Oleh: Rangga Sulaiman, S.T., dan Mohamad Arszandi Pratama, S.T., M.Sc.
Pemetaan digital terus berkembang seiring semakin banyaknya teknologi yang dapat digunakan untuk memperoleh informasi mengenai permukaan bumi. Jika dahulu pengukuran lapangan menjadi sumber utama informasi spasial, saat ini pekerjaan pemetaan dapat memanfaatkan kombinasi penginderaan jauh, data satelit, LiDAR, fotogrametri, GNSS, dan berbagai sumber data lainnya.
Salah satu teknologi yang memiliki peran penting dalam perkembangan tersebut adalah Interferometric Synthetic Aperture Radar atau IFSAR.
IFSAR dapat menyediakan informasi mengenai elevasi dan karakteristik permukaan pada cakupan wilayah yang luas. Karakteristik radar juga memberikan beberapa keuntungan yang tidak selalu dimiliki sensor optik, terutama dalam kondisi pencahayaan dan tutupan awan tertentu.
Namun, keberadaan sebuah teknologi baru tidak otomatis membuat metode tersebut cocok untuk semua jenis proyek.
Dalam pekerjaan pemetaan digital, keputusan mengenai penggunaan IFSAR tetap harus mempertimbangkan tujuan pekerjaan, tingkat ketelitian, resolusi data, kondisi wilayah, kebutuhan waktu, biaya, serta produk akhir yang ingin dihasilkan.
Dengan kata lain, pertanyaannya bukan hanya “apa kelebihan IFSAR?”, tetapi juga “apakah kelebihan tersebut benar-benar relevan dengan kebutuhan proyek?”
IFSAR dalam Ekosistem Pemetaan Digital
IFSAR merupakan teknologi yang memanfaatkan data Synthetic Aperture Radar (SAR) dan prinsip interferometri untuk memperoleh informasi spasial. Dalam aplikasi topografi, data tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan informasi elevasi yang kemudian diolah menjadi berbagai produk pemetaan.
Konsep interferometri pada dasarnya memanfaatkan perbedaan fase sinyal radar dari pengamatan terhadap wilayah yang sama. Informasi tersebut dapat digunakan untuk memperkirakan perubahan jarak antara sensor dan permukaan, termasuk informasi yang berkaitan dengan topografi.
Produk akhirnya dapat digunakan dalam lingkungan GIS untuk berbagai kebutuhan analisis.
Namun, istilah IFSAR sendiri perlu dipahami secara hati-hati. Dataset yang disebut sebagai IFSAR dapat memiliki spesifikasi yang berbeda-beda, termasuk resolusi, akurasi, cakupan, datum, dan jenis produk.
Karena itu, menilai IFSAR tidak cukup hanya dengan melihat nama teknologinya.
Yang perlu dinilai adalah dataset IFSAR yang sebenarnya akan digunakan.
Plus: Mampu Memberikan Gambaran Wilayah yang Luas
Salah satu alasan utama IFSAR menarik untuk pemetaan digital adalah kemampuannya memberikan informasi pada wilayah yang luas.
Untuk proyek yang mencakup kawasan besar, memperoleh gambaran topografi secara menyeluruh dapat membantu proses perencanaan.
Tim tidak harus langsung memulai dengan pengukuran detail di setiap bagian wilayah.
Data elevasi dapat digunakan terlebih dahulu untuk memahami pola medan, perbedaan ketinggian, kemiringan, serta karakteristik topografi secara umum.
Pendekatan seperti ini dapat membantu menentukan area yang membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut.
Keuntungan tersebut semakin terasa pada proyek yang memiliki wilayah kerja luas dan membutuhkan informasi awal sebelum survei detail dilakukan.
Plus: Tidak Bergantung pada Cahaya Matahari
Berbeda dengan sensor optik, radar mempunyai sumber energi sendiri.
Karena itu, sistem radar tidak memerlukan cahaya matahari untuk melakukan pengamatan. Karakteristik tersebut memungkinkan pengamatan dilakukan pada siang maupun malam hari.
Hal ini memberikan fleksibilitas tersendiri dalam penginderaan jauh.
Dalam konteks wilayah tropis, keunggulan lain adalah kemampuan radar untuk melakukan pengamatan meskipun terdapat tutupan awan yang mengganggu sensor optik.
Namun, bukan berarti radar sepenuhnya bebas dari pengaruh atmosfer. Kondisi atmosfer tetap dapat memengaruhi fase sinyal dan kualitas hasil interferometri.
Jadi, istilah yang lebih tepat adalah lebih tidak bergantung pada kondisi pencahayaan dan tutupan awan dibandingkan metode optik tertentu, bukan berarti selalu bebas dari pengaruh cuaca.
Plus: Berguna untuk Wilayah yang Sulit Dijangkau
Pemetaan wilayah terpencil dapat menghadirkan tantangan yang cukup besar.
Pegunungan, kawasan hutan, pulau-pulau terpencil, dan medan yang sulit dilalui dapat meningkatkan kebutuhan tenaga, waktu, dan logistik apabila seluruh area harus diperiksa secara langsung.
Dalam kondisi tersebut, data penginderaan jauh dapat memberikan gambaran awal tanpa mengharuskan surveyor mengunjungi seluruh wilayah.
Data IFSAR dapat membantu mengidentifikasi pola medan dan menentukan area yang membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut.
Dengan demikian, manfaat IFSAR bukan hanya terletak pada produk akhirnya, tetapi juga pada kemampuannya membantu merencanakan pekerjaan lapangan secara lebih terarah.
Plus: Dapat Menjadi Input Berbagai Analisis GIS
Data elevasi dari IFSAR dapat digunakan sebagai dasar untuk berbagai analisis spasial.
Contohnya meliputi:
- analisis kemiringan lereng;
- analisis arah lereng;
- pembuatan hillshade;
- analisis profil elevasi;
- ekstraksi kontur;
- analisis terrain;
- analisis hidrologi;
- dan pemodelan spasial lainnya.
Ketika digabungkan dengan data penggunaan lahan, jaringan jalan, sungai, batas administrasi, maupun data infrastruktur, informasi elevasi dapat memberikan konteks yang lebih lengkap.
Inilah salah satu alasan data IFSAR tetap relevan dalam workflow pemetaan digital
Nilai sebuah dataset tidak selalu terletak pada dataset tersebut secara terpisah, tetapi pada bagaimana data tersebut digunakan bersama informasi lainnya.
Plus: Dapat Membantu Mengurangi Pekerjaan Lapangan pada Tahap Awal
IFSAR tidak selalu berarti pengukuran lapangan menjadi tidak diperlukan.
Justru penggunaan yang lebih realistis adalah menjadikan data tersebut sebagai alat untuk menentukan di mana pengukuran lapangan diperlukan.
Misalnya, sebuah proyek membutuhkan informasi topografi untuk kawasan yang luas.
Data IFSAR dapat digunakan untuk mengidentifikasi area dengan perubahan elevasi signifikan atau medan yang kompleks.
Setelah area tersebut diketahui, tim dapat melakukan survei GNSS, total station, LiDAR, atau metode lain pada lokasi yang memang membutuhkan informasi lebih detail.
Dengan demikian, pekerjaan lapangan tidak harus dilakukan secara merata pada seluruh wilayah.
Minus: Akurasi Sangat Bergantung pada Dataset
Salah satu hal yang paling penting ketika menggunakan IFSAR adalah tidak menganggap semua dataset mempunyai kualitas yang sama.
Dataset IFSAR dapat memiliki tingkat akurasi yang berbeda.
Perbedaan tersebut dapat berasal dari sensor, resolusi, metode akuisisi, geometri pengamatan, pengolahan data, karakteristik medan, maupun sumber kesalahan lainnya.
Karena itu, sebelum menggunakan data, pengguna perlu membaca metadata dan spesifikasi teknis.
Pertanyaan seperti berikut harus dijawab:
- Berapa resolusi horizontalnya?
- Berapa akurasi vertikalnya?
- Apa datum yang digunakan?
- Bagaimana sistem koordinatnya?
- Kapan data diperoleh?
- Apakah produk berupa DSM atau DTM?
- Bagaimana metode validasinya?
- Apakah spesifikasinya memenuhi kebutuhan proyek?
Tanpa pemeriksaan tersebut, pengguna dapat mengambil keputusan berdasarkan asumsi yang salah.
Minus: Resolusi Tinggi Tidak Selalu Berarti Akurasi Tinggi
Ini merupakan salah satu kesalahpahaman yang cukup umum dalam pemetaan digital.
Sebuah dataset dapat memiliki ukuran pixel atau grid yang relatif kecil, tetapi hal tersebut tidak otomatis berarti setiap nilai elevasinya memiliki akurasi absolut yang sangat tinggi.
Resolusi dan akurasi merupakan dua konsep berbeda.
Resolusi berkaitan dengan tingkat detail spasial yang dapat direpresentasikan.
Sementara akurasi berkaitan dengan kedekatan hasil pengukuran terhadap nilai sebenarnya.
Keduanya harus diperiksa secara terpisah.
Untuk proyek teknis, kesalahan dalam membedakan kedua istilah tersebut dapat berakibat pada pemilihan dataset yang tidak sesuai.
Minus: Bentuk Permukaan Tidak Selalu Sederhana
Permukaan bumi terdiri dari berbagai objek.
Ada tanah, vegetasi, bangunan, jalan, tebing, badan air, dan objek lainnya.
Sensor radar memberikan respons terhadap karakteristik permukaan yang berbeda-beda.
Karena itu, interpretasi hasil tidak selalu sederhana, terutama pada kawasan yang kompleks.
Hal ini juga berkaitan dengan perbedaan antara DSM dan DTM.
DSM dapat merepresentasikan permukaan termasuk objek yang berada di atas tanah, sedangkan DTM ditujukan untuk merepresentasikan terrain atau permukaan tanah.
Jika pengguna membutuhkan informasi bare earth, penting untuk memastikan bahwa produk yang digunakan memang sesuai dengan tujuan tersebut.
Minus: Geometri Radar Memiliki Karakteristik Khusus
Radar tidak melihat permukaan bumi dengan cara yang sama seperti kamera.
Geometri pengamatan radar dapat menghasilkan fenomena seperti layover, foreshortening, dan radar shadow pada kondisi tertentu.
Fenomena tersebut menjadi lebih penting pada kawasan dengan topografi yang curam.
Dalam pekerjaan pemetaan, pengguna perlu memahami bahwa hasil radar merupakan produk dari interaksi antara sensor, geometri pengamatan, dan permukaan bumi.
Karena itu, daerah dengan medan ekstrem perlu mendapatkan perhatian lebih ketika kualitas data dievaluasi.
Minus: Atmosfer Dapat Memengaruhi Interferometri
Teknik interferometri sangat sensitif terhadap perubahan fase.
Perubahan kondisi atmosfer antara pengamatan dapat memengaruhi sinyal yang diterima dan menghasilkan artefak pada hasil interferometri.
Atmospheric delay merupakan salah satu faktor yang perlu diperhatikan dalam pemrosesan InSAR.
Untuk aplikasi tertentu, koreksi dan pengolahan lanjutan dapat dilakukan.
Namun, hal tersebut menunjukkan bahwa menghasilkan informasi yang dapat dipercaya dari data radar membutuhkan workflow pengolahan yang tepat.
Minus: Perubahan Permukaan Dapat Menyebabkan Decorrelation
Interferometri membutuhkan tingkat kesamaan tertentu antara pengamatan yang digunakan.
Jika permukaan berubah secara signifikan antara dua waktu pengamatan, hubungan fase antar-data dapat berkurang.
Fenomena ini dikenal sebagai decorrelation.
Vegetasi yang berubah, aktivitas konstruksi, perubahan permukaan tanah, dan fenomena lainnya dapat memengaruhi kualitas interferometri.
Hal ini menjadi salah satu alasan mengapa karakteristik waktu akuisisi dan kondisi permukaan perlu diperhatikan.
Plus dan Minus dalam Hal Biaya
Membandingkan biaya IFSAR dengan metode lain juga tidak sesederhana mengatakan bahwa satu teknologi selalu lebih murah.
Jika dataset IFSAR sudah tersedia dan spesifikasinya memenuhi kebutuhan proyek, pengguna dapat memperoleh keuntungan dari sisi waktu dan kebutuhan akuisisi.
Tidak diperlukan penerbangan baru hanya untuk memperoleh informasi awal jika dataset yang relevan sudah tersedia.
Namun, apabila proyek membutuhkan dataset khusus dengan spesifikasi tertentu, proses pengadaan atau akuisisi data dapat memiliki biaya tersendiri.
Selain itu, pengolahan data juga membutuhkan perangkat keras, perangkat lunak, serta tenaga profesional.
Jadi, biaya harus dihitung sebagai total workflow, bukan hanya harga dataset.
Bagaimana dengan Perbandingan IFSAR dan LiDAR?
Perbandingan IFSAR dan LiDAR sering muncul karena keduanya dapat digunakan untuk menghasilkan informasi elevasi.
Namun, keduanya mempunyai prinsip kerja yang berbeda.
LiDAR menggunakan pulsa laser untuk memperoleh jarak terhadap objek dan menghasilkan point cloud tiga dimensi yang sangat detail.
IFSAR menggunakan gelombang radar dan informasi interferometri.
Karena karakteristik tersebut, LiDAR umumnya lebih menarik ketika proyek membutuhkan point cloud yang sangat detail dan ekstraksi terrain yang mendalam.
IFSAR dapat menjadi pilihan yang menarik ketika cakupan wilayah menjadi faktor utama dan dataset yang tersedia sudah memenuhi kebutuhan proyek.
Dengan demikian, perbandingan IFSAR dan LiDAR seharusnya tidak berhenti pada pertanyaan “mana yang lebih akurat?”
Pertanyaan yang lebih tepat adalah:
“Teknologi mana yang memberikan kualitas data yang dibutuhkan dengan cara yang paling sesuai untuk kondisi proyek?”
Untuk perbandingan yang lebih mendalam mengenai kedua metode tersebut, aspek seperti point density, penetrasi vegetasi, resolusi, akurasi, cakupan, biaya akuisisi, dan kebutuhan pengolahan perlu dianalisis secara terpisah.
IFSAR Tidak Selalu Harus Menjadi Data Utama
Ada kondisi ketika IFSAR sebaiknya digunakan sebagai data pendukung.
Misalnya, proyek engineering membutuhkan data topografi yang sangat detail untuk area pembangunan tertentu.
Dalam kondisi seperti ini, IFSAR dapat memberikan informasi awal mengenai kawasan, tetapi pengukuran yang lebih detail dapat dilakukan menggunakan LiDAR, fotogrametri, atau survei terestris.
Pendekatan tersebut justru dapat menghasilkan workflow yang lebih efisien.
IFSAR memberikan gambaran umum.
Metode dengan detail lebih tinggi digunakan pada area yang membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut.
Survei lapangan kemudian dapat digunakan sebagai kontrol.
IFSAR Juga Tidak Harus Dihindari Hanya karena Bukan Data Lapangan
Sebaliknya, menganggap data penginderaan jauh tidak dapat dipercaya hanya karena tidak diperoleh langsung dari lapangan juga merupakan pendekatan yang kurang tepat.
Teknologi penginderaan jauh telah menjadi bagian penting dalam pemetaan modern.
Yang menentukan kelayakan sebuah dataset bukan sekadar apakah data tersebut diperoleh langsung atau tidak, tetapi apakah metode akuisisi, pengolahan, akurasi, dan validasinya memenuhi kebutuhan pekerjaan.
Karena itu, evaluasi harus dilakukan berdasarkan bukti teknis.
Prinsip Pemilihan yang Lebih Objektif
Agar keputusan tidak dipengaruhi oleh tren teknologi, pemilihan metode dapat dilakukan melalui beberapa pertanyaan.
Apakah cakupan luas merupakan prioritas?
Jika ya, IFSAR dapat menjadi kandidat yang menarik.
Apakah detail tiga dimensi merupakan prioritas?
Jika ya, LiDAR atau fotogrametri dapat lebih sesuai untuk kondisi tertentu.
Apakah pekerjaan membutuhkan kontrol titik yang sangat spesifik?
Jika ya, survei terestris perlu dipertimbangkan.
Apakah kondisi awan menjadi kendala?
Jika ya, teknologi radar dapat memberikan keuntungan dibandingkan sensor optik tertentu.
Apakah proyek mempunyai spesifikasi akurasi yang ketat?
Jika ya, setiap dataset harus diuji terhadap spesifikasi tersebut sebelum digunakan.
Apakah data akan digunakan untuk keputusan engineering?
Jika ya, validasi dan kontrol kualitas menjadi semakin penting.
Pertanyaan-pertanyaan tersebut dapat membantu mengubah proses pemilihan teknologi dari sekadar preferensi menjadi keputusan berbasis kebutuhan.
Menggabungkan Data untuk Mendapatkan Hasil yang Lebih Baik
Dalam banyak proyek, pendekatan yang paling efektif justru adalah kombinasi.
Contohnya, IFSAR dapat digunakan untuk memperoleh gambaran topografi awal.
Kemudian LiDAR atau fotogrametri digunakan pada kawasan yang membutuhkan detail.
GNSS dapat digunakan untuk memperoleh titik kontrol atau check point.
Hasil akhirnya dapat diintegrasikan dalam GIS.
Workflow seperti ini memungkinkan setiap teknologi digunakan sesuai kekuatannya.
IFSAR tidak perlu dipaksa menggantikan LiDAR.
LiDAR juga tidak perlu digunakan untuk seluruh area apabila hanya sebagian wilayah yang membutuhkan detail tinggi.
Survei terestris juga tidak harus dilakukan pada setiap lokasi jika sebagian informasi sudah dapat diperoleh melalui penginderaan jauh.
Checklist Sebelum Memutuskan Menggunakan IFSAR
Sebelum memasukkan IFSAR ke dalam workflow proyek, beberapa hal berikut dapat digunakan sebagai checklist:
- Tentukan tujuan pemetaan.
- Tentukan skala dan tingkat detail yang diperlukan.
- Periksa resolusi dataset.
- Periksa akurasi horizontal dan vertikal.
- Periksa datum dan sistem koordinat.
- Pastikan jenis produk, apakah DSM, DTM, atau lainnya.
- Periksa tahun dan waktu akuisisi.
- Evaluasi karakteristik medan.
- Tentukan kebutuhan validasi lapangan.
- Bandingkan kebutuhan tersebut dengan metode alternatif.
- Hitung biaya keseluruhan workflow.
- Tentukan apakah IFSAR akan menjadi data utama atau data pendukung.
Checklist sederhana tersebut dapat mencegah keputusan yang hanya didasarkan pada popularitas suatu teknologi.
Kesimpulan
IFSAR mempunyai posisi yang cukup penting dalam pemetaan digital karena mampu menyediakan informasi elevasi dan topografi pada cakupan yang luas.
Karakteristik radar membuatnya memiliki beberapa keunggulan dibandingkan metode optik tertentu, terutama dalam hal ketergantungan terhadap cahaya matahari dan tutupan awan. Data tersebut juga dapat membantu pekerjaan pada wilayah luas atau sulit dijangkau serta menjadi input untuk berbagai analisis GIS.
Namun, IFSAR bukan solusi universal.
Kualitas dataset dapat berbeda-beda. Resolusi tidak sama dengan akurasi. Kondisi vegetasi, topografi, atmosfer, perubahan permukaan, dan geometri radar dapat memengaruhi hasil. Pengguna juga harus memperhatikan datum, sistem koordinat, jenis produk, waktu akuisisi, dan kebutuhan validasi.
Karena itu, penggunaan IFSAR sebaiknya didasarkan pada kebutuhan proyek, bukan sekadar pada keunggulan teknologinya.
Untuk proyek berskala luas, studi awal, analisis topografi regional, atau wilayah yang sulit dijangkau, IFSAR dapat memberikan manfaat yang signifikan. Sebaliknya, untuk pekerjaan yang membutuhkan detail dan ketelitian sangat tinggi pada area tertentu, metode seperti LiDAR, fotogrametri, atau survei terestris dapat lebih sesuai.
Bahkan dalam banyak kasus, kombinasi beberapa metode dapat menghasilkan workflow yang lebih efektif daripada mengandalkan satu teknologi saja.
Pada akhirnya, teknologi pemetaan yang baik bukanlah teknologi yang paling mahal, paling baru, atau paling kompleks.
Teknologi yang baik adalah teknologi yang sesuai dengan kebutuhan, memenuhi spesifikasi teknis, dapat divalidasi, dan mampu menghasilkan informasi yang dapat dipertanggungjawabkan.
Dengan pendekatan tersebut, IFSAR dapat ditempatkan secara proporsional dalam proyek pemetaan digital: bukan sebagai solusi untuk segala kebutuhan, tetapi sebagai salah satu sumber data geospasial yang memiliki kelebihan dan keterbatasan yang perlu dipahami secara objektif.
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.
- U.S. Geological Survey. 3D Elevation Program (3DEP).
- Alaska Satellite Facility. InSAR Product Guide and SAR 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
