Pengenalan Citra Inframerah Termal - Guntara.com

Friday, 19 July 2013

Pengenalan Citra Inframerah Termal

Pengindraan jauh sistem termal adalah pengindraan jauh yang memanfaatkan pancaran suhu suatu benda. Semua benda memancarkan panas yang disebabkan oleh gerak acak partikelnya. Gerak acak ini menyebabkan geseran antara partikel benda dan menimbulkan peningkatan suhu sehngga permukaan benda itu memancarkan panasnya. Tenaga elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda disebut tenaga pancaran yang besarnya diukur dengan Watt.cm-2. Geseran dan gesekan tersebut mengakibatkan energi kinetik.
http://www.ebsinstitute.com/gr/missouri_fullRes.gif
sumber gambar : geoenviron.blogspot.com
Energi kinetik merupakan energi gerakan acak molekul-molekul bahan yang menimbulkan panas. Gerakan ini berhenti pada nol mutlak (0º K atau -273º C). dengan menggunakan skala Kelvin, es mencair pada suhu 273º K dan air mendidih pada 373º K. Energi kinetik diukur dengan sebuah termometer yang ditempatkan secara kontak langsung dengan bahan yang sedang diukur dan oleh karena itu tidak dapat diukur dari jarak jauh. sebaliknya energi radian dapat diukur pada jarak jauh dengan alat-alat yang dapat mengukur panjang gelombang radiasi elektromagnetik pada daerah inframerah termal dalam suatu spektrum gelombang elektromagnetik.

Pemindahan panas oleh radiasi memiliki perbedaan dengan pemindahan panas oleh konduksi dan konveksi yaitu dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang dapat berjalan lewat suatu vakum, seperti dari matahari ke bumi. Suhu radian bahan-bahan lebih rendah daripada suhu kinetik yang disebabkan oleh suatu sifat yang disebut pancaran (emisivitas). Untuk menjelaskan emisivitas harus memperkenalkan konsep tentang suatu blackbody (benda hitam).

Benda hitam yang dimaksud adalah suatu bahan teoritis yang menyerap semua energi radian yang mengenainya. Konsep blackbody merupakan suatu abstraksi yang teoritis karena benda yang demikian tidak ada dalam kenyataan. Blackbody juga merupakan suatu radiator yang sempurna. Untuk bahan-bahan yang sesungguhnya, emisivitas (e) didefinisikan sebagai :

e = Fr / Fr

Fr adalah energi elektromagnetik yang diradiasikan dari suatu sumber dan Fb adalah energi elektromagnetik yang diradiasikan dari blackbody. Jadi, emisivitas merupakan efisiensi radiasi permukaan objek. Karena bahan-bahan yang berbeda memiliki emisivitas yang berbeda, maka distribusi emisi energi radian antara objek-objek yang berbeda tidak merupakan fungsi linear dari suhu kinetik permukaan. Jadi perbedaan emisivitas antara bahan-bahan dapat sangat mempengaruhi suhu permukaan yang tampak dan oleh karena itu mempengaruhi rona yang dihasilkan dari suatu gambar yang dibuat oleh termal scanner. Dua buah objek pada dua suhu permukaan yang berbeda, tetapi Karen emisivitas suhu yang tampak adalah sama maka objek tersebut tidak dapat dipisahkan dapa citra termal, sebaliknya dua objek dengan suhu permukaan yang sama dapat dipisahkan jika emisivitasnya berbeda. Suatu emisivitas yang lebih rendah memberikan kenampakan suhu yang lebih rendah dan oleh karena itu memberikan rona yang lebih gelap pada citra.

Nilai spektral (kecerahan) bersumber dari tenaga pancaran dan diketahui bahwa nilai pancaran inframerah termal dari benda bergantung pada :

1.    Kepancaran benda
Kepancaran logam pada suhu 20º C pada panjang gelombang 8-12 µm sebesar 0,20, sedang kepancaran tanah kering sebesar 0,92. jadi hampir 5x lebih besar. Oleh karena itu meskipun suhu absolut atap seng pada siang hari lebih besar daripada suhu tanah kering, tetapi asap seng akan tampak gelap dan tanh kering akan tampak cerah pada citra inframerah tengah.

2.    Suhu benda
Kepancaran air pada suhu 20º C pada panjang gelombang 8-12 µm sebesar 0,98, sedang kepancaran pasir sebesar 0,90. pada inframerah termal yang direkam pada siang hari, pasir di pantai lebih cerah daripada air di laut. Sebaliknya pada citra inframerah termal yang direkam pada malam hari, air laut akan tampak cerah dan pasir pantai tampak kelabu gelap. Pada contoh ini pengaruh suhu lebih dominan daripada pengaruh kepancaran. Pada contoh kepancaran benda yang terjadi adalah sebaliknya.

Konduktivitas termal merupakan suatu ukuran kecepatan panas dalam melewati suatu bahan/ benda. Konduktivitas termal dari batuan, tanah, dan air adalah rendah dibandingkan dengan logam. Kapasitas termal adalah kemampuan suatu bahan untuk menyimpan panas, dan kelembaban termal adalah merupakan suatu ukuran tanggapan termal suatu bahan terhadap perubahan suhu. Kelembaban termal bahan merupakan fungsi konduktivitas termalnya. Kapasitas termal dan kerapatannya dengan kerapatan adalah yang paling penting. Pada umumnya kelembaban termal bertambah sejalan dengan pertambahan kerapatan. Kelembaban termal membantu menimbulkan gejala yang disebut crossover (persilangan) yang menciptakan suatu situasi dimana bahan dengan kelembaban termal yang rendah lebih panas daripada sekelilingnya di siang hari, tetapi lebih dingin pada malam hari. Walaupun kelembaban termal air sama dengan kelembaban termal tanah atau batuan, tetapi suhu permukaan air harian lebih dingin dan suhu malam hari lebih panas, ini adalah karena arus konveksi bekerja di dalam tubuh air tetapi tidak bekerja pada tanah dan batuan.

Meskipun semua benda di permukaan bumi memancarkan panas, jumlah panas yang dipancarkan tidak sama bagi tiap benda. Jumlah panas yang dipancarkan oleh tiap benda dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu : panjang gelombang yang digunakan untuk mengukur atau menginderanya, suhu permukaan benda, dan nilai pencarannya.

Suhu pancaran yang yang berasal dari objek di permukaan bumi direkam oleh suatu sensor termal. Hasil rekaman tersebut bisa diproses menjadi citra maupun non citra. Yang dimaksud dengan citra disini ialah citra inframerah termal yang berupa gambaran dua dimensiobel atau gambaran piktorial. Sedangkan hasil non-citra berupa garis atau kurva spektral, satu angka, atau serangkaian angka yang mencerminkan suhu pancaran objek yang terekam oleh sensor termal. Dengan Sistem pengindraan jauh termal ini, maka perekaman data dapat dilakukan baik pada siang maupun malam hari. Tentusaja, perekaman harus dilakukan pada kondisi cuaca yang memungkinkan.

Keunggulan lain dari sistem pengindraan jauh tenaga termal ini adalah menghasilkan citra yang mampu merekam ujud yang tak tampak oleh mata sehingga menjadi gambaran yang cukup jelas. Misalnya kebocoran pipa gas bawah tanah, kebakaran tambang batu bara bawah tanah, perbedaan suhu air, dan lain-lain. Kelemahan citra inframerah termal terletak pada aspek geometrinya yang penyimpangannya lebih besar dari penyimpangan pada foto udara.

No comments:

Post a Comment

Berikan komentar terbaik atau pertanyaan untuk artikel di atas dan tetap setia mengunjungi "Guntara Lane" dengan alamat www.guntara.com terimakasih!