Metodologi sistem pemantauan kawasan tambang dapat dilihat seperti diagram alir berikut. Dari diagram alir tersebut dapat dilihat bahwa sistem ini bekerja berdasarkan data geospasial Izin Pertambangan yang terdiri dari data atribut yang memuat informasi perusahaan dan koordinat batas konsesi tambang. Setiap perusahaan diproses dimulai dengan permintaan akses data kepada STAC data provider. Permintaan ini diatur untuk periode 60 hari sejak kunjungan terakhir. Jika kunjungan saat ini kurang dari periode tersebut, perusahaan terkait akan dilewati, dan sistem akan melanjutkan untuk memproses perusahaan berikutnya dengan terlebih dahulu mengirimkan permintaan ke penyedia data STAC.

Sistem ini menggunakan citra satelit Sentinel-2 beresolusi menengah yang mencakup 13 band spektral, termasuk band tampak, inframerah-dekat, dan inframerah gelombang pendek. Citra ini sangat cocok untuk pemantauan di area pertambangan karena memungkinkan pelacakan perubahan permukaan dari waktu ke waktu dengan frekuensi kunjungan ulang setiap 5 hari. Hal ini memastikan observasi yang tepat waktu dan mendukung deteksi perubahan tutupan lahan, baik yang bertahap maupun yang cepat.

Dalam proses pengolahan data tersebut, pencatatan status pekerjaan sangat penting untuk dilakukan. Pencatatan status pekerjaan dilakukan dalam sebuah data log, yang berisi catatan status terakhir data diproses. Data log ini akan menentukan dimana proses akan mulai bekerja jika sistem tersebut dijalankan kembali. Untuk mempermudah kemajuan dalam pengolahan data, maka proses pengolahan data dibagi ke dalam tiga tahapan yang disebut stage 1, 2 dan 3. Stage 1 sistem akan mengambil semua item response dan melakukan perhitungan tutupan awan. Kemudian pada stage kedua system akan memilih item yang berupa citra satelit Sentinel-2 dengan tutupan awan terkecil pada kawasan izin pertambangan dan melakukan perhitungan nilai spektral indeks. Pada stage ketiga akan melakukan proses pendeteksian data-data outlier.

Perhitungan Cakupan Awan

Untuk perhitungan awan, digunakan band SCL. Sentinel-2 Level-2A (L2A) mencakup Scene Classification Layer (SCL) yang dihasilkan dengan resolusi spasial 20m bersamaan dengan produk L2A lainnya. Band SCL terdiri dari nilai piksel untuk setiap kelas. Untuk perhitungan tutupan awan, digunakan piksel dengan kemungkinan tinggi awan, kemungkinan sedang, awan tipis (thin cirrus), termasuk bayangan awan. Persentase awan dihitung dengan membagi jumlah total nilai piksel tersebut dengan jumlah total piksel di area yang relevan.

Deteksi perubahan dilakukan dengan menganalisis perubahan indeks spektral. Terdapat tiga indeks spektral yang digunakan, yaitu Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Normalized Difference Water Index (NDWI), dan Modified Bare Soil Index (MBI).

NDVI digunakan untuk mendeteksi perubahan permukaan akibat aktivitas tambang dengan mengukur variasi tutupan vegetasi dari waktu ke waktu. Nilai NDVI yang berkisar antara -1 (permukaan non-vegetatif) hingga +1 (vegetasi sehat). Aktivitas tambang, yang sering kali melibatkan pembukaan lahan, biasanya menyebabkan penurunan signifikan pada nilai NDVI. Dengan melakukan analisis NDVI secara rutin, penurunan yang signifikan dapat mengindikasikan hilangnya vegetasi akibat aktivitas tambang.

NDWI digunakan untuk mengidentifikasi dan memantau badan air dengan menganalisis band hijau (green) dan NIR. Air memantulkan cahaya hijau dengan kuat tetapi menyerap NIR, menghasilkan nilai NDWI positif pada area yang mengandung air. Indeks ini membantu memantau perubahan air permukaan, yang dapat dipengaruhi oleh aktivitas tambang melalui peningkatan sedimentasi, perubahan aliran air, atau konsumsi air.

MBI adalah spektral indeks untuk mendeteksi dan mengukur tanah terbuka. Indeks ini menggabungkan band tampak (visible) dan NIR untuk membedakan tanah terbuka dari tutupan lahan lainnya. Nilai MBI yang tinggi menunjukkan area dengan tanah terbuka, yang khas di wilayah tambang di mana vegetasi telah dibersihkan dan tanah terganggu. Pemantauan perubahan MBI dapat menyoroti area yang baru terbuka, melacak ekspansi lokasi tambang, atau mengidentifikasi zona di mana erosi tanah mungkin semakin cepat. MBI memberikan wawasan langsung tentang perubahan permukaan yang terkait dengan infrastruktur tambang, seperti jalan akses, tempat penyimpanan tailing, dan area penggalian.

Perubahan permukaan tambang dideteksi dengan menganalisis indeks spektral tersebut dari waktu ke waktu menggunakan gradien garis regresi linier. Setiap perubahan pada permukaan akan mengubah kemiringan atau gradien garis tersebut. Gradien negatif pada NDVI menunjukkan hilangnya vegetasi di area tambang. Sebaliknya, gradien positif pada garis NDWI menunjukkan peningkatan badan air akibat penggalian lahan. Demikian pula, gradien positif pada MBI mengindikasikan perluasan area tanah terbuka.