Suhu Permukaan dan Emisivitas

Suhu permukaan merupakan suhu bagian terluar dari suatu objek dan merupakan unsur pertama yang dapat diidentifikasi dari citra satelit termal. Suhu permukaan benda tergantung dari sifat fisik permukaan objek, diantaranya yaitu emisivitas, kapasitas panas jenis, dan konduktivitas termal. Jika suatu objek memiliki emisivitas dan kapasitas panas jenis yang tinggi, sedangkan konduktivitas termalnya rendah maka suhu permukaan objek tersebut akan menurun, contohnya pada permukaan berupa perairan. Apabila suatu objek memiliki emisivitas dan kapasitas panas jenis yang rendah sedangkan konduktivitas termalnya tinggi maka suhu permukaan objek tersebut akan meningkat, contohnya pada permukaan berupa daratan (Sutanto 1994).
Suhu permukaan dapat didefinisikan sebagai suhu permukaan rata-rata dari suatu permukaan yang digambarkan dalam satuan piksel dengan berbagai tipe permukaan. Besarnya suhu permukaan dipengaruhi oleh panjang gelombang. Panjang gelombang yang paling sensitif terhadap suhu permukaan adalah inframerah thermal. kanal thermal dari suatu satelit berfungsi untuk mencari suhu permukaan objek di permukaan (Lillesand dan Kiefer 1999).

Gambar 1. Citra band 6 Landsat
Band 6 pada satelit Landsat digunakan untuk suhu permukaan dan efeknya seperti variasi diurnal dan seasonal, pengawasan stres vegetasi, pengawasan kelembaban tanah, perbedaan keawanan, serta pengawasan vulkanik. Band 6 (10,4 – 12,5 mikron) menerima pancaran termal infrared. Band ini mengukur jumlah fluks radian infrared (bahang) yang diemisikan permukaan, dan menolong kita untuk aktivitas, mengklasifikasikan vegetasi, menganalisi stres vegetasi, dan mengukur kelembaban tanah (Allen 2012).
Gambar 1 hanya memiliki 60 meter piksel, jadi tidak seruncing atau sebentuk dengan gambar yang lainnya. Band 6 pada Landsat 5 adalah 120 meter.
Citra Landsat untuk suhu permukaan hanya dapat dilihat pada obyek yang kosong atau tidak bervegetasi, hutan, kebun homogen dan heterogen, sawah kering, serta pemukiman. Permukaan yang tertutup oleh awan atau asap dari industri akan memberikan efek yang sama pada band 4 (untuk vegetassi) maupun dengan band 6. Oleh karena itu, perlu diperhatikan peruntukan komposisi penutupan lahan pada suatu daerah (Sukristianti dan Marganingrum 2009).
Suhu permukaan dapat diketahui dengan mengkonversi Digital Number ke nilai Spectral Radiance (L_λ) dengan menggunakan persamaan (USGS 2002),
L_λ=((L_maxλ-L_minλ))/((QCAL_max-QCAL_min ) )×(QCAL_max-QCAL_min )+L_minλ
Keterangan:
L_λ = Spectral radiance pada kanal ke-i (Wm-2sr-1μm-1)
QCAL = Nilai digital number kanal ke-i
Lminλ = Nilai minimum spectral radiance kanal ke-i
Lmaxλ = Nilai maksimum spectral radiance kanal ke-i
QCALmin = Minimum pixel value 1 (LPGS Products) 0 (NLAPS Products)
QCALmax = Maksimum pixel value (255)
Kemudian mengonversi nilai Spectral Radiance (Lλ) ke Brightness Suhu (T_B) dengan menggunakan persamaan Planck sebagai berikut (USGS 2002)
T_B=K_2/((ln K_1/L_λ )+1)
Keterangan :
T_B= suhu kecerahan (Kelvin)
K_1= 666.09 Wm-2 sr-1 μm-1 (LANDSAT ETM+)
K_1= 607.76 Wm-2 sr-1 μm-1 (LANDSAT TM)
K_2 = 1282.71 Kelvin (LANDSAT ETM+)
K_2 = 1260.56 Kelvin (LANDSAT TM)
Lλ = (17.04/255) DN (Radiance (W m^(-2) 〖sr〗^(-1) 〖μm〗^(-1))
Lalu mengonversi Brightness Suhu (T_B) ke suhu permukaan (Ts) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Weng 2001) :
T_S=T_B/(1+(λT_B)/(∂ ) lnε)
Keterangan :
T_B = Suhu kecerahan (Kelvin)
λ = Panjang gelombang dari radiasi yang
dipancarkan sebesar 11.5 μm
∂ = hc/σ (1.438 x 〖10〗^(-2) mK)
h = Konstanta Planck’s (6.26 x 〖10〗^(-34) Js)
c = Kecepatan cahaya (2.998 x 〖10〗^8 s^(-1))
σ = Konstanta Stefan Boltzmans (1.38 x 〖10〗^(-23) 〖JK〗^(-1))
ε = Nilai emisivitas
Emisivitas adalah rasio energi yang diradiasikan oleh material tertentu dengan energi yang dirasikan oleh benda hitam (black body) pada temperatur yang sama. Emisivitas bergantung pada faktor diantaranya suhu, sudut emisi, dan panjang gelombang radiasi. Emisivitas menggambarkan kemampuan suatu benda untuk meradiasikan energi yang diserapnya. Semakin kasar dan hitam pada suatu benda, maka nilai emisivitasnya mendekati satu. Nilai ε untuk vegetasi sebesar 0.96, untuk non vegetasi sebesar 0.92, dan badan air sebesar 0.98 (Weng 2001).

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s