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

Perkembangan teknologi penginderaan jauh membuat pekerjaan pemetaan tidak lagi sepenuhnya bergantung pada pengukuran langsung di lapangan. Berbagai sensor dapat digunakan untuk memperoleh informasi mengenai permukaan bumi dari jarak jauh, mulai dari sensor optik hingga radar.

Salah satu teknologi yang cukup penting dalam perkembangan tersebut adalah Interferometric Synthetic Aperture Radar atau IFSAR. Teknologi ini memanfaatkan data radar dan prinsip interferometri untuk memperoleh informasi mengenai permukaan bumi, termasuk informasi elevasi yang dapat digunakan dalam pemetaan topografi.

Bagi perusahaan, konsultan, maupun praktisi survei pemetaan, ketersediaan data IFSAR memberikan pilihan tambahan ketika harus menentukan sumber data untuk sebuah proyek. Namun, memilih sebuah teknologi pemetaan tidak cukup hanya dengan melihat keunggulannya.

Setiap metode mempunyai keterbatasan.

IFSAR dapat menjadi solusi yang sangat berguna dalam kondisi tertentu, tetapi belum tentu menjadi pilihan paling tepat untuk semua kebutuhan pemetaan. Karena itu, pemahaman terhadap kelebihan dan kekurangan data IFSAR menjadi penting sebelum data tersebut digunakan sebagai dasar pekerjaan.

Apa yang Dimaksud dengan Data IFSAR?

IFSAR merupakan singkatan dari Interferometric Synthetic Aperture Radar. Teknologi ini menggunakan pengamatan radar dari posisi atau konfigurasi geometris tertentu untuk memperoleh informasi melalui perbedaan fase sinyal radar.

Secara sederhana, data radar yang diperoleh dari pengamatan terhadap suatu wilayah dapat diproses menggunakan teknik interferometri untuk menghasilkan informasi mengenai jarak dan elevasi permukaan.

Hasilnya dapat digunakan untuk membentuk model elevasi digital.

Dalam konteks pemetaan, produk yang tersedia dapat berupa Digital Surface Model (DSM), Digital Terrain Model (DTM), atau produk elevasi lainnya, tergantung metode akuisisi, pengolahan, dan spesifikasi dataset.

Hal tersebut perlu diperhatikan karena istilah “data IFSAR” tidak selalu merujuk pada satu jenis produk dengan karakteristik yang sama.

Dataset IFSAR dari sumber yang berbeda dapat memiliki resolusi, akurasi, datum, cakupan wilayah, waktu akuisisi, dan karakteristik teknis yang berbeda.

Oleh karena itu, pembahasan mengenai kelebihan data IFSAR harus selalu disertai konteks mengenai jenis data yang digunakan.

Mengapa Data IFSAR Menarik untuk Pemetaan?

Salah satu alasan utama IFSAR menarik bagi dunia pemetaan adalah kemampuannya menyediakan informasi mengenai permukaan bumi dalam cakupan wilayah yang luas.

Pada metode pengukuran terestris, informasi diperoleh melalui titik-titik pengukuran yang dikumpulkan secara langsung di lapangan. Sementara pada penginderaan jauh, sensor dapat mengamati wilayah yang jauh lebih luas dari jarak tertentu.

IFSAR menawarkan pendekatan tersebut dengan karakteristik sensor radar.

USGS, misalnya, memanfaatkan data IFSAR untuk menghasilkan produk elevasi pada wilayah yang luas dan memiliki kondisi geografis yang sulit, termasuk kawasan Alaska.

Kemampuan tersebut membuat IFSAR menarik untuk pekerjaan yang membutuhkan gambaran topografi secara regional maupun sebagai data awal sebelum dilakukan survei yang lebih detail.

Namun, cakupan wilayah yang luas bukan berarti otomatis menghasilkan data yang lebih baik untuk semua kebutuhan.

Semakin spesifik kebutuhan proyek, semakin penting bagi pengguna untuk mengevaluasi kualitas dan ketelitian dataset.

Kelebihan Data IFSAR untuk Pemetaan

1. Mampu Mencakup Wilayah yang Luas

Salah satu kelebihan utama IFSAR adalah kemampuan memperoleh informasi pada area yang luas.

Hal ini sangat relevan untuk proyek yang mencakup kawasan regional, wilayah terpencil, atau area yang sulit dipetakan seluruhnya melalui pengukuran langsung.

Dengan data yang mencakup wilayah luas, pengguna dapat memperoleh gambaran topografi tanpa harus terlebih dahulu melakukan pengukuran pada setiap bagian wilayah.

Untuk tahap awal proyek, informasi semacam ini dapat sangat membantu.

Tim dapat mengetahui karakteristik umum suatu kawasan sebelum menentukan lokasi yang memerlukan pemeriksaan lebih detail.

2. Tidak Bergantung pada Cahaya Matahari

Radar memiliki karakteristik berbeda dari sensor optik.

Sistem radar memancarkan gelombang elektromagnetik sendiri sehingga pengamatan tidak bergantung pada cahaya matahari. Dengan demikian, pengumpulan data radar dapat dilakukan pada siang maupun malam hari.

Karakteristik ini menjadi salah satu keunggulan penting untuk pekerjaan penginderaan jauh.

Pengguna tidak perlu mengandalkan kondisi pencahayaan seperti pada citra optik.

Meskipun demikian, kondisi atmosfer dan karakteristik permukaan tetap dapat memengaruhi kualitas data radar. Jadi, kemampuan beroperasi tanpa cahaya matahari tidak berarti radar bebas dari semua kondisi lingkungan.

3. Lebih Tahan terhadap Tutupan Awan Dibandingkan Sensor Optik

Sensor radar memiliki kemampuan pengamatan yang berbeda dari sensor optik dalam menghadapi tutupan awan.

Hal ini sangat menarik untuk wilayah tropis yang sering mengalami kondisi berawan.

Indonesia merupakan salah satu contoh wilayah yang dapat menghadapi tantangan tersebut. Dalam kondisi tertentu, memperoleh citra optik tanpa tutupan awan yang mengganggu dapat menjadi lebih sulit.

Radar dapat memberikan alternatif karena gelombang radar pada panjang gelombang tertentu mampu menembus awan.

Namun, sekali lagi, hal ini tidak berarti radar dapat mengabaikan seluruh pengaruh atmosfer. Dalam aplikasi interferometri, kondisi atmosfer tetap dapat menghasilkan kesalahan fase yang perlu diperhitungkan dalam pengolahan data.

4. Dapat Digunakan untuk Menghasilkan Informasi Elevasi

Kelebihan penting lainnya adalah kemampuan IFSAR menghasilkan informasi ketinggian.

Informasi tersebut dapat digunakan untuk membangun model elevasi dan kemudian menghasilkan berbagai produk turunan.

Contohnya adalah:

• kontur;
• slope;
• aspect;
• hillshade;
• profil elevasi;
• analisis relief;
• dan berbagai analisis terrain lainnya.

Data tersebut dapat digunakan dalam GIS untuk memahami karakteristik topografi suatu wilayah.

Bagi perencana maupun surveyor, informasi elevasi merupakan salah satu komponen dasar untuk memahami kondisi fisik kawasan.

5. Berguna untuk Tahap Awal Survei

Data IFSAR dapat digunakan sebelum tim melakukan pekerjaan lapangan.

Dengan melihat model elevasi dan informasi topografi, tim dapat memperoleh gambaran awal mengenai kondisi medan.

Hal tersebut dapat membantu menjawab pertanyaan seperti:

• Apakah wilayah relatif datar atau berbukit?
• Di mana terdapat lereng yang curam?
• Bagaimana perubahan elevasi kawasan?
• Bagian mana yang berpotensi sulit dijangkau?
• Area mana yang perlu diperiksa lebih lanjut?

Informasi tersebut dapat digunakan untuk menyusun strategi survei.

Dengan demikian, IFSAR tidak hanya berguna sebagai produk akhir, tetapi juga dapat berfungsi sebagai data pendukung dalam tahap perencanaan pekerjaan.

6. Membantu Pemetaan Wilayah Sulit Dijangkau

Dalam pekerjaan pemetaan, akses menuju lokasi sering menjadi persoalan tersendiri.

Pegunungan, hutan, kawasan terpencil, dan wilayah dengan kondisi medan ekstrem dapat meningkatkan waktu dan biaya survei lapangan.

Data penginderaan jauh dapat membantu mengurangi kebutuhan untuk melakukan pemeriksaan langsung pada seluruh area pada tahap awal.

Tim dapat terlebih dahulu memahami karakteristik kawasan melalui data yang tersedia.

Setelah itu, survei lapangan dapat diarahkan ke area yang benar-benar membutuhkan pengukuran langsung.

Pendekatan ini dapat membuat proses pekerjaan menjadi lebih terencana.

7. Dapat Diintegrasikan dengan GIS

Data IFSAR dapat menjadi bagian dari workflow GIS.

Model elevasi dapat dikombinasikan dengan berbagai data spasial lainnya, seperti jaringan jalan, sungai, penggunaan lahan, batas administrasi, kawasan terbangun, maupun data hasil survei lapangan.

Integrasi ini memungkinkan data elevasi tidak hanya ditampilkan sebagai peta, tetapi juga digunakan untuk analisis spasial.

Misalnya, data slope dapat digunakan bersama data penggunaan lahan untuk melihat hubungan antara kemiringan dengan pemanfaatan kawasan.

Data elevasi juga dapat digunakan dalam analisis terrain dan hidrologi.

Dengan demikian, nilai data IFSAR dapat meningkat ketika digabungkan dengan dataset lainnya.

Kekurangan Data IFSAR untuk Pemetaan

Kelebihan IFSAR memang cukup banyak, tetapi ada beberapa keterbatasan yang harus dipahami sebelum menggunakannya.

1. Akurasi Tidak Selalu Sama pada Setiap Dataset

Kesalahan yang sering terjadi adalah menganggap semua data IFSAR memiliki akurasi yang sama.

Padahal, kualitas dataset sangat bergantung pada sensor, metode akuisisi, geometri pengamatan, resolusi, pengolahan, dan kondisi wilayah.

Karena itu, pengguna harus memeriksa metadata sebelum menggunakan data.

Informasi seperti vertical accuracy dan horizontal accuracy menjadi sangat penting, terutama jika data akan digunakan untuk kebutuhan teknis.

Data dengan akurasi tertentu mungkin cukup untuk studi regional, tetapi belum tentu memenuhi kebutuhan pemetaan detail.

2. Memiliki Tantangan dalam Pengolahan Interferometri

IFSAR bukan teknologi yang menghasilkan informasi elevasi hanya dengan satu langkah sederhana.

Data perlu melalui proses pengolahan interferometri.

Dalam proses tersebut terdapat berbagai sumber error yang dapat memengaruhi hasil.

Kesalahan dapat berkaitan dengan geometri pengamatan, baseline, atmosfer, noise, perubahan kondisi permukaan, dan faktor lainnya. Literatur mengenai InSAR juga menunjukkan bahwa gangguan atmosfer dan berbagai sumber error dapat memengaruhi hasil interferometri.

Karena itu, pengolahan IFSAR membutuhkan pemahaman teknis.

Kesalahan dalam pemrosesan dapat menghasilkan produk yang terlihat meyakinkan secara visual tetapi memiliki kualitas geometrik yang kurang sesuai untuk tujuan tertentu.

3. Vegetasi dan Karakteristik Permukaan Dapat Menjadi Tantangan

Radar berinteraksi dengan objek yang ada di permukaan.

Vegetasi, bangunan, kondisi tanah, dan bentuk medan dapat memberikan respons radar yang berbeda.

Pada wilayah dengan vegetasi yang rapat atau karakteristik permukaan yang kompleks, interpretasi data dapat menjadi lebih menantang.

Hal tersebut juga perlu diperhatikan ketika pengguna membutuhkan informasi bare earth.

Sebuah model permukaan yang masih merepresentasikan vegetasi atau objek di atas tanah tidak dapat diperlakukan begitu saja sebagai model terrain.

Karena itu, pengguna perlu mengetahui apakah dataset yang digunakan merupakan DSM, DTM, atau produk lainnya.

4. Tidak Semua Detail Permukaan Dapat Direpresentasikan dengan Baik

Setiap dataset memiliki batas resolusi.

Jika sebuah objek terlalu kecil dibandingkan dengan resolusi data, karakteristik objek tersebut mungkin tidak dapat direpresentasikan dengan baik.

Hal ini penting untuk pekerjaan yang membutuhkan detail tinggi.

Model elevasi dengan cakupan luas sangat berguna untuk memahami kondisi regional, tetapi belum tentu dapat menggambarkan detail kecil pada suatu kawasan secara memadai.

Karena itu, kebutuhan skala pemetaan harus dipertimbangkan sejak awal.

5. Perubahan Permukaan Dapat Memengaruhi Hasil

Teknologi interferometri membandingkan informasi radar dari pengamatan tertentu.

Apabila kondisi permukaan berubah di antara waktu pengamatan, perubahan tersebut dapat memengaruhi koherensi dan kualitas interferometri.

Perubahan dapat terjadi karena vegetasi, aktivitas manusia, perubahan permukaan, konstruksi, maupun fenomena alam.

Dalam kondisi tertentu, perubahan tersebut dapat menjadi gangguan.

Namun, dalam aplikasi lain, perubahan justru dapat menjadi informasi yang ingin dicari.

Inilah salah satu karakteristik menarik dari InSAR: fenomena yang menjadi gangguan untuk satu tujuan dapat menjadi informasi penting untuk tujuan lainnya.

6. Membutuhkan Pemahaman Datum dan Sistem Koordinat

Data elevasi tidak hanya berbicara mengenai nilai tinggi.

Pengguna juga harus memahami referensi spasial yang digunakan.

Sistem koordinat, datum horizontal, datum vertikal, dan satuan tinggi harus diperiksa.

Perbedaan referensi dapat menyebabkan data tidak sesuai ketika digabungkan dengan dataset lainnya.

Dalam proyek survei pemetaan, masalah ini cukup penting karena data IFSAR sering kali akan digunakan bersama data GNSS, peta dasar, citra, atau hasil pengukuran lapangan.

Jika sistem referensi tidak konsisten, analisis dapat menghasilkan kesalahan posisi maupun elevasi.

7. Tidak Selalu Cocok untuk Pekerjaan dengan Ketelitian Sangat Tinggi

Data IFSAR dapat sangat berguna untuk analisis skala luas.

Namun, untuk pekerjaan yang membutuhkan ketelitian elevasi sangat tinggi pada area tertentu, pengguna perlu melakukan evaluasi lebih lanjut.

Jika proyek memiliki spesifikasi teknis yang ketat, dataset harus diuji apakah memenuhi toleransi yang dipersyaratkan.

Dalam kondisi tertentu, data IFSAR dapat digunakan sebagai data pendukung dan kemudian dilengkapi dengan metode survei yang lebih detail.

Artinya, keputusan penggunaan IFSAR harus didasarkan pada kebutuhan akurasi, bukan hanya pada kemudahan memperoleh data.

Faktor yang Menentukan Kualitas Data IFSAR

Tidak cukup hanya mengetahui bahwa sebuah dataset merupakan data IFSAR.

Sebelum digunakan, beberapa parameter perlu diperiksa.

Resolusi

Resolusi menunjukkan tingkat detail spasial yang dapat direpresentasikan oleh data.

Semakin kecil ukuran grid atau pixel, secara umum semakin detail informasi spasial yang tersedia. Namun, resolusi yang lebih tinggi tidak otomatis berarti akurasi absolutnya juga lebih tinggi.

Vertical Accuracy

Untuk pekerjaan topografi, akurasi vertikal menjadi salah satu parameter yang sangat penting.

Pengguna perlu mengetahui seberapa besar ketidakpastian nilai elevasi terhadap kondisi sebenarnya.

Horizontal Accuracy

Selain elevasi, posisi horizontal juga perlu diperhatikan.

Kesalahan posisi dapat memengaruhi ketika data IFSAR digunakan bersama dataset lainnya.

Datum

Datum menentukan referensi yang digunakan dalam mendefinisikan posisi dan ketinggian. Perbedaan datum dapat menjadi sumber masalah ketika beberapa dataset digabungkan.

Waktu Akuisisi

Informasi mengenai waktu pengambilan data juga penting.

Permukaan bumi bukan sesuatu yang selalu tetap. Kawasan dapat berubah karena pembangunan, perubahan vegetasi, erosi, longsor, aktivitas pertambangan, dan berbagai faktor lainnya.

Data yang cukup lama mungkin tidak sepenuhnya menggambarkan kondisi terbaru suatu wilayah.

Kapan Data IFSAR Menjadi Pilihan yang Baik?

IFSAR cenderung menarik ketika proyek membutuhkan informasi topografi dengan cakupan luas dan data awal dapat memberikan nilai yang besar bagi proses analisis.

Contohnya adalah:

• studi awal kawasan;
• analisis topografi regional;
• perencanaan wilayah;
• pemetaan area yang luas;
• analisis terrain;
• pemetaan wilayah yang sulit dijangkau;
• serta kebutuhan data elevasi sebagai salah satu input GIS.

Dalam kondisi tersebut, keunggulan cakupan dan karakteristik penginderaan jauh dapat memberikan manfaat yang cukup besar.

Namun, keputusan tetap harus dibuat berdasarkan spesifikasi proyek.

Kapan Perlu Menggunakan Data Lain?

Ada pula kondisi ketika data IFSAR perlu dilengkapi dengan sumber data lain.

Misalnya, proyek membutuhkan detail permukaan yang tinggi pada area yang relatif kecil.

Dalam kondisi tersebut, survei terestris, GNSS, fotogrametri, atau teknologi pemetaan lainnya dapat digunakan sesuai kebutuhan.

Bukan berarti IFSAR gagal.

Masalahnya adalah kebutuhan proyek memang membutuhkan karakteristik data yang berbeda.

Konsep ini penting dalam pekerjaan profesional.

Tidak ada satu teknologi yang selalu unggul dalam semua situasi.

Pemilihan metode harus mempertimbangkan luas wilayah, tingkat detail, akurasi, waktu, biaya, akses lokasi, kondisi lingkungan, serta tujuan akhir pekerjaan.

IFSAR sebagai Bagian dari Pendekatan Multi-Sumber

Daripada melihat IFSAR sebagai pengganti seluruh teknologi pemetaan, pendekatan yang lebih realistis adalah menjadikannya salah satu sumber data dalam workflow multi-sumber.

Sebagai contoh, data IFSAR dapat digunakan untuk memahami topografi suatu wilayah secara luas.

Setelah area prioritas ditentukan, survei GNSS dapat dilakukan pada titik tertentu.

Untuk memperoleh informasi permukaan yang lebih detail, metode fotogrametri atau LiDAR dapat digunakan.

Seluruh data tersebut kemudian dapat diproses dalam lingkungan GIS.

Dengan cara ini, masing-masing metode digunakan sesuai fungsi dan keunggulannya.

Pendekatan tersebut juga dapat membantu menghindari penggunaan satu dataset secara berlebihan.

Yang Perlu Diperhatikan Sebelum Membeli atau Menggunakan Data IFSAR

Sebelum menggunakan data IFSAR untuk suatu proyek, beberapa pertanyaan sederhana sebaiknya dijawab terlebih dahulu.

Pertama, apa tujuan pemetaannya?

Data untuk studi awal tentu memiliki kebutuhan berbeda dengan data untuk desain teknis.

Kedua, berapa luas wilayah yang akan dipetakan?

Cakupan wilayah menjadi salah satu faktor yang dapat menentukan efisiensi penggunaan data penginderaan jauh.

Ketiga, berapa tingkat akurasi yang dibutuhkan?

Jangan memilih dataset hanya berdasarkan resolusinya.

Keempat, produk apa yang sebenarnya dibutuhkan?

Apakah DSM, DTM, atau informasi elevasi lainnya?

Kelima, apakah data perlu divalidasi?

Jika data akan menjadi dasar keputusan teknis, validasi terhadap kondisi lapangan dapat menjadi bagian penting dari quality control.

Keenam, apakah data kompatibel dengan dataset lain?

Sistem koordinat dan datum harus diperiksa sebelum integrasi.

Pertanyaan tersebut dapat membantu mencegah kesalahan dalam memilih dan menggunakan data.

Kesimpulan

Data IFSAR memiliki sejumlah kelebihan yang membuatnya relevan dalam dunia pemetaan modern.

Kemampuannya menyediakan informasi dalam cakupan wilayah luas, karakteristik radar yang tidak bergantung pada cahaya matahari, ketahanan relatif terhadap tutupan awan, serta kemampuan menghasilkan informasi elevasi menjadikannya sumber data yang menarik untuk berbagai kebutuhan.

Data IFSAR juga dapat membantu tahap awal survei, mendukung analisis topografi, dan diintegrasikan dengan berbagai data geospasial dalam lingkungan GIS.

Namun, kelebihan tersebut harus diimbangi dengan pemahaman terhadap keterbatasannya.

Akurasi setiap dataset dapat berbeda. Proses interferometri memiliki berbagai sumber error. Karakteristik vegetasi dan permukaan dapat memengaruhi hasil. Resolusi membatasi tingkat detail yang dapat direpresentasikan. Selain itu, datum, sistem koordinat, waktu akuisisi, dan jenis produk juga perlu diperiksa sebelum data digunakan.

Karena itu, kualitas sebuah data IFSAR tidak dapat dinilai hanya dari nama teknologinya.

Yang lebih penting adalah apakah dataset tersebut memiliki karakteristik yang sesuai dengan kebutuhan proyek.

Dalam pekerjaan pemetaan profesional, IFSAR sebaiknya ditempatkan sebagai salah satu instrumen dalam keseluruhan workflow geospasial. Pada satu proyek, IFSAR mungkin menjadi sumber data utama. Pada proyek lain, data tersebut mungkin lebih tepat digunakan sebagai data pendukung atau dikombinasikan dengan hasil survei lainnya.

Pada akhirnya, pemilihan teknologi pemetaan bukan persoalan mencari metode yang paling canggih, tetapi mencari metode yang paling sesuai.

Dengan memahami kelebihan, keterbatasan, kualitas, dan konteks penggunaannya, data IFSAR dapat dimanfaatkan secara lebih efektif dan bertanggung jawab untuk mendukung berbagai kebutuhan pemetaan.

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. Synthetic Aperture Radar (SAR) and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) Fundamentals.
• European Space Agency. Sentinel-1: Radar Mission for All-Weather, Day-and-Night Earth Observation.
• German Aerospace Center (DLR). TanDEM-X: Global Digital Elevation Model.