Teknologi Hiperspektral, Solusi Buat Pertanian dan Budidaya Perairan

SURABAYA - Beberapa metode coba dikembangkan untuk membantu ruang pertanian di Indonesia. Salah satunya pencitraan hiperspektral yang tidak banyak diadopsi dalam domain komersial, termasuk pertanian.

Andi Hamim Zaidan bersama tim di Lembaga Ilmu Hayati Teknik dan Rekayasa (LIHTR) Universitas Airlangga menciptakan teknologi hiperspektral untuk pertanian dan budidaya perairan.

Nantinya teknologi ini bisa memiliki manfaat yang besar. Manfaat teknologi hiperspektral untuk pertanian cukup unik.

Salah satunya mampu mengkarakterisasi berbagai bahan kimia dan sifat biologis tumbuhan dan tanah dengan cara menganalisa sifat reflektifnya dalam rentang sempit pita spektral.

“Pencitraan hiperspektral memperluas penglihatan manusia dan dapat menangkap masalah yang tidak terlihat oleh ahli agronomi,” kata Zaidan, Selasa (6/4/2021).

Dosen Fisika Unair itu menambahkan, teknologi pencitraan hiperspektral memungkinkan penangkapan semua jenis variabilitas, meliputi varietas, cuaca, hingga jenis tanah.

Spektral tinggi resolusi pencitraan hiperspektral memperluas beberapa masalah potensial yang dapat diatasi dengan menggunakan spektral pencitraan.

Baginya, pencitraan hiperspektral seperti pencitraan spektral lainnya, mengumpulkan dan memproses informasi dari seluruh spektrum elektromagnetik.

Panjang gelombang elektromagnet hiperspektral termasuk dalam daerah cahaya tampak (4.00-7.00 nanometer).

Pencitraan hiperspektral tersebut memiliki beragam manfaat untuk dunia pertanian. Mengukur relevansi tanaman menggunakan kamera pencitraan hiperspektral yang dipasang pada drone atau pesawat berawak; menganalisis spektrum cahaya yang dipantulkan dan mengkorelasikannya dengan tanaman dan karakteristik tanah.

Juga, mengidentifikasi potensi masalah pertanian seperti penyakit, kekurangan nutrisi, gulma, hingga tekanan lingkungan.

Selain itu, aplikasi pertanian dan budidaya perairan yang dikembangkan Zaidan dan tim memiliki beberapa manfaat.

Seperti, dapat mengetahui nutrisi dan pemupukan tanaman, termasuk makro dan mikronutrien (P, K, Mg, Mn, Cu, Mn, Zn); dan dapat mendeteksi penyakit dini dan stress, misalnya penghijauan jeruk.

“Bisa mengetahui adanya indikator biofisik sepanjang fenotipe tinggi untuk mendukung pemuliaan tanaman percobaan. Analisis sifat biofisik, misalnya, LAI, biomassa, hasil, kepadatan. Diskriminasi spektral spesies tumbuhan, tipe vegetasi dan genotipe mereka, dan analisis sifat biokimia, misalnya antosianin, karotenoid, klorofil,” ujarnya.

Saat ini, untuk budidaya perairan, LIHTR bermitra dengan Shrimp Club Indonesia mengembangkan teknologi hiperspektral untuk surveillance kondisi dan kualitas air di tambak udang vannamei.

Teknologi hiperspektral diharapkan mampu meningkatkan kuantitas dan kualitas hasil budidaya udang vannamei di Indonesia.

Zaidan mengungkapkan, teknologi ini menggabungkan antara data satelit dan pengujian lapangan untuk mendapatkan hasil citra spektra yang baik.

Dalam pengambilan data, cahaya matahari berpengaruh sebagai pencahayaan objek, dimana hasil pantulan objek akan direkam dalam sensor jarak jauh.

Baca juga: Ikan Paus Hidup Terdampar di Laut Tuban, 10 Perahu Nelayan Dikerahkan Evakuasi

Artificial Intelligent berperan penting dalam pemrosesan data. Pencitraan hiperspektral akan dilakukan pemisahan band dan dekomposisi PCA.

Selanjutnya, data hiperspektral akan digabung degan data hasil dekomposisi PCA menghasilkan data rekonstruksi yang lebih detail dengan proses konvolusi-dekonvolusional jaringan saraf.

Baca juga: Soal Larangan Mudik, Gubernur Khofifah Minta Masyarakat Legowo

Pada akhirnya, dilakukan optimasi mesin pembelajaran ekstrem yang menghasilkan peta klasifikasi.