Citra Satelit NOAA

Citra Satelit NOAA

Pengertian NOAA

            NOAA singkatan dari National Oceanic and Atmospheric Administration, merupakan badan pemerintahan Amerika Serikat dan merupakan satelit meteorologi generasi ketiga. Sensor pada misi NOAA yang relevan untuk pengamatan bumi adalah Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). Menurut orbit satelit, NOAA dibagi menjadi dua macam yaitu orbit geostasioner dan orbit polar. Satelit NOAA dengan orbit geostasioner adalah satelit yang memonitor belahan bumi bagian barat pada ketinggian 22.240 mil di atas permukaan bumi, sedangkan satelit NOAA dengan orbit polar adalah satelit yang memonitor bumi pada ketinggian 540 mil di atas permukaan bumi (NOAA 2008).Satelit NOAA beroperasi di LAPAN, Jakarta mendeteksi seluruh permukaan bumi. Akibatnya sudut putar dan arah orbitnya tidak sama dengan kecepatan dan arah putar bumi. Satelit NOAA (National Oceanic Atmosferic Administration) beroperasi pada ketinggian 850 km di atas permukaan bumi.

Satelit NOAA termasuk kedalam satelit sistem pasif dimana sumber tenaga utama untuk mengirim gelombang elektromagnetik berasal dari matahari. Saat ini di atmosfer Indonesia melintas setiap hari lima seri NOAA yaitu NOAA 12, NOAA 14, NOAA 15, NOAA 16, NOAA 17. Saat ini NOAA memiliki satelit seri terbaru yaitu NOAA-N dengan kode seri ATN (Advanced Tiros-N) yang dibuat oleh Lockheed Martin Space Systems Company (LMSSC).  Munculnya satelit ini untuk menggantikan generasi satelit sebelumnya, seperti seri TIROS (Television and Infra Red Observation Sattelite, tahun 1960-1965) dan seri IOS (Infra Red Observation Sattelite, tahun 1970-1976). Konfigurasi satelit NOAA adalah pada ketinggian orbit 833-870 km, inklinasi sekitar 98,7 ^° – 98,9 ^°, mempunyai kemampuan mengindera suatu daerah 2 kali dalam 24 jam (sehari semalam).

NOAA-N merupakan seri ke-empat yang mendukung alat sensor microwave yang menghasilkan data temperatur, kelembaban, dataran dan air. Pada daerah berawan alat sensor pada spektrum Tampak dan Inframerah memiliki hasil yang kurang baik.

Sensor NOAA

NOAA merupakan satelit yang dapat dihandalkan untuk memperoleh informasi mengenai keadaan fisik lautan/samudera dan atmosfer. Seri NOAA ini dilengkapi dengan 6 (enam) sensor utama, yaitu :

1.     AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer),

2.     TOVS (Tiros Operational Vertical Sonde),

3.     HIRS (High Resolution Infrared Sounder (bagian dari TOVS),

4.     DCS (Data Collection System),

5.     SEM (Space Environment Monitor),

6.     SARSAT (Search And Rescue Sattelite System).

Diantara 6 (enam) sensor utama di atas, maka sensor yang relevan untuk pemantauan bumi adalah sensor AVHRR dengan kemampuan memantau lima saluran yang dimulai dari saluran tampak (visible band) sampai dengan saluran inframerah jauh (far infrared band). Periode untuk sekali orbit bagi satelit NOAA adalah 102 menit, sehingga setiap hari mengasilkan kurang lebih 14,1 orbit. Bilangan orbit yang tidak genap ini menyebabkan sub-orbital track tidak berulang pada baris harian walaupun pada saat perekaman data waktu lokalnya tidak berubah dalam satu lintang. Sensor AVHRR mempunyai FOV sangat lebar (110°) dan jarak yang jauh dari bumi, prinsip whiskroom menyebabkan perbedaan besar pada ground sel terukur dalam satu kali penyiaman (scanline). Data citra standar produk-produk AVHRR menghasilkan data citra dengan ukuran yang sama ukuran di lapangan (ground pixels).

Data AVHRR terutama digunakan peramalan cuaca harian dimana memberikan data yang lebih detail daripada Meteosat. Selain itu, juga dapat diterapkansecara luas pada banyak lahan dan perairan. Data AVHRR digunakan untuk membuat Peta Suhu Permukaan Laut, dimana dapat digunakan pada monitoring iklim, studi El Nino, deteksi arus laut untuk memandu kapal-kapal pada dasar laut dengan ikan berlimpah, dll. Peta Tutupan Awan (Cloud Cover Maps) berasal dari data AVHRR, digunakan untuk edtimasi curah hujan, dimana dapat menjadi input dalam model pertumbuhan tanaman. Selain itu, hasil pengolahan lain dari data AVHRR adalah Normalized Difference Vegetation Index Maps (NDVI). Peta ini digunakan untuk indikasi tentang kuantitas biomassa (tons/ha). Data NDVI, digunakan oleh FAO untuk Sistem Peringatan Dini Keamanan Pangan (Food Security Early Warning System (FEWS). Data AVHRR sangat tepat untuk memetakan dan memonitor penggunaan lahan regional dan memperkirakan keseimbangan energy pada areal pertanian (Janssen dan Hurneeman, 2001).

Satelit  NOAA

Piranti Lunak NOAA

NOAA juga memiliki piranti lunak yang dikenal sebagai NOM (NOAA Operation Manager) yang dikembangkan oleh Environmental Sciences Department (ESD) di NRI (Natural Resources Institute) yang berpusat di Inggris. Piranti lunak ini dirancang untuk dapat mengatasi dan menyesuaikan masalah-masalah dalam sistem kalender dan waktu pada komputer yang disebabkan oleh millenium bug. NOM merupakan sistem yang berbeda dengan sistem-sistem yang sebelumnya, dimana sistem operasinya berbasis Windows. Rancangan NOM dapat dipergunakan untuk :

ü  Menyediakan penggabungan data, memudahkan pemakai atau operator, juga  merupakan alat operasional yang dapat menyaring data yang diterima oleh NOAA.

ü   NOM menyediakan fasilitas eksport data yang umum dan sederhana sehingga dapat disesuaikan dengan piranti lunak yang digunakan untuk Sistem Informasi geografis (SIG) dan pemrosesan citra. Dalam pengoperasiannya, NOM bukan sistem yang digunakan sebagai alat penerima data satelit NOAA, ataupun alat yang digunakan untuk aplikasi SIG, tetapi hanya merupakan piranti lunak guna memproses data dari citra satelit NOAA, dengan harapan dapat memberikan hasil atau out-put yang semakin baik.

ü  Lebih fleksibel dalam penggunaanya.

Karakteristik NOAA

Dimensi	Tinggi : 165 in (4,19 m) Diameter : 74 in (1,88 m) Solar array area : 180,6 ft² (16,8 m²)
Berat	4920 lbs (2231,7 kg)
Daya (hidup atau mati)	879,9 W
Orbit	Ketinggian : 870 km Kemiringan : 98,856° Waktu matahari lokal : 13:40
Berat peralatan	982,5 lbs (445,6 kg)
Daya peralatan	450 W
Rata-rata waktu matahari ketika melewati Ekuator	Sekitar 14:00
Rata-rata ketinggian	870 km
Kepekaan saluran infrared thermal	0,12 K pada 300 K
Jumlah pixel	1024
IFOV (Instantaneous Field of View)	1,3 ± 0,1 m rad
Resolusi terkecil	1,1 x 1,1 km
Lebar liputan/sapuan	2.590 km
FOV (Field of View)	55,4°
Kecepatan garis (line rate)	360 garis/menit
Kecepatan data (line data)	665,4 x  bps

Karakteristik Panjang Gelombang NOAA-AVHRR

Saluran	Resolusi	Panjang Gelombang (µm)	Daerah Spektrum	Penggunaan
1	1.09 km	0.58-0.68	Tampak	Pemetaan awan dan permukaan siang hari, pemantauan salju lapisan es, cuaca dan keadaan vegetasi
2	1.09 km	0.725-1.00	Tampak sampai inframerah dekat	Batas daratan-perairan, salju, es, vegetasi
3A	1.09 km	1.58-1.64	Inframerah tengah	Deteksi salju dan es
3B	1.09 km	3.55-3.93	Inframerah tengah	Pemetaan malam hari, pengukuran temperature suhu permukaan laut, pemantauan aktivitas vulkanik, pemantauan penyebaran debu vulkanik
4	1.09 km	10.30-11.30	Inframerah jauh	Pemetaan malam hari, awan siang-malam, penelitian air tanah untuk pertanian, dan pengukuran suhu permukaan laut
5	1.09 km	11.50-12.50	Inframerah jauh	Pengukuran suhu permukaan laut,  pemetaan siang-malam, penelitian air tanah dan pertanian

Pengolahan Citra NOAA-AVHRR

Pengolahan Citra NOAA-AVHRR melalui beberapa tahapan pengolahan citra digital.
Dari tahapan pengolahan citra yakni persiapan data, pemrosesan citra digital hingga penyajian data hasil pengolahan cita digital menggunakan software image processing dan GIS. Tahapan pemrosesan/pengolahan citra NOAA-AVHRR secara digital sebagai berikut:

§  Koreksi Radiometrik
Koreksi radiometrik yang dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki nilai piksel agar sesuai dengan nilai pancaran spektral obyek sebenarnya dan mengurangi atau menghilangkan efek atmosferik pada citra.

§  Koreksi Geometri
Koreksi geometri merupakan proses perujukkan titik-titik pada citra ke titik-titik yang sama di medan ataupun di peta, yang diketahui koordinatnya.

§  Masking
Masking ini bertujuan untuk menghilangkan unsur yang tidak perlu dan tidak dapat diolah. Melakukan masking daratan dan awan dengan menggunakan saluran 1, 2 dan 3.

§  Mosaik
Mosaik citra dilakukan dengan menggabungkan dua citra bahan, sehingga dihasilkan citra yang menggambarkan daerah penelitian secara penuh.

§  Pemotongan Citra
Pemotongan citra sangat diperlukan untuk membatasi daerah yang akan diteliti sehingga cakupan daerah penelitian tidak terlalu lebar.

Fungsi Citra Satelit NOAA

Satelit NOAA-N memiliki fungsi sebagai berikut :

J  Alat untuk memonitor citra dan menganalisa atmosfir bumi, dataran, awan, beserta          radiasi bumi, ozon atmosfir, penyebaran aerosol, suhu permukaan laut, dan suhu bertikal      beserta profil air troposfir dan stratosfir.

J  Menganalisis proton dan electron fluks di ketinggian orbit.

J  Koleksi data dari subjek tujuan.

J   Search and Rescue Satellite-Aided Tracking (SARSAT) system.

Kelebihan dan Kekurangan Satelit NOAA

Kelebihan:

J  Satelit NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) dapat digunakan untuk memantau keadaan bumi untuk keperluan hidrologi, oceanografi dan meteorologi termasuk memantau kebakaran hutan.

J  Mempunyai resolusi spatial 1100 x 1100 m dengan liputan sangat luas dan NOAA merupakan seri satelit meteorologi polar yang memiliki sejarah operasional sangat panjang.

J  Satelit pendeteksi panas bumi NOAA memiliki sifat menangkap panas bumi sehingga meski panas itu bukan karena adanya kebakaran juga dapat terpantau. Saat siang hari, NOAA akan mendeteksi panas pada ambang temperatur 42^o C, sedang malam hari satelit itu mampu mendeteksi panas pada ambang temperatur 37^o C.

J  Pengolahan citra satelit NOAA-AVHRR sebagai salah satu citra satelit penginderaan jauh dengan resolusi spasial yang rendah dan mempunyai kelebihan yakni resolusi temporal yang daily. Stasiun bumi NOAA menerima data AVHRR dari satelit dalam bentuk data mentah yang dikenal dengan data HRPT (High Resolution Picture Transmission) secara rutin 2 – 4 kali/hari. Oleh karena itu, siklus harian NOAA cukup baik untuk mengamati perubahan yang terjadi di laut dengan resolusi spasial yang terbatas mencapai 1,1 km. Cakupan citranya cukup luas dengan lebar pandang mencapai 2399 km pada setiap citra global yang dihasilkan.

Kekurangan:

J  Kondisi penggunaan satelit NOAA-AVHRR yang sangat bergantung pada cuaca. Dengan adanya kelemahan satelit ini, maka perlu untuk menggabungkan satelit ini dengan data dari satelit lain dalam pengaplikasiannya, sehingga estimasi tempat yang diberikan lebih mendekati daerah fishing ground yang sebenarnya.

J  Secara umum hotspot hasil interpretasi satelit NOAA memiliki 3 sumber ketidakakuratan, yaitu (1) Posisi (sudut) satelit NOAA saat melintas dengan stasiun penerima (2) Efek yang ditimbulkan dari objek permukaan bumi terhadap sensor satelit NOAA seperti permukaan air, lahan gundul yang berpasir, permukaan bumi yang mengandung metal cukup tinggi (3) koreksi geometric dari citra NOAA itu sendiri.

J  Data AVHRR dari NOAA dapat diaplikasikan untuk menganalisis parameter-parameter di bidang meteorologi, oseanografi, maupun hidrologi.  Kombinasi penggunaan beberapa saluran dari data AVHRR/NOAA dapat juga dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi, seperti pemantauan vegetasi, kebakaran hutan, ekstraksi data albedo, ekstraksi data suhu permukaan laut dan suhu daratan, pertanian, liputan awan maupun pendeteksian salju/es di permukaan bumi.