Pemanfaatan Teknologi Penginderaan Jauh Dalam Mengamati Objek Bumi Tanpa Kontak Langsung

A. Pendahuluan 

Penginderaan jauh (atau yang biasa disingkat Inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek yang dikaji tersebut atau juga dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat bahkan dari satelit). Penginderaan jauh yaitu berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang ruang sisi bumi. Penginderaan jauh (remote sensing) secara sederhana merupakan teknik untuk mengambil objek di permukaan bumi dari udara dengan bantuan sensor. Menurut Lillesand dan Kiefer (2008), penginderaan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah, atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap objek, daerah, atau gejala yang dikaji. Informasi diperoleh dengan cara deteksi dan pengukuran berbagai perubahan yang terdapat pada lahan dimana objek berada (Purwadhi, 2017).

Tekonologi penginderaan jauh memiliki kemampuan untuk mengamati wilayah yang luas dalam waktu singkat dan berulang, sehingga sangat efektif untuk berbagi keperluan seperti pemetaan, perencanaan tata ruang, pertanian, kehutanan, pemantauan lingkungan, dan mitigasi bencana alam. Melalui analisis citra satelit, informasi spasial dapat diolah menjadi data tematik seperti penggunaan lahan, tutupan vegetasi, suhu permukaa, dan kualitas perairan.

Penginderaan jauh terbagi menjadi dua jenis, yaitu penginderaan jauh pasif dan penginderaan jauh aktif. Penginderaan jauh pasif bergantung pada energi alami, seperti Cahaya matahari, sedangkan penginderaan jauh aktif menggunakan sumber energi buatan. Kedua system ini sama-sama memberikan kontribusi besar dalam pengumpuloan data spasial yang akurat untuk analisis permukaan bumi (jensen, 2015).

B. Definisi dan konsep penginderaan jauh

a. Definisi penginderaan jauh

Menurut Lillesand dan Kiefer (1979), penginderaan jauh Adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah, atau gejela dengan cara menganalisis data yang diperoleh melalui alat tanpa kontak langsung terhadap objek, daerah, atau gejala yang dikaji. Definisi ini menjelaskan bahwa penginderaan jauh bukan hanya kegiatan teknis, melainkan juga memerlukan kemampuan analisis dan interprestasi untuk menghasilkan informasi yang bermanfaat.

Di Indonesia, (Syah, 2010) mendefinisikan penginderaan jauh sebagai teknologi yang digunakan untuk memperoleh data dan informasi mengenai fenomena dipermukaan bumi melalui perekaman pantulan energi elektromagnetik dari objek oleh sensor yang dipasang pada pesawat udara atau satelit. Sedangkan (Purwadhi S. H., 2017) berpendapat bahwa penginderaan jauh berperan tidak hanya dalam perekaman citra, tetapi juga dalam system analisis data yang menghasilkan informasi spasial untuk kegiatan pemetaan, perencanaan wilayah, serta pengolahan sumber daya alam.

Penginderaan jauh memiliki berbagai jenis sensor, seperti sensor optik, inframerah, dan radar, yang masing-masing memiliki keunggulan dan aplikasi tertentu. Data yang dikumpulkan kemudian diolah dan dianalisis untuk menghasilkan informasi yang berguna bagi berbagai bidang, termasuk pertanian, kehutanan, perencanaan kota, dan mitigasi bencana. Dengan kemampuannya untuk memberikan gambaran yang komprehensif dan akurat tentang kondisi permukaan bumi, penginderaan jauh menjadi alat penting dalam pengambilan keputusan berbasis data dan pengelolaan sumber daya secara berkelanjutan.

b. Konsep penginderaan jauh

Konsep penginderaan jauh berfokus pada proses interaksi energi elektromagnetik dengan objek di permukaan bumi, yang kemudian ditangkap oleh sensor dan diolah menjadi citra atau data digital. Menurut (Lillesand, 2015) ada beberapa komponen utama yang saling berhubungan yaitu

1. Sumber energi. Berupa energi yang digunakan untuk menerangi objek yang diamati. Sumber ini bisa alami (seperti matahari) atau buatan (seperti radar).

2. Interaksi energi dengan objek. Energi elektromagnetik yang datang akan dipantulkan, diserap, atau dipancarkan kembali oleh objek dipermukaan bumi.

3. Sensor dan wahana. Sensor adalah alat yang merekam energi pantulan atau pancaran dari objek, sedangkan wahana adalah media pembawanya seperti satelit, pesawat, atau drone.

4. Transmisi dan perekam data. Energi yang telah direkam akan dikonversi menjadi sinyal digital akan dikirim ke stasiun bumi untuk diolah.

5. Analisis dan interpretasi. Data yang diperoleh diolah melalui teknk digital untuk menghasilkan citra, peta, atau informasi tematik.

C. Perkembangan penginderaan jauh

Awalnya penginderaan jauh hanya digunakan untuk kepentingan militer dan pemetaan dasar, namun kini telah berkembang menjadi alat penting dalam berbagai bidang seperti, pertanian, kehutanan, kelautan, tata ruang, mitigasi bencana, hingga pengolahan sumber daya alam.

Menurut Campbell dan Wynne 2010, perkembangan penginderaan jauh dapat dibagi menjadi beberapa tahapan yaitu,

1. Fase awal (1850-1970)

Perkembangan penginderaan jauh dimulai pada pertengahan abad ke-19 dengan penggunaan foto udara. Kamera pertama kali dipasang pada balon udara dan layang-layang untuk memotret permukaan bumi. Foto udara ini digunakan untuk pemetaan wilayah dan keperluan militer, terutama pada masa Perang Dunia I dan II.

Setelah perang dunia, kemajuan teknologi roket dan penerbangan mendorong perkembangan satelit observasi bumi. Tahun 1960 menjadi tonggak awal diluncurkannya satelit TIROS oleh amerika serikat, yang digunakan untuk memantau cuaca. Pada tahun 1972, satelit Landsat-1 atau yang sebelumnya dikenal sebagai ERTS-1 diluncurkan oleh NASA. Satelit ini mampu merekam data multispektral yang berguna untuk analisis vegetasi, geologi, dan hidrologi (Lillesand, 2015).

2. Fase digital dan multispektral (1980-1990)

Pada masa ini teknologi penginderaan jauh berkembang kearah pengolahan citra digital. Mulai menggunakan detektor multispektral dengan berbagai panjang gelombang seperti satelit SPOT dari Prancis dan NOAA dari Amerika serikat.

3. Fase modern dan citra resolusi tinggi (2000-sekarang)

Memasuki abad ke-21 muncul generasi satelit baru seperti IKONOS, QuickBird, WorldView, Sentinel, dan TerraSAR-X, yang mampu menghasilkan citra dengan resolusi spasial tinggi. Selain itu teknologi radar (SAR) dan LiDAR memungkinkan penamatan permukaan bumi tanpa terpengaruh kondisi cuaca atau awan.

penginderaan jauh memiliki peran penting dalam berbagai bidang seperti,

1. Pengelolaan sumber daya alam. Monitoring hutan, pertanian, dan perikanan secara efisien dan berkelanjutan.

2. Mitigasi bencana. Deteksi dini dan pemantauan bencana alam seperti banjir, kebakaran hutan, dan gempa bumi.

3. Perencanaan kota dan infrastruktur: Pengawasan perkembangan kota dan pembangunan infrastruktur secara akurat.

4. Keamanan dan pertahanan: Pengawasan wilayah dan pengumpulan intelijen.

D. Sensor dan Wahana

a. Pengertian sensor

Menurut (Lillesand, 2015) sensor adalah komponen utama yang berfungsi untuk mengubah energi elektromagnetik menjadi bentuk data numerik agar dapat diproses lebih lanjut menjadi citra. (Syah, 2010) menjelaskan bahwa sensor aalah alat yang digunakan untuk menangkap informasi dari permukaan bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik, baik secara aktif maupun pasif bergantung pada sumber energinya.

1. Sensor pasif

Sensor pasif mengandalkan energi alami, biasanya sinar matahari, sebagai sumber utama untuk mendeteksi objek dipermukaan bumi. Sensor ini hanya bisa digunakan disiang hari saat ada sinar matahari. Contoh sensor yang umum digunakan adalah,

a. Landsat. Digunakan untuk pemetaan tutupan lahan, vegetasi, dan perubahan lingkungan.

2. SPOT (Satellite Pour l'Observation de la Terre). Digunakan untuk pemetaan lahan pertanian dan pemantauan lingkungan.

SPOT (Satellite Pour l'Observation de la Terre) (Sumber: google)

3. MODIS. Digunakan untuk pemantauan suhu permukaan, kebakaran hutan, dan atmosfer.

MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) (Sumber: google)

4. Sentinel-2. Merekam data multispektral resolusi tinggi untuk di analisis vegetasi, perubahan lahan, dan kualitas air.

Sentinel-2 (ESA) (Sumber: google))

b. Sensor aktif

Sensor aktif menghasilkan energi na sendiri dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ke permukaan bumi, kemudia merekam kembali energi pantulan dari objek. Sensor ini dapat digunakan siang maupun malam tidak bergantung pada kondisi cahaya matahari. Contohnya sensor yang umum digunakan adalah,

1. Radar. Digunakan untuk monitoring banjir, longsor, deformasi tanah dan pemantauan kelapa sawit di area berawan.

Radar (Radio Detection and Ranging) (Sumber: google))

2. LiDAR. Cocok digunakan untuk pemetaan detail topografi, vegetasi, dan infrastruktur.

LiDAR (Light Detection and Ranging) (Sumber: google))

3. Altimeter. Sering digunakan dalam penginderaan jauh kelautan dan meteorologi.

Altimeter (Sumber: google))

b. Pengertian wahana

Wahana adalah alat atau platform yang digunakan untuk membawa sensor dalam melakukan perekaman data dari permukaan bumi. Wahana berfungsi sebagai "kendaraan" bagi sensor untuk memperoleh posisi yang sesuai dalam penginderaan jauh.

Menurut (Lillesand, 2015) wahana adalah media atau platform yang digunakan untuk menempatkan sensor agar dapat mengamati objek dari ketinggian tertentu, baik di udara maupun di luar angkasa.

Dalam konteks penginderaan jauh, wahana dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan ketinggian dan lokasi operasinya.

1. Jenis Wahana

a). Wahana Dirgantara. Berupa pesawat udara, balon udara, helikopter, atau drone (UAV). Digunakan untuk penginderaan jauh skala kecil hingga menengah, misalnya pemetaan topografi, survei pertanian, atau pemetaan detail wilayah perkotaan.

b). Wahana Satelit. Wahana yang mengorbit bumi dan membawa sensor untuk merekam data dalam skala luas. Contoh satelit: Landsat, SPOT, MODIS, Sentinel, IKONOS, dan WorldView. Satelit ini mampu melakukan perekaman secara berkala dan sistematis, menjadikannya ideal untuk monitoring perubahan global dan nasional.

c).  Wahana Bawah Udara. Meliputi wahana yang digunakan di bawah permukaan udara, seperti kapal laut dengan sensor sonar untuk mendeteksi kondisi dasar laut. Jenis ini sering digunakan dalam penginderaan jauh kelautan untuk memetakan ekosistem bawah laut, seperti terumbu karang atau topografi dasar laut.

2. Fungsi Wahana dalam Penginderaan Jauh

1. Mengantarkan sensor ke posisi yang ideal untuk merekam objek di permukaan bumi.

2. Menentukan cakupan wilayah dan resolusi spasial data yang dihasilkan.

3. Menyesuaikan kebutuhan skala pengamatan --- misalnya, drone untuk skala lokal, pesawat untuk regional, dan satelit untuk global.

4. Mendukung kegiatan pemetaan cepat dalam situasi bencana seperti banjir, kebakaran hutan, dan longsor.

3. Wahana berdasarkan ketinggian

a. Pesawat terbang rendah-menengah (1.000-9.000): menghasilkan foto udara

b. Pesawat terbang tinggi (~18.000):menghasilkan citra udara dan data multispektral

c. Satelit (400-900km):menghasilkan citra satelit

E. Kesimpulan

Penginderaan jauh merupakan ilmu, teknologi, dan seni untuk memperoleh informasi mengenai objek atau fenomena di permukaan bumi tanpa melakukan kontak langsung, melainkan dengan memanfaatkan rekaman energi elektromagnetik yang diterima oleh sensor dari jarak jauh. Teknologi ini telah mengalami perkembangan pesat seiring kemajuan sistem sensor, wahana, serta teknik pengolahan data digital.

Secara konsep, penginderaan jauh bekerja berdasarkan interaksi antara energi elektromagnetik dan objek di permukaan bumi, yang kemudian ditangkap oleh sensor dan diubah menjadi citra digital. Proses ini melibatkan beberapa komponen utama, yaitu sumber energi (seperti matahari atau radar buatan), atmosfer, objek di permukaan bumi, sensor, wahana, dan sistem pengolahan data.

Perkembangan teknologi sensor optik dan digitalisasi data telah menjadikan penginderaan jauh sebagai alat utama dalam observasi bumi modern. Integrasi antara penginderaan jauh, sistem informasi geografis (SIG), membuat analisis spasial menjadi lebih cepat, akurat, dan efisien.

Secara keseluruhan, dapat disimpulkan bahwa penginderaan jauh adalah pondasi utama dalam studi kebumian dan manajemen lingkungan modern. Melalui berbagai jenis sensor dan wahana, teknologi ini mampu menyediakan data yang relevan untuk memahami perubahan di permukaan bumi, mendukung perencanaan pembangunan berkelanjutan, serta meningkatkan kesiap siagaan terhadap bencana alam, terutama di negara kepulauan seperti Indonesia.