In SAR [PDF]

Citation preview

InSAR (Interferometric Aperture Sintetis Radar ) Pengertian InSAR Interferometric aperture sintetis radar, disingkat InSAR atau IFSAR, adalah sebuah teknik radar digunakan dalam geodesi dan penginderaan jauh. Metode geodetik ini menggunakan dua atau lebih gambar radar aperture sintetis (SAR) untuk menghasilkan peta deformasi permukaan atau elevasi digital, menggunakan perbedaan fase gelombang kembali ke satelit atau pesawat udara. 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. Gambar 1.3 merupakan grafik fase pada satu amplitude dalam perekaman citra radar.



Gambar Grafik Fase Pada saat gelombang dipancarkan dilakukan pengukuran fase. Pada citra yang diperoleh dari tiap elemen citra (piksel) akan memiliki dua informasi tersebut. Intensitas sinyal dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik dari obyek yang memantulkan gelombang tersebut, sedangkan fase gelombang digunakan untuk menentukan jarak dari satelit ke obyek. Dari analisis jarak tersebut dapat dibentuk model topografi (DEM) dan juga perubahan (deformasi) apabila terjadi.



Gambar Konfigurasi sistem pemetaan dengan SAR Teknik interferometri mencitrakan suatu obyek di permukaan bumi dengan cara melakukan pengamatan terhadap beda fase dua gelombang pendar yang bearasal dari satu obyek untuk mendapatkan ketinggian daratan atau perubahan medan. Sistem ini menyinari bumi dengan sinar dari radiasi koherensi gelombang radar, dengan mempertahankan informasi fase dan amplitudo dalam gema radar selama akuisisi data dan pengolahan data. Radiasi ini dapat di gambarkan melalui 3 komponen utama, yaitu : 1.



Panjang gelombang, jarak antar puncak dalam gelombang.



2.



Amplitudo, pergeseran puncak dari gelombang.



3.



Fase, pergeseran gelombang dari beberapa gelombang lain.



InSAR memanfaatkan perbedaan dalam pengukuran fase untuk mendapatkan beda jarak dan perubahan jarak dari dua atau lebih citra SAR yang memiliki nilai kompleks dari permukaan yang sama. Hasil perbedaan dari fase tersebut menghasilkan jenis citra baru yang disebut interferogram, dimana pola lingkaran warna (fringes) menginformasikan bentuk permukaan misalnya topografi.



Gambar Perbedaan Fase



Secara umum diagram alir pengolahan InSAR adalah sebagai berikut (Ismullah, 2004) :



Gambar 1. Diagram Alir Umum Proses Pembentukan DEM (Ismullah, 2004) Sejarah 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). 1. 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



https://id.wikipedia.org/wiki/Interferometric_synthetic_aperture_radar



http://geodesy.gd.itb.ac.id/teknologi-insar/ http://indigeomatikaits.blogspot.co.id/2011/08/penginderaan-jauh-aktif-insar.html