Pengantar Penginderaan Jauh

Penginderaan Jauh (Remote Sensing) adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan atau mempelajari sesuatu tanpa melakukan kontak aktual dengan objek yang diteliti. Ini meliputi membuat pengukuran sifat fisik suatu obyek dari jarak jauh. teknologi satelit adalah contoh penginderaan jauh, karena sensor satelit dirancang untuk mempelajari pantulan energi dan energi yang dipancarkan dari Bumi. Menggunakan data yang ditransmisikan dari satelit di orbit mengelilingi bumi, seseorang yang berada di stasiun penerima di permukaan bumi dapat mengukur sifat bumi tanpa harus benar-benar pergi ke daerah yang akan diamati dan membuat pengukuran.

Radiasi Elektromagnetik

Radiasi elektromagnetik adalah dasar untuk semua penginderaan jauh dari Bumi. Radiasi adalah energi yang dipancarkan dalam gelombang dari oleh semua zat-zat yang tidak di nol mutlak (-273 derajat celcius atau -459 derajat Fahrenheit). Gelombang energi radiasi bukan objek material. Meskipun tidak memiliki massa, gelombang mampu mengirimkan energi dari satu tempat ke tempat lain. Gelombang radiasi elektromagnetik dapat dianggap sebagai pola gangguan medan elektromagnetik. Sebagai gelombang radiasi melewati bidang ini energi berfluktuasi naik dan turun dalam pola teratur. Pola pengulangan gelombang dan istilah yang menggambarkannya diilustrasikan dalam gambar di bawah ini.

Low Frekuensi

High Frequensi

Gelombang elektromagnetik dapat dicirikan dengan amplitudonya, panjang gelombang, dan frekuensi. Sebuah puncak (atau bubungan) adalah perpindahan ke atas maksimum gelombang, palung adalah perpindahan ke bawah maksimal. Amplitudo mengukur besarnya gelombang dan mengacu pada jumlah perpindahan yang terjadi di dalamnya. Panjang gelombang dari gelombang diukur sebagai jarak antara dua lembah berturut-turut atau puncak. Frekuensi gelombang ditentukan oleh jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam waktu periode tertentu. Semua jenis perjalanan energi elektromagnetik pada kecepatan yang sama (kecepatan cahaya). Dalam kasus panjang gelombang pendek, gelombang lebih mampu melewati sebuah titik dalam periode waktu tertentu. Dengan demikian, panjang gelombang lebih pendek menghasilkan gelombang frekuensi tinggi dan panjang gelombang lagi memproduksi gelombang frekuensi rendah.
Spektrum elektromagnetik adalah kontinum dari semua jenis radiasi elektromagnetik (gambar bawah). Pada spektrum, masing-masing jenis energi dipesan sesuai panjang gelombang. sinar Gamma dan sinar-X ditemukan pada akhir spektrum dengan panjang gelombang terpendek. X-mungkin akrab bagi Anda sinar jika Anda pernah mengalami pemeriksaan sinar-X di rumah sakit atau kantor gigi. Pada akhir lagi panjang gelombang spektrum terdapat gelombang radio, tanpa ini tidak akan ada siaran televisi dan radio. mata Anda mendeteksi sebagian kecil dari spektrum yang disebut cahaya tampak, sementara kita merasa radiasi infra merah sebagai panas. Kami menggunakan radiasi gelombang mikro untuk memasak makanan, dan radiasi ultraviolet dari matahari adalah apa yang menyebabkan kulit terbakar, dan mungkin kanker kulit.

Spektrum elektromagnetik

Emisi Radiasi Elektromagnetik

Radiasi yang dipancarkan (yang dilepaskan) oleh semua benda yang tidak Absolute Zero. Radiasi yang dipancarkan (diberikan off) dengan semua objek yang tidak nol mutlak. Benda tidak selalu memancarkan radiasi hanya dalam satu panjang gelombang, sebaliknya, kebanyakan memancarkan energi dalam rentang panjang gelombang spesifik, sering disebut sebagai spektrum objek. Suhu suatu benda menentukan karakteristik spektrum energi radiasi tersebut. Sebuah objek dengan suhu permukaan yang sangat tinggi akan memancarkan radiasi energi yang sangat tinggi pada panjang gelombang pendek, sementara benda dingin akan memancarkan spektrum energi yang lebih rendah pada panjang gelombang panjang. Hubungan antara panjang gelombang emisi maksimum dan suhu permukaan dapat dinyatakan oleh persamaan dalam gambar di bawah ini. Oleh karena itu, matahari, dengan suhu permukaan sekitar 6000 K, memiliki emisi maksimum pada panjang gelombang 0,48 mikron, ini termasuk dalam kisaran cahaya tampak. Di sisi lain, Bumi dingin, dengan suhu permukaan sekitar 300 K, mempunyai emisi maksimum pada 9.4 mikron. Ini termasuk dalam kisaran panjang gelombang inframerah.

Gambar di bawah ini adalah grafik yang membandingkan spektrum emisi dari matahari dan Bumi. Tiga kurva pada grafik mewakili spektrum bumi, matahari, dan energi matahari di bumi. emisi bumi terutama di bagian jangka panjang gelombang spektrum inframerah (seperti yang diramalkan oleh persamaan dalam gambar di atas). Bagian dari spektrum ini dikenal sebagai termal inframerah karena tergantung pada suhu permukaan ini memancarkan radiasi. sensor satelit yang mendeteksi radiasi inframerah pada panjang gelombang ini dapat digunakan untuk mempelajari sifat termal dari bumi dan atmosfer.
Dalam gambar di bawah ini, perhatikan bahwa intensitas emisi aktual matahari jauh lebih besar pada panjang gelombang daripada emisi bumi. Sebagai radiasi matahari perjalanan melalui ruang, bagaimanapun, mayoritas emisi matahari tetap di bagian terlihat spektrum. Matahari juga memancarkan kuat di bagian panjang gelombang pendek dari spektrum inframerah. Radiasi ini, yang dikenal sebagai near infrared, meliputi pantulan energi matahari bersama dengan radiasi termal. sensor satelit yang mendeteksi radiasi visible dan near-infrared dapat mengukur jumlah energi matahari terpantul, serta energi radiasi oleh bumi dan awan.

Spektrum Matahari dan Radiasi Bumi

Radiasi Yang Diterima Bumi

Bumi dianggap sebagai permukaan buram, dengan kata lain, tidak memungkinkan cahaya melewatinya. Ketika radiasi menabrak permukaan yang buram, seperti batuan padat, itu sebagian akan diserap atau dipantulkan oleh batuan (sisi kiri gambar di bawah ini). Albedo dari permukaan mengungkapkan fraksi Visibel radiasi yang dipantulkan dari permukaan. Objek seperti salju baru saja turun atau awan tebal memiliki Albedo sangat tinggi. Bila dilihat dari angkasa, benda-benda ini sangat cerah karena mereka memantulkan sejumlah besar radiasi matahari yang masuk. Hutan dan tanah gelap memiliki albedo yang rendah (yaitu, mereka refleksi radiasi terlihat), karena itu, mereka terlihat gelap. Tabel di bawah adalah daftar dari fitur-fitur umum albedo yang banyak di permukaan bumi dan atmosfer. Sebuah objek benar-benar hitam, dengan albedo bernilai 0, akan muncul sebagai "black hole", dan Anda akan melihat tidak ada fitur-fiturnya kecuali profilnya.

Karakteristik Material gelap dan transparan

Clouds		Surface Features -- bare areas/soils
Cumulonimbus, besar dan tinggi	92	Snow, freshly fallen Snow, 3 to 7 days old	75-90 40-70
Cumulonimbus, small tops at 6km	86	White Sands, New Mexico Sand dune, dry	60 35-45
Cirrostratus, thick, with lower clouds	74	Soil, dry light sand Soil, dry clay or gray	25-45 20-35
Cumulus with stratocumulus	69	Sand dune, wet	20-30
Stratocumulus	68	Concrete, dry	17-20
Stratus, thick (0.5 km), over ocean	64	Soil, moist gray Soil, dark	10-20 5-15
Stratocumulus Masses, with cloud sheet, over ocean	60	Road, blacktop Vegetative zones	5-10
Stratus, thin, over ocean	42	Desert	25-30
Cirrus, alone, over land	36	Savanna, dry season	25-30
Cirostratus, alon, over land	32	Crops Savanna, wet season	15-25 15-20
Cumulus, fair weather Water Features	29	Tundra Chaparral Meadows, green	15-20 15-20 10-20
Sunglint on Gulf of Mexico	17	Forest, deciduous	10-20
Lake, Great Salt Lake, Utah	9	Forest, coniferous	5-15
Ocean, Gulf of Mexico	9
Ocean, Pacific	7

Tabel. Perkiraan albedo untuk berbagai fitur pada citra satelit Visible

(Albedo dinyatakan sebagai persentase cahaya yang dipantulkan oleh permukaan)

Seperti sebuah obyek, yang dapat menyerap radiasi pada semua panjang gelombang, disebut Black Body. Karena tidak ada objek yang menyerap semua cahaya yang menerpanya, Black Body tidak terjadi di alam. Namun, para ilmuwan menggunakan konsep Black Body untuk mempelajari teori radiasi.