1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Sistem fotografi adalah satu sistem penginderaan jauh yang paling tua.

Hingga dasawarsa 1950-an, penginderaan jauh berarti penginderaan jauh sistem

fotografi (Sutanto, 1987). Saat ini telah muncul berbagai sistem penginderaan jauh

yang lain, namun eksistensi dari foto udara tidak tergantikan. Hal ini dikarenakan

karakteristik yang khas dari sistem ini. Foto udara memiliki keunggulan terkait

resolusi spasial yang sangat halus yang tidak dapat disamai oleh citra

penginderaan jauh lainya. Selain itu, foto udara memiliki keunggulan dalam

membentuk kenampakan stereoskopis. Hingga saat ini sistem fotografi masih

digunakan dan terus dikembangkan untuk berbagai studi pemetaan mulai dari

studi kekotaan, vegetasi, lingkungan, hingga perencanaan detail.

Foto udara konvensional menggunakan sensor berupa film peka cahaya yang

dipadukan dengan kamera metrik sebagai sistem perekamanya. Kamera metrik

digunakan karena keunggulanya dalam stabilitas dimensional yang tinggi

(Sutanto, 1987). Format foto udara yang populer digunakan adalah format 23 cm

x 23 cm, atau sering disebut dengan foto format standar. Berdasarkan aspek

ketergunaanya, spesifikasi foto yang dihasilkan dapat beragam berdasarkan jenis

film, warna, dan luas liputan, sesuai dengan kebutuhan studi yang akan dilakukan.

Misal untuk studi kesehatan tumbuhan, foto udara yang digunakan biasanya

adalah foto udara inframerah berwarna. Kendati memiliki berbagai keunggulan

dan keleluasaan pemanfaatan, foto udara konvensional memiliki kekurangan

mendasar terkait dengan biaya yang harus dikeluarkan. Harga setiap satu

kilometer persegi yang harus diliput dalam sekali pemotretan mencapai Rp

300.000.000 ,- / Km2 (www.petacitra.com/index.php). Prosedur teknis yang sulit

dan mahal, mulai dari wahana (pesawat) yang digunakan, sistem kamera, hingga

spesifikasi foto udara yang diinginkan berpengaruh terhadap besarnya biaya yang

harus dikeluarkan. Seiring dengan perjalananya, foto udara dikembangkan dengan

2

spesifikasi teknis yang terus dimodifikasi untuk meminimalisir kekurangan dari

sistem dan memperbaiki kualitas data yang dihasilkan.

Foto Udara Format Kecil (FUFK) muncul pada abad ke-19 dan menawarkan

pemecahan permasalahan mahalnya sistem foto udara konvensional (Warner et.

al, 1997). Sistem kamera yang biasa digunakan dalam FUFK adalah kamera

handheld single lens reflect (SLR) yang biasa digunakan dalam fotografi estetik

dengan format film 36 mm x 24 mm. Foto udara format kecil menjadi sistem

penginderaan jauh paling ekonomis dan cocok untuk pemetaan skala besar

(detail). Perbedaan mendasar dari sistem ini bila dibandingkan dengan sistem

konvensional adalah format dari foto tersebut. Sebagai perbandingan, dengan

kamera format kecil yang ringan, wahana yang digunakan untuk pemotretan dapat

disesuaikan, misal menggunakan pesawat ultra ringan, trike, pesawat model, balon

udara, bahkan layang-layang.

Berbeda dengan sistem foto format kecil, dalam foto format standar, wahana

yang digunakan biasanya adalah pesawat yang diterbangkan pada ketinggian lebih

dari 1 km. Hal ini membawa konsekuensi pada citra yang dihasilkan dimana

gangguan atmosfer akan semakin besar seiring meningkatnya ketinggian terbang

wahana (jarak permotretan besar). Berbeda dengan sistem standar, dengan

menggunakan foto udara format kecil, ketinggian terbang dapat wahana

disesuaikan untuk meminimalisir efek dari gangguan atmosfer. Sekalipun

demikian, sistem ini memiliki kekurangan dimensional dan geometris dari citra

yang dihasilkan. Ketidakstabilan dimensional dan geometris dikarenakan kamera

tidak didesain untuk kepentingan fotogrametrik ataupun metrik, namun lebih ke

arah estetik (Warner et al, 1997). Dalam kamera SLR standar fotografi estetik,

kecilnya diameter lensa menyebabkan besarnya nilai kecembungan lensa yang

berimplikasi pada besarnya distorsi geometrik citra. Hal ini tentunya menjadi

salah satu pertimbangan pembedaan penggunaan FUFK dengan foto udara

konvensional format besar.

Perkembangan teknologi yang pesat telah mengantarkan sistem foto udara

format kecil ke era digital. Kamera mengalami satu evolusi penting dimana sensor

film yang digunakan sebelumnya, digantikan oleh sensor digital berupa matriks

3

(area array) Charge Coupled Devices (CCDs). Sistem ini selanjutnya disebut

dengan sistem Foto Udara Digital Format Kecil (FUDFK). Kodak dalam Jensen

(2004) menjelaskan, CCD merupakan kumpulan dari ribuan photosites peka

cahaya yang mengubah berbagai variasi gelombang elektromagnetik yang

dipantulkan oleh objek ke dalam sinyal elektrik. Sistem ini memungkinkan

pengolahan, penyimpanan, serta analisis secara digital. Pengembangan teknologi

kamera digital selanjutnya diarahkan pada sensor yang digunakan, khusunya

untuk menyamai kapasitas film dengan memperluas julat spektral yang dapat

diindera. Hal ini tentunya dimaksudkan untuk memperluas bidang kajian yang

dapat dilakukan dengan data yang dihasilkan. Tidaklah berlebihan saat FUDFK

disebut sebagai sistem penginderaan jauh adopsi dari sistem non-fotografi

multispektral pada tingkat paling sederhana.

Seiring dengan kemajuan di bidang fotografi udara digital format kecil,

trend penggunaan pesawat model dengan pengendali jarak jauh sebagai wahana

alternatif memperlihatkan peningkatan. Pesawat aeromodelling dengan

pengendali jarak jauh dipilih, sekali lagi dengan alasan investasi yang relatif

murah. Berbagi jenis wahana “mini” pun digunakan mulai dari zipplein, pesawat

fixed wing, helikopter model, hingga multikopter. Setiap wahana ini memiliki

kelebihan dan kekurangan masing-masing, namun secara umum, pesawat model

memiliki keterbatasan ketinggian terbang. Satu hal yang menjadi keuntungan

utama dari penggunaan pesawat model adalah wahana ini dikendalikan dari jarak

jauh dan tidak berawak. Hal tentu saja menjadikan biaya pemotretan dapat ditekan

hingga kurang dari Rp 30.000.0000,00 untuk investasi jangka panjang (Prabawa

et. al., 2009). Namun perlu diperhatikan, wahana ini memiliki ketidakstabilan

yang besar bila harus dibandingakan dengan wahana pesawat sesungguhnya. Hal

ini dikarenakan sederhananya perangkat navigasi dan pengendalian jarak jauh

yang digunakan. Semisal, balon udara, salah satu model aerostatis yang

dikendalikan secara maunal memungkinkan penerbangan dari lokasi yang sempit

dan memiliki kemudahan dalam pergerakan arah terbang, namun sangat rentan

terhadap gangguan udara seperti angin dan terbulensi.

4

Pengawinan antara sistem FUDFK dengan aeromodelling saat ini telah

mencapai tahapan dimana pengujian data hasil menjadi satu kajian tersendiri.

Berbagai perangkat penunjang ditambahkan untuk memperbaiki sistem, semisal

gyrostabilizer, GPS, dan first person camera. Pemanfaatan sistem Foto Udara

Digital Format Kecil dengan menggunakan wahana balon udara dapat menjadi

alternatif sumber data penginderaan jauh yang murah, namun dengan catatan

teknis yang panjang.

Fenomena objek vegetasi merupakan salah satu kajian utama penginderaan

jauh. Hal ini dikarenakan karakteristik dari vegetasi yang khas mencerminkan

hubungan keruangan yang ada dalam biosfer. Oleh karena itu, kajian vegetasi juga

memiliki nilai penting dalam pengujian data penginderaan jauh. Pembedaan

karakteristik vegetasi dengan menggunakan citra penginderaan jauh adalah kajian

paling sederhana yang dapat dijadikan sebagai dasar pengujian efektifitas dari satu

sistem penginderaan jauh, termasuk foto udara. Salah satu kajian yang

memungkinkan untuk dilakukan adalah pemetaan kondisi tanaman akibat

serangan hama, misal serangan hama tikus sawah (Rattus argentiventer) pada

tanaman padi (Oryza sativa). Setiap jenis vegetasi dalam kondisi tertentu,

termasuk tanaman budidaya pertanian, memiliki ciri-ciri yang dapat dibedakan

antara satu dengan yang lain baik secara langsung maupun tidak langsung dengan

citra penginderaan jauh. Pembedaan kondisi vegetasi ditekankan pada pencarian

pola distribusi, struktur, dan tipe spasial dari vegetasi itu sendiri (Lo, 1996). Lo

lebih lanjut menjelaskan penggunaan foto udara inframerah dapat mencerminkan

perbedaan-perbedaan ciri tanaman pertanian yang akan diamati, bahkan pada

berbagai kondisi iklim yang beragam. Hal ini dikarenakan vegetasi memiliki

karakteristik spektral yang khas, khususnya pada band inframerah (dekat).

Goodman dalam Lo (1959) selajutnya menjelaskan kunci interpretasi utama yang

digunakan dalam pembedaan tanaman pertanian, yaitu rona, tekstur, dan asosiasi.

Kenyataanya, kerusakan tanaman padi akibat serangan tikus sawah (Rattus

argentiventer) membentuk pola kerusakan yang khas akibat perubahan kondisi

fisiologis terkait dengan struktur batang dan kanopi padi, yang tercermin dalam

perubahan tegakan (Sudarmadji, 2005). Perbedaan kondisi akibat serangan ini

5

tentunya dapat direkam dan dianalisis dengan menggunakan Foto Udara Digital

Inframerah Berwarna Format Kecil.

Foto udara digital format kecil memiliki spesifikasi teknis yang berbeda

dengan foto udara format standar, sekalipun secara konsep memiliki kesamaan.

Sebagian besar kamera yang digunakan dalam standar fotografi estetik adalah

kamera pankromatik. Sekalipun demikian, julat spektal yang dapat diindera sensor

(CCD) masih memungkinkan untuk diperlebar hingga inframerah dekat sehingga

memungkinkan untuk studi pemetaan kerusakan tanaman padi akibat serangan

hama tikus. Kekurangan FUDFK terkait kestabilan dimensional dan geometrik,

karena sistem wahana dan kamera yang sederhana memberikan efek yang

mungkin akan sangat terasa dalam pemetaan tematik skala besar (detail). Artinya,

penggunaan Foto Udara Digital Inframerah Format Kecil mengindikasikan

pengujian, sejauh mana sistem ini dapat digunakan untuk studi vegetasi, dalam hal

ini untuk kondisi kerusakan tanaman padi akibat serangan hama tikus. Penelitian

ini diarahkan untuk mendapatkan gambaran kelebihan dan kekurangan dari sistem

Foto Udara Digital Inframerah Berwarna Format Kecil yang diterbangkan dengan

wahana pesawat model aerostatis, berupa balon udara untuk pembedaan kondisi

tanaman padi. Harapanya, pengembangan sistem ini untuk pemetaan tematik

dapat diarahkan untuk menjawab kekurangan-kekurangan dari sistem fotografi

udara secara umum, serta dapat menjadi salah satu alternatif data penginderaan

jauh yang tidak hanya murah dan mudah, namun berkualitas.

1.2 Rumusan Masalah

Foto Udara Digital Inframerah Berwarna Format Kecil memiliki potensi

untuk digunakan sebagai sumber data pemetaan kerusakan tanaman padi akibat

serangan hama tikus sawah (Rattus argentiventer). Asumsinya, dengan

menggunakan kamera digital SLR inframerah, perbedaan pola pantulan

gelombang inframerah dan karakteristik visual tanaman padi akibat kerusakan

yang ditimbulkan oleh serangan tikus dapat diidentifikasi.

6

Foto udara diambil dengan menggunakan wahana balon udara yang

dikendalikan dari jarak jauh mengindikasikan adanya perbedaan spesifikasi terkait

kualitas hasil bila dibandingkan dengan foto udara standar. Oleh karena itu, perlu

dilakukan pengujian sejauh mana data yang dihasilkan dengan sistem ini dapat

digunakan, khususnya untuk kajian kerusakan tanaman padi. Berdasarkan asumsi

tersebut, diambil rumusan masalah sebagai berikut:

1. Sistem Foto Udara Digital Inframerah Berwarna Format Kecil dengan

spesifikasi teknis yang “minimalis” membutuhkan pengujian terkait

kemampuanya untuk digunakan sebagai sumber data pemetaan

kerusakan tanaman padi akibat serangan tikus sawah (Rattus

argentiventer).

2. Kerusakan tanaman padi akibat serangan tikus akan menghasilkan

perubahan kondisi fisiologi tumbuhan dan perubahan pantulan spektral

yang dapat diidentifikasi secara visual dengan menggunakan Foto Udara

Digital Inframerah Berwarna Format Kecil.

1.3 Pertanyaan Penelitian

Fokus penelitian ini dititikberatkan pada pengkajian kemampuan sistem dan

metode dalam mengukur kemampuan sistem tersebut. Berdasarkan rumusan

masalah yang tersebut, diambil pertanyaan penelitian sebagai berikut:

1. Sejauh mana Sistem Foto Udara Digital Inframerah Berwarna Format

Kecil dapat digunakan untuk pemetaan kerusakan tanaman padi akibat

serangan hama tikus sawah (Rattus argentiventer)?

2. Bagaimana pengenalan/identifikasi kerusakan tanaman padi secara

visual dengan menggunakan Foto Udara Digital Inframerah Berwarna

Format Kecil?

7

1.4 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Menguji kemampuan Sistem Foto Udara Digital Inframerah Berwarna

Format Kecil untuk pemetaan kerusakan tanaman padi akibat serangan

hama tikus sawah.

2. Membangun kunci interpretasi visual dalam identifikasi kondisi tanaman

padi, dalam hal ini kerusakan yang ditimbulkan oleh hama tikus dengan

menggunakan Foto Udara Digital Inframerah Berwarna Format Kecil.

1.5 Kegunaan

Penelitian yang dilakukan memiliki tujuan utama berupa pengujian sistem

untuk satu studi vegetasi, sehingga harapanya hasil dari penelitian dapat berdaya

guna, antara lain:

1. Sebagai saran pengembangan Sistem Foto Udara Digital Inframerah

Berwarna Format Kecil dengan wahana balon udara sebagai salah satu

data altenatif penginderaan jauh untuk kajian kajian vegetasi, khususnya

tanaman padi.

2. Sebagai dasar pijakan dalam identifikasi kondisi tanaman padi,

khususnya kerusakan tanaman akibat serangan hama tikus sawah.

1.6 Tinjauan Pustaka

1.6.1 Penginderaan Jauh Sistem Fotografi

Sistem penginderaan jauh fotografi adalah sistem penginderaan jauh yang

merekam objek dengan menggunakan kamera sebagai sensor, film sebagai

detektor dan menggunakan tenaga elektromagnetik yang berupa spektrum tampak

dan perluasanya (Sutanto, 1994). Sutanto lebih dalam menjelaskan tentang unsur-

unsur yang ada dalam sistem fotografi sama dengan sistem penginderaan jauh

yang lain. Unsur-unsur itu diantaranya:

8

1. Tenaga

Sistem fotografi termasuk dalam sistem pasif dimana tenaga yang

digunakan dalam sistem ini berasal dari matahari. Biasanya foto udara

memiliki spesifikasi panjang gelombang yang dapat diindera mulai dari

sebagian kecil spektrum ultraviolet hingga sebagian kecil inframerah dekat.

Pemilihan julat yang dimungkinkan untuk diindera disesuaikan dengan studi

yang akan dilakukan.

2. Objek dan Target

Fenomena di permukaan bumi dapat diindera dengan fotografi biasanya

merupakan objek tampak (Sutanto, 1987). Hal ini terkait dengan panjang

gelombang yang dapat digunakan dalam sistem ini.

3. Sensor

Sensor merupakan unsur yang membedakan sistem fotografi dengan sistem

penginderaan jauh yang lain. Sensor yang digunakan dalam fotografi

konvensional adalah film. Sensor fotografi pada perkembanganya

digantikan oleh Charge Couple Devices (CCDs) yang artinya sistem

fotografi telah masuk pada era digital (Warner et al,1997).

4. Output

Output dari sistem fotografi udara konvensional berupa cira foto udara hard

copy. Purwadhi (2001) menjelaskan citra hasil foto udara secara teoritis

merupakan citra continue-continue dimana citra dihasilkan dari perekaman

pada satu bidang secara langsung dan memiliki nilai yang tidak terhingga

pada ronanya. Citra analog hanya dapat dianalisis secara visual. Perubahan

sensor dari film ke sensor digital merubah sifat analsis data menjadi

discrete (Levin, 1999). Citra yang dihasilkan dapat berupa foto hitam putih

ataupun berwarna (warna asli atupun semu).

Berdasakan spesifikasi teknisnya, Sutanto (1994) mengklasifikasikan foto

udara menjadi 7 jenis, yaitu:

1. arah sumbu kamera

2. Panjang fokus dan sudut liputan

9

3. Spektrum elektromagnetik yang dapat diindera

4. Jenis kamera

5. Skala

6. Warna

Berdasarkan arah sumbu kamera, foto udara dibagi menjadi foto udara

vertikal dan condong. Warner et al. (1997) memperjelas batasan foto uadara

vertikal adalah foto udara yang diambil dengan kemiringan sumbu 0° (tegak

lurus) hingga maksimal 5°. Foto condong masih dapat dibagi lagi menjadi dua,

foto agak condong dengan nilai kecondongan lebih dari 5° dan foto sangat

condong dimana cakrawala terlihat dalam foto tersebut.

Foto vertikal secara teknis memiliki nilai ketergunaan yang lebih tinggi

daripada foto condong. Hal ini dikarenakan keunggulanya yang dijelaskan Paine

dalam Sutanto (1983), yaitu:

1. Keseragaman skala dalam setiap tempat di dalam foto.

2. Penetuan arah lebih dapat dimungkinkan dengan mudah.

3. Dalam batas tertentu foto udara vertikal dapat digunakan sebagai

pengganti peta.

Gambar 1.1. Jenis foto udara berdasarkan sudut pengambilan

(sumber: Warner, 1996)

10

4. Kemudahan untuk diinterpretasi dan karena keseragaman skala, semua

objek tidak terlindung oleh objek lainya.

Keunggulan ini menjadikan foto vertical dapat digunakan untuk berbagai

studi pemetaan, baik tematik maupun metrik (fotorgametri). Pasangan foto udara

vertikal dan agak condong yang diambil dalam satu jalur terbang yang berurutan,

dapat menghasilkan pandangan stereoskopis. Pandangan stereoskopis menjadi

salah satu keunggulan utama dari foto udara dimana nilai ketinggian dapat

dihitung dan digunakan untuk membuat model tiga dimensi.

Panjang fokus kamera dan sudut liputan kamera merupakan nilai yang

berbanding secara terbalik dan bersifat linear. Semakin besar nilai panjang fokus

kamera, makin kecil sudut liputan. Hal ini nantinya akan berpengaruh terhadap

besar liputan foto udara pada jarak yang konstan. Panie (1983) menjelaskan,

dalam foto udara kovensional, dikenal 4 jenis foto berdasarkan lensa, panjang

fokus, dan luas liputan yang dimungkinkan seperti yang tersaji pada tabel 1.1.

Gambar 1.2. Hubungan antara panjang fokus dengan luas liputan citra

(sumber: Warner,1996)

11

Foto udara lazimnya memiliki kemampuan merekam objek pada panjang

gelombang tamapak (0,4 mikron - 0, 7 mikron). Hal ini sangat dipengaruhi oleh

kepekaan dari sensor yang digunakan, yaitu film. Namun untuk studi-studi

tertentu, kepekaan ini ditambahkan hingga perluasan dari panjang gelombang

tampak. Film UV memiliki kepekaan pada gelombang UV, film inframerah

memiliki kepekaan pada gelombang inframerah dekat, film ortokromatik pada

gelombang biru, dan sebagainya. Selain itu dikenal pula istilah foto multispektral.

Istilah penginderaan jauh multipsektral menurut Rehder (1985) diartikan sebagai

penginderaan jauh dengan menggunakan lebih dari satu spektrum elektomagnetik

yang peginderaannya dilakukan dari tempat yang sama serta ketinggian yang

sama. Selajutnya Sutanto (1994) menekankan foto multispektral dibuat dengan

beberapa panjang gelombang namun terletak pada satu spektrum. Sebagai contoh,

foto udara inframerah warna semu merupakan salah satu produk dari foto udara

multispektral yang biasa digunakan untuk studi vegetasi dan penggunaan lahan.

Skala foto udara secara sederhana diartikan sebagai perbandingan antara

jarak yang di dalam foto dengan jarak di lapangan. Secara matematis, hubungan

skala dengan ketiggian terbang dapat dihitung. Terdapat standar foto skala foto

udara untuk kajian pemetaan. Skala foto disesuaikan dengan besar resolusi dan

skala ini ditetapkan untuk kamera metrik dengan ketelitian mendekati 90%.

Standar ketelitian skala foto untuk pemetaan mengikuti standar yang digunakan di

Amerika Serikat.

Jenis kamera Panjang fokus lensa (mm) Sudut liputan (o)

Narrow angle 304, 8 60

Normal angle 209, 5 60-75

Wide 152, 4 75-100

Superwide 88, 9 >100

Sumber: Paine (1983)

Tabel 1.1. Klasifikasi Foto Berdasarkan Panjang Fokus Lensa

12

Skala foto Resolusi (garis/mm)

1:1.000.000 250

1: 500.000 125

1: 250.000 63

1: 100.000 25

1: 50.000 12,5

1: 25.000 6,3

Berdasarkan jenis kamera yang digunakan, Estes (1985) membatasi kamera

menjadi kamera kerangka pemetaan, kamera kerangka untuk keperluan tinjau,

kamera panoramik, kamera strip, dan kamera multispektral. Warner et al. (1996)

membagi jenis kamera berdasarkan format yang digunakan. Format diartikan

sebagai besar ukuran dari film yang digunakan. Film fomat besar adalah film

dengan dimensi lebar 70 mm atau lebih besar dan tidak menggunakan perbesaran

dalam proses reproduksinya. Format standar yang digunakan dalam survei udara

adalah film dengan dimensi 23 cm x 23 cm. Foto format kecil berarti film yang

digunakan berdimensi kurang dari 70 mm. Dimensi film yang lazim digunakan

dalam foto udara format kecil adalah 35 cm x 24 cm.

1.6.2 Foto Udara Format Kecil (FUFK)

Spesifikasi foto udara format standar (besar) menuntut pembiyaan yang

sangat besar. Inovasi penggunaaan kamera format kecil muncul untuk menekan

biaya yang harus dikeluarkan. Penggunaan foto udara format kecil berkembang

pesat dan menjadi trend baru dalam dunia fotografi udara. Adapun kamera yang

digunakan adalah kamera format kecil standar fotografi estetik. Kamera yang

lazim digunakan adalah kamera Single Lens Reflect (SLR) dengan format 35 mm.

Jenis kamera ini memiliki spesifikasi teknis yang berbeda dengan kamera standar.

Demikian pula dengan lensa yang digunakan. Unit Fotografi UGM (2007)

mengkelaskan jenis lensa berdasarkan panjang fokus sebagai berikut:

Tabel 1.2. Standar Skala Foto Udara dan Resolusi spasial

Sumber: Paine (1983)

13

Jenis lensa Panjang fokus

Moderate Wide angle 24-35 mm

Extreme wide angle 14-20 mm

Normal (fix) 50 mm

Zoom Bervariasi mulai dari 16-300 mm

tele 700-1200 mm

Perbedaan kelas kelas panjang fokus dan format ini berimplikasi pada luas

liputan yang dapat dijangkau oleh kamera. Secara teoritis, hanya beberapa lensa

saja yang dapat digunakan dalam pemotretan udara ideal. Lensa normal

merupakan lensa yang paling cocok untuk pemotretan udara karena prespektif

yang dihasilkan menyerupai pandangan manusia. Artinya, distrosi geometri yang

terjadi bernilai minimal karena tidak ada perubahan panjang fokus dan besar sudut

liputan tetap (fix). Berbeda dengan lensa normal, lensa fish eye merupakan lensa

yang memiliki sudut liputan yang sangat besar hingga mencapai 180º. Namun,

tentu saja hal ini berimplikasi pada distrosi geometri yang maksimal.

Graham dan Read (1981) dalam Warner et al. (1996) menjelaskan

perubahan trend penggunaan foto udara format kecil yang menggeser foto udara

format standar didasari oleh :

1. Pengembangan penggunaan foto udara format kecil yang ditujukan

untuk intensifikasi peta, khususnya pada daerah yang sempit dan skala

yang besar (detail).

2. Pesatnya perkembangan Global Potitioning System (GPS) untuk

menunjang akurasi survei udara dan navigasi. (Heimes et al., 1992)

Selanjutnya Warner et al. (1996), menjelaskan keuntungan yang didapat

dengan menggunakan data sistem foto udara format kecil yang tidak mungkin

didapatkan pada foto udara format standar, diantaranya:

1. Jenis film yang tersedia dalam format kecil sangat beragam sehingga

memungkinkan untuk pengembangan studi.

Tabel 1.3. Klasifikasi Lensa pada Kamera SLR

Sumber: UFO (2007)

14

2. Sebagian besar film mudah untuk didapatkan dan tidak memerlukan

biaya yang besar dapat mendapatkanya.

3. Mudah dan murahnya pemrosesan kamera, sebagai contoh, pemrosesan

film format 35 mm dapat dilakukan pada lab mini dalam waktu kurang

dari setengah jam saja.

4. Beberapa kamera format kecil apat dirakit menjadi satu sistem untuk

menunjang foto multispektral (Graham, 1980)

5. Kemudahan untuk kalibrasi foto udara yang dihasilkan, bahkan oleh

pengguna sendiri.

6. Memungkinkan kecepatan bukaan lensa hingga 1/8000 dan kamera yang

digunakan biasanya memiliki panel pengaturan bukaan (aperture) dan

kecepatan bukaan.

7. Kemudahan perakitan lensa yang dipakai. Variasi lensa yang akan

digunakan sangat banyak beredar di pasaran dan mudah untuk

dimodifikasi dan disesuaikan dengan sistem kamera, tentunya dengan

kualitas yang baik.

8. Kebanyakan kamera dapat dirakit dengan magasin film yang besar dan

dapat dioperasikan secara penuh dengan panel kontrol elektronik.

9. Untuk tujuan fotogrametri dan pengukuran, banyak tersedia stasiun

untuk pemrosesan tahapa akhir dalam skala kecil (desktop).

Keunggulan-keunggulan tersebut tentu saja berimplikasi pada biaya yang

harus dikeluarkan. Sistem yang harus dibangun relatif lebih sederhana dan murah.

Investasi yang harus dikeluarkan utuk pemotretan udara format kecil rata-rata

sebesar $ 14000, termasuk di dalamnya biaya sewa wahana, pemrosesan, serta

kalibarsi data. Bandingkan dengan besar biaya yang dikeluarkan untuk format

besar yang berkisar antara $ 100,000 hingga $ 300,000 (Warner et al.,1996).

Wahana yang beragam dan mudah untuk dibuat sendiri telah menambah

keekonomisan dari sistem FUFK. Wahana yang dapat digunakan diantaranya

balon udara, baik balon gas maupun udara panas (Marzloff dan Ries,1997 dalam

Aber,2002), pesawat model, microlight aircraft, pesawat mesin tunggal, dan

15

pesawat mesin ganda (Quilter dan Anderson, 2000 dalam Aber et al.,2002,Warner

et al. 1996). Bahkan, Aber, James S, Aber Susan W, Pavri Firooza ,(2002)

melakukan pemetaan tematik menggunakan wahana Layang-layang pada

ketinggian terbang 150 meter dari permukaan tanah. Secara umum, sistem FUFK

lebih banyak digunakan untuk pemetaan tematik dengan skala besar (Bauer et al.,

1997, Light, 2001, dalam Aber, 2002).

1.6.3 Foto Udara Digital Format Kecil

Era fotografi digital dimulai tahun 80-an. Untuk pertama kali diperkenalkan

sistem sesor pengganti film emulsi yang digunakan dalam kamera konvensional.

Kamera Mavica buatan SONY lahir dengan sensor berupa pita magnetik (UFO,

2007). Selanjuntya muncul kamera hybrid yang dibuat oleh Kodak dengan sensor

Carge Coupled Device (CCD). Sejak saat itu, perkembangan fotografi digital

menjadi sangat pesat, khusunya untuk fotografi estetik.

CCD merupakan sekumpulan sensor berupa photossites yang peka cahaya

dan berkerja serentak dalam satu bidang dimensi atau sering desebut dengan area

array . Jensen (2005), menjelaskan prinsip kerja CCD adalah merubah energi

elektromagnetik (cahaya) yang mengenai sensor menjadi arus listrik yang

selanjutnya dikodekan lagi menjadi citra digital. Hal ini mirip dengan prinsip dari

panel surya (Mulyanto, 2007). Perkembanganya, citra yang dihasilkan dapat

ditampilkan langsung dalam layar sebagai citra digital ataupun dicetak. Mulyanto

(2007), selajutnya menjelaskan keuntungan menggunakan foto dgital

dibandingkan dengan sistem analog. Khususnya untuk fotografi estetik,

keuntungan yang didapat antara lain:

1. Ramah lingkungan karena tidak menggunakan cairan kimia yang

berbahaya

2. Percetakan foto yang mudah

3. Preview citra secar instan

Penggunaan kamera Digital Single Lens Reflect (DSLR) untuk pemotretan

udara memerlukan catatan khusus. Spesifikasi kamera standar estetik terkadang

16

memiliki ketidaksejalanan dengan kebutuhan survei udara. Warner et al. (1996)

menjelaskan keuntungan spesifik menggunakan kamera digital dengan sensor

digital untuk survei udara adalah pada dimungkinkanya analisis digital. Prinsip-

prinsip yang harus diperhatikan dalam foto udara digital antara lain:

1. Resolusi spasial ditentukan oleh banyaknya piksel dalam sensor dan

dipengaruhi oleh ketinggian terbang.

2. Kemugkinan gangguan digital yang tidak ada dalam kamera analog

seperti noise piksel dan kegagalan scanning.

3. Resolusi radiometrik dari citra yang dihasilkan ditentukan oleh skala

keabuan yang bersifat discrete.

4. Format data dan ekstensi file digital memungkinkan adanya kompresi

data berarti mereduksi kualitasnya.

5. Spesifikasi sensor yang digunakan, memiliki kemampuan mengindera

panjang gelombang tertentu.

6. Aspek geometri citra akan spesifik karena penggunaan lensa non

metrik.

1.6.4 Sensor Kamera Digital

Sensor utama fotografi digital adalah Charge Coupled Device (CCD) dan

Complementary Metal Oxides Semiconductor (CMOS) yang memiliki prisip kerja

yang sama (Mulyanto, 2007). Berdasakan dimensinya, sensor kamera digital dapat

dibagi menjadi full frame camera dan half frame camera (Mulyanto, 2007).

Kamera fullframe adalah kamera dengan besar sensor sama dengan format film

format kecil (24 x 36 mm). Sensor kamera half frame memiliki dimensi lebar

separuh dari kamera full frame, yaitu 22 x 14 mm. Perbedaan ini memberikan efek

yang berbeda pada citra secara geometris. Citra full frame akan memiliki cakupan

yang lebih luas dibandingkan dengan half frame pada panjang fokus dan jarak

objek yang sama. Distorsi geometris pada kamera full frame akan lebih besar

akibat cakupan yang luas. Sensor yang digunakan menangkap setiap gelombang

secara monokrom dengan memecah spektrum yang luas ke dalam tiga layer hijau,

17

biru, dan merah. Ketiga layer ini kemudian dikalkulasi dengan algoritma khusus

untuk mendapatkan warna sesuai dengan warna sebenarnya. Prinsip ini disebut

dengan komposit warna dan sistem ini berlaku pada kamera single chip

technology (Jensen, 2005).

Jensen (2005) menjelaskan teknologi yang digunakan dalam sensor digital

dikembangkan untuk menerima spektrum tampak dan menghasilkan citra

pankromatik. Oleh karena itu, dilakukan penapisan pada panjang gelombang lain

yang dapat memberikan efek negatif seperti haze yang mengurangi kualitas visual

citra. Hal ini berkaitan dengan kemampuan sensor dalam menyerap julat panjang

gelombang yang besar. Sandidge (2009) memberikan argumen yang berbeda

dengan Jensen (2005) dimana kemampuan sensor dalam menyerap panjang

gelombang tidak terbatas pada panjang gelombang tampak saja.

Lebih lanjut Sadidge (2009) menjelaskan pada dasarnya sesor kamera digital, baik

CCD maupun CMOS memiliki kisaran serapan rata-rata panjang gelombang

mulai 300 nm-1000 nm atau dengan kata lain, mulai dari gelombang inframerah

UV hingga perluasan inframerah dekat. Citra pankromatik (warna asli) didapatkan

dengan membatasi serapan pada gelombang tampak saja. Teknologi yang

Gambar 1.3. Respon sensor terhadap gelombang elektromagnetik

(sumber: Sadidge, 2009)

18

digunakan untuk menapis panjang gelombang yang diinginkan adalah filter. Filter

yang biasa digunakan dimaksudkan menghilangkan efek gelombang UV dan

panjang gelombang diatas panjang gelombang tampak. Filter dalam sistem

kamera dibagi menjadi dua , yaitu filter optik yang dipasang pada lensa dan filter

hot mirror yang dipasang didepan sensor. Melepas filter akan memperbesar

cakupan spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat diindera. Wrotniak

(2008), mengemukakan penggunaan filter hot mirror yang dipasang didepan

sensor dikhususkan untuk menapis efek gelombang inframerah dekat. Untuk

tujuan fotografi inframerah, kemampuan sensor harus diperluas hingga panjang

gelombang inframerah yang artinya menghilangkan filter hot mirror.

Seberapa jauh gelombang inframerah yang dapat diindera dapat diatur

dengan memodifikasi kepekaan sensor itu sendiri. Pada sensor fotografi estetik,

sensor ang lazim digunakan merupakan sensor dengan teknologi single chip yang

memecah setiap panjang gelombang ke dalam tiga layer, yaitu layer merah, hijau

dan biru. Saat filter inframerah dilepas, maka efek dari panjang gelombang

inframerah akan tercampur dalam setiap layer dan saat digabungkan, warna objek

yang dihasilkan akan berbeda dengan kenampakan asli. Perbedaan rona dan

warna yang dihasilkan memberikan gambaran respon spektral objek terhadap

setiap panjang gelombang, termasuk gelombang inframerah.

Gambar 1. 4. Efek penggunaan sensor digital inframerah

(sumber: Wrotniak,2005)

19

1.6.5 Wahana Pesawat Model dengan Pengendali Jarak Jauh

Pemotretan udara format kecil pada umumnya dilakukan dengan

menggunakan wahana berupa pesawat yang kecil, misal microlite (Graham,1996).

Namun, beberapa ahli telah memulai mengembangkan emotretan udara dengan

menggunakan wahana yang lebih kecil dan sederhana, mulai dari pesawat model

hingga yang lebih ekstrim seperti layang-layang. Pesawat model berkembang

dengan baik dan memiliki kans yang besar untuk pemotretan udara format kecil,

tidak terkecuali di Indonesia. Indonesia mulai memperkenalkan pesawat model

secara resmi pada tahun 1962 dengan didirikanya Federasi Aeromodeling Seluruh

Indonesia (FASI). Selanjutnya, muncul berbgai organisasi yang menaungi

pemanfaatan pesawat model, utamanya untuk alasan olaraga (Azwar, 2006)

Menurut Prabawa et. al. (2009), Pesawat model merupakan pesawat tiruan dari

pesawat udara yang diskalakan dengan ukuran lebih kecil. Ukuran yang kecil

memungkinkan pengoperasian pesawat ini dilakukan tanpa awak. Bentuk dan

desain pesawat model dapat sangat beragam, namun secara umum dapat dibagi

menjadi desain yang menyerupai dengan bentuk aslinya ataupun desain

konseptual. Azwar (2006) menjelaskan klasifikasi pesawat model berdasarkan

beberapa kesamaan fisik dan konsep yang disadur dari Federation Aeronatique

Internationale (FAI). Secara umum pesawat dibedakan menjadi pesawat

aerodinamis dan aerostatis. Pesawat aerodinamis adalah pesawat yang memiliki

berat lebih besar dari udara (heavier than air). Sedangkan pesawat aerostatis

merupaka pesawat yang lebih ringan dari udara (lighter than air). Pesawat

aerodinamis terdiri dari pesawat bermotor dan tidak bermotor. Lebih lanjut Azwar

menjelaskan, pesawat bermotor dapat dibagi menjadi pesawat sayap tetap (fixed

wing) dan pesawat sayap berputar (rotary wing) atau yang lazim dikenal sebagai

dengan helicopter. Pesawat jenis ini menggunakan tenaga yang diperoleh dari

motor atau daya dorong untuk menggerakkan pesawat ke arah depan, sedangkan

untuk daya angkat dapat menggunakan motor atau tekanan udara panas (thermal).

Berbeda dengan pesawat aerodinamis, pesawat aerostatis lebih populer dikenal

sebagai pesawat yang menggunakan udara sebagi daya angkat, misal balon udara.

20

Pesawat model menurut FAI dalam Azwar (2006), dibagi menjadi menjadi

lima kelas, diataranya kelas F1, F2, F3, F4 dan F5. Setiap kelas memiliki

sepsifikasi desain dan teknis yang berbeda satu sama lain terkait dengan nilai

fungsional dari setiap kelas.

1. Kelas F1(Free Flight)

Pesawat model kelas free flight sesuai namanya merupakan kelas pesawat

model yang sama sekali tidak menggunakan mekanisme mesin atau eletrik

untuk penerbanganya. Penerbang (operator) tidak menggunakan perangkat

apapun untuk mengendalikan laju dan pergerakan dari pesawat. Pesawat

ini mengandalkan ketepatan desain aerodinamis untuk mempertahankanya

pada kondisi terbang bebas dalam waktu yang lama. Salah satu model

yang terkenal dari kelas ini adalah On Hand Lauch Glider (OHLG).

Pesawat model ini diterbangkan dengan melemparakanya ke udara. Presisi

desain aerodinamis dan kontrol penerbang pada saat peluncuran menjadi

kunci keberhasilan penerbangan model ini. Pesawat model F1 jarang

digunakan untuk kebutuhan fotografi udara karena tidak memiliki sistem

kendali.

2. Kelas F2 (Control Line)

Pesawat model control line memiliki kesamaan dalam prisip peluncuran

dimana pesawat tidak menggunakan kekuatan dorongan dari mesin.

Namun model ini dikendalikan dengan sepasang tali atau kawat khusus

oleh penerbang. Panjang tali kendali (control line) maksimal mencapai 21

m. tali terebut dipegang oleh operator untuk mengendalikan pesawat

secara berputar (sentrifugal). Operator menjadi poros dari perputaran

pesawat model. Kelas pesawat model ini sama sekali tidak pernah

digunakan untuk kepentingan pemotretan udara. Hal ini dikarenakan

ketangkasan penerbang yang menjadi titik berat dari pengendalian pesawat

dan sistem penerbangan membatasi jarak penerbangan.

3. Kelas F3 (Radio Control)

Radio-control secara terminology diartikan sebagai sebuah alat yang

digunkan untuk mengendalikan suatu alat dengan menggunakan

21

gelombang radio sebagai sinyal pengirim kendali (Prabawa et. al., 2009).

Kelas F3 memanfaatkan radio remote control untuk mengendalikan

pesawat dari jarak yang jauh. Sama sekali tidak ada kontak langsung dari

operator terhadap model kecuali lewat remote control tersebut. Model

radio control dapat berupa pesawat fixed wing maupun rotary wing.

Desain yang biasa digunakan pun beragam mulai dari pesawat hingga

helicopter, bahkan hingga desain konseptual seperti tetracopter hingga

hexacopter. Pesawat biasa menggunakan motor untuk tanaga pendorong

penerbanganya. Menurut Azwar (2006), ada tiga komponen utama dalam

model sistem kendali pesawat model ini, yaitu transmitter, receiver, dan

servo. Gelombang radio yang dihasilakn oleh radio control dipancarakan

melalui transmitter. Selanjutnya sinyal diterima oleh receiver yang ada

pada pesawat yang selanjutnya diolah sebagai perintah kendali oleh servo.

Pesawat model ini sangat populer digunakan untuk berbagai keperluan,

mulai dari olahraga, bidang perfilman, hingga militer. kendali yang relatif

simpel menjadikan kelas model ini menjadi salah satu pilihan yang cocok

untuk pemotretan udara.

4. Kelas F4 (Scale Model)

Satu-satunya pesawat model yang memiliki kekhususan sebagai replika

adalah kelas scale model. Model ini lebih lazim untuk hobby dan bukan

untuk diterbangkan. Detail desain menyerupai desain asli menjadi point of

interest dari model ini. Model ini biasa dibuat dengan menggunakan bahan

dasar kayu dan Styrofoam. Biasanya model ini diproduksi masal sebagai

pajangan, khusunya untuk memanjakan hobiis kedirgantaraan. Karena

tidak memiliki tujuan untuk penerbangan, maka spesifikasi dari model

hanya dibatasi pada kesan estetik dan tidak memiliki kemampuan

fungisonal seperti yang dimiliki model pada kelas lain.

5. Kelas F5 (Electric Model)

Kelas model F5 merupakan model dengan teknologi paling tinggi. Sesuai

dengan namanya, pesawat model ini menggunakan mesin eletrik dengan

menggunakan baterai sebagai catu dayanya. Baterai yang biasa digunakan

22

merupakan baterai litium sel kering (dry cell) dengan kisaran tegangan 42

V. karena menggunakan mesin elektrik, performa pesawat ini dianggap

lebih baik dari pesawat dengan mesin berbahan bakar cair. Hal ini

dikarenakan perputaran mesin dan torsi yang dihasilkan motor tidak

tergantung oleh komposisi bahan bakar. Selain itu, tidak ada reduksi

tenaga oleh sistem mekanik yang biasa ditemui pada pesawat dengan

mesin berbahan bakar minyak. Desain model ini sangat beragam, baik

fixed wing ataupun rotary wing. Pesawat kalas ini relatif mudah dibuat

dengan peralatan sederhana dan mudah di dapat di pasar bebas. Namun,

karena dibuat dengan bahan yang ringan, model ini memiliki payload yang

sangat kecil. Model ini terkadang digunakan untuk pemotretan udara dan

videografi udara dengan menggunakan kamera mini (spycam).

1.6.6 Pola Pantulan Spektral Objek Vegetasi

Vegetasi adalah salah satu objek yang unik dalam penginderaan jauh. Hal ini

dikarenakan pola pantulan spektral yang khas dan secara umum, keberaan

vegetasi mencirikan objek-objek lain di permukaan bumi. Vegetasi memilik nilai

pantulan yang kuat pada band hijau dan inframerah dekat .

Loveless (1991) menjelaskan pengaruh karakteristik vegetasi terhadap pola

pantulan yang dihasilkan. Pada dasarnya vegetasi memiliki kemampuan untuk

melakuan fotosistesis. proses ini melibatkan pigmen-pigmen daun berupa klorofil

Gambar 1. 5. Pola pantulan objek

(sumber: Wrotniak, 2005)

23

a, b, xantofil, dan karoten. Untuk melangsungkan foto sintesis, keempat pigmen

ini meyerap secara intensif panjang gelombang biru hingga merah dengan sedikit

perluasnaya (mulai dari 3,9 mikron hingga 7,6 mikron). Namun gelombang hijau

tidak digunakan dan dipantulkan sehingga secara umum vegetasi memiliki warna

hijau. Hal ini juga terjadi pada panjang gelombang inframerah. Inframerah

dipantulkan kuat oleh jaringan spongi daun dan sama sekali tidak digunakan

dalam proses fotositesis. Perbedaan karakter vegetasi padi (Oryza sativa) dapat

didasarkan pada logika-logika tersebut. Saat terjadi kerusakan pada jaringan

akibat faktor eksternal, misal serangan hama, maka akan terjadi perubahan

kemapuan dalam proses metabolisme. Hal-hal yang dapat digunakan untuk

pencirian kesehatan tanaman padi diantaranya lengas daun dan struktur vegetasi

padi. Saat lengas daun berkurang karena faktor eksternal, maka pantulan

gelombang biru akan berkurang seiring berkurangnya suplai air (Loveless, 1991).

Pantulan gelombang merah akan semakin besar dan menjadikan padi berwarna

kekuningan. Serangan hama akan menghasilkan kerusakan pada jaringan yang

tercermin pada struktur dan anatomi tumbuhan, sehingga pantulan total akan

berubah.

1.6.7 Tanaman Padi (Oryza sativa)

Padi (Oryza sativa) adalah vegetasi berbiji belah satu (monokotil) dan

termasuk dalam famili Poaceae dan genus Oryzae (Anonim, 2011). Oryza sativa

merupakan salah satu species padi dengan persebaran yang luas di Asia tenggara,

termasuk di Indonesia. Secara morfologis, tanaman ini merupakan tanaman tipe

rumput-rumputan dengan akar serabut. Tanaman padi pada dasarnya merupakan

tanaman tropis dan dapat tumbuh pada ketinggian 0 mdpal hingga 3000 mdpal.

Daerah yang memiliki penggenangan berkala merupakan habitat terbaik bagi

tumbuhan padi. Sekalipun termasuk dalam tanaman tropis, persebaran tanaman

padi di seluruh dunia tergolong sangat luas, Tercatat, padi dapat tumbuh mulai 35º

LS hingga 50º LU. Total lahan pertanian padi mencapai 10 % dari lahan pertanian

tanaman pangan di seluruh dunia atau sekitar 144 juta hektar. Laporan The Office

of Gene Technology Regulator (2006) menyebutkan, keseluruhan luas lahan

24

pertanaian padi di seluruh dunia terdiri dari tiga satuan habitat padi, yaitu padi

dataran tinggi (10% dari luas total), padi dataran rendah (75 %) dan padi perairan

(15%). Padi memiliki daya tumbuh dan adaptasi yang baik terhadap berbagai jenis

tanah. Berdasrakan viariasi ekologi yang ada, tanaman ini dapat dibagi menjadi

padi Indica, Japonica, dan Javanica dimana padi Javanica hanya hidup di

Indonesia.

Tanaman padi di Indonesia dapat tumbuh dengan baik karena kondisi iklim

yang mendukung. Suhu optimum yang mendukung pertumbuhan padi adalah 23°

Celcius atau lebih. Indonesia memiliki fluktuasi sihu yang kecil di setiap tahunya

dan hal ini menjadikan tanaman padi dapat tumbuh dengan baik (Suprayono dan

Soetoyo dalam Anonim, 1993). Selain itu curah hujan rata-rata untuk setiap tahun

di Indonesia relatif cocok dengan syarat tumbuh tanaman padi, yaitu berkisar

antara 1500-2000 mm ( Sugeng, 2002). Tidak heran jika tanaman padi menjadi

salah satu komoditas tanaman pangan utama di Indonesia, salah satunya Pulau

Jawa. Menurut Sugeng (2002), Pulau Jawa memiliki 96% lahan yang cocok untuk

padi terkait kondisi fisiknya. Hal inilah yang menjadikan pulau terpadat di

Indonesia ini diberi nama “Jawa” yang berasal dari bahasa sangsekserta

“Jawawut” yang berarti otek atau padi-padian (famili Graminaceae).

Tanaman padi memiliki tiga fase pertumbuhan yaitu fase vegetatif, reproduktif

dan generatif. Setiap fase pertumbuhan diindikasikan dengan perkembangan

jaringan dan struktur tumbuhan tersebut.

1. Fase Vegetatif

Fase vegetatif adalah fase awal tumbuhan padi dimana fase ini dimulai

dari perkecambahan hingga tanaman muncul ke permukan tanah. Fase

vegetatif memliki tiga tahapan, yaitu perkecambahan, pertunasan,

pembentukan anakan dan pemanjangan batang. Setiap tahapan ini terjadi

sepenuhnya oleh proses pembelahan sel dan tidak melewati proses

pembuahan. Rata-rata, tanaman padi pada daerah tropis seperti Indonesia

membutuhkan waktu sekitar 45-65 hari untuk fase vegetative atau sekitar

25

50% hingga 60% dari umur padi. Terdapat hama tanaman padi yang

muncul pada fase ini dintaranya anjing tanah (Gryllotapa sp.) dan ulat

penggerek batang ( Chilo polychrysus)

2. Fase Reproduktif

Tahapan pertumbuhan reproduktif memerlukan waktu setidaknya 35 hari.

Fase ini terdiri dari tiga tahap, yaitu tumbuhnya malai hingga bunting,

keluarnya malai, dan pembungaan (pembuahan). Menurut Suastika (1996),

tahap keluarnya malai ditunjukkan dengan kemunculan tunas bunga pada

pelepah utama. Selanjutnya, tunas ini akan berkembang sehingga pelpah

akan membengkak atau disebut dengan bunting. Setelah melewati masa

bunting, bunga akan muncul atau disebut dengan pembungaan. Fase

pembungaan (pembuahan) merupakan tahapan yang mencirikan fase

generative dimana terjadi proses pembuahan oleh sebuk sari pada putik

bunga. Hama tikus ( Rattus losea, Rattus colori, Bandicota indica dan

Rattus argentiventer) merupakan hama spesifik yang muncul pada fase ini,

utamanya pada tahap bunting.

3. Fase Generatif

Pembuahan yang terjadi pada fase reproduktif menghasilkan embrio padi.

Embrio yang tebuahi akan berkembang menjadi bulir padi pada fase ini.

Tiga tahapan dalam fase ini adalah matang susu, matang adonan, dan

matang penuh. Tahapan matang susu ditandai dengan munculnya padi

yang masih berupa cairan putih kental seperti susu. Hama walang sangit

(Leptocorosia sp.) biasa muncul pada fase ini (Kalshover,1981). Setelah

melewati tahap matang susu, cairan padi mengeras dan memasuki tahap

matang adonan dan diakhiri dengan pematangan sempurna (siap panen).

1.6.8 Hama Tikus Sawah (Rattus argentiventer)

Tikus merupakan salah satu hama tanaman pertanian utama di seluruh dunia.

Menurut Tristiani et. al. (2000), Tikus utamanya menyerang tanaman pertanian

kelapa sawit, tebu, singkong, ubi, kedelai, kacang tanah, kelapa, kentang dan

26

tentunya padi. Kerusakan tanaman padi yang dihasilkan berkisar dari 5-15 % dari

keseluruhan lahan pertanian produktif setiap tahunya. Sebagai contoh aktual,

laporan dari Singleton dalam Sudarmadji (2003) menyebutkan, kehilangan hasil

padi mencapai 10% atau sekitar 60 ton dalam satu tahun di Asia. Nilai tersebut

setara dengan kebutuhan 180 juta orang selama 2 tahun. Indonesia termasuk

negara dengan nilai kerusakan yang besar pada komoditas padi yang disebabkan

oleh serangan tikus dengan kisaran 17% dari keseluruhan produksi padi (Geddes

dalam Tristiani, 1992).

Ada beberapa species tikus yang menyerang tanaman pertnaian, yaitu tikus

sawah (Rattus Argentiventer), tikus hutan (Rattus koratensis), tikus wirog

(Bandicota Indica) dan tikus rumah (Rattus norvegicus, Rattus flavipectus dan

Rattus exulans). Tercatat jenis tikus sawah (Rattus argentiventer) merupakan

species yang memiliki rerpustasi paling besar terkait serangannya terhadap

tanaman padi, baik secara kualitas, maupun kuantitas dengan dominasi kasus

mencapai 98,6 %. (FAO, 2010). Rattus argentiventer merupaka species tikus

sawah dari ordo Rodentia dan famili Muridae. Species ini memiliki pola

perkembangbiakan yang cepat dan sangat terkontrol oleh keberadaan sumber

pakan. Fase perkembangbiakan tikus sawah dapat terjadi dua kali pada daerah

dengan dua kali musim tanam padi dan mampu beregenerasi sepanjang tahun saat

padi selalu terseida.

Habitat utama tikus sawah adalah ekosistem sawah irigasi. Tikus biasa

tinggal dalam liang yang dibuat pada pematang sawah atau tanggul tanah yang

kering. Ada tiga faktor yang mendorong pergerakan tikus yaitu kebutuhan pakan,

kompetisi, dan kondisi yang tidak sesuai seperti banjir. Utamanya untuk

pergerakan karena kebutuhan pakan, jarak maksimal tikus tidak akan terlalu besar,

berkisar antara 100 hingga 200 meter (FAO,2011). Rochman dan Sukarna (1990)

memberikan pendapat lain, saat makanan sulit didapat, pergerakan tikus dapat

mencapai 700 meter. Sekalipun demikian tikus memiliki pola pergerakan teratur

setiap harinya untuk mencari makan. Brown et al. (2001) menyebutkan, rata-rata

daya jelajah tikus sawah adalah 3, 01 hektar untuk tikus jantan dan 1,97 hektar

27

untuk betina. Tristiani (2003) menambahkan bahwasanya 63% pergerakan tikus

sawah terlokalisir pada area pertanaman padi selama musin tanam.

Tikus sawah merupakan hewan omnivora. Tikus sawah menyerang tanaman

padi pada berbagai fase mulai dari persemaian hingga padi siap panen. Puncak

kerusakan tanaman padi terjadi pada fase bunting dimana air sudah dikurangi dan

padi telah mengandung malai (Rochman, 1992). Hal ini dikaitkan dengan

preferensi tikus pada padi fase bunting. Rochman dan Toto (1976) menjelaskan,

tikus sawah tidak mengkonsumsi keseluruhan dari padi yang dirusak. Rata-rata

tikus sawah hanya mengkonsumsi padi seberat 10% dari berat tubuhnya dan

kerusakan non-konsumsinya mencapai 500% atau lima kali dari nilai konsumsi

tersebut (Anggara,2009). Tikus aktif di malam hari dan setiap individu mengerat

rata-rata 12 batang setiap malamya. Tikus mengerat tanaman padi pada fase

anakan hingga tercerabut. Sekalipun demikian pada fase ini, tanaman padi masih

dapat bertahan hingga fase berikutnya. Berbeda dengan fase anakan, pada fase

vegetatif dan generatif dimana tanaman telah tumbuh dengan pesat, tikus

memotong pangkal batang. Setelah tanamn padi berbunga dan berbuah, tikus

mengerat tangkai bunga dan memakan bulir beras yang ada. Penelitian yang

dilakukan Triastiani et al. (2000) menjelaskan pola spasial serangan tikus sangat

khas untuk setiap fase padi. Pola serangan bersifat random pada fase vegetatif.

Fase generatif yang ditandai dengan fase bunting mengidikasikan homogenitas

pakan dan habitat bagi tikus sehingga pola kerusakan tikus akan teragregasi,

khususnya terjadi pada tengah petak. Gejala akan membentuk pola radial dimulai

dari pusat petak. Sekalipun dapat dilihat secara kasat mata, serangan tikus pada

skala kecil terkadang terlihat seperti padi yang terserang penyakit karena

kakurangan suplai air. Namun saat serangan menjadi masif, tanda kerusakan akan

nampak nyata karena tanaman padi terpotong dan terserak.

28

1.6.9 Pemetaan Kondisi Vegetasi

Pemetaan vegetasi merupakan salah satu studi yang dimunginkan dengan

data foto udara inframerah digital, demikian pula untuk pengenalan kondisi

tanaman pertanian. Pengenalan karakter objek tanaman budidaya pertanian, misal

padi, menurut Goodman (1987) dalam Lo (1996) dapat secara sederhana

dilakukan dengan menggunakan analisis visual dengan kunci interpretasi rona,

tekstur, dan asosiasi. Penggunaan kunci intepretasi ini memiliki keunggulan tidak

tebatasnya dearah kajian, terkait dengan iklim yang ada. Sekalipun demikian,

analisis digital dapat dilakukan dengan melihat pola-pola nilai piksel dalam citra

karena data yang digunakan memungkinkan. Analisis spektral didasarkan pada

pola pantulan yang dihasilkan dari dari setiap karakter padi, dalam hal ini tingkat

kerusakan dan kesehatan. Kesehatan dan tingkat kerusakan tanaman padi nantinya

akan membentuk pola spasial yang dapat dikenali dengan pendekatan visual.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait objek yang akan dikaji, diantaraya:

1. Batasan kelas kerusakan tanaman padi akibat serangan hama tikus.

2. Umur dan kondisi kesehatan yang pada dasarnya akan mempengaruhi

karakter visual (Lo,1996).

3. Varietas tanaman yang dikaji pada detail tertentu akan memperlihatkan

perbedaan yang nyata.

4. Skala pemetaan memberikan pengaruh tehadap analisis data dan kelas

jenis yang akan dipetakan.

Kraak dan Ormeling (2003) menjelaskan desain simbol kategoris untuk

menggambarkan karakter objek vegetasi, khususnya kelas kerusakan tanaman

padi dapat dimungkinkan karena skala data jenis adalah ordinal. Pemetaan dapat

dilakukan dengan menggunakan simbol tingkatan warna (color ramp). Peta hasil

interpetasi merupakan peta tentatif dan harus melewati pengujian untuk menjamin

kualitas peta yang dibuat. Guptill et. al. (1995) menjelaskan ketelitian pemetaan

dilakukan untuk menjamin kebaikan dari hasil dengan memperhatikan aspek-

aspek kualitas data sapsial, dintaranya:

29

1. Riwayat data peta yang diturunkan dari data foto udara inframerah

format kecil. Hal ini mengindikasikan pentingnya kualitas sumber data

pemetaan, yaitu foto udara digital.

2. Akurasi posisi dan geometri mutlak dicek untuk madapatkan akurasi

pemetaan.

3. Akurasi aribut terkait kerusakan padi harus dipastikan untuk

medapatkan gambaran sejauh mana sistem dapat digunakan.

4. Kelengkapan data, meliputi data sampling dan data kondisi saat

perekaman yang dipetakan.

5. Asumsi yang digunakan dalam pemetaan haruslah konsisten dengan

tema dan mengacu pada analisis yang sudah ditetapkan dalam metode.

6. Nilai akurasi tematik menjadi nilai paling penting, karena pemetaan

jenis tanaman pertanaian merupakan pemetaan tematik murni dan apa

yang dihasilkan harus merepresentasikan kebutuhan tematik yang

diinginkan.

Perilaku hama tikus dalam konsumsinya terhadap tanaman padi membentuk

pola yang tercermin secara spasial (Tristiani et. al., 2000). Perbedaan kondisi

tanaman yang terjadi pada dasarnya adalah perubahan fisiologis tanaman. Pola-

pola tersebut dapat disadap dengan sistem foto udara format kecil yang

diintegrasikan dengan pesawat model tanpa awak. Keunggulan sistem kamera

dengan kemampuanya merekam gelombang inframerah menjadikan nilai lebih

dalam analisis kondisi tanaman yang diinginkan.

30

1.7. Penelitian Sebelumnya

Penelitian yang dirujuk sebagai pembanding merupakan penelitian mengarah pada penelitian terapan untuk objek vegetasi

tanaman pertanian, diantaranya dengan fokus pada kesehatan tanaman. Wahana yang digunakan lazimnya adalah pesawat ringan

namun pada beberapa penelitian juga menggunakan wahana sederhana, yaitu layang-layang. Metode interpretasi visual umum

digunakan sekalipun data yang dihasilkan dari pemotretan adalah data foto udara digital.

No Peneliti Tahun Judul

Lokasi

Penelitian Fokus Kajian

Relevansi dengan

Penelitian Penulis Persamaan Perbedaan

1

Dirk

Wundram,

Jorg Loffler

2007

Kite Aerial

Photography in

High Mountain

Ecosystem

Geiranger

Fjord,

Norwegia

Pengujian Foto udara

format kecil untuk

pemetaan ekosistem

pegunungan skala detail

Penggunaan foto udara

format digital kecil

untuk kajian detail

dengan wahana

sederhana (layang-

layang)

Tujuan penelitian

menitikberatkan

pada analisis

kualitas citra foto

yang dihasilkan

Wahana yang

digunakan dalam

pemotretan

2 Luis Martin

et. al. 2001

Small Aerial

Photography to

Asses Chestnut Ink

Disease

Soutos da

Padrela,

Portugal

Identifikasi penyakit

bercak daun pada

tanaman Chestnut

dengan Foto Udara

Format Kecil

Pemanfaatan Foto

Udara Format Kecil

untuk identifikasi

kesehatan tanaman

Metode interpretasi

yang digunakan

dalam pembedaan

objek

Kesehatan

tanaman menjadi

objek penelitian

3

Reginal S.

Fletcher

et.al.

2007

Surveiing Thermally

Defoilated Cotton

Plots with Color

Infrared

Photography

Kika de la

Graza,

Amerika

Serikat

Pendugaan tanaman

kapas siap panen

menggunakan foto

udara inframerah

berwarna dengan

pendekatan “thermally

Pemetaan karakteristik

tanaman homogen

dengan foto udara infra

merah

Aspek fisiologis

tanaman digunakan

sebagai dasar

pembeda dalam

pembedaan kondisi

vegetasi

Pendekatan yang

digunakan dalam

pembedaan objek

tidak hanya

secara visual

31

defoliated”

4

James S

Aber, Susan

Aber, Firoza

Pavri

2002

Unmanned Small-

Format Aerial

Photography From

Kites For Acquiring

Large-Scale, High-

Resolution,

Multiview-Angle

Imagery

Männikjärve

Bog,

Estonia

Pemetaan biofisik

lahan detail dengan foto

udara format kecil

inframerah dengan

wahana layang-layang

Penggunaan foto udara

inframerah berwarna

format kecil untuk

pemetaan kondisi

biofisik lahan skala

detail

Metode

pemrosesan citra

sederhana dan

menggunakan

interpretasi visual

Wahana yang

digunakan dalam

pemotretan

5

Harintaka,

Christine

Nugraha

Kartini

2004

Pemanfaatan

teknologi Small

Format Aerial

Photograph untuk

Keperluan

Pembangunan

Daerah (Studi Kasus

: Aplikasi Bidang

Pertanian)

Kabupaten

Bantul,

Daerah

Istimewa

Yogyakarta

Pemanfaatan Foto

Udara Format kecil

untuk pemetaan lahan

pertanian

Pembedaan lahan

pertanian berdasarakan

jenis tanaman pertanian

yang ditanam dengan

interpretasi visual foto

udara format kecil

Metode interpretasi

yang digunakan

dalam pembedaan

objek

Wahana dan

sistem kamera

yang digunakan

dalam pemotretan

32

Gambar 1.6. Kerangka pemikiran (sumber: Penulis, 2011)

3.8. Kerangka Penelitian

Penelitian ini difokuskan untuk mengkaji kemampuan sistem Foto Udara

Digital Inframerah dalam merekam fenomena pada objek vegetasi. Secara umum

peneliti membagi kajian menjadi kajian primer (utama) dan sekunder. Kajian

primer merupakan fokus analisis yang mendasari tujuan penelitian, yaitu

perekaman fenomena kondisi tanaman padi. Perekaman dilakukan dengan

menggunakan sistem yang dirancang sedemikan rupa sehingga mampu menyokong

kebutuhan pemetaan kondisi tanaman padi.

33

Kajian sekunder merupakan analisis yang difokuskan pada hal-hal yang

berhubungan dengan fenomena yang terjadi pada objek, yaitu kerusakan tanaman

padi kerena serangan tikus yang diasumsikan akan membentuk kenampakan dalam

citra.

Fokus kajian primer ada pada analisis sistem foto udara yang digunakan.

Peneliti merasa perlu mengkaji hal tersebut karena sistem foto yang nantinya

digunakan merupakan sistem “costumized”. Kajian primer dapat dibagi lima aspek

yaitu pra-akuisisi data, akuisisi, proses, pengujian (check), dan hasil (output). Pra-

akusisi adalah tahapan yang terdiri dari perancangan sistem fotografi udara ideal

dan perencanaan pemotretan. Perancangan wahana dan sistem foto udara dilakukan

sesuai dengan kebutuhan penelitian. Sistem foto udara yang dibangun setidaknya

memiliki spesifikasi teknis yang menunjang pemotretan vertikal dan dapat diatur

ketinggan terbangnya sesuai dengan luas cakupan area penelitian. Selain itu sistem

harus memiliki sensor inframerah dengan julat yang sesuai dengan kebutuhan

perekaman fenomena kondisi tanaman padi yang akan dikaji. Selanjutnya,

perencanaan pemotretan dilakukan dengan menyesuaikan waktu dan tempat

pemotretan. Selain itu, wahana yang digunakan pun merupakan wahana pesawat

model hand-made. Hal ini tentu memerlukan penyesuaian untuk menjamin foto

udara yang dhasilkan ideal untuk pemetaan. Akusisi merupakan proses perekaman

fenomena kerusakan tanaman padi dengan sistem foto udara digital. Proses meliputi

proses pengolahan citra dan analisis visual (interpretasi). Inti dari penelitian ada

pada aspek pengujian (check) dimana jawaban dari pertanyaan penelitian

didapatkan dari pengujian ketelitian interpretasi dengan kenyataan di lapangan.

Hasil yang diharapkan adalah Peta Kerusakan Tanaman Padi Akibat Serangan

Hama Tikus Sawah.

Kajian Sekunder merupakan kajian terkait dengan kondisi objek. Pengertian

objek dibatasi pada objek sistem foto udara, yaitu tanaman padi yang mengalami

perubahan kondisi akibat serangan hama tikus sawah. Kajian sekunder didasarkan

34

pada asumsi tanaman padi (Oryza sativa) memiliki karakter vegetasi yang khas

yang dicerminkan oleh kenampakan visualnya. Hal ini berubungan dengan aspek

fisiologis tumbuhan padi seperti kanopi dan ukuran daun yang berimplikasi pada

pantulan spektral tumbuhan tersebut. Saat terjadi serangan hama tikus, terjadi

perubahan dalam aspek fisiologis tersebut. Foto Udara Digital Inframerah Format

Kecil dapat digunakan untuk merekam fenomena perubahan kondisi tersebut. Hasil

pengujian interpretasi selanjutnya dijadikan dasar untuk menarik kesimpulan dari

peta hasil.

3.9.Batasan Istilah

Foto Udara Format Kecil

Sistem Penginderaan Jauh yang menggunakan kamera “handheld” sebagai sistem

perekaman dan film ukuran 35 mm sebagai sensor. Sensor film saat ini sudah

beralih dari film ke CCD/ CMOS. (Graham dengan modifikasi, 1996).

Hama Tikus Sawah (Rattus argentiventer)

Hama pengerat (Rodentia) utama tanaman padi dari golongan mamalia (Nugroho,

2009)

Inframerah Dekat

Spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki kisaran panjang gelombang

dari 0,7 µm hingga 1,1 µm (Levin,1999).

Padi (Oryza sativa)

Tanaman budidaya pertanian penghasil beras dari Famili Poaceae (FAO, 2009)

Pesawat Model

Pesawat model merupakan pesawat tiruan dari pesawat udara yang diskalakan

dengan ukuran lebih kecil (Prabawa, 2009)

Balon Udara

Pesawat aerostatis yang terbang berkonsep linghter than air dengan menggunakan

balon yang diisi gas atau udara panas (Azwar, 2006)

35

Sensor

Bagian dari sistem penginderaan jauh yang berfungsi sebagai perekam gelombang

elektromagnetik (Sutanto dalam Anonim, 1987).

Tipe Data Ordinal

Tipe data yang mempunyai urutan atau bisa diurutkan berdasarkan jenjang atau

atribut tertentu (Murtiyasa, 2011)

Wahana

Sarana untuk menyimpan dan membawa sistem sensor penginderaan jauh

(Soemantri, 2009)