Memahami Penginderaan Jauh: Konsep dasar, Perkembangan, dan Penerapannya

Apa Itu Penginderaan Jauh?

Penginderan Jauh merupakan terjemahan kata dari bahasa inggris "Remote Sensing" yang merupakan istilah umum yang digunakan untuk menyebut suatu kegiatan pendugaan keterangan suatu objek dari jarak jauh tanpa perlu menyentuh atau mendatanginya (Lintz dan Simonett, 1976). Disiplin ilmu ini sering disebut merupakan cabang ilmu dari Geografi dan telah berkembang dengan cepat sehingga terdapat berbagai penafsiran dari beberapa ahli mengenai definisi atau pengertiannya. Pengertiannya pun berkembang seiring perkembangan teknologi yang digunakan. Penginderaan jauh telah didefinisakan secara bervariasi namun pada dasarnya merupakan ilmu pengetahuan atau seni untuk mengungkapkan sesuatu mengenai suatu objek tanpa menyentuhnya secara langsung (Fischer et al., 1976). 

Sedangkan Colwell (1983) dalam Manual of Remote Sensing, American Society of Photogrammetry  pada tahun 1983 membuat suatu definisi bahwa Penginderaan Jauh adalah Pengukuran atau pengumpulan informasi dari beberapa sifat objek atau fenomena dengan suatu alat perekaman yang tidak kontak secara fisik dengan obyek atau fenomena yang sedang diamati. Istilah penginderaan jauh di beberapa negara, antar lain Remote sensing (Amerika Serikat), Teledetection (Perancis), Telepercepcion (Spanyol) dan Fernerkundung (Jerman).

Konsep Dasar Penginderaan Jauh

Penginderaan jauh diawali penemuan teknologi kamera dimana gambaran suatu objek dapat ditangkap oleh alat sehingga mendorong manusia untuk memanfaatkannya lebih lanjut. Alat tersebut kemudian dikenal dengan kamera. Kamera bekerja berdasarkan prinsip-prinsip fisika optik dimana sensor yang digunakan tidak bersentuhan langsung dengan objek yang diamati tetapi hanya menyerap dan menangkap cahaya yang dipantulkan kembali oleh objek. Penginderaan jauh menggunakan prinsip-prinsip dasar ilmu fisika terutama mengenai radiasi elektromagnetik karena proses yang terjadi dalam proses penginderaan jauh selalu melibatkan interaksi antara radiasi energi yang disengaja dengan target yang menjadi sasaran atau objek penelitian. 

Cahaya sesungguhnya merupakan energi elektromagnetik yang merambat. James Clerk Maxwell (1831 -- 1879) adalah seorang ilmuwan asal Inggris yang menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik dimana cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3 108 m/detik.  Interaksi energi elektromagnetik insiden dengan materi tergantung pada struktur molekul dan atom objek. Energi dapat terarah, tersebar, ditransmisikan atau diserap secara terarah. Prosesnya disebabkan oleh interaksi foton dengan I-8 | K o n s e p Das ar P e ngi nderaan Jauh elektron yang terletak di cangkang atom, yang menghasilkan eksitasi elektron dari cangkang (Konecny, 2003).

Spektrum elektromagnetik adalah rentang atau kisaran dari panjang gelombang terpendek (termasuk sinar gamma dan x rays) ke panjang gelombang terpanjang (termasuk gelombang mikro dan gelombang radio siaran). Diantaranya terdapat beberapa bagian spektrum elektromagnetik yang dapat berguna untuk penginderaan jarak jauh.   Spektrum sinar ultraviolet atau UV yang memiliki panjang gelombang terpendek merupakan porsi yang sering digunakan dalam praktik penginderaan jauh dimana radiasinya hanya sedikit diluar sinar tampak (violet). Beberapa permukaan Bumi, terutama batuan dan mineral akan berpendar atau memancarkan cahaya tampak saat diterangi oleh radiasi UV (CCRS, 2014).

Macam-Macam Resolusi Citra

Resolusi pada disiplin ilmu penginderaan jauh sedikit berbeda karena isitlah resolusi dapat merujuk kepada empat istilah, yaitu: a) Resolusi Spasial; b) Resolusi spektral; c) Resolusi Temporal dan d) Resolusi Radiometrik. Berikut macam-macam resolusi yang dikenal dalam penginderaan jauh. 

a. Resolusi Spasial 

Resolusi spasial dalam penginderaan jauh berarti ukuran terkecil obyek yang dapat direkam oleh suatu sistem sensor sehingga menunjukkan kerincian informasi yang dapat disajikan oleh suatu sistem sensor. Objek terkecil ini disajikan dalam sebuah piksel. Piksel dalam bahasa Inggris adalah pixel (picture element). Sabins (1997) mendefinisikan resolusi spasial sebagai kemampuan untuk membedakan diantara jarak dua objek yang berdekatan pada citra.   

Terdapat dua cara menyatakan resolusi spasial, yakni: resolusi citra yang diartikan sebagai kualitas lensa dengan jumlahmaksimum garis pada tiap milimeter yang masih dapat dipisahkan pada citra (tiap garis menempati ruang selebar 0,02 mm atau pada tiap mm ada 50 garis)  dan resolusi medan ukuran terkecil objek di medan yang dapat direkam pada data digital maupun pada citra, pada data digital resolusi medan dinyatakan dengan pixel. Semakin kecil ukuran terkecil yang dapat direkam oleh suatu sistem sensor, berarti sensor itu semakin baik karena dapat menyajikan data dan informasi yang semakin rinci. teknik pemrosesan sinyal secara inovatif dapat meningkatkan kualitas resolusi spasial (Richard J.A., 2000.) .

b. Resolusi Spektral 

Resolusi spektral menunjukkan kerincian panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan dalam perekaman obyek pada sensor. Sensor satelit dewasa ini menunjukkan keunggulan berupa penggunaan beberapa saluran gelombang elekromagnetik atau disebut Band sehingga hasil perekamannya disebut citra multispektral. Keunggulan citra multispektral adalah peningkatan pengenalan objek seperti kebutuhan untuk mengenali dan membedakan badan air seperti air tawar, air laut maupun uap air di udara yang belum dapat dilakukan oleh sensor yang dirilis dibawah tahun 2010 an. Citra yang baik tentu saja disesuaikan dengan spesifikasi saluran/band yang tepat dengan persyaratan analisis yang dilakukan. Analisis air tentu saja membutuhkan saluran saluran rentang panjang gelombang elektromagnetik yang berbeda dengan analisis vegetasi maupun geologi.  

c. Resolusi Temporal 

Resolusi temporal adalah intensitas perekaman suatu wahana pada tempat/posisi yang sama. Satelit sebagai wahana sebuah sensor tentu memiliki waktu tertentu untuk mengorbit bumi sehingga terdapat jangka waktu untuk kembali mencapai posisi yang sama. Sebagai contoh, Satelit misi Landsat generasi pertama membutuhkan waktu mengorbit sekitar 18 hari sedangkan Landsat generasi kedua membutuhkan waktu 16 hari untuk satu kali mengorbit bumi.   Citra satelit yang memiliki resolusi temporal lebih singkat tentu saja menjadi pilihan yang lebih meyakinkan namun tetap disesuaikan dengan kebutuhan dan pendanaan yang ada. Perbaikan pada resolusi ini dapat memberikan peluang untuk terintegrasi studi dari beberapa disiplin ilmu yang berbeda untuk akan memberikan teknik-teknik baru pendeteksian (Njoku, E.G, 2000). 

d. Resolusi Radiometrik 

Resolusi radiometrik memiliki pengertian tingkat kepekaan sensor terhadap perbedaan terkecil kekuatan sinyal yang dihasilkan dari objek perekam sehingga dibedakan dari segi warna dan intensitas cahaya. Resolusi radiometrik menerangkan seberapa banyak informasi dari pantulan objek yang mampu direkam. Informasi dari pantulan tersebut disimpan pada saluran yang disebut band. semakin tinggi resolusi radiometrik sebuah citra maka semakin informasi yang bisa didapatkan.

perkembangan teknologi penginderaan jauh sudah berkembang sangat cepat, seorang dapat melakukan  kegiatan penginderaan jauh cukup menggunakan bantuan perangkat telepon genggam pintar atau smartphone secara langsung menggunakan bantuan aplikasi semisal google earth, google maps, Arcgis, Geo Tracker dan lain sebagainya. Namun dahulu kala saat wahana atau platform yang digunakan masih sangat terbatas, manusia sudah melakukan kegiatan penginderaan jauh untuk berbagai macam pemanfaatan.  

Campbell dan Wynne (2011) dalam bukunya "Introduction to remote sensing" menyatakan tahapan urutan sejarah perkembangan dalam dunia penginderaan jauh yang disajikan pada tabel di bawah ini.

Pemanfaatan Penginderaan Jauh

Pemanfaatannya tidak hanya terbatas pada bidang meterologi, geofisika, kehutanan dan pertanian tetapi berkembang juga pada bidang sosial, politik, kesehatan, militer, keamanan dan pertahanan, perencanaan, ekonomi, pemasaran, mitigasi bencana alam dan lain sebagainya. Perkembangan internet juga mendorong perusahaan penyedia jasa konten informasi melahirkan produk-produk informatif berbasis penginderaan jauh dan sistem informasi geografis yang dapat diakses dengan mudah dan gratis oleh khalayak ramai seperti Google Earth yang merupakan produk dari Google. 

Gambar Tampilan Google Earth Sumber: Google Earth

Kesimpulan

Penginderaan jauh, atau remote sensing, adalah teknik pengumpulan data dari jarak jauh tanpa kontak fisik langsung, yang telah berkembang dari konsep dasar fisika optik dan radiasi elektromagnetik menjadi alat canggih dengan berbagai resolusi (spasial, spektral, temporal, dan radiometrik). Perkembangannya dimulai dari penggunaan kamera sederhana pada abad ke-19 hingga teknologi modern seperti satelit, drone, dan aplikasi smartphone (misalnya Google Earth), memungkinkan analisis rinci untuk bidang-bidang seperti meteorologi, kehutanan, pertanian, kesehatan, dan mitigasi bencana. Dengan pemanfaatannya yang luas di berbagai sektor, penginderaan jauh menjadi instrumen penting untuk pemantauan global, mendukung pengambilan keputusan yang lebih akurat dan berkelanjutan, serta terus berkembang seiring kemajuan teknologi digital. Secara keseluruhan, teknologi ini tidak hanya memperkaya ilmu pengetahuan tetapi juga memberikan manfaat nyata bagi masyarakat dan lingkungan.