PEMANFAATAN DIGITAL ELEVATION MODEL DAN GIS UNTUK
PEMODELAN KERENTANAN ROB DI SEMARANG
Ifan Ridlo Suhelmi1) 1)
Mahasiswa Program S3 IPB bekerja pada Pusat Riset Wilayah Laut dan Sumberdaya Nonhayati Badan Riset Kelautan dan Perikanan DKP
Abstract
Semarang topography tends to 0-2% with most of the area is almost the same height as the sea level and even in some places below him (BAPPEDA, 2002). In this way, the topography of the vulnerability to sea level rise became increasingly.Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC) estimates that the water level rise globally from 1990 to 2100 will reach 23-96 cm. While the increase in world temperature over this time period of about 2oC to 4.5oC (IPCC, 1995). Various environmental problems faced by Semarang related to coastal and ocean dynamics, among others problems is tidal inundation, land subsidence, and floods in the rainy season (Arbriyakto and Kardyanto, 2006). This article was conducted to model the locations that are vulnerable to inundated due to sea-level rise. This data processing using Geographis Information System (GIS). Detailed Digital Elevation Models are very important to describe the distribution of inundated area caused by tidal phenomena and sea level. The results show that in general, the coastal semarang have a high level of vulnerability to sea level rise. This can be seen from the indications of the extent of area affected by tidal inundation. Tidal inundation increase in the intensity and spreading along with the increase in sea level rise. and more vulnerable in extend to land subsidence especially around the port of Tanjung Emas. The modeling and monitoring of the vulnerable area due to the tidal inundation, land subsidence, plays an important role in long-term coastal zone management in Semarang. An interactive visualisation tool has been developed via this research, which can potentially be applied to support future Integrated Coastal Zone Management (ICZM) inundation scenario
Keywords: Tidal Inundation, Digital elevation Model, Geographic Informastion System
1. Pendahuluan
Pada wilayah pesisir berlangsung proses geomorfologi yang komplek sehingga wilayah ini merupakan suatu sistem yang dinamis. Proses fisik dan diikuti dengan campur tangan manusia memberikan tekanan tersendiri pada wilayah pesisir. Proses fisik seperti gelombang, genangan pesisir, kenaikan paras muka air laut, erosi, sedimentasi memainkan peranan yang penting dalam pengembangan landscape pesisir. Selain aspek fisik, aspek sosial dimana peningkatan populasi manusia di wilayah pesisir juga memberikan tekanan tersendiri pada sumberdaya di wilayah pesisir. Pembangunan kota, reklamasi, pengembangan kawasan industri, pengembangan lokasi wisata, pembukaan pertambakan memberikan perubahan lahan yang signifikan dan memberikan tekanan terhadap sumberdaya wilayah pesisir.
BAPPEDA [1] mengemukakan bahwa kondisi topografi Semarang cenderung landai dengan kemiringan 0–2% dengan sebagian besar wilayahnya hampir sama tingginya dengan permukaan laut bahkan di beberapa tempat berada di bawahnya. Dengan topografi yang demikian maka tingkat kerentanan terhadap fenomena alam tersebut menjadi semakin besar.
Upaya ini akan memerlukan informasi spasial yang detail untuk memetakan kerentanan, dampak yang ditimbulkan oleh banjir dan genangan, serta kesiap-siagaan dan strategi pencegahan oleh semua stakeholder (Buchele et. al. [2]). Upaya penanggulangan banjir dan genangan untuk Kota Semarang telah dilakukan sejak jaman kolonial Belanda. Pada masa itu telah dibangun Saluran Banjir Kanal Kali Baru (1872), Saluran Banjir Kanal Barat (1892) dan Saluran Banjir Kanal Timur (1900). Gagasan penanggulangan yang lain adalah pembangunan dam lepas pantai yang membentang dari ujung barat sampai ujung timur Teluk Semarang dengan panjang 18 km dan lebar 40 meter. Adapun upaya yang dilakukan untuk menaggulangi banjir dan rob beberapa upaya telah dilakukan pemerintah antara lain pembuatan tanggul sepanjang sungai, pengerukan sedimen sungai, rekontruksi rumah, peninggian lantai, pembuatan tanggul kecil di depan rumah untuk menghalangi masuknya air ke dalam rumah (Marfai [3]).
Untuk memodelkan genangan rob diperlukan data ketinggian yang akurat. Data ini dapat disajikan dalam bentuk DEM (Digital Elevation Model). Pengolahan data DEM ini berdasarkan data titik-titik tinggi yang diperoleh melalui pengukuran.
2. Tujuan
Tujuan Penelitian ini adalah:
a) Menyusun model spasial kerentanan genangan rob di wilayah pesisir Kota Semarang menggunakan data DEM.
b) Menampilkan hasil pemodelan spasial distribusi genangan dalam bentuk visualisasi yang interaktif dan informatif menggunakan software multimedia.
3. Bahan dan Alat
Data yang diperlukan dalam penelitian ini antara lain: a) Data ketinggian detail
b) Data DEM (Digital Elevation Model) hasil pengolahan titik tinggi c) Citra IKONOS akuisisi 2007
d) Data Pasang surut
e) Data Tematik (Jalan, Sungai, Saluran Irigasi, Garis Pantai, Penggunaan Lahan)
Alat yang dipergunakan untuk pengolahan data adalah software pengolah citra berupa ER Mapper dan Global Mapper, software SIG (Sistem Informasi Geografi) berupa Arc View 3.3 dan Software multimedia berupa Macromedia Flash untuk membantu tampilan genangan rob.
4. Metode Penelitian a. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian adalah di sebagian wilayah pesisir Kota Semarang Jawa Tengah seperti terlihat pada Gambar 1 berikut:
5 0 5 Km
U
Gambar 1. Lokasi penelitian
b. Penyusunan DEM
Data DEM (Digital Elevation Model) merupakan data digital berformat raster yang memiliki informasi koordinat posisi (x;y) dan elevasi (z) pada setiap pixel atau selnya. Data DEM ini
dengan proses Gridding atau interpolasi data ketinggian. Data ketinggian diperoleh dari data titik tinggi (spot height). Data titik ini kemudian diinterpolasikan (gridding) sehingga menjadi data DEM berformat raster. (Budiyanto, [4]).
c. Pemodelan Genangan Rob
Untuk membuat DEM, pengukuran vertikal secara ktitis (nilai 'z') suatu titik kontrol tanah (GCPs) adalah penting (Kunapo et al., [5]). Data utama yang digunakan adalah data titik-titik ketinggian. Pembuatan DEM (Digital Elevation Model) topografi dilakukan dengan proses Gridding atau interpolasi data ketinggian. Data ketinggian diperoleh dari data titik tinggi (spot height). Data titik ini kemudian diinterpolasikan (gridding) sehingga menjadi data DEM berformat raster. (Budiyanto, [4]). Data DEM inilah yang akan menjadi dasar dalam membuat model kerentanan genangan.
Untuk mendapatkan daerah genangan rob yang hanya dipengaruhi oleh kenaikan muka air laut maka data yang digunakan adalah data digital elevation model (DEM) yang telah diproses dari data titik ketinggian dan data kenaikan muka air laut tahunan yang telah diproses sehingga menghasilakan pola kenaikan yang linier. Tingkat ketelitian peta dasar yang digunakan sangat berpengaruh terhadap akurasi model genangan banjir rob yang dihasilkan (Berhbahani, et. al. [6]). Untuk mengetahui daerah yang akan tergenang pada dem bisa dilakuakan analisa berdasarkan pada nilai ketinggian yang dimiliki oleh DEM tersebut jika nilai pada DEM lebih kecil dari nilai ketinggian kenaikan air maka daerah yang memiliki ketinggian lebih kecil dari ketinggian air akan dipilih.
DEMi = DEM 2009 – (SLR x (ti - to)) (1)
Dimana:
DEMi DEM daerah tergenang pada tahun i
DEM 2009 DEM pada tahun 2009 SLR Kenaikan muka air laut ti Tahun yang akan diamati
to Tahun awal pengamatan
d. Penyusunan Tampilan Model
Setelah model diperoleh, diperlukan bantuan software Multimedia untuk membatu tampilan model yang lebih interaktif. Beberapa pilihan software adalah Adobe Flash dan Macromedia Flash. Dalam penelitian ini digunakan software Macromedia Flash untuk membantu tampilan model.
Walaupun tidak secara khusus dirancang untuk bekerja geografis, Macromedia Flash sangat cocok untuk visualisasi geografis karena mampu menangani konten baik vektor maupun raster dan memiliki banyak fungsi yang dikehendaki. Flash pada awalnya ditujukan untuk memproduksi animasi. Selama sepuluh tahun terakhir, perkembangan semakin meningkat, dan sekarang dalam tahap mampu menggabungkan bahasa pemrograman yang canggih, ActionScript, yang memungkinkan koneksi dan interaksi yang kompleks dan real-time di dalam web. (Wheeler et. al. [7])
Model flash ini dapat dikaitkan dengan website, sehingga dapat diakses melalui internet. Dengan menaruhnya pada suatu situs, maka diharapkan akan memberikan informasi yang lebih bagi stakeholder untuk mendapatkan gambaran tingkat kerentanan suatu lokasi terhadap genangan. Pada tampilan ini juga dipertimbangkan prediksi kenaikan muka laut berdasarkan prediksi IPCC. Tambahan informasi ini sangat membantu dalam menggambarkan model apabila terjadi interaksi antara faktor pasang dan faktor kenaikan muka laut.
Gambar 2. Proses Pengolahan Data
5. Hasil dan Pembahasan
5.1. DEM dan Kerentanan Genangan Rob
Kerentanan genangan sangat dipengaruhi oleh ketinggian dan letak suatu lokasi terhadap laut. Suatu lokasi yang memiliki ketinggian yang lebih rendah dari muka laut akan sangat rentan terhadap genangan. Dan akan semakin rentan apabila faktor kenaikan muka air laut dan amblesan tanah dijadikan masukan dalam perhitungan model.
DEM yang diperoleh melalui griding titik-titik ketinggian ini memiliki tingkat ketelitian yang detail. Nilai ketinggian diperoleh dalam meter dengan kedetailan informasi ketinggian dibawah 1 meter, sehingga apabila terjadi kenaikan muka laut dalam hitungan centimeter, maka DEM ini akan mampu menggambarkannya dengan baik. Prediksi kenaikan permukaan laut berdasarkan IPCC maksimum 86 cm pada tahun 2100.
Dalam membangun model rob ini, faktor kedetailan data yang digunakan menjadi mutlak adanya. Dengan data yang bersifat detail dan mampu menujukkan suatu lokasi dengan ketinggian dalam hitungan centimeter, maka distribusi genangan akibat kenaikan air laut yang bernilai centimeter dapat digambarkan dengan baik.
Layer Jalan
Layer Citra
Satelit
Layer Drainase
Layer Sungai
Layer DEM
MACROMEDIA FLASH
GIS SOFTWARE
WEBSITE
Data Vektor
Data Raster
Hasil pengolahan titik ketinggian dalam berupa informasi DEM seperti terlihat pada Gambar 3 berikut:
Gambar 3. Hasil Pengolahan DEM dioverlay pada citra IKONOS
Berdasarkan data DEM diatas dapat diketahui topografi suatu lokasi. Untuk memberikan gambaran bagaimana topografi daerah penelitian ini dapat disajikan dalam bentuk profil melintang. Pada contoh dibawah ini, dilakukan transek profil melintang dari 4 (empat) lokasi yang dipilih. Berdasarkan profil melintang tersebut, maka terdapat terlihat adanya daerah yang memiliki topografi yang bergelombang. Apabila ditelurusuri dari arah laut, maka terdapat suatu daerah yang agak tinggi di pantai dan semakin ke arah darat semakin menurun kemudian naik kembali. Hal ini memungkinkan terjadinya kantong rob pada suatu lokasi seperti terlihat pada gambar 4.
Profil Topografi Lokasi 1 Profil Topografi Lokasi 2
Profil Topografi Lokasi 3 Profil Topografi Lokasi 4 Gambar 4. Profil melintang berbagai lokasi
1
2
3
5.2. Antarmuka (Interface) Model
Hasil pengolahan data DEM dan data kenaikan MSL diolah dan disajikan dalam bentuk yang interaktif menggunakan perangkat lunak Macromedia Flash versi 8. Dengan menggunakan macromedia ini maka akan dapat diketahui secara interaktif daerah-daerah yang rentan terhadap genangan apabila terjadi kenaikan MSL. Antarmuka (interface) pemodelan seperti terlihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Antar muka (Interface) pemodelan
Data tematik dapat ditampilkan dengan menekan tombol data tematik, data tematik yang tersedia antara lain data DEM, data Jaringan jalan, jaringan sungai dan pemanfaatan lahan. Seperti terlihat pada gambar 6 berikut adalah tampilan data tematik berupa data DEM dipadukan dengan data jalan dan sungai.
Skenario
SLR
Zooming
Data TematikData Foto
Click
and
Drag
Genangan rob yang terjadi berhubungan erat dengan tingkat kenaikan muka laut. Melalui model visualisasi ini sangat mudah untuk mengetahui distribusi spasial genangan yang terjadi sesuai dengan level kenaikan muka laut. Hanya dengan menggeser tingginya SLR dengan menekan tombol “click and drag” dapat diatur kenaikan muka laut sesuai yang diinginkan. Sebagai contoh terlihat pada Gambar 13 merupakan ilustrasi mengenai sebaran spasial rob pada level kenaikan muka laut pada level 30 cm, dan distribusi spasial genangan akan berubah sesuai dengan tingkat SLR yang dimodelkan.
Gambar 13. Distribusi spasial genangan rob pada ketingian muka laut 30 cm
Dengan aplikasi ini tidak diperlukan adanya pelatihan SIG bagi individu untuk mengoperasikan alat visualisasi ini. Memanfaatkan Website, visualisasi ini dapat di-up load pada server di internet, maka data ini bersifat 'akses terbuka' dan memungkinkan semua pihak untuk mengakses setiap waktu dan darimanapun berada di muka bumi ini. Penggunaan model visualisasi ini tidak terbatas pada individu yang memiliki kemampuan mengopersikan perangkat lunak SIG saja, namun kepada seluruh stakeholder dapat mengakses melalui jaringan internet.
Dengan menanfaatkan model visualisasi ini terdapat beberapa keuntungan yang dapat diperoleh. Beberapa kelebihan penggunaan model visualisasi ini antara lain:
a. inteaktif, tampilan sangat interaktif, setiap kenaikan permukaan air laut akan dengan mudah menampilkan daerah-daerah yang rawan terhadap genangan,
b. Mudah digunakan (user friendly) oleh semua pihak, dengan penggunaan flash yang bersifat interaktif, pengguna yang tidak memahami SIG dapat memperoleh informasi dengan mudah, c. Dapat diaplikasikan lewat media internet, hasil pemodelan dapat diletakkan dalam server dan
diakses melalui internet, dengan demikian maka informasi dapat tersebar tak terbatas kepada semua pengguna,
d. Dapat dikembangkan lebih lanjut dengan penambahan-penambahan informasi yang diperlukan, misalkan informasi penggunaan lahan sehingga ketika terjadi genangan dapat diketahui penggunaan lahan apa saja yang terkena genangan, misalnya informasi prediksi kenaikan muka laut oleh IPCC atau prediksi laju penurunan tanah (land subsidence) di lokasi penelitian. Selain memiliki kelebihan, model visualisasi ini memiliki beberapa keterbatasan. Beberapa
keterbatasan model dimaksud antara lain:
(1) Karena sifatnya yang hanya berupa visualisasi saja dan bukan merupakan program yang berbasis SIG, maka dalam model ini tidak terdapat informasi koordinat,
(2) Tidak dapat diperoleh informasi luasan genangan, yang ditampilkan model ini hanya berupa distribusi spasial genangan, hal ini disebabkan program yang digunakan bukan program yang berbasis SIG sehingga hanya tampilan saja.
6. Kesimpulan
1. Tingkat kedetailan DEM sangat berpengaruh terhadap data kerentanan genangan yang dihasilkan, hal ini berarti semakin detail data yang diperoleh akan semakin detail pula pola sebaran daerah rentan genangan.
2. Visualisasi dengan menggunakan perangkat lunak berbasis Flash mampu memberikan kemudahan bagi stakeholder untuk memperoleh gambaran distribusi spasial genangan dan tidak hanya terbatas pada indivisu yang menguasai program berbasis SIG.
Daftar Pustaka
[1] Bappeda Kota Semarang. Laporan Antara: Rencana Pengembangan Potensi Kelautan Kota
Semarang Tahun Anggaran 2001/2002. Bappeda Kota Semarang. 2002. (buku)
[2]
Buchele, B., H. Kreibich, A. Kron, A. Thieken, J. Ihringer, P. Oberle, B. Merz, and F.
Nestmann. Flood-risk mapping: contributions towards an enhanced assessment of extreme
events and associated risks. Natural Hazards and Earth System Sciences Vol. 6 pp. 485–503,
2006 (Journal)
[3] Marfai, M. Aris. GIS Modelling of River and Tidal Flood Hazards in a Waterfront City Case study Semarang City, Central Java, Indonesia. ITC Enschedene The Netherland 2003. [Thesis]
[4] Budiyanto, Eko. Sistem Informasi Geografis Menggunakan Arc View GIS. Andi Offset. Yogyakarta. 2005. (Buku)
[5] Kunapo, J. Spatial data integration for classification of 3D point clouds from digital photogrammetry. Applied GIS 1(3):26.1–26.15. 2005. (Journal)
[6] Berhbahani, Sayyed Mahmood Reza. Hamid Reza Ghajamia and Mohammad Ebrahim Bani Habib Abouraihan. The Effect of Base Map Scale on The Acuracy of Flood Zoning Using GIS. Journal of Applied Science Vol 6 (1): 20-26. 2006. (Journal)
[7] Wheeler P.J., J. Kunapo, J.A. Peterson and M. McMahon. Mapping Relative Inundation Vulnerability of Land Parcels on Low-lying Ground: Exemplification With A Photogrametrically-Derived DEM Based Model of Lakes Entrance, Victoria, Australia.
Proceedings of the Spatial Science Institute Biennial International Conference (SSC2007),
