Bidang Teknologi Akuisisi dan Stasiun Bumi - Pusat Teknologi dan Data Penginderaan Jauh
Lebih
dari empat dasawarsa sejak tahun 1960an, National Aeronautics and Space
Administration (NASA) dan National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) meluncurkan serangkaian satelit pengamatan
lingkungan berorbit polar untuk mengkaji kondisi lingkungan global
planet bumi dari antariksa. Dimulai dengan keberhasilan misi satelit
TIROS tahun 1960, kemudian diluncurkan seri satelit TIROS-N atau NOAA
sejak tahun 1978, diikuti dengan satelit TERRA tahun 1999, AQUA tahun
2002, dan AURA tahun 2004, yang kemudian dikenal secara umum sebagai
NASA Earth Observing System (EOS), telah memberikan wawasan baru yang
luar biasa mengenai dinamika lingkungan planet bumi secara menyeluruh,
mencakup awan, lautan, vegetasi, es dan atmosfer.
Namun, seiring
akan berakhirnya masa operasional satelit-satelit EOS tersebut,
satelit-satelit pemantau planet bumi generasi baru lainnya telah
dipersiapkan untuk menjaga kesinambungan data yang diberikan oleh
satelit-satelit tersebut. National Polar-orbiting Operational
Environmental Satellite System (NPOESS) Preparatory Project (NPP)
merupakan salah satu satelit yang dipersiapkan untuk meneruskan generasi
satelit tersebut. Satelit NPP yang diluncurkan pada tahun 2012
merupakan satelit pertama dari satelit-satelit generasi baru yang akan
digunakan untuk mengamati lebih banyak lagi aspek dari perubahan planet
bumi. Satelit tersebut utamanya dirancang untuk mengumpulkan data
penting yang diperlukan untuk meningkatkan kemampuan prediksi cuaca
jangka pendek dan pemahaman mengenai perubahan iklim jangka panjang.
NASA
telah menamai ulang satelit NPP untuk menghormati almarhum Verner E.
Suomi, seorang ahli meteorologi di Universitas Wisconsin yang dikenal
secara luas sebagai "Bapak Satelit Meteorologi". Pengumuman tersebut
dilaksanakan pada tanggal 24 Januari 2012 di pertemuan tahunan American
Meteorological Society (AMS) di New Orleans. NPP dinamai ulang menjadi
Suomi National Polar-orbiting Partnership atau Suomi NPP.
Suomi
NPP mengumpulkan dan mendistribusikan data penginderaan jauh wilayah
daratan, lautan dan atmosfer kepada para penggunanyan untuk kontinyuitas
pengukuran-pengukuran dan menjembatani misi pemantauan planet bumi
sebelumnya dengan satelit EOS NASA (satelit Terra, Aqua dan Aura) dengan
Joint Polar Satellite System (JPSS), sebelumnya bernama NPOESS, sebuah
program kerja sama antara National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) dan Goddard Space Flight Center (GSFC) NASA yang
peluncuran pertamanya dijadwalkan pada tahun 2017. Suomi NPP menyediakan
antara lain data suhu atmosfer, suhu permukaan laut, kelembaban,
produktivitas biologis darat dan laut, serta sifat-sifat awan dan
aerosol. Data tersebut terutama digunakan untuk kajian cuaca, atmosfer,
perubahan iklim, serta lingkungan darat dan laut.
Sejak bulan Mei
2012, stasiun bumi penginderaan jauh LAPAN yang terletak di kota
Parepare, Sulawesi Selatan, telah menerima data satelit S-NPP secara
langsung atau Direct Broadcast (DB). Datanya tersimpan di komputer
server akuisisi (Parepare, Sulawesi Selatan) dalam level rawdata. Data
tersebut kemudian dikirimkan ke data center yang terletak di Pekayon,
Jakarta agar dapat segera diolah dan didistribusikan ke atau diakses
oleh para pengguna.
Sistem pengolahan data penginderaan jauh
satelit Suomi NPP menggunakan perangkat-perangkat keras yang terdiri
dari: (1) seperangkat komputer server dengan spesifikasi memiliki
prosesor 24 core masing-masing berkecepatan 2,4 GHz dan memori 64 GB;
(2) sistem penyimpanan berkapasitas 15 TB; jaringan komunikasi yang
terhubung dengan sistem akuisisi melalui Virtual Private Network (VPN)
berkapasitas 20 MBPS; dan (3) jaringan komunikasi yang terhubung dengan
komputer server Space Science and Engineering Center (SSEC) melalui
internet untuk keperluan transfer data ancillary yang dibutuhkan dalam
proses pengolahan berkapasitas 40 MBPS (shared dengan jaringan
komunikasi perkantoran). Sistem operasi yang digunakan oleh komputer
server pengolahan data penginderaan jauh satelit Suomi NPP adalah Linux
CentOS versi 6.3 (http://www.centos.org).
Sistem pengolahan data
penginderaan jauh satelit Suomi NPP menggunakan perangkat-perangkat
lunak sebagai berikut: (1) Real-Time Software Telemetry Processing
System (RT-STPS) versi 5.3 (http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov)
untuk mengolah data dari level rawdata menjadi level Raw Data Record
(RDR); (2) Community Satellite Processing Package(CSPP) Science Data
Record (SDR) versi 1.5 (http://cimss.ssec.wisc.edu) untuk mengolah data
dari level RDR menjadi level Sensor Data Record (SDR); dan (3) CSPP
Environmental Data Record (EDR) versi 1.2
(http://cimss.ssec.wisc.edu)untuk mengolah data dari level SDR menjadi
produk ketebalan optik aerosol. Sistem operasi dan seluruh perangkat
lunak yang diintegrasikan adalah open source sehingga dapat
diimplementasikan pada komputer-komputer server lainnya di masa
mendatang tanpa terkendala oleh lisensi.
Perangkat lunak
integrasi pengolahan data dibuat oleh Pustekdata LAPAN dengan
menggunakan bahasa pemograman bash shell. Bahasa tersebut digunakan
berdasarkan pertimbangan atas sifatnya yang merupakan bahasa pemograman
yang paling komprehensif untuk digunakan di dalam lingkungan pemrograman
berbasis sistem operasi Linux. Selain itu, seluruh perangkat lunak
yang diintegrasikan juga sebagian besar rutinnya dibuat dengan
menggunakan bahasa pemograman bash shell.
Selain membangun dan
mengembangkan berbagai modul pengolahan data Suomi NPP, Pustekdata LAPAN
juga melakukan berbagai pengujian terhadap fungsi masing-masng modul
untuk mengetahui kinerja dari sistem. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
seluruh perangkat keras yang digunakan di dalam sistem pengolahan data
penginderaan jauh satelit Suomi NPP telah memenuhi spesifikasi minimum.
Spesifikasi tersebut dipersyaratkan di dalam masing-masing dokumen
teknis instalasi sistem operasi dan perangkat-perangkat lunak yang akan
diintegrasikan. Hasil pengukuran kinerja memperlihatkan bahwa waktu yang
dibutuhkan untuk mengolah data satelit Suomi NPP dari level data mentah
(raw data) hingga level Environmental Data Record (EDR) lebih cepat
daripada selang waktu tercepat akuisisi dua data satelit Suomi NPP yang
berurutan. Dengan demikian sistem ini bersifat near real time. Pada
Gambar 1 dapat dilihat contoh produk data S-NPP VIIRS untuk wilayah
Indonesia.
Ke depan, beberapa kegiatan juga telah direncanakan
oleh Pustekdata berkoordinasi dengan Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh
(Pusfatja) LAPAN untuk melakukan validasi data yang dihasilkan dari
sistem pengolahan data penginderaan jauh satelit Suomi NPP tersebut.
Diharapkan setelah uji validasi, produk NPP yang dihasilkan memiliki
ketelitian yang memadai untuk keperluan pemanfaatan data lebih lanjut.
Gambar 1. Suhu permukaan laut di wilayah Indonesia bagian barat dari data Suomi NPP VIIRS.