Sensor Quickbird dan pemanfaatannya...

TUGAS GEOGRAFI

“ PEMANFAATAN SENSOR QUICK BIRD DIDALAM AKTIVITAS PENGINDRAAN JAUH “

Oleh :

Risanda Alirastra Budiantoro

XII-IPS-1 / 23

09 5776

Lembaga Perguruan Taman Taruna Nusantara

SMA Taruna Nusantara

2011

Citraan Indraja

Citra merupakan masukan data atau hasil observasi dalam proses penginderaan jauh. Penginderaan Jauh atau Remote Sensing didefinisikan sebagai ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah atau fenomena-fenomena yang ada didalam suatu permukaan bumi tersebut.

Citra dapat diartikan sebagai gambaran yang tampak dari suatu obyek yang sedang diamati, sebagai hasil liputan atau rekaman suatu alat pemantau/sensor, baik optik, elektrooptik, optik-mekanik maupun elektromekanik. Citra memerlukan proses interpretasi atau penafsiran terlebih dahulu dalam pemanfaatannya.

Citra Satelit merupakan hasil dari pemotretan/perekaman alat sensor yang dipasang pada wahana satelit ruang angkasa dengan ketinggian lebih dari 400 km dari permukaan bumi. Jenis Citra Satelit berdasarkan tingkat resolusi sapasial Kemampuan sensor dalam merekam obyek terkecil pada tiap pikselnya ini disebut dengan resolusi spasial.Berdasarkan tingkatan resolusinya citra satelit dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:

1. Citra resolusi rendah, memiliki resolusi spasial antara 15 m s/d 30 m (Citra satelit Landsat)
2. Citra resolusi sedang, memiliki resolusi spasial 2.5 m s/d 10 m (Citra satelit SPOT)
3. Citra resolusi tinggi, memiliki resolusi spasial 0.6 m s/d 1 m (Citra satelit Ikonos dan Quickbird)

Tingkat resolusi spasial citra satelit ini dipengaruhi oleh kemampuan sensor dalam merekam objek yang terkecil, Satelit Landsat TM mampu merekam obyek terkecil dilapangan sebesar 30 x 30 meter, Satelit Ikonos merekam dengan obyek terkecilnya 1 x 1 meter. QuickBird dengan ukuran obyek terkecilnya 0,6 x 0,6 meter. Citra satelit terbentuk dari serangkaian matrik elemen gambar yang disebut dengan piksel. Piksel merupakan unit terkecil dari sebuah citra. Piksel sebuah citra pada umumnya berbentuk segi empat dan mewakili suatu area tertentu pada citra. Jika sebuah sensor memiliki resolusi spasial 20 meter dan citra dari sensor tersebut menampilkannya secara penuh, maka masing-masing piksel akan mewakili area seluas 20 x 20 meter. Citra yang menampilkan area dengan cakupan yang luas biasanya memiliki resolusi spasial yang rendah.

I. Satelit Quick Bird

Sebenarnya, perusahaan swasta AS lainnya DigitalGlobe, tahun 2002 meluncurkan satelit komersial dengan kemampuan mengungguli Ikonos. Quickbird, nama satelit ini, beresolusi spasial hingga 60 sentimeter dan 2,4 meter untuk moda pankromatik dan multispektral. Setelah kegagalan EarlyBird, satelit Quickbird diluncurkan tahun 2000 oleh DigitalGlobe. Namun, kembali gagal. Akhirnya Quickbird-2 berhasil diluncurkan 2002 dan dengan resolusi spasial lebih tinggi, yaitu 2,4 meter (multispektral) dan 60 sentimeter (pankromatik). Citra Quickbird beresolusi spasial paling tinggi dibanding citra satelit komersial lain.

Selain resolusi spasial sangat tinggi, keempat sistem pencitraan satelit memiliki kemiripan cara merekam, ukuran luas liputan, wilayah saluran spectral yang digunakan, serta lisensi pemanfaatan yang ketat. Keempat system menggunakan linear array CCD-biasa disebut pushbroom scanner. Scanner ini berupa CCD yang disusun linier dan bergerak maju seiring gerakan orbit satelit. Jangkauan liputan satelit resolusi tinggi seperti Quickbird sempit (kurang dari 20 km) karena beresolusi tinggi dan posisi orbitnya rendah, 400-600 km di atas Bumi. Berdasarkan pengalaman penulis, dengan luas liputan 16,5 x 16,5 km², data Quickbird untuk 4 saluran ditambah 1 saluran pankromatik telah menghabiskan tempat 1,8 gigabyte. Data sebesar ini disimpan dalam 1 file tanpa kompresi pada resolusi radiometrik 16 bit per pixel.Semua sistem menghasilkan dua macam data: multispektral pada empat saluran spektral (biru, hijau, merah, dan inframerah dekat atau B, H, M, dan IMD), serta pankromatik (PAN) yang beroperasi di wilayah gelombang tampak mata dan perluasannya. Semua saluran pankromatik, karena lebar spektrumnya mampu menghasilkan resolusi spasial jauh lebih tinggi daripada saluran-saluran multispektral.

Unsur penting lain adalah ketatnya pemberian lisensi pemanfaatan. DigitalGlobe misalnya, hanya memberikan satu jenis lisensi pemanfaatan Quickbird pada pembeli. Jadi, bila pemerintah kota di Indonesia membeli data ini untuk keperluan perbaikan lingkungan permukiman urban misalnya, data yang sama tidak boleh digunakan untuk keperluan lain seperti pajak bumi dan bangunan (PBB).

Resolusi spasial tinggi ditujukan untuk mendukung aplikasi kekotaan,seperti pengenalan pola permukiman, perkembangan dan perluasan daerah terbangun. Saluran-saluran spektral B, H, M, IMD, dan PAN cenderung dipilih, karena telah terbukti efektif dalam menyajikan variasi fenomena yang terkait dengan kota.

Kondisi vegetasi tampak jelas pada komposisi warna semu (false color), yang tersusun atas saluran-saluran B, H, IMD ataupun H, M, IMD yang masingmasing ditandai dengan urutan warna biru, hijau, dan merah. Pada citra komposit warna ini, vegetasi dengan berbagai tingkat kerapatan tampak bergradasi kemerahan.

Teknik pengolahan citra digital dengan indeks vegetasi seringkali memilih formula NDVI (normalised diference vegetation index= IMD-M/IMD+M). Indeks atau nilai piksel yang dihasilkan kemudian sering dijadikan ukuran kuantitatif tingkat kehijauan vegetasi. Apabila diterapkan di wilayah kota, maka tingkat kehijauan lingkungan urban dapat digunakan sebagai salah satu parameter kualitas lingkungan.

Untuk lahan pertanian, NDVI terkait dengan umur, kesehatan, dan kerapatan tanaman semusim, sehingga seringkali dipakai untuk menaksir tingkat produksi secara regional.Kehadiran Quickbird dan Ikonos telah melahirkan .eforia baru. Pada praktisi inderaja yang jenuh dengan penggunaan metode baku analisis citra berbasis Landsat dan SPOT. Klasifikasi multispektral standar berdasarkan resolusi spasial sekitar 20-30 meter seringkali dianggap kurang halus untuk kajian wilayah pertanian dan urban di Jawa. Model-model dengan knowledgebased techniques (KBT) yang berbasis Landsat dan SPOT umumnya tidak tersedia dalam menu baku di perangkat lunak komersial, dan lebih sulit dioperasikan.

Quickbird menjawab kebutuhan itu. Resolusi 60 cm bila dipadukan dengan saluran multispektralnya akan menghasilkan pan-sharped image, yang mampu menonjolkan variasi obyek hingga marka jalan dan tembok penjara. Citra ini mudah sekali diinterpretasi secara visual. Meski demikian, para pakar inderaja saat ini masih bergulat dengan pengembangan metode ekstraksi informasi otomatis berbasis citra resolusi tinggi seperti Quickbird. Resolusi spasial yang sangat tinggi pada Quickbird telah melahirkan masalah baru dalam inderaja digital, di mana respons spektral obyek tidak berhubungan langsung dengan karakter obyek secara utuh, melainkan bagian-bagiannya.

Bayangkan citra multispektral SPOT-5 beresolusi 10 meter, maka dengan relatif mudah jaringan jalan dapat kita klasifikasi secara otomatis ke dalam kategori-kategori .jalan aspal .jalan beton.dan.jalan tanah., karena jalan-jalan selebar sekitar 5 hingga 12 meter akan dikenali sebagai piksel-piksel dengan nilai tertentu. Namun, pada resolusi 60 cm, jalan selebar 15 meter akan terisi dengan pedagang kakilima, marka jalan, pengendara motor, dan bahkan koran yang tergeletak di tengah jalan. (Danoedoro, 2004)

Quick bird merupakan satelit komersial beresolusi tinggi yang diluncurkan berikutnya. QuickBird dibuat oleh DigitalGlobe dan diluncurkan pada tanggal 18 oktober 2001 (Digital Globe, 2006). Setelit ini memiliki resolusi spasial yang lebih tinggi dari pada IKONOS, dan sampai saat ini merupakan satelit komersial dengan resolusi tertinggi yang telah beroprasi secara penuh. Quickbird membawa sensor pankromatik dan sensor Multispectral. Harga citra QuickBird saat ini berkisar US$30/km2 . karakteristik citra quickbird ditunjukan tabel 1.

Gambar 4. Citra Quickbird Resolusi di atas Tampa, Florida USA
© digitalglobe.com








Tabel 1. Karakteristik citra QuickBird
Karakteristik:

1. Tanggal peluncuran : 18 oktober 2001 at Vandenberg air force base, California, USA
2. Pesawat peluncur : Boeing Delta II
3. Masa Oprasi : 7 tahun lebih
4. Orbit : 97,20 , sun synchorus
5. Resolusi spasial : 2.5m (multispectral)
6. 0.8m (pankromatik-Landsat7)
7. Resolusi spectral :

• Band1 (Blue) 0.45-0.52µm
• Band2 (Green) 0.52-0.6-µm
• Band3 (Red) 0.63-0.69µm
• Band4 (NIR) 0.76-0.90 µm
• Pankromatik 0.45-0.90µm

1. Resolusi temporal : 93.5 menit
2. Tinggi orbit: : 450km
3. Ukuran scene : Maksimum 16.5x16.5km

Manfaat Penggunaan Sensor Quickbird :
1. Dalam Bidang pertanian

• Melakukan observasi pada lahan yang luas
• Melakukan identifikasi jenis tanaman dan kondisi tanah, potensi panen, efektifitas perairan, dan kesuburan tanaman
• Perencanaan pola perkebunan atau pertanian

2. Bidang Tambang

• Perencanaan lokasi site plan daerah pertambangan
• Monitoring perubahan lahan akibat kegiatan pertambangan terbuka
• Inventarisasi potensi pertambangan

3. Bidang Perencanaan dan Pembangunan Wilayah

• Pemantauan kawasan rawan bencana
• Identifikasi dan inventarisasi daerah kawasn kumuh
• Perencanaan dan manejemen sarana prasarana wilayah

4. Bidang Militer dan Intelijen

• Operasi tempur
• Identifikasi kekuatan peralatan dan persenjataan lawan serta keadaan fasilitas militer lainnya
• Monitoring dampak kerusakan infrastruktur akibat pengeboman
• Penentuan daerah target operasi

5. Bidang entertainment

• Sirmulasi terbang pada latihan pilot
• Visualisasi 3 dimensi relief permukaan bumi pada industri film dan game

SOAL DAN JAWABAN TUGAS...

1. a) Apa dan bagaimana karakteristik ?

Citra Satelit yang dihasilkan dari pemotretan atau perekaman melalui sensor yang ditempatkan pada satelit Quickbird, memiliki resolusi spasial 0.61 m pankromatik (BW) dan 2.4 m multipektral (berwarna), dengan ketelitian lokasi 23 m tanpa menggunakan titik kontrol tanah. Kemampuan cakupan dalam sekali perekaman tunggal seluas 16.5 km x 16.5 km atau perekaman dalam bentuk strip seluas 16.5 km x 115 km.

1. Peluncuran Tanggal : 18 Oktober 2001
2. Range waktu Peluncuran : 1851-1906 GMT (1451-1506 EDT)
3. Roket Peluncur : Delta II
4. Lokasi Peluncuran : SLC-2W, Vandenberg Air Force Base, California
5. Orbit Tinggi: 450 km, 98 derajat, sun-synchronous inclination
6. Putaran ke lokasi yg sama : 2-3 hari tergantung posisi Lintang
7. Periode orbit : 93.4 minutes
8. Perekaman Per Orbit ~128 gigabits (sekitar 57 image area tunggal)
9. Lebar Sapuan & Luas Area Lebar Sapuan : 16.5 kilometer di atas nadir dan kemampuan sapuan tanah : 544 km di pusat daerah lintasan satelit (hingga ~30° off-nadir) Areas of interest

• Single Area: 16.5 km x 16.5 km
• Strip: 16.5 km x 115 km

     10. Ketelitian Kesalahan radius 23 meter, dan kesalahan linear 17 meter (tanpa titik kontrol)
     11. Resolusi Sensor & Spectral Bandwidth Pankromatik

• 61 centimeter (2 ft) Ground Sample Distance (GSD) pada nadir
• Black & White: 445 s/d 900 nanometer

     12. Multispektral

• 2.4 meter (8 ft) GSD pada nadir
• Blue: 450 – 520 nanometer
• Green: 520 – 600 nanometer
• Red: 630 – 690 nanometer
• Near-IR: 760 – 900 nanometer

     13. Dynamic Range 11-bit per pixel0
     14. Kapasitas Penyimpanan 128 gigabit
     15. Dimensi & Umur Satelit Perkiraan usia : s/d tahun 2010
     16. Bobot : 1050 Kg, panjang 3.04-meter (10-ft).

B) Nama citra yang digunakan ?
Satelit Quick Bird

C) Saluran yang digunakan ?

Pankromatik

• 61 centimeter (2 ft) Ground Sample Distance (GSD) pada nadir
• Black & White: 445 s/d 900 nanometer

Multispektral

• 2.4 meter (8 ft) GSD pada nadir
• Band 1 Blue: 450 – 520 nanometer
• Band 2 Green: 520 – 600 nanometer
• Band 3 Red: 630 – 690 nanometer
• Band 4 Near-IR: 760 – 900 nanometer

D) Panjang gelombang yang digunakan ?
kolom 1. Nama dan Panjang Gelombang pada satelit Quick Bird

Saluran Nama Gelombang Panjang Gelombang (µm)
1 Biru 0,45 – 0,52
2 Hijau 0,52 – 0,60
3 Merah 0,63 – 0,69
4 Inframerah Dekat 0,76 – 0,90
5 Inframerah Tengah 1,55 – 1,75
6 Inframerah Termal 10,40 – 12,50
7 Inframerah Tengah 2,08 – 2,35


E) Keuntungan Menggunakan sateli Quick Bird ?

• Kemampuannya mengungguli Ikonos. Quickbird, beresolusi spasial hingga 60 sentimeter dan 2,4 meter untuk moda pankromatik dan multispektral.
• Akurasi paling tinggi
• Mudah didalam melakukan identifikasi objek
• Dapat digunakan untuk monitoring perubahan dan perkembangan wilayah

2. Pemanfaatan citra quickbird ?
Saluran Panjang Gelombang (µm) Resolusi Spasial (meter), A p l i k a s i :

1. 0,45 – 0,52 30 x 30 Penetrasi tubuh air, analisis penggunaan lahan, tanah, dan vegetasi. Pembedaan vegetasi dan lahan.
2. 0,52 – 0,60 30 x 30 Pengamatan puncak pantulan vegetasi pada saluran hijau yang terletak di antara dua saluran penyerapan. Pengamatan ini dimaksudkan untuk membedakan tanaman sehat terhadap tanaman yang tidak sehat.
3. 0,63 – 0,69 30 x 30 Saluran terpenting untuk membedakan jenis vegetasi. Saluran ini terletak pada salah satu daerah penyerapan klorofil dan memudahkan pembedaan antara lahan terbuka terhadap lahan bervegetasi.
4. 0,76 – 0,90 30 x 30 Saluran yang peka terhadap biomasa vegetasi. Juga untuk identifikasi jenis tanaman, memudahkan pembedaan tanah dan tanaman serta lahan dan air.