Oleh: Rangga Sulaiman, S.T., dan Mohamad Arszandi Pratama, S.T., M.Sc.

Dunia survei geospasial mengalami perubahan yang cukup besar dalam beberapa dekade terakhir. Pekerjaan yang dahulu sangat bergantung pada pengukuran langsung di lapangan kini dapat memanfaatkan semakin banyak sumber data dari teknologi penginderaan jauh.

GNSS, fotogrametri, LiDAR, citra satelit optik, dan radar menjadi bagian dari ekosistem pemetaan modern. Masing-masing memiliki karakteristik dan kegunaan yang berbeda.

Di antara perkembangan tersebut, Interferometric Synthetic Aperture Radar atau IFSAR menjadi salah satu teknologi yang menarik perhatian karena kemampuannya menyediakan informasi mengenai elevasi dan kondisi permukaan bumi dari pengamatan radar.

Perubahan yang dibawa IFSAR bukan berarti survei lapangan menjadi tidak diperlukan. Justru, teknologi ini mengubah bagaimana pekerjaan survei direncanakan, bagaimana data awal diperoleh, dan bagaimana berbagai sumber informasi digabungkan untuk menghasilkan informasi geospasial yang lebih komprehensif.

Lalu, sejauh mana data IFSAR mengubah lanskap survei geospasial?

Dari Pengukuran Titik Menuju Informasi Spasial Berskala Luas

Survei konvensional memiliki keunggulan dalam memperoleh pengukuran yang sangat terkontrol pada titik-titik tertentu. GNSS dan total station, misalnya, memungkinkan surveyor memperoleh koordinat dengan tingkat ketelitian yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan pekerjaan.

Namun, pendekatan tersebut memiliki konsekuensi ketika area yang harus dipetakan semakin luas.

Semakin besar wilayah, semakin banyak titik yang perlu diperiksa jika seluruh informasi harus diperoleh secara langsung di lapangan.

Penginderaan jauh memberikan pendekatan yang berbeda.

Alih-alih mengukur seluruh wilayah satu titik demi satu titik, sensor dapat memperoleh informasi mengenai area yang jauh lebih luas. IFSAR kemudian memanfaatkan informasi radar dan interferometri untuk menghasilkan informasi elevasi.

Perubahan paradigma inilah yang penting.

Teknologi tidak sekadar menggantikan alat lama dengan alat baru. Teknologi mengubah cara surveyor memikirkan proses pengumpulan data.

Survei dapat dimulai dari informasi spasial yang sudah tersedia, kemudian pengukuran lapangan diarahkan pada lokasi yang memang membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut.

Memahami Posisi IFSAR dalam Survei Geospasial

IFSAR merupakan bagian dari teknologi Synthetic Aperture Radar (SAR). Sistem SAR menggunakan radar untuk mengamati permukaan bumi, sementara pendekatan interferometri memanfaatkan perbedaan fase dari pengamatan radar untuk memperoleh informasi geometrik mengenai permukaan.

Dalam konteks pemetaan, hasil pemrosesan tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan model elevasi.

Informasi elevasi inilah yang membuat IFSAR relevan bagi berbagai kegiatan survei dan pemetaan.

Model elevasi dapat digunakan untuk menghasilkan kontur, slope, aspect, hillshade, profil medan, dan berbagai analisis topografi lainnya.

Namun, penting untuk memahami bahwa IFSAR bukan sekadar “peta tiga dimensi”.

Di balik produk tersebut terdapat proses akuisisi, pengolahan interferometri, koreksi geometrik, penghilangan kesalahan, dan georeferensi yang menentukan kualitas produk akhirnya.

Karena itu, kemampuan membaca metadata dan memahami kualitas dataset merupakan bagian penting dari pekerjaan profesional yang menggunakan IFSAR.

Mengapa IFSAR Menjadi Penting?

Ada beberapa karakteristik IFSAR yang membuatnya relevan dalam survei geospasial.

Salah satunya adalah kemampuan radar melakukan pengamatan tanpa bergantung pada cahaya matahari. Sistem radar dapat memperoleh data baik pada siang maupun malam hari. Karakteristik ini berbeda dengan sensor optik yang bergantung pada kondisi pencahayaan.

Selain itu, radar memiliki kemampuan tertentu dalam menghadapi tutupan awan yang menjadi kendala bagi sensor optik.

Hal tersebut sangat relevan untuk wilayah tropis seperti Indonesia, di mana kondisi atmosfer dan tutupan awan dapat menjadi tantangan dalam memperoleh citra optik secara konsisten.

Namun, kemampuan tersebut tidak berarti radar bebas dari gangguan.

Sinyal radar juga dipengaruhi oleh karakteristik permukaan, geometri pengamatan, atmosfer, vegetasi, dan berbagai faktor lainnya. Karena itu, setiap metode tetap memiliki batas kemampuan.

Perubahan Cara Merencanakan Survei

Salah satu dampak paling nyata dari tersedianya data IFSAR adalah perubahan pada tahap perencanaan survei.

Dalam pendekatan lama, informasi mengenai kondisi topografi suatu area mungkin baru diperoleh setelah tim melakukan pengukuran lapangan.

Kini, tim dapat melakukan desk study terlebih dahulu.

Data IFSAR dapat digunakan untuk melihat karakteristik medan sebelum personel dikirim ke lokasi. Tim dapat memeriksa variasi elevasi, kemiringan, akses, serta bentuk topografi secara umum.

Informasi tersebut kemudian dapat digunakan untuk menentukan:

• area yang perlu diukur secara detail;
• lokasi yang sulit dijangkau;
• jalur survei;
• kebutuhan personel;
• metode pengukuran;
• serta perkiraan tingkat kesulitan pekerjaan.

Dengan demikian, survei lapangan tidak lagi selalu menjadi tahap pertama untuk memahami suatu kawasan.

Desk study dan penginderaan jauh dapat menjadi bagian penting dari tahap persiapan.

IFSAR dan Konsep Multi-Source Data

Survei geospasial modern semakin mengarah pada penggunaan berbagai sumber data.

Satu proyek dapat menggunakan citra satelit, IFSAR, GNSS, LiDAR, fotogrametri, data administrasi, dan hasil survei terestris secara bersamaan.

Pendekatan ini sering disebut sebagai multi-source atau multi-sensor geospatial data.

IFSAR dapat memberikan informasi topografi pada skala luas.

GNSS dapat digunakan untuk memperoleh koordinat titik dengan ketelitian tinggi.

Fotogrametri dapat menghasilkan orthophoto dan model tiga dimensi dari citra udara.

LiDAR dapat memberikan informasi elevasi dengan kepadatan titik yang tinggi dan kemampuan penetrasi tertentu terhadap vegetasi.

Sementara itu, data survei terestris dapat digunakan untuk memperoleh pengukuran detail pada titik atau objek tertentu.

Masing-masing sumber memiliki fungsi yang berbeda.

Karena itu, pertanyaan “teknologi mana yang paling baik?” sering kali tidak memiliki satu jawaban.

Pertanyaan yang lebih tepat adalah “teknologi mana yang paling sesuai untuk bagian pekerjaan tertentu?”

Mengubah Peran Surveyor

Perkembangan teknologi juga mengubah kompetensi yang dibutuhkan seorang surveyor.

Surveyor modern tidak cukup hanya mampu melakukan pengukuran di lapangan. Mereka juga perlu memahami bagaimana data diperoleh dari berbagai sensor, bagaimana data tersebut diproses, serta bagaimana kualitasnya dievaluasi.

Dalam pekerjaan berbasis IFSAR, misalnya, pengguna perlu memahami konsep dasar radar dan interferometri, sistem koordinat, datum, model elevasi, metadata, serta quality control.

Kemampuan GIS juga semakin penting karena sebagian besar data penginderaan jauh pada akhirnya perlu diintegrasikan dengan informasi spasial lainnya.

Dengan demikian, peran surveyor bergerak dari sekadar “pengumpul koordinat” menjadi pengelola dan interpreter informasi geospasial.

Perubahan ini sebenarnya cukup logis.

Ketika teknologi semakin mampu menghasilkan data dalam jumlah besar, tantangan berikutnya bukan hanya memperoleh data, tetapi menentukan data mana yang relevan dan bagaimana mengubahnya menjadi informasi yang dapat digunakan.

IFSAR dalam Pengolahan Data GIS

Data IFSAR menjadi semakin berguna ketika diintegrasikan ke dalam sistem informasi geografis.

Model elevasi dapat digunakan sebagai input untuk berbagai proses analisis spasial.

Contohnya adalah pembuatan slope.

Dari model elevasi, perangkat lunak GIS dapat menghitung perubahan elevasi terhadap jarak horizontal dan menghasilkan peta kemiringan.

Data tersebut dapat digunakan dalam berbagai kajian, seperti analisis medan, perencanaan infrastruktur, evaluasi lahan, dan studi wilayah.

Analisis aspect juga dapat digunakan untuk mengetahui arah hadap lereng.

Sementara hillshade memberikan representasi visual relief permukaan sehingga perubahan bentuk medan lebih mudah dipahami.

Selain itu, data elevasi dapat digunakan dalam analisis hidrologi berbasis terrain.

Dengan metode tertentu, pengguna dapat melakukan proses seperti flow direction dan flow accumulation untuk membantu memahami pola aliran permukaan secara spasial.

Namun, hasil analisis hidrologi tetap sangat bergantung pada kualitas model elevasi yang digunakan. Kesalahan kecil dalam elevasi dapat memengaruhi interpretasi pada lokasi tertentu.

Karena itu, pengolahan GIS harus selalu disertai pemahaman mengenai kualitas sumber datanya.

IFSAR untuk Wilayah yang Sulit Dijangkau

Indonesia memiliki kondisi geografis yang sangat beragam.

Wilayah kepulauan, pegunungan, hutan, dan kawasan terpencil dapat membuat pekerjaan survei lapangan menjadi lebih kompleks.

Dalam situasi seperti ini, data penginderaan jauh dapat memberikan informasi awal tanpa mengharuskan seluruh wilayah diperiksa secara langsung pada tahap pertama.

IFSAR dapat membantu memberikan gambaran mengenai topografi kawasan sebelum survei lapangan dilakukan.

Hal ini dapat membantu tim menentukan lokasi prioritas dan memperkirakan kondisi medan.

USGS, misalnya, memanfaatkan teknologi IFSAR untuk memperoleh data elevasi di Alaska, termasuk wilayah dengan medan terjal dan kondisi geografis yang sulit.

Dalam konteks Indonesia, prinsip pemanfaatannya dapat diterapkan pada tahap perencanaan survei, selama dataset yang digunakan memiliki cakupan dan spesifikasi yang sesuai.

Dari Pemetaan Statis Menuju Pemantauan Perubahan

Perkembangan teknologi InSAR juga membuka kemungkinan yang lebih luas daripada sekadar menghasilkan model elevasi.

Dengan menggunakan pengamatan radar pada waktu yang berbeda, teknik interferometri dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan permukaan bumi.

Perubahan tersebut dapat berkaitan dengan deformasi tanah, pergerakan permukaan, penurunan tanah, aktivitas vulkanik, atau fenomena lainnya tergantung metode dan dataset yang digunakan.

Artinya, teknologi radar dapat memberikan informasi yang bersifat temporal.

Ini merupakan perubahan penting dalam dunia geospasial.

Pemetaan tidak lagi hanya menjawab pertanyaan “seperti apa kondisi wilayah tersebut?”, tetapi dapat berkembang menjadi “bagaimana kondisi wilayah tersebut berubah dari waktu ke waktu?”

Kemampuan ini membuat teknologi InSAR relevan dalam berbagai bidang pemantauan bumi.

Perbedaan antara IFSAR dan InSAR

Istilah IFSAR dan InSAR sering digunakan secara bergantian, tetapi penggunaannya dapat memiliki konteks yang sedikit berbeda.

Secara prinsip, keduanya berkaitan dengan interferometric synthetic aperture radar.

Istilah InSAR umumnya digunakan untuk menyebut teknik interferometri berbasis SAR, sedangkan IFSAR juga sering digunakan dalam konteks produk atau sistem pemetaan elevasi berbasis interferometri.

Dalam pekerjaan profesional, yang lebih penting bukan sekadar istilahnya, tetapi memahami jenis produk yang digunakan dan tujuan pengolahannya.

Sebuah dataset dapat dirancang untuk menghasilkan model elevasi, sementara pengolahan interferometri lainnya dapat ditujukan untuk mendeteksi perubahan atau deformasi permukaan.

Karena itu, pengguna perlu melihat dokumentasi teknis dataset daripada hanya mengandalkan nama produknya.

Tantangan dalam Penggunaan IFSAR

Teknologi IFSAR memang menawarkan banyak keuntungan, tetapi bukan berarti penggunaannya bebas masalah.

Salah satu tantangan utama adalah memahami sumber error.

Dalam proses interferometri, perbedaan fase dapat dipengaruhi oleh faktor yang tidak berkaitan langsung dengan topografi. Atmosfer, noise, geometri pengamatan, dan perubahan kondisi permukaan dapat memengaruhi hasil.

Wilayah dengan vegetasi yang berubah atau permukaan yang mengalami perubahan antara waktu pengamatan juga dapat menjadi tantangan.

Selain itu, model elevasi yang dihasilkan tidak selalu memiliki tingkat ketelitian yang sama dengan hasil survei detail.

Oleh karena itu, penggunaan IFSAR membutuhkan quality control.

Data harus diperiksa sebelum dijadikan dasar analisis atau keputusan teknis.

Pentingnya Memahami Resolusi dan Akurasi

Salah satu kesalahan yang cukup mudah terjadi dalam penggunaan data geospasial adalah menganggap resolusi sama dengan akurasi.

Padahal, keduanya berbeda.

Resolusi berkaitan dengan ukuran atau detail spasial yang dapat direpresentasikan oleh dataset. Akurasi menunjukkan seberapa dekat hasil pengukuran atau estimasi terhadap kondisi sebenarnya.

Sebuah dataset dapat memiliki resolusi tertentu tetapi tetap memiliki ketidakpastian elevasi yang harus diperhitungkan.

Karena itu, pengguna IFSAR perlu memperhatikan spesifikasi teknis dataset.

Beberapa informasi yang penting antara lain:

• spatial resolution;
• vertical accuracy;
• horizontal accuracy;
• coordinate reference system;
• datum horizontal;
• datum vertikal;
• waktu akuisisi;
• jenis produk;
• cakupan area;
• serta informasi quality assurance.

Memahami parameter tersebut membantu mencegah penggunaan data di luar tujuan yang semestinya.

Apakah IFSAR Akan Menggantikan LiDAR dan Survei Terestris?

Kemungkinan besar bukan itu arah perkembangannya.

IFSAR, LiDAR, fotogrametri, GNSS, dan survei terestris memiliki karakteristik masing-masing.

LiDAR dapat memberikan point cloud dengan kepadatan tinggi dan sangat berguna untuk pemodelan permukaan secara detail.

Fotogrametri dapat menghasilkan orthophoto sekaligus model tiga dimensi berdasarkan citra.

GNSS dapat menghasilkan koordinat titik dengan tingkat ketelitian tinggi.

Survei terestris tetap penting ketika pengukuran langsung diperlukan.

IFSAR memiliki keunggulan tersendiri dalam menyediakan informasi penginderaan jauh dengan cakupan yang luas.

Dengan demikian, perkembangan survei geospasial lebih tepat dilihat sebagai integrasi teknologi daripada perlombaan untuk menentukan satu metode sebagai pengganti seluruh metode lainnya.

Dampak terhadap Efisiensi Pekerjaan

Ketika digunakan dengan tepat, IFSAR dapat membantu meningkatkan efisiensi proses survei.

Efisiensi tersebut tidak selalu berarti menghilangkan seluruh pengukuran lapangan.

Sebaliknya, efisiensi dapat muncul karena pekerjaan lapangan menjadi lebih terarah.

Tim dapat mengetahui karakteristik medan terlebih dahulu.

Area prioritas dapat ditentukan.

Lokasi yang membutuhkan validasi dapat diidentifikasi.

Metode pengukuran dapat dipilih berdasarkan kondisi yang diketahui sejak awal.

Dengan perencanaan tersebut, waktu dan sumber daya dapat dialokasikan pada bagian pekerjaan yang memang membutuhkan pengukuran langsung.

Hal ini sangat relevan untuk proyek dengan cakupan wilayah yang luas atau memiliki kondisi medan yang kompleks.

Dari Data Menjadi Keputusan

Pada akhirnya, teknologi geospasial tidak berhenti pada pengumpulan data.

Tujuan akhirnya adalah menghasilkan informasi yang dapat digunakan.

Data IFSAR dapat memberikan model elevasi, tetapi model tersebut baru memiliki nilai ketika dapat menjawab kebutuhan tertentu.

Bagi surveyor, data tersebut dapat membantu merencanakan pekerjaan.

Bagi analis GIS, data tersebut dapat menjadi input analisis topografi.

Bagi perencana wilayah, informasi tersebut dapat membantu memahami karakter kawasan.

Bagi pengambil keputusan, hasil analisis dapat menjadi salah satu pertimbangan dalam menentukan arah pengembangan wilayah.

Dengan demikian, nilai data tidak hanya ditentukan oleh kecanggihan teknologi yang digunakan untuk memperolehnya.

Kualitas pengolahan, interpretasi, validasi, dan kesesuaian dengan tujuan pekerjaan juga sama pentingnya.

Bagaimana Seharusnya IFSAR Digunakan dalam Proyek?

Tidak ada satu pola penggunaan IFSAR yang berlaku untuk semua proyek.

Namun, secara umum, pemanfaatannya dapat dimulai dari beberapa tahapan.

Pertama, tentukan kebutuhan informasi.

Apakah proyek membutuhkan model elevasi? Analisis topografi? Informasi perubahan permukaan? Atau hanya gambaran awal suatu kawasan?

Kedua, periksa dataset yang tersedia.

Pastikan cakupan, resolusi, akurasi, datum, waktu akuisisi, dan jenis produk sesuai dengan kebutuhan.

Ketiga, lakukan pengolahan.

Data dapat diproses dan dianalisis menggunakan perangkat GIS atau perangkat lunak pengolahan geospasial yang sesuai.

Keempat, lakukan quality control dan validasi.

Jika diperlukan, hasil IFSAR dapat dibandingkan dengan data survei lapangan.

Kelima, integrasikan dengan sumber data lainnya.

Pada tahap inilah IFSAR dapat memberikan nilai lebih besar karena dapat dikombinasikan dengan GNSS, LiDAR, fotogrametri, citra satelit, maupun data spasial lainnya.

Pendekatan tersebut membuat teknologi digunakan berdasarkan kebutuhan, bukan sekadar karena teknologi tersebut tersedia.

Masa Depan Survei Geospasial

Perkembangan teknologi kemungkinan akan membuat sumber data geospasial semakin beragam.

Sensor menjadi semakin canggih, cakupan data semakin luas, dan kemampuan pemrosesan semakin besar.

Dalam kondisi tersebut, tantangan bagi industri bukan lagi sekadar memperoleh data.

Tantangannya adalah bagaimana mengelola volume data yang besar, memastikan kualitasnya, mengintegrasikan berbagai sumber, dan menghasilkan informasi yang dapat dipertanggungjawabkan.

IFSAR merupakan salah satu contoh bagaimana perkembangan teknologi tersebut memengaruhi pekerjaan survei.

Teknologi ini menunjukkan bahwa pengumpulan informasi mengenai permukaan bumi tidak harus selalu dilakukan dengan pendekatan yang sama.

Surveyor dapat memanfaatkan data penginderaan jauh untuk memahami wilayah secara lebih luas, kemudian menggabungkannya dengan pengukuran detail ketika dibutuhkan.

Pada akhirnya, masa depan survei geospasial kemungkinan bukan tentang memilih antara survei lapangan atau penginderaan jauh.

Masa depannya adalah bagaimana berbagai teknologi tersebut dapat bekerja bersama.

Kesimpulan

Data IFSAR telah memberikan perubahan penting dalam cara informasi topografi dan kondisi permukaan bumi diperoleh.

Kemampuannya dalam menyediakan informasi elevasi dari pengamatan radar membuat IFSAR dapat digunakan untuk mendukung berbagai kegiatan survei geospasial, mulai dari studi awal kawasan hingga integrasi data dalam sistem informasi geografis.

Perubahan terbesar bukan semata-mata terletak pada kemampuan menghasilkan model elevasi. IFSAR juga memungkinkan proses survei direncanakan dengan lebih berbasis informasi.

Tim dapat mempelajari kondisi kawasan sebelum turun ke lapangan, menentukan area prioritas, memperkirakan karakter medan, dan mengombinasikan data penginderaan jauh dengan hasil pengukuran lainnya.

Namun, teknologi ini tetap memiliki keterbatasan.

Kualitas data harus dinilai berdasarkan resolusi, akurasi, datum, waktu akuisisi, karakteristik wilayah, dan metode pengolahan. Validasi lapangan juga tetap diperlukan ketika tingkat ketelitian yang dibutuhkan proyek tidak dapat dipenuhi hanya dari dataset IFSAR.

Karena itu, IFSAR sebaiknya tidak dipandang sebagai pengganti seluruh metode survei yang sudah ada.

IFSAR lebih tepat dipahami sebagai salah satu instrumen dalam ekosistem survei geospasial modern. Ketika digabungkan dengan GNSS, LiDAR, fotogrametri, citra satelit, GIS, dan survei terestris, teknologi tersebut dapat membantu menghasilkan proses pemetaan yang lebih terintegrasi.

Perubahan inilah yang pada akhirnya membentuk lanskap baru survei geospasial: bukan lagi sekadar bagaimana mendapatkan koordinat, tetapi bagaimana menggabungkan berbagai sumber data untuk memahami suatu wilayah secara lebih menyeluruh dan mendukung keputusan yang lebih baik.

Daftar Pustaka

• Lu, Z., Kwoun, O.-I., & Rykhus, R. P. (2007). Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)—Its Past, Present and Future. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 73(3), 217–221.
• U.S. Geological Survey. Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)—Its Past, Present and Future.
• U.S. Geological Survey. USGS EROS Archive – Digital Elevation – Interferometric Synthetic Aperture Radar (IFSAR) – Alaska.
• Alaska Satellite Facility. SAR and InSAR Fundamentals.
• European Space Agency. Sentinel-1 Mission: Radar for All-Weather, Day-and-Night Earth Observation.
• German Aerospace Center (DLR). TanDEM-X: Global Digital Elevation Model.