DNB/VIIRS: Menatap Bumi di Malam Hari

Di zaman modern seperti sekarang ini, semakin sering kita mendengar istilah “kota yang tidak pernah tertidur”. Istilah itu tepat diberikan pada kota-kota

besar yang aktivitas kehidupannya berlangsung selama 24 jam. Gedung perkantoran, pusat perbelanjaan, bahkan klub malam buka hingga dini hari.

Contohnya di Indonesia, kota-kota yang berada di Pulau Jawa masih terlihat terang-benderang di malam hari, namun di Papua hanya beberapa area yang masih beraktivitas di malam hari. Itupun belum dapat dipastikan apakah berasal dari cahaya-cahaya lampu perkotaan atau karena adanya aktivitas pertambangan. Potret kenampakan bumi di malam hari ini diperoleh dari Satelit Suomi-NPP dengan menggunakan Visible Infrared Imaging Radimeter Suite (VIIRS). Satelit tersebut merupakan hasil pengembangan The National Aeronautics and Space Administration (NASA) bersama the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Satelit ini dilengkapi band yang oleh pihak NASA dinamakan sebagai “band siang-malam” yang dapat mendeteksi cahaya pada range gelombang elektromagnetik dari cahaya tampak warna hijau sampai

dengan inframerah dekat, menggunakan teknik pemfilteran untuk mengobservasi sinyal dim (seperti cahaya yang berasal dari aktivitas manusia, aurora, kebakaran hutan, refleksi dari cahaya bulan, dan lain sebagainya).

Satelit Suomi NPP diluncurkan pada 28 Oktober 2011 dengan membawa lima instrumen, yaitu The Advance Technology Microwave Sounder (ATMS), pengukuran suhu dan kelembaban untuk prakiraan cuaca; the Cross-track Infrared Sounder (CrIS), interferometer untuk mengukur kelembaban dan tekanan atmosfer; the Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) untuk mengukur lapisan ozon, the Cloud and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) untuk pengukuran total energi di atmosfer; dan the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) yang dilengkapi dengan kanal inframerah dan tampak untuk pengamatan Suhu Permukaan Laut (SPL), perubahan lahan, kebakaran hutan, tutupan awan, dan lain-lain.

Instrumen VIIRS memiliki 22 kanal spektral yang dibangun untuk pemantauan bumi baik untuk keperluan sipil dan keamanan yang mengorbit secara sun synchronous pada ketinggian 800 km di atas permukaan bumi. Ke 22

DNB/VIIRS: Menatap Bumi di Malam HariAnneke KS Manoppo dan Yenni Marini – Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauhe-mail: [email protected]

Potret kenampakan bumi di malam hari (Sumber: NASA)

28 Vol. 10 No. 1 Maret 2015

AKTUALITA

kanal tersebut merupakan hasil pengembangan dari tiga generasi sensor terdahulu, yaitu NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), NASA Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), dan the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Operational

Linescan System (OLS). Lima dari 22 kanal yang dimilikinya, beresolusi tinggi yang berada pada L-bands, 16 resolusi menengah yang berada pada M-bands dan 1 kanal Day/Night Band (DNB). 21 kanal merupakan penyempurnaan dari MODIS dan AVHRR, dan 1 kanal DNB penyempurnaan dari DMSP-OLS. Kedua instrumen inilah (DNB–VIIRS dan DMSP–OLS) yang dimanfaatkan untuk memberikan pencitraan bumi di malam hari.

Potret Kenampakan Pulau Jawa di Malam Hari (Sumber: NASA)

Potret Kenampakan Papua di Malam Hari (Sumber: NASA)

Kanal-kanal pada VIIRS (Sumber: Lee et al., 2006, BAMS)

Sensor VIIRS (Sumber: NASA)

29Vol. 10 No. 1 Maret 2015

Aktualita | Media Dirgantara

Satelit dmSP-OlS

DMSP-OLS telah beroperasi sejak 1970 dan telah menjadi awal dari perkembangan teknologi pemotretan bumi di waktu malam. DMSP memiliki resolusi spasial 2.7 km dengan kedalaman warna 6 bit dan menghasilkan citra dua hari sekali. OLS merupakan sensor yang mampu mendeteksi pantulan cahaya dari permukaan bumi di malam hari. DMSP-OLS memiliki kemampuan khusus untuk mengamati sumber cahaya dari permukaan bumi di malam hari melalui emisi kanal tampak-inframerah dekat yang dimilikinya, antara lain perkotaan, pedesaan, gas flares, lampu kapal penangkap ikan dan kebakaran.

Kumpulan data dijital OLS dapat diakses melalui NOAA’s National Geophysical Data Center (NGDC) sejak 1992. DMSP memiliki 2 kanal spektral yaitu kanal tampak dengan panjang gelombang 0,5-0,9 mikrometer (µm) dan Infra merah dengan panjang gelombang sekitar 10 mikrometer. Data OLS dapat di akuisisi dalam 2 mode, yaitu fine dengan resolusi spasial 0,56 km dan smoothed dengan resolusi spasial 2,7 km. Pada umumnya data yang diakuisisi oleh NOAA-NGDC adalah data dengan mode smoothed. Dengan kumpulan data time series DMSP-OLS dapat dilakukan analisis keberadaan cahaya yang stabil dan menetap di suatu area, dan apa sebenarnya penyebab cahaya tersebut. Informasi tersebut dapat dijadikan referensi dalam mendeteksi kebakaran hutan di daratan ataupun pergerakan kapal penangkap ikan di lautan di luar cahaya konstan tersebut.

Day/Night Band vIIRS

Seperti halnya DMSP-OLS, kanal DNB pada Sensor VIIRS memiliki kemampuan yang sama yaitu untuk melihat pantulan cahaya permukaan bumi terutama di malam hari seperti kebakaran, petir, lava gunung berapi, lampu perkotaan, biolum, gas flare,

dan lampu kapal besar (penangkap ikan atau kapal penumpang). Intinya kanal ini berfungsi untuk menjelajahi keadaan planet kita pada waktu malam.

Saat ini LAPAN sudah dapat menerima dan mengakuisisi data NPP secara real time dimana data DNB-VIIRS merupakan salah satu produk yang dapat di unduh setiap harinya. Raw data DNB diberi nama SVDNB dan GDNBO untuk data informasi geolokasi. File GDNBO terdiri dari beberapa informasi, yaitu: latitude, Sensor OLS-DMSP (Sumber: CRISP)

Citra DMSP-OLS Daratan India Akuisisi tanggal 11 November 2012 (Sumber: NASA)

longitude, surface elevation, Satellite Zenith Angle, satellite Azimuth Angle, solar zenith angle, solar azimuth angle, distance to satellite, dan untuk SVDNB terdapat informasi tambahan yaitu lunar zenith dan lunar azimuth angle.

Pada dasarnya raw data VIIRS yang diterima berada dalam benturk Raw Data Records (RDR) yang selanjutnya diproses (dikalibrasi) sehingga dikonversi menjadi file Sensor Data Records (SDR). File tersebut memiliki informasi geolokasi untuk keperluan koreksi geometrik dan telah dikonversi menjadi data radians, reflektan, dan

atau suhu kecerahan. Proyeksi data DNB disesuaikan dengan lokasi studi, dimana Indonesia menggunakan proyeksi global yaitu World Geodetic System (WGS) 84.

Dalam memberikan informasi cahaya malam global, meskipun berada pada panjang gelombang yang sama 0,5-0,9 µm data DNB VIIRS memiliki resolusi dan kepekaan yang jauh lebih baik dibandingkan generasi sebelumnya, DMSP-OLS. VIIRS juga memiliki keunggulan dibandingkan kamera milik stasiun ruang angkasa internasional, yang melintasi dan

30 Vol. 10 No. 1 Maret 2015

Media Dirgantara | Aktualita

Citra DNB-VIIRS Daratan India Akuisisi tanggal 12 November 2012 (Sumber: NASA)

Data NPP VIIRS yang di Akuisisi LAPAN (Sumber: LAPAN)

31Vol. 10 No. 1 Maret 2015

Aktualita | Media Dirgantara

mengcover permukaan bumi setiap dua atau tiga hari sekali pada titik yang sama, sementara Suomi-NPP bisa melewati titik yang sama dua kali sehari pada sekitar pukul 01.30 dini hari dan 13.30 siang hari waktu setempat. Teknologi ini memungkinkan para peneliti mempelajari atmosfer, darat, dan laut saat malam hari. Sehingga sangat mudah dikenali lampu-lampu kota yang menunjukkan pusat-pusat populasi padat, yang bersumber dari aktivitas manusia di daratan dan

lokasi sumberdaya perikanan tangkap yang ditandai dengan aktivitas nelayan melalui lampu-lampu kapal penangkap ikan yang besar. Lebih lanjut, informasi ini dapat digunakan untuk mengawasi aktivitas kapal penangkap ikan, terutama kapal besar milik nelayan lokal atau nelayan asing yang melakukan kegiatan pencurian ikan (illegal fishing) sehingga penggunaan data satelit DNB VIIRS dapat membantu dalam memerangi permasalahan illegal fishing di Indonesia.

Raw Data DNB-VIIRS 1 Lintasan Tanggal 7 Januari 2014 dan 18 Februari 2014(Sumber: LAPAN)

Aktivitas Lampu Kapal di Perairan Laut Natuna yang Terdeteksi dari Data DNB Tanggal 17 Februari 2014 (Sumber: LAPAN)

32 Vol. 10 No. 1 Maret 2015

Media Dirgantara | Aktualita