Analisis Parameter Penentu Kualitas Produk Data Aerosol Optical Depth untuk Wilayah Indonesia Bagian Barat dari Satelit NPP VIIRS
3. HASIL PEMBAHASAN
Hasil pengolahan data VIIRS harian bulan Agustus tahun 2013, 2014, dan 2015 berupa citra RGB True Colour dan citra AOD disajikan pada Gambar 1, 2, dan 3 berikut. Pada Gambar 1, 2, 3 dapat dilihat bahwa nilai AOD di wilayah Indonesia bagian barat, khususnya Sumatera dan Kalimantan relatif tinggi dibandingkan dengan daerah lainnya. Kualitas produk data yang dihasilkan nampak memberikan nilai yang kurang “smooth”. Sebagaimana proses pengolahan data AOD, baik untuk wilayah daratan dan lautan, digunakan data LUT dan ancillary. Kedua jenis data tersebut bersumber dari data in situ maupun rekaman data klimatologi aerosol. Kemungkinan besar hal ini disebabkan data LUT dan ancillary yang digunakan tidak up-to-date sesuai dengan kondisi atmosfer di atas wilayah Indonesia. Sumber data AOD klimatologi yang digunakan bersumber dari data AERONET dimana lokasi stasiun pengamatan di Indonesia masih sangat terbatas. Sebagai perbandingan, pada Gambar 4 disajikan citra AOD di atas wilayah Amerika Serikat yang berkualitas baik yang dimungkinkan dengan adanya sumber data LUT maupun data ancillary yang berkualitas pula.
Selain itu di seluruh data yang diolah terdapat blank area di bagian tengah dari cakupan data untuk seluruh data harian yang diolah. Kondisi yang terlihat nampaknya bersifat seragam dan sistematis. Jika ditelusuri dari citra RGB, kondisi permukaan dengan kecerahan berlebihan selalu nampak pada bagian tengah dari data VIIRS yang diakuisisi di Stasiun Bumi Parepare. Sebagaimana algoritma dan tahapan pengolahan data yang diterapkan, hal ini menyebabkan area tersebut diklasifikasikan sebagai “brighter
surface”. Oleh karena algoritmanya menggunakan prinsip “brighter surface avoidance”, maka produk data
AOD VIIRS harian selalu menghasilkan kondisi blank area di bagian tengah dari cakupan data. Analisis lebih lanjut terhadap faktor ini masih perlu dikaji lebih mendalam, namun belum dilakukan dalam penelitian ini.
Faktor ketiga yang dapat diidentifikasi dari produk data AOD jika dibandingkan dengan Gambar 4 adalah terkait dengan klasifikasi awan dalam produk cloud mask. Atmosfer di atas wilayah Indonesia umumnya memiliki penutupan awan yang hamper selalu tinggi, khususnya di daerah yang dikaji. Selain itu kabut asap akibat kebakaran hutan yang terjadi pada periode data yang diolah perlu diperhitungkan lebih teliti, yang berbeda dengan kondisi yang terdapat pada Gambar 4. Akurasi AOD dari satelit telah dikaji untuk AOD dari data AVHRR dan MODIS yang menunjukkan masih adanya ketidakpastian (uncertainty) dari galat (error) yang berkaitan dengan sifat optik aerosol, distribusi partikel, dan bentuk partikel aerosol pada wilayah di dekat nadir. Sementara itu galat relatif lebih kecil pada sudut pandang yang lebih besar (off nadir) (Chylek
et al., 2003). Hasil tersebut serupa dengan hasil pengolahan data AOD VIIRS pada kajian ini, yang
memperlihatkan blank area di sekitar nadir. Kondisi ini terjadi antara lain akibat adanya efek pantulan cahaya matahari di daerah nadir sehingga menyebabkan nilai kecerahan menjadi sangat tinggi.
- 725 - (a)
(b)
Gambar 1. Citra RGB True Colour (a) dan AOD (b) dari data VIIRS untuk wilayah Indonesia Bagian Barat pada tanggal 11-08-2013
- 726 - (a)
(b)
Gambar 2 Citra RGB True Colour (a) dan AOD (b) dari data VIIRS wilayah Indonesia Bagian Barat pada tanggal 05-08-2014
- 727 - (a)
(b)
Gambar 3 Citra RGB True Colour (a) dan AOD (b) dari data VIIRS wilayah Indonesia Bagian Barat pada tanggal 05-08-2015
- 728 -
Gambar 4. Citra AOD VIIRS yang dikategorikan berkualitas baik (Sumber: Jackson et al., 2013)
4. KESIMPULAN
Berdasarkan analisis terhadap produk data AOD VIIRS pada tahun 2013, 2014, dan 2015 dapat disimpulkan bahwa kualitas data masih belum baik, terutama untuk wilayah di atas lautan di sekitar nadir. Hal ini berkaitan dengan efek kecerahan berlebihan akibat pantulan cahaya matahari sehingga menjadi blank
area yang tidak diolah. Kualitas data AOD VIIRS perlu ditingkatkan dengan memperhitungkan updating
data LUT dan data ancillary, khususnya faktor awan, kabut asap, dan permukaan yang sangat cerah. Kesulitan dalam memperoleh data LUT dan data ancillary yang terbaharui untuk wilayah Indonesia akan menjadi satu kendala tersendiri untuk menghasilkan produk data yang berkualitas.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian ini merupakan bagian dari kegiatan pengembangan sistem akuisisi data resolusi rendah yang dilaksanakan oleh Bidang Teksista dan didanai oleh Pusat Teknologi dan Data Penginderaan Jauh LAPAN. Penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan peneliti dan perekayasa di Pustekdata, khususnya di Bidang Teksista yang telah memberikan masukan berharga kepada penulis.
DAFTAR PUSTAKA
Chan, P.K., Zhao, X.P., dan Heidinger, A.K. (2013). Long-term aerosol climate data record derived from operational AVHRR satellite observations. Dataset Papers in Geosciences. Hindawi Publ.Corp. Vol.2013, Article ID 140791, 5 pages.
Chylek, P., Henderson, B., dan Mishchenko, M. (2003). Aerosol radiative forcing and the accuracy of satellite aerosol optical depth retrieval. J. Geophys. Research, 108(D24):AAC 4-1 - 4-8.
Goddard Space Flight Center (2013). Joint Polar Satellite System (JPSS) VIIRS Aerosol Optical Thickness AOT) and Particle Size Parameter Algorithm Theoretical Basis Document (ATBD). Goddard Space Flight Center, NASA, Greenbelt, Maryland. 100pp.
Graf, H.F., Yang, J., dan Wagner, T.M. (2009). Aerosol effects on clouds and precipitation during the 1997 smoke episode in Indonesia. Atmos. Chem. Phys., 9:743-756.
Hsu, N., Tsay, S., King, M., dan Herman, J. (2004). Aerosol properties over bright-reflecting source regions, Geosci. Remote Sens., IEEE Trans., 42:557–569, doi:10.1109/TGRS.2004.824067
Jackson, J.M., Honging, L., Laszlo, I., Kondragunt, S., Remer, L., Huang, J., dan Huang, H.C. (2013). Suomi NPP VIIRS Aerosol algorithms and data products. J. Geophys. R. Atmos. 118:12673-12689.
- 729 -
Levy, R., Remer, L., Mattoo, S., Vermote, E., dan Kaufman, Y. (2007). Second-generation operational algorithm: Retrieval of aerosol properties over land from inversion of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer spectral reflectance, J. Geophys. Res., 112, D13, doi:10.1029/2006JD007811, 2007.
Podgorny, I.A., Li, F., dan Ramanathan, V. (2003). Large aerosol radiative forcing due to the 1997 Indonesian forest fire. Geophys. Res., Letters, 30(1): 28-1 - 28-4
Remer, L., Kaufman, Y., Tanr´e, D., Mattoo, S., Chu, D., Martins, J., Li, R., Ichoku, C., Levy, R., Kleidman, R., Eck, T., Vermote, E., dan Holben, B. The MODIS aerosol algorithm, products, and validation, J. Atmos. Sci., 62: 947– 973.
Retalis, A., Hadjimitsis, D.G., Michaelides, S., Tymvios, F., Chrysonlakis, N., Claytom, C.R.I., dan Themistocleous, K. (2010). Comparison of aerosol optical thisckness with in situ visibility data over Cyprus. Nat.Hazards Earth Syst. Sci., 10: 421-428.
Ruiz-Arias, J.A., Dudhia, J., Gueymard, C.A., dan Pozo-V´azquez, D. (2013). Assessment of the Level-3 MODIS daily aerosol optical depth in the context of surface solar radiation and numerical weather modeling. Atmos. Chem. Phys., 13: 675–692.
Tan, F., Lim, H.S., Yoon, T.L., dan Holben, B. (2014). Variations in optical properties of aerosols on monsoonal seasonal change and estimation of aerosol optical depth using ground-based meteorological and air quality data. Atmos. Chem. Phys. Discuss., 14: 19747-19789.
Von Hoyningen-Huene, W., Freitag, M., dan Burrows, J.B. (2003). Retrieveal aerosol optical thickness over land surfaces from top-of-atmosphere radiance. J. Geophysical Research. 108(D9): AAC 2-1 - 2-20, 4260, doi: 10.1029/2001JD002018.
*) Makalah ini telah diperbaiki sesuai dengan saran dan masukan pada saat diskusi presentasi ilmiah BERITA ACARA
PRESENTASI ILMIAH SINASINDERAJA 2015 Moderator : Parwati, S.Si., M.Sc.
Judul Makalah : Analisis Parameter Penentu Kualitas Produk Data Aerosol Optical Depth Untuk Wilayah Indonesia Bagian Barat dari satelit NPP VIIRS Pemakalah : Dr. Erna Sri Adiningsih
Jam : 15.45 – 16.00
Tempat : Ruang E-F
Diskusi :
Fadhilah – LAPAN
Mengapa Indonesia Bagian Barat yang dipilih dalam kajian ? Hubungan AOD dan Visibility ?
Dari mana didapat Ancilary data ?
Membandingkan dengan data yang lain misalnya MODIS ? Jawaban:
Karena emisi aerosol bulan-bulan terakhir banyak di WIB.
Level 3 atau 4 akan menuju ke Visibility lebih ke dinamika aerosolnya. Online downloaded
Belum sampai tahap tersebut. Maryani Hartuti - LAPAN
Brightnes surface akan blank, apakah ada pengaruh matahari ? Bagaimana Luasan dan Lintasannya ?
Jawaban:
Untuk Lautan tidak dapat diolah, namun untuk daratan tidak ada masalah dengan brightnes surface kecuali ketika memiliki bright yang terlau terang sehingga tidak dapat dibaca.
- 730 -