Resolusi Spasial, Temporal, Radiometrik dan Spektral

Suatu image (citra) memiliki keutamaan dalam penginderaan jauh yaitu dengan adanya rentang panjang gelombang (wavelength  band) yang dimilikinya. Beberapa radiasi yang dapat dideteksi dengan sistem penginderaan jarak jauh antara lain : radiasi cahaya matahari atau panjang gelombang dari visible dan near sampai middle  infrared,  panas atau dari distribusi spasial energi panas yang dipantulkan permukaan bumi (thermal), serta refleksi gelombang mikro. Setiap material pada permukaan bumi juga mempunyai reflektansi yang berbeda terhadap cahaya matahari. Sehingga, material-material tersebut akan mempunyai resolusi yang berbeda pada setiap band panjang gelombang.

Piksel adalah sebuah titik yang merupakan elemen palong kecil pada citra satelit. Angka numerik (1 byte) dari piksel disebut Digital Number (DN). Digital Number bisa ditampilkan dalam warna kelabu, berkisar antara putih dan hitam (greyscale), tergantung level energi yang terdeteksi. Piksel yang disusun dalam order yang benar akan membentuk sebuah citra.

a. Resolusi Citra Satelit

Berdasarkan resolusi yang digunakan, citra hasil penginderaan jarak jauh bisa dibedakan atas (Jaya, 2002) :

1) Resolusi spasial

Merupakan ukuran terkecil dari suatu bentuk (feature) permukaan bumi yang bisa dibedakan dengan bentuk permukaan di sekitarnya, atau sesuatu yang ukurannya bisa ditentukan. Kemampuan ini memungkinkan kita untuk mengidentifikasi (recognize) dan menganalisis suatu objek di bumi selain mendeteksi (detectable) keberadaannya.

2) Resolusi spektral

Merupakan dimensi dan jumlah daerah panjang gelombang yang sensitif  terhadap sensor.

3) Resolusi radiometrik

Merupakan ukuran sensitivitas sensor untuk membedakan aliran radiasi (radiation flux) yang dipantulkan atau diemisikan suatu objek oleh permukaan bumi.

4) Resolusi Temporal

Merupakan frekuensi suatu sistem sensor merekam suatu areal yang sama (revisit). Seperti Landsat TM yang mempunyai ulangan setiap 16 hari, SPOT 26 hari dan lain sebagainya.

Karakteristik pantulan spektral dari vegetasi dipengaruhi oleh kandungan pigmen daun, material organik, air dan karakteristik struktural daun seperti bentuk daun dan luas daun (Huete and Glenn, 2011). Karakteristik pantulan spektral dari vegetasi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu pada bagian spektrum tampak dan pada bagian spektrum inframerah dekat / Near Infra Red.

Pada bagian spektrum tampak, vegetasi memiliki nilai pantulan relatif rendah pada spektrum biru dan merah dengan puncak minor pada spektrum hijau (Mather, 2004). Pantulan spektral yang rendah pada spektrum biru dan merah disebabkan karena vegetasi menyerap banyak energi pada kedua spektrum tersebut. Energi pada spektrum tersebut digunakan untuk aktifitas photosintesis pada daun (Song, 2011). Jumlah energi yang terserap pada kedua spektrum tersebut mencapai 70% hingga 90% dari total energi yang datang ke permukaan daun. Relatif lebih rendahnya pantulan spektral pada spektrum biru dan merah dibandingkan pada spektrum hijau, memberi efek visualisasi warna hijau pada daun tersebut. Daun nampak berwarna hijau oleh mata, karena kemampuan mata dalam menangkap spektrum elektromagnetis berada pada spektrum tampak saja.

Pantulan spektral meningkat secara drastis pada rentangan spektral antara 0.65 hingga 0.76 µm. Zona rentangan spektral pada pola spektral vegetasi ini disebut dengan istilah titik batas merah (red edge point).

Pada rentangan spektrum infra merah dekat, yang juga merupakan bagian kedua dari karakteristik pola spektral vegetasi, memiliki pantulan spektral yang relatif tinggi. Pantulan spektral yang tinggi ini terrentang antara 0.76-1.35 µm. Selanjutnya pada rentangan 1.35-2.5 µm pantulan spektral dipengaruhi oleh struktur internal daun. Faktor pengaruh yang dominan terhadap pantulan spektral pada rentangan 1.35-2.5 µm ini adalah banyak sedikitnya kandungan air pada lembar daun tersebut.

Gambar . Pola spektral beberapa jenis vegetasi

Kebanyakan citra satelit yang belum diproses, disimpan dalam bentuk grayscale, yang merupakan skala warna dari hitam ke putih dengan derajat keabuan yang bervariasi. Untuk penginderaan jauh, skala yang dipakai adalah 256 shade grayscale, dimana nilai 0 menggambarkan hitam, nilai 255 putih. Untuk citra muktispektral, masing-masing piksel mempunyai beberapa DN, sesuai dengan jumlah band yang dimiliki. Misalnya, untuk Landsat 7, masing-masing piksel mempunyai 7 DN dari 7 band yang dimiliki. Citra bias ditampilkan untuk masing0masing band dalam bentuk hitan putih maupun kombinasi 3 band sekaligus, yang disebut color composites. Citra sebagai dataset, bisa dimanipulasi menggunakan algorithm (persamaan matematis). Manipulasi bisa merupakan pengkoreksian error, pemetaan kembali data terhadap suatu referensi geografi tertentu, ataupun mengekstrak informasi yang tidak langsung terlihat dari data. Data dari dua citra atau lebih pada lokasi yang sama dikombinasikan secara matematis untuk membuat composite dari beberapa dataset. Produk data ini, disebut derived products, yang bisa dihasilkan dengan beberapa penghitungan matematis atas data numerik mentah (DN) (Puntodewo, dkk, 2003).