Karakteristik Perekaman Objek Permukaan melalui Sensor Aktif RaDAR

Sifat gelombang sensor radar yang memiliki panjang gelombang yang panjang menyebabkan kelebihan dalam perambatannya di ruang atmosfer yaitu dapat menembus awan, kabut, asap, dan hujan. Kelebihan ini yang menyebabkan radar banyak digunakan dalam mengidentifikasi permukaan bumi terutama yang paling sering digunakan yaitu dalam identifikasi geologi permukaan serta aplikasinya.

Akan tetapi jumlah energi dari gelombang radar yang sampai ke permukaan tidak sepenuhnya karena terdapat energi yang tetap berkurang ketika melewati hambatan seperti awan dan lainnya namun hal ini jarang sekali untuk menjadi pertimbangan karena energi yang sampai ke permukaan tetap banyak dari energi aslinya dan telah memenuhi syarat untuk identifikasi permukaan yang mana hal itu disebabkan karena berbagai jenis saluran (band) dari gelombang radar yang memiliki panjang gelombang yang panjang.

Jenis spektrum gelombang radar telah diperlihatkan pada post sebelumnya http://mbd-geo.web.id/2019/09/11/basic-of-radar/ , yang mana dari jenis tersebut akan mempengaruhi karakteristik dari tiap gelombang terhadap permukaan. Gambar berikut dapat menjelaskan karakteristik dari gelombang radar terhadap dua buah objek permukaan dengan jenis saluran yang berbeda.

Penetrasi Gelombang Radar terhadap Objek Permukaan (SARMAP, 2009)

Saluran X yang memiliki panjang gelombang paling pendek (2,4 – 3,8 cm), hanya dapat mencapai tutupan pohon paling atas untuk permukaan vegetasi sedangkan untuk tanah aluvial kering, hanya sebatas permukaan. Hal ini berbeda dengan dua saluran lainnya (C = 3,8 – 7,5 dan L=15 – 30 cm) yang dapat menembus lebih dalam lagi bahkan sampai lapisan permukaan dangkal seperti tampak pada gambar.

Penjelasan tersebut hanya sebatas pada sifat gelombang saat berinteraksi dengan objek permukaan yang memiliki sifat sama dalam penetrasinya dan hanya berbeda pada kedalaman menembus permukaanya. Terdapat hal yang berbeda ketika gelombang tersebut dipantulkan kembali ke sensor untuk direkam sehingga diperoleh bentuk dan sifat dari permukaan yang mana sifat ini dinamakan dengan Radar Backscattering. Sifat dasar gelombang radar yaitu memantulkan balik terhadap gelombang yang dipancarkan ke permukaan oleh sensor. Sifat pantulan balik ini (backscattering) yang berbeda-beda untuk tiap jenis permukaan. Berbeda dengan karakterisitk dalam penetrasi terhadap permukaan tadi, untuk hal ini, dibedakan dalam sifat pantulannya.

Sifat pantulan gelombang radar yang terbentuk ditentukan oleh bentuk, sifat, tekstur dan pola dari suatu objek permukaan yang direkam oleh radar. Secara umum, objek yang berperan dalam proses backscattering yaitu objek air, objek kasar dan objek padat yang menimbulkan jenis pantulan yang berbeda-beda. Objek air atau tubuh air dapat berupa sungai, laut, danau, rawa, waduk menyebabkan pantulan Specular Reflector lalu objek permukaan kasar dapat berupa pepohonan, vegetasi yang menyebabkan pantulan Diffuse Scattering, dan objek padat seperti bangunan, batang pohon, tanah dasar dan lain sebagainya yang menyebabkan pantulan Corner Reflector. Ketiga jenis pantulan tersebut menghasilkan tampilan yang berbeda-beda pada citra radar karena mewakili nilai-nilai yang berbeda pada tiap piksel. Berikut gambar yang menunjukkan backscatter gelombang radar terhadap objek :

Jenis backscattering gelombang radar (sumber: P.T. ExsaMap Asia)
Contoh objek permukaan di citra hasil perekaman sensor radar (sumber: P.T. ExsaMap Asia)

1.Specular Reflector
Jenis pantulan balik yang ditimbulkan oleh objek permukaan berupa air yaitu bersifat specular yang artinya tidak membalikkan sama sekali ke arah pancaran gelombang berasal. Jadi, pada tubuh air atau sejenisnya seperti laut, sungai, dan danau akan memantulkan kembali gelombang radar ke arah berlawanan dengan membentuk sudut sempurna mulai dari 45o .
Dari skema pemantulan ini dapat dipahami bahwa objek permukaan air yang akan muncul di piksel citra radar akan berwarna gelap total atau nilai nol (0) sebab warna gelap pada citra radar mengartikan bahwa tidak adanya energi yang terekam oleh sensor karena tidak sampainya energi pantulan objek yang direkam.

Objek yang berwarna hitam berupa sungai atau alur yang disebabkan oleh jenis pantulan Specular Reflector (sumber: P.T. ExsaMap Asia)
Kenampakan warna piksel pada citra yang mewakili objek permukaan air yang tidak dapat memantulkan kembali energi dari sinyal radar sehingga tidak ada energi yang terekam di sensor dan piksel (sumber: P.T. ExsaMap Asia)

2.Diffuse Scattering
Untuk objek yang terekam oleh sensor dengan bentuk kasar dan tidak beraturan seperti yang terdapat pada objek pepohonan, kumpulan jenis vegetasi akan menyebabkan skema perekaman berjenis diffuse scattering. Energi yang dipantulkan oleh objek akan terdifusi atau menyebar ke segala arah namun tetap terdapat beberapa sinyal yang dikembalikan ke sensor radar. Contoh gambar di bawah merupakan tutupan hutan di suatu daerah di California.

Gambar menunjukkan tingkat kecerahan medium karena sinyal radar yang terdifus atau tersebar dan sebagian dipantulkan kembali menuju sensor (sumber: P.T. ExsaMap Asia)
Warna yang akan muncul pada citra akan bersifat medium atau keabu-abuan karena energi pantulan yang sampai ke sensor hanya sebagian (sumber: P.T. ExsaMap Asia)

Dalam satu wilayah dengan jenis vegetasi yang berbeda tekstur akan menghasilkan berbagai jenis gradasi warna dan juga pola atau bentuk yang berbeda juga namun tetap memiliki rentang warna medium yang artinya di pertengahan rentang warna dari hitam gelap ke putih terang.

3.Corner Reflection
Pantulan jenis corner reflector memiliki skema pengembalian sinyal yang paling rapi yaitu hampir mengembalikan semua sinyal pancaran radar karena langsung mengembalikan sinyal ke arah datangnya sinyal radar. Sifat pantulan ini terjadi pada objek-objek yang bersifat padat dan tegak seperti pada wilayah perkotaan yang memiliki bangunan-bangunan atau gedung.

Sejumlah bangunan maupun objek yang berbahan metal menghasilkan banyak area pada citra dengan warna putih cerah dikarenakan sinyal radar yang dipantulkan langsung kembali ke sensor. Akibat warna cerah tersebut, objek bangunan sangat mudah dibedakan dari objek yang lainnya. (sumber: P.T. ExsaMap Asia)
Tampilan warna akibat tidak ada sinyal yang dikembalikan pada Specular Reflector (sumber: P.T. ExsaMap Asia)

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari penjelasan ketiga jenis backscattering pada radar ini yaitu ketika akan melakukan identifikasi atau interpretasi objek permukaan bumi dengan menggunakan citra radar, pengetahuan dasar mengenai jenis objek dan sifatnya dalam menerima sinyal energi radar sangat diperlukan sehingga hal-hal dasar dalam pembedaan masing-masing objek dapat menjadi kunci inetrpretasi sederhana dari berbagai jenis objek yang ada di permukaan, baik di lingkungan perkotaan, perdesaan, hutan ataupun di lapangan yang penuh dengan singkapan-singkapan geologi.

Sekian……

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *