Data Penelitian Data, Hardware, Software dan Alat

9

2.2 Data, Hardware, Software dan Alat

2.2.1 Data Penelitian

Data primer yang dipergunakan adalah: 1 Citra ALOS PALSAR Provinsi Sumatera Utara liputan Juni tahun 2009 dengan resolusi spasial 50 meter dan 6,25 meter dan resolusi radiometric 16 bits per piksel. Citra ALOS PALSAR yang digunakan merupakan citra yang telah ortho rektifikasi; dan 2 data hasil pengukuran tegakan hutan pada lokasi penelitian. Sedangkan data sekunder terdiri dari Peta Rupa Bumi Indonesia skala 1 : 50.000 dan Peta Penunjukan Kawasan Hutan Provinsi Sumatera Utara skala 1 : 250.000. Citra ALOS PALSAR resolusi 6,25 meter dan resolusi 50 meter dengan polarisasi HH dan HV disajikan pada Gambar 3 dan Gambar 4. Citra ALOS PALSAR yang digunakan pada penelitian ini merupakan citra radar yang menggunakan gelombang mikro. Berdasarkan sifat sumber energi elektromagnetik yang digunakan, radar merupakan penginderaan jauh aktif active remote sensing yang memanfaatkan microwave dengan panjang gelombang antara 1 mm sampai dengan 1 m. Pada Tabel 1 disajikan tata nama band dan frekuensi yang digunakan pada radar. Tabel 1 Frekuensi standard dan tata nama band radar. Tata nama band yang umum digunakan dan yang digunakan yang digunakan NATO Band Frekuensi GHz Band NATO Frekuensi GHz UHF L S C X Ku J K Ka Q 0.3 – 1 1 – 2 2 – 4 4 – 8 8 – 12 12 – 18 18 – 27 27 - 40 B C D E F G H I J K 0.25 – 0.5 0.5 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 6 6 – 8 8 – 10 10 – 20 20 – 40 Sumber: Hoekman 1990 10 a b Gambar 3 Citra ALOS PALSAR resolusi 6,25 meter, a polarisasi HH dan b polarisasi HV 11 a b Gambar 4 Citra ALOS PALSAR resolusi 50 meter, a polarisasi HH dan b polarisasi HV 12 Sifat sistem radar Sifat sistem radar dipengaruhi oleh: 1 Panjang gelombang dan kemampuan daya tembusnya terhadap atmosfer dan permukaan tanah, dan 2 Sudut depresi antena merupakan salah satu aspek geometrik pada citra radar dan penyebab terjadinya efek backscatter radar, efek bayangan pada objek Purwadhi 2001. Daya tembus terhadap atmosfer paling baik pada panjang gelombang yang lebih besar karena tidak terpengaruh hambatan atmosfer, sedangkan daya tembus terhadap permukaan tanah tergantung panjang gelombang dan konstanta dielektrik objeknya. Daya tembus besar pada panjang gelombang lebih besar dan material penutup kurang dari 110 panjang gelombangnya biasanya sekitar 2-3 meter, daya tembus kecil pada konstanta dielektrik tinggi objek yang kelembabannya tinggi. Panjang gelombang radar lebih dari 3 cm hanya sedikit berpengaruh oleh awan, kabut tebal, asap dan kabut tipis, dan hanya panjang gelombang yang besar yang benar-benar mampu menembus hujan lebat. Pada panjang gelombang yang lebih kecil, pantulan radar oleh tetes-tetes air masih dapat berpengaruh sehingga memberikan faktor gangguan yang sangat tinggi. Panjang gelombang yang lebih besar akan menghasilkan informasi yang jauh lebih sedikit mengenai kekasaran permukaan vegetasi dibandingkan panjang gelombang yang lebih kecil, tetapi panjang gelombang yang lebih besar akan banyak memberikan informasi mengenai kondisi medan. Di bidang kehutanan, panjang gelombang yang kecil lebih disukai, sedangkan para ahli tanah dan geologi biasanya lebih menyukai panjang gelombang yang lebih besar, karena akan diperoleh lebih banyak informasi yang relevan Howard 1996. Ukuran backscatter dari objek sama seperti reflectance dalam sistem optik adalah rasio antara sinyal emisi dengan sinyal yang diterima dan akan berlainan tergantung kepada jenis objeknya. Nilai ini sering disebut sebagai nilai radar cross section σ o dan dinyatakan dalam besaran desibel db. Intensitas atau kekuatan gelombang radar yang diterima kembali oleh sensor backscatter menentukan karakteristik spektral objek citra radar. Sebagai bagian dari dari topografi, kekasaran permukaan adalah sifat terrain yang paling berpengaruh terhadap nilai backscatter objek, tergantung kepada panjang 13 gelombang dan sudut pandang sensor. Sebuah permukaan dapat terlihat kasar apabila perbedaan tinggi mendekati panjang gelombangnya. Permukaan halus akan terlihat gelap sedangkan permukaan kasar akan terlihat cerah pada citra radar, hal ini merupakan perilaku scattering gelombang radar. Intensitas atau kekuatan gelombang pantulan pada citra radar dipengaruhi sifat objek dan sifat sistem radarnya Purwadhi 2001. Pada penelitian ini akan dikaji pengaruh sifat objek terhadap nilai backscatter pada citra radar ALOS PALSAR. Tiga tipe backscatter yang dikenal adalah surface scattering, volume scattering, dan corner reflector. Jika permukaan objek seragam maka akan terjadi surface scattering backscatter permukaan dan surface scattering dapat terjadi dalam bentuk specular reflector pantulan cermin atau diffuse reflector pantulan baur tergantung dari panjang gelombang dan kekasaran permukaan objek. Pantulan baur yaitu pantulan kesegala arah termasuk yang kembali ke sensor yang menyebabkan rona cerah, hal ini terjadi pada objek yang memiliki permukaan kasar seperti daerah bebatuan, vegetasi yang heterogen dan air dengan ombak besar. Pantulan cermin specular reflector yaitu arah pantulan berlawanan dengan arah datangnya gelombang atau sensor menyebabkan rona gelap, hal ini terjadi pada objek yang memiliki permukaan halus, seperti permukaan air tenang, permukaan tanah yang diratakan atau diperkeras. Jika permukaan objek dengan dielektriknya tidak seragam maka akan terjadi volume scattering dimana gelombang radar penetrasi menembus permukaan dan pantulan gelombangnya berasal dari objek yang berada dibawah permukaan. Corner reflector atau pantulan sudut terjadi sebagai hasil dari bentuk sudut objek alami maupun objek buatan. Pantulan sudut menyebabkan pantulan gelombang kembali ke arah sensor yang menyebabkan rona sangat cerah. Objek yang bersudut siku-siku seperti gedung bertingkat dan lereng terjal. Tipe-tipe backscatter disajikan pada Gambar 5. 14 Pantulan cermin backscatter rendah Pantulan baur backscatter tinggi corner reflector pantulan sudut volume scattering Gambar 5 Tipe backscatter Smith 2006. Kondisi topografi permukaan bumi sangat mempengaruhi backscatter. Variasi lokal medan mengakibatkan sudut datang gelombang radar yang berbeda- beda. Variasi topografi mengakibatkan backscatter pada lereng yang menghadap ke sensor akan memantulkan gelombang yang lebih besar dibandingkan lereng sebaliknya, atau lereng yang membelakangi sensor. Kekuatan gelombang pantulan karena pengaruh kondisi topografi biasanya dikatakan sebagai efek geometri sensor radar terhadap medan. Kekuatan backscatter mempengaruhi rona pada citra radar. Citra radar bagian lereng depan akan lebih cerah dibandingkan dengan bagian lereng yang membelakangi sensor. Fisiognomi vegetasi berkayu sangat berpengaruh terhadap rona, dan tekstur citra radar yang terekam. Seringkali batas citra pada formasi tanaman, dan kadang-kadang juga batas subformasi atau tipe hutan dapat diidentifikasi secara tepat serta didelineasi, tergantung pada panjang gelombang radar yang digunakan, perekaman dapat berupa sinyal campuran yang dihasilkan oleh kekasaran permukaan tajuk pepohonan, vegetasi dibawahnya understory, dan juga tekstur medan, yang kadang-kadang juga menyebabkan stratum kanopi utama justru tidak mempunyai pengaruh terbesar Howard 1996. 15 ALOS PALSAR Advanced Land Observing Satelite ALOS adalah satelit milik Jepang yang merupakan satelit generasi lanjutan dari Japanese Earth Resources Satellite-1 JERS-1 dan Advanced Earth Observing Satellite ADEOS yang dilengkapi dengan teknologi yang lebih maju. Satelit ALOS diluncurkan pada tanggal 24 Januari 2006 dengan menggunakan roket H-IIA milik Jepang dari stasiun peluncuran Tanegashima Space Center. Satelit ini di desain untuk dapat beroperasi selama tiga sampai lima tahun, dilengkapi dengan tiga instrumen penginderaan jauh yaitu Panchromatik Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping PRISM dengan resolusi spasial 2,5 m yang dirancang untuk memperoleh data Digital Terrain Model DTM, Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type-2 AVNIR-2 dengan resolusi spasial 10 m untuk pemantauan tutupan lahan secara lebih tepat, dan Phased – Array type L-band Synthetic Apeture Radar PALSAR untuk pemantauan semua kondisi cuaca pada siang dan malam hari. Tabel 2 Karakteristik PALSAR Mode Fine ScanSAR Polarimetric Experimental mode1 Center Frequency 1270 MHzL-band Chirp Bandwidth 28MHz 14MHz 14MHz,28MHz 14MHz Polarization HH or VV HH+HV or VV+VH HH or VV HH+HV+VH+VV Incident angle 8 to 60deg. 8 to 60deg. 18 to 43deg. 8 to 30deg. Range Resolution 7 to 44m 14 to 88m 100m 24 to 89m multi look Observation Swath 40 to 70km 40 to 70km 250 to 350km 20 to 65km Bit Length 5 bits 5 bits 5 bits 3 or 5bits Data rate 240Mbps 240Mbps 120Mbps,240Mb ps 240Mbps NE sigma zero 2 -23dB Swath Width 70km -25dB -29dB -25dB Swath Width 60km SA 2,3 16dB Swath Width 70km 21dB 19dB 21dB Swath Width 60km Radiometric accuracy scene: 1dB orbit: 1.5 dB Sumber: Jaxa 2006 16 Sensor PALSAR Phased Array Type L-band Synthetic Aperture Radar adalah sensor microwave yang aktif dengan menggunakan gelombang L-band yang dapat menembus lapisan awan dan dapat mengobservasi siang dan malam hari. Sensor PALSAR yang dipasang pada satelit ALOS, merupakan pengembangan lebih lanjut sensor SAR synthetic aperture radar yang dibawa oleh satelit pendahulunya JERS-1. Melalui salah satu mode observasinya, yaitu ScanSAR sensor ini memungkinkan untuk melakukan pengamatan permukaan bumi dengan cakupan area 250 km hingga 350 km. Hal ini merupakan cakupan pengamatan tiga sampai lima kali lebih luas dibandingkan citra SAR konvensional. Karakeristik PALSAR dapat dilihat pada Tabel 2.

2.2.2 Hardware, Software dan alat