IV. PENGEMBANGAN MODEL REGRESI POHON TANAH-LANSKAP
7.3 Kerangka Kerja Umum Pemetaan Tanah Dijital Berdasarkan Data Tanah Warisan
Penelitian ini telah menerapkan teknik pemetaan tanah dijital berdasarkan data tanah warisan (legacy soil data). Data tanah warisan dibedakan atas: (i) data pengamatan tanah, (i) data peta tanah, dan (iii) pengetahuan ahli tanah dan surveyor tanah (expert knowledge). Penelitian ini menggunakan data pengamatan tanah warisan khususnya pada data profil tanah dari Pulau Jawa.
Data peta tanah tidak dijadikan bahan penelitian ini karena cara ekstraksi informasi tanahnya yang khusus dan menyita banyak waktu. Pada penelitian ini, peta-peta tanah warisan tersebut baru diinventarisasi dan lokasinya menyebar sporadis seperti disajikan pada Bab II. Demikian pula, ekstraksi pengetahuan ahli baik dari ahli tanah maupun surveyor tanah memiliki pendekatan dan cara sendiri yang khas. Penelitian tersendiri perlu dilakukan untuk mengembangkan pemetaan tanah dijital berdasarkan data peta tanah warisan dan pengetahuan ahli.
Penelitian pemodelan saat ini umumnya menggunakan respon satu atau dua sifat tanah dan itu pun kebanyakan hanya pada lapisan olah, karena pemodelan ini memerlukan data yang banyak dan harus menyebar di lokasi penelitian sehingga berbiaya tinggi. Sebaliknya, penelitian ini memodelkan 12 sifat tanah secara bersamaan. Pemodelan juga dilakukan pada kelas kedalaman yang berbeda. Ini bisa dilakukan karena data profil tanah warisan yang banyak tersedia di Pulau Jawa sehingga dataset tanah-lanskap yang cukup bisa disediakan. Teknik
pemodelan yang digunakan adalah stepwise regression dan tree regression
dengan resolusi DEM 90 m x 90 m. Tabel 7-4 menunjukan sifat-sifat tanah yang telah ditaksir, teknik pemodelan dan resolusi DEM yang telah digunakan.
Tabel 7-4 Jenis sifat tanah, penaksir yang digunakan, teknik pemodelan dan resolusi DEM untuk pemetaan tanah dijital
Sifat tanah Daftar penaksir yang digunakan Resolusi DEM
Teknik Pemodelan
Ref* Soil depth Elevation Slope
Aspect Specific catchment area Flow direction Terrain Wetness Index Dispersal area Stream power index Erosion index Catchment area Upslope Curvature Contributing area Plan curvature Geology map Climate data
Landsat TM Gamma radiometric data
10 20 25 50 RT GLM DA LR LR 23 54 59 20 Thickness of A horizon Elevation Slope
Curvature Wetness Index Aspect Plan curvature Landsat TM Geology map
10 15 20 30 50 DA LiR FL 38 15 44 20 Clay content Slope Relief
Distance from upstream Elevation Curvature Wetness Index Slope position
Air photos Climate data
2 100 500 1000 OT GLM LiR GAM NN Kr 43 45 19
Sand content Slope Wetness Index 15 LiR 15 CEC Aspect Slope
Upslope area Relief
Curvature Elevation Terrain wetness index
Slope position Landform Aeril photography Landsat TM
1 5 10 100 200 500 OT GLM GAM RT NN Kr LiR 43 19 60 63 pH Slope Relief Wetness Index
Slope position Landform
15 100 OT GLM 43 15 OM content Slope Wetness Index
Distance from upstream Flow direction flow accumulation Profile curvature Plane curvature Climate 2 4 6 8 10 15 1000 LiR 15 45 58
RT=regression tree; GLM=generalized linear model; DA= discriminant analysis; LiR=linear regression; CT=classification tree, LoR=logistic regression; DT=decicion tree; BM=bayesion modeling; PCA=principal component analyss, FZ=Fuzzy logic, OT=ordonation techniques; GAM=generalized additive model; NN=neural network; Kr=Kriging; *) kode literatur di sumber data
Keterangan
Evaluasi daya taksir model dalam penelitian ini menggunakan teknik validasi silang. Ini berarti bahwa data penguji dipilih secara acak dari dataset yang tersedia. Pada penelitian ini sebanyak 25% dataset dipilih secara acak sebagai
testing dataset. Sementara itu, evaluasi daya transfer model menggunakan data penguji yang diambil langsung dari lapangan dan atau dikombinasikan dengan data yang tersedia. Perbedaan antara kedua data penguji tersebut adalah data untuk evaluasi daya taksir diperoleh dari dalam lokasi pembuatan model, sedangkan data untuk evaluasi daya transfer model dipilih dari luar lokasi pembuatan model.
Penelitian ini telah dibangun berdasarkan kerangka pikir seperti disajikan pada Gambar 1-1. Beberapa peneliti juga telah mengusulkan kerangka-kerangka kerja pemetaan tanah dijital. Dobos et al. (2006) mengembangkan rangka kerja pemetaan tanah dijital yang dihubungkan dengan pembuatan keputusan kebijakan pengelolaan lahan (Gambar 7-1). Kerangka kerja ini dibuat untuk Uni Eropa atau skala sub-benua.
Pengamatan tanah dan data penunjang merupakan bahan masukan bagi sistem inferensi spasial tanah (SIST). Ini merupakan istilah umum yang menunjukan hubungan antara sifat tanah dan lanskap. Istilah spasial mengacu pada komponen lanskap dari model ini. Yang ditaksir atau sebagai respon dari model ini adalah sifat tanah dan kelas tanah. Model tanah-lanskap yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah bagian dari SIST dimana responnya adalah sifat tanah.
Sistem inferensi tanahskap (SIT) merupakan aplikasi dari model tanah- lanskap dalam menaksir fungsi tanah dan ancaman terhadap tanah. Contoh dari SIT ini adalah model tanaman, dimana parameter produksi tanaman ditaksir salah satunya oleh sifat tanah. Contoh lainnya adalah model USLE untuk menduga erosi, dimana komponen USLE perlu masukan sifat tanah. Jadi, sifat tanah untuk keperluan SIT ini diturunkan dari model tanah-lanskap.
Sumber: Dobos et al. 2006
Gambar 7-1 Kerangka kerja pemetaan tanah dijital untuk pengujian skenario pengelolaan dan penilaian bahaya lingkungan
Hasil aplikasi SIT ini merupakan bahan masukan bagi formulasi berbagai kebijakan pengelolaan lahan. Contohnya adalah dampak perubahan penggunaan lahan jika skenario pengelolaan lahan dirubah. Skenario yang dipilih adalah skenario yang mengkompromikan keuntungan masyarakat yang tinggi dan bahaya lingkungan yang rendah.
MacMillan (2008) mengusulkan kerangka kerja yang menekankan pada proses produksi peta tanah akhir (Gambar 7-2). Ini mirip dengan rangka yang dikembangkan dalam penelitian ini, dimana keduanya tidak mendefinisikan aplikasi model-tanah lanskap secara jelas.
Sumber: MacMillan (2008)
Kerangka kerja dari MacMillan (2008) dimulai dengan konseptualisasi respon sifat tanah yang akan ditaksir sebagai dasar bagi pengumpulan dan penyediaan data input. Selanjutnya, model tanah-lanskap dikembangkan dengan berbagai teknik. Akhirnya, model diterapkan untuk menaksir sifat tanah dan akurasi dari taksiran tersebut dievaluasi. MacMillan (2008) memang merancang kerangka kerja ini untuk kajian pada skala detil dengan luasan yang sempit dan resolusi DEM 10 m x 10 m atau lebih kecil. Selain itu, kerangka kerja ini tidak berdasarkan data warisan, tetapi data yang langsung diambil dari lapangan. Sebaliknya, kerangka kerja yang dikembangkan pada penelitian ini bekerja pada skala daerah aliran sungai dan memanfaatkan data tanah warisan yang telah tersedia.
Produk dari pemetaan tanah dijital (digital soil mapping/DSM) dianggap oleh berbagai kalangan sebagai produk antara, sedangkan produk akhir dari kegiatan ini ditentukan oleh tujuan dari proyek. Dengan demikian, tujuan pemetaan tanah dijital tidak hanya menghasilkan peta tanah tetapi juga bagaimana peta yang dihasilkan itu bisa cocok dengan keperluan bagi pemodelan lingkungan. Carre et al. (2007) mengusulkan kerangka kerja digital soil assesment (DSA) dimana produk DSM merupakan input bagi DSA. Baik DSM maupun DSA merupakan bagian tidak terpisahkan dari Digital Risk Soil Assesment (DRSA), seperti dilustrasikan pada Gambar 7-3.