Pengaruh Erosi Angin Terhadap Pembentukan Sculpturing (Mushroom Rock State Park) Di Smokey Hill, Kansas

Hampir sepertiga permukaan daratan planet bumi merupakan padang pasir dengan curah hujan kecil yang didukung tumbuh-tumbuhan tertentu dengan jumlah yang terbatas dan suatu populasi manusia dan hewan yang terbatas pula.

 Daerah di bumi telah terbagi menjadi tiga kategori menurut jumlah curah hujan yang diterima setiap tahunnya. Negeri beriklim sangat kering mempunyai sedikitnya 12 bulan berurutan tanpa curah hujan, negeri beriklim kering mempunyai kurang dari 250 mm curah hujan per tahunnya, dan negeri beriklim basah mempunyai curah hujan per tahunnya antara 250 dan 500 mm. Daratan yang sangat kering adalah padang pasir, sedangkan daerah kering dimana hanya terdapat padang rumput biasanya dikenal sebagai stepa. Savannah atau sabana, merupakan daerah padang rumput dengan beberapa tumbuhan pohon yang tumbuh, terletak diantara padang pasir dan hutan hujan tropis.

Sebagian besar daerah di bumi yang beriklilm kering, bentuk bentang alamnya dipengaruhi oleh aktivitas angin (Bentang alam eolian). Dibawah ini peta persebaran bentang alam eolian di dunia.

            Bentuk bentang alam eolian tersebut dapat disebabkan oleh proses berupa erosi oleh angin ataupun pengendapan oleh angin. Proses tersebut berlangsung sama seperti proses erosi dan pengendapan yang dilakukan oleh arus air laut terhadap pantai.

Sculpturing merupakan salah satu bentuk bentang alam eolian akibat erosi yang dilakukan oleh angin. Sculpturing dalam bahasa Indonesia, diartikan sebagai proses pengukiran, sehingga sculpturing merupakan erosi angin pada batuan yang menyebabkan terbentuknya tekstur seperti ukiran pada batuan tersebut. Salah satu bentuk nyata dari sculpturing adalah batu jamur (Mushroom Rock). Proses sculpturing dapat terlihat jelas pada tekstur permukaan batu jamur (Mushroom Rock). Batu Jamur (Mushroom Rock) yang terkenal antara lain terdapat di Smokey Hills, Kansas, Mushroom Rock di Mesir, Mushroom Rock di Timna Park Israel.

Proses terbentuknya Mushroom Rock merupakan suatu fenomena alam yang unik dan langka, karena tidak semua tempat di bumi terdapat Mushroom Rock. Mushroom Rock terbentuk pada daerah gurun pasir yang kering dengan curah hujan yang relatif kecil kurang dari 250 mm per tahun dan sangat dipengaruhi aktivitas angin, terutama aktivitas erosi dan pelapukan.

Kemampuan angin dalam mengerosi suatu batuan tidak sama dengan agen geomorfik yang lain, seperti air dan es dimana air memiliki sekitar 800 kali lebih padat dibanding udara (kepadatan udara adalah 1.29 kg m^-3, sedang kepadatan air adalah 1000 kg m^-3). Perbedaan fisik ini membatasi ukuran partikel unsur atau butir  yang terangkut ataupun tererosi oleh angin. Tenaga erosi untuk mengikis partikel  unsur atau butir pada permukaan batuan dikendalikan oleh dua faktor utama, yaitu :

·      percepatan angin

·      kekasaran permukaan.

Kekuatan pengikisan batuan meningkat secara bersamaan dengan peningkatan dalam percepatan angin. Sebagai contoh, suatu kecepatan angin meningkat dari 2 m/s menjadi 4 m/s. Ini  menyebabkan suatu peningkatan proses pengikisan batuan pada daerah tersebut yang menyebabkan proses erosi yang berlangsung lebih cepat dari sebelum bertambahnya kecepatan angin. Contoh yang jelas pada angin badai yang mampu untuk menyebabkan erosi jauh lebih cepat dibanding angin biasa yang bertiup lebih lambat.

Pada tanah, kekasaran permukaan tanah memegang suatu peranan penting di dalam mengendalikan sifat alami dari proses erosi oleh angin. Batu bundar besar, pohon, bangunan, semak belukar, dan bahkan pabrik serta tumbuhan kecil seperti rumput dan tumbuh-tumbuhan lainnya dapat meningkatkan kekasaran permukaan bumi. Akibatnya angin yang melewati daerah tersebut tertahan oleh berbagai macam material yang ada sehingga dapat mengurangi percepatan angin. Dengan berkurangnya percepatan angin maka proses erosi akan berlangsung dengan tenaga yang relatif kecil dalam jangka waktu yang lama. Tumbuh-tumbuhan dapat juga mengurangi efek erosional angin itu dengan membungkus partikel unsur atau butir lahan yang berasal dari angin ke akar. Pada umumnya, area yang menunjukkan bentang alam hasil erosi angin berada pada lingkungan yang terbuka dengan sedikit atau tidak ada pabrik maupun tumbuh-tumbuhan yang meliputinya seperti daerah Smokey Hills, Kansas sehingga angin dapat dengan bebas mengerosi batuan-batuan besar di sana secara kontinu hingga membentuk suatu bentukan batuan yang khas dan unik yang disebut Mushroom Rock.

Angin mengikis dan mengerosi permukaan bumi itu dengan deflasi dan abrasi. Deflasi merupakan proses lepasnya tanah dan partikel-partikel kecil dari batuan yang diangkut dan dibawa oleh angin. Partikel-partikel kecil  dari batuan yang terangkut akan ikut kemana pun angin itu bertiup, selama berat partikel yang terangkut tersebut tidak melebihi daya angkut maksimal angin. Apabila berat partikel melebihi daya angkut maksimal, maka partikel-partikel tersebut akan diendapkan di suatu wilayah dan membentuk suatu bentang alam eolian hasil pengendapan angin. Sedangkan abrasi merupakan proses penggerusan batuan dan permukaan lain oleh partikel-partikel yang terbawa oleh aliran angin. Semakin banyak material – material lepas yang terangkut oleh angin, maka semakin besar proses abrasi yang terjadi pada daerah yang dilalui angin tersebut.

Fenomena yang terjadi pada batuan di Smokey Hill, merupakan salah satu contoh proses abrasi yang dilakukan oleh angin. Daerah Smokey Hills yang berupa gurun pasir yang luas dengan jumlah tanaman perdu dan pepohonan yang sedikit, membuat angin dapat bertiup leluasa dan membawa material angkut berupa pasir-pasir gurun yang berukuran antara sedang – halus. Tidak adanya penghalang berupa pemukiman penduduk, maka angin dapat bertiup dengan energi sedang – besar sehingga ketika melewati beberapa batuan besar yang tegak berdiri, maka terjadi gesekan antara material pasir yang terangkut angin dengan material batuan dan proses tersebut berlangsung secara berkelanjutan dalam waktu yang lama sehingga batuan yang semula besar, akan terkikis sedikit demi sedikit. Tetapi karena erosi yang tidak merata pada bagian batuan, maka pengikisan permukaan yang terjadi juga tidak merata. Bagian atas batuan merupakan bagian yang paling sedikit mengalami pengikisan, sedangkan bagian bawah merupakan bagian yang paling banyak terkikis. Hasil pengikisan batuan yang demikian menyerupai bentuk jamur Mushroom sehingga batuan tersebut dinamakan Mushroom rock. Perbedaan pengikisan yang terjadi pada Mushroom rock dapat disebabkan karena gaya gravitasi bumi. Hubungan antara gravitasi bumi dengan pembentukan Mushroom rock dapat dijelaskan sebagai berikut Angin yang membawa material lepas yang berasal dari gurun pasir akan menjadikan kepadatan angin akan meningkat beberapa kali lipat dari kepadatan angin murni, sehingga berat angin akan lebih berat karena tambahan berat tersebut berasal dari material lepas yang terangkut oleh angin. Dengan semakin beratnya angin, maka angin tidak bisa bertiup dalam ketinggian yang maksimal, angin hanya mampu bertiup dengan ketinggian yang minimum (rendah) karena berat masing-masing material lepas yang terangkut angin akan tertarik ke bawah oleh gaya gravitasi bumi. Akibatnya, hanya bagian bawah batuan yang terkikis secara maksimal. Perbedaan tingkat pengikisan antara batuan bagian bawah dan atas juga disebabkan akibat perbedaan keresistensian antara bagian atas dan bagian bawah. Bagian atas lebih resisten dari pada bagian bawah, sehingga bagian bawah batuan lebih mudah tererosi. Perbedaan keresistensian merupakan akibat dari sifat kimia dan fisika komposisi penyusun batuannya.  

Selain akibat dari erosi yang disebabkan angin, pembentukan Mushroom rock juga dapat disebabkan oleh pelapukan batuan akibat perubahan suhu yang begitu ekstrem dimana siang hari suhu sangat panas dan malam hari suhu akan menurun menjadi dingin, sehingga menyebabkan susunan partikel-partikel atom penyusun batuan menjadi kurang kompak karena ikatan antar atomnya yang tidak lagi kuat akibat perubahan volume setiap atomnya saat suhu naik dan turun. Akibatnya batuan lebih mudah tererosi oleh angin.

Pemanfaatan dan aplikasi foto udara dalam ruang lingkup geologi

Foto udara merupakan salah satu jenis citra penginderaan jauh dengan wahana berupa pesawat terbang rendah sampai terbang tinggi dengan ketinggian terbang 1000 meter sampai 18.000 meter dari permukaan bumi. Sehingga data – data yang terekam dalam citra foto udara memiliki tingkat keakuratan yang lebih tinggi daripada citra satelit tetapi dengan luas wilayah yang terekam jauh lebih kecil dari citra foto satelit. Foto udara memiliki skala yang jauh lebih besar dari citra satelit (spaceborne), sehingga jumlah informasi geometri maupun ketelitiannya juga jauh lebih tinggi. Citra satelit seperti Landsat atau SPOT lebih berguna untuk daerah yang sangat luas tapi tidak memerlukan informasi geometri yang rinci. Pengambilan foto udara sangat tergantung pada cuaca, dan hanya bisa beroperasi selama ada sinar matahari yang cukup. Namun secara umum tingkat akurasi geometri foto udara masih lebih tinggi, sehingga untuk peta berskala besar masih digunakan foto udara.

Interpretasi foto udara merupakan kegiatan menganalisa citra foto udara dengan maksud untuk mengidentifikasi dan menilai objek pada citra tersebut sesuai dengan prinsip-prinsip interpretasi.

Interpretasi foto udara secara umum dapat digunakan sebagai bahan pembuat peta topografi serta pemetaan sumber daya alam baik hayati maupun non hayati. Pemanfaatan dan aplikasi foto udara dalam ruang lingkup geologi dapat diterangkan sebagai berikut :

4.1 Eksplorasi Minyak Bumi

Bumi memiliki permukaan dan variabel yang sangat kompleks. Relief topografi bumi dan komposisi materialnya menggambarkan bebatuan pada mantel bumi dan material lain pada permukaan dan juga menggambarkan faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan. Masing-masing tipe bebatuan, patahan di muka bumi atau pengaruh-pengaruh gerakan kerak bumi serta erosi dan pergeseran-pergeseran muka bumi menunjukkan perjalanan proses hingga membangun muka bumi seperti saat ini. Eksplorasi sumber minyak dimulai dengan pencarian karakteristik pada permukaan bumi yang menggambarkan lokasi deposit. Pemetaan kondisi permukaan bumi diawali dengan pemetaan umum (reconnaissance), dan apabila ada indikasi tersimpannya mineral, dimulailah pemetaan detil. Kedua pemetaan ini membutuhkan kerja validasi lapangan, akan tetapi kerja pemetaan ini sering lebih mudah jika dibantu foto udara atau citra satelit. Setelah proses pemetaan, kerja eksplorasi lebih intensif pada metode-metode geofisika, terutama seismik, yang dapat memetakan konstruksi bawah permukaan bumi secara tiga dimensi untuk menemukan lokasi deposit secara tepat. Kemudian dilakukan uji pengeboran.

Pada saat pemetaan umum inilah citra foto udara hasil penginderaan jauh dapat dianalisis lebih lanjut agar dapat memperoleh interpretasi struktur geologi berupa lipatan atau patahan yang kemungkinan dapat menjadi jebakan minyak bumi pada daerah onshore. Beberapa ladang minyak dapat secara langsung mengindikasikan keberadaan hidrokarbon dari kenampakan di permukaan misalnya apabila terjadi penyusupan minyak dan gas yang ada di dalam mencapai permukaan, identifikasi dalam kasus ini dikenal sebagai direct detection.  Minyak dan gas yang menyusup keluar terkadang mampu berinteraksi dengan batuan di permukaan, soil, dan vegetasi sehingga mengakibatkan suatu anomali yang dapat menjadi petunjuk keberadaan jebakan hidrokarbon. Misalnya, pada ladang minyak Cement dan Velma di selatan Oklahoma dikelilingi oleh lapisan batupasir yang berwarna merah, namun tepat pada daerah operasi pemboran warna batupasir yang sama cenderung gelap dan keabuan karena besi oksida dalam batupasir teroksidasi oleh karbon yang keluar, mineral gypsum tergantikan oleh kalsit, selain itu setiap mineral dengan unsur karbon memiliki harga isotop atom C yang tidak wajar.

Citra foto udara juga dapat dianalisis untuk mengidentifikasi setiap spektrum warna yang ditimbulkan dari alterasi mineralogi yang terjadi pada lapisan batuan di sekitar ladang minyak. Selain identifiksi warna, kondisi anaerobik yang dipegaruhi oleh gas metana dan etana dapat mempengaruhi pertumbuhan beberapa tanaman sehingga diperoleh keberadaan tanaman tertentu pada lokasi di atas jebakan hidrokarbon, misalnya pohon oak dan hickory yang menggantikan pohon maple karena kondisi soil anaerobik di sekitar Pegunungan Appalachia.

4.2 Eksplorasi Mineral

Metode penginderan jauh dengan foto udara terbukti sangat bermanfaat dalam membantu usaha eksplorasi mineral. Beberapa hal yang dapat diperoleh dari hasil interpretasi foto udara yang berhubungan dalam eksplorasi mineral antara lain: pemetaan pola kelurusan regional yang berhubungan dengan keberadaan lokasi-lokasi pertambangan, pemetaan pola rekahan lokal yang mungkin mengontrol keberadaan jebakan mineral, deteksi hidrotermal dari batuan teralterasi yang berasosiasi dengan jebakan mineral, serta basis data pemetaan geologi.

v  Perpotongan rekahan-rekahan lokal

Daerah dengan banyak rekahan yang saling berpotongan ternyata memiliki prospek eksplorasi mineral yang baik. Hal ini dikarenakan mineral - mineral yang terlarut akan terakumulasi pada rekahan tersebut. Rekahan lokal ini dapat dipetakan melalui pengamatan citra Landsat yang dipebesar, khususnya apabila citra diperoleh pada saat posisi matahari dekat dengan horizon (oblique photo) dan citra telah diproses dengan filter digital untuk mempertajam kenampakan rekahan.

v  Interpretasi pola - pola kelurusan.

Lokasi-lokasi pertambangan berdiri di atas suatu zona mineralisasi yang biasanya berpola linear. Pola-pola kelurusan ini memiliki kisaran panjang dari ratusan hingga ribuan kilometer, dan telah ditemukan banyak deposit mineral melalui eksplorasi yang dilakukan di sepanjang pola - pola kelurusan ini. Sehingga, terdapat kecenderungan bahwa lokasi-lokasi pertambangan tidak tersebar secara acak melainkan berdiri di atas zona yang berbentuk linear. Selanjutnya, dengan bantuan foto udara, geologist mampu memberikan evaluasi tentang hubungan antara jebakan mineral dengan pola-pola kelurusan.

v  Pemetaan Hidrotermal Batuan Teralterasi

Mineral-mineral biasanya akan terakumulasi pada tubuh batuan induk oleh media fluida bertemperatur tinggi yang disebut hydrothermal solutions. Fluida ini akan bereaksi kimiawi dengan batuan induk hingga membentuk batuan teralterasi dengan susunan kimia tambahan berupa mineral yang dibawa fluida tadi. Lokasi akumulasi mineral ini tidak tampak dari permukaan, melainkan melalui proses pengangkatan dan erosi yang terus-menerus membentuk suatu singkapan yang kemudian dapat diamati sebagai jebakan mineral. Namun perlu diketahui bahwa tidak semua batuan teralterasi berasosiasi dengan jebakan mineral, begitu pula sebaliknya, tidak semua jebakan mineral ditandai dengan keberadaan batuan teralterasi. Namun, adanya zona alterasi terkadang dapat menjadi indikator kemungkinan keberadaan jebakan mineral. Pada suatu daerah dengan tubuh batuan yang tersingkap penginderan jauh multispektral sangat membantu dalam mengenali keberadaan batuan teralterasi, disebabkan oleh pantulan spektrum yang diterima memiliki perbedaan antara batuan yang tidak teralterasi dengan batuan yang mengalami alterasi. Sehingga akan tampak jelas perbedaan hasil pantulan spektrum tersebut ketika diubah dalam citra, khususnya apabila dapat diperjelas dengan penggunaan warna tambahan. Dalam kasus ini dapat dicontohkan berupa perolehan mineral tembaga dari batuan beku porfiritik seperti granit porfiri. Pembentukan Granit porfir dapat menembus batuan induk yang lebih tua hingga kedalaman beberapa kilometer dari permukaan tanah. Granit porfiri dan tubuh batuan induk yang terpotong akan mengalami perekahan intensif selama pedinginan. Panas magma yang berada jauh di kedalaman menimbulkan arus konveksi hidrotermal yang dapat bergerak melalui celah-celah rekahan batuan dan menghasilkan alterasi mineral tembaga pada batuan porfiri dan batuan induk di sekitarnya. Pengaruh deformasi struktural, erosi, dan deposisi akan menyingkap granit porfir sebagai batuan hasil alterasi. Beberapa lokasi penambangan mineral tembaga dari batuan beku porfiritik yang telah dideteksi dengan penginderaan jauh (dengan  Landsat TM dan Airborne TMS) yaitu penambangan Silver Bell, Helvetia, dan Safford yang berlokasi di selatan Arizona, Amerika Serikat.

v  Basis Data Untuk Pemetaan Geologi

Selain untuk mengetahui lokasi jebakan mineral melalui pengamatan kelurusan, rekahan, dan alterasi batuan, foto udara dapat memberikan data dalam pembuatan dan penyempurnaan peta geologi yang merupakan perangkat dasar dari eksplorasi geologi. Pada peta geologi dengan skala kecil tidak mampu memetakan detail suatu lokasi. Misalnya, diperkirakan dua pertiga wilayah selatan Afrika kekurangan peta geologi berskala 1 : 500.000 ataupun dengan skala yang lebih besar. Ketika citra Landsat pertama kali digunakan pada wilayah ini, ternyata ditemukan suatu patahan yang kemudian dinamakan Tantalite Valley fault zone. Patahan tampaknya berupa right-lateral strike-slip fault dan dipetakan sepanjang 450 Km. Dijumpai banyak intrusi batuan beku basa (mafic) yang tersingkap pada zona patahan dan singkapan ini dapat dikenali dengan mudah dengan citra Landsat. Pada lokasi lain di Nabesna, Alaska Tengah, dengan memanfaatkan kombinasi analisis lineament dan proses digital dari data Landsat MSS dalam evaluasi keberadaan potensi jebakan mineral, diindikasikan bahwa 56 persen jebakan mineral berada sepanjang 1,6 Km dari lineamen Landsat. Warna buatan yang dihasilkan menunjukkan sekitar 72 persen merupakan lokasi mineral dan sisanya merupakan area batuan alterasi dan area eksplorasi yang potensial.

4.3    Pemetaan Daerah Bencana Alam

Film pankromatik sering digunakan bersamaan dengan kamera pemetaan untuk menaksir kerusakan, karena :

v  Memiliki cakupan ruang gerak yang lebar dan sesuai untuk berbagai kondisi pencahayaan,

v  Memiliki kemampuan untuk menembus tingkat perlakuan atmosferik yang berbeda saat dilakukan penyaringan (filtering) dengan tepat,

v  Memiliki resolusi yang bagus (beberapa film dapat diperbesar lebih dari 15 kali tanpa kehilangan gambar yang detail), dan

v  Memiliki kemampuan memproses dan mencetak pada waktu yang tepat.

Skala pemotretan udara yang berbeda digunakan untuk variasi jenis penaksiran tempat-tempat yang mengalami kerusakan. Foto skala kecil (misalnya 1 : 50.000 atau lebih kecil lagi) biasa digunakan untuk mempelajari zone-zone kerusakan yang terbatas dalam suatu kenampakan wilayah yang besar (Gambar 12). sedangkan pemotretan udara skala sedang (misalnya 1 : 20.000 sampai 1 : 50.000) memberikan kenampakan yang cukup detail terhadap wilayah yang dilanda bencana.

4.4  Pemetaan geologi daerah pantai dan pesisir

Wilayah dan garis pantai Indonesia sangat panjang dan luas, hanya sedikit sekali data yang diketahui mengenai jumlah kandungan sumber daya alam yang dimiliki (mineral dan bahan galian, sumber daya air, lahan) maupun kondisi lingkungannya secara pasti. Pemetaan pada daerah pantai sulit dilakukan karena sukarnya diperoleh singkapan batuan, asesibilitas sukar (rawa pantai) dan mahal karena sebagian besar harus dilakukan melalui survei bawah permukaan (geofisika dan pemboran). Sebaliknya daerah pantai dan pesisir merupakan wilayah ekonomi yang potensial sebagai lahan pemukiman, prasarana perhubungan, jasa industri dan sebagainya.

Secara umum wilayah pantai dan pesisir dapat digolongkan menjadi beberapa kelompok dalam kaitannya dengan proses pembentukannya, Pengelompokan secara garis besar dapat dilakukan sebagai berikut.

v Proses endogenik : pantai gunungapi, pantai terangkat (uplifted dan tilted).

v Proses eksogenik: aktivitas laut (oseanografi), proses sedimentasi dari darat dan laut dan gabungan keduanya.

v Proses biogenik : pembentukan terumbu karang dan hutan bakau

Oleh karena itu, untuk mengefektifkan dan mengefisiensikan waktu, biaya, dan tenaga pada saat memetakan sumberdaya alam wilayah pesisir pantai, maka dapat dilakukan interpretasi citra foto udara guna mendapatkan informasi dasar mengenai wilayah yang akan di petakan secara mendetail tersebut. 

4.5 Bidang Kehutanan

Bidang kehutanan berkenaan dengan pengelolaan hutan untuk diambil hasil kayunya termasuk perencanaan pengambilan hasil kayu, pemantauan penebangan dan penghutanan kembali, pengelolaan dan perlindungan margasatwa, inventarisasi dan pemantauan sumber daya hutan, rekreasi, dan pengawasan kebakaran. Kondisi fisik hutan sangat rentan terhadap bahaya kebakaran maka penggunaan citra foto udara akan sangat membantu dalam penyediaan data dan informasi dalam rangka monitoring perubahan yang terjadi secara kontinu dengan aspek geografis yang cukup memadai sehingga implementasi di lapangan dapat dilakukan dengan sangat mudah dan cepat.

4.6 Penggunaan Lahan

Inventarisasi penggunaan lahan penting dilakukan untuk mengetahui apakah pemetaan lahan yang dilakukan oleh aktivitas manusia sesuai dengan potensi ataupun daya dukungnya. Penggunaan lahan yang sesuai memperoleh hasil yang baik, tetapi lambat laun hasil yang diperoleh akan menurun sejalan dengan menurunnya potensi dan daya dukung lahan tersebut. Integrasi foto udara teknologi penginderaan jauh merupakan salah satu bentuk yang potensial dalam penyusunan arahan fungsi penggunaan lahan. Dasar penggunaan lahan dapat dikembangkan untuk berbagai kepentingan penelitian, perencanaan, dan pengembangan wilayah. Contohnya penggunaan lahan untuk usaha pertanian atau budidaya permukiman.

4.7 Bidang Pembuatan Peta

Peta citra merupakan citra foto udara yang telah bereferensi geografis sehingga dapat dianggap sebagai peta. Informasi spasial yang disajikan dalam peta citra merupakan data raster yang bersumber dari hasil perekaman citra satelit sumber alam secara kontinu. Peta citra memberikan semua informasi yang terekam pada bumi tanpa adanya generalisasi. Peranan peta citra (space map) dimasa mendatang akan menjadi penting sebagai upaya untuk mempercepat ketersediaan dan penentuan kebutuhan peta dasar yang memang belum dapat meliput seluruh wilayah nasional pada skala global dengan informasi terbaru (up to date). Peta citra mempunyai keunggulan informasi terhadap peta biasa. Hal ini disebabkan karena citra merupakan gambaran nyata di permukaan bumi, sedangkan peta biasa dibuat berdasarkan generalisasi dan seleksi bentang alam ataupun buatan manusia. Contohnya peta dasar dan peta tanah.

Geologi Citra Penginderaan Jauh

2.1 Pengertian Penginderaan Jauh

Penginderaan jauh dalam bahasa Inggris dikenal dengan remote sensing, sedangkan di Perancis lebih dikenal dengan istilah teledetection, di Jerman disebut farnerkundung, distantsionaya  di Rusia, dan perception remota di Spanyol.

Beberapa pengertian penginderaan jauh menurut beberapa ahli antara lain :

v  Everett Dan Simonett (1976) berpendapat bahwa penginderaan jauh merupakan suatu ilmu, karena terdapat suatu sistematika tertentu untuk dapat menganalisis informasi dari permukaan bumi, dimana ilmu ini harus dikoordinasi dengan beberapa pakar ilmu lain seperti ilmu geologi, tanah, perkotaan dan lain sebagainya.

v  Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah, atau fenomena yang dikaji. (Lillesand & Kiefer, 1994)

v  Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna (Curran,1985).

v  Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu suatu pengukuran atau perolehan data pada objek di permukaan bumi dari satelit atau instrumen lain di atas jauh dari objek yang diindera (Colwell, 1984). Foto udara, citra satelit, dan citra radar adalah beberapa

       bentuk penginderaan jauh.

v  Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu ilmu untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi seperti lahan dan air dari citra yang diperoleh dari jarak jauh (Campbell, 1987). Hal ini biasanya berhubungan dengan pengukuran pantulan atau pancaran gelombang elektromagnetik dari suatu objek

 ( http ://www.w3.org )

Berdasarkan definisi para ahli tersebut, maka penginderaan jauh merupakan pengamatan atau pengukuran data atau informasi mengenai sifat dari sebuah fenomena, obyek, atau benda dengan menggunakan sebuah alat perekam tanpa berhubungan langsung dengan obyek yang dikaji. Penginderaan jauh dikenal sebagai suatu ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu obyek, daerah, atau fenomena. Informasi diperoleh melalui analisis data piktorial dan numerik yang diperoleh dengan suatu alat, tanpa kontak langsung dengan obyek, daerah, atau fenomena yang dikaji. Pengumpulan data dari jarak jauh dilakukan dengan berbagai bentuk, termasuk dengan teknik pemancaran daya, pemancaran gelombang bunyi, dan penangkapan energi gelombang.

2.2 Komponen Dasar Penginderaan Jauh

Empat komponen dasar dari sistem penginderaan jauh yaitu target, sumber energi, alur transmisi, dan sensor. Komponen dalam sistem ini bekerja sama mengukur dan mencatat informasi mengenai target tanpa menyentuh obyek tersebut. Energi akan berinteraksi dengan target sekaligus berfungsi sebagai media untuk meneruskan informasi dari target kepada sensor. Sensor adalah sebuah alat yang mengumpulkan dan mencatat radiasi elektromagnetik. Setiap sensor akan memiliki kepekaan tersendiri terhadap bagian - bagian spektrum elektromagnetik. Kemampuan sensor untuk merekam gambar terkecil disebut resolusi spasial. Semakin kecil obyek yang dapat direkam oleh sensor semakin baik kualitas sensor itu dan semakin baik resolusi spasial dari citra.

Tabel 2.1 Jenis Sensor dan Sifatnya

SPEKTRUM DAN SISTEM SENSOR	PANJANG GELOMBANG (µm)	KEMAMPUAN MENGATASI KENDALA CUACA	SAAT PENGINDERAAN
Ultra Violet = Optical mechanical scanner = Image orthicon = Kamera dengan film infra merah TAMPAK = Kamera konvensional = Multispektral Scanner = Vidicon INFRAMERAH PANTULAN = Kamera konvensional dengan film inframerah = Solid state detector dalam scanner = Radiometer INFRAMERAH THERMAL = Solis state detector dalam Scanner dan radiometer = Quantum detector GELOMBANG MIKRO = Scanner dan Radiometer Kabut/ awan = Antena dan siecuit RADAR = Scanner dan Radiometer = Antena dan Sircuit	0,01 - 0,4 0,4 - 0,7 0,7 - 1,5 3,5 - 30,0 103 - 106 8,3 x 103 1,3 x 106	Kabut Tipis Campuran asap dan kabut Kabut tipis, asap Kabut tipis, asap Kabut tipis, asap, awan hujan	Siang Siang, kecuali bila digunakan penyinaran aktif siang siang - malam siang - malam siang - malam

Berdasarkan proses perekamannya, sensor dibedakan:

a)  Sensor Fotografi

Proses perekaman ini berlangsung secara kimiawi. Tenaga elektromagnetik diterima dan direkam pada emulsi film yang apabila diproses akan menghasilkan foto. Kalau pemotretan dilakukan dari pesawat udara atau wahana lainnya, fotonya disebut foto udara. Apabila pemotretan dilakukan dari antariksa, fotonya disebut foto orbital atau foto satelit.

b)  Sensor Elektrik

Sensor ini menggunakan tenaga elektrik dalam bentuk sinyal elektrik. Alat penerima dan perekamnya berupa pita magnetik atau detektor lainnya. Sinyal elektrik yang direkam pada pita magnetik ini kemudian diproses menjadi data visual maupun menjadi data digital yang siap dikomputerkan. Proses data visual atau digital menjadi citra dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :

1.  Dengan memotret data yang direkam dengan pita magnetik yang diwujudkan secara visual pada layar monitor.

2.  Dengan menggunakan film perekam khusus. Hasilnya berupa foto dengan film sebagai alat perekamnya, tapi film di sini hanya berfungsi sebagai alat perekam saja, maka hasilnya disebut citra penginderaan jauh.

Setelah dicatat, data akan dikirim ke stasiun penerima dan diproses menjadi format yang siap dipakai, diantaranya berupa citra. Citra ini kemudian diinterpretasikan untuk menyarikan informasi mengenai target. Proses interpretasi biasanya berupa gabungan antara visual dan automatic dengan bantuan komputer dan perangkat lunak pengolah citra. Foto udara pada umumnya diinterpretasi secara manual (visual), sedangkan data hasil penginderaan jauh elektronik dapat diinterpretasi secara manual maupun secara numerik (komputer).

  (Tim Asisten Geomorfologi UNDIP, 2009)

 

Gambar 2.1 Komponen dasar penginderaan jauh

(www.google.co.id)

Gambar 2.2 Sistem komponen dasar penginderaan jauh

(www.google.co.id)

2.3 Pengertian Citra Penginderaan Jauh

Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu obyek yang sedang diamati, sebagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau. Sebagai contoh, memotret bunga di taman. Foto bunga yang berhasil kita buat itu merupakan citra bunga tersebut.Citra penginderaan jauh merupakan data berupa gambar yang diperoleh dalam suatu sistem penginderaan jauh (Sabins, 1987 : 434). Simonett dkk. (1983 dalam Sutanto, 1986 : 6) menyebutkan bahwa Citra penginderaan jauh merupakan gambaran rekaman obyek yang dihasilkan dengan cara optik, elektro-optik, optik-mekanik atau elektronik dimana gambar yang dihasilkan mirip dengan obyek sesungguhnya di alam. Menurut Hornby (1974) Citra adalah gambaran yang terekam oleh kamera atau alat sensor lain.

(Ir. Soetoto, 2005)

2.4 Pengertian Non Citra

Non citra merupakan gambar yang diperoleh dalam sistem penginderaan jauh, namun gambar ini tidak mirip dengan wujud obyek sesungguhnya di alam, misal gambar dalam bentuk grafik.

 

                                      Gambar 2.3 Citra non foto

                                                 (www.google.co.id)

2.5 Pengertian Interpretasi Citra

Menurut Este dan Simonett (1975), interpretasi citra merupakan perbuatan mengkaji foto udara atau citra dengan maksud untuk megidentifikasi obyek dan menilai arti pentingnya obyek tersebut.

 

Interpretasi ini meliputi :

1.  Deteksi

2.  Identifikasi

3.  Delineasi

4.  Analisis

5.  Sintesis

6.  Klasifikasi

Dari keenam hal tersebut ada tiga hal penting yang perlu dilakukan dalam proses interpretasi citra, yaitu deteksi, identifikasi dan analisis. Deteksi citra merupakan pengamatan tentang adanya suatu objek, misalkan pendeteksian objek di sebuah daerah dekat perairan. Identifikasi atau pengenalan merupakan upaya mencirikan objek yang telah dideteksi dengan menggunkan keterangan yang cukup, misalnya mengidentifikasikan suatu objek berbentuk kotak sebagai tambak di sekitar perairan karena objek tersebut dekat dengan laut. Sedangkan analisis merupakan pengklasifikasian berdasarkan proses induksi dan deduksi, seperti penambahan informasi bahwa tambak tersebut merupakan tambak udang dan diklasifikasikan sebagai daerah pertambakan udang.

Interpretasi citra penginderaan jauh dapat dilakukan dengan dua cara yaitu interpretasi secara manual dan interpretasi secara digital (Purwadhi, 2001). Interpretasi secara manual merupakan interpretasi data penginderaan jauh yang didasarkan pada pengenalan ciri atau karakteristik objek secara keruangan. Karakteristik objek dapat dikenali berdasarkan 9 unsur interpretasi yaitu bentuk, ukuran, pola, bayangan, rona atau warna, tekstur, situs, asosiasi dan konvergensi bukti. Interpretasi secara digital adalah evaluasi kuantitatif tentang informasi spektral yang disajikan pada citra. Dasar interpretasi citra digital berupa klasifikasi citra pixel berdasarkan nilai spektralnya dan dapat dilakukan dengan cara statistik. Dalam pengklasifikasian citra secara digital, mempunyai tujuan khusus untuk mengkategorikan secara otomatis setiap pixel yang mempunyai informasi spektral yang sama dengan mengikutkan pengenalan pola spektral, pengenalan pola spasial dan pengenalan pola temporal yang akhirnya membentuk kelas atau tema keruangan (spasial) tertentu.

2.6 Unsur Dasar Interpretasi Citra

Identifikasi dan pengenalan obyek atau detail dalam interpretasi foto udara dapat dilakukan dengan memahami karakteristik citra foto yang terekam pada film hitam putih atau pankromatik. Karakteristik yang paling penting atau biasa disebut unsur-unsur dasar interpretasi citra penginderaan jauh yang sering digunakan dalam interpretasi citra foto udara antara lain :

2.6.1 Rona

Merupakan unsur pengenal utama atau primer terhadap suatu obyek pada citra penginderaan jauh . Fungsi utama adalah untuk identifikasi batas obyek pada citra. Penafsiran citra secara visual menuntut tingkatan rona bagian tepi yang jelas, hal ini dapat dibantu dengan teknik penajaman citra (enhacement). Rona merupakan tingkat atau gradasi keabuan yang teramati pada citra penginderaan jauh yang dipresentasikan secara hitam-putih. Permukaan obyek yang basah akan cenderung menyerap cahaya elektromagnetik sehingga akan nampak lebih hitam disbanding obyek yang relative lebih kering.

       Gambar 2.4 Foto Udara Pankromatik

(www.google.co.id)

2.6.2 Tekstur

Tekstur merupakan frekuensi perubahan rona pada citra atau pengulangan rona kelompok obyek yang terlalu kecil untuk dibedakan secara individual. Tekstur sering dinyatakan dengan kasar, sedang, atau halus. Misalnya daerah perbukitan karst akan bertekstur kasar dan daerha gurun dengan bukit-bukit pasir akan bertekstur halus. Tekstur dapat juga digunakan untuk menyatakan tingkat kekasaran atau kehalusan penyaluran, pada densitas penyaluran tinggi maka batuan yang dilewati biasanya bersifat impermeable, densitas penyaluran sedang maka batuan yang dilewati bersifat semi-permeable, dan densitas penyaluran rendah maka batuan yang dilewati bersifat permeable.

         

Gambar 2.5 Unsur dasar tekstur pada foto udara (www.google.co.id)

2.6.3 Pola

Merupakan karakteristik makro yang digunakan untuk mendiskripsikan tata ruang pada kenampakan di citra. Pola atau susunan keruangan merupakan ciri yang yang menandai bagi banyak obyek bentukan manusia dan beberapa obyek alamiah. Hal ini membuat pola unsure penting untuk membedakan pola alami dan hasil budidaya manusia. Sebagai contoh perkebunan karet, kelapa sawit sanagt mudah dibedakan dari hutan dengan polanya dan jarak tanam yang seragam.

 

Gambar 2.6 Unsur dasar pola pada foto udara

       (www.google.co.id)

2.6.4 Bentuk dan Ukuran

Bentuk merupakan variabel kualitatif yang memberikan konfigurasi atau kerangka suatu obyek, bentuk merupakan suatu variabel yang jelas sehingga benyak sekali obyek yang dapat dikenali hanya dari bentuknya saja. Bentuk penting dalam penafsiran geologi terutama dalam pengertian ruang yang lebih luas dan meliputi relief atau ekspresi geologi, misalnya:

v  Gunung api berbentuk kerucut sedangkan kipas alluvial seperti segitiga yang cembung.

v  Pohon palm atau pohon kelapa tajuknya berbentuk bintang.

v  Gedung-gedung memiliki bentuk seperti huruf I, L, U, ataupun bentuk geometri lainnya.

v  Sawah berbentuk persegi.

v Bekas meander sungai yang terpotong dapat dikenali sebagai bagian rendah yang berbentuk tapal kuda.

Sedangkan ukuran merupakan variabel obyek misalnya berupa jarak, luas, tinggi, lereng, dan volum. Karena ukuran obyek pada citra merupakan fungsi skala, maka di dalam memanfaatkan ukuran sebagai unsur interpretasi citra harus selalu diingat skalanya, misalnya :

v Perumahan dan persawahan biasanya berbentuk persegi namun dapat dibedakan dari tingginya, sawah cenderung datar dan perumahan memiliki ketinggian.

v Sungai di dataran rendah biasanya jauh melebar, sedangkan sungai di daerah hulu berukuran sempit.

2.6.5 Letak

Letak merupakan lokasi relatif dari suatu obyek dibandingkan lokasi di daerah lain. Letak dapat dikatakan sebagai posisi relatif dari suatu obyek terhadap daerah sekitarnya sangat membantu pengenalan obyek tersebut. Contoh, suatu bangunan yang terletak di pinggir jalan kereta api, kemungkinan bangunan itu adalah stasiun kereta api, pelataran peron, dan simpangan jalan kereta api.

2.6.6 Bayangan

Bayangan merupakan kegelapan yang terjadi pada suatu lokasi akibat ketidaklangsungan jalan cahaya yang tertutup oleh obyek. Bayangan bersifat menyembunyikan detail atau obyek yang berada di daerah gelap. Bayangan seringkali dijadikan kunci pengenalan yang penting dari beberapa obyek yang akan lebih jelas dari pengamatan bayangannya, misalnya :

v  Cerobong asap dari atas tampak bulat namun akan terlihat  jelas dari bayangannya yang menunjukkan bentuk silinder.

v  Lereng terjal akan tampak lebih jelas dari keberadaan bayangannya.

2.6.7 Asosiasi

Asosiasi dapat diartikan sebagai keterkaitan antara objek yang satu dengan objek lainnya. Karena adanya keterkaitan ini maka terlihat suatu objek pada citra sering merupakan petunjuk bagi adanya objek lain, sebagai contoh :

v Stasiun kereta api berasosiasi dengan jalan kerta api yang jumlahnya lebih dari satu (bercabang)

v Gedung sekolah disamping ditandai oleh ukuran bangunan yang relative besar serta bentuknya yang menyerupai I, L, atau U, juga ditandai dengan sosiasi terhadap lapangan olahraga. Pada umunya gedung sekolah ditandai dengan adanya lapangan olahraga didekatnya.

v Deretan endapan alluvial berasoiasi dengan gawir terkontrol sesar dan triangular facets.

2.7 Informasi Kualitatif Foto Udara

Informasi geologi yang dapat diinterpretasi dari pemotretan udara dikelompokkan dalam 4 kategori utama, yaitu : litologi, struktur, drainase, dan bentuk muka bumi.

Litologi yang umum atau jenis batuan diklasifikasikan berdasarkan proses terbentuknya yaitu :

v Secara langsung dari material yang mengalami pelelehan (beku),

v Dari partikel-partikel batuan yang terbentuk lebih dulu atau dari sisa-sisa hewan dan tumbuhan (sedimen).

v Oleh pengaruh panas dan tekanan terhadap batuan yang terbentuk lebih dulu (metamorf).

Kenampakan umum yang sering diidentifikasi dalam foto udara meliputi : kipas aluvial, ambang sungai berpasir dan daerah tanjung yang berpasir, teras-teras sungai, esker, drumlin, bukit pasir, dan talus. Karakteristik utama batuan sedimen yang mempengaruhi kenampakan medan pada foto udara meliputi : bidang perlapisan, bidang rekahan, dan daya tahan terhadap erosi. Sebagai contoh adalah batupasir yang sering tampak jelas pada foto udara terutama bila lapisan batupasir berada di atas formasi yang lebih lunak dan mudah tererosi seperti serpih. Bidang rekahan tampak jelas dengan sistem rekahan yang terdiri dari dua atau tiga arah utama. Kenampakan endapan sedimen yang berselang-seling pada foto udara tergantung pada ketebalan dan kemiringan bidang perlapisan.

Batuan beku dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu intrusif dan ekstrusif. Sebagai contoh adalah kenampakan foto udara untuk batuan granitik, yaitu : memiliki pola topografi masif membulat, tidak berlapis, bukit berbentuk seperti kubah dengan ketinggian puncak bervariasi dengan lereng yang terjal. Kenampakan aliran lava pada foto udara adalah : memiliki pola topografi berupa serangkaian aliran berbentuk seperti lidah yang mungkin bertindihan atau berselang-seling, dan sering berasosiasi dengan kerucut bara. Identifikasi foto udara untuk batuan basal adalah : memiliki pola topografi yang permukaannya hampir datar, sering terpotong oleh sungai utama dan membentuk lembah yang dalam.

Identifikasi foto udara untuk batuan metamorf lebih sulit dibandingkan dengan batuan yang lainnya, dan cara identifikasinya belum dikembangkan dengan baik. Selain itu batuan metamorf umumnya memiliki penyebaran yang terbatas.

2.8  Informasi Kuantitatif Foto Udara

Stereoskop merupakan alat yang digunakan untuk mengamati foto udara. Pengamatan stereoskopik adalah pengamatan atas tumpangsusun dua foto udara dengan menggunkan alat yang disebut stereoskop sehingga timbul gambaran tiga dimensional. Akibatnya, dimungkinkan untuk membuat peta kontur, mengukur beda tinggi dan lereng berdasarkan tampalan dua foto tersebut. Pengamatan ini dimaksudkan untuk melihat kesan kedalaman. Hal ini hanya dapat dilakukan apabila kekuatan mata kanan dan mata kiri pengamat kurang lebih sama. Bila kesan kedalaman telah diperoleh, maka tiap obyek akan tampak mempunyai kedalaman yang berbeda, sehingga menunjukkan tiga dimensi. Ligterink dalam Sutanto, 1989 menjelaskan bahwa :

v  Pasangan foto udara harus menggambarkan sebagian daerah yang sama.

v  Sumbu kamera pada saat pemotreatan kurang lebih terletak pada bidang yang tegak.

v  Perbandingan jarak dasar udara dan tinggi terbang memiliki harga tertentu, yaitu sekitar 0,25.

v  Skala foto yang berpasangan harus seragam.

Contoh pengolahan kuantitatif ini adalah menentukan tinggi kenampakan topografi dengan mengukur perbedaan paralaks pada stereopair, tapi dalam kondisi tertentu dapat dihitung dari pengukuran panjang bayangan. Pengukuran langsung dapat juga dilakukan pada foto udara vertikal dengan skala yang tepat untuk menentukan kemiringan dan jurus dari suatu struktur planar (misalnya bidang perlapisan, patahan atau dike). Daya citra secara stereoskopis ditunjukan dengan adanya relief suatu model stereo dimana terdapat kesan kedalaman dan bentuk yang padat (solid). Pemakaian stereoskop dalam interpretasi citra merupakan salah satu cara untuk mendapatkan kesan tiga dimensi.