Secara
historis, permukaan bumi telah dipelajari dari perspektif disiplin didorong
oleh spesifikasi dari tiap disiplin dan tujuan yang jelas. Pemetaan vegetasi
oleh ahli ekologi dapat ditelusuri kembali ke tradisi abad-lama, menggambarkan
permukaan dalam hal keberadaan dan kelimpahan spesies tanaman tertentu. Pekerjaan
awal dalam sistem klasifikasi medan difokuskan pada deskripsi fisiografi bentuk
tanah dan jenis hunungan dengan jenis ilmu physiognomic
tanaman. Adapun untuk geolog, mereka lebih peduli dengan informasi penggunaan
lahan dikumpulkan secara manual melalui lapangan dan pengamatan sosial ekonomi.
Begitupun hal nya, administrasi publik dan lembaga-lembaga publik mengandalkan
spesifikasi data yang mereka miliki dan pengumpulan data dan metodologi
kategorisasi untuk mendefinisikan dan merekam fitur land-based untuk sistem bunga. Namun, perspektif disiplin tersebut
untuk karakterisasi permukaan bumi tidak lagi terjangkau. Selain itu, agenda
ilmiah disiplin ilmu ini telah bergeser dari persediaan tanah untuk proses
pemahaman dan pemodelan numerik. Sementara itu, disiplin ilmu tertentu yang
berhubungan dengan informasi georeferensi untuk mempelajari permukaan bumi
telah muncul, didukung oleh perkembangan teknologi dalam observasi bumi, sistem
informasi geografis, dan citra pengolahan.
Ada banyak cara untuk menggambarkan
dan mewakili fitur permukaan tanah. Secara historis, penggunaan lahan telah dianggap
lebih relevan untuk banyak aplikasi, dan tren utama telah berfokus pada
informasi ini (Fisher et al., 2005). Rekaman tutupan lahan adalah fenomena yang
relatif baru dan berhubungan erat dengan ketersediaan citra satelit. Baru-baru
ini, kebutuhan dalam pendekatan interdisipliner untuk memahami secara
menyuluruh/utuh mengenai interaksi dalam sistem tanah (Verburg et al., 2009)
telah diakui secara luas. Tutupan lahan telah berubah menjadi obat mujarab
universal untuk persediaan tanah dan telah diadopsi oleh berbagai disiplin ilmu
(Comber et al., 2005). Hari ini, sebuah peta tutupan lahan yang tepat semakin
dibutuhkan oleh spektrum yang luas dari aplikasi ilmiah, ekonomi, dan
pemerintah sebagai masukan penting untuk menilai status ekosistem dan siklus biogeokimia,
memahami pola spasial dari keanekaragaman hayati, parameterisasi permukaan
tanah untuk pemodelan (misalnya, air, iklim , dan karbon), dan mengembangkan
kebijakan pengelolaan lahan.
Tutupan lahan yang digunakan sebagai
pengganti untuk menggambarkan struktur landscape dan karakter dengan
peningkatan jumlah pengguna yang mungkin tidak menyadari atau tahu tentang asal
dan semantik informasi tutupan lahan. Comber et al. (2004) menunjukkan bahwa
tutupan lahan dirasakan berbeda sesuai dengan disiplin. Jika pengguna tidak
sepenuhnya memahami arti dari tutupan lahan dan asumsi di balik itu, maka mereka
mungkin memaksakan interpretasi mereka sendiri tentang apa yang tutupan lahan
harus rangkum terhadap suatu kendala, fokus, dan tujuan mereka yang dapat
mempengaruhi penilaian mereka tentang data dan analisis mereka selanjutnya. Memang,
literatur tentang penginderaan jauh menyampaikan dengan sangat baik variasi
tutupan lahan terkait dengan data jenis sumber (misalnya, Atkinson dan Aplin,
2004) dan metode pengolahan citra (misalnya, Fritz et al., 2008), tapi jarang
membahas asumsi dan paradigma yang terkait dengan informasi tutupan lahan.
Demikian pula, standar metadata yang memadai untuk menilai kendala teknis,
tetapi mereka tidak menyampaikan apa-apa tentang konteks organisasi atau
epistemologis yang memunculkan data di tempat pertama (Comber et al., 2005).
§ TANTANGAN SAAT INI
UNTUK PRODUK TUTUPAN LAHAN GLOBAL
Banyak kegiatan pemetaan tutupan
lahan, termasuk yang berdasarkan data spasial resolusi tinggi seperti program
tutupan lahan CORINE, stabilitas yang diharapkan dari produk dari waktu ke
waktu tidak mudah dijangkau. Dalam literatur (Jung et al, 2006;.. McCallum et
al, 2006), perbedaan antara beberapa dan / atau produk tutupan lahan
berturut-turt sering dijelaskan oleh ketidakcocokan antara tipologi tutupan
lahan dan akurasi terbatas output klasifikasi, yaitu, sekitar 85% pada umumnya
dan sekitar 75% untuk produk global. Akibatnya, informasi perubahan tutupan
lahan tidak dapat diturunkan dari perbandingan langsung dari produk tersebut.
§ PERMASALAHAN
KLASIFIKASI TUTUPAN LAHAN
Dunia nyata jauh lebih rumit, dan
berbagai penafsiran data EO (Earth
Observation) melibatkan proses seperti abstraksi, klasifikasi, agregasi,
dan penyederhanaan. Untuk waktu yang lama, telah ada beberapa perbedaan
pendapat tentang apa tutupan lahan dan bagaimana hal itu berbeda dari
penggunaan lahan. Seperti tidak ada penyepakatan unit dasar untuk pengamatan
tanah, pemetaan tutupan lahan harus dipahami sebagai suatu proses ekstraksi
informasi diatur oleh aturan didasarkan pada tujuan individu atau objektivitas institusi.
Pada awal era pengamatan satelit,
Geological Survey AS (USGS) telah mendirikan sebuah penggunaan lahan standar
dan sistem klasifikasi tutupan lahan berdasarkan 40 tahun pengalaman pemetaan
menggunakan foto udara (Anderson et al., 1976). Ini dianggap salah satu karya
paling berpengaruh di bidang pengembangan standar nasional untuk melayani
berbagai instansi.
Dengan harapan meningkatnya pengguna
dan ketersediaan data yang terus tumbuh, upaya semacam dokumentasi ini masih
terjadi di seluruh dunia. Untuk mendukung tipologi penggunaan lahan, CORINE Eropa (Koordinasi
Informasi tentang Lingkungan Eropa) (Komisi Eropa, 2001) harus mendefinisikan
kembali apa yang dianggap sebagai tanah:
Sebuah
wilayah delineable dari permukaan darat bumi, merangkul semua atribut dari
biosfer tepat di atas atau di bawah permukaan ini, termasuk orang-orang dari
dekat iklim permukaan, bentuk tanah dan medan, hidrologi permukaan termasuk
danau dangkal, sungai, rawa-rawa dan rawa, yang dekat permukaan lapisan sedimen
dan terkait air tanah dan cadangan geohidrologi, tanaman dan hewan populasi,
pola pemukiman manusia dan hasil fisik aktivitas masa lalu dan sekarang manusia
(terasering, penyimpanan air atau drainase struktur, jalan, bangunan, dll).
Dalam hal ini, karena kesulitan
dalam membangun batas yang jelas antara tanah dan air (misalnya, untuk lahan
basah), konsep tanah diperluas ke daerah perairan darat dan dataran pasang surut.
Definisi ini, bagaimanapun, adalah untuk dipisahkan dengan jelas dari konsep
luas lahan yang digunakan untuk keperluan statistik (misalnya, dengan EUROSTAT
[1998]), tak termasuk danau, sungai, dan daerah pesisir.
Untuk memastikan interoperabilitas penuh
antara tipologi dan penyediaan dasar bersama untuk penilaian tanah, program
AFRICOVER dipimpin oleh Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan
Bangsa-Bangsa (FAO) yang telah mengembangkan Sistem Klasifikasi Tutupan lahan
(LCC) sebagai alat konseptual untuk definisi legenda. Melalui, sistem hirarki
modular dikotomis berdasarkan beberapa set deskriptor, yaitu pengklasifikasi,
alat FAO-LCC ini bertujuan secara eksplisit menjelaskan masing-masing kelas
tutupan lahan dan karena itu memungkinkan terjemahan dari satu tipologi yang
lain (Di Gregorio dan Jansen, 2000). Sistem ini didasarkan pada kriteria
diagnostik tutupan lahan independen dan berlaku universal bukan pada standar
set kelas tutupan lahan. outputnya adalah karakterisasi tutupan lahan luas,
terlepas dari skala pemetaan, jenis tutupan lahan, metode pengumpulan data,
atau lokasi geografis (Di Gregorio, 2005). Karena diterima tidak secara
internasional LCC, FAO, bersama-sama dengan United Nations Environment
Programme (UNEP), menyerahkan LCC untuk disetujui pada tahun 2006 untuk membuat
sebuah standar internasional melalui komite teknis dari Organisasi
Internasional untuk Standardisasi (ISO).
§ STRATEGI
ALTERNATIF UNTUK INFORMASI TUTUPAN LAHAN
1) Menyusun semua informasi yang tersedia tentang satu
tutupan lahan atau penggunaan lahan kelas dari berbagai sumber, seperti yang terjadi untuk lahan pertanian global
yang memetakan pada resolusi spasial 10-km (EEG, Thenkabail et al., 2009) .
Baru-baru ini, lahan pertanian tingkat global telah langsung berasal dari
multiyear 250-m MODIS time series (Pittman et al., 2010). Satu set 39 metrik
MODIS multiyear dipekerjakan untuk menggambarkan fenologi lahan pertanian dan
untuk mendapatkan global lapisan probabilitas lahan pertanian per-pixel
menggunakan algoritma klasifikasi pohon global. Penelitian ini juga
menghasilkan diskrit lahan pertanian / indikator non-lahan pertanian. Hansen et
al. (2005) juga diproses sejumlah besar data untuk mendapatkan peta hutan /
no-hutan di skala global.
2) Untuk mengatasi kebingungan antara daerah perkotaan
dan jenis tutupan lahan lainnya, stratifikasi berdasarkan iklim, vegetasi, dan
topologi perkotaan perlu diterapkan. pendekatan kelas khusus seperti juga
memungkinkan bekerja pada skala global, berdasarkan data resolusi spasial tinggi, seperti yang ditunjukkan oleh Giri et al. (2010)
dengan produksi atlas mangrove. Semua inisiatif ini menawarkan keuntungan dari
memberikan deskripsi diperpanjang dari kelas tutupan lahan yang menarik.
Sebaliknya, kelemahan utama adalah tidak adanya perhatian untuk melengkapi
antara produk, sehingga mungkin menyebabkan ketidakcocokan spasial yang
signifikan atau inkonsistensi semantik.\
3) Berbeda dengan pendekatan lain yang dijelaskan di
sini, pengambilan variabel biofisik dari satelit time series harus menghasilkan
deskripsi kuantitatif dari permukaan tanah di semua dimensi algoritma
berdasarkan fisik. Misalnya, produk penginderaan jauh untuk indeks luas daun
(LAI), fraksi diserap photosynthetically radiasi aktif (PAR), albedo, areal
yang terbakar, dan kelembaban tanah memberikan perkiraan langsung dari variabel
yang juga dapat diukur di tanah. Kombinasi dari semua variabel biofisik ini
diharapkan untuk sepenuhnya ciri permukaan tanah, yang kemudian mungkin akan
dikonversi untuk tutupan lahan (jika informasi ini masih diperlukan).
§ MENUJU
DESKRIPSI TUTUPAN LAHAN YANG LEBIH DINAMIS
Tujuan dari bagian ini adalah untuk
menyajikan interaksi antara epistemologi pemetaan tutupan lahan dan ontologi
informasi tutupan lahan yang diturunkan untuk sepenuhnya memperkenalkan jenis
yang lebih dinamis informasi tutupan lahan. Dalam kasus ini, ontologi adalah
spesifikasi formal dari terminologi umum yang digunakan untuk dapat mewakili berbagi
pengetahuan. Oleh karena itu, menggambarkan apa tutupan lahan sebenarnya
berarti dalam arti yang lebih luas mencakup epistimologi pengumpulan data,
preprocessing dan pengolahan, dan aspek ontologis menentukan fitur apa saja
yang akan dimasukkan dalam masing-masing kelas.
§ DARI PIXEL KE OBJEK
Raster terbuat dari piksel dan
vektor terbuat dari objek-objek. Dua model ini merupakan model konseptual utama
yang dirancang untuk menggambarkan dimensi spasial dunia. Tutupan lahan
tersebut dibedakan dalam piksel dengan citra satelit. Untuk citra resolusi
spasial sangat tinggi memberikan piksel jauh lebih kecil dari fitur tutupan
lahan, model vektor biasanya disukai, dan benda-benda tutupan lahan yang
digambarkan.
Tutupan lahan model informasi yang
diusulkan jelas mencoba untuk mengambil yang terbaik dari dua dunia tersebut
dengan menggunakan struktur pixel kelas
pixel akan ditangani sebagai objek yang dijelaskan oleh atribut dan
dengan mendukung bidang.
Tutupan
lahan model informasi yang diusulkan jelas mencoba untuk mengambil yang terbaik
dari dua dunia tersebut dengan menggunakan struktur pixel kelas pixel akan ditangani sebagai objek yang
dijelaskan oleh atribut dan dengan mendukung bidang.
§ FROM CRISP CLASSIFICATION TO RICH
DESCRIPTION
Fleksibilitas Maksimum dalam sistem klasifikasi dapat
dilestarikan dengan mendefinisikan satu set minimal primitif deskriptif yang
bertindak sebagai blok bangunan. Fitur tutupan lahan dari dunia nyata kemudian
dapat diklasifikasikan, mulai dari kelompok yang sangat sederhana dari elemen
(primitif deskriptif) dan perakitan mereka dengan cara yang berbeda untuk
menggambarkan semantik yang lebih kompleks dalam setiap ontologi aplikasi
terpisah (legenda).
Sebuah tinjauan literatur dilakukan
oleh Comber et al. (2008) bermaksud untuk lebih membedakan tutupan lahan dari
penggunaan lahan diidentifikasi dari 14 daftar elemen primitif:
1.
Kealamian,
sejauh mana kelas adalah fitur alami atau langsung hasil dari aktivitas
antropogenik
2.
Tinggi
Vegetasi, menunjukkan ketinggian minimum vegetasi
3.
Cakupan
kanopi vegetasi, menunjukkan persentase minimum cakupan vegetasi
4.
Homogenitas
penampilan
5.
Musiman,
sejauh mana kelas adalah musiman atau tahunan
6.
Struktur,
menunjukkan kompleksitas struktur vegetasi
7.
basah,
menentukan ketergantungan pada kondisi basah tertentu (misalnya, tanah, media
tumbuh, dan iklim)
8.
Produksi
biomassa, terkait dengan jumlah energi tetap melalui fotosintesis oleh kelas
9.
Aktivitas
manusia, menunjukkan jumlah aktivitas yang berhubungan dengan manusia di kelas
10. Gangguan manusia, mendefinisikan
sejauh mana keberadaan dan sifat kelas ini mencerminkan aktivitas antropogenik
11. Nilai Ekonomi, pentingnya ekonomi ini
kelas-berapa banyak uang yang dapat diperoleh atau berapa banyak itu sangat
berharga
12. Produksi makanan terkait tanaman
13. Produksi pangan yang terkait dengan
hewan
14. kesemuan, sejauh mana permukaan telah diciptakan
§ ONTOLOGI
TUTUPAN LAHAN TERBARU
Ontologi tutupan lahan yang
diusulkan mengasumsikan bahwa tutupan lahan diatur sepanjang kontinum skala
temporal dan spasial dan bahwa setiap jenis tutupan lahan didefinisikan oleh
skala karakteristik, yaitu dengan batas spasial yang khas dan periode waktu di
mana sifat-sifat fisik diamati (Miller, 1994). Asumsi ini membutuhkan
pengenalan dimensi waktu dalam karakterisasi tutupan lahan, yang memberikan
kontribusi untuk mendefinisikan tutupan lahan dengan cara yang lebih
integratif.
§ KONDISI DAN FITUR TUTUPAN LAHAN
Akuntansi
untuk dimensi waktu memungkinkan kita untuk membedakan antara komponen tutupan lahan yang stabil dan
dinamis.
· Komponen
yang stabil,
yaitu sebagai "fitur tutupan lahan," mengacu pada set elementanah
yang tetap stabil dari waktu ke waktu dan dengan demikian menentukan tutupan
lahan secara independen dari setiap sumber variabilitas sementara atau alami.
· Komponen
dinamis secara
langsung berkaitan dengan variabilitas sementara atau alami ini yang dapat
menginduksi beberapa variasi dalam pengamatan tanah dari waktu ke waktu, tetapi
tanpa mengubah fitur tutupan lahan dalam esensinya.
Fitur tutupan lahan dan kondisi
tutupan lahan dapat dipetakan melalui penggunaan primitif deskriptif, sesuai
dengan blok bangunan bentang alam. fitur tutupan lahan didefinisikan oleh elemen primitif deskriptif yang menggambarkan
aspek yang paling permanen atau elemen stabil lanskap. Mereka dicirikan
setidaknya sebagai berikut:
- Sifat fitur diamati, seperti
pohon, semak, vegetasi herba, moss / lumut tumbuhan, darat atau vegetasi
air, darat air, built-up area, dan permanen salju / es
- Struktur fitur yang diamati, yang
mengacu pada ketinggian vegetasi, tutupan vegetasi, dan kepadatan bangunan
sesuai dengan sifat
- kealamian fitur diamati, seperti
tingkat kesemuan, informasi spesies, dan jumlah siklus tanam
- Homogenitas
fitur yang diamati pada tingkat pengamatan, mengarah ke objek murni atau
mosaik
Kondisi tutupan lahan mencakup
proses interannual memodifikasi temporal permukaan tanah sepanjang tahun.
Biasanya didorong oleh proses biogeofisik, mereka sesuai dengan mode time
series tahunan fitur tutupan lahan "pengamatan sesaat". Kondisi
tutupan lahan dijelaskan oleh variabel pengamatan yang berbeda:
- Vegetasi fenologi hijau melalui
indeks vegetasi (misalnya, normalisasi perbedaan vegetasi indeks-NDVI)
profil
- Cakupan salju memungkinkan
pengguna untuk mendapatkan periode salju-cover
- Kehadiran Air terbuka terkait
dengan banjir, dinamika batas air, atau irigasi
- Api
kejadian dan bekas luka bakar yang terkait
Kondisi tutupan lahan dapat
digambarkan dengan cara yang relevan melalui interpolasi antara pengamatan
"seketika" fitur tutupan
lahan. Hal ini dapat mengambil bentuk profil waktu dalam kasus variabel kontinu
(mis, NDVI) atau distribusi temporal probabilitas terjadinya dalam kasus
variabel diskrit (misalnya, salju atau air). Dengan cara ini, kondisi tutupan
lahan memberikan informasi referensi yang menggambarkan tutupan lahan pola
musiman, yang tidak terkait dengan tahun tertentu. Idealnya, informasi ini
harus diperoleh secara multi-tahun. Dalam kasus variabel kontinu, berarti
profil waktu yang terkait dengan nilai-nilai standar deviasi, yang kemudian
menyampaikan variabilitas.
Konsep tutupan lahan baru yakni
bahwa tutupan lahan telah berubah ketika fitur-fiturnya (yaitu, aspek permanen
atau elemen stabil) telah dimodifikasi, dari waktu ke waktu dan / atau di ruang
angkasa, sedemikian proporsi bahwa nilai-nilai lain dari primitif deskriptif
diperlukan untuk menggambarkan mereka.
Konseptualisasi seperti ini
terdiri dari tiga keanehan perubahan tutupan lahan yang harus dipertimbangkan
untuk mengatur kegiatan monitoring.
- Pertama,
perubahan bukanlah suatu acara intrinsik dari tutupan lahan tetapi terkait
dengan beberapa fitur-fiturnya. Fitur yang dimodifikasi dan intensitas
modifikasi, penutup lahan dapat diubah pada dasarnya (yakni, menjadi
sangat berbeda dengan kehilangan sifat-fitur aslinya) atau diubah dalam
beberapa cara tertentu (yaitu, menjadi berbeda namun tetap mempertahankan
sifat-fitur yang sama).
- Kedua,
karena masing-masing jenis tutupan lahan didefinisikan oleh skala
karakteristik spatio temporal, perubahan perlu diapresiasi bersama
skala spasial dan temporal. Jika skala signifikan lebih tinggi atau lebih
kecil dari skala karakteristik yang digunakan dalam kegiatan monitoring,
ada risiko tinggi salah tafsir dari jenis tutupan lahan, karena fitur
tutupan lahan yang diamati pada satu skala yang tidak secara otomatis relevan
pada skala lain.
- Ketiga,
perubahan perbedaan relasional antara status (lebih tepatnya, antara
status sebelum dan status setelah acara menginduksi perubahan): penutup
lahan telah berubah dibandingkan dengan persyaratan dasar. Spesifikasi
persyaratan dasar (yaitu, dari ambang batas perubahan) secara langsung
terkait dengan primitif deskriptif yang relevan untuk fitur tutupan lahan.
- Kesimpulan
Untuk meningkatkan deskripsi tutupan
lahan dan mengatasi masalah stabilitas ini, ontologi tutupan lahan baru
berdasarkan beberapa deskriptif primitif yang telah diusulkan, di mana fitur
tutupan lahan (berdiri untuk elemen stabil lansekap) secara eksplisit
dipisahkan dari kondisi tutupan lahan (berdiri untuk komponen dinamis).
Pendekatan yang diusulkan tetap sepenuhnya kompatibel dengan standar LCC. Dalam
konteks proyek tutupan lahan ESA dalam rangka Inisiatif Perubahan Iklim, proses
ekstraksi informasi untuk mengkarakterisasi kedua fitur tutupan lahan dan
kondisi tutupan lahan akan diuji dan mungkin dilaksanakan di skala global.
Langkah besar menuju karakterisasi
tutupan lahan masa depan masih dengan ketersediaan spasial time series resolusi
tinggi , seperti yang diumumkan dari 2 misi Sentinel. Proses lebih asli juga
diharapkan dari deteksi cahaya (LIDAR) dan dimulai dengan pencitra menyediakan
informasi dalam domain vertikal untuk membangun deskripsi 3-D tanah permukaan.
Selanjutnya, pengumpulan data kolaboratif secara sukarela oleh berbagai
pemangku kepentingan, bersama melalui tatap muka dalam geoWiki, benar-benar
dapat mengubah epistemologi pemetaan tutupan lahan, namun masih akan mendukung
dengan baik peninjauan kembali konsep tutpan lahan.
Daftar Pustaka:
Taylor & Francis. 2012. Remote Sensing Of Land Use and Land Cover (Principle and Applications). US.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar