TERRA MODIS

MODIS adalah salah satu instrument utama yang dibawa Earth Observing System (EOS) Terra satellite, yang merupakan bagian dari program antariksa Amerika Serikat, National Aeronautics and Space Administration (NASA). Program ini merupakan program jangka panjang untuk mengamati, meneliti dan menganalisa lahan, lautan, atmosfir bumi dan interaksi diantara faktor-faktor ini.

Satelit Terra berhasil diluncurkan pada Desember 1999 dan akan disempurnakan dengan satelit Aqua pada tahun 2002 ini.

MODIS mengorbit bumi secara polar (arah utara-selatan) pada ketinggian 705 km dan melewati garis khatulistiwa pada jam 10:30 waktu lokal. Lebar cakupan lahan pada permukaan bumi setiap putarannya sekitar 2330 km. Pantulan gelombang elektromagnetik yang diterima sensor MODIS sebanyak 36 bands (36 interval panjang gelombang), mulai dari 0,405 sampai 14,385 ¦Ìm (1 ¦Ìm = 1/1.000.000 meter). Data terkirim dari satelit dengan kecepatan 11 Mega bytes setiap detik dengan resolusi radiometrik 12 bits. Artinya obyek dapat dideteksi dan dibedakan sampai 212 (= 4.096) derajat keabuan (grey levels).

Satu elemen citranya (pixels, picture element) berukuran 250 m (band 1-2), 500 m (band 3-7) dan 1.000 m (band 8-36). Di dalam dunia penginderaan jauh (remote sensing), ini dikenal dengan resolusi spasial. MODIS dapat mengamati tempat yang sama di permukaan bumi setiap hari, untuk kawasan di atas lintang 30, dan setiap 2 hari, untuk kawasan di bawah lintang 30, termasuk Indonesia.

Dengan karakteristik di atas MODIS memiliki beberapa kelebihan dibanding NOAA-AVHRR. Diantara kelebihannya adalah lebih banyaknya spektral panjang gelombang (resolusi radiometrik) dan lebih telitinya cakupan lahan (resolusi spasial) serta lebih kerapnya frekuensi pengamatan (resolusi temporal). Memang belakangan sistem satelit Landsat Thematic Mapper¡¦ yang bekerja pada resolusi spasial 30 meter, mulai gencar dipromosikan untuk riset global. Landsat mengamati 7 spektral, mulai interval biru (0,45 ¡¦0,52 ¦Ìm) sampai thermal infra-merah (10,4 ¡¦12,5 ¦Ìm). Menurut hemat penulis MODIS masih akan memiliki kelebihan efektifitas ekonomi untuk riset-riset global dan continental sampai beberapa tahun mendatang. Sementara itu sistem SPOT-VEGETATION beroperasi dengan resolusi spasial 1 km, saat ini berkompetisi dengan MODIS dalam studi lingkungan global.

Produk MODIS dikatagorikan menjadi tiga bagian: produk pengamatan vegetasi, radiasi permukaan bumi, dan tutupan lahan. Diantara capaian riset adalah pendeteksian kebakaran hutan, pendeteksian perubahan tutupan lahan dan pengukuran suhu permukaan bumi.

Suhu permukaan bumi dipadukan dengan data albedo (fraksi cahaya yang dipantulkan permukaan bumi) dimanfaatkan untuk pemodelan iklim. Dengan resolusi spasial yang semakin tinggi, dimungkinkan riset tentang prakiraan, dampak serta adaptasi regional yang diperlukan dalam menghadap perubahan lingkungan.

Pemanfaatan resolusi maksimum pada 250, 500 dan 1.000 meter sangat cocok untuk melakukan studi regional. Jika dipadukan dengan data Landsat TM, studi ini akan menghasilkan data dasar untuk monitoring dan pemodelan perubahan tutupan dan penggunaan lahan (land cover and land use) serta data dasar untuk pengamatan unsur carbon, yang menjadi salah satu parameter penting dalam studi lingkungan global .

Kualitas produk di atas diukur dengan ketepatan pengamatan sensor dibandingkan dengan kondisi sebenarnya. Ini dikenal dengan istilah validasi data. Validasi data global masih merupakan agenda besar studi lingkungan global. Center for Environmental Remote Sensing (CEReS), tempat penulis melakukan riset saat ini, mengusulkan dibangunnya global land cover ground truth database. Around truth adalah sampel data lapangan yang dikumpulkan pada saat melakukan klasifikasi tutupan lahan dengan citra satelit secara otomatis. Basis data ini diusulkan dikumpulkan dari seluruh studi tutupan lahan global yang ada di dunia. Dengan basis data ini proses validasi data global akan mudah dilakukan.

Salah satu aktifitas validasi data MODIS saat ini dilakukan dalam konteks Global Observation Forest Cover/Global Observation of Landcover Dynamics (GOFC/GOLD). Di Indonesia, forum ini erat kaitannya dengan Land Cover and Land Use Change Project (LCLUC)-project, Indonesian case studies.

Sebagaimana telah disinggung tutupan lahan dan interaksi manusia dengannya yang menyebabkan perubahan lahan dan keseluruhan ekosistem bumi, memainkan peran penting dalam iklim global dan biogeochemistry (mengaitkan bio-fisika dan sistem sirkulasi kimiawi permukaan bumi). Secara lebih detil, hal-hal yang diamati pada permukaan bumi antara lain variasi topografi (tinggi rendahnya permukaan buni), albedo, tutupan vegetasi, dan karakterististik fisik saling pengaruh antara permukaan bumi-atmosfir, termasuk sirkulasi panas dan energi. Keseluruhan ini memiliki pengaruh besar terhadap cuaca dan iklim.

Sebelum dikembangkannya teknik penginderaan jauh, data tutupan lahan global diturunkan dari peta-peta dan atlas dunia. Akan tetapi pendekatan ini bersifat statis, padahal tutupan lahan permukaan bumi bukanlah sesuatu yang statis, akan tetapi bersifat dinamis. Oleh karenanya pemanfaatan data satelit dengan karakteristik multi-temporal, multi-spektral dan multi-resolusi memungkinkan semakin baiknya pemodelan kondisi tutupan lahan.

Sampai saat ini telah terkumpul data tutupan lahan melalui satelit NOAAAVHRR pada resolusi sekitar 1 km. Pembuatannya dilakukan dengan menggunakan data satelit secara time-series, misalnya menggunakan data komposit index vegetasi AVHRR antara April 1992-March 1993. International Geosphere-Bioshepere Programme (IGBP) mengajukan 17 klasifikasi tutupan lahan permukaan bumi diantaranya sebagai berikut: evergreen broadleaf forests, deciduous broadleaf forest (yaitu untuk hutan berdaun lebar yang selalu hijau dan yang mengalami musim gugur), evergreen dan deciduous needleleaf forest, misalnya pohon cemara atau pinus, shrublands (pohon kayu kurang dari 2 meter), savannas (tetumbuhan atau semak belukar), grassland (padang rumput), croplands (tumbuhan pangan, yaitu mengalami masa tanam, panen, kemudian ada masa lahan menjadi kosong), urban and built-up lands (gedung atau infrastruktur buatan manusia), snow and ice, serta water bodies (termasuk danau)

Citra MODIS dari Asap Minyak di Irak Selatan (Morning Overpass)