Citra multispektral (Multispectral Imaging) adalah salah satu bagian dari penginderaan jauh (remote sensing) atau inderaja. Penginderaan jauh sendiri adalah adalah suatu proses untuk mendeteksi dan memonitor dari kejauhan karakteristik fisik dari suatu area atau objek dengan mengukur radiasi yang dipantulkan atau dilepaskan. Sedangkan pencitraan multispektral adalah citra dari objek pada rentang panjang gelombang tertentu. Pencitraan multispektral pada penginderaan jauh dapat dianalogikan dengan mem-foto area tertentu di bumi dari ketinggian. Hanya saja, diperlukan beberapa sensor yang peka terhadap gelombang elektromagnetik pada rentang tertentu. Sensor-sensor tersebut dapat dipasang melalui berbagai wahana, misalnya pesawat terbang, drone, maupun satelit.
Satelit untuk pencitraan multispektral
Dua satelit citra multispektral misalnya LANDSAT dan SENTINEL. LANDSAT merupakan satelit milik NASA dan USGS (US Geological Survey). Sedangkan SENTINEL adalah milik ESA (European Space Agency). LANDSAT pertama kali diluncurkan tanggal 23 Juli 1972 (LANDSAT 1). Sekarang Satelit LANDSAT 7 dan 8 masih aktif. Satelit-satelit SENTINEL yang merupakan bagian dari program Copernicus milik ESA, masih relatif baru. Pertama kali diluncurkan tahun 2014.
Sensor-sensor multispektral yang dibawa satelit-satelit tersebut adalah sensor pasif. Artinya, sensor tersebut hanya menangkap spektrum hasil pantulan cahaya matahari yang mengenai suatu objek di bumi. Semua benda memiliki karakteristik berbeda dalam menyerap atau memantulkan sinar matahari. Karakteristik inilah yang menjadi kunci penting pada pencitraan multispektral.
Untuk itu pula, satelit harus mengikuti bagian bumi yang sedang tersinari matahari. Orbit yang memungkinkan objek angkasa mengikuti bagian bumi yang tersinari matahari disebut orbit sun-synchronous.
Rentang panjang Gelombang pada pencitraan multispektral
Setiap wahana membawa sensor-sensor dengan rentang panjang gelombang tertentu. Pada umumnya panjang gelombang mencakup rentang cahaya tampak beberapa nanometer lebih panjang. Misalnya inframerah-dekat (Near Infrared, NIR) dan inframerah-gelombang pendek (Short Wave Infrared, SWIR).
Baca juga artikel tentang cahaya berikut ini
Untuk apa kegunaan pencitraan multispektral?
Foto yang dihasilkan kamera terbatas pada panjang gelombang cahaya tampak, seperti halnya mata manusia. Fungsi pencitraan multispektral misalnya analisa vegetasi, pertanian, kualitas air, kualitas lingkungan, kualitas tanah, geologi dan sebagainya.
Sebagai contoh sederhana, gambar satelit pada google earth (dan google maps) adalah apa yang mata manusia lihat. Gabungan spektrum-spektrum multispektral memungkinkan analisa lebih detail.
Apakah citra satelit LANDSAT dan SENTINEL dapat di download gratis?
Bisa. Citra satelit LANDSAT (dalam bentuk raw) dan dalam level koreksi berbeda dapat di download di website USGS ini. Anda perlu mendaftar dulu (gratis) kemudian memilih data berdasarkan lokasi. Untuk studi yang memerlukan citra dengan resolusi lebih detail, terdapat citra satelit-satelit lain yang dapat dibeli.
Contoh hasil pengolahan citra multispektral
Gambar 1 adalah hasil pengolahan sederhana dari citra satelit LANDSAT 1 (Gambar 2) ber-resolusi 80 meter. Tahukah anda daerah manakah gambar tersebut? Gambar tersebut adalah sebagian daerah Jawa Timur yang di foto oleh satelit LANDSAT 1 pada tanggal 27 September 1972. Benar, hampir 49 tahun yang lalu dari artikel ini ditulis. Terlihat indah bukan?
Pada gambar tesebut terlihat jelas perbedaan warna mencolok pada pengunungan, laut, perkotaan dan lain-lain. Sedimen laut sepanjang selat Madura misalnya, terlihat jelas pula.
Secara umum unsur warna merah adalah menunjukkan vegetasi rindang, warna gelap adalah perairan (laut, danau sungai)
Citra satelit pada Gambar 1 tersebut dibuat dengan memetakan dan menggabungkan tiga spektrum berbeda di tiga spektrum cahaya tampak, yaitu merah, hijau, biru. Spektrum tersebut adalah NIR, cahaya merah dan cahaya hijau. Sensor multispektral pada LANDSAT 1 memang masih sederhana. LANDSAT 1 memiliki empat sensor berbeda, yaitu NIR 2, NIR 1, merah dan hijau. Masing-masing rentang panjang gelombang sensor-sensor tersebut masih cukup lebar dibandingkan generasi penerusnya.
Contoh lain hasil pengolahan citra multispektral
Gambar 3 adalah ilustrasi satelit LANDSAT 5 yang aktif dari tahun 1984 sampai 2013. Satelit ini memiliki sensor lebih banyak dan rentang panjang gelombang lebih sempit dan spesifik. Contoh kali ini adalah bagian lain di Propinsi Jawa Timur. Gambar 4 adalah penggabungan spektrum NIR, merah dan hijau, sedangkan Gambar 5 adalah penggabungan spektrum SWIR 2, NIR dan hijau. Gambar 6 adalah penggabungan spektrum SWIR 2, SWIR 1 dan biru. Dengan membedakan masing masing kombinasi, apakah anda dapat menarik kesimpulan dan mendapatkan informasi tertentu? Pada gambar mana anda dapat membedakan perkotaan, hutan pegunungan, tanah kosong tanpa vegetasi, persawahan, perairan (sungai, tambak, danau atau laut dangkal dan dalam) dan lainnya?
Tahukah anda dimana kota Surabaya dan Malang? Apa beda kedua kota tersebut di tahun 1994 (Gambar 4-6) dan 1972 (Gambar 1)?
Seperti apa wujud citra spektral tunggal dan bagaimana cara mengolah data untuk tujuan tertentu?
Secara sederhana, citra multispektral dapat dilihat sebagai gambar hitam putih pada masing masing spektrum sensor. Semakin hitam warna yang terekam, semakin rendah lemah intensitas spektrum yang terekam. Artinya objek menyerap gelombang cahaya pada rentang tersebut. Semakin terang, semakin besar intensitas cahaya yang dipantulkan dan direkam oleh sensor.
Pembahasan lebih detail mengenai pencitraan multispektral dan pengolahan data sederhana sebagai bagian dari disiplin ilmu penginderaan jauh, akan dilanjutkan pada artikel selanjutnya.
Lihat juga:
