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.