Teknologi InSAR

Share Berbagilah kebaikan dengan mensharing artikel ini melalui FB anda.

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InsAR) adalah teknologi penginderaan Jauh yang menggunakan citra hasil dari satelit radar. Satelit radar memancarkan gelombang radar secara konstan, kemudian gelombang radar tersebut direkam setelah diterima kembali oleh sensor akibat dipantulkan oleh target di permukaan bumi.

Citra yang diperoleh dari satelit radar berisi dua informasi penting. Informasi tersebut adalah daya sinar pancar berupa fasa dan amplitudo yang dipengaruhi oleh banyaknya gelombang yang dipancarkan serta dipantulkan kembali. Pada saat gelombang dipancarkan dilakukan pengukuran fasa. Pada citra yang diperoleh dari tiap-tiap pikselnya akan memiliki dua informasi tersebut. Intensitas sinyal dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik dari bahan yang memantulkan gelombang tersebut, sedangkan fasa gelombang digunakan untuk menentukan apakah telah terjadi pergerakan (deformasi) pada permukaan yang memantulkan gelombang tersebut.

————————————————————————————————————————————————–

Radio Detection and Ranging (RADAR)

Radar atau Radio Detection and Ranging adalah suatu alat yang sistemnya memancarkan gelombang elektromagnetik berupa gelombang radio dan gelombang mikro. Pantulan dari gelombang yang dipancarkan tadi digunakan untuk mendeteksi obyek.

Pengamatan dilakukan terhadap intensitas gelombang radio yang diterima sensor dan waktu yang diperlukan gelombang mulai saat dipancarkan, dipantulkan oleh obyek, dan diterima kembali oleh sensor. Waktu yang diperlukan oleh gelombang tersebut dinamakan time delay, kemudian apabila dikalikan dengan kecepatan cahaya akan menghasilkan 2x jarak.

Pada permukaan bumi pulsa gelombang radar dipancarkan kesegala arah, sebagian pantulannya diterima kembali oleh sensor. Pantulan ini memiliki intensitas yang lebih lemah dibandingkan ketika dipancarkan dan memiliki polarisasi yang spesifik vertikal atau horisontal tidak harus sama dengan ketika pertama dipancarkan.

Setiap gelombang elektromagnetik memiliki fenomena yang berbeda-beda sesuai dengan karakteristiknya masing-masing. Karakteristik gelombang ini berhubungan dengan frekuensi. Radar menggunakan spektrum gelombang elektromagnetik pada rentang frekuensi 300 MHz hingga 30 GHz atau panjang gelombang 1 cm hingga 1meter dengan polarisasi gelombang single vertikal atau horizontal plane. Citra radar yang diperoleh merepresentasikan jumlah energi pantul yang diterima oleh sensor. Besar kecilnya panjang gelombang yang digunakan berpengaruh pada citra yang diperoleh. Semakin besar panjang gelombangnya maka semakin kuat daya tembus gelombangnya. Hal ini berlaku dengan catatan bahwa semakin tinggi nilai konstanta dielektriknya maka semakin sulit untuk ditembus.

————————————————————————————————————————————————–

Pencitraan dengan RADAR

Pencitraan radar dilakukan kearah samping relatif terhadap arah terbang wahana yang digunakan, baik itu pesawat atau satelit. Oleh sebab itu, radar dalam melakukan pencitraan memiliki geomteri tersendiri. Geometri pencitraan radar diantaranya yaitu: Incident angle (sudut yang dibentuk antara pancaran gelombang radar dengan garis yang tegak lurus terhadap permukaan obyek), depression angle (sudut yang dibentuk dari arah horisontal ke arah garis pancaran gelombang radar), Look Angle (sudut antara utara geografis dan arah pancaran gelombang radar atau dengan garis tegak lurus arah terbang wahana), look direction (arah antena saat melakukan pencitraan).

————————————————————————————————————————————————–

Synthetic Aperture Radar

Synthetic Apertur Radar (SAR) adalah salah satu kelas spesifik dari radar. Dinamakan sintetik karena tidak menggunakan antena panjang secara spesifik seperti pada Real Aperture Radar (RAR). Konsepnya adalah memanfaatkan frekuensi dari sinyal radar sepanjang jalur spektrum untuk membedakan dua penyebaran pada pancaran antena. Faktor yang menentukan pada proses ini adalah kepanduan radar, yaitu fasa seperti halnya amplitudo gelombang yang diterima dan disimpan utnuk digunakan pada proses selanjutnya. Dalam hal ini fasa tersebut harus stabil pada periode mengirim dan menerima sinyal. Hal ini menyebabkan tercipta kesan seolah-olah digunakan antena panjang dengan mengkombinasikan informasi dari berbagai gelombang yang diterima.

Tidak seperi RAR yang memiliki kelemahan, SAR menggunakan prinsip Dopler. Penjalaran gelombang memiliki frekuensi tertentu dan apabila diperoleh suatu frekuensi dengan cara menerapkan prinsip Dopler, maka frekuensi tersebut dinamakan frekuensi Dopler. Perbedaan frekuensi yang terjadi akan mengakibatkan hasil citra untuk tiap objek berbeda tanpa perlu menggunakan antena yang panjang. Pada saat wahana bergerak melewati target sambil melakukan pencitraan, maka obyek terekam pada selang waktu tertentu dengan frekuensi yang berbeda beda. Frekuensi yang tertinggi adalah obyek yang memiliki jarak relatif terdekat dengan sensor.

————————————————————————————————————————————————–

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)

InSAR merupakan suatu teknik yang digunakan untuk mengekstraksi informasi tiga dimensi (3D) dari permukaan bumi dengan pengamatan fasa gelombang radar. Pada awalnya radar interferometri digunakan untuk pengamatan permukaan bulan dan planet venus. Pada tahun 1974 teknik ini diaplikasikan pertama kali di bidang pemetaan. Untuk memperoleh topografi dari citra harus dipenuhi dua buah syarat, yaitu obyek dipermukaan bumi yang dicitrakan harus dapat terlihat dengan jelas atau memiliki resolusi citra yang tinggi sehingga dapat dilakukan interpretasi dan identifikasi yang sesuai. Selain itu citra harus memiliki posisi tiga dimensi yang cukup sehingga daerah yang akan dipetakan dapat diketahui topografinya. Kedua hal tersebut hanya dapat dipenuhi oleh teknik InSAR. Hal inilah yang menyebabkan semakin banyak bidang kajian yang mengaplikasikan InSAR.

Dengan diluncurkannya Satelit ERS-1 diikuti ERS-2 maka teknik ini semakin berkembang, sebab kedua sistem satelit radar ini dapat menghasilkan data interferometri setiap dua hari. Teknik interferometri mencitrakan suatu obyek di permukaan bumi dengan cara melakukan pengamatan terhadap beda fasa dua gelombang pendar yang berasal dari satu obyek.

————————————————————————————————————————————————–

Metode Pencitraan InSAR

Metode pencitraan InSAR dapat diterapkan pada wahana pesawat terbang ataupun wahana satelit. Pada wahana pesawat terbang digunakan dua antena pada saat yang sama dan melakukan pencitraan dengan sekali melintas (single pass), sedangkan pada wahana satelit digunakan satu antena dengan melakukan pencitraan dengan melintas lebih dari sekali pada waktu yang berbeda (multi pass). Pada penggunaan dua buah antena, berdasarkan posisi antena dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu posisi melintang pesawat terbang (accross track), dan memanjang pesawat terbang (along track).

————————————————————————————————————————————————–

Multi Pass

Teknik InSAR yang menggunakan satelit dilakukan dengan cara pengulangan lintasan (multi pass). Pengulangan lintasan ini pada ERS-1 dan ERS-2 terjadi setiap 35 hari sekali sehingga sudah terjadi perubahan liputannya. Perubahan liputan lahan ini mempengaruhi sinyal balik radar. Penggunaan pasangan tandem antara ERS-1 dan ERS-2 yang memiliki perbedaan waktu melintas 1 hari, maka liputan lahan relatif masih tetap.

Sensor pada satelit ERS-1 dan ERS-2 melakukan penginderaan ke arah samping kanan dengan sudut masuk sebesar 23 derajat dan tegak lurus arah lintasan. Hal ini menyebabkan pada saat satelit bergerak pada posisi naik dari selatan ke utara yang disebut juga ascending sensor mengarah ketimur, sebaliknya saat descending dari arah utara keselatan sensor mengarah ke barat.

Apabila dicitrakan oleh suatu sensor, dua titik di permukaan bumi yang memiliki jarak dan azimut tertentu kemungkinan kedua titik tersebut muncul pada satu piksel yang sama, padahal kedua titik tersebut kenyataannya memiliki tinggi yang berbeda, namun menjadi tidak dapat dibedakan. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan adanya sensor lain (sensor kedua) yang dapat menunjukkan adanya perbedaan ketinggian diantara kedua titik tersebut. Sensor kedua melakukan pencitraan dengan posisi berbeda dengan sensor pertama. Pada masing-masing citra untuk titik yang sama akan mempunyai nilai fasa yang berbeda. Beda fasa itulah yang merupakan fungsi tingginya. Beda fasa ini memiliki nilai pada rentang minus phi hingga positif phi, sehingga hanya dapat diukur dengan ambiguitas 2 phi.

————————————————————————————————————————————————–

Garis Dasar (Baseline)

Dalam menentukan beda fasa salah satu hal yang menentukan adalah pencitraan kedua yang dibedakan dengan pencitraan pertama oleh garis dasar (baseline). Garis dasar ini disebut juga dengan nama garis dasar interferometrik. Garis dasar interferometrik satelit ERS dapat digunakan untuk keperluan tertentu. Semakin pendek garis dasar interferometrik maka pengaruh terhadap perubahan tinggi akan semakin besar. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya panjang garis dasar interferometrik, maka derau fasa juga akan semakin meningkat sehingga terjadi ketidaksesuaian antara citra utama dengan citra kedua.

————————————————————————————————————————————————–

Parameter yang mempengaruhi sinyal balik radar

Setelah dipancarkan melalui sensor, gelombang radar kemudian dipantulkan oleh permukaan bumi dan diterima kembali oleh sensor. Gelombang pantulan tersebut disebut juga istilahnya sebagai sinyal balik. Ada dua parameter yang memperngaruhi sinyal balik yaitu: parameter sistem dan parameter permukaan.

Pada parameter sistem yang dapat mempengaruhi sinyal balik adalah panjang gelombang, polarisasi, dan sudut balik. Sementara itu parameter permukaan berhubungan dengan hal-hal seperti kondisi permukaan daerah yang dicitrakan meliputi kekasaran permukaan, geometri permukaan, dan sifat dielektrika. Terdapat tiga kemungkinan akibat interaksi pancaran gelombang radar dengan permukaan bumi yaitu dihamburkan obyek, dipantulkan secara spekular, atau dipantulkan sempurna.

————————————————————————————————————————————————–

Aplikasi-aplikasi InSAR

InSAR yang merupakan salah satu metode dari SAR saat ini banyak digunakan untuk pemetaan topografi daratan dan permukaan es, studi struktur geologi dan klasifikasi batuan, studi gelombang dan arus laut, studi karakteristik dan pergerakan es, pengamatan deformasi, dan gempa bumi.

Khusus untuk bidang deformasi, kini InSAR menjadi alternatif teknologi yang menjanjikan dalam penelitian deformasi seperti penurunan tanah (land subsidence) dan penelitian gempa bumi. Penggunaan InSAR dalam penelitian gempa bumi berkembang setelah terjadinya gempa Landers di Amerika, yang terdokumentasikan serta terinformasika deformasinya dengan baik oleh citra InSAR

.::Artikel Menarik Lainnya::.