Pemodelan Algoritma Penduga Konsentrasi Klorofil-a Menggunaltan Citra Satelit Terra MODIS di Perairan Teluk Jakarta dan Kepulauan Seribu

(1)

PEMODELAN ALGORITMA

PENDUGA KONSENTRASI KLOROFIL-A

MENGGUNAKAN CITRA SATELIT TERRA MODIS

DI PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN KEPULAUAN SERIBU

ELLING SETIYO BUD1 RAHARJO

SKRIPSI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

(2)

PEIZNYATAAN

TENTANG SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyataltan bahwa Sltripsi yang beljudul :

PEMODELAN ALGORITMA PENDUGA KONSENTRASI KLOROFIL-A MENGGUNAKAN CITRA SATELIT TERRA MODIS DI PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN KEPULAUAN SERIBU

adalah benar ~nerupakan hasil ltarya sendiri dan belum diajukail dalam bentuk apa

pi111 kepada perguruan tinggi lnana pun. Senlua sumber data dail i~xforinasi yang

berasal atau dikutip dari lcarya yailg diterbitltan inaupun tidak diterbitlcan dari penulis

laill telal~ disebutlcall d a l a ~ n telts d m dicantumkail dalain Daftar Pustalta di bagian

akhir Sltripsi ini.

ELLING SETIYO BUD1 M H A R J O

(3)

ELLING SETIYO BUD1 RAHARJO. Pemodelan Algoritma Penduga

Konsentrasi Klorofil-a Menggunaltan Citra Satelit Terra MODIS di Perairan Teluk Jaltarta dan Kepulauan Seribu. Di bawah bimbingan VINCENTIUS P. SIREGAR dan INDAH PRASASTI.

Dinanlisnya peinbangunan dan elcsploitasi kawasan pesisir secara besar- besaran dapat menyebabkan penurunan kondisi fisilc dan fungsi elcosistem perairan di seltitarnya. Dalaln jangka panjang, ha1 ini aka11 merugikan manusia. Potensi bahaya yang dapat terjadi meiluiitut adanya sistem kontrol yang baik. Salah satunya dengan meinantau kualitas perairan pantai secara berkesinambungan. Penginderaan jauh merupalcau metode yang culc~~p bailt untuk meillantau kualitas air. Dengall telah diluncurlcannya satelit Terra (EOS AM-1) yang lnembawa sensor MODIS (Modevale Resolz~lion Iiiznging S'eclrorndionzeter) dengall 36 kanal diskrit, informasi

oseanografi yang diperoleh diharaplcan akan lebih baik dan akurat. Penelitian ini mencoba menggali potensi apliltasi data citra satelit Terra MODIS untuk menentukan salali satu parameter ltualitas air, yaitu konsentrasi klorofil-a.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari respon spektral beberapa kana1 cahaya tampale sensor satelit Terra MODIS terhadap konsentrasi ltlorofil-a di perairan dan mengembanglean algoritma penduga ltonsentrasi klorofil-a menggunakan citra satelit Terra MODIS di perairan Teluk Jakarta dan Kepulauan Seribu.

Penelitian ini dilalcsanalcan dari bulan Oktober 2003 s.d. September 2004. Pengambilan sanipel air unt~llc parameter klorofil-a dilakukan pada 25 s.d. 28 Olctober 2003 bersama program Dafiar Isian Proyek South East Asian Ministry of Education Organization for Tropical Biology (SEAMEO BIOTROP), Bogor. Analisis

konsentrasi klorofil-a dilakukan di Laboratorium Limnologi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Instittit Pertanian Bogor dan Laboratorium Penginderaan Jauh dan Ekologi, SEAMEO BIOTROP, Bogor. Pengolahan data citra satelit Terra MODIS dilakultan di Pusat Pengembangan Pemanfaatan daii Teknologi Penginderaan Ja~th, Lembaga Antariksa dan Penerbangan Nasional (LAPAN), Jakarta.

Algoritma penduga lconsentrasi klorofil-a pada penelitian ini menggunakan rasio ltanal ( k a ~ ~ a l , ~ , , d k a n a l , , ~ , , ~ ~ ) , Data citra satelit yang digunalcan pada pe~ielitian ini adalah nilai radiansi spektral kana1 8, 9, 10, 11 dan kanal 12 sensor satelit Terra MODIS. Hal ini diltarenakan ltisaran panjang gelombang elektromagnetik yang dapat diindera Itanal-Itanal tersebut mempunyai hubungan erat dengan ltonsentrasi klorofil- a. Pemilihan kana1 yang paling sesuai untuk algoritma dilakukan dengall

menggunaltan analisis regresi linier.

(4)

transformasi matematik terhadap rasio kana1 tersebut menghasilltan bentulc M-8/[Log (M-1 I)]* yang selanjutnya digunaltan sebagai variabel bebas algoritma. Algoritma penduga konsentrasi ltlorofil-a di perairan Teluk Jakarta dan Kepulauan Seribu hasil penelitian iini menggunakan persamaan ordo tiga : [Chl-a] = - 26950

+

2555,7{M- 8/[Log (M-1 1)12) - _{S0,775{M-8/[Log (M-11)]}

l2

+

_{0,8509{M-8l[Log ( M - l l ) ~ ' } ~} dengan [Chl-a] = konsentrasi ltlorofil-a; M-8 dan M-l 1 = nilai r a d i a ~ s i kanal 8 da11

11 sensor satelit Terra MODIS.

Nilai determinasi dan ltorelasi antara konsentrasi klorfil-a dugaan satelit Terra MODIS dengan Ilasil pengukuran langsung di lapangan tergolong ltecil (r = 0,43325

dan R = 0,18770). Hal ini menunjukkan bahwa secara kuantitatif, hasil pendugaan

ltonsentrasi klorofil-a di perairan Teluk Jakarta dan Kepulauan Seribu menggunakan citra satelit Terra MODIS berdasarltan algoritma hasil penelitian ini kurang akurat. Dengan demilcia~~, algoritma yang dihasilkan dari penelitian ini belum memadai untuk diapliltasikan baik di perairan Teluk Jakarta dan Kepulauan Seribu maupun di daerah lain yang nlenlililci karakteristik sama dengan daerah tersebut. Beberapa

falctor yang diduga menjadi penyebabnya antara lain ltecilnya resolusi spasial kanal- Itanal cahaya ta~npak sensor satelit Terra MODIS (1x1 ltm2), tidak adanya

penainbahan falctor koreksi atmosferik pada algorit~na yang dihasilltan, karakteristik lolcasi penelitian yang tergolong perairan tipe dua dan tingginya pengaruh atenuasi material-material atmosfer di lokasi penelitian.

(5)

PEMODELAN ALGORITMA

PENDUGA KONSENTRASI KLOROFIL-A

MENGGUNAKAN CITRA SATELIT TERRA MODIS

DI PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN KEPULAUAN SERIBU

ELLING SETIYO BUD1 RAHARJO

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Perikanan pada

Departemen Ilmu dan Teltnologi Kelautan

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

(6)

SKRIPSI

J u d ~ ~ l Skripsi : Pernodela11 Algoritma Penduga Konsentrasi Klorofil-a

Menggunakm Citra Satelit Terra MODIS di Perairan Teluk

Jalcarta dan Kepulauan Seribu

N a n a Mahasiswa : Elling Setiyo Budi Raharjo

NOIIIO~ Poltok : C06400007

Departemen : Ilmu dan Teknologi Kelautan

Disetujui :

Kotnisi Pe~nbi~nbing

Dr. Ir. Vincentius P. Siregar. DEA

Ketua

Ketua Departemen ITIC

-

J

Ir. Indah Prasasti. M.Si

Anggota

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Alloh SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga slcripsi ini dapat penulis selesaikan.

Slcripsi ini lnerupalca~~ hasil pellelitia~l yang penulis lakukan dari Olctober 2003 s.d.-

September 2004 di South East Asian Ministry of Education Organization for Tropical

Biology (SEAMEO BIOTROP), Bogor dan Lembaga Antariksa dan Penerbangan

Nasional (LAPAN), Jakarta yang pellulis beri judul : "Pemodelan Algoritma

Penduga Konsentrasi Klorofil-a Menggullalcan Citra Satelit Terra MODIS di Perairan

Telulc Jakarta dan Kepulauan Seribu"; Disusull sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Perikatlan pada Departemen Ilmu dall Telu~ologi Kelautan,

Fakultas Perilcallan dan Illnu Kelautan, Institut Pertallian Bogor.

Banyak pihak yang bejasa m e m b a ~ ~ t ~ ~ pe~lulis mellyelesailca~l Slaipsi ini.

Oleh Itarena itu, pada kesempata~l ini penulis tnellyampailca~l terilna lcasih kepada

Dr. Ir. Vince~ltius P. Siregar, DEA dan Ir. Indah Prasasti, M.Si selaku ketua dan

anggota Komisi Pelnbimbing pellulisau skripsi; Ir. Katmolco Ari P, M.Sc yang telal~

mengajarlcan teh~ilc pengolahan data citra satelit Terra MODIS; Ayah, Ibu, U'ut,

Citra, Nining, Budi, Dollik, Arwan, Ahrnad dan teman-teman lain yang selalu

memberikan duku~lga~l selama tnenyelesailcan kegiatan penelitian dan penulisan

Slcripsi ini.

Penulis mengharaplciu~ agar Skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan

ilmu pengetahuan, khususnya petnanfaata~l teknologi penginderaan jauh.

(8)

RIWAYAT

HIDUP PENULIS

Penulis dilahirkan di Pemalang, Jawa Tengah pada 18 september

1982. Penulis merupakan putera pertama dari dua bersaudara

pasangan Murdiyanto dan Raniah. Penulis lulus dari SD Negeri

Majalangu 02 pada tahun 1993; SLTP Negeri 1 Watukumpul

pada tahun 1997 dan SMU Negeri 1 Pemalang pada tahun 2000.

Pada tahun yang sama penulis diterima di Jurusan, sekarang

Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).

Selama sekolah, penulis aktif di beberapa organisasi. Di Sekolah Dasar,

penulis aktif sebagai Ketua Patroli Keamanan Sekolah (PKS); Selanjutnya di SLTP

penulis menjadi Ketua PKS dan Wakil Ketua I Organisasi Siswa Intera Sekolah

(OSIS). Di SMU penulis kembali aktif sebagai Wakil Ketua I OSIS dan dipercaya

menjabat Ketua Umum Ikatan Pengurus OSIS (IPO) Kabupaten Pemalang.

Selanjutnya penulis bergabung dalam Tim Penyuluh Bidang Keorganisasian Pelajar

di bawah naungan Seksi Bidang Pembinaan Pemuda dan Olah Raga (BINMUDORA)

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Kabupaten Pemalang. Pada masa kuliah

penulis dipercaya menjadi Ketua Majelis Al-Bahri ITK dan Kepala Departemen

Hubungan Luar Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan (HIMITEKA).

Pengalaman kerja penulis dimulai saat diterima di Global Event Organizer

(GEO) sampai menduduki jabatan Manajer Operasional. Karena beberapa ha1 penulis

pindah ke PT Yosika, lalu pindah lagi ke PT Gudang Buku. Di kampus, penulis

pemah dipercaya menjadi asisten mata kuliah Oseanografi Kimia dan Koordinator

Asisten Oseanografi Dinamik di bawah naungan Laboratoriurn Oseanografi, Fakultas

Perikanan d m Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Penulis dinyatakan lulus dari Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan pada

4 Oktober 2004 setelah berhasil melalui ujian hasil penelitian yang penulis beri judul

"Pemodelan Algoritma Penduga Konsentrasi Klorofil-a Menggunakan Citra Satelit

(9)

DAFTAR IS1

Halaman KATA PENGANTAR

...

_vi

. . .

DAFTAR IS1 VIII

DAFTAR TABEL

...

x

DAFTAR GAMBAR

....

. . .

_xi

DAFTAR LAMPIRAN

...

_xii

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

...

₁

. .

1.2 T ~ ~ j u a n Peallel~t~an 2

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karakteristilc Optik Perairan

...

₃

2.2 Klorofil dan Respon Spektralnya pada Sensor Satelit

...

₅

2.3 Algorit~na Penduga Konsentrasi Klorofil-a

...

₇

2.4 Karaltteristik Satelit Terra MODIS 7

3. METODOLOGI

3.1 Walttu dan Lokasi Peilelitiaall

3.2 Alat dan Bahan

...

.

. .

3.3 Prosedur PenelitIan

...

3.3.1 Pengambilan Saalnpel Air untuk Parameter Klorofil-a

...

3.3.2 Analisis Sampel Air untuk Parameter Klorofil-a

...

. .

3.3.3 P e ~ l l ~ l ~ h a n Citra Satelit

...

3.3.4 Pelnotongan Citra Satelit dan Koreltsi Geolnetrik

...

3.3.5 Pelnodelan Algoritma Penduga Konsealltrasi Klorofil-a

...

.

(10)

4

.

_{HASIL DAN PEMBAI-IASAN}

4.1 Karakteristik Perairan Teluk Jakata dan ICepulauan Seribu

...

₁₇

4.2 Kon~bi~lasi Kana1 Sensor MODIS Penduga Konsentrasi Klorofil-a 18

4.3 Pernodelan Algorit~lla Penduga Konsentrasi Klorofil-a

...

₂₁

4.4 Perbandingan Algoritma

...

₂₅

4.5 Distribusi Klorofil-a di Perairan Telulc Jakarta dan ICepulaua11

...

Seribu 27

5

.

_{KESIMPULAN DAN SARAN}

5.1 Kesi~llpulan

...

₃₀

5.2 Saran

...

₃₁

...

DAFTAR PUSTAKA .: 32

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)