistem radar sebagai pertahanan militer.
Hingga saat ini sistem radar sudah lebih luas lagi penggunaannya yakni meliputi
kendali lalu lintas udara (Air Traffic Control),
pemantau cuaca dan jalan. Sejarah perkembangan radar disajikan pada Tabel 3
berikut.
Tabel 3. Sejarah
perkembangan radar
Tahun
|
Perkembangan
Radar
|
1886
|
Hertz (Jerman)
mendemonstrasikan pemantulan gelombang radio dari berbagai obyek
|
1904
|
Hulsmeyer (Jerman) membangun
pertama kali rudimentary radar
|
1930
|
Taylor (Rusia) dan kemudian
Watson-Watt (U.K) melakukan eksperimen dengan pulsa radio beam (pulsed radio
beam) untuk mendeteksi obyek pada suatu jarak
|
1940-an
|
Pengembangan dengan teratur
(classified) Radar untuk pesawat dan kapal laut selama PD II
|
1960-an
|
De-classification dari SLAR dan
SAR di USA; civilian (orang sipil) menggunakannya untuk analisa terrain dan
survei sumberdaya alam selama tahun1960-an dan 1970-an
|
1970-an
|
Pengembangan sistem
multi-channel airborne SAR (ERIM, JPL) untuk riset
|
1978
|
Peluncuran SEASAT (USA) untuk
pertama kali non-military spaceborne SAR
|
1979
|
SURSAT Study Canadian Program
yang memasukkan sebagian besar jumlah pengguna baik data airborne (SAR-580)
dan satellite borne (SEASAT)
|
1983
|
COSMOS (USRR) satellite
diluncurkan untuk aplikasi percobaan dalam oseanografi
|
1980-an
|
Pengembangan Spaceborne SAR’S
di USA, Kanada, Eropa dan Jepang untuk penggunaan operasional (aplikasi
sumberdaya bumi = earth resource application)
|
1980-an
|
Kampanye eksperimental SAR (US
Shuttle Imaging Radar Eksperiment) pada tahun 1981 dan 1984
|
1980-an
|
Kesuksesan komersial SAR
untuk/dan terrain mapping oleh intera-worldwide
|
1991
|
Peluncuran ERS-1
|
1995
|
Peluncuran Radarsat milik
Kanada
|
1996
|
Peluncuran ERS-2 dan IFSAR
|
2002
|
Peluncuran Cryosat
|
b.
Asas penginderaan
Karena penginderaan jauh sistem
radar merupakan penginderaan jauh sistem aktif, tenaga elektromagnetik yang
digunakan didalam penginderaan dibangkitkan pada sensor. Tenaga ini berupa
pulsa bertenaga tinggi yang dipancarkan
dalam waktu sangat pendek yaitu sekitar 10-6 detik.
Pancarannya ditujukan kerah tertentu. Bila pulsa radar mengenai objek, pulsa
itu dapat dipantulkan kembali ke sensor radar. Sensor ini mengukur dan mencatat
waktu dari saat pemncaran hingga kembali ke sensor, disamping mengukur dan
mencatat intensitas tengaga balik pulsa itu. Berdasarkan waktu perjalanan pulsa
radar dapat diperhitungkan jarak obyek, sedang berdasarkan intensitas tenaga
baliknya dapat ditaksir jenis obyeknya. Intensitas atau kekuatan pulsa radar
yang diterima kembali oleh sensor menentukan karakteristik spektral obyek pada
citra radar. Di dalam mengenali obyek, tentu saja diperlukan karakteristik
spasial dan atau karakteristik temporal seperti pada interpretasi citra
lainnya.
Sensor radar dapat dipasang
dipermukaan tanah, dipesawat terbang, maupun satelit. Keluarannya ada dua jenis
yaitu data non citra dan citra radar. Data non citra terdiri sistem radar Doppler
untuk mengukur kecepatan kendaraan (kapal, pesawat terbang, satelit) dan radar
"plan position indicator
(PPI)". Sitem radar dopler menggunakan efek Doppler yaitu perubahan
frekuensi radiasi gelombang elektromagnetik yang disebabkan oleh gerak ralatif
antara sumber radiasi dan penerimanya. Perubahan frekuensi ini dapat terjadi
dalam bentuk perubahan nada bunyi klakson atau sirine ambulans yang sedang
melaju. Efek Doppler semacam ini disebut Efek Doppler Akustik. Nada bunyinya
berubah pada saat mobil mendekati atau menjauhi kita. Disamping itu juga ada efek Doppler optik
yang perubahannya bergantung atas kecepatan relatif sumber cahaya dan
pengamatnya, dan efek Doppler termal yang menyebabkan pelebaran garis-garis
spektralnya. Efek Doppler pada gelombang radar terjadi dalam bentuk perubahan
frekuensi sinyal yang dipancarkan oleh sensor dan yang dipantulkan kembali ke
obyek.
Sistem radar yang membuahkan citra
radar dikembangkan oleh kalangan militer pada dasawarsa 1950an untuk merekam
daerah lawan dari samping. Karena perekamnya ke arah samping maka sistem radar
ini disebut side looking radar (SLR).
Untuk memperjelas wahana yang digunakan maka sistem radar ini digunakan dengan
makna airbone radar (SLAR). Dua istilah ini digunakan dengan makna yang sama
akan tetapi istilah SLAR lebih banyak digunakan.
Asas pengenalan obyek pada citra
SLAR ialah dengan menyidik karakteristik obyek yang bersangkutan dengan
menggunakan rona sebagai unsur interpretasi utamanya. Rona tersebut tergantung
pada intensitas tenaga gelombang mikro yang dipantulkan oleh obyek. Intensitas
atau tenaga pantulan ini pada dasarnya dipengaruhi oleh dua sifat utama yaitu
sifat obyek yang diindera dan sifat sistem radarnya. Masing-masing sifat ini
dipengaruhi oleh delapan faktor yaitu 1) lereng (skala makro), 2) kekasaran
permukaan (skala mikro), 3 complex dielectric constan, 4) arah obyek, 5) panjang
gelombang yang digunakan untuk mengindera, 6) sudut depresi antena, 7)
Polarisasi, 8) Arah pengamatan antena.
c.
Sensor
Sistem radar atau sistem SLAR
dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu 1) sistem
real aperture radar (RAR) dan 2) sistem
synthetic aperture radar (SAR).
1)
Sistem real aperture radar (RAR)
Cara kerja sensor RAR (Gambar 4)
teridiri pemancar (1) membangkitkan pulsa radar terpolarisasi dengan panjang
gelombang tertentu. Pulsa radar ini dipancarkan ke arah tertentu oleh antena
(4). Pancarannya membentuk berkas serupa kipas (5) yang arahnya tegak lurus
terhadap jalur terbang (7). Pulsa ini mengenai obyek dan sebagian dari padanya
dipantulkan kembali (6) ke sensor. Pulsa ini diterima kembali oleh antena dan
diteruskan ke penrima (2) yang peka terhadap gelombang radar. Penerima mengubah
pulsa radar yang diterima menjadi sinyal video (elektrik) yang diperkuat.
Karena antena berfungsi rangkap yaitu sebagai pemancar dan penerima maka antena
itu diatur agar secara berganti-ganti dapat memancarakan dan menerima pulsa
radar. Alat pengaturnya berupa sebuah TR (transmit receive) switch atau
duplexer (3). Proses pergantian fungsi antena ini berlangsung secara terus
menerus dengan kecepatan tinggi yaitu 1000 hingga 2000 kali tiap detik. Serupa
dengan keluaran sensor penyiam, keluaran sesaat sensor radar berupa sebuah
garis menyilang tegak lurus jalur terbang. Gerak maju pesawat terbang
membuahkan garis-garis berikutnya dan citra radar terbentuk oleh himpunan
garis-garis ini. Penerima membuahkan sinyal video yang variasinya sesuai
intensitas pulsa radar yang diterima. Sinyal video yang bervariasi ini mengubah
intensitas titik sinar yang selalu bergerak yaitu sebuah sinar elektron kecil
pada sebuah tabung sinar katoda (CRT) (8) atau cathoda ray tube. Sinar yang
bervariasi itu dipusatkan pada permukaan film (9) dan digariskan padanya
sehingga pada tiap pantulan pulsa radar akan terbentuk sebuah garis. Film ini
digerakkan maju sesuai dengan kecepatan relatif wahana. Setelah diproses maka
film ini membuahkan gambaran dengan densiti yang sesuai dengan intensitas
pantulan pulsa radar.
2.
Sistem synthetic aperture radar (SAR).
Sistem SAR baru dikembangkan
beberapa tahun ini untuk mengatasi keterbatasan resolusi spasial citra RAR.
Cara mengatasinya yaitu dengan membuat antena pendek yang berfungsi sebagai
antena panjang. Sebagai contoh, antena sintetik sepanjang (1-2) m dapat
berfungsi sebagai antena yang panjangnya 600 m. Antena sintetik sepanjang 11 m
dapat berfungsi sebagai antena sepanjang 15 km.
Antena sepanjang 600 m apalagi 15 km tidak mungkin dipasang dibawah
pesawat terbang maupun satelit.
Jadi ciri utama yang membedakan
sensor RAR dan sensor SAR adalah antenanya. Dengan gerak maju pesawat terbang
maka sensor yang sebenarnya berukuran pendek itu secara elektronik dibuat
demikian sehingga ia hanya merupakan bagian-bagian dari antena panjang. Hal ini
dimungkinkan oleh adanya efek Doppler yang mengakibatkan gerak semu bagi obyek
pada tiap pancaran pulsa radar. Sebagai contoh sebuah obyek A seolah-olah
bergerak hingga titik 0 pada saat perekaman. Sebagai akibatnya maka lebar sorot
antena menjadi besar, obyek berukuran sama yang pada sistem RAR tidak
tergambarkan karena sorot antenanya sempit, pada sistem SAR dapat tergambar. Beda
lainnya adalah pada alat perekamnya yang bukan hanya berupa film, melainkan
juga pita digital berdensiti tinggi (High Density Digital Tape/ HDDT).
d.
Keunggulan dan Keterbatasan
Ada enam keunggulan penginderaan
jauh sistem radar yaitu kemampuan segala cuaca, kemampuan untuk beroperasi pada
malam hari, liputan ke samping yang panjang, penajaman perujudan geologi, distorsi
geometric yang kecil dan penyembunyian detail. Keterbatasan sistem SLAR antara
lain berupa ketersediaan citra SLAR yang belum sebanyak ketersediaan citra
lainnya. Dari citra yang ada juga belum banyak diketahui serta dimanfaatkan
(Lillesand and Kiefer 1979). Di samping itu juga harganya yang relative mahal
dari pengadaan citra lainnya (Curran 1985).
e.
Penggunaan Citra Radar
Penggunaan berbagai sistem radar
dirgantara dan antariksa untuk penginderaan jauh disajikan pada Tabel 4 sebagai
berikut :
Tabel
4. Penggunaan radar dirgantara dan antariksa untuk penginderaan jauh
Penggunaan
|
|
Bidang
|
Jenis
|
Geologi
|
Struktur
|
Litologi
|
|
Hidrologi
|
Kelembaban tanah
|
Pemetaan DAS
|
|
Pemetaan Banjir
|
|
Pemetaan air
permukaan
|
|
Pemetaan salju
|
|
Pertanian
|
Pemetaan jenis
tanah
|
Memantau
penggunaan lahan pertanian
|
|
Identifikasi
batas lahan garapan
|
|
Memantau perkembangan
pertumbuhan dan penenan
|
|
Identifikasi
kerusakan tanaman
|
|
Memantau lahan
ternak
|
|
Masalah air, sama
dengan hidrologi
|
|
Hutan
|
Memantau
penebangan
|
Memetahkan
kerusakan oleh kebakaran
|
|
Identifikasi
kerusakan lahan
|
|
Estimasi volume
kayu
|
|
Kartografi
|
Pemetaan
topografik daerah jauh yang berawan
|
Pemetaan
penggunaan lahan
|
|
Memantau perbuhan
penggunaan lahan, pemekaran kota
|
|
Daerah kitub
|
Memantau dan
memetahkan es laut
|
Memetakan daerah
es kontinental
|
|
Memantau formasi
gunung es dan gerakannya
|
|
Memantau
perubahan glasial
|
|
f. Satelit Gelombang Mikro Sistem Aktif (Radar)
Satelit dengan
sensor gelombang mikro aktif, yang menggunakan teknik perekaman menyamping
(synthetic aperture radar) paling menonjol dewasa ini adalah Radarsat milik Kanada,
ERS-1 milik Eropa, dan JERS-1 milik jepang. Sebelum sensor radar ini
dioperasikan pada wahana satelit, percobaan telah dilakukan secara ekstensif
menggunakan pesawat udara (SLAR) dan pesawat ulang alik (SIR-A, SIR-B dan
SIR-C). Berikut beberapa satelit satelit gelombang Mikro sistem aktif atau
satelit radar seperti Radarsat, Almaz, ERS, JERS, dan Alos
·
RADARSAT
Radarsat merupakan
satelit milik Kanada. Radarsat pertama kali diluncurkan pada 4 november 1995.
Satelit ini melakukan liputan lengkap dalam 14 orbit sehari secara sinkron
matahari. Resolusi temporalnya adalah 6 hari. Salah satu misi utama dari
peluncuran satelit ini adalah memantau kondisi es di Laut Artktik (dekat kutub
utara) selama periode gelap (musim dingin) dan selama kondisi medan tertutup
oleh awan. Sensor terpasang mampu menyapu selebar 500 km. Sensor ini disebut
ScanSAR, dengan kemampuan menghasilkan citra pada dua ekstrem kerincian: dari
format lebar (wide format/full swath wide) berukuran 500 x 500 km2 hingga
format kecil (fine format) berukuran 50 x 50 km2.
·
ALMAZ
Almaz merupakan
satelit bersensor radar milik rusia yang diluncurkan pada 31 maret 1991. Sensor
Almaz bekerja seperti sistem SLAR pada pesawat udara yang merekam pada film
holografi yang kemudian dikonversi ke film citra.
·
ERS-1
ERS-1 merupakan
satelit milik eropa yang mengoperasikan
beberapa sensor, antara lain SAR (synthetic aperture radar) dan ATSR (along track scanning radiometer). SAR
pada ERS-1 beroperasi dengan polarisasi VV (vertikal pada energi datang,
vertikal pada energi pantul), melalui antena SAR berukuran 10 x 1 m dan dengan sudut
depresi yang curam (67o), untuk mendukung aplikasi oseanografi
(Sabin, 1997). Dari ketinggian orbit 785 km, citra radar yang dihasilkan oleh
JERS-1 ini mempunyai resolusi spasial 30 meter dengan lebar sapuan 100 km.
·
JERS-1
JERS-1 merupakan
satelit milik jepang. JERS-1 merupakan satelit sumberdaya yang mengoperasikan
sensor radar bersama-sama dengan sensor optik. Sensor radar aktif (SAR) ini
beroprasi dengan sudut depresi sebesar 55o, yang besarnya diantara
SIR-A (40o) dan ERS-1 (67o). Resolusi spasial yang
dihasilkan ialah 25 meter, dengan luas liputan 75 km x 75 km. Sensor optik
(OPS-1/VNIR) pada JERS-1 memuat saluran tampak dan inframerah pantulan, dengan
liputan medan 75 km x 75 km.
·
ALOS
(Advanced Land Observing Satellite)
ALOS merupakan
satelit sumberdaya milik Jepang yang diluncurkan oleh Badan Eksplorasi Udara dan Ruang Angkasa Jepang
(Japan Aerospace Exploration Agency / JAXA). ALOS diluncurkan pada 26 Januari
2006 dan dirancang beroperasi selama 3-5 tahun. Alos memuat tiga sensor yaitu
PRISM (panchromatic Remote Sensing Intrument for Stereo Mapping) dengan
resolusi spasial 2,5 m, AVNIR-2
(Advanced Visible and Near InfraRed Type-2) dengan resolusi spasial 10 meter
dan Palzar (Phased Array Type-L Synthetic Aperture Radar) dengan resolusi
spasil 10-100 meter.
IV. PENUTUP
Penginderaan
jauh dengan tenaga gelombang mikro merupakan sistem penginderaan jauh yang bisa
beroperasi pada siang maupun malam hari pada segala cuaca. Penginderaan jauh
sistem pasif menggunakan spektrum gelombang mikro karena itu proses dan
spektrum sistem tersebut, maka penginderaan jauh ini di sebut gelombang mikro.
Sedangkan yang aktip disebut sistem radar. Sejalan dengan itu maka keluarannya
yang berbentuk citra disebut citra gelombang mikro dan citra radar. Pada saat
ini penginderaan jauh sistem gelombang mikro telah dilaksanakan dari dirgantara
maupun dari antariksa.
DAFTAR PUSTAKA
Danoedoro
P. 2012. Pengantar Penginderaan Jauh
Digital. Yogyakarta (ID): Penerbit Andi Offset.
Haniah, Yudo P.
2011. Pengenalan Teknologi Radar Untuk
Pemetaan Spasial di Kawasan Tropis. Teknik. 32(2):155-161.
http://www.asc-csa.gc.ca/eng/satellites/radarsat1/
(diakses tanggal 5 desember 2015)
http://www.astronautix.com/graphics/a/almaztin.jpg
(diakses tanggal 5 desember 2015)
http://www.deos.tudelft.nl/ers/ers1info.html(diakses
tanggal 5 desember 2015)
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/j/jers-1
(diakses tanggal 5 desember 2015)
http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/about/about_index.htm (diakses
tanggal 5 desember 2015)
Lillesand
TM, Kiefer RW. 1979. Remote Sensing and
Image Interpretation. New York (ID): Jhon Wiley and Sons.
Ulaby FT, Moore RK, Fung AK. 1981. Microwave Remote Sensing, Active and Passive. London (ID): Addison-Wesley
Publishing Company.
Sutanto. 1987. Penginderaan Jauh. Yogyakarta (ID):
Gadjah Mada University.
Terimakasih penjelasan Gelombang Mikro sangat mudah dipahami
ReplyDelete