Pengindraan jauh

Pengindraan jauh (disebut juga pengindraan jarak jauh) atau disingkat menjadi indraja (bahasa Inggris: remote sensing) adalah pengukuran atau akuisisi data suatu objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau dari jarak jauh, misalnya dari pesawat, pesawat luar angkasa, satelit, dan kapal. Alat yang dimaksud adalah pengindra yang dipasang pada wahana seperti pesawat terbang dan satelit. Objek yang diindra bisa berupa objek di permukaan bumi, di dirgantara/langit, ataupun di antariksa/ruang angkasa.
Pengindraan jauh meliputi dua proses utama, yaitu pengumpulan data dan analisis data. Pengumpulan data meliputi (1) sumber energi, (2) rambatan energi melalui atmosfer, (3) interaksi energi dengan penampakan di muka bumi, (4) pengindra wahana pesawat terbang/satelit, serta (5) hasil pembentukan data dalam bentuk gambar ataupun numerik. Analisis data meliputi (1) pengujian data dengan alat pengamatan/interpretasi dengan data rujukannya, (2) penyajian dalam bentuk peta, tabel, atau bahasan tertulis, serta (3) pemanfaatan dalam pengambilan keputusan.
Pada masa modern, istilah pengindraan jauh dibedakan dengan pengindraan lainnya seperti pengindraan medis atau fotogrametri. Walaupun semua hal yang berhubungan dengan astronomi sebenarnya adalah penerapan dari pengindraan jauh (pengindraan jauh yang intensif), istilah pengindraan jauh umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan terestrial dan pengamatan cuaca.
Indraja mempunyai istilah dalam bahasa asing, seperti bahasa Inggris remote sensing, bahasa Prancis télédétection, bahasa Jerman Fernerkundung, bahasa Portugis sensoriamento remota, bahasa Spanyol percepcion remote, dan bahasa Rusia distangtionaya.
Kajian pengindraan jauh modern muncul seiring perkembangan teknologi penerbangan. Fotografer Prancis, G. Tournachon atau lebih dikenal dengan panggilan Nadar, membuat foto udara Kota Paris menggunakan balon udaranya pada tahun 1858. Foto udara awal juga diambil dengan bantuan burung merpati, layang-layang, atau roket sederhana.
Pada mulanya, fotografi udara sistematis dikembangkan untuk kebutuhan pengawasan militer dan tujuan pengintaian ketika terjadi Perang Dunia I dan mencapai puncaknya selama perang dingin berlangsung dengan menggunakan pesawat tempur yang telah dimodifikasi seperti pesawat tipe P-51, P-38, RB-66, dan F-4C.
Perkembangan yang lebih baru ialah penggunaan wadah sensor dengan ukuran lebih kecil yang menguntungkan untuk meminimalkan modifikasi badan pesawat. Perkembangan berikutnya adalah teknologi pencitraan mencakup penggunaan inframerah, konvensional, Doppler, dan radar apertur sintetis (synthetic-aperture radar).
Perkembangan satelit buatan pada paruh kedua abad ke-20 memungkinkan pengindraan jauh berkembang ke skala global pada akhir Perang Dingin. Instrumentasi di berbagai satelit pengamat Bumi dan cuaca memungkinkan menyediakan pengukuran secara global dari berbagai data untuk keperluan sipil, penelitian, dan militer. Wahana antariksa ke planet lain juga telah memberikan kesempatan untuk melakukan studi pengindraan jauh di lingkungan luar angkasa, seperti halnya radar bukaan sintetis pada bagian atas pesawat ruang angkasa Magellan berhasil menampilkan peta topografi planet Venus secara terperinci. Selain itu, instrumen di Observatorium Surya dan Heliosfer (SOHO) memungkinkan studi tentang Matahari dan angin matahari dapat dilakukan.
Perkembangan terakhir dimulai pada era 1960 dan 1970-an dengan perkembangan fotografi menggunakan citra satelit. Beberapa kelompok penelitian di Silicon Valley termasuk NASA Ames Research Center, GTE, dan ESL Inc. mengembangkan teknik transformasi Fourier yang mengarah pada peningkatan penting pertama dari data citra. Peluncuran satelit komersial pertama IKONOS pada tahun 1999 berhasil mengumpulkan citra luar angkasa dengan resolusi sangat tinggi.
Sumber tenaga dalam indraja adalah tenaga elektromagnetik. Perolehan tenaga ini bisa dibagi menjadi dua, yaitu secara pasif dengan sinar matahari dan secara aktif dengan tenaga buatan seperti gelombang mikro.
Jumlah tenaga yang diterima oleh objek di setiap tempat berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain,
Lapisan udara terdiri atas berbagai jenis gas, seperti O2, CO2, nitrogen, hidrogen, dan helium. Molekul-molekul gas yang terdapat di dalam atmosfer tersebut dapat menyerap, memantulkan, dan melewatkan radiasi elektromagnetik.
Dalam indraja, jendela atmosfer adalah bagian spektrum elektromagnetik yang dapat mencapai bumi melalui atmosfer. Keadaan di atmosfer dapat menjadi penghalang pancaran sumber tenaga yang mencapai ke permukaan bumi. Kondisi cuaca yang berawan menyebabkan sumber tenaga tidak dapat mencapai permukaan bumi.
Hamburan dapat di atmosfer. Hamburan dibagi menjadi tiga, yaitu hamburan Rayleigh, Mie, dan non-selektif. Hamburan Rayleigh terjadi jika diameter partikel atmosfer lebih kecil daripada panjang gelombang. Hamburan Mie terjadi jika diameter partikel atmosfer sama dengan panjang gelombang. Hamburan non-selektif terjadi jika diameter partikel atmosfer lebih besar daripada panjang gelombang.
Interaksi antara tenaga dan objek dapat dilihat dari rona yang dihasilkan oleh foto udara. Tiap-tiap objek memiliki karakteristik yang berbeda dalam memantulkan atau memancarkan tenaga ke sensor. Objek yang mempunyai daya pantul tinggi akan terlihat cerah pada citra, sedangkan objek berdaya pantul rendah akan terlihat gelap pada citra. Contohnya, permukaan puncak gunung yang tertutup oleh salju yang mempunyai daya pantul tinggi terlihat lebih cerah daripada permukaan puncak gunung yang tertutup oleh lahar dingin.
Sensor merupakan alat pemantau yang dipasang pada wahana, baik pesawat maupun satelit. Sensor dapat dibedakan menjadi dua sebagai berikut:
Wahana adalah kendaraan atau media yang digunakan untuk membawa sensor guna mendapatkan indraja. Berdasarkan ketinggian persedaran dan tempat pemantauannya di angkasa, wahana dapat dibedakan menjadi tiga kelompok:
Ada dua jenis data yang diperoleh dari indraja.
Pengguna data merupakan komponen akhir yang penting dalam sistem indraja, yaitu orang atau lembaga yang memanfaatkan hasil indraja. Jika tidak ada pengguna, data indraja tidak ada punya manfaat. Data indraja dapat dipakai di bidang militer, bidang kependudukan, bidang pemetaan, serta bidang meteorologi dan klimatologi.
Data dapat dikumpulkan dengan berbagai macam peralatan menurut objek atau fenomena yang sedang diamati. Umumnya, teknik-teknik pengindraan jauh memanfaatkan radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek yang diamati dalam frekuensi tertentu seperti inframerah, cahaya tampak, dan gelombang mikro. Hal ini terjadi karena objek yang diamati (tumbuhan, rumah, permukaan air, dan udara) memancarkan atau memantulkan radiasi dalam panjang gelombang dan intensitas yang berbeda-beda. Metode pengindraan jauh lainnya antara lain melalui gelombang suara, gravitasi, atau medan magnet.
Menurut Sutanto (1994: 18–23), penggunaan pengindraan jauh baik diukur dari jumlah bidang penggunaannya maupun dari frekuensi penggunaannya pada tiap bidang mengalami peningkatan dengan pesat. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor.
Berupa ketersediaan citra SLAR yang belum sebanyak ketersediaan citra lainnya. Dari citra yang ada pun, belum banyak diketahui serta dimanfaatkan. Di samping itu, harganya relatif mahal dari pengadaan citra lainnya (Curran, 1985).
Walaupun mempunyai banyak kelebihan, pengindraan jauh juga memiliki kelemahan.
Penerapan pengindraan jauh dapat menjadi manfaat dalam beberapa bidang disiplin ilmu berikut;