PENGINDERAAN JAUH SISTEM TERMAL
KELOMPOK 4 STEL TELLA L. TO TOBING ING
2013 013640 64047
M. ASSIZ MAHU
201364042
ALDONAL LETERULU
201364049
WEHE WEHELM LMIN INA A OPEM OPEM 2012 201264 6404 041 1
Pendahuluan
•
Latar Belakang Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari
sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat, pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau alat lain. Inderaja berasal dari bahasa Inggris remote sensing , bahasa Perancis télédétection, bahasa erman fernerkundung , bahasa
Portugis sensoriamento
remota, bahasa
!panyol percepcion
remote dan bahasa "usia distangtionaya. Pada masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau fotogrametri. #alam kerjanya penginderaan jauh terdiri atas beberapa komponen yaitu sistem tenaga, atmosfer, interaksi antara tenaga dan objek, wahana dan sensor (sensor fotografik dan sensor nonfotografik), perolehan data dan pengguna data. Pada makalah ini lebih membahas mengenai penginderaan jauh nonfotografik sistem termal. Penginderaan jauh sistem termal adalah penginderaan jauh yang memanfaatkan pancaran suhu suatu benda. !emua benda memancarkan panas yang disebabkan oleh gerak acak partikelnya. $erak acak ini menyebabkan gesesarn antara partikel benda dan menimbulkan peningkatan suhu sehingga permukaan benda itu memancarkan panasnya. %eskipun semua benda di permukaan bumi memancarkan panas, jumlah panas yang dipancarkan tidak sama bagi tiap benda. umlah panas yang dipancarkan oleh tiap benda dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu & panjang gelombang yang digunakan untuk mengukur atau menginderanya, suhu permukaan benda, dan nilai pencarannya. #engan !istem penginderaan jauh termal ini, maka perekaman data dapat dilakukan baik pada siang maupun malam hari, dengan kondisi cuaca yang memungkinkan. •
'ujuan
%ahasiswa dapat menjelaskan dasardasar, keunggulan dan kelemahan, geometrik, penafsiran citra dan pemanfaatan sistem termal.
Dasar-Dasar Sistem Termal
I. 'enaga #alam pengindraan jauh sistem termal harus ada tenaga untuk memantulkan atau memancarkan objek di permukaan bumi. 'enaga yang digunakan adalah tenaga elektromagnetik, dengan sumber utamanya adalah matahari. . Pancaran 'enaga 'ermal a. *sas Pancaran + !emua benda memancarkan panas yang disebabkan oleh gerak acak partikelnya. Panas di dalam benda di sebut dengan tenaga kinetik ('kin), sedang panas yang dipancarkan disebut tenaga pancaran atau tenaga radiasi ('rad). 'enaga pancaran suatu benda lebih kecil dibandingkan dengan tenaga kinetik. 'enaga elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu benda disebut tenaga pancaran yang besarnya diukur dengan att cm-. Pada penginderaan jauh sistem termal, untuk mengukur atau merekam suhu pancaran berbagai benda digunakan sensor dengan dua jendela atmosfer, yaitu pada panjang gelombang /,00,0 1m dan 23 1m. Pada panjang gelombang tersebut hambatan atmosfer relatif kecil sehingga tenaga termal dapat melaluinya. b. Perpindahan Panas + Panas dapat berpindah tempat melalui tiga cara yaitu& •
4onduksi, perpindahan panas melalui interaksi antara molekul benda, contoh& jika kita merebus makanan.
•
4on5eksi, perpindahan panas yang terjadi oleh benda panas yang berpindah tempat, contoh& perpindahan panas pada air yang direbus
•
"adiasi, perpindahan panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik, contoh& panas matahari.
6. 7ariasi Pancaran 'enaga 'ermal
a. Panjang $elombang + 8ukum pergeseran ien menyatakan bahwa pancaran benda berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Punca k pancaran benda yang lebih panas terjadi pada gelombang yang lebih pendek. Penginderaan jauh yang menggunakan pencaran matahari (9:::;4) dapat memperoleh pancaran terbaiknya pada panjang gelombang :,00 1m, sedangkan jika menggunakan tenaga pancaran bumi (/::;4) atau tenaga termal akan memperoleh pancaran terbaik pada panjang gelombang : 1m. b. !uhu Permukaan Benda + umlah tenaga termal yang dipancarkan oleh tiap benda berbanding lurus terhadap pangkat empat suhu absolutnya dan berbanding lurus pula terhadap nilai pancarannya.
8ukum!tefanBoltsmann< W = eơT⁴
4eterangan& = jumlah tenaga termal yang dipancarkan oleh benda > = konstante !tefan ? Boltsmann e = nilai pancaran benda ' = suhu absolut benda
Perubahan suhu benda dipengaruhi oleh sifat termal benda, yaitu& •
4ondukti5itas 'ermal& 'ingkat penerusan panas melalui suatu benda yang diukur dengan kal cm det o@. @ontoh batuan bukan konduktor yang baik tetapi lebih baik dari logam, daerah kota merupakan konduktor yang baik dari daerah desa.
•
4apasitas 'ermal& Aaitu kemampuan benda untuk menyimpan panas. 8al ini perlu dibedakan dengan suhu, untuk penjelasannya dengan membandingkan benda berupa tiga bola berukuran sama degan suhu yang sama yaitu "iolit, Limestone dan !andstone. !etelah ketiga benda tersebut dipanaskan, kemudian diletakkan diatas parafin yng tebal
maka sandstone akan mencairkan parafin lebih lama. !andstone mempunyai kapasitas termal lebih tinggi. •
4ebauran 'ermal& 4emampuan suatu benda untuk memindahkan panas matahari dari permukaan benda itu kebagian dalamnya.
•
4etahanan 'ermal& kuran tanggapan suatu benda terhadap perubahan suhu, diukur didalam kal6.detC6.o@. 5ariasi suhu harian permukaan benda pada dasarnya mengikuti 5ariasi pemanasan oleh sinar matahari. Benda dengan ketahanan termal lebih besar ia lebih tahan terhadap perubahan suhu, pada siang hari lebih dingin sedangkan pada malam hari lebih panas.
c. Dilai Pancaran + Berdasarkan hukum !tefan?BoltEmann bahwa jumlah tenaga pancaran suatu benda dipengaruhi oleh nilai pancaran benda itu dan oleh suhu permukaannya. /. Penginderaan auh dengan 'enaga 'ermal Aang perlu dipahami dalam penginderaan jauh dengan tenaga termal ini yaitu & •
!ifat termal obyek
•
!ifat pancaran obyek
•
7ariasi suhu hariannya
II. Sensor
#idalam penginderaan jauh sistem termal suhu pancaran yang berasal dari obyek dipermukaan bumi dan mencapai sensor termal direkam oleh sensor tersebut. 8asil rekamannya dapat berupa citra maupun noncitra. !ehubungan dengan dua jenis citra keluaran tersebut, sensor termal dibedakan atas dua jenis yaitu& . !istem noncitra
"adiometer termal, ada dua jenis detector&
•
#etektor termal, untuk mengubah suhu dalam hubungannya dengan serapan tenaga yang menggenainya.
•
#etektor kuantum, secara luas digunakan dalam penginderaan jauh sistem termal.
!ensor termal
!pektrometer termal, untuk mengindera obyek pa da saluran sempit.
6. !ensor pembentukan citra !ensor pembentukan citra inframerah termal meliputi& •
Penyiam termal, dipergunakan dengan menggunakan pesawat udara (memiliki detektor termal)
•
'ermal imager (5idicon I%), dilengkapi detector yang dapat disajikan seperti gambar '7, cocok bagi penginderaan dari satelit.
•
Penyiam stationer, dioperasikan di dirgantara atau diantariksa.
@itra temperatur permukaan laut
Keunggulan dan Keterbatasan Sistem Termal
•
4eunggulan citra inframerah termal &
. Perekaman tenaga termal dapat dilakukan pada siang hari dan malam hari. 6. #apat merekam wujud tak tampak oleh mata sehingga menjadi gambaran yang cuku jelas. /. 4eluarnya dapat berupa data noncitra, citra dan data digital. •
4elemahan citra inframerah termal &
. *spek geometri yang penyimpangannya lebi besar dari penyimpangan pada foto udara 6. !ifat termal yang lebih rumit dari sifat pantulan obyek. /. Perolehan dan pemrosesan citra termal sangat mahal karena memiliki operasional dan parameter teknis yang sangat teliti 3. %aterial detektor harus selalu dijaga suhunya secara ekstrim selama digunakan (karena emisi radiasi mengindera sangat lemah) 0. @itra termal untuk pengukuran suhu air hanya pada bagian atas permuakaan air karena panjang gelombang diserap sangat cepat 9. !istem pencitraan inframerah termal terkenal sulit untuk dikalibrasikan karena perbedaan temperature bisa sangat tak kentara dan interaksi dengan kelembaban atmosfer tidak dapat diprediksi. F. @itra termal sulit diinterpretasikan dibanding tipe citra lainnya
Geometrik Sistem Termal
ika pemetaan diteliti dengan citra inframerah termal, maka data tersebut harus diregistrasi. #istorsi geometri citra inframerah termal disebabkan oleh dua 5ariasi, yaitu& . 7ariasi sistematik + 7ariasi yang pasti terjadi dan dapat diperkirakan atau diperhitungkan sebelumnya, meliputi & a. 7ariasi skala tangensial
'erjadi pada arah garis penyiam, skala pada arah jalur terbang relatif konstan.
#isebabkan oleh kecepatan gerak penyiam tetap, kecepatan penyiam tidak tetap
%enyebabkan perubahan bentuk pada citra.
b. 7ariasi ukuran sel resolusi + !el resolusi semakin besar bila tempatnya semakin jauh dari titik nadir. c. Pergeseran relatif satu arah + Bersifat radial terhadap titik prinsipal 6. 7ariasi acak + 7ariasi yang tidak dapat diperhitungkan sebelumnya dan belum pasti terjadi, meliputi& a.
#istorsi oleh kedudukan pesawat terbang (pitch, roll, yaw) b. $angguan elektronik c. $angguan atmosfer d. Gfek perekaman
Penafsiran Citra Termal
Pada citra termal "ona dan warna merupakan unsurunsur interpretasi primer, pada citra apapun gambaran objekobjek mulamula tampak dari ronarona dan warna (karakteristik spektral). Pada citra blackCwhite tampak ronanya dan pada citra color tampak warnanya.. #ari rona dan warna kemudian tampak karakteristik spasial (bentuk, ukuran, teksturt, pola, bayangan, situs, H asosiasi). Benda tampak cerah pada citra dapat terjadi karena memang suhu permukaan tinggi, tapi bisa suhunya lebih rendah tapi mepunyai nilai pancaran tinggi. *ir pada siang hari tampak gelap, di malam hari tampak lebih cerah. !elain itu, ada empat hal yang perlu diperhatikan dalam interpretasi citra inframerah termal& . !uhu pancaran obyek berbnding lurus terhadap pangkat 3 suhu kinetik. 6. !uhu pancaran obyek berbanding lurus terhadap nilai pancaran. /. "ona obyek tergantung pada jam perekaman dan 5ariasi suhu harian. 3. *da kompresi skala tangensial cukup besar pada dua bagian tepi citra yang belum direktifikasi. @ara interpretasi inframerah termal sangat bergantung pada tujuan interpretasinya yaitu& a. %endeteksi beda suhu 'ujuh contoh deteksi obyek berdasarkan beda suhunya menurut *5ery dan Berlin, yaitu untuk mendeteksi& •
*ir dan tanah serta batuan
•
7egetasi
•
'anah lembab
•
'anah diperkeras
•
Permukaan logam
•
byek bersuhu tinggi
•
4esan hantu atau JghostK
b. %enaksir suhu Berbeda dengan deteksi obyek berdasarkan beda suhu pancarannya yang telah mencapai ketelitian hasil cukup tinggi, ketelitian hasil penaksiran suhu kinetik masih renda h.
Pemanfaatan Sistem Termal
idang Penggunaan $eologi
Sasaran Penginderaan enis batuan, patahan dan lipatan, pegunungan dan dataran, gunung api
aktif, ekspresi permukaan akti5itas geotermal, deteksi gua di daerah karst, kebakaran tambang batubara bawah tanah, pemetaan suhu Pertanian
permukaan H ketahanan termal Pemetaan sawah, jenis tanaman, penyakit tanaman, irigasi, jenis tanah,
8idrologi
kelembaban tanah, sensus hewan %ata air dinginCpanas, geiser, pola aliran, kebocoran dam, batas a ir tawar dan dingin, batas air dan es, pertemuan arus panas dan dingin,
4ekotaan
konsentrasi bahan organik 4ebocoran pipa gas bawah tanah, titik panas bangunan industri, model penggunaan listrik, konser5asi energi, penutupCpenggunaan lahan,
7egetasi %eteorologi
pancaran panas bangunan G5apotranspirasi, kebakaran hutan Profil suhu, komponen atmosfir, sebaran suhu horiEontal
