BERDASARKAN NILAI REFLEKTANSI
5.1. Ringkasan Hasil
5.5.3. Analisis spektral
Kurva spektral dari produk erupsi gunungapi (lava, lava debris, lahar, dan tephra) dihasilkan dari nilai pantulan (yang sudah terkoreksi dari efek topografi). Nilai pantulan tersebut dihitung untuk kedua periode citra (sebelum dan setelah erupsi). Gambar 5-3 menunjukkan nilai reflektansi daerah terkena erupsi untuk G. Sinabung pada berbagai tipe penutup lahan. Terdapat beberapa tipe perubahan, umumnya dari daerah bervegetasi menjadi lahan terbuka. Beberapa tipe daerah bervegetasi adalah hutan, semak/belukar, dan lahan budidaya (pertanian). Beberapa tipe perubahan tutupan permukaan yang terdeteksi adalah: Lahan hutan berubah menjadi lahan tertutup lava (FLv);
Lahan hutan berubah menjadi lahan tertutup material rombakan lava (FLvd); Lahan hutan berubah menjadi lahan tertutup tephra (FTp);
Lahan semak/belukar berubah menjadi lahan tertutup material rombakan lava (SbLvd);
Lahan semak/belukar berubah menjadi lahan tertutup tephra (SbTp);;
Lahan budidaya pertanian berubah menjadi lahan tertutup oleh abu vulkanik (AgrAsh); serta
47 Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh
Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi GunungapiUntuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi
Gambar 5-3. Nilai reflektansi pada daerah terkena erupsi gunungapi pada beberapa tipe tutupan lahan (pada saat sebelum, setelah dan nilai perubahannya).
Band 5 (0.845 – 0.885 µm) dan Band 6 (1.560 – 1.660 µm) merupakan dua band yang paling sensitif untuk deteksi semua tipe tutupan lahan (hutan, semak belukar, lahan pertanian, dan juga lahan terbuka). Perubahan dari hutan menjadi lava (lahan hutan seluruhnya berubah
Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi 48 menjadi lahan tertutup lava) diindikasikan oleh adanya peningkatan nilai reflektansi semua band tampak (band 1, 2, 3 dan 4) serta band SWIRL (band 7). Sebaliknya, band 5 (NIR) dan band 6 (SWIRS) mengalami penurunan. Pola ini juga sama untuk perubahan dari semak belukar menjadi rombakan lava (lahan semak/belukar berubah menjadi lahan tertutup material rombakan lava).
Perubahan dari hutan menjadi tephra (lahan hutan berubah menjadi lahan tertutup tephra) diindikasikan oleh peningkatan nilai reflektansi untuk semua band (band 1, 2, 3, 4, 6 and 7) kecuali band 5, nilai reflektansi band 5 akan mengalami penurunan. Pola ini juga sama untuk untuk perubahan dari semak belukar menjadi tephra (lahan semak/belukar berubah menjadi lahan tertutup tephra), dan juga perubahan dari lahan pertanian menjadi abu vulkanik (lahan budidaya pertanian berubah menjadi lahan tertutup oleh abu vulkanik). Terdapat pola yang unik pada perubahan dari lahan terbuka menjadi tephra (lahan terbuka berubah menjadi lahan terbuka yang tertutup oleh tephra). Lahan terbuka sebelumnya tersusun oleh material vulkanik berusia lebih tua, berubah menjadi lahan terbuka yang tertutup oleh material produk erupsi muda/baru. Perubahan tersebut diindikasikan oleh peningkatan nilai reflektansi untuk semua band tampak (band 1, 2, 3, and 4). Sebaliknya, band NIR dan SWIR mengalami penurunan. Perhitungan gabungan /komposisi keseluruhan tipe tutupan lahan (hutan, semak belukar, lahan pertanian dan lahan terbuka) menjadi deposit vulkanik (lava, lava debris, tephra, dan abu vulkanik) diindikasikan oleh peningkatan nilai reflektansi semua band kecuali band 5 yang mengalami penurunan.
Table 5-3. Perubahan nilai reflektansi FLv
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.0896 0.0686 0.0559 0.0323 0.3006 0.1089 0.0393 0.0455 Dev.std 0.0006 0.0006 0.0013 0.0010 0.0164 0.0052 0.0022 0.0020 Setelah Erupsi Mean 0.1385 0.1226 0.1030 0.1033 0.1084 0.0937 0.0851 0.1034 Dev.std 0.0028 0.0032 0.0042 0.0052 0.0063 0.0060 0.0052 0.0048 Perubahan Mean 0.0488 0.0540 0.0471 0.0709 -0.1922 -0.0153 0.0459 0.0579 Dev.std 0.0029 0.0032 0.0040 0.0051 0.0164 0.0063 0.0047 0.0049
Tabel 5-4. Perubahan nilai reflektansi FTp
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.0897 0.0693 0.0583 0.0349 0.3012 0.1131 0.0442 0.0479 Dev.std 0.0008 0.0009 0.0021 0.0018 0.0219 0.0087 0.0051 0.0027 Setelah Erupsi Mean 0.1332 0.1150 0.0904 0.0847 0.1128 0.1332 0.0967 0.0889 Dev.std 0.0020 0.0022 0.0024 0.0028 0.0083 0.0068 0.0048 0.0038 Perubahan Mean 0.0435 0.0457 0.0322 0.0498 -0.1885 0.0201 0.0525 0.0410 Dev.std 0.0021 0.0022 0.0031 0.0029 0.0232 0.0097 0.0056 0.0041
49 Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh
Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi GunungapiUntuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi
Tabel 5-6. Perubahan nilai reflektansi SbLvd
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.1020 0.0846 0.0814 0.0687 0.2674 0.1911 0.0924 0.0745 Dev.std 0.0009 0.0010 0.0016 0.0022 0.0075 0.0050 0.0031 0.0026 Setelah Erupsi Mean 0.1852 0.1755 0.1655 0.1799 0.2051 0.1857 0.1703 0.1707 Dev.std 0.0024 0.0027 0.0035 0.0046 0.0050 0.0053 0.0053 0.0049 Perubahan Mean 0.0832 0.0909 0.0842 0.1112 -0.0623 -0.0054 0.0779 0.0963 Dev.std 0.0024 0.0028 0.0041 0.0052 0.0093 0.0080 0.0063 0.0057
Tabel 5-7. Perubahan nilai reflektansi SbTp
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.0911 0.0723 0.0727 0.0447 0.3955 0.1335 0.0513 0.0601 Dev.std 0.0020 0.0023 0.0055 0.0047 0.0129 0.0171 0.0096 0.0058 Setelah Erupsi Mean 0.1358 0.1189 0.0969 0.0928 0.1115 0.1411 0.1045 0.0958 Dev.std 0.0027 0.0032 0.0037 0.0050 0.0057 0.0100 0.0070 0.0047 Perubahan Mean 0.0448 0.0466 0.0242 0.0481 -0.2840 0.0076 0.0532 0.0356 Dev.std 0.0024 0.0026 0.0044 0.0042 0.0119 0.0212 0.0115 0.0049
Tabel 5-8. Perubahan nilai reflektansi AgrAsh
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.1078 0.0898 0.0836 0.0645 0.3352 0.1658 0.0825 0.0744 Dev.std 0.0094 0.0108 0.0110 0.0167 0.0738 0.0267 0.0219 0.0150 Setelah Erupsi Mean 0.1638 0.1532 0.1397 0.1408 0.1847 0.1676 0.1292 0.1393 Dev.std 0.0058 0.0073 0.0090 0.0115 0.0155 0.0137 0.0119 0.0109 Perubahan Mean 0.0560 0.0634 0.0561 0.0763 -0.1505 0.0018 0.0466 0.0649 Dev.std 0.0087 0.0100 0.0102 0.0148 0.0721 0.0268 0.0213 0.0142
Tabel 5-9. Perubahan nilai reflektansi BrnTp
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.1101 0.0938 0.0774 0.0797 0.1588 0.2427 0.1596 0.0769 Dev.std 0.0043 0.0055 0.0067 0.0090 0.0263 0.0495 0.0374 0.0092 Setelah Erupsi Mean 0.1534 0.1412 0.1292 0.1375 0.1524 0.1382 0.1140 0.1315 Dev.std 0.0062 0.0072 0.0097 0.0139 0.0153 0.0168 0.0171 0.0141 Perubahan Mean 0.0433 0.0474 0.0518 0.0577 -0.0065 -0.1045 -0.0455 0.0546 Dev.std 0.0084 0.0099 0.0134 0.0199 0.0349 0.0615 0.0518 0.0194
Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi 50 Tabel 5-10. Perubahan nilai reflektansi dari gabungan /komposisi keseluruhan tipe tutupan lahan (hutan, semak belukar, lahan pertanian dan lahan terbuka) menjadi deposit vulkanik
(lava, lava debris, tephra, dan abu vulkanik) (AllVk)
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 Sebelum Erupsi Mean 0.0994 0.0804 0.0725 0.0527 0.3118 0.1487 0.0692 0.0632 Dev.std 0.0106 0.0121 0.0142 0.0192 0.0641 0.0396 0.0309 0.0165 Setelah Erupsi Mean 0.1531 0.1395 0.1222 0.1227 0.1537 0.1498 0.1182 0.1222 Dev.std 0.0182 0.0217 0.0272 0.0327 0.0401 0.0283 0.0263 0.0290 Perubahan Mean 0.0537 0.0590 0.0497 0.0700 -0.1581 0.0011 0.0489 0.0590 Dev.std 0.0133 0.0153 0.0181 0.0215 0.0738 0.0316 0.0265 0.0199 Gambar 5-4. Grafik perubahan AllVk
Berdasarkan pola perubahan nilai reflektansi, dapat diketahui juga pola perubahan nilai NDVI. Dari respon spektral dapat dilihat bahwa secara umum nilai reflektansi paling tinggi ada pada band NIR (band 5) dan paling rendah ada pada band merah (band 4). Juga terlihat penurunan paling tinggi terjadi pada band 5, serta penurunan paling rendah terjadi pada band 4. Kombinasi kedua band (band 4 dan 5) dapat dipergunakan untuk deteksi perubahan akibat erupsi gunungapi. NDVI diperoleh dengan perhitungan menggunakan kedua band tersebut. NDVI dari Landsat-8 dapat dihitung dengan menggunakan persamaa sebagai berikut:
...(5-5)
Dimana ρ4 dan ρ5 berturut-turut menrupakan nilai reflektansi band 4 dan band 5. Kemudian untuk mengetahui kemampuan band atau indeks dalam memisahkan obyek (obyek daerah terkena dan tidak terkena erupsi gunungapi) dipergunakan parameter D-values (Normalized
51 Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh
Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi GunungapiUntuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi
Distance) (Kaufman & Remer, 1994). Nilai D-values > 1 menunjukkan bahwa band atau
index tersebut memiliki kemampuan yang baik dalam memisahkan obyek. Persamaan 5-6 berikut dipergunakan untuk menghitung D-values.
...(5-6)
Dimana D adalah Normalized Distance, µ1 dan µ2 berturut-turut adalah nilai rerata sampel sebelum dan sesudah erupsi. σ1 dan σ2 berturut-turut adalah nilai standar deviasi sampel sebelum dan sesudah erupsi. Hasil perhitungan D-values dapat dilihat pada Tabel 5-11 berikut ini.
Table 5-11. Nilai D-values untuk setiap band dan NDVI dari Landsat-8
Variabel ρ1 ρ2 ρ3 ρ4 ρ5 ρ 6 ρ7 ρ8 NDVI
D-value 1.868 1.745 1.201 1.349 1.516 0.017 0.856 1.296 3.216
Berdasarkan tabel dapat diketahui bahwa ρ1, ρ2, ρ3, ρ4, ρ5, ρ8, and NDVI menunjukkan nilai D-values lebih dari 1. Jadi, band-band tersebut dan NDVI memiliki kemampuan yang baik dalam membedakan/memisahkan obyek deposit vulkanik dan non deposit vulkanik. Kemudian, band-band tersebut dan NDVI dipergunakan untuk pemisahan menggunakan metode pengambangan (thersholding) berdasarkan nilai rerata dan standar deviasi, yang hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5-12.
Tabel 5-12. Nilai rerata dan standar deviasi untuk ρ1, ρ2, ρ3, ρ4, ρ5, ρ8, dan NDVI Periode Setelah Erupsi Perubahan Rerata SD Rerata SD ρ1 0.1531 0.0182 0.0537 0.0133 ρ2 0.1395 0.0217 0.0590 0.0153 ρ3 0.1222 0.0272 0.0497 0.0181 ρ4 0.1227 0.0327 0.0700 0.0215 ρ5 0.1537 0.0401 -0.1581 0.0738 ρ8 0.1222 0.0290 0.0590 0.0199 NDVI 0.1121 0.0524 -0.5987 0.1301
Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi 52 Kemudian ρ1, ρ2, ρ3, ρ4, ρ5, ρ8, dan NDVI diujicoba untuk ekstraksi daerah terkena bencana erupsi gunungapi yang hasilnya dapat dilihat pada Gambar 5-5.
Hasil-hasil menunjukkan bahwa band 5 (NIR) dan NDVI dapat dipergunakan untuk mendeteksi dan memisahkan daerah terkena erupsi gunungapi. Tetapi, tampak bahwa NDVI memberikan hasil lebih baik dibandingkan band 5. Untuk band-band yang lainnya terlihat kurang bagus karena tampak banyak memberikan kesalahan komisi (commission error).
5.6. Kesimpulan
Band 5 (0.845 – 0.885 µm) merupakan band yang paling sensitif untuk deteksi semua tipe tutupan lahan (hutan, semak belukar, lahan pertanian, dan juga lahan terbuka). Perubahan nilai reflektansi dari semua tipe tutupan lahan (hutan, semak/belukar, lahan pertanian dan lahan terbuka) menjadi deposit vulkanik (lava, lava debris, tephra, dan abu vulkanik) diindikasikan oleh penurunan nilai reflektansi band 5. Band 5 menunjukkan penurunan nilai paling besar sedangkan band 4 menunjukkan peningkatan nilai paling besar. Dibandingkan dengan penggunaan band tunggal, variabel NDVI memberikan hasil paling baik untuk deteksi dan pemisahan daerah yang terkena erupsi gunungapi.
53 Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh
Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi GunungapiUntuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi
Band 1(µ- σ) Band 2 (µ- σ) Band 3 (µ- σ)
Band 4 (µ- σ) Band 5 (µ+ σ) Band 5 (µ+ 2σ)
Band 8(µ- σ) NDVI (µ+ σ) NDVI (µ+ 2σ)
Gambar 5-5. Implementasi variabel ρ1, ρ2, ρ3, ρ4, ρ5, ρ8, dan NDVI untuk pemisahan daerah terkena erupsi gunungapi berdasarkan beberapa kriteria. FCC RGBpan 6548 before eruption FCC RGBpan 6548 after eruption
Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Pengembangan Model Pemanfaatan Penginderaan Jauh Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi Untuk Pemetaan Cepat Daerah Terkena Bencana Erupsi Gunungapi 54