LANDSAT 8 : Spesifikasi, Keunggulan dan Peluang Pemanfaatan Bidang Kehutanan

by

Karakteristik Satelit Landsat 8.

Satelit Landsat 8 (sumber gbr : http://www.usgs.gov)

Satelit Landsat 8 (sumber gbr : http://www.usgs.gov)

Empat bulan yang lalu, tepatnya tanggal 11 Februari 2013, NASA melakukan peluncuran satelit Landsat Data Continuity Mission (LDCM). Satelit ini mulai menyediakan produk citra open access sejak tanggal 30 Mei 2013, menandai perkembangan baru dunia antariksa. NASA lalu menyerahkan satelit LDCM kepada USGS sebagai pengguna data terhitung 30 Mei  tersebut. Satelit ini kemudian lebih dikenal sebagai Landsat 8. Pengelolaan arsip data citra masih ditangani oleh Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. Landsat 8 hanya memerlukan waktu 99 menit untuk mengorbit bumi dan melakukan liputan pada area yang sama setiap 16 hari sekali. Resolusi temporal ini tidak berbeda dengan landsat versi sebelumnya.

Landsat 8 merupakan kelanjutan dari misi Landsat yang untuk pertama kali menjadi satelit pengamat bumi sejak 1972 (Landsat 1). Landsat 1 yang awalnya bernama Earth Resources Technology Satellite 1 diluncurkan 23 Juli 1972 dan mulai beroperasi sampai 6 Januari 1978.  Generasi penerusnya, Landsat 2 diluncurkan 22 Januari 1975 yang beroperasi sampai 22 Januari 1981. Landsat 3 diluncurkan 5 Maret 1978 berakhir 31 Maret 1983; Landsat 4 diluncurkan 16 Juli 1982, dihentikan 1993. Landsat 5 diluncurkan 1 Maret 1984 masih berfungsi sampai dengan saat ini namun mengalami gangguan berat sejak November 2011, akibat gangguan ini, pada tanggal 26 Desember 2012, USGS mengumumkan bahwa Landsat 5 akan dinonaktifkan. Berbeda dengan 5 generasi pendahulunya, Landsat 6 yang telah diluncurkan 5 Oktober 1993 gagal mencapai orbit. Sementara Landsat 7 yang diluncurkan April 15 Desember 1999, masih berfungsi walau mengalami kerusakan sejak Mei 2003 (http://geomatika.its.ac.id, 2013).

Sebenarnya landsat 8 lebih cocok disebut sebagai satelit dengan misi melanjutkan landsat 7 dari pada disebut sebagai satelit baru dengan spesifikasi yang baru pula. Ini terlihat dari karakteristiknya yang mirip dengan landsat 7, baik resolusinya (spasial, temporal, spektral), metode koreksi, ketinggian terbang maupun karakteristik sensor yang dibawa. Hanya saja ada beberapa tambahan yang menjadi titik penyempurnaan dari landsat 7 seperti jumlah band, rentang spektrum gelombang elektromagnetik terendah yang dapat ditangkap sensor serta nilai bit (rentang nilai Digital Number) dari tiap piksel citra.

Seperti dipublikasikan oleh USGS, satelit landsat 8 terbang dengan ketinggian 705 km dari permukaan bumi dan memiliki area scan seluas 170 km x 183 km (mirip dengan landsat versi sebelumnya). NASA sendiri menargetkan satelit landsat versi terbarunya ini mengemban misi selama 5 tahun beroperasi (sensor OLI dirancang 5 tahun dan sensor TIRS 3 tahun). Tidak menutup kemungkinan umur produktif landsat 8 dapat lebih panjang dari umur yang dicanangkan sebagaimana terjadi pada landsat 5 (TM) yang awalnya ditargetkan hanya beroperasi 3 tahun namun ternyata sampai tahun 2012 masih bisa berfungsi.

Satelit landsat 8 memiliki sensor Onboard Operational Land Imager (OLI) dan Thermal Infrared Sensor (TIRS) dengan jumlah kanal sebanyak 11 buah. Diantara kanal-kanal tersebut, 9 kanal (band 1-9) berada pada OLI dan 2 lainnya (band 10 dan 11) pada TIRS. Sebagian besar kanal memiliki spesifikasi mirip dengan landsat 7. Jenis kanal, panjang gelombang dan resolusi spasial setiap band pada landsat 8 dibandingkan dengan landsat 7 seperti tertera pada tabel di bawah ini :

Perbandingan band landsat 7 dan 8 (Sumber gbr : NASA. "Landsat Data Continuity Mission Brochure")

Perbandingan band landsat 7 dan 8 (Sumber gbr : NASA. “Landsat Data Continuity Mission Brochure”)

Keunggulan Landsat 8.

Dibandingkan versi-versi sebelumnya, landsat 8 memiliki beberapa keunggulan khususnya terkait spesifikasi band-band yang dimiliki maupun panjang rentang spektrum gelombang elektromagnetik yang ditangkap. Sebagaimana telah diketahui, warna objek pada citra tersusun atas 3 warna dasar, yaitu Red, Green dan Blue (RGB). Dengan makin banyaknya band sebagai penyusun RGB komposit, maka warna-warna obyek menjadi lebih bervariasi.

Ada beberapa spesifikasi baru yang terpasang pada band landsat ini khususnya pada band 1, 9, 10, dan 11. Band 1 (ultra blue) dapat menangkap panjang gelombang elektromagnetik lebih rendah dari pada band yang sama pada landsat 7, sehingga lebih sensitif terhadap perbedaan reflektan air laut atau aerosol. Band ini unggul dalam membedakan konsentrasi aerosol di atmosfer dan mengidentifikasi karakteristik tampilan air laut pada kedalaman berbeda.

Deteksi terhadap awan cirrus juga lebih baik dengan dipasangnya kanal 9 pada sensor OLI, sedangkan band thermal (kanal 10 dan 11) sangat bermanfaat untuk mendeteksi perbedaan suhu permukaan bumi dengan resolusi spasial 100 m. Pemanfaatan sensor ini dapat membedakan bagian permukaan bumi yang memiliki suhu lebih panas dibandingkan area sekitarnya. Pengujian telah dilakukan untuk melihat tampilan kawah puncak gunung berapi, dimana kawah yang suhunya lebih panas, pada citra landsat 8 terlihat lebih terang dari pada area-area sekitarnya.

Sebelumnya kita mengenal tingkat keabuan (Digital Number-DN) pada citra landsat berkisar antara 0-256. Dengan hadirnya landsat 8, nilai DN memiliki interval yang lebih panjang, yaitu 0-4096. Kelebihan ini merupakan akibat dari peningkatan sensitifitas landsat dari yang semula tiap piksel memiliki kuantifikasi 8 bit, sekarang telah ditingkatkan menjadi 12 bit. Tentu saja peningkatan ini akan lebih membedakan tampilan obyek-obyek di permukaan bumi sehingga mengurangi terjadinya kesalahan interpretasi. Tampilan citra pun menjadi lebih halus, baik pada band multispektral maupun pankromatik.

Terkait resolusi spasial, landsat 8 memiliki kanal-kanal dengan resolusi tingkat menengah, setara dengan kanal-kanal pada landsat 5 dan 7. Umumnya kanal pada OLI memiliki resolusi 30 m, kecuali untuk pankromatik 15 m. Dengan demikian produk-produk citra yang dihasilkan oleh landsat 5 dan 7 pada beberapa dekade masih relevan bagi studi data time series terhadap landsat 8.

Kelebihan lainnya tentu saja adalah akses data yang terbuka dan gratis. Meskipun resolusi yang dimiliki tidak setinggi citra berbayar seperti Ikonos, Geo Eye atau Quick Bird, namun resolusi 30 m dan piksel 12 bit akan memberikan begitu banyak informasi berharga bagi para pengguna. Terlebih lagi, produk citra ini bersifat time series tanpa striping (kelemahan landsat 7 setelah tahun 2003). Dengan memanfaatkan citra-citra keluaran versi sebelumnya, tentunya akan lebih banyak lagi informasi yang dapat tergali.

Peluang Pemanfaatan Bidang Kehutanan.

Ketersediaan data citra time series yang cukup panjang meliputi seluruh wilayah Indonesia, gratis dan resolusi (spasial, temporal, radiometrik) lumayan bagus (tingkat menengah) merupakan 3 keunggulan yang dimiliki sekaligus oleh citra landsat. Keunggulan sekaligus ini tidak dimiliki oleh citra-citra lainnya, sehingga sangat mendukung upaya pemanfaatan landsat 8 ini untuk berbagai keperluan, seperti monitoring perubahan penutupan lahan, deforestasi dan degradasi pada kawasan hutan.

Laju degradasi/deforestasi dapat diketahui dengan membandingkan penutupan lahan hutan pada tahun tertentu dengan tahun-tahun sebelumnya (mencakup pula karakteristik indeks vegetasinya). Untuk keperluan tersebut, citra landsat masih menjadi andalan bagi para analis bidang kehutanan. Permasalahan yang muncul sebelum hadirnya landsat 8 khususnya pasca kerusakan kanal pada landsat 7 adalah adanya striping pada data setelah tahun 2003. Ini tentu sangat mengganggu khususnya dalam melakukan koreksi radiometrik pada tahap pra pengolahan. Hadirnya landsat 8 tanpa striping membawa angin segar. Perubahan penutupan lahan lebih mudah dianalisis. Ketersediaan informasi spasial mengenai kawasan-kawasan yang rawan degradasi akan memberi peluang lebih dini bagi upaya pencegahan kerusakan lebih lanjut.

Secara visual, perbedaan tampilan obyek antara hutan yang relatif belum terganggu dengan yang telah terganggu pada citra landsat 8 dengan kombinasi band berbasis true color dapat dilihat lebih baik. Perbedaan ini dapat terlihat misalnya pada citra Kawasan Taman Nasional Rawa Aopa Watumohai dan sekitarnya, wilayah administrasi Kabupaten Kolaka, seperti tampilan berikut ini :

Tampilan citra landsat 8 di wilayah Kabupaten Kolaka

Tampilan citra landsat 8 di wilayah Kabupaten Kolaka

Informasi tentang tingkat deforestasi dan degradasi tersebut membantu para analis dalam memprediksi perubahan potensi cadangan karbon di dalam kawasan hutan (program REDD). Dengan dukungan Sistem Informasi Geografis dan Remote Sensing perhitungan cadangan karbon dalam skala luas akan lebih efisien. Hal ini mengingat kawasan hutan di Indonesia memiliki luasan yang cukup besar (hampir 130 juta ha) dengan bentang lahan (biogeofisik) yang sangat beragam. Informasi tentang karakteristik vegetasi penutup lahan di masing-masing tempat yang bisa jadi sulit diakses di lapangan dapat disediakan oleh perangkat remote sensing. Jenis data citra yang dapat dimanfaatkan untuk monitoring cadangan karbon tersebut diantaranya adalah landsat dan MODIS.

Gangguan pada kawasan hutan berupa kebakaran hutan dan lahan dapat pula diidentifikasi dengan memanfaatkan data landsat 8. Citra ini dapat memberikan informasi tentang area-area yang diduga sedang terbakar dengan pemanfaatan kombinasi band yang ada pada 11 kanal landsat (khususnya kanal 10 dan 11). Pemasangan 2 kanal (10 dan 11) pada landsat 8 sebagai penyempurnaan 1 kanal LWIR pada landsat 7 meningkatkan sensitifitas sensor untuk membedakan sifat obyek berlainan berdasarkan karakteristik suhunya. Pemanfaatan 2 band termal ini untuk memperbaiki metoda deteksi kebakaran hutan dan lahan di Indonesia masih menjadi tantangan bagi para peneliti ke depan mengingat produk citra landsat 8 ini baru diluncurkan.

Pada beberapa kasus kejadian kebakaran cukup besar yang sedang berlangsung, keberadaan asap tebal dan perubahan karakteristik vegetasi penutup lahan akibat kebakaran dapat ditangkap dengan baik oleh landsat TM, apalagi dengan kehadiran landsat 8 ini maka tampilan obyek akan menjadi lebih baik. Kombinasi band landsat 8 ini juga memperbaiki tampilan vegetasi yang rusak akibat kebakaran sehingga mempermudah pemetaan area-area bekas kebakaran.

Sebagaimana instrumen remote sensing lainnya, produk satelit landsat 8 ini juga dapat digunakan untuk monitoring perkembangan bencana alam, gunung merapi, gempa bumi dan lain sebagainya. Satu yang pasti, peluang pengembangan perangkat ini ke depan masih akan terbuka lebar. Sebagai satu produk baru yang bersifat open access dan gratis tentu akan sangat banyak peneliti tertarik untuk melakukan kajian dan pengembangan terkait pemanfaatannya. Bagaimana implementasi pemanfaatan ini untuk pembangunan kehutanan ke depan ?? Kita lihat aksi para rimbawan kita.

Catatan : Citra landsat 8 saat ini telah tersedia gratis. Cara download citra landsat 8 via EarthExplorer bisa dilihat di sini.

Referensi :

Campbell J, 2013. Landsat 8 Set to Extend Long Run of Observing Earth. http://www.usgs.gov/ diakses pada tanggal 9 Juni 2013.

NASA. “Landsat Data Continuity Mission Brochure” diakses 11 Juni 2013.

http://landsat.gsfc.nasa.gov/news/news-archive/news_o429.html diakses 11 Juni 2013.

http://landsat.usgs.gov/ diakses tanggal 9 Juni 2013.

http://geomatika.its.ac.id/ diakses tanggal 8 Juni 2013

Artikel Terkait:
Baca Juga artikel lainnya:

9 thoughts on “LANDSAT 8 : Spesifikasi, Keunggulan dan Peluang Pemanfaatan Bidang Kehutanan”

  2. landsat 8 yang 12 bit aja bisa ditampilkan menjadi 16 bit, jadi landsat 7 yang hanya punya 8 bit berarti bisa streching ke 12 bit kali ya. soalnya tingkat keabuan itu kan sama dari putih sampai item, hanya saja semakin tinggi bit maka nilai DN nya makin banyak/ bervariasi. jadi perlu distandarkan kali. agar bisa dilakukan operasi perbandingan secara matematik (just opini).

    Balas

    • Untuk landsat 7 kan nilai DN 0 s/d 256, sementara landsat 8 0 s/d (256×256). DN 0 pd landsat 7 = DN 0 pd landsat 8. DN 256 pd landsat 7 = DN 256 x 256 pd landsat 8. jadi stretching DN landsat 7 ke landsat 8 adalah dengan mengalikan DN landsat 7 dengan 256. Bisa melakukan proses ini di ERDAS imagine atau software berbasis raster lainnya.

      Balas

  4. Ping-balik: Satelit Landsat 8 – Site Title

  5. Ping-balik: LANSAT 8 – Site Title

  7. Ping-balik: TUGAS PCD 1 – Site Title

  8. Ping-balik: Cara Mengunduh Citra Landsat 8 | Geosai

Tinggalkan komentar