IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pemetaan Sawah Baku dengan Quickbird
Pemetaan areal persawahan di kawasan berbukit perlu menggunakan citra high resolution Quickbird. Quickbird pankromatik memiliki resolusi 60 cm suatu resolusi yang terbaik untuk citra komersial saat ini. Tujuannya adalah agar pemetaan persawahan di kawasan berbukit dapat optimal, karena jika menggunakan citra resolusi medium tidak akan tampak jelas tiap petak sawahnya. Citra Quickbird yang digunakan mencakup Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, walaupun tidak seluruh daerah Kecamatan Nanggung dapat terliput. Secara keseluruhan areal persawahan pada kawasan berbukit didominasi baik oleh sawah terasering yang terletak di daerah yang berbukit, dan sebagian sawah lainnya di daerah dataran. Sawah terasering merupakan yang lebih sulit dalam melakukan proses digitasi poligon (masking), dibandingkan dengan sawah di dataran. Gambar 4. merupakan citra Quickbird di kawasan berbukit yang menunjukkan sawah terasering.
Gambar 4. Sawah Terasering (Skala 1:416)
Sawah terasering yang menjadi ciri khas dari kawasan berbukit menunjukkan galengan yang samar dan tumpang tindih, sehingga menyulitkan proses digitasi onscreen. Hal ini mengakibatkan proses pemetaan sawah baku dataran tinggi memiliki akurasi yang rendah karena penghitungan luas sawah
yang merupakan akumulasi dari luas tiap petak yang tidak presisi. Selanjutnya angka konversi galengan akan besar yang ditunjukkan dengan tingkat kerapatan yang tinggi, sehingga luas areal tanam menjadi lebih sempit. Selain itu, dengan tidak adanya farm road proses distribusi input dan output pertanian pada lahan terasering menjadi kurang efektif dan efisien.
Selain sawah terasering juga terdapat sawah yang relatif datar untuk kawasan berbukit di Desa Sukaluyu. Sawah dataran relatif lebih mudah dalam melakukan digitasi poligon, karena tiap petak sawah dapat terlihat dengan jelas.
Gambar 5. Sawah di Dataran (Skala 1:1.317)
Gambar 4 dan gambar 5 merupakan sawah dataran sebelum dan setelah digitasi poligon. Proses digitasi relatif mudah, karena setiap petak sawah dapat dibedakan dengan jelas. Tidak terdapat tumpang tindih petak sawah seperti yang terjadi pada sawah terasering. Luas petak sawah baku di dataran menjadi lebih akurat jika dibandingkan dengan sawah terasering. Berdasarkan hal tersebut, maka Desa Sukaluyu dipilih untuk menjadi pilot project pemetaan sawah baku kawasan berbukit.
Gambar 7. Sawah di kawasan berbukit (Skala 1:700)
Gambar 7 dan 8 diatas menunjukkan sawah yang terdapat di Desa Sukaluyu yang berada di dataran tinggi. Salah satu karakteristiknya yaitu semakin rapat jarak antar tiap petak sawah dan penyebarannya yang tidak beraturan. Semakin menuju puncak semakin rapat.
Gambar 9. Citra Quickbird Cropping Sample Desa Sukaluyu (Skala 1:21.112)
Citra Quickbird yang digunakan termasuk level pemrosesan Standard Imagery dengan koreksi radiometrik dan geometrik, dan disiapkan dengan sebuah proyeksi peta. Pada level ini, masih memungkinkan mengalami penyimpangan karena masih belum di ortorektifikasi. Seharusnya digunakan citra Quickbird level Orthorectified Imagery untuk menghindari terjadinya penyimpangan pada saat di overlay dengan citra yang telah terkoreksi topografi, seperti citra TerraSAR-X. Hal ini merupakan kelemahan dari citra Quickbird yaitu penyimpangan sudut kamera yang dapat mencapai 600. Selain itu citra Quickbird memiliki resolusi spasial yang tinggi, maka resolusi temporalnya rendah. Mengingat hal ini berkaitan dengan besarnya memori penyimpan datanya. Data yang detail dapat dihasilkan citra Quickbird, sehingga harga citra Quickbird menjadi sangat mahal.
Berikut ini data spesifikasi citra Quickbird Standard Imagery yang digunakan dalam penelitian ini.
Tabel 2. Karakteristik Standard Imagery Products
Physical Characteristics – Standard Imagery
Minimum deliverable area 25 km2 (Image Library) ; 64 km2 (new Collection)
Product Framing Area-based
Final product physical structure Blackfill to a MBR surrounding the ordered image pixels
Pan scene dimensions (pixels col, row)
N/A Pan scene size (approximate at nadir) N/A MS scene dimensions (pixels col,row) N/A MS size (approximate at nadir) N/A
Processing Specifications
Absolute geolocation accuracy (nadir) 23 m CE 90% (excluding terrain distortion & viewing geometry)
Additional geometric corrections applied
Spacecraft orbit position and attitude uncertainty; Earth rotation; Earth curvature; panoramic distortion; terrain elevation (coarse)
Geolocation information applied Ephemeris and attitude; rotation and alignment to map projection
Spatial mosaicing applied N/A
Color balance applied N/A
Radiometric corrections Relative radiometric response between detectors; non-responsive detector fill; conversion for absolute radiometry
Sensor corrections Internal detector geometry; optical distortion; scan distortion; any line-rate variations;
mis-registration of the multi-spectral bands Terrain corrections None ( Ortho Ready Standard); coarse DEM
(Standard) Product Parameters
Product Options Black and White, MS, Bundle ( Black and White & MS), Natural color, Color Infrared, Pan-sharpened ( 4 band)
Number of bits/pixel deliverable image
8 or 16 Digital scaling method ( applies to 8
bit only)
Linear with maximum value set to 255 ( if highest DN is<=255, no scaling is applied
Resampling option Pan-sharpening kernel; 4x4 cubic convolution; 2x2 bilinear; Nearest neighbor; 8-pt sinc; MTF kernel
Dynamic Range Adjusment (DRA) option
Color correction and contrast enhancement (8-bit only)
Output tile size options None; 8k x 8k pixels; 14k x 14k; 16k x 16k pixels Output pixel spacing 60 or 70 centimeters for Black and White, Color,
Map projections Listed in Table 3 Ellipsoids and datums Listed in Table 3
Output alignment Rotated to Map North up
Cloud cover 0-20%
Delivery parameters Output product delivery media options CD; DVD; ftp (pull)
Image data format options NITF 2.0; NITF 2.1; GeoTIFF 1.0 Image support data
ISD files supplied to customer README file; image metadata file; RPC00B; licence text file; tile map file
Spacecraft telemetry Refined attitude/ephemeris (used to create product)
Sumber : Digitalglobe (2009)
Tabel 3. Proyeksi Citra Quickbird
Proyeksi Peta Ellipsoid and Datum
Geographic ( lat/long) GDA 1994
State Plane Coordinate System GRS80
UTM ( default ) NAD27
NAD83 WGS84 Sumber : Digitalglobe (2009)
Perbandingan Basic, Standard, dan Standar Ortho Ready Imagery menunjukkan bahwa ketiga jenis citra tersebut memiliki atribut yang berbeda, yang disesuaikan untuk kegunaan yang berbeda. Berikut ini disajikan beberapa perbedaan utama antara ketiga produk.
Basic Imagery memungkinkan ortorektifikasi menggunakan Model Sensor Quickbird Rigorous atau RPCs. Hasilnya akan sedikit lebih baik dengan menggunakan Model Sensor Quickbird Rigorous. Orthorektifikasi harus dilakukan pada basis per adegan.
Standard Imagery yang paling berguna untuk aplikasi yang memerlukan rujukan geografis dan tanpa koreksi medan. Standar Imagery memiliki DEM yang kasar, sehingga tidak cocok untuk ortorektifikasi.
Ortho Ready Standard Imagery adalah rujukan geografis produk, yang dirancang untuk daerah berbasis ortorektifikasi, menggunakan RPCs. Akurasi yang dapat dicapai akan dibandingkan dengan yang dicapai menggunakan Basic Imagery dengan RPCs. Jika ortorektifikasi tidak menjadi tujuan, maka Standard Imagery dianjurkan. Ortho Ready Standard Imagery diproyeksikan untuk dasar
rata-rata ketinggian dataran ditutupi oleh perintah poligon. Dengan demikian, memberikan perkiraan dekat perintah poligon di tanah. Namun, itu bisa tidak berlaku oleh beberapa ratus meter, terutama di dataran tinggi, jika pengguna tidak berlaku koreksi medan.
4.2. Perhitungan Parameter Sawah Baku
Dalam hal ini parameter sawah baku terdiri dari parameter langsung dan parameter turunan. Parameter langsung adalah parameter yang diperoleh secara otomatis dari hasil proses digitasi poligon. Parameter turunan diperoleh dari hasil pengolahan parameter langsung. Untuk peta sawah baku Desa Sukaluyu diperoleh data seperti yang tercantum pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Identifikasi Peta Sawah Desa Sukaluyu
Jumlah Petak Sawah 9112
Luas Sawah Kotor 136,495 Ha Rata-rata Luas per Petak 0,015 Ha Keliling Sawah Total 500884,542 m Rata-rata Keliling per Petak 54,97 m Angka Konversi Galengan 0,367 Luas Sawah (Data Podes) 103,5 Ha
Data peta sawah Desa Sukaluyu diatas merupakan hasil dari digitasi poligon (masking) pada citra Quickbird. Hasilnya terdiri atas 9112 petak sawah dengan luas total 136,495 Ha, yang menunjukkan bahwa 42,65 % dari 320 Ha keseluruhan luas Desa Sukaluyu merupakan sawah. Selanjutnya, rata-rata luas per petak yaitu 0,015 Ha, nilai ini jauh lebih rendah dari rata-rata kepemilikan lahan sawah nasional sebesar 0,025 Ha. Sementara untuk panjang galengan total atau keliling sawah total adalah 500844,542 m. Semakin banyak petak sawahnya akan semakin besar nilai keliling sawah tersebut. Keliling sawah total yang besar akan menjadikan areal tanam menjadi lebih sempit. Untuk daerah dataran tinggi yang sebagian besar sawah terasering, nilai keliling yang membesar sulit dihindari. Oleh sebab itu, rasio angka konversi galengan akan menjadi besar. Angka konversi galengan diperoleh dari perbandingan luas sawah total dengan keliling
sawah total, yaitu 0,367 untuk Desa Sukaluyu. Angka konversi galengan yang besar mengakibatkan luas areal tanam yang sebenarnya menjadi kecil dari luas sawah total. Dalam hal ini, luas sawah kotor Desa Sukaluyu yaitu 136, 495 Ha bukan luas areal tanam efektif. Hanya sebesar 63,3 % (86, 401 Ha) dari luas sawah total yang merupakan luas areal tanam yang sebenarnya. Konsekuensinya, dalam penentuan estimasi produksi padi sebaiknya digunakan luas areal tanam 86, 401 Ha untuk Desa Sukaluyu. Mengingat angka ini didasarkan atas informasi yang diperoleh berbasis lahan, sehingga estimasi yang ditetapkan tidak mengalami overestimate karena kesalahan dalam menentukan luas sawah total dengan areal tanam efektif.
Setelah dibandingkan dengan data potensi Desa Sukaluyu terdapat beberapa perbedaan yang signifikan yaitu luas wilayah dan luas sawah. Hasil identifikasi dengan perhitungan otomatis perangkat lunak ArcView 3.3 menunjukkan bahwa luas wilayah desa Sukaluyu adalah 320 Ha dan luas sawah kotor (sebelum dikalikan dengan angka konversi galengan) 136,495 Ha. Sementara data potensi desa Sukaluyu menunjukkan bahwa luas wilayah desa Sukaluyu sebesar 207 Ha dan luas sawah 103,5 Ha. Secara perbandingan luas sawah kotor hasil identifikasi merupakan 42,65 % dari 320 Ha keseluruhan luas Desa Sukaluyu, sedangkan dari data potensi desa diketahui persentase luas sawah sebesar 50 % dari 207 Ha keseluruhan luas desa Sukaluyu.
Dalam hal ini terdapat dua kemungkinan yaitu batas administrasi yang digunakan pada penelitian ini salah atau data potensi desa yang salah. Oleh sebab itu, perlu dilakukan verifikasi terhadap batas administrasi desa yang digunakan di Kecamatan Nanggung.
Gambar 10. Batas Desa yang memotong sawah (Skala 1:1.077)
Pada saat proses digitasi, memungkinkan bahwa batas administrasi antar desa memotong sawah seperti yang terlihat pada gambar di atas. Sehingga perlu dilakukan konsolidasi petak-petak sawah tersebut. Batas administrasi yang memotong petak sawah mengakibatkan petak-petak sawah tersebut harus dikonsolidasi secara konsisten agar masuk ke daerah administrasi tertentu. Dengan demikian tidak terjadi kerancuan mengenai wilayah administrasi petak sawah tersebut.
4.3. Pemantauan Sawah Baku dengan TerraSAR-X
TerraSAR-X merupakan satelit X-band yang sering digunakan dalam radar modern. Panjang gelombang X-band yang lebih pendek memungkinkan untuk citra resolusi yang lebih tinggi untuk identifikasi sasaran dan diskriminasi. TerraSAR-X beroperasi pada panjang gelombang 2,5-4 cm dan frekuensi 8-12 GHz. Dengan panjang gelombang yang lebih kecil, maka radar band-X lebih sensitif dan dapat mendeteksi partikel yang lebih kecil. Radar ini digunakan untuk studi tentang pembangunan awan karena dapat mendeteksi partikel-partikel air kecil, selain juga digunakan untuk mendeteksi curah hujan ringan seperti salju. Sebagian besar pesawat satelit dilengkapi dengan radar band X untuk mengamati gejolak dan fenomena cuaca lainnya. Awan adalah bukan masalah untuk TerraSAR-X, sehingga sangat cocok untuk pemantauan di daerah tropis yang hampir selalu tertutup awan.
Gambar 11. Citra TerraSAR-X Cropping Sample Desa Sukaluyu (Skala 1:21.112)
Gambar 13. Peta Sawah setelah overlay (Skala 1:1.200)
Hasil overlay dengan citra TerraSAR-X menunjukkan terjadinya penyimpangan seperti yang terlihat pada dua gambar di atas. Letak petak sawah pada citra Quickbird menjadi tidak tepat pada hasil overlay. Sebagai contoh ekstrimnya, sawah pada Quickbird menjadi sungai pada hasil overlay. Hal ini terjadi karena citra Quickbird yang digunakan termasuk dalam level Standard Imagery, yang masih sangat mungkin mengalami penyimpangan apabila dikoreksi dengan citra lain. Seharusnya, citra Quickbird di Orthorectified Imagery terlebih dahulu untuk mendapatkan citra yang bersifat permanen dan tidak akan mengalami penyimpangan apabila di overlay dengan citra TerraSAR-X. Hanya sebagai konsekuensinya, harus mengeluarkan biaya dua kali lipat dan memakan waktu yang lebih lama.
Berikut ini merupakan tahapan-tahapan untuk mendapatkan citra yang diortorektifikasi. Produk Citra Orthorectified (GIS-ready) digunakan sebagai sebuah gambar peta dasar untuk berbagai aplikasi. Perumpamaannya Orthorectified sebagai produk dasar yang ideal baik untuk menciptakan dan merevisi pemetaan dan GIS database, maupun untuk mendaftarkan fitur yang ada pada lapisan GIS. Produk ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan dan analisis aplikasi lain yang memerlukan tingkat akurasi mutlak yang tinggi.
Pengolahan: Orthorectified Imagery produk radiometrik dikoreksi, sensor diperbaiki, geometris dikoreksi, orthorectified, dan dipetakan ke sebuah kartografi proyeksi dan datum. Orthorectified Imagery produk tersedia sebagai hitam & putih, warna, atau pan-sharpened, dengan 60 sentimeter atau 70 sentimeter resolusi, atau multispectral, dengan 2.4 meter atau 2,8 meter resolusi. Radiometrik koreksi yang diterapkan pada produk ini meliputi: relatif radiometrik respon antara detektor, tidak responsif detector fill, dan konversi untuk radiometri mutlak. Rekening koreksi sensor detektor internal geometri, optik distorsi, scan distorsi, baris-tingkat variasi, dan pendaftaran multispectral band. Koreksi geometris orbit pesawat ruang angkasa menghapus posisi dan sikap ketidakpastian, rotasi bumi dan kelengkungan dan panorama distorsi. Untuk pemesanan poligon yang memerlukan lebih dari satu strip, pelanggan memiliki opsi untuk memiliki produk-produk spasial mosaik dan/atau warna yang seimbang.
Orthorectified Imagery produk DEMs dan / atau bantuan GCPs untuk menghapus perpindahan dan menempatkan setiap pixel ke tempat yang benar, peta lokasi. Sebelum perintah untuk produk Orthorectified Imagery diterima, DigitalGlobe akan menentukan apakah ia dapat memperoleh dukungan yang sesuai data untuk membuat produk yang diinginkan. Akurasi dari DEMs dan/atau GCPs digunakan untuk membuat setiap produk tergantung pada skala Orthorectified Imagery produk yang dipesan. Produk Orthorectified Imagery dinyatakan akurasi (1:50.000; 1:12,000; 1:5,000; dan 1:4800) merupakan tanggung jawab DigitalGlobe untuk memperoleh data dukungan yang diperlukan dalam membuat produk.
