Resolusi Citra Penginderaan Jauh: Spasial, Spektral, Temporal, Radiometrik

Salah satu pemahaman yang paling penting dalam proses pemanfaatan citra adalah terkait resolusi citra penginderaan jauh.

Dalam bidang penginderaan jauh, terdapat empat konsep resolusi citra yang sangat penting, yaitu resolusi spasial, resolusi spektral, resolusi radiometrik, dan resolusi temporal. Resolusi citra secara umum dapat diartikan sebagai ketelitian sensor dan daya pisah citra berdasarkan tiap-tiap jenis resolusi.

Begini penjelasan lengkapnya.

Resolusi Citra Penginderaan Jauh

Citra penginderaan jauh memiliki beberapa karakteristik khas yang sering disebut dengan resolusi citra. Resolusi citra mengacu pada detail potensial yang dapat disediakan oleh citra.

Dalam bidang penginderaan jauh, terdapat empat konsep resolusi citra yang sangat penting, yaitu

• resolusi spasial,
• resolusi spektral,
• resolusi temporal
• resolusi radiometrik

Resolusi Spasial

Resolusi spasial mengacu pada ukuran fitur terkecil yang dapat dideteksi oleh sensor satelit dan ditampilkan dalam citra.

Resolusi spasial disajikan sebagai nilai tunggal yang mewakili panjang satu sisi persegi. Misalnya, resolusi spasial citra Landsat 8 adalah 30m. Artinya, satu piksel mewakili area 30 meter x 30 meter di permukaan tanah.

Resolusi spasial merupakan resolusi yang paling umum digunakan dan disebutkan. Jika seseorang hanya menyebutkan istilah “resolusi citra” tanpa menyebutkan jenis resolusinya, maka sudah hampir pasti yang dirujuk adalah resolusi spasial.

Berdasarkan resolusi spasialnya, citra dapat dibagi menjadi

• Citra resolusi rendah/ kasar, dengan resolusi > 100 meter.
• Citra resolusi menengah, dengan resolusi 5-60 meter
• Citra resolusi tinggi, dengan resolusi 1-5 meter
• Citra resolusi sangat tinggi, dengan resolusi < 1 meter.

Semakin kecil ukuran piksel sebuah citra, maka semakin tinggi resolusi spasialnya.

Semakin tinggi resolusi spasial sebuah citra, maka citra tersebut akan dapat memberikan kenampakan lebih detil dan digunakan untuk mendeteksi objek dengan ukuran lebih kecil.

Namun, seiring dengan meningkatnya resolusi spasial, cakupan area citra akan semakin sempit.

Selain itu perlu digarisbawahi juga, citra satelit resolusi tinggi hingga sangat tinggi membutuhkan biaya yang tidak sedikit dalam pengadaannya. Hal ini berbeda dengan citra resolusi menengah dan rendah yang banyak tersedia secara gratis.

Berikut ini daftar resolusi spasial dari citra penginderaan jauh yang sering digunakan.

Secara teknis, resolusi spasial sensor sistem pasif penginderaan jauh terutama bergantung pada Bidang Pandang Instan (Instanteneus Field of View/ IFOV). IFOV adalah kerucut sudut pandang sensor dan menentukan area di permukaan bumi yang “dilihat” dari ketinggian tertentu pada satu waktu tertentu. Ukuran area yang dilihat ditentukan dengan mengalikan IFOV dengan jarak dari tanah ke sensor.

Resolusi Spektral

Resolusi spektral mengacu pada kemampuan sensor satelit untuk mengukur panjang gelombang tertentu dari spektrum elektromagnetik. Semakin tinggi resolusi spektral, semakin sempit rentang panjang gelombang untuk saluran atau band tertentu.

Resolusi spektral sering berasosiasi dengan banyaknya jumlah band atau saluran spektral yang dimiliki sebuah citra. Berdasarkan resolusi spektral, sebuah citra dapat dibedakan menjadi citra monospektral, citra multispektral, hiperspektral dan ultraspektral.

Citra monospektral atau satu saluran memiliki resolusi spektral yang rendah. Misal citra foto udara atau citra saluran pankromatik yang menggunakan satu saluran pada rentang panjang gelombang yang panjang yaitu di panjang gelombang biru, hijau, merah sekaligus.

Resolusi Temporal

Resolusi temporal mengacu frekuensi antara perekaman. Lebih tepatnya, adalah jarak waktu sensor citra untuk menyediakan gambar dari area yang sama. Satuan untuk resolusi temporal adalah satuan waktu, bisa berupa satuan jam, atau hari.

Misal citra MODIS yang memiliki resolusi temporal 1-2 hari, SENTINEL 2 (10 hari) dan Landsat 8 (16 hari).

Dengan perekaman secara berkelanjutan pada waktu yang berbeda, kita dapat memantau perubahan yang terjadi di permukaan bumi, baik yang terjadi secara alami (seperti perubahan tutupan vegetasi alami atau banjir) atau yang disebabkan oleh manusia (seperti pembangunan perkotaan atau deforestasi).

Berikut ini daftar resolusi temporal dari berbagai citra:

Resolusi Radiometrik

Resolusi radiometrik merujuk pada sensitifitas sensor untuk menangkap besarnya energi elektromagnetik.

Resolusi radiometrik menggambarkan kemampuannya untuk membedakan perbedaan energi yang sangat kecil. Semakin halus atau tinggi resolusi radiometrik suatu sensor, semakin sensitif untuk mendeteksi perbedaan kecil dalam energi yang dipantulkan atau dipancarkan.

Ketika sudah menjadi citra, dalam praktiknya, resolusi radiometrik ditunjukkan melalui kedalaman bit yang dimilikinya.

Piksel dalam sebuah citra diwakili oleh angka digital positif yang bervariasi dari 0 hingga 2 pangkat X.

Rentang ini sesuai dengan jumlah bit yang digunakan untuk mengkodekan angka dalam format biner. Setiap bit mencatat eksponen pangkat 2 (misalnya 1 bit=2, 3 bit=2³). Jumlah maksimum tingkat kecerahan yang tersedia tergantung pada jumlah bit yang digunakan dalam mewakili energi yang direkam.

Jadi, jika sebuah sensor menggunakan 8 bit untuk merekam data, akan ada 2⁸ =256 nilai digital yang tersedia, mulai dari 0 hingga 255. Namun, jika hanya 4 bit yang digunakan, maka hanya 2⁴=16 nilai yang berkisar dari 0 hingga 15 yang akan tersedia.

Dengan demikian, resolusi radiometrik akan jauh lebih rendah dan data citra umumnya ditampilkan dalam rentang nada abu-abu, dengan hitam mewakili angka digital 0 dan putih mewakili nilai maksimum (misalnya, 255 dalam data 8-bit). Dengan membandingkan gambar 2-bit dengan gambar 8-bit, kita dapat melihat bahwa ada perbedaan besar dalam tingkat detail yang dapat dilihat tergantung pada resolusi radiometriknya.

Mengapa Penting Memahami Konsep Resolusi?

Pemahaman mengenai konsep resolusi citra penginderaan jauh sangat penting bagi penafsir dalam proses interpretasi citra.

Hal ini dikarenakan selalu ada pertukaran (trade-off). Misal, citra dengan resolusi spasial tinggi akan memiliki resolusi spektral yang lebih rendah.

Citra dengan resolusi temporal tinggi akan memiliki resolusi spasial yang lebih rendah.

Saat ini, tidak ada cara untuk memaksimalkan keempat resolusi dan, untuk alasan ini, pertukaran harus dilakukan.

Memahami bagaimana konsep-konsep resolusi ini bekerja akan membantu penafsir untuk memilih citra penginderaan jauh mana yang sesuai dengan tujuannya.

Penutup

Dengan membaca artikel ini, kita belajar mengenai resolusi citra penginderaan jauh, meliputi:

• Resolusi spasial
• Resolusi spektral
• Resolusi temporal
• Resolusi radiometrik

Dan mengapa memahami konsep resolusi citra itu penting.