SISTEM SENSOR

4/15/2019

1

4/15/2019

3

1. Permukaan bumi (on the ground)
2. Pada atmosfer bumi: pesawat udara (aircraft atau

baloon atau lainnya)

3. Di luar angkasa: satelit atau spacecraft.

Supaya sensor bisa merekam dan menyimpan tenaga
yang dipantulkan atau diemisikan dari obyek atau
sumber, sensor harus diletakkan pada Platform yang
stabil, jauh dari obyek atau permukaan yang diindera.

Wahana / Platform

Platform bisa diletakkan pada:

4/15/2019

4

Ground-based sensors :
Sering digunakan untuk memperoleh informasi
sebagai pembanding foto udara atau satelit.

Bisa digunakan untuk
mendeteksi obyek lebih baik,
koreksi citra atau
interperetasi yang lebih jelas
terhadap citra yang
dihasilkan satelit.

4/15/2019

5

Aircraft sering digunakan
untuk survei dan
memperoleh data dengan
lebih detail pada setiap
lokasi dan tidak terbatas
waktu.

4/15/2019

6

In space, remote sensing is sometimes conducted
from the space shuttle or, more commonly, from
satellites

Satellites

4/15/2019

7

Satellite Characteristics: Orbits and Swaths

4/15/2019

8

Satellite Characteristics: Orbits and Swaths

Satellitemempunyai sifat yang unique yang
berguna untuk remote sensing.

Pemilihan orbit bisa bervariasi dalam hal :

1. Ketinggian (ketinggian di atas permukaan

bumi)

2. Orientasi dan rotasi relatif terhadap bumi

Orbits: Jalur yang ditempuh satelit.

Orbits: satelit diset-up sesuai dengan
fungsi dan tujuan sensor-sensor yand
dibawanya.

4/15/2019

9

Satellite at very high altitudes, which view the same portion
of the Earth's surface at all times have geostationary orbits.

Ketinggian satelit ± 36,000
km, mempunyai kecepatan
setara dengan rotasi bumi,
sehingga kelihatan relatif
stasionair terhadap
permukaan bumi.

Contoh:
Satelit untuk peramalan
cuaca dan komunikasi.

Memungkinkan satelit
untuk merekam dan
menyimpan informasi
permukaan bumi secara
kontinyu.

4/15/2019

10

Banyak Platform didisain untuk mengikuti
orbit (north-south), berlawanan dengan
arah rotasi bumi (west-east), untuk
mengkover sebagian besar permukaan
bumi pada periode tertentu.

Near-polar orbit

Many of these satellite orbits are also sun-synchronous such that they
cover each area of the world at a constant local time of day called local
sun time. At any given latitude, the position of the sun in the sky as the
satellite passes overhead will be the same within the same season. This
ensures consistent illumination conditions when acquiring images in a
specific season over successive years, or over a particular area over a
series of days.

4/15/2019

11

Ascending and descending passes

Kebanyakan platform
satelit yang ada
sekarang: near-polar
orbits, satelit berjalan ke
arah utara(ascending)

pada satu paruh
perjalannya dan ke
selatan(descending)
pada paruh waktu
berikutnya.

4/15/2019

12

Sepanjang pergerakan satelit, sensor menangkap sebagian
permukaan bumi, luasan di permukaan bumi yang
tertangkap oleh sensor disebutSwaths.
Lebar Swaths, bisa mencapai: 10 s/d 100km.

As the satellite orbits the Earth
from pole to pole, its east-west
position wouldn't change if the
Earth didn't rotate. However, as
seen from the Earth, it seems
that the satellite is shifting
westward because the Earth is
rotating (from west to east)
beneath it. This apparent
movement allows the satellite
swath to cover anew area with
each consecutive pass.

4/15/2019

13

Orbit satelit dan rotasi
bumi akan bekerja sama
yang memungkinkan
seluruh permukaan bumi
tercover: satu siklus orbit.

4/15/2019

14

PASSIVE and ACTIVE SENSING

Teknik PJ yang bekerja hanya
jika ada sumber tenaga radiasi
alami dari matahari.

1. There is no reflected energy available from the

sun at night.

2. Energy that is naturally emitted (such as

thermal infrared) can be detected day or night,
as long as the amount of energy is large
enough to be recorded.

SENSOR PASIF :

4/15/2019

15

SENSOR AKTIF :
Mempunyai sumber energi
sendiri untuk menghasilkan
tenaga / radiasi.

1.

Bisa bekerja siang dan malam.

2.

Digunakan untuk menangkap panjang gelombang
yang

tidak

diberikan

oleh

matahari,

misalnya:

Microwave.

3.

Membutuhkan sejumlah energi untuk menyinari obyek
yang diindera

Sensor mengirim tenaga/ radiasi langsung ke obyek yang
akan diindera. Selanjutnya, radiasi yang dipantulkan dari
obyek dideteksi dan diukur/ diterima oleh sensor.

Contoh Sensor Aktif : Laser fluorosensor dan Synthetic
Aperture Radar (SAR).

4/15/2019

16

Fungsi Sensor :

Adalah untuk merekam ciri-ciri / karakteristik obyek yang
diindera (karakteristik Spektral, Spasial, dan Temporal)

Perekaman dalam PJ, dengan Cara :

•

Analog (Sensor Fotografis) : perekaman
secara serentak untuk seluruh daerah yang
terekam (detektor : film)

•

Digital (Sensor Non Fotografis / Elektronik) :
perekaman secara bagian per bagian (dengan
penyiaman/ scanning). Detektor : non film (a.l
pita magnetik)
Sensor PJ :

-Kamera Fotografi
- Kamera Vidicon
- Scanner (Penyiam)

4/15/2019

17

a. Kamera Fotografi :

•

Daerah yang direkam / daerah liputan, direkam
secara serentak (< 1 detik)

•

Pantulan obyek : film kosong
membentuk gambar / citra

b. Kamera Vidicon :

•

Daerah yang direkam / daerah liputan, direkam secara
serentak

•

Pantulan obyek : Tabung sinar katoda yang
permukaannya dilapisi bahan peka sinar

membentuk

gambar / citra

disiam garis per garis, diubah mjd

isyarat listrik

direkam & disimpan dlm alat penyiam,

atau langsung dikirim ke stasiun penerima di bumi

4/15/2019

18

c. Penyiam / Scanner :

Perekaman secara bagian per bagian (parsial). Detektornya
non film, yang jenisnya tergantung panjang gelombang yang
digunakan

Penyiaman Thermal :

No

Jenis detektor

Kepekaan

Spektral ( μm )

1

Mercury Doped Germanium (Ge Hg)

3 – 14

2

Indium Antimonide (In Sb)

3 – 5

3

Mercury Cadmium Telluride (HgCdTe)

8 – 14

4/15/2019

19

Penyiam Thermal :

Tenaga pancaran obyek

Cermin Penyiam

dipantulkan ke optik pengumpul

tenaga, & difokuskan ke detektor

diubah menjadi isyarat listrik

dilewatkan amplifier (utk memperkuat

kontras)

diterima bahan perekam (pita magnetik)

4/15/2019

20

4/15/2019

21

•

Sistem Scanning yang digunakan baik dengan platform
pesawat udara maupun satelit mempunyai prinsip yang
sama.

•

Multispektral scanner (MSS) : suatu sistem scanning yang
digunakan untuk perolehan data dengan range panjang
gelombang yang berbeda (paling umum digunakan) .

MULTISPECTRAL SCANNNING

Across-track scanning

Along-track scanning

4/15/2019

22

4/15/2019

23

4/15/2019

24

4/15/2019

25

Merujuk pada ukuran terkecil obyek yang dapat direkam
oleh sistem sensor.

Spatial resolution of
passive sensors
depends primarily on
their Instantaneous
Field of View (IFOV).

1. Spatial Resolution

The area on the ground is called the resolution cell
and determines a sensor's maximum spatial
resolution

4/15/2019

26

Resolusi Spasial :
Mencerminkan kerincian informasi yang dapat disajikan
oleh sistem sensor

• Recordability : terekam atau tidaknya obyek
• Detectability : terkenali atau tidaknya obyek
• Recognizability : dapat dibedakan atau tidaknya obyek

The IFOV instantaneous field of view (C) of the sensor and the
altitude of the platform determine the ground
resolution cell viewed (D), and thus the spatial
resolution. The angular field of view (E) is the sweep
of the mirror, measured in degrees, used to record a
scan line, and determines the width of the imaged
swath (F). Airborne scanners typically sweep large
angles (between 90° and 120°), while satellites,
because of their higher altitude need only to sweep
fairly small angles (10-20°) to cover a broad region.

4/15/2019

27

Images where only large
features are visible are said to
have coarse or low
resolution(resolusi kasar)

In fine or high resolution
images, small objects can be
detected.

Sensor untuk satelit militer,
misalnya, didisain untuk
memungkinkan mendeteksi
benda sekecil mungkin
sehingga butuh resolusi
tinggi.

4/15/2019

28

Resolusi Spasial dinyatakan dalam 2 cara :

1. Resolusi Citra (Image Resolution) :

Adalah kualitas lensa yang dinyatakan dalam jumlah
maksimum garis per mm yg masih dapat dipisahkan pada

citra
•Resolusi Menengah

: 40 baris per mm

• Resoluasi Tinggi

: 100 baris per mm

2. Resolusi Medan (Ground Resolution) :
Ukuran terkecil obyek di medan yang dapat direkam pada
data digital maupun pada citra.

•Dalam ukuran meter di lapangan atau meter per pixel
pada citra (Rm/Pixel)
• Dalam ukuran meter di lapangan yang digambarkan
oleh sepasang garis pada citra (Rm/Lp)
• Rm/Lp = 2 X Rm/Pixel

4/15/2019

29

Tabel Resolusi Spasial Beberapa Citra Satelit

Data Satelit

Resoluasi Spasial

Luas Liputan

M / Pixel

M / Lp

Landsat MSS

79

221

185 x 185 Km

Landsat TM

30

84

185 x 185 Km

SPOT XS
(Multispektral)

20

56

60 x 60 Km

SPOT P
(Pankromatik)

10

28

60 x 60 Km

IRS LISS-1

72

202

148 x 148 Km

IRS LISS-2

36

101

74 x 74 Km

Sumber : Drury, 1991

4/15/2019

30

1. Skala : semakin besar skala, resolusi citra semakin baik

Resolusi Spasial, dipengaruhi oleh 4 faktor :

4/15/2019

31

4/15/2019

32

e = hc
λ

2. Panjang gelombang tenaga elektromagnetik yang digunakan

3. Kisaran Panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan

• SPOT XS : menggunakan λ pada band Hijau, Merah, IM

Dekat secara terpisah (kisaran sempit)

resolusi spasial 20 meter

• SPOT P : menggunakan λ lebih lebar (65 % spektrum

Tampak) resolusi spasial 10

meter

Semakin kecil λ , resolusi spasial semakin baik

4/15/2019

33

4. Ukuran butir-butir film (Khusus Citra Foto)

•

Resolusi spasial pada foto udara mendasarkan

pada banyak atau sedikitnya butiran perak halida

pada film

•

Perak halida berfungsi sebagai detektor

•

Semakin halus ukuran butir perak halida,

semakin

rinci

obyek

yang

dapat

direkam

(resolusi tinggi)

4/15/2019

34

2. Spectral Resolution

Mendeskripsikan kemampuan sensor untuk mendefiniskan
interval panjang gelombang secara akurat (menunjukkan
kerincian panjang gelombang yang digunakan sensor untuk
perekaman obyek). Contoh : citra Multispektral, lebih rinci
daripada Foto Pankromatik

4/15/2019

35

Keunggulan Citra Multispektral :
 Meningkatkan kemampuan pengenalan obyek
 Dapat dibuat citra komposit warna
 Data dalam bentuk digital, shg dapat diolah dg

komputer

 Kelemahan : resolusi spasial rendah

1. Many remote sensing systems record energy over several

separate wavelength ranges at various spectral
resolutions.

2. These are referred to as multi-spectral sensors and will be

described in some detail in following sections.

3. Advanced multi-spectral sensors called hyperspectral

sensors.

4/15/2019

36

3. Temporal Resolution

1. The revisit period of a satellite sensor is usually

several days.

2. Therefore the absolute temporal resolution of a

remote sensing system to image the exact same
area at the same viewing angle a second time is
equal to this period.

Waktu yang dibutuhkan oleh satelit
untuk memenuhi satu siklus orbit
(revisit period), atau menunjukkan
frekuensi perekaman ulang atas
daerah yang sama

4/15/2019

37

4. Radiometric Resolution

Every time an image is acquired on
film or by a sensor, its sensitivity to
the magnitude of the
electromagnetic energy determines
the radiometric resolution.

1. The radiometric resolution of an imaging system

describes its ability to discriminate very slight
differences in energy.

2. The finer the radiometric resolution of a sensor,

the more sensitive it is to detecting small
differences in reflected or emitted energy.

4/15/2019

38

Resolusi Radiometrik :

Menunjukkan kepekaan sistem sensor terhadap perbedaan
terkecil kekuatan sinyal.
Contoh : pada sensor thermal, sensor 1 mampu merekam beda
suhu terkecil 0,30 C, sensor 2 merekam beda suhu terkecil 0,60 C
(resolusi radiometrik sensor 1 lebih baik dari sensor 2)

RESOLUSI SPASIAL :

Berbanding Terbalik terhadap resolusi Spektral
Berbanding Terbalik terhadap resolusi Temporal
Berbanding Lurus terhadap resolusi Radiometrik

4/15/2019

39

JENIS CITRA

RESOLUSI TEMPORAL
RESOLUSI SPASIAL &

SKALA OPTIMAL
RESOLUSI SPEKTRAL
SYNOPTIC
OVERVIEW

KEMUDAHAN
ANALISIS (Utk

Pemetaan Tematik)

TeoritisOperasionalResolusi
Spasial

Skala

Potensial

(Jml Saluran)

Pemanfaatan

Umumnya

ManualDigital

NOAA –
AVHRR

0,5 hari

0,5 – 1 hari1,1 Km
4,0 Km

4

2

Ø Ø

Ø

Ø Ø Ø Ø

LANDSAT
MSS
LANDSAT TM

18 hari
16 hari

1 – 3 tahun
0,5 – 1
tahun

79 Meter
30 Meter
120 Meter

1:250.000
-
1:100.000
1:100.000
-
1 : 50.000

4

7 (6 + 1)

3 – 4
4 + 1

Ø Ø Ø Ø
ØØØØØ

Ø Ø Ø Ø
ØØØØØ

Ø Ø Ø

ØØØØØ

SPOT – XS
SPOT – P

1 – 26 hari
1 – 26 hari

0,5 – 1
tahun
0,5 – 1
tahun

20 Meter
10 Meter

1:100.000
-
1 : 50.000
1 : 50.000
-
1 : 25.000

3
1

3
1

Ø Ø Ø Ø
Ø Ø Ø Ø

Ø Ø Ø Ø
ØØØØØ

Ø

Ø Ø Ø Ø

Ø Ø

MOS MESSR20 hari

0,5 – 1
tahun

50 Meter1:250.000
-
1:100.000

4

3 – 4

Ø Ø Ø ØØ Ø Ø Ø

Ø Ø Ø

IRS LIS II

24 hari

0,5 – 1
tahun

36 Meter1:100.000
-
1 : 50.000

4

2

Ø Ø Ø ØØ Ø Ø ØØ Ø Ø Ø

ERS – 1

16 – 18 hari0,5 – 1
tahun

30 Meter1:100.000
-
1 : 50.000

1 (+3)

1

Ø Ø Ø

Ø Ø

Ø

JERS -1 OPS
JERS -1 SAR

44 hari
44 hari

1 tahun
1 tahun

20 Meter
18 Meter

1:100.000
-
1 : 50.000
1 : 50.000

8
1

4
1

Ø Ø Ø Ø
Ø Ø Ø Ø

Ø Ø Ø Ø

Ø Ø Ø

Ø Ø Ø

Ø

RESOLUSI BERBAGAI CITRA PENGINDERAAN JAUH

Terima kasih

Sekian ...............