Sabtu, 08 April 2017

KARAKTERISTIK CITRA DAN RESOLUSI


Karakteristik Citra (I)
      Energi elektromagnetik dapat dideteksi secara fotografis maupun elektronis. Proses fotografis menggunakan reaksi-reaksi kimia pada permukaan film untuk mendeteksi dan merekam variasi energi. Ada hal penting untuk membedakan antara citra dan foto dalam penginderaan jauh. Citra mengacu kepada representasi segala ‘pictorial’ tanpa memperhatikan alat atau gelombang elektromagnetik inderaja yang dipakai untuk mendeteksi dan merekam energi elektromagnetik. 
       Sedangkan foto mengacu secara khusus kepada citra yang dideteksi dan direkam pada film fotografi.  Foto hitam-putih di bawah diambil pada spektrum cahaya tampak (kiri) dan berwarna (kanan). Berdasarkan definisi di atas maka dapat dikatakan bahwa foto adalah citra tetapi bukan berarti semua citra adalah foto. 
Gambar 1
Karakteristik Citra (I)
Sumber : PPT Penginderaan Citra Digital

 Karakteristik Citra (II)
Foto dapat dipresentasikan dan disajikan dalam format digital dengan cara membagi-baginya menjadi bagian kecil yang disebut dengan piksel (picture-element). Piksel ini merepresentasikan nilai kecerahan target/obyek dalam bentuk angka numerik atau DN (digital number). Mata dapat melihat warna karena mata dapat mendeteksi cahaya tampak kemudian diproses lebih lanjut oleh otak.
Gambar 2
Karakteristik Citra (II)
Sumber : PPT Penginderaan Citra Digital

Informasi dari rentang panjang gelombang yang berdekatan disimpan dalam bentuk channel/band/kanal. Kita dapat melakukan kombinasi penyajian dengan menggunakan panjang gelombang/band/kanal yang berbeda secara dijital. Kombinasi warna primer misal biru, hijau dan merah. 




Karakteristik Orbit Satelit
       Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan.    
Gambar 3
Karakteristik Orbit Satelit
Sumber : PPT Penginderaan Citra Digital
  1. Garis edar yang diikuti oleh satelit disebut dengan orbit. Satelit mengorbit sesuai dengan kemampuan dan tujuan sensor yang dibawa. Pemilihan orbit dapat bervariasi dalam terminologi ketinggian, yaitu ketinggian di atas permukaan bumi, arah dan rotasi yang relatif terhadap bumi.
  2. Satelit dengan orbit yang sangat tinggi, yang mana dapat mencakup porsi yang sama untuk permukaan bumi pada saat kapanpun, maka dikatakan satelit ini mempunyai orbit geostasioner. Satelit geostasioner mempunyai ketinggian hampir 36.000 km dengan kecepatan rotasi yang hampir sama dengan kecepatan rotasi bumi sehingga tampak satelit seperti diam (stationary) terhadap permukaan bumi. 
  3. Banyak wahana satelit yang didisain mengikuti orbit utara-selatan bersamaan dengan rotasi bumi (barat-timur) sehingga dapat mencakup hampir seluruh permukaan bumi dalam waktu tertentu. Orbit ini dinamakan orbit polar.
Geostationary Orbits

    Orbit Geostasioner adalah orbit geosinkron yang berada tepat di atas ekuator bumi (garis lintang 0°), dengan eksentrisitas orbital sama dengan nol. Dari permukaan Bumi, objek yang berada di orbit geostasioner akan tampak diam (tidak bergerak) di angkasa karena perioda orbit objek tersebut mengelilingi Bumi sama dengan perioda rotasi Bumi. Orbit ini sangat diminati oleh operator-operator satelit buatan (termasuk satelit komunikasi dan televisi). Karena letaknya konstan pada lintang 0°, lokasi satelit hanya dibedakan oleh letaknya di bujur Bumi.
   Orbit geostasioner sangat berguna karena ia dapat menyebabkan sebuah satelit seolah olah diam terhadap satu titik di permukaan Bumi yang berputar. Akibatnya, sebuah antena dapat menunjuk pada satu arah tertentu dan tetap berhubungan dengan satelit. Satelit mengorbit searah dengan rotasi Bumi pada ketinggian sekitar 35.786 km (22.240 statute miles) di atas permukaan tanah.


Near-Polar Orbits
      

Orbit polar adalah salah satu di mana sebuah satelit lewat di atas atau hampir di atas kedua kutub tubuh yang mengorbit (biasanya planet rupa bumi, tetapi mungkin tubuh lainnya misalnya Matahari) pada setiap revolusi. Oleh karena itu memiliki kemiringan (atau sangat dekat dengan) 90 derajat ke khatulistiwa. Sebuah satelit dalam orbit kutub akan melewati khatulistiwa pada bujur yang berbeda pada masing-masing orbit nya. Orbit polar sering digunakan untuk pemetaan muka bumi, observasi muka bumi, satelit pengintai dan beberapa satelit cuaca. Selain itu ada juga yang menggunakan satelit jenis ini untuk komunikasi. Kekurangan dari satelit polar adalah bahwa tidak ada satu tempat di permukaan bumi dapat dirasakan terus menerus dari satelit dalam orbit kutub. Satelit polar tidak tepat pada satu tempat di bumi, melainkan berkelana dari satu tempat ke tempat yang lain. Tapi di samping kekurangan tersebut, Satelit polar memiliki keuntungan dalam memotret perawanan yang tepat berada di bawah mereka. 

Macam - Macam Resolusi
1. Resolusi Spasial
    Resolusi spasial yaitu ukuran terkecil obyek yang masih dapat dideteksi oleh suatu sistem pencitraan, Semakin kecil ukuran obyek, semakin halus atau tinggi resolusinya, dan sebaliknya. 
Contoh : Citra SPOT (resolusi 10 & 20 m) lebih tinggi dibandingkan cira landsat TM (resolusi 30m).


Gambar 5
Perbandingan Resolusi Spasial

2. Resolusi Spektral
    Resolusi spektral, yaitu kemampuan suatu sistem optik-elektronik untuk membedakan informasi (obyek) berdasarkan pantulan atau pabcaran spektralnya.
Catatan : semakin banyak jumlah saluran, semakin tinggi resolusi spektralnya.
Gambar 6
Perbandingan Resolusi Spektral


Gambar disamping memberikan penjelasan bahwa gambar pertama hanya memiliki satu kanal yang terletak pada wavelenght 0,4-0,7 m. Berbeda dengan gambar dibawahnya, dimana untuk interval wavelength yang sama terdapat 3 kanal, ada Red Green dan Blue. Gambar atas memiliki spectral resolusi yang lebih kasar dibandingkan dengan gambar bawah.


Gambar 7
Resolusi Spektral
Sumber : PPT Penginderaan Citra Digital
3. Resolusi Radiometrik
 Resolusi radiometrik adalah ukuran sensitivitas sensor untuk membedakan aliran radiasi (radiant flux) yang dipantulkan atau diemisikan dari suatu obyek permukaan bumi. Semakin banyak bit-nya maka semakin bagus citra (image) yang kita miliki.Sebagai contoh, radian pada panjang gelombang 0,6 - 0,7 m akan direkam oleh detektor MSS band 5 dalam bentuk voltage.
Gambar 8
Resolusi Radiometrik
4. Resolusi Temporal
   Resolusi temporal, kemampuan suatu sistem untuk merekam ulang daerah yang sama satuannya adalah jam/hari. Satelit GMS (2 hari sekali), Satelit Landsat MSS dan TM (18 hari generasi 1 dan 16 ghari generasi 2), SPOT (26 hari. Resolusi temporal yang aktual sangat bergantung pada jenis sensor, lebar overlap antar swath (lebar jalur rekam) dan ketinggian satelit.
Gambar 9
Resolusi Radiometrik
Sumber : http://www.guntara.com

di Tidak ada komentar:

INTERAKSI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK


Interaksi Gelombang Elektromagnetik Dengan Materi
Panjang Gelombang Matahari :


Gambar 3
Panjang Gelombang Matahari
Sumber : PPT Perkuliahan Pengolahan Citra Digital

Teori Dasar
   Ada tiga cara transfer energi, yaitu :

    1. Konduksi
Perpindahan kalor yang pada umumnya terjadi pada zat padat. Zat yang dapat menghantarkan kalor dengan sempurna disebut konduktor, misalnya pada berbagai jenis logam. Contoh Konduksi ialah memanaskan sebatang besi dengan api. Jika salah satu ujung dipanaskan dan ujung yang satunya dipegang, maka semakin lama ujung yang dipegang akan semakin panas. Jadi, dapat dikatakan bahwa kalor (panas) dapat berpindah dari ujung yang satu ke ujung yang dipegang jika dipanaskan. 
     2. Konveksi,
Umumnya zat penghantar yang digunakan adalah berupa zat cair dan gas. Kalor yang berpindah karena adanya aliran zat dipanaskan merupakan akibat dari perbedaan massa jenis atau berat jenis. Massa jenis bagian yang dipanaskan lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis bagian yang tidak dipanaskan. Contoh Konveksi ialah memanaskan air menggunakan panci sampai mendidih. 
    3. Radiasi
Pancaran kalor yang hanya terjadi di dalam gas atau pada ruang hampa, seperti penghantaran panas matahari ke bumi dengan ruang hampa udara. Untuk mengetahui adanya pancaran kalor, alat yang digunakan adalah termoskop. Contoh Radiasi adalah perpindahan panas dari cahaya matahari ke bumi. Radiasi kalor dapat terjadi jika lampu pijar listrik sedang menyala dan api unggun sedang menyala. Dimana disaat kita berada di dekat api unggun, tubuh akan merasa hangat, hal ini terjadi karena terdapat radiasi kalor yang dipancarkan api unggun.
Proses interaksi gelombang elektromagnetik (EM) di atmosfer meliputi :

  • Atenuasi (penurunan intensitas radiasi), proses atenuasi gelombang EM oleh atmosfer yang meliputi penyerapan oleh materi (aerosol/partikel), dihambur oleh materi (fungsi struktur dan temperatur), didefleksikan ke semua arah, dan dipantulkan permukaan materi dapat menurunkan kualitas citra.

Gambar 4
Proses Atenuasi
Sumber : PPT Perkuliahan Pengolahan Citra Digital

  • Refraksi (pembelokan arah), merupakan pembelokan arah penjalaran gelombang, baik fisik maupun elektromagnetik. Hal ini dapat terjadi jika gelombang tersebut melewati bidang batas dua medium yang memiliki indeks bias yang berbeda. Indeks bias menyatakan kerapatan suatu medium. Misalnya cahaya merambat dari udara ke air sehingga arah perambatannya akan mengalami pembelokan.

Gambar 5
Proses Refraksi
Sumber : http://www.nafiun.com

Ca : Kecepatan dalam lapisan pertama (udara)Cs : Kecepatan dalam lapisan kedua (materi/benda)

  • Defraksi (penguraian), merupakan penguraian warna oleh partikel air yang bertindak sebagai prisma. memiliki sifat unik sesuai dengan karakteristik/tipe panjang gelombang elektromagnetik. Neraca interaksi energi dan materi merupakan keseimbangan energi datang dengan pantul + absorpsi + transmisi.
Gambar 6
Proses Defraksi
       E = Er + Ea + Et 
       Ee = Ea
            Keterangan :
  •         E   : Radiasi datang
  •         Er   : Radiasi pantul
  •         Ea  : Radiasi serap
  •         Et   : Radiasi diteruskan
  •         Ee  : Radiasi dipancar kembali oleh materi setelah diserap
  • Transmisi (penerusan), sehingga absorpsivitas, reflektivitas dan transmisivitas dapat didefinisikan sebgai kemampuan menyerap, memantulkan  dan meneruskan radiasi yang sampai ke permukaan, dengan persamaan keseimbangan sebagai berikut :
F0 = Fa+ Fr + Ft
Dengan : 
  •  F0 : Radiasi datang
  •  Fa : Absorpsivitas
  •  Fr  :Reflektifitas
  •  Ft : Transmisivita

  • Pantulan, dalam proses pantulan dapat dibedakan menjadi 4 (empat) macam pantulan, sebagai berikut :
  • Spekuler, apabila sudut datang sama dengan sudut pantul.
  • Near Spekuler, apabila ada pangulan disekitar sudut pantul utama.
  • Difus, apabila radiasi datang dipantulkan ke semua arah
  • Near Difus, apabila dipantulkan lebih banyak disekitar pantulan spekuler 
Gambar 7
Proses Pantulan
Sumber : PPT Penginderaan Citra Digital


Interaksi Gelombang Elektromagnetik Dengan Sistem Bumi - Atmosfer
       Berdasarkan geometri dan sifat fisik permukaan diperoleh 3 (tiga) tipe lengkungan spektral refleksi tersebut :
  1. Pantulan oleh tanah kering (lengkungan reflektansi tanah kering)
  2. Pantulan oleh air (lengkungan reflektansi air)
  3. Pantulan oleh tumbuhan (lengkungan reflektansi tumbuhan)
Gambar 8
Interaksi Gelombang Elektromagnetik dengan Sistem Bumi
Sumber : PPT Penginderaan Citra Digital

Interaksi Dengan Atmosfer


Sebelum radiasi mencapai permukaan bumi, di atmosfer radiasi mengalami ‘gangguan’ atau berinteraksi dengan keadaan atmosfer. Partikel dan gas-gas di atmosfer dapat mempengaruhi proses radiasi. Efek ini disebabkan oleh mekanisme scattering dan absorption. 

Scattering terjadi ketika partikel atau gas molekul berukuran besar terdapat pada atmosfer yang berinteraksi dengannya dan menyebabkan radiasi elektromagnetik dihamburkan.

Absorption merupakan mekanisme lainnya yang terjadi saat radiasi elektromagnetik berinteraksi dengan atmosfer. Tidak seperti pada scattering, fenomena ini menyebabkan molekul-molekul pada atmosfer menyerap energi pada panjang gelombang yang bervariasi. Ozone, carbon dioxide, dan water vapour adalah tiga jenis utama material yang menyerap radiasi.  




Interaksi Radiasi dan Target (Obyek)

Absorpsi (A), terjadi ketika radiasi (energi) diserap kedalam target dimana transmission (T) terjadi ketika target meneruskan radiasi. Sedangkan Reflection (R) terjadi ketika radiasi dipantulkan oleh target.











Jenis Reflektansi

Jika permukaan halus maka karakteristik permukaan tersebut adalah seperti cermin dimana hampir semua energi dipantulkan dengan arah yang sama (specular reflection). 



Sedangkan ‘diffuse reflection’ terjadi jika permukaan kasar dimana energi dipantulkan secara merata ke semua arah. 

   Hampir semua permukaan bumi mempunyai karakteristik antara ‘perfectly specular’ atau ‘perfectly diffuse’ reflectors. Apakah target tertentu memantulkan secara specular maupun diffuse tergantung pada sifat permukaan itu sendiri (surface roughness) dan perbandingannya dengan panjang gelombang radiasi datang. Jika panjang gelombang jauh lebih kecil/pendek dari pada variasi permukaan atau ukuran partikel pembentuk permukaan tersebut maka pantulan diffuse yang akan dominan.
Sebagai contoh, ‘fine-grained sand’ akan tampak agak halus pada gelombang mikro, tetapi agak kasar pada gelombang cahaya tampak. 

Pola Respon Spektral

  Dengan pengukuran energi yang dipantulkan atau dipancarkan oleh target di permukaan bumi maka dapat dibuat respon spektral target tersebut. Dengan membandingkan pola respon dari beberapa target berbeda maka dapat diidentifikasi karakteristik masing-masing target.
    Sebagai contoh, air dan vegetasi (tumbuh-tumbuhan) kemungkinan mempunyai sifat pantulan yang mirip pada rentang cahaya tampak tetapi akan sangat berbeda pada rentang gelombang infra-red. 

Respon spektral bisa bervariasi bahkan pada target yang sama, waktu dan lokasi. Untuk itu perlu mengetahui dan memahami 
karakteristik spektral suatu target sehingga dapat melakukan koreksi-koreksi terhadapnya. 

di Tidak ada komentar:
Langganan: Postingan (Atom)