SISTEM GELOMBANG MIKRO

• Penginderaan jauh gelombang mikro bersifat aktif
dan pasif

• Spektrum tenaga elektromagnetik yang digunakan
berkisar dari 1cm sampai 1m. Karena karakteristik
panjang gelombangnya dan dibandingkan dengan
cahaya tampak dan infrared, maka gelombang
mikro

mempunyai

karakteristik

spesifik

yang

bermanfaat bagi penginderaan jauh.

• Radiasi gelombang mikro yang lebih panjang
dapat menembus awan, kabut, debu dan hujan
lebat. Sifat ini bermanfaat dalam mendeteksi
fenomena pada kondisi cuaca buruk dan pada saat
kapanpun.

Tenaga gelombang mikro yang direkam
oleh sensor pasif dapat
dipancarkan/dihamburkan oleh
atmosfer sbb:
(1), dipantulkan dari permukaan
(2), dipancarkan dari permukaan
(3), atau ditransmisi dari bawah
permukaan tanah
(4). Karena gelombang ini mempunyai
panjang gelombang yang terlalu
panjang maka tenaga yang diterima
kecil jika dibandingkan dengan panjang
gelombang optik.

Sistem
pasif

• Sensor aktif mempunyai sumber tenaga sendiri melalui radiasi

gelombang mikro untuk merekam target/obyek. Sensor
gelombang mikro aktif biasanya dibagi menjadi 2 yaitu : RADAR
dan non-imaging.

• RADAR is an acronym for RAdio Detection And Ranging,

which essentially characterizes the function and operation of a
radar sensor.

Sistem aktif

CARA KERJA SENSOR RADAR

The sensor transmits a microwave
(radio) signal towards the target
and detects the backscattered
portion of the signal. The strength
of the backscattered signal is
measured

to

discriminate

between different targets and the
time

delay

between

the

transmitted and reflected signals
determines the distance (or range)
to the target.

IMAGING RADARS

• As with passive microwave sensing, a major advantage of

radar is the capability of the radiation to penetrate through
cloud cover and most weather conditions. Because radar is
an active sensor, it can also be used to image the surface at
any time, day or night. These are the two primary
advantages of radar: all-weather and day or night
imaging.

•

Non-imaging microwave
sensors include altimeters
and scatterometers. In
most cases these are
profiling devices which take
measurements in one linear
dimension, as opposed to
the two-dimensional
representation of imaging
sensors.

•

Radar altimetry is used on
aircraft for altitude
determination and on aircraft
and satellites for topographic
mapping and sea surface
height estimation.
Scatterometers are also
generally non-imaging sensors
and are used to make precise
quantitative measurements of
the amount of energy
backscattered from targets.

NON IMAGING

RADAR

WAVELENGTH

Wavelength ranges or bands commonly used which given
code letters during World War II, and remain to this day.

• Ka, K, and Ku bands: very short wavelengths used in early airborne radar

systems but uncommon today.

• X-band: used extensively on airborne systems for military reconnaissance and

terrain mapping.

• C-band: common on many airborne research systems (CCRS Convair-580 and

NASA AirSAR) and spaceborne systems (including

• ERS-1 and 2 and RADARSAT).
• S-band: used on board the Russian ALMAZ satellite.
• L-band: used onboard American SEASAT and Japanese JERS-1 satellites and

NASA airborne system.

• P-band: longest radar wavelengths, used on NASA experimental airborne

research system.

1. Sistem Pasif /Pancaran Gelomb Mikro

•

Disebut juga PJ sistem gelombang mikro. Tenaga yg digunakan dlm
penginderaan berupa tenaga pancaran dari benda2 di permukaan
bumi. Untuk benda2 sbg sumber pancaran, berlaku “Hukum
Pergeseran Wien”

•

Formulanya sbb :

λ max = 2.987 μm

T

Dimana

λ max = panjang gelombang yg suhu pancarannya max

T = suhu absolut benda pembancar tenaga, dlm o K

2987 = konstanta

Berdasar formula tsb, PJ yg menggunakan tenaga mataharimenggunakan

spektr tampak, sedangkan yg menggunakan tenaga pancaran benda di
permk bumi dengan suhu rerata permk bumi menggunakan jendela
atmosfer 8-14 μm.

Untuk mengindera benda-benda yg suhunya pada rerata suhu permk

bumi, paling baik digunakan pj gelombang sekitar 10 μm, krn
tenaganya paling besar.Pd spektr gel. mikro (λ ≥1000 μm), tenaga
pancarannya mjd sangat kecil (pd kurva pancaran mendekati 0).

2. Sistem Aktif / Pantulan Gelombang Mikro

•

Lazim digunakan dlm PJ sistem radar (radio detection and
ranging). Radar berarti mengenali & mengukur jarak dengan
menggunakan gel. Radio. Penginderaannya dilakukan dg
membangkitkan tenaga gel. mikro yg dipancarkan oleh antena,
yg mengenai benda di permk bumi, dipantulkan kembali ke
antena dan direkam oleh sensor radar. (Tenaga sama
lemahnya dg pancaran gel mikro, shg resolusinya juga kasar).

•

Besarnya pantulan radar terutama ditentukan oleh kekasaran
permk benda, bukan jenis benda spt pd pantulan tenaga spektr
tampak. Shg pengenalan benda dilakukan melalui ciri
kekasaran benda tsb (kekasaran tajuk, gelomb laut, dsb),
bukan langsung ke jenis bendanya.

Kaitannya dg pantulan oleh kekasaran benda, tdpt 5 jenis
pantulan :

1.

Pantulan Cermin/sempurna (mirror/specular reflection) : Pantulan
cermin tjd pd benda rata & halus spt danau, sawah berair tanpa
tanaman, dsb. Tenaga radar dipantulkan scr sempurna ttp arahnya
menjauhi sensor radar shg tdk ada pantulan balik. Akibatnya,
benda-benda tsb terekam dg rona gelap.

2.

Pantulan sudut (corner reflection) Terjadi misalnya radar
mengenai halaman rumah, dipantulkan scr sempurna ke tembok,
dipantulkan lagi scr sempurna ke arah sensor radar. Akibatnya,
kota tampak cerah pd citra radar, krn tjd nya pantulan sudut tsb.

3.

Hamburan (scattering) : tjd pada permukaan kasar.Tenaga radar
dihamburkan (dipantulkan ke arah serba beda), sebagian
dipantulkan balik ke sensor sehingga menghasilkan rona kelabu-
kelabu gelap pada citra. Kekasaran permukaan benda diukur
secara relatif terhadap panjang gelombang.

4.

Hamburan pd permukaan halus : terjadi misalnya pada padang
rumput yang datar. Kekasaran permukaan kurang dari batas kasar,
tetapi tidak sehalus air tenang. Terjadi hamburan kecil & sebagian
mengarah balik ke sensor. menghasilkan rona kelabu gelap pada
citra.

5.

Hamburan Volume (volume scattering) : Terjadi misalnya di hutan.
Tenaga radar menembus hingga dahan, ranting, dedaunan di
bagian bawah tajuk dan dari tanah, dipantulkan ke dahan, ranting,
dsb, dan kemudian dipantulkan ke sensor. Pantulan volume
menghasilkan rona kelabu.

•

Kekasaran permukaan tersebut di atas merupakan
kekasaran mikro, selain itu pantulan juga ditentukan oleh
kekasaran makro, misalnya bukit, pegunungan, dsb.

•

Selain dipengaruhi oleh kekasaran permukaan (makro &
mikro), besarnya pantulan radar juga dipengaruhi oleh
konstanta dielektrik benda. Makin tinggi konstanta dielektrik
benda, makin besar pantulannya. Air sangat tinggi
konstanta dielektriknya, sehinga konstanta dielektrik sering
dikaitkan dengan kebasahan.

Perbedaan antara PJ gelombang mikro dengan tenaga
pantulan dan PJ gelombang mikro dengan tenaga pancaran :

•

Pancaran gelombang mikro digunakan dalam PJ sistem pasif,
sedangkan pantulan gelombang mikro digunakan dalam PJ sistem
aktif

•

PJ sistem pasif menggunakan spektrum gelombang mikro dengan
panjang gelombang yang pendek yaitu 1 – 8 mm (untuk memperoleh
resolusi spasial lebih baik), sedangkan PJ sistem aktif menggunakan
panjang gelombang yang lebih panjang yaitu 1 – 50 cm (untuk
penetrasi yang lebih besar terhadap awan dan hujan)

•

Nilai spektral pada pancaran gelombang mikro ditentukan oleh
kepancaran/emisivitas termal dan suhu absolut permukaan benda
(seperti pada spektrum IM Termal), sedangkan nilai spektral pada
radar (pantulan gelombang mikro) ditentukan oleh besarnya
pantulan pulsa radar setiap benda. Besarnya pantulan pulsa radar
ditentukan oleh kekasaran permukaan benda, bukan oleh jenis
benda, sehingga pengenalan benda dilakukan melalui ciri kekasaran
benda tersebut, bukan langsung ke jenis bendanya.

Contoh citra hasil PJ sistem gelombang Mikro : RADAR

SISTEM PEREKAMAN CITRA RADAR

PADA SISTEM PEREKAMAN RADAR,
akan muncul 3 hal :

- Bayangan (shadow)
- Layover
- Foreshortening

BAYANGAN & SUDUT DEPRESI PADA RADAR

LAY OVER & BAYANGAN PADA CITRA RADAR

LAY OVER, FORESHORTENING, SHADOW PD CITRA RADAR