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 dan Kiefer, 1997). Penginderaan jauh dapat diserupakan dengan suatu proses membaca. Dengan menggunakan mata kita yang bertindak sebagai alat pengindera (sensor) yang menerima cahaya yang dipantulkan dari halaman artikel ini. Data yang diterima oleh mata berupa energi sesuai dengan jumlah cahaya yang dipantulkan dari bagian terang pada halaman artikel ini. Data tersebut dianalisis atau ditafsir di dalam pikiran kita agar dapat menerangkan bahwa bagian yang gelap pada halaman ini merupakan sekumpulan huruf-huruf yang menyusun kata-kata. Lebih dari itu, kata-kata tersebut menyusun kalimat-kalimat, dan kita menafsir arti informasi yang terdapat pada kalimat-kalimat itu.
Penginderaan jauh memberikan kemampuan pada kita untuk melihat sesuatu yang tidak tampak mata. Dari titik pandang penginderaan jauh dari udara maupun dari antariksa kita dapat memperoleh gambaran utuh menyeluruh (bahkan global) bumi kita. Kita dapat mulai melihat unsur lingkungan “berdasarkan ekosistem” dimana data penginderaan jauh dapat menerobos batas-batas kultural dimana data sumberdaya kita sekarang ini dikumpulkan. Penginderaan jauh juga dapat memasuki batas disiplin ilmu. Penerapannya sangat luas sehingga tak seorangpun “memiliki” bidang ini (Lillesand dan Kiefer, 1997).
Data yang diperoleh dari penginderaan jauh dapat berbentuk hasil dari variasi daya, gelombang bunyi atau energi elektromagnetik. Sebagai contoh grafimeter memperoleh data dari variasi daya tarik bumi (gravitasi), sonar pada sistem navigasi memperoleh data dari gelombang bunyi dan mata kita memperoleh data dari energi elektromagnetik. Masukan data dalam penginderaan jauh atau hasil observasi disebut dengan citra, dapat berupa Foto Udara, Citra Satelit dan Citra Radar.
Perbedaan Foto Udara dan Citra
Hasil penginderaan jauh kita kenal sebagai “foto” dan “citra”. Istilah foto diperuntukkan secara ekslusif bagi citra yang dideteksi dan direkam pada film, sedangkan istilah umum untuk citra digunakan untuk tiap peragaan piktorial data gambar. Jadi, rekaman piktorial suatu pengujian termal (suatu alat pengindera elektronik) akan disebut “citra termal” bukan “foto termal”, karena film bukan merupakan mekanisme deteksi asli untuk citra tersebut. Istilah citra berkaitan dengan tiap produk pictorial, seluruh foto termasuk citra akan tetapi tidak semua citra berupa foto.
Perbedaan istilah foto dan citra didasarkan pada proses perekamannya dalam sensor, yaitu Sensor Fotografik dan Sensor Elektronik.
1. Sensor Fotografik
Proses perekamannya berlangsung seperti pada kamera foto biasa, atau yang kita kenal yaitu melalui proses kimiawi. Tenaga elektromagnetik yang diterima kemudian direkam pada emulsi film dan setelah diproses akan menghasilkan foto. Ini berarti, disamping sebagai tenaga, film juga berfungsi sebagai perekam, yang hasil akhirnya berupa foto udara, jika perekamannya dilakukan dari udara, baik melalui pesawat udara atau wahana lainnya. Tapi jika perekamannya dilakukan dari antariksa maka hasil akhirnya disebut foto satelit atau foto orbital.
Sensor fotografik merekam data terutama pada panjang gelombang kasat mata (400 – 700 nm). Hal penting yang perlu diingat adalah adanya distorsi gambar secara geometri karena system proyeksinya yang bersifat radial (terpusat). Kelebihan metode ini adalah adanya kemungkinan pandangan tiga dimensi, jika menggunakan teknik pengambilan secara tumpang tindih dan diamati dengan bantuan alat stereokop. Kemampuan ini menambah kemudahan analisis kenampakan obyek secara tiga dimensi seperti keadaan sebenarnya yang menambah kualitas geometri pada waktu interpretasi (Barus dan Wiradisastra, 2000)
2. Sensor Elektronik
Sensor elekronik berupa alat yang bekerja secara elektrik dengan pemrosesan menggunakan komputer. Hasil akhirnya berupa data visual atau data digital/numerik. Proses perekamannya untuk menghasilkan citra dilakukan dengan memotret data visual dari layar atau dengan menggunakan film perekam khusus. Hasil akhirnya berupa foto dengan film sebagai alat perekamannya dan tidak disebut foto udara tetapi citra.
Macam-Macam Foto Udara
Foto udara dibedakan menjadi foto udara hitam putih dan foto udara berwarna. Foto udara hitam putih hanya menampilkan agregat atau tingkat keabuan, sedangkan foto udara berwarna telah melibatkan film berwarna yang dapat ditangkap oleh mata manusia lebih lebih banyak daripada hanya tingkat keabuan.
Foto udara hitam putih biasanya dibuat dengan film pankromatik atau film yang peka inframerah. Kepekaan spektral film pankromatik memanjang dari spektrum ultraviolet (0.3 – 0.4 µm) hingga spektrum tampak (0.4 – 0.7 µm). Sedangkan film inframerah tidak hanya peka terhadap energi ultraviolet dan tampak tetapi juga mencapai energi inframerah pantulan (0.7 – 0.9 µm). Film pankromatik telah lama digunakan untuk foto udara sebagai jenis film baku, sedangkan terapan foto udara ultraviolet hingga dewasa ini sangat terbatas jumlahnya, terutama oleh adanya hamburan atmosferik yang sangat kuat pada energi ultraviolet.
Walaupun film pankromatik hitam putih telah menjadi jenis film baku untuk pemotretan udara, banyak terapan penginderaan jauh dewasa ini melibatkan penggunaan film berwarna. Hal ini mempermudah dalam berbagai interpretasi foto udara.
Film berwarna dibuat dengan tiga lapis emulsi yang peka terhadap sinar biru, hijau, dan merah, tetapi yang berisi lapis warna kuning, magenta, dan cyan setelah pemrosesan. Jumlah warna yang muncul pada tiap lapisan berbanding terbalik terhadap intensitas sinar primer yang ada pada film setelah pemotretan. Bila diamati secara terpadu, lapisan warna tersebut menghasilkan kesan visual sesuai dengan benda asli. Tidak ada lapis yang diaktifkan oleh energi inframerah karena filmnya tidak peka terhadap tenaga inframerah.
Sedangkan apabila film inframerah yang peka terhadap spektrum hijau, merah, dan inframerah dikembangkan lapis warna pada setiap lapis juga kuning, magenta, dan cyan, maka hasilnya berupa film warna semu atau foto udara berwarna palsu. Warna biru pada foto diperoleh dari obyek yang terutama memantulkan tenaga pada spektrum hijau, warna hijau dari obyek yang memantulkan tenaga pada spektrum merah, dan warna merah dari obyek yang memantulkan tenaga inframerah.
Dengan demikian pemberian suatu lapis warna pada suatu julat kepekaan spektral tertentu merupakan parameter pembuatan film yang dapat bervariasi menurut pembuatannya. Misalnya lapis kuning (bukan cyan) diberikan ke dalam lapisan peka merah, akan menghasilkan obyek berwarna biru.
Resolusi Sensor
Rancangan dan penempatan sebuah sensor terutama ditentukan oleh karakteristik khusus dari target yang ingin dipelajari dan informasi yang diinginkan dari target tersebut. Setiap aplikasi penginderaan jauh mempunyai kebutuhan khusus mengenai luas cakupan area, frekuensi pengukuran dan tipe energi yang akan dideteksi. Oleh karena itu, sebuah sensor harus mampu memberikan resolusi spasial, spektral dan temporal yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
Resolusi Spasial menunjukkan level dari detail yang ditangkap oleh sensor. Semakin detail sebuah study semakin tinggi resolusi spasial yang diperlukan. Sebagai ilustrasi, pemetaan penggunaan lahan memerlukan resolusi spasial lebih tinggi daripada sistem pengamatan cuaca berskala besar.
Resolusi Spektral menunjukkan lebar kisaran dari masing-masing band spektral yang diukur oleh sensor. Untuk mendeteksi kerusakan tanaman dibutuhkan sensor dengan kisaran band yang sempit pada bagian merah.
Resolusi Temporal menunjukkan interval waktu antar pengukuran. Untuk memonitor perkembangan badai, diperlukan pengukuran setiap beberapa menit. Produksi tanaman memerlukan pengukuran setiap musim, sedangkan pemetaan geologi hanya membutuhkan sekali pengukuran.
Beberapa nama radiometer (sensor) satelit pengamat bumi (Earth Observing Satellite) yang sering digunakan dalam penginderaan jauh adalah:
Nama Satelit Sensor
LANDSAT (USA) MSS (Multi Spectral Scanning)
LANDSAT (USA) TM (Thematic Mapper)
NOAA (USA) AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)
NIMBUS-7 (USA) CZCS (Coastal Zone Color Scanner)
SPOT (France) HRV (Haute Résolution Visible)
MOS (Japan) MESSR (Multi Electronis Self Scanning Radiometer)
VTIR (Visisble Thermal Infrared)
ERS-1 (Europe) VNR (Visible and Near-Infrared Radiometer)