Gelombang SIG-ADISA SMAN 6 Madiun

Gelombang elektromagnetik yang bersumber dari matahari
dan bergerak menuju permukaan bumi dimanfaatkan sebagai dasar pengenalan obyek pada sistem penginderaan jauh pasif. Gelombang yang jatuh pada suatu permukaan obyek akan mengalami beberapa kejadian terhadap gelombang elektromagnetik tersebut. Sebagian dari gelombang elektromagnetik akan dipantulkan oleh permukaan obyek. Sebagian akan dihamburkan ke atmosfer yang berada di atasnya. Sebagian lagi akan diserap dan ditransmisikan ke balik permukaan obyek tersebut sebagai panas.

Nilai pantulan, serapan, dan transmisi banyak dipengaruhi oleh sifat obyek atau benda. Pada benda hitam (black bodies), nilai serapan lebih besar dari pada nilai energi yang dipantulkan. Kebalikannya, pada benda putih, nilai energi yang diserap lebih sedikit daripada energi yang dipantulkan.

Energi yang dihamburkan oleh obyek sangat dipengaruhi oleh tingkat kekasaran permukaan obyek. Pada permukaan obyek yang kasar, dimana tingkat kekasarannya lebih besar dari panjang gelombang yang jatuh pada permukaan tersebut, maka gelombang akan di hamburkan ke segala arah. Gelombang yang jatuh pada permukaan obyek dengan tingkat kekasaran permukaan lebih kecil dari panjang gelombang, maka akan terjadi pemantulan specular.

 

Gambar . Pemantulan, penyerapan, transmisi dan penghaburan gelombang oleh obyek

Kondisi kekasaran dan sudut permukaan obyek mempengaruhi tipe pantulan yang akan terjadi. Beberapa tipe pantulan dapat digambarkan sebagai berikut :

1.    Tipe Specular

Pantulan tipe ini terjadi ketika gelombang elektromagnetik yang datang jatuh pada sebuah bidang datar dengan permukaan yang halus. Sudut pantulan memiliki besaran yang sama dengan sudut datang gelombang elektromagnetik tersebut pada permukaan.

Gambar . Pemantulan tipe specular

2.    Tipe Lambertian (Diffuse)

Pada tipe ini, gelombang elektromagnetik dipantulkan ke segala arah. Pantulan pada tipe ini terjadi ketika gelombang elektromagnetik jatuh pada permukaan yang kasar dengan permukaan yang menghadap ke segala arah.

Gambar . Pemantulan tipe specular

3.    Tipe Corner Reflector

Pantulan gelombang elektromagnetik akan berbalik kembali ke asal sumber gelombang tersebut. Pantulan ini terjadi ketika gelombang elektromagnetik jatuh pada dua bidang datar dan halus yang saling tegak lurus membentuk sudut 90 derajad.

Gambar . Pemantulan tipe corner reflektor

Spektrum gelombang elektromagnetik terbagi menjadi beberapa bagian berdasar pada panjang gelombang tersebut. Beberapa diantaranya adalah saluran audio, saluran radio, saluran gelombang mikro, saluran infra merah, saluran sinar tampak, saluran ultra violet, dan saluran sinar X. Berikut adalah pembagian spektrum gelombang elektromagnetik.

Tabel. Rentangan spektrum dalam penginderaan jauh

Spektrum	λ
g ray	< 0.3 Å
X ray	0.3 Å - 300 Å
Ultraviolet	300 Å – 0.4 µm
Visible	0.4 – 0.7 µm
Near Infrared (NIR)	0.7 – 1.1 µm
Short Wave Infrared (SWIR)	1.1   – 1.35 µm 1.4 – 1.8 µm 2    – 2.5 µm
Mid Wave Infrared (MWIR)	2          – 4 µm 4.5 – 5 µm
Thermal Infrared (TIR)	8 – 9.5 µm 10 – 14 µm
Microwave	1 mm – 1 m

Sumber : Elachi & Zyl, 2006; Schowengerdt, 2007

Sinar gamma dan sinar X jarang digunakan dalam penginderaan jauh sumber daya pada saat ini. Rentangan ultraviolet dimanfaatkan dalam studi permukaan atmosferik sesuai sifatnya yang peka terhadap berbagai hamburan.

Saluran tampak (visible) yang terrentang antara 0.4 – 0.7 µm dimanfaatkan dalam penginderaan jauh sistem fotografik dan satelit. Saluran tampak bermula dari spektrum biru dan berakhir pada spektrum merah. Mata manusia memiliki sensitifitas terhadap rentangan saluran tampak ini. Saluran tampak ini memiliki puncak sensitifitas pada 5.5 µm. Secara detil panjang gelombang tampak ini terbagi sebagai berikut.

Tabel. Rentangan spektrum tampak

Warna	Panjang Gelombang (λ)
Violet	0.390 - 0.455 µm
Biru	0.455 - 0.492 µm
Hijau	0.492 - 0.588 µm
Kuning	0.577 - 0.597 µm
Orange	0.597 - 0.622 µm
Merah	0.622 - 0.780 µm

 Sumber : Mather, 2004

Saluran inframerah merupakan saluran perluasan dalam penginderaan jauh satelit. Sistem penginderaan jauh sumberdaya banyak memanfaatkan saluran ini karena dapat meningkatkan ketajaman interpretasi pada data citra penginderaan jauh. Saluran gelombang mikro berkisar antara 1 mm hingga 1 m. Saluran ini dimanfaatkan untuk sistem radar.

Tabel. Panjang gelombang Mikro pada penginderaan jauh

Saluran	Panjang gelombang
Ka	0.8 - 1.1 cm
K	1.1 – 1.7 cm
Ku	1.7 – 2.4 cm
X	2.4 – 3.8 cm
C	3.8 – 7.5 cm
S	7.5 – 15 cm
L	15 – 30 cm
P	30 – 100 cm

Sumber : Schowengerdt, 2007

Saluran berikutnya adalah saluran radio meliputi wilayah panjang gelombang dengan panjang lebih dari 10 cm atau frekuensi lebih rendah dari 3GHz. Liputan ini sering dimanfaatkan untuk pemancaran radio, radar, serta sounding.

Daftar Pustaka

Elachi, C., Jakob van Zyl. 2006. Introduction to the Physics and Techniques of Remote Sensing, John Wiley & Sons, New Jersey.

Mather, P.M., 2004. Computer Processing of Remotely-Sensed Images, Third Edition, John Wiley & Sons, New Jersey.

Schowengerdt, R.A., 2007. Remote Sensing: Models and Methods for Image Processing, Third Edition, Elsevier Inc. California

Konsep penginderaan jauh sering dihubungkan dengan berbagai teknik menggunakan gelombang elektromagnetik dalam perolehan informasi di permukaan bumi. Radiasi elektromagnetik membawa energi dalam perjalannya. Energi yang tertangkap oleh sensor dipengaruhi oleh bentuk fisik obyek dan kondisi atmosferik. Gelombang elektromagnetik memiliki dua komponen pokok, yaitu komponen elektrik dan komponen magnetik (Mather, 2004).

 

Gambar . Komponen gelombang elektromagnetik

Terdapat beberapa istilah terkait dengan energi dan gelombang elektromagnetik. Energi yang berasosiasi dengan gelombang elektromagnetik tersebut dikenal dengan istilah Radiant Energy. Rata-rata energi yang dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain disebut dengan flux energy. Flux energy diukur dengan menggunakan satuan Watts (W). Rata-rata energi yang dipindahkan oleh gelombang elektromagnetik disebut dengan Radiant Flux. Magnitude dari radiant flux pada suatu satuan permukaan disebut dengan Radiant Flux Density. Radian flux density ini diukur dengan satuan Watts per meter persegi (Wm^-2).

Informasi yang diperoleh melalui gelombang elektromagnetik dapat terkodifikasi dalam frekuensi, intensitas atau polarisasi gelombang elektromagnetik tersebut. Informasi diperoleh dari radiasi secara langsung gelombang elektromagnetik dari sumber benda ke sensor melalui bidang bebas, atau radiasi tidak langsung melalui pantulan, penghamburan, atau radiasi ulang menuju sensor (Elachi & Zyl, 2006).

 

Gambar . Beberapa model perambatan gelombang menuju sensor

Panjang gelombang dan frekuensi dapat memberikan informasi yang sama, oleh karena itu kedua terminologi tersebut sering digunakan secara bersamaan ataupun saling menggantikan satu sama lain (Schowengerdt; 2006). Keterkaitan panjang gelombang dengan frekuensi dapat di formulasikan sebagai berikut.

f=c/λ 

λ=c/f 

T=1/f=λ/c 

Keterangan :

f            : frekuensi (Hz)

λ           : Panjang gelombang

c           : Kecepatan cahaya (299.792.458 m/detik)

T           : waktu yang digunakan gelombang mencapai satu periode

Gambar. Gelombang dengan frekuensi berbeda

Kedua gambar di atas menggambarkan gelombang dengan panjang gelombang yang berbeda. Panjang gelombang A lebih panjang dibandingkan B. Pada satuan waktu yang sama, gelombang A hanya membentuk dua puncak gelombang, sedangkan gelombang B membentuk puncak gelombang yang lebih banyak. Frekuensi dapat dilihat pada jumlah puncak gelombang yang terbentuk pada satu satuan waktu tertentu. Dari gambar tersebut dapat dikatakan gelombang A memiliki frekuensi yang lebih rendah dibandingkan dengan gelombang B. Semakin panjang suatu gelombang, akan semakin rendah frekuensinya.

Panjang gelombang disimbolkan dengan lambda (λ). Panjang gelombang diukur dalam satuan meter (m) ataupun faktor turunannya seperti centimeter (cm), nanometer (nm), mikrometer (µm).

Satuan yang digunakan untuk pengukuran panjang gelombang dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel. Satuan ukuran panjang gelombang

Faktor	Awalan	Simbol
10-18	Atto	a
10-15	Femto	f
10-12	Pico	p
10-9	Nano	n
10-6	Micro	µ
10-3	Mili	m
103	Kilo	K
106	Mega	M
109	Giga	G
1012	Tera	T

Frekuensi diukur dalam satuan Hertz yang disingkat Hz. Frekuensi memiliki hubungan yang terbalik dengan panjang gelombang elektromagnetik. Semakin pendek panjang gelombang elektromagnetik, akan semakin tinggi frekuensi gelombang tersebut. Sebaliknya dengan semakin panjangnya suatu gelombang elektromagnetik, frekuensinya akan semakin rendah. Tabel berikut memberikan gambaran keterkaitan antara panjang gelombang dengan frekuensinya.

 Tabel. Panjang gelombang dan frekuensi

λ	f
0.03Å	1019Hz
0.3 Å	1018Hz
3 Å	1017Hz
30 Å	1016Hz
0.3µ	1015Hz
3 µ	100THz
30 µ	10THz
0.3mm	1THz
3mm	100GHz
30mm	10GHz
0.3m	1GHz
3m	100MHz
30m	10MHz
0.3km	1MHz
3km	100kHz
30km	10kHz
300km	1kHz
3000km	100Hz
30000km	10Hz

Total energi yang dibawa oleh suatu gelombang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut.

E=h.f 

Keterangan :

E           : Total energi pada suatu panjang gelombang

h           : Konstanta Plank ( 6.625 x 10^-34 J s)

f            : frekuensi (Hz)

Energi suatu gelombang akan meningkat sejalan dengan frekuensi. Oleh karena itu energi yang dibawa oleh sinar X jauh lebih besar dibandingkan dengan energi pada sinar tampak atau gelombang radio.

Daftar Pustaka

Elachi, C., Jakob van Zyl. 2006. Introduction to the Physics and Techniques of Remote Sensing, John Wiley & Sons, New Jersey.

Mather, P.M., 2004. Computer Processing of Remotely-Sensed Images, Third Edition, John Wiley & Sons, New Jersey.

Schowengerdt, R.A., 2007. Remote Sensing: Models and Methods for Image Processing, Third Edition, Elsevier Inc. California.