HASIL DAN PEMBAHASAN
5.3.3 Penyusunan Model Hubungan Backscatter dengan Biomassa Alometrik Hendri Hendri
Hasil analisis hubungan antara nilai biomassa Alometrik Hendri dan backscatter citra ALOS PALSAR resolusi 50 m ditunjukkan pada Tabel 7 dan Tabel 8. Baik backscatter HH maupun HV menunjukkan terdapat hubungan dengan biomassa walaupun hubungan yang dihasilkan dari regresi antara biomassa dengan backscatter HH maupun HV tidak terlalu besar. Pada Tabel 8 dapat dilihat bahwa hubungan backscatter HV dengan biomassa menunjukkan nilai statistik lebih baik dibandingkan dengan hubungan backscatter HH dengan biomassa yang disajikan pada Tabel 7.
Pada studi-studi yang telah dilakukan sebelumnya didapatkan bahwa polarisasi HV lebih sensitif dalam menduga nilai biomassa di atas permukaan pada kondisi permukaan yang datar dibandingkan di tempat yang bergelombang (Wijaya 2009). Dimana pada lokasi penelitian, daerah-daerah pengambilan sampel relatif memiliki permukaan yang datar. Nilai backscatter HV akan menghasilkan nilai pendugaan biomassa yang lebih baik karena memiliki mekanisma hamburan lebih dominan terhadap hamburan balik tajuk (Franson & Israelsson 1999 dalam Wijaya 2009).
Berdasarkan Tabel 7 model untuk menduga biomassa terbaik dengan menggunakan backscatter HH adalah model 4 dengan nilai RMSE pada model = 38,25; Fhitung = 173,12 dan R2adj = 60,7% pada bentuk persamaan Y = 318,289+(1/0,03)BS_HH. Pada model pendugaan 1 sampai dengan model 4, nilai koefisien determinasi disesuaikan (R2adj ) adalah 30 - 60%. Hal ini berarti variasi dari variabel tak bebas (biomassa) dapat dijelaskan oleh variabel bebas (backscatter HH) sebesar 30 – 60% menggunakan biomassa alometrik Hendri.
Tabel 7 Model pendugaan biomassa berdasarkan hubungan biomassa Hendri dengan backscatter HH citra ALOS PALSAR resolusi 50 m
Model Bentuk persamaan R2adj RMSE Fhit p-value Ftabel
1 Y=Exp(6,45+0,287BS_HH) 53.40% 41.62 143.59 0 3.276
2 Y=BS_HH/(0,066+0,021BS_HH) 36.50% 48.44 101.51 0 3.276
3 Y=23,214*(Exp(-9,145/BS_HH)) 43.70% 45.77 115.76 0 3.276
4 Y=318,289+(1/0,03)BS_HH 60.70% 38.25 173.12 0 3.276
Y = Biomassa (ton/ha); BS_HH = nilai backscatter HH pada Citra ALOS PALSAR 50 m
Berdasarkan Tabel 8 model pendugaan biomassa terbaik dengan menggunakan backscatter HV adalah model 1 dimana hasil regresi biomassa Hendri dan backscatter HV pada model 1 menunjukan nilai RMSE terkecil sebesar 27,70; Fhitung = 345,49 dan R2adj = 79,4% pada bentuk persamaan Y = Exp(9,291+0,38BS_HV). Pada model 1 sampai model 4 (Tabel 8), nilai R2adj
sebesar 60 - 80%, hal ini menunjukkan bahwa variasi dari variabel tak bebas (biomassa) dapat dijelaskan oleh variabel bebas (backscatter HV) sebesar 60 – 80%.
Tabel 8 Model pendugaan biomassa berdasarkan hubungan biomassa Hendri dengan backscatter HV citra ALOS PALSAR resolusi 50 m
Model Bentuk Persamaan R2adj RMSE Fhit p-value Ftabel
1 Y=Exp(9,291+0,38BS_HV) 79.40% 27.7 345.49 0 3.276
2 Y=BS_HV/(0,431+0,045BS_HV) 69.90% 33.67 228.37 0 3.276
3 Y=1,089*(Exp(-55,31/BS_HV)) 77.00% 29.27 307.71 0 3.276
4 Y=479,331+(1/0,034)BS_HV 75.30% 30.28 286.23 0 3.276
Y = Biomassa (ton/ha); BS_HV = nilai backscatter HV pada Citra ALOS PALSAR 50 m
Model pendugaan biomassa yang diformulasikan berdasarkan hubungan biomassa Hendri dengan backscatter citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m dapat dilihat pada Tabel 9 dan Tabel 10. Berdasarkan Tabel 9 maka model pendugaan biomassa terbaik dengan menggunakan backscatter HH citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m terdapat pada model 1, dengan nilai RMSE = 37,29 Fhitung =183,03
dan R2adj = 62,20% pada bentuk persamaan Y=Exp(6,676+0,274BS_HH125). Tabel 9 memperlihatkan nilai koefisien determinasi disesuaikan (R2adj) pada setiap model (model 1 - 4) berkisar antara 40 sampai 60%, hal ini berarti bahwa variasi dari biomassa dapat dijelaskan 40 sampai 60 % oleh backscatter HH pada citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m.
Tabel 9 Model pendugaan biomassa berdasarkan hubungan biomassa Hendri dengan backscatter HH citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m.
Model Bentuk Persamaan R2adj RMSE Fhit p-value Ftabel
1 Y=Exp(6,676+0,274BS_HH125) 62.20% 37.29 183.03 0 3.276
2 Y=BS_HH125/(0,081+0,021BS_HH125) 43.60% 45.78 115.67 0 3.276 3 Y=19,443*(Exp(-12,123/BS_HH125)) 53.20% 41.74 142.64 0 3.276
4 Y=272,917+(1/0,047)BS_HH125 59.60% 38.74 168.30 0 3.276
Y = Biomassa (ton/ha); BS_HH125 = nilai backscatter HH pada Citra ALOS PALSAR 12,5 m
Berdasarkan Tabel 10 maka model pendugaan biomassa terbaik dengan menggunakan backscatter HV citra alos palsar resolusi 12,5 m terdapat pada model 1, dengan nilai RMSE = 32,43 Fhitung = 247,43 dan R2adj = 71,70% pada bentuk persamaan Y=Exp(8,811+0,302BS_HV125). Tabel 10 memperlihatkan nilai koefisien determinasi disesuaikan (R2adj) pada setiap model (model 1 - 4) berkisar antara 50 sampai 70%, hal ini berarti bahwa variasi dari biomassa dapat dijelaskan 50 sampai 70 % oleh backscatter HV pada citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m.
Tabel 10 Model pendugaan biomassa berdasarkan hubungan biomassa Hendri dengan backscatter HV citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m.
Model Bentuk Persamaan R2adj RMSE Fhit p-value Ftabel
1 Y=Exp(8,811+0,302BS_HV125) 71.70% 32.43 247.43 0 3.276
2 Y=BS_HV125/(0,387+0,038BS_HV125) 58.60% 39.21 163.84 0 3.276 3 Y=1,933*(Exp(-54,587/BS_HV125)) 68.50% 34.23 220.42 0 3.276
4 Y=374,285+(1/0,054)BS_HV125 63.30% 36.96 186.54 0 3.276
Y = Biomassa (ton/ha); BS_HV125 = nilai backscatter HV pada Citra ALOS PALSAR 12,5 m
Pada model pendugaan biomassa terbaik dengan backscatter HH dan backscatter HV baik dengan menggunakan citra ALOS PALSAR resolusi 50 m, maupun citra ALOS PALSAR 12,5 m didapatkan nilai F hitung > F tabel, hal ini menunjukkan bahwa variabel backscatter HH maupun backscatter HV mempengaruhi nilai biomassa, didukung dengan nilai koefisien determinasi disesuaikan yang cukup besar maka kedua variabel bebas baik backscatter HH maupun backscatter HV berpengaruh nyata terhadap nilai pendugaan biomassa.
Berdasarkan nilai RMSE dan koefisien determinasi disesuaikan pada model-model yang telah dibuat dapat dikatakan bahwa pendugaan biomassa dengan mengguanakan backscatter HV akan menghasilkan nilai pendugaan yang lebih baik. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai statistik pada model dugaan biomassa di atas permukaan yang telah dibuat, dimana backscatter HV menunjukan hubungan yang lebih baik dibandingkan hubungan biomassa dengan backscatter HH.
Seluruh model pendugaan dengan menggunakan backscatter HV sebagai variabel bebas menunjukkan pola hubungan yang lebih baik jika dibandingkan dengan hubungan biomassa dengan backscatter HH, hal ini dikarenakan polarisasi HV memiliki sensitifitas lebih baik terhadap komponen penyusun biomassa yaitu batang dan tutupan tajuk.
5.3.4 Verifikasi Model
Verifikasi model dilakukan untuk mengetahui apakah nilai dugaan biomassa yang dihasilkan oleh model terpilih tidak berbeda dengan nilai biomassa di lapangan. Hasil verifikasi model dengan menggunakan analisis uji T berpasangan disajikan pada Tabel 10 dan Tabel 11. Apabila Thit > Ttabel maka tolak Ho atau nilai signifikasnsi < 0,05. Apabila Thit < Ttabel maka terima Ho atau nilai signifikansi > 0,05.
Dimana Hipotesis uji yang diberlakukan adalah sebagai berikut : H0 : µ1 - µ2 = 0 (Biomassa aktual = biomassa model)
H1 : µ1 - µ2 ≠ 0 (Biomassa aktual ≠ biomassa model)
Berdasarkan hasil uji T berpasangan yang dilakukan pada model pendugaan dengan variabel bebas backscatter ALOS PALSAR resolusi 50 m, terdapat 4 (empat) model terbaik yang dapat digunakan dalam menduga biomassa, dua model pertama merupakan model pendugaan biomassa berdasarkan backscatter ALOS PALSAR 50 m yang dihasilkan dari regresi biomassa Hendri dengan backscatter HH maupun HV. Sedangkan dua model yang lain merupakan model pendugaan biomassa berdasarkan backscatter ALOS PALSAR 12,5 m yang dihasilkan dari regresi biomassa alometrik Hendri dengan backscatter HH maupun HV.
Pada Tabel 11 dapat dilihat bahwa model 1 sampai dengan model 4 memiliki nilai T hitung berturut-turut sebesar 0.182, dan 0.444, nilai ini lebih kecil dari T tabel (2.056) dan nilai signifikansi lebih besar dari 0,05 sehingga dapat diartikan bahwa nilai pendugaan biomassa tidak berbeda nyata dengan nilai biomassa aktual di lapangan. Lampiran 5 menyajikan hasil perhitungan dengan menggunakan model hubungan terpilih pada citra ALOS PALSAR resolusi 50 m.
Tabel 11 Hasil verifikasi model pendugaan biomassa pada citra ALOS PALSAR resolusi 50 m
No. Model Terpilih R2adj RMSE T hit T tabel sig.
Alometrik Hendri – Backscatter
1 Y = 318,289 + 1/0.030×BS_HH 60,7% 38,25 0,182 2,056 0,857
2 Y = Exp (9,291 + 0.38×BS_HV) 79,4% 27.70 0,444 2,056 0,661
Y = Biomassa, BS = Backscatter citra ALOS PALSAR
Model pendugaan biomassa di atas permukaan dengan menggunakan polarisasi HH (Lampiran 5) pada citra ALOS PALSAR 50 m menunjukkan hasil yang tidak berbeda jauh dengan hasil pendugaan biomassa dengan polarisasi HV. Sehingga baik pada model pendugaan biomassa yang dihasilkan dari hubungan biomassa alometrik Hendri dengan backscatter HH citra ALOS PALSAR 50 m maupun model pendugaan biomassa yang dihasilkan dari hubungan biomassa alometrik Hendri dengan backscatter HV citra ALOS PALSAR 50 m dapat digunakan dalam pendugaan biomassa di atas permukaan.
Hasil verifikasi model hubungan biomassa alometrik Hendri dan backscatter citra ALOS PALSAR 12,5 m disajikan pada
Tabel 12. Nilai T hitung pada model 3 dan model 4 sebesar 0.647 dan 0.745 menunjukkan bahwa T hitung setiap model bernilai lebih kecil dari T tabel (2.056) dan nilai signifikansi lebih besar dari 0,05 sehingga dapat diartikan bahwa nilai pendugaan biomassa tidak berbeda nyata dengan nilai biomassa aktual di lapangan baik pada model hubungan biomassa model alometrik Hendri dengan backscatter HH, maupun model hubungan biomassa alometrik Hendri dengan backscatter HV.
Tabel 12 Hasil verifikasi model pendugaan biomassa pada citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 m
No. Model Terpilih R2adj RMSE T hit T tabel sig.
Alometrik Hendri – Backscatter
1 Y = Exp(6.676 + 0.274×BS_HH125) 62.20% 37.28 0.647 2,056 0.523 2 Y = Exp(8.811 + 0.302×BS_HV125) 71.70% 32.43 0.745 2,056 0.463
Model pendugaan biomassa di atas permukaan dengan menggunakan polarisasi HH menunjukkan hasil yang tidak berbeda jauh dengan hasil pendugaan biomassa dengan polarisasi HV (Lampiran 7). Sehingga baik pada model pendugaan biomassa yang dihasilkan dari hubungan biomassa alometrik hendri dengan backscatter HH citra ALOS PALSAR 12,5 m maupun model pendugaan biomassa yang dihasilkan dari hubungan biomassa alometrik Hendri dengan backscatter HV citra ALOS PALSAR 12,5 m dapat digunakan dalam pendugaan biomassa di atas permukaan.
Pendugaan biomassa dengan menggunakan polarisasi HV lebih baik dari pendugaan biomassa dengan menggunakan polarisasi HH. Hal ini dibuktikan dengan nilai RMSE, R2adj dan nilai signifikansi yang lebih baik dari pendugaan biomassa dengan menggunakan polarisasi HH (Tabel 11 dan Tabel 12). Bukti ini didukung oleh hasil penelitian sebelumnya dengan menggunakan Citra ALOS PALSAR, dimana hubungan antara polarisasi HV dengan biomassa lebih baik dibandingkan polarisasi HH dengan biomassa (Sarker & Nichol 2010).
Selanjutnya Sarker dan Nichol (2010) menjelaskan bahwa polarisasi dua arah (HV atau VH) lebih sensitif terhadap volume maka pendugaan biomassa dengan menggunakan polarisasi dua arah menjadi lebih baik dibandingkan pendugaan biomassa dengan menggunakan polarisasi satu arah (HH atau VV). Pada pembuatan model pendugaan biomassa dengan menggunakan polarisasi HV selalu memberikan nilai statistik dan nilai verifikasi yang lebih baik bila dibandingkan dengan polarisasi HH.
Hamburan balik (backscatter) pada radar L-band menembus sebagian daun dan ranting dimana hamburan terbesar dihasilkan oleh batang dan cabang, pada kelas umur tua yang memiliki jarak antar pohon semakin jauh diakibatkan penjarangan, nilai biomassa yang dapat di duga oleh backscatter radar cenderung kecil. Ditemukan pada beberapa plot yang diukur di lapangan, pada daerah yang memiliki jarak tanam yang teratur sehingga memungkinkan mekanisme backscatter dikembalikan dengan langsung tanpa ada gap yang terlalu besar antar pohon, membuat nilai pendugaan biomassa cukup besar.
Polarisasi searah menuju sensor dihasilkan oleh pantulan energi gelombang mikro dari kanopi, batang, atau cabang. Backscatter yang dihasilkan cenderung
sangat kuat dan direkam sebagai objek yang memiliki rona cerah pada citra radar dengan polarisasi searah (HH atau VV). Kecerahan rona ini menandakan nilai dijital yang tinggi sehingga backscatter yang dihasilkan pun tinggi. Sebaliknya pada backscatter dengan polarisasi dua arah (HV atau VH) dihasilkan dari pancaran energi gelombang mikro yang menembus permukaan kanopi suatu pohon, pada daun, cabang dan batangnya. Hamburan balik (backscatter) dua arah ini seringkali disebut sebagai hamburan balik Volume. Nilai dijital yang relatif rendah ditandakan dengan rona yang tidak terlalu cerah, sehingga nilai backscatter pada citra dengan polarisasi ini cenderung rendah.
Variasi yang terjadi pada nilai pendugaan biomassa dipengaruhi oleh jarak antar individu pohon (Sarker & Nichol 2010). Reflektansi dari biomassa (baik biomassa total maupun komponen biomassa) pada SAR backscatter akan lebih baik pada hutan yang homogen, baik yang memiliki kesamaan bentuk, tinggi, maupun diameter, dimana pada hutan yang homogen alokasi biomassa pada setiap komponen tegakan yang berbeda akan relatif lebih konsisten (Lucas et al. 2004).