Pengenalan terhadap Synthetic Aperture Radar (SAR) part 2

· 4 min read
Pengenalan terhadap Synthetic Aperture Radar (SAR) part 2

Dalam menggunakan dan mengaplikasikan citra
radar, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu :

  1. Panjang gelombang (wavelength)
  2. Polarisasi (Polarization)
  3. Sudut perekaman (Incidence
    Angle)

Mari kita bahas parameter ini satu per satu.

1. Panjang gelombang (wavelength)

Panjang gelombang direpresentasikan pada formula berikut

Panjang gelombang menentukan kemampuan radar untuk menembus objek di permukaan bumi. Gelombang yang lebih panjang dibutuhkan untuk menembus tanah dibandingkan kanopi hutan. Secara umum, semakin panjang gelombang, maka semakin kuat tingkat penetrasinya pada target. Berikut adalah daftar band yang sering digunakan pada radar. 

Gambar 5. Kemampuan penetrasi pada panjang gelombang berbeda
Image Credit : NASA Introduction to SAR

Gambar 6. Hubungan panjang gelombang dan frekuensi (Kiri) ; Daftar panjang gelombang (Kanan)
Image credit : Cornell.edu dan Hisham Eldardiry

2. Polarisasi (Polarization)

Gelombang radar dipancarkan ke segala arah dan kemudian dipantulkan kembali ke arah sensor. Gelombang yang dipantulkan tentu saja lebih lemah dibandingkan gelombang yang dikeluarkan pertama kali. Pantulan yang dikembalikan ini memiliki polarisasi. Secara umum, polarisasi adalah orientasi dari gelombang radar. 

Gambar 7. Polarisasi yang berbeda memiliki respon yang berbeda pada karakteristik target yang berbeda
Source: Franz Meyer 

Sinyal dari radar selalu terpolarisasikan. Polarisasi adalah fenomena pada setiap gelombang transversal. Contoh sederhana dari gelombang transversal terpolarisasi adalah getaran yang bergerak di sepanjang tali yang tegang.Getarannya bisa dalam arah vertikal dan horizontal. Polarisasi radar terjadi secara Horizontal dan Vertikal. Pada sensor radar, polarisasi gelombang elektromagnetik diatur pada saat gelombang mikro dipancarkan melalui sensor dan pada saat gelombang diterima kembali oleh sensor dari pantulan kembali gelombang. Pancaran dari sensor bisa polarisasi V, bisa pula polarisasi H. Sehingga akan ada 4 kemungkinan polarisasi citra radar, yaitu VV, VH, HH, HV.  

a. HH : Horizontal Transmit, Horizontal Receive

b. HV : Horizontal Transmit, Vertical Receive

c. VH : Vertical Transmit, Horizontal Receive

d. VV : Vertical Transmit, Vertical Receive

Polarisasi yang berbeda dapat menentukan karakteristik fisik objek yang berbeda. Citra radar dengan polarisasi yang sama, yaitu HH dan VV disebut sebagai single polarization atau disingkat dengan nama single-pol. Citra radar dengan 2 polarisasi seperti VV,VH atau HH,HV dapat disebut sebagai dual-pol. Citra radar yang menyediakan 4 polarisasi VV,VH,HH,HV disebut sebagai quad-pol.

Gambar 8. Contoh Perekaman dengan polarisasi yang berbeda
Image credit : NASA

3. Incidence Angle

Incidence Angle atau sudut perekaman adalah sudut yang dibentuk oleh arah gelombang yang datang dan garis tegak lurus terhadap permukaan titik tumbuk. Ketinggian sensor akan berpengaruh pada sudut datang yang ada. Oleh karena itu, geometri dari setiap citra dapat beda dari tiap-tiap titik.  

Distorsi Geometrik dan Radiometrik pada Sinyal Radar

Selain beberapa banyak kelebihan yang dimiliki oleh sistem radar, te secara umum terdapat pula beberapa kekurangan dari teknologi Radar, yaitu cara interpretasi yang berbeda dengan interpretasi citra visible yang telah biasa kita lakukan (unfamiliarity), beberapa speckle effects atau kualitas citra yang berbulir (grained) dan adanya efek bayangan pada topografi. Berikut kekurangan yang sering ditemukan pada sistem radar. 

1. Slant Range Distortion 

Slant Range Distortion terjadi karena radar mengukur jarak terhadap fitur dalam slant-range, padahal seharusnya yang diukur adalah jarak horizontal sebenarnya. Distorsi ini menyebabkan objek target yang berada pada range dekat menjadi terlihat terkompresi dibandingkan dengan area yang ada pada range jauh. 

2. Geometric Distortion (Foreshortening and Layover)

Geometric Distortion atau distorsi geometrik disebabkan karena adanya perbedaan relief. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan waktu (time delay) pada saat radar mengeluarkan signal dan objek yang memantulkan pada permukaan bumi hingga signal diterima kembali oleh sensor. Foreshortening kerap terjadi di daerah yang bergunung – gunung. 

3. Shadow (Bayangan)

Karena sifat perekaman yang miring atau oblique, maka kerap kali muncul bayangan di belakang terrain yang terekam. 

4. Radiometric Distortion

Speckle adalah gangguan atau noise yang mengurangi kualitas citra SAR. Biasanya noise ini berbentuk granular.

Sekian artikel kali ini mengenai pengenalan sistem radar dan juga sedikit penjelasan mengenai SAR. Semoga artikel ini dapat membantu untuk memahami konsep dasar SAR.

Referensi :

https://www.radartutorial.eu/20.airborne/ab07.en.html

https://earth.esa.int/web/guest/missions/esa-operational-eo missions/ers/instruments/sar/applications/radar-courses/content-3/-/asset_publisher/mQ9R7ZVkKg5P/content/radar-course-3-synthetic-aperture-radar

https://arset.gsfc.nasa.gov/sites/default/files/disasters/SAR-17/Session1-SAR-English.pdf

http://www.geo.hunter.cuny.edu/terrain/radari.html

https://www.nrcan.gc.ca/earth-sciences/geomatics/satellite-imagery-air-photos/satellite-imagery-products/educational-resources/9567

https://www.nrcan.gc.ca/maps-tools-publications/satellite-imagery-air-photos/remote-sensing-tutorials/microwave-remote-sensing/radar-image-distortions/9325

https://www.degruyter.com/downloadpdf/books/9783110455403/9783110455403-011/9783110455403-011.pdf

http://ppids.ulm.ac.id/2019/06/23/dasar-dasar-teknologi-sar/

https://www.radartutorial.eu/06.antennas/Polarization.en.html

Related Articles

Vegetasi dan Red Edge
· 1 min read

Google Earth Engine untuk Pemodelan Kesesuaian Lokasi Budidaya Ikan Kerapu (GEE-015)

Sumberdaya perikanan di Indonesia sangat berlimpah dan dapat dimanfaatkan salah satunya untuk budidaya laut. Budidaya laut perlu didukung data lokasi

· 8 min read