name of the presentation - universitas...

Name of the Presentation

1/18/2010 1

PROGRAM MAGISTER ILMU GEOGRAFI UIPROGRAM MAGISTER ILMU GEOGRAFI UI

MK: PRINSIP SIG DAN PJ

Jenis Citra PJ

September 2009

Minggu

keTanggal Materi Kuliah Dosen

1 2 September 2009 Pengenalan MK dan Dasar-dasar PJ 4

2 9 September 2009 PJ Aktif dan Pasif 33 16 September 2009 Jenis Citra PJ 4

4 30 September 2009 Pre-processing 15 7 Oktober 2009 Penajaman Citra 1

6 14 Oktober 2009 Interpretasi Citra secara Manual/Dijital 1

7 21 Oktober 2009 UTS8 28 Oktober 2009 Klasifikasi Citra 19 4 November 2009 Kartografi, Topologi dan Konsep SIG 3

10 11 November 2009 Database dan Konsep Analisis SIG 2

11 18 November 2009 Infrastruktur Data Spasial Nasional 2

12 25 November 2009 Aplikasi PJ - SIG 2

13 2 Desember 2009 Presentasi Mahasiswa 4

14 9 Desember 2009 UAS

JADWAL KULIAH

Definisi penginderaan jauh:

“ pengukuran atau perolehan(acquisition) informasi obyek atau

fenomena dengan bantuan alatperekam yang secara fisik tidakdisertai kontak langsung dengan

obyek atau fenomena yang diamati” (Colwell, 1997).

Instrumen remote sensing mengumpulkan informasi obyekatau fenomena dalam cakupanIFOV (instantaneous-field-of-view). Sensor terletak di orbit

platform atau di suborbit platform.

D = ββββ x H

-Pada ketinggian rendah, IFOV kecil dan

sebaliknya,

-Makin kecil IFOV, makin tinggi resolusi/makin

detil rekamannya

- Landsat 1 s/d 3 berada pd ketinggian 913 km

(ketinggian aktualnya bervariasi antara 880 –

940 km), sehingga resolusi spasialnya tidak

tepat 79 m tetapi bervariasi antara 76 s/d 81 m,


1/18/2010 2

GRE = IFOV x Hwhere IFOV is measured in radians

H

IFOV

GREImage width = 2 x tan(TFOV/2) x H

where TFOV is measured in degrees

H

• Image pixels often idealised as rectangular array with no overlap

• In practice (e.g. MODIS)– IFOV not rectangular

– function of swath width, detector design and scanning mechanism

– see later....

IFOV and ground resolutionJENDELA ATMOSFER

Daerah spektrum EM dimana energi hampir seluruhnya ditransmisikan:

0.3-0.7 mm: UV and visible light

3-5 mm: emitted thermal energy from Earth


1 mm-1 m: radar and microwave energy


1/18/2010 3

DASAR-DASAR PJ

Remote: seberapa jauh ?

Survei batimetri termasuk remote sensing ?

Rontgen tubuh termasuk remote sensing ?

Akuisisi Data Penginderaan Jauh

Serapan dan Pantulan Obyek CARA PENYAPUAN CARA PENYAPUAN

DETEKTOR SENSORDETEKTOR SENSOR

1.1. WHISKBROOM: AcrossWHISKBROOM: Across--Track Scanners Track Scanners

2.2. PUSHBROOM: AlongPUSHBROOM: Along--Track Scanners,Track Scanners, linear linear

sensor array (tanpa putaran cermin)sensor array (tanpa putaran cermin)


1/18/2010 4

TIPE SENSOR PJ

Tipe Sensor

Pasif

Aktif

scanning

scanning

non-scanning

non-scanning

imaging

non imagingMicrowave radiometerMagnetic sensor

GravimeterFourier spectrometer

Others (Resistivity, etc)imaging Camera

MonochromeNatural Color

InfraredColor Infrared

Others

Image plane scanning

Object plane scanning

TV camera

Solid scannerOptical mechanicalscanner

Microwave radiometernon-imaging

imaging

Microwave radiometerMicrowave altimeterLaser water depth meterLaser distance meter

Image plane scanning

Object plane scanning

Passive phased array radar

Real aperture radar

Synthetic aperture radar

Across-Track /Whiskbroom Scanners

Characteristics Characteristics of the of the DaedalusDaedalusAirborne Airborne Multispectral Multispectral Scanner Scanner

Along-Track /Pushbroom Scanners

Characteristics Characteristics of the of the DaedalusDaedalusAirborne Airborne Multispectral Multispectral Scanner Scanner

Comparing Sensor TypesSensor TypeSensor TypeSensor TypeSensor Type AdvantagesAdvantagesAdvantagesAdvantages DisadvantagesDisadvantagesDisadvantagesDisadvantages

Digital Frame Camera Area

Array

Well defined geometry; long

integration time

Many detectors required

Linear Array (Pushbroom) Uniform detector response

in along-track direction; no

mechanical scanner;

somewhat long integration

time

Many detectors per line

required; complex optics

Whiskbroom: Scanning

mirror and single discrete

detector (filters)

Uniformity of detector

response over the scene;

simple optics

Short dwell time per pixel;

high band width and time

response of detector


mirror and multiple discrete

detectors (filters)


response over swath; simple

optics

High band width and time

response of detector


mirror and discrete

detectors (dispersing

element)


response over the scene or

swath; simple optics; more

and narrower bands

possible


required; complex optics;

high time response of

detector

Hyperspectral Area Array Uniform detector response

in along-track direction; no

mechanical scanner;

somewhat long integration

time; more and narrower

bands possible


required; complex optics


1/18/2010 5

Terkait dengan IFOV, resolusiradiometrik, resolusi spektral danresolusi spasial, ada trade-off �

jelaskan ?

Pengumpulan Data Penginderaan Juah

� Data PJ dikumpulkanmenggunakan sistem aktif dan pasif,

� Sistem PJ mengumpulkan data dalam bentuk analog (mis.

Hard copy foto udara, atau video data) dan digital (mis. raster

nilai kecerahan),

Sistem Penginderaan Jauh danKarakteristiknya (1)

Sistem Penginderaan Juah danKarakteristiknya (2)


1/18/2010 6

Spectral Reflectance Mineral pada Sensor ASTER Resolusi Spasial vs Sekala Peta

Proses Penginderaan Jauh PROSES ANALISA DALAM PJPROSES ANALISA DALAM PJ

1.1. Pernyataan masalah,Pernyataan masalah,

2.2. Pengumpulan materi Pengumpulan materi

pendukung,pendukung,

3.3. Pelingkupan (scoping) dan Pelingkupan (scoping) dan

perencanaan,perencanaan,

4.4. Perolehan data dan anlisa,Perolehan data dan anlisa,

5.5. Hasil awal,Hasil awal,

6.6. Accuracy assessment, Accuracy assessment,

review dan diskusi,review dan diskusi,

7.7. Hasil akhir.Hasil akhir.


1/18/2010 7

Ekstraksi Informasi Biofisik danSistem Penginderaan Juah

Pengolahan Data Analog vs Data Digital

HUBUNGAN AT-SENSOR RADIANCE

DENGAN DN Pengertian Dijital Number (DN)

70 53 41 64 84 85 81 88 91 87

79 77 45 38 59 77 84 86 85 85

80 82 69 44 32 45 72 86 82 78

88 79 86 87 65 40 41 75 79 78

93 86 93 106 106 84 56 43 58 75

104 104 100 101 95 91 83 51 39 56

105 110 97 88 84 85 87 77 59 44

96 103 89 79 79 75 77 79 74 72

87 93 97 90 82 76 70 67 61 71

79 81 88 97 93 85 78 74 70 72

81 75 78 85 94 97 92 84 80 72

Pixel

What you see…What your computer sees…

Digital Number (DN) Digital numbers (DNs) typically range from 0 to 255; 0 to 511; 0 to 1023, etc. These ranges are binary scales: 28=256; 29=512; 210=1024.


1/18/2010 8

Light

B1

B2

B3

Each one of these is a single detector.

KOMPOSIT WARNA YANG DISUSUN

DARI KOMBINASI BAND

70 53 41 64 84 85 81 88 91 87

79 77 45 38 59 77 84 86 85 85

80 82 69 44 32 45 72 86 82 78

88 79 86 87 65 40 41 75 79 78

93 86 93 106 106 84 56 43 58 75

104 104 100 101 95 91 83 51 39 56

105 110 97 88 84 85 87 77 59 44

96 103 89 79 79 75 77 79 74 72

87 93 97 90 82 76 70 67 61 71

79 81 88 97 93 85 78 74 70 72

81 75 78 85 94 97 92 84 80 72

70 53 41 64 84 85 81 88 91 87

79 77 45 38 59 77 84 86 85 85

80 82 69 44 32 45 72 86 82 78

88 79 86 87 65 40 41 75 79 78

93 86 93 106 106 84 56 43 58 75

104 104 100 101 95 91 83 51 39 56

105 110 97 88 84 85 87 77 59 44

96 103 89 79 79 75 77 79 74 72

87 93 97 90 82 76 70 67 61 71

79 81 88 97 93 85 78 74 70 72

81 75 78 85 94 97 92 84 80 72

70 53 41 64 84 85 81 88 91 87

79 77 45 38 59 77 84 86 85 85

80 82 69 44 32 45 72 86 82 78

88 79 86 87 65 40 41 75 79 78

93 86 93 106 106 84 56 43 58 75

104 104 100 101 95 91 83 51 39 56

105 110 97 88 84 85 87 77 59 44

96 103 89 79 79 75 77 79 74 72

87 93 97 90 82 76 70 67 61 71

79 81 88 97 93 85 78 74 70 72

81 75 78 85 94 97 92 84 80 72

columns (x)

row

s (y

)

Greyscale is typically used to display a single band…

…while RGB (“Red”, “Green”, “Blue”) images can display 3 bands, corresponding to the red, green and blue phosphors on a monitor. Computer monitor colors are additive, meaning “true” red + green + blue = white.

PERBANDINGAN GREY SCALE DAN RGB FORMAT DATA

• raw

– no header

• geoTIFF

– variant of TIFF that includes geolocation information in

header (http://remotesensing.org/geotiff/geotiff.html)

• HDF

– Hierarchical Data Format (http://hdf.ncsa.uiuc.edu/)

– self-documenting, with all metadata required to read an

image file contained within the image file

– variable length subfiles

– NASA specific version: EOS-HDF

(http://hdf.ncsa.uiuc.edu/hdfeos.html)

• NITF

– National Imagery Transmission Format

(http://remotesensing.org/gdal/frmt_nitf.html)

– Department of Defense


1/18/2010 9

FORMAT

DATA

Light generates a voltage when it hits the sensor plate. The voltage is sampled for a discrete amount of time (∆t), and is “quantized” and recorded as a digital number (DN).

16

25

10

t1 to t2

DNDetector

A subset of wavelengths is allowed to pass to the detector. This subset is referred to as a spectral band .

Filter

Important: the detector has a set field of view, and therefore measures RADIANCE .

Light

PROSES PEREKAMAN DN

PADA DETEKTOR

Direct Receiving System （ＴＢＤ）（ＴＢＤ）（ＴＢＤ）（ＴＢＤ）

・Data Processing(Level-0→Level-1)

(Higher Level Product) ・Mission Operation

(Mission Planning・Command)・Data Archives and Distribution Pacific Network

TDRS

ASTER GDS

TDRSSUSA

EOSDIS

ASTER Data

User

ATLASⅡⅡⅡⅡ

User

TERRAASTER

ProductProduct DAR

DPR

Science DataEngineering DataTelemetry Data

Command

Activity

Telemetry Data

Expedited Data Set

Products(Level-1 etc.)

Level 0 Data

DARDPR

Japan

ＡＰＡＮ

ＡＰＡＮ

PENGIRIMAN DATA ASTERPENGIRIMAN DATA ASTERGROUND STATIONSGROUND STATIONS


1/18/2010 10

Typically, the DN is a linear function of radiance such that:

Li,d = gdDNi,d + od, where:

• Li,d = radiance of observation i for a given detector d

• DNi,d = digital number of observation i and for a given detector d

• gd = gain for a given detector

• od = offset for a given detector

Gain and offset are determined empirically, and gains and offsets can (and do!) vary from one detector to the next, as well as change over time.

• Spatial Resolution: the smallest angular or linear separation between two objects resolvable by the sensor– Recall that D = H’*IFOV ; spaceborne sensors typically have a fixed

orbit (H’ is constant) and fixed optics (IFOV is constant), therefore the spatial resolution is fixed, and can be reported in units of distance instead of angle.

• For example, a LANDSAT TM non-thermal bands have a spatial resolution of 30m x 30m.

• Spatial Extent: the number of samples x the number of lines– Sample: pixel coordinate perpendicular to the sensor direction

• Pushbroom sensors: # of samples = # of detectors in linear array• Whiskbroom sensors: # of samples is related to the number of detectors,

the IFOV and the AFOV. • Swath width: the total AFOV, converted to distance units

– Line: pixel coordinate parallel to the sensor direction• This is a function of the specific data recording and transmission

technologies.

RESOLUSI SPASIAL

Swath Width

Angular Field of View (AFOV)

• Spectral resolution– The number, wavelength position and width of spectral

bands a sensor has

– A band is a region of the EMR to which a set of detectors are sensitive.

– Multispectral sensors have a few, wide bands

– Hyperspectral sensors have a lot of narrow bands

RESOLUSI SPEKTRAL


1/18/2010 11

We typically describe sensor bands in two ways:1. The peak wavelength and the nominal bandwidth (the total range of wavelengths to

which a detector is sensitive).2. The peak wavelength and the full width at half maximum (FWHM).

MSS has 4 spectral bands:•Band 1: 0.5 to 0.6 µm (green)•Band 2: 0.6 to 0.7 µm (red)•Band 3: 0.7 to 0.8 µm (near IR)•Band 4: 0.8 to 1.1 µm (near IR)

• Radiometric resolution: the difference in signal strength resolvable by the sensor– Reported in terms of bits: n-bits = 2n levels of sensitivity.

• A 6-bit sensor can record 26 levels of brightness, or 64 levels. A 12-bit sensor can record 212 levels of brightness, or 4096 levels.

• Radiometric extent: the range of brightness values a sensor band is sensitive to: – While there is a “zero” point (e.g. zero radiance is received by the sensor),

there is no physical limit on how bright a pixel can be. Depending on the purpose of the sensor, this maximum is set accordingly. It can be controlled by having a smaller IFOV, shorter sampling time or narrower bands.

– This upper limit causes detector saturation. All radiance values above the upper limit on radiance are set to the DN max (for a 6-bit sensor, these saturated pixels would be assigned “63”).

RESOLUSI RADIOMETRIK

8-bit256 greys6-bit64 greys4-bit16 greys3-bit8 greys2-bit4 greys1-bit2 greys

PERBANDINGAN RESOLUSI RADIOMETRIK


1/18/2010 12

• Temporal resolution: the shortest amount of time between image acquisitions of a given location.– Polar orbiting satellites

– Geosynchronous

– Aerial

• Temporal extent: the time between sensor launch and retirement.– Important to consider if historical data is necessary.

RESOLUSI TEMPORAL

• Nadir: sensor points straight down

• Off-nadir: sensor pointed at an angle– Some sensors have detectors which are pointable (e.g. the

detector arrays themselves can rotate).

– Other sensors have a set of fixed, off-nadir detectors.One pass on days: D+10 D+5 D D-5

Swath observed

60 km

One pass on days: D+10 D+5 D D-5

Swath observed

60 km 70.5Þ Df

60Þ Cf

45.6Þ Bf

0Þ nadir

70.5Þ Da 60Þ Ca

26.1Þ Af

26.1Þ Aa

45.6Þ Ba

425 – 467 nm

Sensors

View angle 70.5Þ 60Þ 60Þ 70.5Þ 45.6Þ 45.6Þ 26.1Þ 26.1Þ 0Þ

Df Cf Bf Af An Aa Ba Ca Da

275 x 275 m 1.1 x 1.1 km 275 m x 1.1 km

543 – 571 nm

660 – 682 nm

846 – 886 nm

70.5Þ Df

60Þ Cf

45.6Þ Bf

0Þ nadir

70.5Þ Da 60Þ Ca

26.1Þ Af

26.1Þ Aa

45.6Þ Ba

425 – 467 nm

Sensors

View angle 70.5Þ 60Þ 60Þ 70.5Þ 45.6Þ 45.6Þ 26.1Þ 26.1Þ 0Þ

Df Cf Bf Af An Aa Ba Ca Da

275 x 275 m 1.1 x 1.1 km 275 m x 1.1 km

543 – 571 nm

660 – 682 nm

846 – 886 nm

PENGAMATAN NADIR DAN OFF-NADIR

Pix

el S

ize

Spectral Band Width

Pix

el S

ize

Swath Width


1/18/2010 13

Sw

ath

Wid

th

Repeat Time

The instantaneous field of view (IFOV) is the

cone angle in which the incident energy on

the detector is focused.

Objective

Detector

Cone of light

Angle = IFOV

D

H’

IFOVIFOV

Linear array (“pushbroom”) : similar to an area array, but has only 1 row ofdetectors. The array is moved in a single direction, and a radiance reading is takenat regular intervals. There will be 1 linear array/spectral band, and filters are usedto narrow restrict the wavelengths.

Linear array: the width (in pixels) of an image equals the number of detectors.

Objective lens

While the width of a pixel is easily calculated, the length is a function of both the IFOV, the speed the sensor is traveling and the detector sampling rate.

IFOV (1 detector)

Angular field of view

PUSHBROOMPUSHBROOM

Swath width

Rotating mirror

Detector

The pixel width is afunction of the mirrorrotation rate and theIFOV, the pixel lengthis a function of theIFOV, sensor speedand sampling rate.

Scanning mirror and single discrete detectors (whiskbroom ) and filters : in themost simple configuration, there is only 1 detector per spectral band. A rotatingmirror changes the angle of the incident light source (and therefore what portion ofthe ground is being detected). The length of time a detector sees a ground target isthe dwell time . There are filters to restrict the wavelengths.

Angular field of view

WHISKBROOM WHISKBROOM –– single detektorsingle detektor


1/18/2010 14

Scanning mirror and multiple discrete detectors (whiskbro om) and filters : amodification to this design uses a linear array of detectors for each spectral band.The mirror angles the light across these multiple detectors instead of just one. Thisalso uses filters to restrict the wavelengths for each band.

While a pushbroom sensors mayhave thousands of detectors perspectral band, scanning mirrorsensors usually only have a few. Ifthere are 6 detectors per array, every6th pixel in the image is from a givendetector.

WHISKBROOM WHISKBROOM –– multiple detektormultiple detektor

Scanning mirror and multiple discrete detectors (whiskbro om) and dispersingelement : a second modification is, instead of wide band filters, a dispersingelement (a prism) breaks the incoming light into their component wavelengths anddisperses the light across a linear array of detectors. A rotating mirror and forwardsensor movement create the spatial arrangement of pixels.

The major benefit of using a dispersingelement vs. a set of filters is that muchsmaller bands can be detected without amassive amount of additional hardware(there is not 1 filter per band, like in theprevious sensors).

WHISKBROOM WHISKBROOM –– multiple detektormultiple detektor

Hyperspectral area array : this combines the pushbroom linear array with adispersing element.

xmin

xmax

KOMBINASI PUSHBROOMKOMBINASI PUSHBROOM


1/18/2010 15

DASAR-DASAR PJ

NAMA FREKWENSI (Hz) PANJANG GELOMBANG (m)

Interaksi energiInteraksi energi--benda di atmosfer, benda di atmosfer, pada area studi, dan pada area studi, dan

di detektor PJdi detektor PJ

SumberSumber energienergi elektromagnetikelektromagnetik

FusiFusi termonuklirtermonuklir berlangsungberlangsung didi permukaanpermukaan mataharimatahari menghasilkanmenghasilkan energienergi elektromagnetikelektromagnetik dengandenganspektrumspektrum yang yang kontinyukontinyu. . ProsesProses yang yang berlangsungberlangsung dalamdalam suhusuhu 5770 5770 –– 6000 6000 kelvinkelvin (K) (K) iniini

menghasilkanmenghasilkan energienergi gelombanggelombang pendekpendek dalamdalam jumlahjumlah yang yang besarbesar yang yang menjalarmenjalar melewatimelewati ruangruanghampahampa dengandengan kecepatankecepatan cahayacahaya. . SebagianSebagian energienergi iniini masukmasuk keke bumibumi dandan berinterkasiberinterkasi dengandenganatmosferatmosfer dandan material material didi permukaanpermukaan. . BumiBumi kemudiankemudian memantulkanmemantulkan sebagiansebagian energienergi iniini secarasecaralangsunglangsung keke atmosferatmosfer dandan menyerapmenyerap sebagiansebagian energienergi gelombanggelombang pendekpendek iniini untukuntuk kemudiankemudian

dipancarkandipancarkan kembalikembali dengandengan panjangpanjang gelombanggelombang yang yang lebihlebih panjangpanjang..

SkatteringSkattering

PadaPada saatsaat dihasilkandihasilkan radiasiradiasi elektromagnetikelektromagnetik, , radiasiradiasi iniinimenjalarmenjalar melaluimelalui atmosferatmosfer bumibumi dengandengan kecepatankecepatan kirakira--

kirakira samasama dengandengan kecepatankecepatan cahayacahaya didi ruangruang hampahampa. .

TidakTidak sepertiseperti didi ruangruang hampahampa dimanadimana tidaktidak terjaditerjadi interaksiinteraksiapapunapapun, , didi atmosferatmosfer radiasiradiasi mengalamimengalami perubahanperubahan

kecepatankecepatan, , panjangpanjang gelombanggelombang, , intensitasintensitas, , distribusidistribusispektralspektral dandan araharah radiasiradiasi..


1/18/2010 16

SkatterSkatterberbedaberbeda daridari pantulanpantulan. . ArahArah skatteringskattering adalahadalah tidaktidakdapatdapat diprediksidiprediksi, , sedangkansedangkan araharah pantulanpantulan adalahadalah dapatdapat

diketahuidiketahui. 3 . 3 jenisjenis skatteringskattering: :

• Rayleigh, • Rayleigh,

• Mie, • Mie, dandan

• Non• Non--selektifselektif. .

SkatteringSkattering

LapisanLapisan atmosferatmosfer dandan tipetipemolekulmolekul dandan aerosol yang aerosol yang

ditemukanditemukan didi tiaptiap--tiaptiaplapisannyalapisannya..

Lapisan Atmosferdan Materialnya

Rayleigh Rayleigh skatteringskatteringterjaditerjadi bilabila diameter diameter partikelpartikel ((biasanyabiasanya molekulmolekul--molekulmolekul udaraudara) ) jauhjauh lebihlebih kecilkecil ketimbangketimbang panjangpanjang gelombanggelombang radiasiradiasi

elektromagnetikelektromagnetik yang yang datangdatang. .

EnergiEnergi yang yang diperlukandiperlukan oleholeh atom atom untukuntuk keluarkeluar daridari orbit orbit berhubunganberhubungandengandengan panjangpanjang gelombanggelombang pendekpendek dandan radiasiradiasi dengandengan frekuensifrekuensi

tinggitinggi. . JumlahJumlah skatteringskattering merupakanmerupakan pangkatpangkat 4 4 daridari panjangpanjanggelombanggelombang radiasiradiasi. . ContohContoh: : cahayacahaya birubiru (0.4 (0.4 µµm) m) mengalamimengalami

skaterringskaterring 16 kali 16 kali lebihlebih banyakbanyak daridari padapada cahayacahaya inframerahinframerah (0.8 (0.8 µµm). m).

Rayleigh SkatteringRayleigh SkatteringSkattering AtmosferSkattering Atmosfer

JenisJenis--jenisjenis skatteringskattering tergantungtergantungpadapada ::

•• panjangpanjang gelombanggelombang energienergiradiasiradiasi yang yang datangdatang, , dandan

•• ukuranukuran molekulmolekul gas, gas, partikelpartikeldebudebu, , dandan//atauatau partikelpartikel uapuap air.air.


1/18/2010 17

JumlahJumlah skatteringskattering Rayleigh Rayleigh didi atmosferatmosfer padapada panjangpanjanggelombanggelombang tampaktampak (0.4 (0.4 –– 0.7 0.7 µµm) m) dapatdapat dihitungdihitung dengandenganmenggunakanmenggunakan algoritmaalgoritmaRayleigh scattering crossRayleigh scattering cross--sectionsection

((ττmm))::

dimanadimanann = = indeksindeks refraksirefraksi, , NN= = jumlahjumlah molekulmolekul udaraudara per per satuansatuan volume, volume, dandanλλ = = panjangpanjang gelombanggelombang. .

( )( )42

223

3

18

λπτ

N

nm

−=

Skattering RayleighSkattering Rayleigh Skattering MieSkattering Mie

• • SkatteringSkattering Mie Mie terjaditerjadi padapada saatsaat terdapatterdapat partikelpartikel speriksperik didi atmosferatmosfer dengandengandiameter diameter kirakira--kirakira samasama dengandengan panjangpanjang gelombanggelombang radiasiradiasi. . PadaPada cahayacahaya

tampaktampak partikelpartikel utamautama penyebabpenyebab skatteringskattering adalahadalah uapuap air, air, debudebu dandan partikelpartikellain yang lain yang besarbesar diameternyadiameternya sekitarsekitar puluhanpuluhan mikrometermikrometer. . JumlahJumlah skatteringskatteringMie Mie lebihlebih tinggitinggi dibandingkandibandingkan skatteringskattering Rayleigh Rayleigh dandan panjangpanjang gelombanggelombang

yang yang mengalamimengalami skatteringskattering jugajuga lebihlebih panjangpanjang. .

• • PolusiPolusiturutturut berpengaruhberpengaruh terhadapterhadap keindahankeindahan fajarfajar dandan terbenamnyaterbenamnyamataharimatahari. . SemakinSemakin banyakbanyak partikelpartikel asapasap dandan debudebu didi atmosferatmosfer akanakan makinmakinbanyakbanyak cahayacahaya violet violet dandan birubiru yang yang mengalamimengalami skatteringskattering dengandengan pantulanpantulan

yang yang menjauhmenjauh dandan hanyahanya panjangpanjang gelombanggelombang oranyeoranye dandan merahmerah yang yang memilikimemiliki panjangpanjang gelombanggelombang lebihlebih panjangpanjang yang yang akanakan terlihatterlihat matamata. .

Skattering NonSkattering Non--selectiveselective

• • SkatteringSkattering NonNon--selective selective disebakandisebakan oleholeh partikelpartikel--partikelpartikel didi atmosferatmosfer yang yang diameternyadiameternya beberapabeberapa kali kali lebihlebih besarbesar dibandingkandibandingkan dengandengan radiasiradiasi yang yang dipancarkandipancarkan. . PadaPada skatteringskattering iniini, , semuasemua panjangpanjang gelombanggelombang cahayacahaya akanakanmengalamimengalami skatteringskattering, , tidaktidak hanyahanya cahayacahaya birubiru, , hijauhijau atauatau merahmerah. . ButiranButiran--

butiranbutiran air yang air yang membentukmembentuk kumpulankumpulan awanawan dandan kabutkabut, , menghasilkanmenghasilkanskatteringskattering untukuntuk semuasemua panjangpanjang gelombanggelombang dalamdalam intensitasintensitas yang yang samasama yang yang menyebabkanmenyebabkan awanawan terlihatterlihat putihputih ((campurancampuran semuasemua warnawarna dalamdalam jumlahjumlah yang yang

hampirhampir samasama akanakan menghasilkanmenghasilkan warnawarna putihputih).).

• • SkatteringSkattering dapatdapat mengurangimengurangi kandungankandungan informasiinformasi yang yang adaada padapada data data penginderaanpenginderaan jauhjauh yang yang disebabkandisebabkan karenakarena citracitra kehilangankehilangan kontraskontras dandan

kemudiankemudian menyulitkanmenyulitkan usahausaha membedakanmembedakan obyekobyek yang yang satusatu dengandengan yang yang lainnyalainnya..

• • SerapanSerapanadalahadalah prosesproses dimanadimana energienergi radiasiradiasi diserapdiserap dandandirubahdirubah keke energienergi dalamdalam bentukbentuk lain. Band yang lain. Band yang melakukanmelakukan

serapanserapan terdiriterdiri daridari panjangpanjang gelombanggelombang//frekuensifrekuensi padapadaspektrumspektrum elektromagnetikelektromagnetik yang yang menyerapmenyerap energienergi radiasiradiasi

yang yang dilakukandilakukan oleholeh zatzat sepertiseperti air (Hair (H22O), O), karbonkarbon dioksidadioksida(CO(CO22), ), oksigenoksigen (O(O22), ozone (O), ozone (O33) ) dandan nitrogen nitrogen oksidaoksida

(N(N22O). O).

• • EfekEfek serapanserapan yang yang diakibatkandiakibatkan oleholeh bermacambermacam--macammacamzatzat dapatdapat menyebabkanmenyebabkan atmosferatmosfer tertutuptertutup untukuntuk beberapabeberapabagianbagian spektrumspektrum tertentutertentu. . EfekEfek iniini akanakan merugikanmerugikan untukuntukpenginderaanpenginderaan jauhjauh karenakarena tidaktidak adaada energienergi yang yang tersediatersedia

untukuntuk diinderadiindera. .

SerapanSerapan


1/18/2010 18

• Pada beberapa bagian spektrum seperti pada wilayah tampak (0.4 • Pada beberapa bagian spektrum seperti pada wilayah tampak (0.4 -- 0.7 0.7 µµm), m), atmosfer tidak menyerap seluruh energi yang datang, tetapi ada sebagian yang atmosfer tidak menyerap seluruh energi yang datang, tetapi ada sebagian yang dilewatkan/ditransmisikan. Bagian dari spektrum yang mentransmisikan energi dilewatkan/ditransmisikan. Bagian dari spektrum yang mentransmisikan energi

disebut jendela atmosfer disebut jendela atmosfer (atmospheric window).(atmospheric window).

• • SerapanSerapanterjadi jika energi dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi terjadi jika energi dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi atom atau molekul diserap dan menghasilkan kondisi keluar (atom atau molekul diserap dan menghasilkan kondisi keluar (excited stateexcited state). Serapan ). Serapan terjadi jika energi dirubah ke dalam bentuk gerakan panas dan di radiasikan kembali terjadi jika energi dirubah ke dalam bentuk gerakan panas dan di radiasikan kembali pada panjang gelombang yang lebih panjang. If, instead of repada panjang gelombang yang lebih panjang. If, instead of re--radiating a photon of radiating a photon of

the same wavelength, the energy is transformed into heat motion and is reradiated at a the same wavelength, the energy is transformed into heat motion and is reradiated at a longer wavelength, absorption occurs. Pada medium udara, serapan dan skattering longer wavelength, absorption occurs. Pada medium udara, serapan dan skattering biasanya dikelompokkan ke dalam koefisien pelenyapan (biasanya dikelompokkan ke dalam koefisien pelenyapan (extinction coefficientextinction coefficient).).

• • TransmisiTransmisimemiliki hubungan terbalik terhadap koefisien pelenyapan dikalikan memiliki hubungan terbalik terhadap koefisien pelenyapan dikalikan dengan ketebalan lapisan. Beberapa panjang gelombang radiasi lebih banyak dengan ketebalan lapisan. Beberapa panjang gelombang radiasi lebih banyak

dipengaruhi oleh serapan dibandingkan skattering, misalanya pada gelombang dipengaruhi oleh serapan dibandingkan skattering, misalanya pada gelombang inframerah dan pada panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar tampak.inframerah dan pada panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar tampak.

SerapanSerapan Serapan Energi Elektromagnetik yang Berasal dari Matahari pada Serapan Energi Elektromagnetik yang Berasal dari Matahari pada daerah mulai dari 0.1 to 30 daerah mulai dari 0.1 to 30 µµm oleh Beberapa Gas di Atmosferm oleh Beberapa Gas di Atmosfer

windowPengaruh kumulatif dari

semua gas

a)a) AtmosferAtmosfer padapada beberapabeberapa daerahdaerahtertutuptertutup, , sementarasementara padapada daerahdaerahlain lain terdapatterdapat jendelajendela atmosferatmosferyang yang melewatkanmelewatkan energienergi yang yang

datangdatang menujumenuju bumibumi. . PenginderaanPenginderaan jauhjauh bekerjabekerja padapada

jendelajendela atmosferatmosfer iniini..b)b) KombinasiKombinasi pengaruhpengaruh serapanserapan

atmosferatmosfer, , skatteringskattering dandanpantulanpantulan mengurangimengurangi jumlahjumlah

radiasiradiasi mataharimatahari yang yang mencapaimencapaibumibumi. .

JENDELA ATMOSFER

Daerah spektrum EM dimana energi hampir seluruhnya ditransmisikan:

0.3-0.7 mm: UV and visible light



1 mm-1 m: radar and microwave energy


1/18/2010 19

PantulanPantulanadalah proses dimana radiasi dikembalikan adalah proses dimana radiasi dikembalikan oleh obyek seperti awan atau permukaan. oleh obyek seperti awan atau permukaan.

Pantulan memiliki karakteristik penting dalam Pantulan memiliki karakteristik penting dalam penginderan jauh. Pada pantulan, radiasi datang, radiasi penginderan jauh. Pada pantulan, radiasi datang, radiasi yang dipantulkan dan bidang vertikal terletak dalam satu yang dipantulkan dan bidang vertikal terletak dalam satu

bidang dengan sudut datang dan sudut pantul sama bidang dengan sudut datang dan sudut pantul sama besarnya. besarnya.

PantulanPantulanJenis permukaan pemantul:Jenis permukaan pemantul:

• Pantulan cermin terjadi jika permukaan pantulnya rata, yaitu bila profil rata• Pantulan cermin terjadi jika permukaan pantulnya rata, yaitu bila profil rata--rata permukaan jauh lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombang rata permukaan jauh lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombang

radiasi yang mencapai permukaan itu. radiasi yang mencapai permukaan itu.

• Jika permukaannya kasar, sinar yang dipantulkan akan menuju ke berbagai • Jika permukaannya kasar, sinar yang dipantulkan akan menuju ke berbagai arah tergantung pada arah permukaan pemantul yang terkecil. Pantulan arah tergantung pada arah permukaan pemantul yang terkecil. Pantulan

menyebar ini tidak menghasilkan citra mirror tetapi menghasilkan radiasi menyebar ini tidak menghasilkan citra mirror tetapi menghasilkan radiasi yang menyebar. Kertas putih, bubuk putih dan material lainnya memantulkan yang menyebar. Kertas putih, bubuk putih dan material lainnya memantulkan

cahaya tampak dengan model pantulan menyebar ini. cahaya tampak dengan model pantulan menyebar ini.

• Skattering akan terjadi jika permukaan terlalu kasar dan tidak ada • Skattering akan terjadi jika permukaan terlalu kasar dan tidak ada permukaan pemantul individual.permukaan pemantul individual.

PantulanPantulan

PantulanPantulanResolusi sensor penginderaan jauh

• • SpasialSpasial -- ukuranukuran fieldfield--ofof--view, view, mismis. 10 x 10 m.. 10 x 10 m.

• • SpektralSpektral -- jumlahjumlah dandan besarnyabesarnya wilayahwilayah spektralspektral yang yang direkamdirekamoleholeh sensor sensor mismis. . birubiru, , hijau,merahhijau,merah, NIR, microwave., NIR, microwave.

• Temporal • Temporal –– seberapaseberapa seringsering sensor sensor mendapatkanmendapatkan data, data, mismis. . SetiapSetiap30 30 harihari..

• • RadiometrikRadiometrik –– sensitifitassensitifitas detektordetektor dalamdalam merekammerekam perbedaanperbedaan padapadaenergienergi elektromagnetikelektromagnetik..

10 m10 m

BB GG RR NIRNIR

JanJan1515

FebFeb1515

10 m10 m


1/18/2010 20

Resolusi spektral

Dataset AVIRIS Dataset AVIRIS (Airborne Visible (Airborne Visible Infrared Imaging Infrared Imaging Spectrometer)Spectrometer)

Color-infrared colorcomposite on top

of the datacube was created using three of the 224 bands

at 10 nm nominal bandwidth.

Resolusi spasial

Resolusi spasial

Resolusi 1 x 1 mResolusi 1 x 1 m


1/18/2010 21

Resolusi Temporal

1 June 20051 June 2005 17 June 200517 June 2005 3 July 20053 July 2005

Perolehan data PJPerolehan data PJ

16 hari16 hari

Resolusi radiometrik

88--bitbit(0 (0 -- 255)255)

99--bitbit(0 (0 -- 511)511)

1010--bitbit(0 (0 -- 1023)1023)

0

0

0

77--bitbit(0 (0 -- 127)127)0

8-bit256 greys

6-bit64 greys

4-bit16 greys

3-bit8 greys

2-bit4 greys

1-bit2 greys

PERBANDINGAN RESOLUSI RADIOMETRIK Spectral Signature


1/18/2010 22

JENIS ORBITJENIS ORBIT

1.1. GEOSTASIONERGEOSTASIONER

2.2. SUNSYNCRONOUSSUNSYNCRONOUS

3.3. POLAR: inklinasi satelit 90 derajat POLAR: inklinasi satelit 90 derajat

dan orbitnya melintasi kutub.dan orbitnya melintasi kutub.

4.4. LEO/MEO: tinggi di atas permukaan LEO/MEO: tinggi di atas permukaan

bumi antara 300 bumi antara 300 –– 1500 km 1500 km /1500 -

36000 km.

ORBIT GEOSTASIONER

� Lintasan orbitnya statis terhadap satu lokasi di bumi,

Lintasan orbitnya berada di sekitar equator dengan

sudut inklinasi 0 derajat,

Periode orbitnya sama dengan rotasi bumi 23 jam 56

menit 4,09 detik.

Tinggi orbit 35.790 km di atas ekuator.

Satelit dengan orbit geostasioner:

Satelit cuaca (GOES, METEOSAT),

Satelit relay TV dan telpon

Keterbatasan:

Daerah yang dikover terbatas (sekitar 25-30 % dari

permukaan bumi),

Tambahan koverage hanya pada daerah lintang

menengah.

ORBIT SUNSYNCHRONOUS

�� Satelit melintas ekuator setiap hari pada Satelit melintas ekuator setiap hari pada

jam yang sama,jam yang sama,

�� Jam melintas di ekuator disesuaikan Jam melintas di ekuator disesuaikan

berdasarkan aplikasi yang direncanakan berdasarkan aplikasi yang direncanakan

(low sun angle vs high sun angle),(low sun angle vs high sun angle),

�� Sudut inklinasinya sekitar 98Sudut inklinasinya sekitar 98oo,,

�� Untuk aplikasi pengamatan bumi dengan Untuk aplikasi pengamatan bumi dengan

koverage globalkoverage global

�� Tinggi orbitnya sekitar 600 s/d 1000 km.Tinggi orbitnya sekitar 600 s/d 1000 km.

ORBIT SATELITORBIT SATELIT


1/18/2010 23

Setelit NASA Data Penginderaan JauhNo Platform Sensor

Resolusi SpektralResolusi

Spasial (m)Daerah Cakupan (Km)

Band Lebar Band (µm)

1. SPOT 5 HRGHRS

HijauMerahIMDBiru

Pankromatik

0.50 – 0.590.61 – 0.680.79 – 0.890.43 – 0.470.51 – 0.73

101020102.5

60120

2. IRS-1C dan 1D WiFS LISS-III

Pankro-matik

MerahInframerah dekat

HijauMerahIMDIMP

Pankromatik

0.62 – 0.680.77 – 0.860.52 – 0.590.62 – 0.680.77 – 0.861.55 – 1.700.50 – 0.75

188188232323705.8

77414214214214870

3. TERRA ASTER HijauMerahIMDIMPIMPIMPIMPIMPIMPIMTIMTIMTIMTIMT

0.52 – 0.600.63 – 0.690.76 – 0.861.60 – 1.70

2.145 – 2.185 2.185 – 2.2252.235 – 2.2852.295 – 2.3652.36 – 2.43

8.125 – 8.4758.475 – 8.8258.925 – 9.27510.25 – 10.9510.95 – 11.65

1515153030303030309090909090

6060606060606060606060606060

Data Penginderaan JauhNo Platform Sensor

Resolusi SpektralResolusi

Spasial (m)Daerah Cakupan (Km)

Band Lebar Band (µm)

4. IKONOS Multispektral Pankromatik

BiruHijauMerahIMD

Pankromatik

0.45 – 0.520.51 – 0.600.63 – 0.700.76 – 0.850.45 – 0.90

44441

1111

5. QickBird Multispektral Pankromatik

BiruHijauMerahIMD

Pankromatik

0.45 – 0.520.52 – 0.600.63 – 0.690.76 – 0.900.45 – 0.90

2.442.442.442.440.61

2222

6. ALOS AVNIRPRISM

PALSAR

BiruHijauMerahIMD

PankromatikMicrowave

0.42 – 0.500.52 – 0.600.61 – 0.690.76 – 0.890.52 – 0.77

0.236

101010102.5

10, 20, 30, 100

7035

30, 70, 250


1/18/2010 24

Data Penginderaan Jauh

A. Landsat (band 8)B. ASTER (3, 2,1)C. RADARSAT

PENAJAMAN CITRA: LINEAR STRETCHING

Linear Stretch

No Stretch

Range data

Range data

Berfungsi untuk meningkatkan kenampakan/visualisasi data.

Perkembangan teknologi satelit remote sensing

Hi-Res Land Imaging Satellites

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

IKONOS-2QuickBird-2

OrbView 3WorldView

NextView

EROS A1EROS B1

IRS TES

Pleiades-1Pleiades-2

Resurs DK-1

KOMPSAT-2

TerraSAR XTerraSAR L

COSMO-Skymed-1COSMO-Skymed-2COSMO-Skymed-3COSMO-Skymed-4

Ridsat

Resolution

0.25 M

0.4 M

0.5 m

0.6 M

0.7 M

1.0 M

1.8 M

US

Israel

India

France

Russia

Korea

RADAR

Germany

Italy

India

OPTICAL

N

Mid-Res Land Imaging Satellites

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Landsat 5Landsat 7

LCDMEO-1MTI

RapidEye-ARapidEye-BRapidEye-CRapidEye-D

SPOT-2SPOT-4SPOT-5

IRS 1CIRS 1D

ResourceSat-1Cartosat-1

ResourceSat-2

CBERS-1CBERS-2CBERS-3CBERS-4

Ziyuan-ZY-2AZiyuan-ZY-2B

DMC China DMC

ProbaKOMPSAT-1

RocSat2

ALOS

DMC AlSat-1DMC

DMC BilSatDMC UK

DMC VinSat-1TopSat

DMC ThaiPhat

ERS-2ENVISAT

RadarSat 1RadarSat 2

ALOS

Year

Res. M

2--2.5

3--5

6--6.6

7--9

10

12--15

20

30--32

36

US

GERMANY

FRANCE

INDIA

CHINA

ESA

KOREA TAIWAN

JAPAN

ALGERIA

NIGERIA

TURKEYUK

VIETNAMUK

THAILAND

RADARESA

CANADA

JAPAN

CHINA & BRAZIL

OPTICAL


1/18/2010 25

Hukum Pergeseran WeinHukum Pergeseran Wein

TerkaitTerkait dengandengan totaltotal jumlahjumlah energienergi yangyang keluarkeluar daridari bendabenda hitamhitam sepertisepertimatahari,matahari, panjangpanjang gelombanggelombang yangyang dominandominan ((λλmaxmax)) dapatdapat ditentukanditentukan dengandenganhukumhukum pergeseranpergeseran WienWien::

DimanaDimana kk adalahadalah konstantakonstanta yangyang besarnyabesarnya 28982898 µµmm K,K, dandanTT adalahadalah suhusuhuabsolutabsolut dalamdalam kelvinkelvin.. KarenaKarena matharimathari suhunyasuhunya sekitarsekitar 60006000 K,K, panjangpanjanggelombanggelombang yangyang dominannyadominannya ((λλmaxmax)) adalahadalah 00..4848µµmm::

T

k=maxλ

K

Kmm

6000

2898483.0

µµ =

Integer Image Reduction

2004

Integer Image Reduction

2004 2004

name of the presentation - universitas...

Documents