Review Buku Algoritma Inderaja Kelautan Chapter 2 "Remote Sensing Technologies and Data Processing Algorithms" oleh Krapivin et al. (2015)

1. Chapter 2
Remote-sensing technologies and
data processing algorithms
Krapivin et al. (2015)
Anisa Aulia Sabilah
(C552190011)

2. Outline
Microwave Radiometry & Remote Sensing of the
Environment
Remote Sensing Methods
Remote Sensing Techniques
2.1
2.2
2.3
Microwave Radiometric Observations of
Temperature Anomalies
Monitoring of the Soil Plant Formations
Microwave Monitoring of the Soil Moisture
2.4
2.5
2.6
Microwave Radiometry in Remote Monitoring of the
Ocean
The Atmosphere Microwave Monitoring2.7
2.8
A Device to Measure Geophysical &
Hydrophysical Parameters
An Adaptive Technology to Classify & Interpret
Remote Sensing Data of the Water Surface
Qualitatively
2.9
2.10
Direct & Inverse Problems of Microwave
Monitoring
2.11
Algorithms for Remote Data Processing2.12

3. 2.1 Metode Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh pada tutupan lahan, atmosfer, dan
lautan adalah didasarkan oleh pantulan dan sebaran
radiasi gelombang elektromagentik.
Pasif
•mendeteksi energi alami (umumnya cahaya) yang
dipantulkan atau dipancarkan dari obyek yang diamati.
Aktif
•memiliki sumber energi sendiri, yang dipancarkan ke arah
obyek yang diindera, kemudian hasil pemantulannya akan
ditangkap.

4. 2.2 teknik penginderaan jauh
Sistem gelombang
mikro pasif hanya
merekam radiasi yang
dipancarkan secara
alami.
sistem pasif dapat
dijalankan pada
ketinggian sangat
rendah (500 kaki di atas
rata-rata).
Thermal Infrared
Radiometers (TIR) dan
radiometer microwave
keduanya mengukur
radiasi alami dari
proses termodinamika.

5. Manfaat dari penginderaan jauh gelombang mikro
terletak pada daya tahannya terhadap awan, curah
hujan, asap, dan lain-lain.
Pengetahuan emisi energi pada gelombang mikro
memberikan kemungkinan untuk menghitung varietas
parameter permukaan dan atmosfer, termasuk suhu
udara, suhu permukaan laut, salinitas, kelembaban
tanah, es laut, curah hujan, jumlah total air uap dan
jumlah total air cair di atmosfer langsung dari atas
atau dari bawah instrumen.
2.3 Radiometer gelombang mikro dan
Penginderaan Jauh lingkungan
Kalibrasi pengukuran gelombang mikro
penting dalam pemantauan jarak jauh.
Kalibrasi adalah proses menghubungkan
sinyal yang dapat diekstraksi dari sistem
pengukuran radiometrik ke karakteristik
fisik target seperti suhu dan kecerahan.

6. 2.4 Pemantauan formasi
tanah-tanaman
Salah satu instrumen satelit yang efektif
untuk mendeteksi permukaan tanah adalah
Moderate Imaging Spectroradiometer (MODIS) dari NASA.
Pemantauan jarak jauh formasi tanah-tanaman
bertujuan untuk menilai secara biologis
produktivitas, memahami interaksi dalam
soil-vegetation-atmosphere system,
mengevaluasi dinamika bioma,
memodelkan siklus biogeokimia, dan
mengendalikan sumber daya vegetasi.
Pemantauan berbasis satelit bermanfaat untuk:
• Penilaian operasional risiko kebakaran hutan;
• Pemetaan penyiraman hutan setelah
kebakaran hutan;
• Pemetaan kontur kebakaran hutan melalui
lapisan asap dan kanopi pepohonan;
• Penentuan parameter api;
• Penentuan kondisi hutan setelah kebakaran;

7. 2.5 pemantauan gelombang mikro untuk kelembapan tanah
Kelembaban tanah adalah variabel kunci dalam hidrologi
yang mengontrol proporsi curah hujan yang meresap,
mengalir, atau menguap dari tanah.
Contoh aplikasi radiometer gelombang mikro dan
penggunaan metode interpolasi spasial untuk pemantauan
kelembaban tanah di bidang pertanian.
• Pada panjang gelombang 18 dan 27 cm.
• Jika presisi 10% dan curah hujan 15%, dapat diperkirakan
secara bulanan jika ketepatan estimasi kelembaban tanah
kurang dari 50%.

8. 2.6 radiometer gelombang mikro untuk
pengamatan anomali suhu
Gelombang mikro dapat
digunakan untuk memantau
anomali suhu di permukaan
bumi seperti kebakaran hutan,
gambut, rawa api, area
aktivitas panas bumi, dan lain-
lain.
Pada panjang gelombang 0,8
dan 3,4 cm di area pembakaran
hutan, rawa gambut, dan
peateries dapat mencapai nilai
ΔTj ∈ [200, 300] K.
Peta distribusi suhu Tj
radiobrightness di daerah
Gunung Berapi Greet
Tolbatchik, Kamchatka
melalui laboratorium terbang
IL-18 pada panjang gelombang
λ = 27 cm.
Peta ini direkonstruksi
dengan menggunakan
teknologi GIMS berdasarkan
data trass.

9. 2.7 pemantauan atmosfer dari gelombang mikro
Keadaan teknologi industri saat ini di seluruh dunia perlu agar tidak mengganggu
kontrol subsistem lingkungan yang paling rentan, seperti atmosfer.
Peran metode gelombang mikro untuk menyelesaikan masalah ini yakni dengan
perluasan fungsi sistem pemantauan atmosfer berdasarkan prinsip kontrol optik.
Metode radio-trauslusense dengan menggunakan dua satelit pada
garis serapan gas dengan frekuensi tinggi terbukti menjadi
pendekatan yang efektif untuk karakteristik lapisan ozon.
Beberapa gas atmosfer memiliki momok serapan tersendiri
dalam rentang gelombang milimeter dan submillimeter yang
memungkinkan konsentrasi rata-rata komponen gas di
sepanjang rute penginderaan dihitung berdasarkan estimasi
penyerapan gelombang elektromagnetik.

10. Sensitivitas suhu permukaan laut, TBP (K),
untuk polarisasi tipe-P dengan variasi
kecepatan angin, V (m s − 1) ditentukan oleh:
2.8 radiometer gelombang mikro pada pemantauan
lautan jarak jauh
Pembentukan emisi radiotermal lautan dalam
rentang gelombang mikro bergantung pada suhu
dan salinitas, kekasaran permukaan, konsentrasi
klorofil dan komponen lain dari lingkungan laut.
Sasaki et al. (1988) menunjukkan bahwa
pita 6.7– 18,6 GHz memiliki informativitas
tinggi untuk mendiagnosis sistem
atmosfer-lautan.

11. 2.9 Teknologi Adaptif untuk Mengklasifikasikan Data
Penginderaan Jauh dari Permukaan laut Secara kualitatif
Metode penentuan ambang batas adalah cara yang paling sederhana untuk mendefinisi
ruang. Dalam hal ini, ruang tersebut memiliki area di mana parameter lingkungan yang
diukur melebihi nilai (l +) atau sebaliknya tidak melebihi nilai (l−) ambang batas.
.
Metode taksonomi (pengelompokan) adalah salah satu metode yang penting untuk klasifikasi
data. Selain dari penggunaan algoritma, keputusan statistik, dan analisis kluster.
Perbedaan antara kedua algoritma ini yaitu item CASRS membentuk
kluster tanpa memperhitungkan indikasi geografis umum dari radiometer,
sedangkan item CALRS membentuk terus-menerus kluster secara spasial.

12.  Memasukkan unit pergantian n-channel dan n unit
perhitungan dispersi antara output radiometer dan
masing-masing input mikroprosesor secara seri.
 Pada input radiometer yang dipasangi saklar,
dihubungkan melalui unit kontrol dengan
kelompok keluaran pertama mikroprosesor.
Adapun untuk kelompok kedua dari output
mikroprosesor adalah menghubungkan resolver
dengan kelompok keluaran radiometer kedua.
2.10 sebuah perangkat untuk mengukur
parameter geofisika dan hidrofisika
 Setiap unit menghitung dispersi in-series
quantizers yang terhubung dari perhitungan
nilai rata-rata, pembagi, penjumlah dan pembagi
kedua, serta output kuantizer yang terhubung
dengan input kedua penjumlah.
 Proses penyelesaian terdiri dari
beberapa saluran identik masing-
masing berisi penjumlah dan n
keluaran yang terhubung dengan
n pengganda.
 Beberapa input dari pengganda
membentuk kelompok pertama
dari input resolver, kelompok
kedua dari inputnya sendiri,
serta jumlah saluran yang sama
dengan jumlah parameter yang
akan diukur.

13. Pendekatan terhadap masalah invers (terbalik) dari pemantauan gelombang mikro
didasarkan pada asumsi korelasi fungsional linier antara kontras
radiobrightness dan karakteristik objek yang dipantau.
2.11 masalah langsung dan terbalik
pada pemantauan gelombang mikro
Fenomena keterlambatan waktu (time delay) dari respon suhu
sistem atmosfer laut dalam domain spektral resonansi yakni
5,9 dan 13,5 mm pada variasi fluks panas permukaan dijelaskan
oleh persamaan integral dari Duamel:
Permasalahan dalam metode radiometrik gelombang mikro
pasif untuk analisis laut dan atmosfer dalam interaksi panas
atas berbagai skala ruang dan waktu adalah merupakan satu
hal penting dalam cyclogenesis tropis.
Dimana:
Tb (t, λ) adalah suhu radiobrightness
untuk panjang gelombang λ (K),
q (t) adalah fluks panas pada atmosfer
laut (W / m2 / jam),
τ adalah waktu tunda (jam), dan
r (t) adalah respon fungsi delay (K /
(W / m2 / h)).

14. Metode solusi dan estimasi error:
di mana konstanta ditentukan
dari kondisi awal setiap
interval [xk, xk + 1].
Perhitungan dilakukan
berturut-turut dimulai dengan
interval (k = 0).
2.12 algoritma untuk pemrosesan data
jarak jauh
Masalah yang muncul dalam ekoinformatika mengarah pada perlunya mengintegrasikan
persamaan integral-diferensial yang umumnya non-linear; tetapi, dalam mayoritas
kasus, persamaan ini tidak dapat diintegrasikan oleh fungsi dasar ataupun khusus.
Untuk menyelesaikannya, perlu
menggunakan pencapaian terbaru
dari sebuah metode.
Dalam beberapa kasus, penggunaan
metode analisis numerik merupakan
metode yang terkenal untuk
memecahkan masalah tersebut.
Dengan inisial kondisi:
Di mana:
Solusi umum diketahui:

15. SEKIAN & TERIMA KASIH