1. PENGENALAN

Tidak ada yang lebih membahagiakan bagi petani daripada hasil panen yang sukses. Ada kebanggaan tersendiri jika anda berhasil menghasilkan bahan makanan dari kerja keras anda, namun anda juga bekerja keras membanting tulang dengan untung yang tidak banyak dan harus mengoperasikan bisnis anda dengan segala ketidakpastian dari alam.

Untungnya, di era teknologi yang semakin maju ini terdapat banyak teknologi dan alat yang dapat dimanfaatkan para petani untuk melindungi, memelihara, dan memaksimalkan produktivitas dan kesehatan pertanian mereka.

Secara khusus, praktik pertanian presisi seperti penginderaan jarak jauh telah memungkinkan petani untuk mengidentifikasi masalah pada tanaman sejak dini, melakukan tindakan dengan pasti, dan mengurangi tindakan yang dilakukan berdasarkan perkiraan. Ketika data penginderaan jarak jauh menjadi lebih mudah diakses, para petani dan agronomis akan menjadi lebih bersemangat untuk mengintegrasikan informasi ini ke dalam proses pengambilan keputusan mereka untuk menyeimbangkan pendapatan sambil meminimalisir dampak terhadap lingkungan.

Pada artikel ini kami akan membahas mengenai pencitraan multispektral dan manfaatnya bagi pertanian, khususnya penggunaan drone multispektral untuk menghasilkan wawasan yang dapat ditindaklanjuti dalam bentuk peta indeks vegetasi.

2. CAHAYA

Mari kita bahas sedikit mengenai cahaya. Cahaya adalah benda tercepat di dunia.

Cahaya, atau cahaya tampak, hanya merupakan salah satu dari spektrum elektromagnet yang luas. Mata manusia dapat mendeteksi panjang gelombang antara 400 – 700 nm, namun ada juga panjang gelombang yang jauh lebih pendek dan lebih panjang yang tidak dapat kita lihat.

Panjang gelombang (nm)

Ketika radiasi elektromagnet dipancarkan oleh matahari, radiasi akan terbang menelusuri ruang angkasa dengan kecepatan hampir 3 x 10 8 m/s lalu akhirnya tiba di bumi. Untungnya, bagi kita manusia, atmosfir kita dilengkapi molekul ozon yang mampu menyerap cahaya ultraviolet yang dapat membahayakan.

Selain dapat diserap, seperti hubungan ozon dan cahaya UV tadi, radiasi elektromagnetik juga dapat dipantulkan atau dipancarkan melalui obyek yang ditemuinya. Langit kita berwarna biru karena gelombang Biru pada cahaya terpencar atau terpantul dari molekul yang membentuk atmosfir bumi.

Hasil gabungan dari cahaya yang diserap, dipancarkan dan dipantulkan melalui obyek berdasarkan pada ciri spektralnya, dan ketiga faktor inilah yang menghasilkan warna yang kita lihat. Setiap obyek memiliki ciri spektralnya sendiri, dan sebagian besar tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Perubahan kondisi kesehatan yang dialami makhluk hidup bisa tampak pada ciri spektral meskipun tidak tampak secara visual.

3. PENCITRAAN MULTISPEKTRAL DAN PERKEBUNAN ANDA

Pencitraan multispektral bekerja dengan menangkap beberapa panjang gelombang yang spesifik dari cahaya, termasuk pita gelombang diluar spektrum yang bisa dilihat mata manusia. Untuk penginderaan jarak jauh, kita dapat menggunakan kamera multispektral untuk mendeteksi ciri spektral dari beberapa tanaman yang berbeda, bahkan mengindentifikasi hama dan tanaman yang tidak diinginkan berdasarkan perbedaan ciri spektral tersebut. Ciri spektral dari masing-masing tanaman dapat berubah, tergantung dari banyak faktor termasuk siklus pertumbuhan terkini, tingkat tekanan air yang sedang dialami tanaman, atau bahkan apakah tanaman sedang mengalami kekurangan nutrisi.

Sebagai contoh, dedaunan hijau yang kita lihat menyerap cahaya di panjang gelombang Merah dan memantulkan cahaya Hijau dan Inframerah Dekat. Tanaman yang sehat akan tampak lebih hijau dibanding tanaman yang tidak sehat. Ketika perubahan warna mungkin terlihat, perubahan bernuansa dalam refleksi NIR tidak dapat dilihat oleh mata manusia dan dapat terjadi sebelum perubahan warna tampak pada tanaman. Di sinilah gunanya sensor multispektral, yaitu untuk mendeteksi kondisi tanaman yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia.

INDEKS VEGETASI

Memiliki akses cepat terhadap data kesehatan tanaman merupakan elemen pendukung yang sangat penting dalam proses pengamatan di perkebunan, dan hasilnya berpengaruh pada hasil panen. Meskipun pengamatan dari udara bisa membantu para petani memvisualisasikan potensi masalah pada perkebunan mereka, bertindak berdasarkan analisa dari pencitraan multispektral mampu membantu petani untuk memahami berbagai variabel di perkebunan jauh lebih dalam.

Indeks vegetasi telah hadir selama berpuluh-puluh tahun. Indeks-indeks ini merupakan algoritma yang membandingkan proporsi cahaya yang ditangkap dari pita-pita spektral yang berbeda dari spektrum elektromagnetik. Indeks vegetasi pertama kali diciptakan oleh para ilmuwan sebagai alat untuk mengukur pantulan dari permukaan bumi dalam gambar satelit, dan para petani telah menggunakan indeks-indeks ini untuk memperoleh sudut pandang udara atas kebun mereka. Ada banyak indeks vegetasi yang dikalkulasi dengan cara berbeda, masing-masing menyediakan pemahaman berbeda dari perkebunan.

Saat ini, banyak gambar multispektral dapat disambungkan bersama untuk membentuk peta indeks vegetasi dimana masing-masing pixel pada peta tersebut diberikan nilai berdasarkan ciri spektralnya. Peta indeks vegetasi dapat membantu mengungkapkan informasi kritis mengenai kesehatan dan kondisi tanaman, tanah, dan irigasi.

4. INDEKS VEGETASI YANG UMUM DIGUNAKAN

Berikut ini adalah beberapa indeks vegetasi yang umum digunakan:

NAMA INDEKS

FORMULA

INFORMASI YANG DIBERIKAN

Visible Atmospherically Resistant Index (VARI)

Hijau – Merah

Hijau + Merah – Biru

VARI dirancang dan diujicoba untuk bekerja dengan data RGB, bukan dengan data Inframerah Dekat (NIR).  Indeksi ini merupakan pengukuran mengenai betapa ‘hijau’-nya suatu gambar. VARI tidak bertujuan untuk menjadi pengganti kamera NIR, namun dapat bermanfaat jika bekerja dengan pencitraan non-NDVI. VARI dikembangkan pada pengukuran pertanian jagung dan kedelai di bagian barat Amerika Serikat.

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)

Inframerah Dekat – Merah

Inframerah Dekat + Merah

NDVI merupakan indeks yang paling umum digunakan dan memberi pengetahuan mengenai kandungan klorofil pada tanaman. Indeks ini memberikan variasi berupa kecerahan latar belakang tanah dan kondisi kelembaban, terutama di area dengan cakupan vegetasi yang rendah, dan juga sensitif terhadap efek atmosfer aerosol.

Green Normalized Difference Vegetation Index (GNDVI)

Inframerah Dekat – Hijau

Inframerah Dekat + Hijau

Indeks ini menggunakan gelombang hijau untuk mengkalkulasikan kandungan klorofil, bukan merah seperti NDVI, dan telah tampak dalam penelitian sebagai indeks yang lebih stabil dari NDVI. Indeksi ini hampir memiliki tingkat sensitivitas yang sama dan meminimalisir pengaruh pantulan hijau pada gambar.

 

Optimized Soil Adjusted Vegetation Index (OSAVI)

Inframerah Dekat – Merah

Inframerah Dekat + Merah + 0.16

Indeks ini menganggap penting kondisi tanah, dan menjadikan kondisi tanah sebagai indikator yang baik dari kandungan klorofil pada tahap-tahap awal pertumbuhan tanaman.

 

Normalized Difference Red Edge Index (NDRE)

Inframerah Dekat – Tepi Merah

Inframerah Dekat + Tepi Merah

Indeks ini memberikan wawasan mengenai kandungan klorofil pada fase pertumbuhan menengah hingga akhir. Indeks  ini sensitif terhadap kandungan klorofil pada daun, variabilitas pada area daun, dan efek latar belakang tanah.

 

 

5. SUDUT PANDANG UDARA TIDAK DICIPTAKAN SETARA

Ketika jasa layanan agrikultur tradisional biasanya menyediakan data kesehatan tanaman berdasarkan satelit untuk penilaian secara keseluruhan, ketersediaan data ini sepenuhnya bergantung pada akses layanan profesional yang dimiliki oleh perkebunan, dan juga bergantung pada kondisi cuaca karena data satelit hanya bisa digunakan ketika langit cerah. Drone mampu memberikan alternatif untuk mendapatkan data multispektral yang tidak hanya memiliki resolusi yang lebih tinggi, namun juga lebih konsisten sepanjang siklus pertumbuhan tanaman.

Penting juga untuk diingat bahwa akurasi dari peta udara umumya dideskripsikan dengan Ground Sample Distance atau GSD yaitu jarak antara 2 pixel yang berurutan pada peta. Semakin kecil GSD, semakin besar resolusi dan akurasi peta. Satelit komersil dapat memiliki GSD sejumlah sekitar 30 m/pixel, sedangkan drone dapat membuat GSD hingga sekecil 3 cm/pixel.

Satelit komersil yang menyediakan pencitraan untuk tujuan agrikultur biasanya mengorbit pada ketinggian 500 – 1000 km, dan ketinggian orbital ini mempengaruhi cakupan spasial dan resolusi gambar yang dihasilkan. Pada konteks penginderaan jarak jauh terhadap lahan, semakin tinggi satelit, semakin rendah resolusi gambar, dan semakin besar kemungkinan adanya pengaruh dari cuaca. Sebuah satelit yang berada jauh di orbit tidak akan mampu menyediakan data bagi anda untuk mengidentifikasi isu-isu pada lahan demi mempermudah pengambilan tindakan di masa depan.

Jika anda menggunakan drone, anda mampu memutuskan resolusi gambar dan bagaimana drone tersebut terbang. Drone dapat diatur kedalam misi pemantauan singkat, terbang lebih tinggi untuk mencakup luasnya lahan dengan efisien, bahkan misi yang mendetil untuk mencari tahu berapa banyak bahan kimia yang dibutuhkan pada area tertentu.

 

6. PERBANDINGAN ANTARA PENCITRAAN BERBASIS SATELIT DAN DRONE

  SATELIT DRONE

 

Resolusi Gambar dan Kualitas Data

 

3 – 5m, dan akan menampilkan masalah pada lahan. Dapat terpengaruh oleh cuaca, dan data dapat menjadi tidak bisa digunakan jika cuaca berawan.

 

3 – 5cm pada ketinggian terbang <100 m, dengan GSD sekitar 5 cm, dan akan menampilkan secara spesifik dimana masalahnya. Mendapatkan data konsisten yang dapat disesuaikan dengan tingkat cahaya matahari di setiap penerbangan.

 

Aksesibilitas

 

Jika cuaca memungkinkan, biasanya terdapat layanan berlangganan untuk layanan agronomi atau pertanian presisi. Dapat juga menjadi pilihan – menggunakan gambar-gambar satelit gratis dari sumber seperti USGS EarthExplorer, masukkan ke program perangkat lunak seperti ArcGis untuk melihat peta indeks vegetasi.

 

Memperoleh data setiap diminta – jika anda sudah mempelajari cara mengoperasikan dan merender tipe peta yang dibutuhkan, anda akan memiliki akses penuh.

 

Frekuensi

 

Akses reguler ke gambar-gambar satelit, membutuhkan pengurusan setiap bulan atau setiap 4 bulan, tergantung pada jenis langganan.

 

 

Dapat membuat misi penerbangan rutin yang dapat diulang setiap hari, minggu atau sesuai keinginan anda.

 

Biaya

 

Hingga hamper Rp 150.000 per hektar, atau sekitar Rp 18.000.000 per tahun tergantung pada langganan layanan agronomi atau pertanian presisi.

 

 

Investasi sekali beli dengan membeli drone dengan pencitraan multispektral ditambah biaya langganan untuk perangkat lunak pendukung.

Alur Kerja Umum Dengan Menggunakan Drone

7.  YANG PERLU DIPERHATIKAN SEBELUM MEMBELI DRONE MULTISPEKTRAL

Jika anda sudah membaca artikel ini, pasti anda ingin segera membeli drone multispektral untuk mulai memaksimalkan hasil pertanian anda. Namun, sebaiknya perhatikan poin-poin berikut sebelum membeli drone dengan kemampuan multispektral:

PERANGKAT KERAS: SENSOR PADA DRONE

  1. Resolusi gambar dan efisiensi pemetaan. Sensor dengan resolusi tinggi mampu mencakup lahan yang luas dengan beberapa kali penerbangan saja.
  2. Pita-pita spektral untuk peta indeks vegetasi. Pilihlah sensor yang manangkap data dari pita spektral yang anda butuhkan untuk membuat peta indeks vegetasi yang paling relevan terhadap tanaman anda.
  3. Konsistensi Data. Kemungkinan anda akan menerbangkan drone untuk mencakup area yang sama pada hari yang berbeda dan kondisi pencahayaan yang berbeda pula. Untuk memastikan data yang ditangkap konsisten meskipun cuaca berawan di siang hari supaya anda dapat membuat perbandingan yang tepat, penting untuk memiliki sensor tambahan yang berfungsi sebagai pengganti cahaya matahari.

PERANGKAT LUNAK: BAGAIMANA CARA ANDA MENGOLAH DAN MENGAKSES DATA

  1. Tipe tanaman dan peta indeks vegetasi. Indeks vegetasi yang berbeda dapat menampilkan hal-hal berbeda mengenai tanaman yang berbeda, jadi semuanya terserah anda untuk memilih indeks vegetasi yang paling tepat untuk diuji pada fase pertumbuhan tertentu. Inilah mengapa memilih program perangkat lunak yang mampu memberi pilihan untuk menciptakan berbagai peta merupakan pilihan yang ideal.
  2. Kompatibilitas dengan perangkat lunak pertanian lainnya. Beberapa perangkat lunak dapat mengintegrasikan peta drone dan data kesehatan tanaman dengan aplikasi pertanian sehingga anda dapat melakukan tindakan berdasarkan wawasan dari drone.

KEMUDAHAN PENGGUNAAN

Meski ada banyak sensor multispektral di pasaran yang dapat dipasangkan ke drone, kebanyakan sensor ini tidak mudah dipasangkan dan langsung digunakan, terutama jika dibandingkan dengan drone yang sudah langsung terpasang dan terintegrasi dengan sensor multispektral.

Beberapa contoh sensor multispektral yang dapat dipasangkan ke drone yaitu seperti sensor dari Sentera, Slantrange, MicaSense. Sedangkan drone yang sudah dipasangkan dan diintegrasikan dengan sensor multispektral yaitu DJI Phantom 4 Multispectral.

8. DJI EXPERIENCE STORE SEBAGAI PENYEDIA DJI PHANTOM 4 MULTISPECTRAL

Drone seperti DJI Phantom 4 Multispectral merupakan instrumen canggih yang mampu membantu para petani dan akan segera menjadi instrumen yang umum digunakan di industri pertanian. Perencanaan dan tindakan yang dilakukan berdasarkan data yang diperoleh sangat penting dan berdampak besar bagi hasil pertanian. Penggunaan Phantom 4 Multispectral di pertanian jauh lebih mudah digunakan, dapat digunakan kapan saja, dan mampu memberikan hasil yang presisi dan dapat diandalkan.

DJI Experience Store didirikan di Yogyakarta dan telah menjadi penyedia pelatihan, reparasi, dan perawatan produk DJI termasuk penyedia produk Consumer, Professional, Enterprise dan Industrial.

DJI Experience Store menyediakan berbagai layanan di bidang pengaplikasian UAV dalam berbagai sektor seperti Agrikultur, Pertambangan, Industrial, Konstruksi, hingga Fotografi dan Videografi. Kami juga menjadi penyedia layanan drone untuk Agrikultur dengan menyediakan produk DJI Agras Agricultural drone dan DJI Phantom 4 Multispectral beserta pelatihan dan layanan purna jual seperti reparasi dan perawatan produk, serta garansi.

Anda pemilik lahan pertanian? Ingin memiliki DJI Phantom 4 Multispectral atau sekedar konsultasi mengenai penggunaan drone untuk pertanian?

Hubungi kami melalui kontak di bawah ini atau kunjungi website dan halaman social media kami untuk informasi mengenai perusahaan kami dan produk-produk DJI.