“GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE” REMOTE SENSING DAN SIG TIM PENGAMPU SIG: SISWANTO KEMAL WIJAYA MOCH. ARIFIN “GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE” SHARON A. CLAY PROGDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

Pengertian Remote sensing, adalah ilmu, teknologi dan seni dalam memperoleh informasi mengenai objek atau fenomena di (dekat) permukaan bumi “tanpa kontak langsung” dengan objek atau fenomena yang dikaji, melainkan melalui media perekam objek atau fenomena yang memanfaatkan energi yang berasal dari gelombang elektromagnetik dan mewujudkan hasil perekaman tersebut dalam bentuk citra.

Pengertian 'tanpa kontak langsung' dapat diartikan secara sempit dan luas. Secara sempit artinya tidak ada kontak antara objek dengan analis, misalnya ketika data citra satelit diproses dan ditransformasi menjadi peta distribusi temperatur permukaan pada saat perekaman. Secara luas artinya kontak dimungkinkan dalam bentuk aktivitas “ground truth”, yaitu pengumpulan sampel lapangan untuk dijadikan dasar pemodelan melalui interpolasi dan ekstrapolasi pada wilayah yang jauh lebih luas dan pada kerincian yang lebih tinggi.

Pengertian Acquiring information about an object without contacting it physically. Methods include aerial photography, radar, and satellite imaging”. Sumber: thoreau.dnr.state.mn.us/mis/gis/tools/arcview/Training/Web Help/Glossary/Glossary3.htm

Penginderaan Jauh dan Teknik-Teknik SIG Sensor PJ mengumpulkan data daerah tertentu  spektrum elektromagnetik Data penginderaan jauh lahan dan berbagai produk ortofoto digital Data Landsat yang ada dapat digunakan secara Free Buku + Publikasi menyediakan diskusi rinci berbagai sensor dan analisis yang telah/sedang digunakan dalam penginderaan jauh

Penginderaan jauh Aktifitas perekaman, pengamatan dan pemahaman (sensing) objek atau kejadian di tempat yang jauh (remote). sensor secara tidak langsung kontak dengan objek atau kejadian yang diamati Secara normal radiasi gelombang elektromaknetik digunakan sebagai pembawa informasi

Penginderaan jauh Keluaran dari sistem penginderaan jauh biasanya sebuah foto yang menggambarkan scene yang diamati analisis gambar (image) dan interpretasi diperlukan untuk memastikan informasi yang berguna Ilmu dan teknologi pencarian informasi tentang permukaan bumi (daratan dan lautan) dan atmosfer menggunakan sensor yang dipasang di pesawat udara (kapal terbang atau balon) atau bentuk dasar pesawat ruang angkasa (satelit dan pesawat ulang alik).

Penginderaan jauh Tergantung pada skup, penginderaan jauh dapat dibagi menjadi : satelit penginderaan jauh (bentuk dasar satelit yang digunakan), fotografi dan fotogrametri (ketika foto-foto yang digunakan dari penangkapan cahaya tampak), termal penginderaan jauh (ketika bagian termal spektrum inframerah digunakan), radar penginderaan jauh (ketika panjang gelombang mikro digunakan), dan LiDAR pengindraan jauh (ketika pulsa laser yang dikirim ke tanah dan jarak antar sensor dan tanah diukur berdasarkan pada waktu masing masing pulsa kembali).

Penginderaan jauh Rentang aplikasi penginderaan jauh termasuk : Arkeologi, Pertanian, Kartografi, Teknik Sipil, Meteorologi, dan Klimatologi, Studi-studi Kelautan, Tanggap Darurat, Kehutanan, Geologi, Sistem Informasi Geografi, Kebencanaan, Penggunaan Lahan, dan Penutupan Tanah, Bencana Alam, Oseanografi, Sumberdaya Air, dan sebagainya.

Energi Penginderaan jauh Bentuk penginderaan jauh (PJ) : PJ pasif  memanfaatkan energi pantulan dari radiasi gelombang elektromagnetik atau menyerap energi dari bumi, seperti kamera dan detektor inframerah panas PJ aktif  mengirim energi mereka keluar dan mencatat bagian pantulan dari energi permukaan bumi, seperti sistem pemotretan radar. Kamera + Sumber Cahaya Kamera

Energi Penginderaan jauh

Radiasi elektromagnetik Radiasi elektromagnetik adalah bentuk energi dengan sifat gelombang, dan sumber utamanya adalah matahari. Spektrum Elektromagnetik  Perjalanan energi sinar matahari dalam bentuk gelombang pada kecepatan cahaya (dinyatakan c = 3.108 ms-1). Ciri pokok gelombang elektromagnetik : panjang gelombang (  ) adalah jarak antara dua puncak gelombang Frekuensi (  ) adalah jumlah getaran sempurna per detik Hubungan cepat rambat ( c ), panjang gelombang, frekuensi adalah : C =  .  (  )

Radiasi elektromagnetik

Radiasi elektromagnetik Faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah tenaga matahari sampai kempermukaan bumi adalah: 1. Waktu (jam atau musim) Faktor waktu berpengaruh terhadap jumlah energi matahari yang sampai ke bumi. Siang hari jumlah tenaga yang diterima lebih banyak dibandingkan pagi. 2. Lokasi Lokasi berkaitan dengan posisi terhadap lintang geografi dan terhadap permukaan laut. Di daerah khatulistiwa jumlah tenaga yang diterima lebih banyak dari pada daerah lintang tinggi. 3. Kondisi cuaca Cuaca mempengaruhi adanya hambatan di atmosfer. Saat cuaca berawan jumlah tenaga yang diterima lebih sedikit dari pada saat cuaca cerah. Energi Penginderaan jauh

Radiasi elektromagnetik Sampai ke bumi dibagi kedalam tiga tipe oleh interaksinya dengan kenampakan pada permukaan bumi Transmisi (Transmission)  pergerakan energi melalui sebuah permukaan. Jumlah energi yang ditransmisikan tergantung pada panjang gelombang diukur sebagai rasio dari radiasi yang ditransmisikan dengan radiasi yang terjadi, dikenal sebagai transmittance Refleksi (reflectance)  batasan yang digunakan untuk mendifinisikan rasio dari jumlah radiasi elektromagnetik yang dipantulkan oleh permukaan objek dengan jumlah awal radiasi yang mengenai permukaan objek

Radiasi elektromagnetik permukaan objek halus, menyebabkan pantulan specular  semua (atau hampir semua) dari energi diarahkan dari permukaan dalam satu arah permukaannya objek kasar  energi dipantulkan kesegala arah dan seragam, pantulan difusi (diffuse). Kebanyakan kenampakan objek permukaan bumi terletak diantara pantulan specular atau difusi sempurna. Emmittance Bagian dari energi yang diterima dipancarkan kembali, biasanya pada panjang gelombang panjang, dan kebanyakan dari mereka menetap dan memanaskan target.

Radiasi elektromagnetik

Jenis-jenis Citra Citra Foto : gambaran yang dihasilkan sensor kamera dibedakan berdasarka Spektrum Elektromagnetik yang digunakan, terdiri Foto ultra violet : foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum ultra violet dekat dengan panjang gelombang 0,29 mikrometer. Foto ortokromatik : foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum tampak dari saluran biru hingga sebagian hijau (0,4 - 0,56 mikrometer). Foto pankromatik : foto yang dibuat dengan menggunakan spektrum tampak mata. Foto infra merah : terdiri dari foto warna asli (true infrared photo) yang dibuat dengan menggunakan spektrum infra merah dekat sampai panjang gelombang 0,9 mikrometer hingga 1,2 mikrometer dan infra merah modifikasi (infra merah dekat) dengan sebagian spektrum tampak pada saluran merah dan saluran hijau.

Penginderaan Jauh dan Teknik-Teknik SIG Standar teknik penginderaan jauh ditekankan pada: aplikasi yang melibatkan gelombang sinar tampak gelombang dekat-inframerah (near infrared). Dihasilkan dalam bentuk analog (film) atau bentuk digital untuk mengumpulkan, menyimpan, memanipulasi, dan menganalisis sumber daya alam dan penutupan lahan/data penggunaan lahan. data PJ dianggap sebagai sumber data objektif dan tidak memihak

Penginderaan Jauh dan Teknik-Teknik SIG Keterbatasan data PJ umumnya dapat mempengaruhi analisis: faktor resolusi: spasial (ukuran piksel), spektral, temporal (frekuensi pengumpulan), radiometrik (jumlah bit), dan geometris Fotografi standar dalam PJ tidak dapat membedakan vegetasi hidup dan vegetasi mati  semua tampak hijau

Penginderaan Jauh dan Teknik-Teknik SIG film warna inframerah, dapat membedakan vegetasi yang tumbuh dan yang mati  perbedaan pemantulan pada panjang gelombang inframerah dekat (tidak terlihat), karenanya ada istilah kamuflase deteksi film Untuk peningkatan analisis dan interpretasi biasanya digunakan spektrum gabungan

Ciri-ciri Data Penginderaan Jauh Data yang dikumpulkan oleh sistem PJ dapat ; dalam format analog yang lain (cetakan foto udara atau data video) format digital (matrik angka dari nilai kecerahan “brightness value”  berhubungan dengan rata-rata ukuran radiasi dalam sebuah pixel gambar).

Ciri-ciri Data Penginderaan Jauh PJ membutuhkan 4 karakteristik resolusi dasar (Jensen, 2005) : Resolusi Spasial (Spatial resolution)  ukuran jarak minimum antara dua objek yang akan kita abaikan untuk diferensiasi dari satu ke yang lain dalam sebuah gambar. Resolusi Spektral (Spectral resolution)  mengarah ke jumlah dan ukuran dari band yang mampu di rekam.

Ciri-ciri Data Penginderaan Jauh Sensor Lansat TM mengoleksi tujuh band spasial termasuk: Band (1) 0.45–0.52 m == (blue), Band (2) 0.52–0.60 m == (green), Band (3) 0.63–0.69 m == (red), Band (4) 0.76–0.90 m == (near-IR), Band (5) 1.55–1.75 m == (short IR), Band (6) 10.4–12.5 m == (thermal IR), Band (7) 2.08–2.35 m == (Long IR). Resolusi Radiometrik (Radiometric resolution)  kepekaan dari sensor pada cahaya masuk,  berupa banyak perubahan cahaya yang harus ada pada sensor sebelum terjadi perubahan nilai kecerahan

Ciri-ciri Data Penginderaan Jauh Resolusi Temporer (Temporal resolution)  mengarah ke jumlah waktu yang dibutuhkan sensor untuk kembali ke lokasi pencitraan sebelumnya. Hal ini penting untuk mendapatkan citra pengulangan atau pencitraan dekat pengulangan objek dilokasi yang sama (perubahan fenomena alam)

Interpretasi Citra / Potogrametri Colwell, (1997) , Interpretasi  sebagai kegiatan mengamati citra/foto udara dengan tujuan mengidentifikasi objek-objek dan menilai maknanya. identifikasi/deteksi, pengukuran, dan pemecahan masalah. Hasil interpretasi sering dinyatakan dalam batasan kuantitatif, untuk contoh, seperti (likely), kemungkinan (possible), dan peluang (probable) atau tertentu (sertain).

Interpretasi Citra / Potogrametri Tujuh elemen yang umumnya digunakan dalam interpretasi citra/foto udara yaitu: Tone/warna  Tone : menunjuk ke masing-masing variasi yang dapat dibedakan dari hitam ke putih dan mencatat pantulan cahaya dari permukaan lahan ke dalam film. Warna : menunjuk ke masing-masing variasi yang dapat dibedakan pada citra yang dihasilkan oleh kombinasi berbagai hue/rona, value/intensitas dan chorma/kecerahan. Ukuran/size  memberikan petunjuk penting dalam diskriminasi objek dan kenampakan Bentuk/shape  kenampakan/objek-objek dapat memberikan petunjuk diagnosis dalam identifikasi

Interpretasi Citra / Potogrametri tekstur/texture  ke frekuensi dari perubahan dan pengurutan dalam tone/rona pola/pattern  susunan teratur dari benda-benda yang dapat mendiagnosis kenampakan pada bentang alam bayangan/shadow  berkaitan dengan ukuran dan bentuk objek. asosiasi/association  petunjuk paling membantu dalam mengidentifikasi instalasi buatan manusia.