SPESIFIKASI DARI SENSOR, MMS – TM – ETM

B.   SPESIFIKASI DARI SENSOR, MMS – TM – ETM

1) Sensor Multispectral Scanner(MSS)

MSS merupakan sensor utama yang dipergunakan pada Landsat-1 ~ 5.  Pada Landsat-3 ada penambahan saluran termal (seluruhnya menjadi 5 saluran, sebelumnya berjumlah  4 saluran).  MSS merupakan suatu alat scanning mekanik yang merekam data dengan cara menyiami (scanning) permukaan bumi dalam jalur-jalur (baris).  Sensor MSS ini menyiami 6 baris secara simultan (six-line scan).  Oleh karena lebar setiap baris adalah 79 m, maka 6 baris setara dengan 474 m. 

Untuk satu scene ada sekitar 360 six-line scans yang meliputi areal seluas 185 km x 185 km. Dalam satu baris, terdapat  overlap  sekitar  23 meter (10%) antar pixelnya, sehingga pixel yang berukuran 79 m x 79 m (pixel aktual) disampel kembali dengan jarak titik pusat pixel 56 m (Gambar 1.).   

 

Saluran MSS memiliki tujuh saluran, namun yang digunakan hanya saluran  4 (0,5 – 0,6 µm) sampai dengan saluran 7 (0,8 – 1,1 µm).  Saluran 1 ~ 3 digunakan  oleh sensor RBV.  Panjang gelombang yang digunakan pada setiap saluran Landsat MSS adalah :

           Saluran 4 gelombang hijau (0, 5 – 0,6 µm)

           Saluran 5 gelombang merah (0,6 – 0,7 µm)

           Saluran 6 gelombang inframerah dekat (0,7 – 0,8 µm)

           Saluran 7 gelombang inframerah dekat (0,8 – 1,1 µm)

Perekaman MSS dirancang untuk penginderaan energi dalam medan pandang total 100^o dan bidang pandang sesaat atau IFOV (Instantaneous Field of View) 2,5 miliradian, sedangkan medan pandang total dari objek yang disiam sekitar 11,56⁰, sudut ini sangat kecil bila dibandingkan dengan wahana udara yang besarnya 90⁰-120⁰.  Sistem scanning biasanya berbentuk bujur sangkar dan menghasilkan resolusi spasial atau resolusi medan sekitar 79 meter.  IFOV atau bidang pandang yang semakin kecil bertujuan untuk mengotimalkan resolusi spasialnya, sedangkan saluran panjang gelombang sempit  untuk  mengoptimalkan resolusi spektralnya.  Detektor yang digunakan sangat peka untuk mengeluarkan sinyal yang jauh lebih kuat dari tingkat gangguan (noise) pada sistemnya.   Proses penyiaman menggunakan cermin ulang alik (bukan cermin berputar) berjumlah 6 detektor sehingga total untuk empat saluran menjadi 24 detektor.  Cermin ulang alik tersebut menyiami sekali dalam 33 milidetik, dan satu gerakan cermin dapat menyiam enam garis yang berdekatan secara serentak karena pada setiap saluran menggunakan 6 detektor.

2) Sensor Thematic Mapper (TM)

Sensor TM (Thematic Mapper) merupakan sensor yang dipasang pada satelit Landsat-4 dan Landsat-5.  Sistem sensor TM pertama dioperasikan pada tanggal 16 Juli 1982 dan yang kedua pada tanggal 1 Maret 1984.  Lebar sapuan (scanning) dari sistem Landsat TM sebesar 185 km, yang direkam pada tujuh saluran panjang gelombang dengan rincian;  3 saluran panjang gelombang tampak, 3 saluran panjang gelombang inframerah dekat, dan 1 saluran panjang gelombang termal (panas).   Sensor TM memiliki kemampuan untuk menghasilkan citra multispektral dengan resolusi spasial, spektral dan radiometrik yang  lebih tinggi daripada sensor MSS.

Tabel 1.  Nama dan Panjang Gelombang pada Landsat TM

Saluran	Nama Gelombang	Panjang Gelombang (µm)
1	Biru	0,45 – 0,52
2	Hijau	0,52 – 0,60
3	Merah	0,63 – 0,69
4	Inframerah Dekat	0,76 – 0,90
5	Inframerah Tengah	1,55 – 1,75
6	Inframerah Termal	10,40 – 12,50
7	Inframerah Tengah	2,08 – 2,35

 Tabel 2.  Karakteristik Saluran pada Landsat TM

Saluran	Panjang Gelombang (µm)	Resolusi Spasial (meter)	A p l i k a s i
1	0,45 – 0,52	30 x 30	Penetrasi tubuh air, analisis penggunaan lahan, tanah, dan vegetasi. Pembedaan vegetasi dan lahan.
2	0,52 – 0,60	30 x 30	Pengamatan puncak pantulan vegetasi pada saluran hijau yang terletak di antara dua saluran penyerapan.  Pengamatan ini dimaksudkan untuk membedakan tanaman sehat terhadap tanaman yang tidak sehat.
3	0,63 – 0,69	30 x 30	Saluran terpenting untuk membedakan jenis vegetasi.  Saluran ini terletak pada salah satu daerah penyerapan klorofil dan memudahkan pembedaan antara lahan terbuka terhadap lahan bervegetasi.
4	0,76 – 0,90	30 x 30	Saluran yang peka terhadap biomasa vegetasi.  Juga untuk identifikasi jenis tanaman, memudahkan pembedaan tanah dan tanaman serta lahan dan air.
5	1,55 – 1,75	30 x 30	Saluran penting untuk pembedaan jenis tanaman, kandungan air pada tanaman, kondisi kelembaban tanah.
6	2,08 – 2,35	120 x 120	Untuk membedakan formasi batuan dan untuk pemetaan hidrotermal.
7	10,40 – 12,50	30 x 30	Klasifikasi vegetasi, analisis gangguan vegetasi, pembedaan kelembaban tanah, dan keperluan lain yang berhubungan deengan gejala termal.

Sumber : Lillesand dan Kiefer (1979) dalam Sutanto (1994).

          

           Perekaman sensor TM dirancang untuk  menyiam energi dengan medan pandang total 100^o dan bidang pandang total atau IFOV dari objek yang disiam sekitar 15,4^o (±7,7o dari nadir).  Sistem penyiangan berupa bujur sangkar dan menghasilkan sel resolusi medan berukuran 30 meter. 

           Detektor yang digunakan pada TM sangat peka untuk menghasilkan sinyal yang jauh lebih kuat dari tingkat gangguan (noise) pada sistemnya.  Kalau pada penyiaman pada MSS menggunakan enam detektor pada setiap salurannya sehingga total empat saluran terdiri dari 24 detektor dan menggunakan cermin ulang alik (bukan cermin berputar), maka  sensor TM menggunakan cermin berputar (oscillating mirror) setiap saluran non-termal menggunakan 16 detektor, jadi empat saluran (saluran 1 hingga 4 total 100 detektor).  Detektor saluran 5 dan 7 (gelombang inframerah tengah) menggunakan detektor indium antiminide (InSb), sedangkan saluran 6 (gelombang inframerah termal) menggunakan detektor mercury cadmium telluride (HgCdTe).  Disamping itu Landsat TM dapat diterima melalui satelit komunikasi TDRS (Tracking and Data Relay Satellites).

          Resolusi radiometrik pada citra landsat TM lebih baik dari citra landsat MSS.  Terdapat perbaikan pada sinyal analog (nilai pantulan) dari setiap detektor yang diubah kedalam bentuk digital dengan bantuan sistem pengubah sinyal di satelit.  Perbaikan ketelitian radiometrik ini nampak pada skala nilai digital dari 6 bit menjadi 8 bit sehingga menghasilkan pelebaran julat (range) nilai digital dari 64 (0-63) menjadi 256 (0-255).  Resolusi spasial  pada citra Landsat TM non termal adalah 30 meter.  Namun, dalam posisi geometrik yang menggunakan proyeksi SOM (Space Oblique Mercator) ukuran pixelnya adalah 28,5 x 28,5 meter.  Data Landsat TM di stasiun bumi menggunakan proyeksi UTM (Universal Transverse Mercator) atau proyeksi PS (Polar Stereographic) maka yang digunakan adalah resolusi pixel 30 x 30 meter untuk data non termal sedangkan bagi data termal mempunyai resolusi 120 meter.

                                   

Gambar 3.  Sistem Sensor TM pada Landsat-4 dan 5         

  

3). Sensor Enhanced Thematic Mapper (ETM)

           Sensor ETM (Enhanced Thematic Mapper) merupakan pengembangan dari sensor TM (Thematic Mapper).  Pengembangan tersebut antara lain berupa :

1.         Penambahan saluran pankromatik  dengan panjang gelombang 0,50 – 0,90 µm.  Saluran pankromatik ini mempunyai resolusi spasial sebesar 15 x 15 meter.

2.        Perbaikan resolusi saluran termal menjadi 60 meter.  Sedangkan desain untuk 6 saluran yang lain sama seperti pada sensor TM.

Citra ETM seharusnya diperoleh dari Landsat-6, namun satelit tersebut gagal mencapai orbit. 

Tabel 3.  Nama dan Panjang Gelombang pada Landsat ETM⁺

Saluran	Nama Gelombang	Panjang Gelombang (µm)
1	Biru	0,45 – 0,52
2	Hijau	0,52 – 0,60
3	Merah	0,63 – 0,69
4	Inframerah Dekat	0,76 – 0,90
5	Inframerah Pendek	1,55 – 1,75
6	Inframerah Termal	10,40 – 12,50
7	Inframerah Pendek	2,09 – 2,35
8	Pankromatik	0,50 – 0,90

       Sumber : Humaidi (2005)

 Sensor Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM⁺)

           Desain dan operasi Landsat 7 direncanakan akan  membawa dua sensor, yaitu Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM⁺) dan High Resolution Multispectral Stereo Imager (HRMSI). ETM⁺ didesain untuk keberlanjutan dari program Landsat-4 dan 5, dimana sampai saat ini datanya masih dapat diakses atau direkam.  Pola orbitnya juga dibuat sama dengan Landsat-4, 5 dan 6, yaitu dengan lebar sapuan/liputan sebesar 185 km.   Desain daripada ETM⁺ sama seperti ETM pada Landsat-6 namun ditambah dengan dua sistem model kalibrasi untuk mengeliminasi gangguan radiasi matahari (dual mode solar callibrator systems) dengan penambahan lampu kalibrasi untuk fasilitas koreksi radiometrik (lihat Gambar 3 dan 4).

                 Gambar 3.  Spacecraft Landsat-7

Transmisi data ke stasiun penerima di bumi dapat dilakukan dengan 3 (tiga) cara yaitu :

(1)   Dikirim menggunakan gelombang radio secara langsung ke stasiun penerima di bumi,

(2)  Melalui relay satelit komunikasi TDRSS (Tracking and Data Relay Satellites System) yang akan merekam dan kemudian mengirimkan ke stasiun penerima di bumi,

(3)  Data objek permukaan bumi direkam/disimpan lebih dahulu dalam suatu panel (storage on board) atau tipe (wideband tipe recorder), baru kemudian dikirim ke stasiun penerima di bumi.

Satelit Landsat-7 juga akan dilengkapi dengan fasilitas penerima sistem posisi lokasi (Global Positioning System/GPS reciever) untuk meningkatkan ketelitian posisi atau letak satelit di dalam jalur orbitnya.

Karakteristik hasil pengembangan sensor TM menjadi ETM⁺ pada Landsat-7, dijelaskan pada Tabel 3. berikut ini :

  Tabel 3.  Karakteristik Saluran pada Landsat ETM⁺

Saluran	Panjang Gelombang (µm)	Resolusi Spasial (meter)	A p l i k a s i
1	0,45 – 0,52	30 x 30	Untuk pemetaan perairan pantai, pembedaan tanah dan vegetasi, analisis tanah dan air, dan pembedaan tumbuhan berdaun lebar dan konifer.
2	0,52 – 0,60	30 x 30	Untuk inventarisasi vegetasi dan penilaian kesuburan.
3	0,63 – 0,69	30 x 30	Untuk pemisahan kelas vegetasi dan memperkuat kontras antara penampakan vegetasi dan non-vegetasi.
4	0,76 – 0,90	30 x 30	Untuk deteksi akumulasi biomassa vegetasi, identifikasi jenis tanaman, dan memudahkan pembedaan tanah dan tanaman, serta lahan dan air.
5	1,55 – 1,75	30 x 30	Untuk menunjukkan kandungan air pada tanaman, kondisi kelembaban tanah dan berguna untuk membedakan awan dengan salju.
6	10,40 – 12,50	60 x 60	Untuk analisis vegetasi stress, pembedaan kelembaban tanah, klasifikasi vegetasi, analisis gangguan vegetasi, dan pemetaan suhu.
7	2,09 – 2,35	30 x 30	Untuk pemetaan formasi geologi dan pemetaan hidrotermal.
8	0,50 – 0,90	15 x 15	Untuk peningkatan resolusi spasial.

Sumber : Humaidi (2005)