Tag Archives: kombinasi band

Interpretasi Citra Satelit False Color

Interpretasi Citra Satelit False Color – Instrumen satelit mengumpulkan berbagai informasi tentang bumi. Seperti informasi visual, kimia dan sifat fisik. Bahkan, para ilmuwan penginderaan jauh dan insinyur tanpa henti berfikir kreatif untuk mengukur karakteristik dari ruang angkasa, mengembangkan satelit dengan berbagai macam alat untuk mendapatkan informasi dari planet kita. Beberapa metode aktif, pantulan cahaya atau gelombang radio dari bumi dan mengukur energi yang dikembalikan; deteksi cahaya dan LIDAR serta teknologi radar. Namun sebagian besar dari instrumen bersifat pasif; yaitu, mereka merekam cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan oleh permukaan bumi.

Natural dan False Color

Natural dan False Color

Pengamatan ini dapat diubah menjadi peta berbasis data yang mengukur segala sesuatu dari seperti perkembangan tanaman atau kekeruhan. Namun data juga dapat menjadi gambar natural color dan false color. Itu semua tergantung pada proses yang digunakan untuk mengubah pengukuran citra satelit

Melihat Pencahayaan

Jadi, apa ukuran citra satelit dalam menghasilkan sebuah gambar? Mengukur cahaya yang bisa kita lihat dan tidak terlihat. Cahaya merupakan bentuk energi-juga dikenal sebagai radiasi elektromagnetik-yang melalui gelombang-gelombang. Semua perjalanan cahaya pada kecepatan yang sama, namun gelombang tidak semua sama. Jarak antara bagian atas setiap gelombang, panjang gelombang lebih kecil untuk energi tinggi dan lebih lama untuk gelombang energi rendah.

Terlihat cahaya datang dalam panjang gelombang 400-700 nanometer, dengan violet memiliki panjang gelombang terpendek dan merah memiliki panjang gelombang terpanjang. Cahaya inframerah dan gelombang radio memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dan energi yang lebih rendah daripada cahaya tampak, sedangkan sinar ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma memiliki panjang gelombang lebih pendek dan energi yang lebih tinggi.

Interpretasi Citra Satelit False Color

Citra satelit Natural Color (Kiri) dan False Color, yaitu red color (tengah) dan green color (kanan)

Sebagian besar radiasi elektromagnetik yang penting untuk mengamati bumi berasal dari matahari.Ketika sinar matahari mencapai bumi, energi akan diserap, ditransmisikan atau dipantulkan. Setiap permukaan atau objek menyerap, memancarkan dan memantulkan cahaya unik tergantung pada susunan kimiawi nya.Klorofil pada tanaman, misalnya, menyerap cahaya merah dan biru tetapi mencerminkan hijau dan inframerah; ini adalah mengapa daun tampak hijau. Pola  penyerapan dan refleksi yang unik disebut spektral.

Mengamati Panjang Gelombang

Instrumen satelit membawa banyak sensor, masing-masing sesuai untuk kisaran sempit, atau “band” dari panjang gelombang. Melihat output dari hanya satu band yang sedikit seperti melihat dunia dalam nuansa abu-abu. Bintik-bintik terang adalah daerah yang mencerminkan atau memancarkan banyak yang panjang gelombang cahaya, dan daerah gelap mencerminkan atau memancarkan sedikit-jika ada.

Untu menghasilkan gambar citra satelit, para peneliti memilih tiga band dan mewakili masing-masing dengan band red, green atau blue. Karena kebanyakan warna tampak dapat dibuat dengan menggabungkan band red, green, dan blue sebagai representasi warna di dunia.

Sebuah citra satelit natural color menggabungkan pengukuran aktual dari red, green, dan blue. Hasilnya terlihat seperti manusia melihatnya, warna alami.

Sebuah citra satelit false color menggunakan setidaknya satu panjang gelombang nonvisible, meskipun kombinasi band masih diwakili juga dengan band red, green, atau blue. Akibatnya, warna dalam gambar akhir mungkin tidak seperti yang diharapkan (tidak alami). Misalnya, rumput tidak selalu hijau. Kombinasi band false color tersebut mengungkapkan aspek-aspek unik dari tanah atau langit yang mungkin tidak terlihat sebaliknya.

Rangkaian citra satelit Landsat di atas, merupakan wilayah Florida bagian tenggara dan utara Everglades menggambarkan mengapa Anda mungkin ingin melihat dunia dalam false color. Citra natural color menunjukkan hutan hijau tua,  pertanian hijau muda, lahan basah coklat, daerah perkotaan perak (kota Miami). Warna-warna ini mirip dengan apa yang Anda lihat dari pesawat terbang.

Citra kedua (bagian tengah) menunjukkan false color, Near-Infrared (NIR) dan shortwave-infrared (SWIR). Dalam kombinasi false color ini, lahan tanaman yang tertutup adalah hijau terang, air hitam dan bagian tanah terbuka berwarna merah muda. Daerah perkotaan berwarna ungu. Lahan pertanian yang baru dibakar berwarna merah gelap, lahan yang hasil pembakaran yang ebih lama berwarna merah lebih ringan. Sebagian besar lahan pertanian di daerah ini digunakan untuk menanam tebu. Petani membakar tanaman sebelum panen untuk menghilangkan sisa tanaman. Karena tanah terbakar terlihat berbeda dalam jenis citra false color tersebut, adalah mungkin untuk melihat bagaimana petani mengandalkan pembakaran di wilayah ini untuk membersihkan tanamannya yang sudah dipanen.

Citra false color  ini juga memperlihatkan bagaimana air mengalir melalui Everglades Utara. Lahan basah ditunjukkan dengan warna hitam dan biru. Pembedaan ini akan suit dilakukan jika menggunakan citra natural color. Hal ini juga akan memudahkan dalam melihat sejauh mana lahan basah terhadap tanah sekitarnya, karena air terlihat berwarna gelap, dan tutupan lahan berwarna hijau terang.

Citra satelit ketiga (bagian kanan) menunjukkan red color, hasil kombinasi band green, red dan Near-IR. Tanaman merah gelap, karena mereka memantulkan cahaya infrared kuat.Tanaman yang tumbuh cepat lebih mencerminkan inframerah, sehingga mereka berwarna merah cerah. Hal ini berarti citra false color dapat membantu kita melihat seberapa baik tanaman tumbuh dan seberapa padat vegetasi suatu daerah. Air berwarna hitam dan biru, dan daerah perkotaan perak.

Mengamati Cahaya Tampak (Visible Light)

Penggabungan band red, green, dan blue menjadi Natural color pada Danau Issyk Kul, Kyrgyzstan.

Penggabungan band red, green, dan blue menjadi Natural color pada Danau Issyk Kul, Kyrgyzstan.

Blue light (450-490 nanometer) adalah di antara beberapa panjang gelombang yang mencerminkan sisa air yang diserap. Oleh karena itu, band biru berguna untuk melihat fitur permukaan air dan untuk melihat badan air dangkal.

Anda dapat melihat air pada band blue Danau Issyk Kul, Kyrgyzstan, di sebelah kanan bawah. Air terlihat lebih ringan dalam band biru daripada di salah satu band red atau green.

Green light (490-580 nanometer) berguna untuk memantau fitoplankton di laut dan tanaman di darat. Klorofil pada organisme ini menyerap cahaya red dan blue, tetapi memantulkan cahaya green. Sedimen dalam air juga memantulkan cahaya green, sehingga air berlumpur atau berpasir akan terlihat lebih cerah karena memantulkan cahaya baik blue dan green.

Red light (620-780 nanometer) dapat membantu membedakan mineral dan tanah yang mengandung konsentrasi tinggi dari besi atau besi oksida, sehingga bermanfaat untuk mempelajari geologi. Karena klorofil menyerap cahaya merah, band ini biasanya digunakan untuk memantau pertumbuhan dan kesehatan pohon, rumput, semak dan tanaman. Juga, cahaya red dapat membantu membedakan antara berbagai jenis tanaman dalam skala yang luas.

Cahaya tampak

The Operational Land Imager on the Landsat 8 satellite captured the view at left of the Piquiang Fault in northwestern China. The colors reflect rocks that formed at different times and in different environments. Variations in mineral content, vegetation, and water cause patterns of light and dark in the NIR view in the middle. At right, comparing the differences among three SWIR bands highlights the mineral geology surrounding the fault.

Mengamati Infrared

Cahaya Near-IR (NIR) meliputi panjang gelombang antara 700 dan 1.100 nanometer. Air menyerap NIR, sehingga sangat berguna untuk membedakan batas-batas tanah dan air yang tidak terlihat jelas dalam cahaya tampak. Gambar di atas menunjukkan Natural color, NIR dan SWIR pada patahan Piqiang, China. Streambeds dan lahan basah di sudut kiri atas lebih gelap dari sekitarnya lanskap kering karena kandungan air. Tanaman, di sisi lain, mencerminkan NIR cahaya kuat, dan tanaman yang sehat. Selain itu, NIR cahaya dapat menembus kabut, sehingga band ini membantu untuk melihat pada data yang berasap atau kabur.

SWIR cahaya meliputi panjang gelombang antara 1.100 dan 3.000 nanometer. Pengukuran SWIR dapat membantu para ilmuwan memperkirakan berapa banyak air yang terkandung dalam tanaman dan tanah. Band SWIR juga berguna untuk membedakan antara jenis cloud (awan air vs es awan) dan antara awan, salju dan es yang semuanya tampak putih dalam cahaya tampak.

Tanah hasil pembakaran terlihat kuat di band SWIR, sehingga membantu dalam pemetaan kerusakan akibat pembakaran. Api aktif, aliran lava dan fitur panas lainnya “bersinar” di SWIR bagian dari spektrum. Dalam citra patahan Piqiang, berbagai jenis batu pasir dan batu kapur membentuk pegunungan di sekitar patahan. Setiap jenis batuan mencerminkan SWIR cahaya berbeda, sehingga memungkinkan untuk memetakan geologi dengan membandingkan cahaya SWIR yang dipantulkan.Meningkatkan perbedaan halus antara tiga band cahaya yang dipantulkan SWIR memberikan setiap mineral khas, warna cerah.

Midwave-inframerah (MIR) berkisar cahaya dari 3.000 sampai 5.000 nanometer dan yang paling sering digunakan untuk mempelajari radiasi termal yang dipancarkan pada malam hari. Energi MIR juga berguna dalam mengukur suhu permukaan laut, awan dan kebakaran.

Cahaya inframerah – antara 6.000 sampai 7.000 nanometer-sangat penting untuk mengamati uap air di atmosfer. Meskipun uap air membentuk hanya 1-4 persen dari atmosfer, itu adalah gas rumah kaca yang penting. Itu juga merupakan dasar bagi awan dan curah hujan. Uap air menyerap dan memancarkan kembali energi dalam kisaran ini, pengamatan satelit sehingga inframerah dapat digunakan untuk melacak uap air.Pengamatan itu merupakan bagian integral dari pengamatan dan prakiraan cuaca.

Cahaya Thermal  atau gelombang panjang inframerah meliputi panjang gelombang antara 8.000 dan 15.000 nanometer. Sebagian besar energi di bagian spektrum yang dipancarkan (tidak tercermin) oleh Bumi sebagai panas, sehingga dapat diamati baik siang dan malam. Radiasi termal inframerah dapat digunakan untuk mengukur suhu permukaan air dan tanah; ini membuatnya sangat berguna untuk pemetaan panas bumi dan deteksi sumber panas seperti api aktif, flare gas dan pembangkit listrik. Para ilmuwan juga menggunakan cahaya inframerah termal-untuk memantau tanaman. Tanaman aktif yang tumbuh mendinginkan udara di atas mereka dengan melepaskan air melalui evapotranspirasi, begitu ringan termal inframerah membantu ilmuwan menilai berapa banyak air yang digunakan tanaman.

Bagaimana Menafsirkan Secara Umum Citra False Color

Meskipun ada banyak kemungkinan kombinasi dari panjang gelombang band, NASA Earth Observatory biasanya memilih salah satu dari empat kombinasi berdasarkan peristiwa atau fitur untuk data yang dicitrakan.Misalnya, banjir yang terbaik dilihat di SWIR, NIR dan green light karena air berlumpur menyatu dengan tanah berwarna coklat dalam citra natural color. Cahaya SWIR menyoroti perbedaan antara awan, es dan salju yang semuanya putih dalam cahaya tampak.

Empat kombinasi band false color yang paling umum adalah:

1. NIR (red), hijau (biru) dan merah (hijau), yang merupakan kombinasi pita yang digunakan untuk melihat perubahan dalam kesuburan tanaman.

2. SWIR (merah), NIR (hijau) dan hijau (biru), yang merupakan kombinasi sering digunakan untuk menunjukkan banjir atau tanah yang baru saja terbakar.

3. Biru (merah) dan dua band SWIR berbeda (hijau dan biru), yang merupakan kombinasi digunakan untuk membedakan antara salju, es dan awan.

4. Inframerah termal, yang biasanya ditampilkan dalam warna abu-abu untuk menggambarkan suhu.

 

(Sumber: Ejournal.com)