OLEH :
ADNINDYA RIZKA FALAHNSIA
3509 100 015
1
ANALISA KELEMBABAN HUTAN BERDASARKAN NILAI
TVDI MENGGUNAKAN CITRA LANDSAT 7 ETM+
2
Kelembaban tanah merupakan salah satu variabel kunci dalam
proses hidrologi yang berperan penting dalam menentukan
ketersediaan air sebagai unsur yang sangat fundamental dalam
kehidupan manusia. Informasi kelembaban tanah juga bisa
digunakan untuk prediksi cuaca, peringatan awal kekeringan,
penjadwalan irigasi, dan perkiraan panen.
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mendapatkan
informasi kelembaban tanah adalah TVDI (Temperature-Vegetation
Dryness Index). TVDI merupakan indeks kekeringan yang dihitung
berdasarkan parameter empirik dari hubungan antara temperatur
permukaan (TS) dan indeks vegetasi NDVI (Normalized Difference
Vegetation Index).
3
Wilayah kabupaten Banyuwangi mempunyai luas sekitar 5,782.50
km
2
, sebagian besar masih merupakan hutan. Kawasan hutan ini
diperkirakan mencapai 183,396.3 Ha atau sekitar 31.72 %
(Banyuwangi dalam angka, 2011). Luas kawasan hutan Kesatuan
Pemangkuan Hutan (KPH) Banyuwangi Utara adalah 56,118.98 ha
terletak di dua kabupaten yaitu Kabupaten Banyuwangi dan
Kabupaten Situbondo. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan
untuk menganalisa kelembaban hutan di KPH Banyuwangi Utara
dengan metode perhitungan indeks kekeringan TVDI menggunakan
citra Landsat 7 ETM+ tahun 2000.
4
Dari latar belakang diatas, maka perumusan masalah yang akan dilaksanakan
dalam penelitian tugas akhir ini adalah bagaimana hasil analisis kelembaban hutan
berdasarkan nilai TVDI kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara menggunakan
citra Landsat 7 ETM+ bulan Juni 2000 dan Juli 2000.
RUMUSAN MASALAH
BATASAN MASALAH
1.
Penelitian ini dilakukan di kawasan hutan KPH Banyuwangi
Utara.
2.
Kelembaban hutan yang dimaksud adalah kelembaban tanah di
hutan Kabupaten Banyuwangi.
3.
Data Primer yang digunakan adalah data citra Landsat 7 ETM
bulan Juni 2000 dan Juli 2000.
4.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini dengan metode
5
1.
Untuk mengetahui pemrosesan citra Landsat 7 ETM dalam menganalisis
kelembaban hutan dengan algoritma TVDI.
2.
Untuk mengetahui pemetaan dan sebaran kelembaban hutan di hutan
KPH Banyuwangi Utara berdasarkan nilai TVDI.
3.
Untuk mengetahui tingkat kelembaban hutan di hutan KPH Banyuwangi
Utara.
TUJUAN PENELITIAN
MANFAAT PENELITIAN
1.
Manfaat untuk peneliti yaitu dapat mengetahui pemrosesan citra
Landsat 7 ETM dalam menganalisis kelembaban hutan
menggunakan algoritma TVDI.
2.
Manfaat untuk ilmu pengetahuan yaitu sebagai referensi
untuk peneliti selanjutnya
6
Lokasi Penelitian
Secara geografis kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara berada pada
7
o
14’52” samapai 8
o
16’ 11” LS dan pada 114
o
08’41” sampai 114
o
49’48” BT.
Kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara terbagi menjadi tiga bagian yaitu
Bitakol, Alas-Buluh Gombel, dan Kendeng Timur Laut.
METODOLOGI PENELITIAN
7
Data
a.
Data spasial berupa citra satelit Landsat 7 ETM Path/Row: 117 / 065
dengan akuisisi 23 Juni 2000 dan Path/Row: 117 / 066 dengan akuisisi 9
Juli 2000.
b.
Data non spasial berupa data primer (survai lapangan)
c.
Data sekunder (literatur dan instansi terkait)
Peralatan
a.
Perangkat Keras
i.
Laptop
ii.
Printer
iii.
Kamera Dijital
iv.
GPS Navigasi Garmin eTrx H High Sensitivity
b.
Perangkat Lunak
i.
Software Image Processing
ii.
Arc GIS 10
iii.
Microsoft Office 2010
8
DIAGRAM ALIR
Citra Landsat 7 ETM+ Juni 2000 Citra Landsat 7 ETM+ Juli 2000 Pennggabungan Citra (Mozaicking)Koreksi Geometrik Peta Vektor Kab. Banyuwangi
RMSE ≤1 pixel
Citra Terkoreksi
Algoritma NDVI Algoritma Land Surface
Temperature (LST)
Citra Bernilai NDVI Citra Bernilai LST
Analisa Regresi Algoritma TVDI Pemotongan Citra (Cropping)
Komposit Citra
Groundtruth
Citra Bernilai TVDI
Analisa
Peta Kelembaban Hutan di KPH Bnayuwangi Utara Bernilai TVDI Data Suhu di Kabupaten
Banyuwangi Tidak
9
Koreksi Geometrik
Hasil perhitungan RMS Error
rata – rata didapat 0,11758
dengan nilai SOF yaitu
0,2250
HASIL DAN ANALISA
10
Perhitungan Indeks Vegetasi (NDVI)
Nilai NDVI yang diperoleh untuk daerah studi penelitian ini
memiliki rentang antara -0,357576 sampai 0,606061 dengan
nilai rata – rata 0,12424.
Dari proses perhitungan NDVI
menggunakan citra Landsat 7 ETM+ didapat luasan berdasarkan
hasil klasifikasi NDVI, yaitu :
HASIL DAN ANALISA
Klasifikasi
Luas (Ha) Luas (%)
Vegetasi Jarang
7.535,34
54,4
Vegetasi Sedang
4.263,3
30,7
Vegetasi Rapat
2.069,1
14,9
11
Perhitungan Suhu Permukaan (LST)
Proses pengolahan citra dengan menggunakan algoritma LST menghasilkan
nilai suhu rata – rata pada kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara yaitu 20,8
o
C
dengan suhu minimum 13,9
o
C dan suhu maksimum 27,7
o
C.
HASIL DAN ANALISA
Range Suhu (
oC)
Jumlah (%)
13,9 – 15,9
0,6952
16,0 – 17,9
0,7323
18.0 – 19,9
4,0808
20,0 – 21,9
16,484
22,0 – 23,9
7,064
24,0 – 25,9
0,4946
26,0 – 27,9
0,1597
12
Perhitungan Indeks Kekeringan TVDI
Model TVDI memanfaatkan hubungan segitiga antara NDVI dan temperatur
untuk menentukan indeks kelembaban tanah. Scatterplot antara NDVI pada
sumbu x dan temperatur pada sumbu y akan membentuk segitiga.
:
HASIL DAN ANALISA
y = -11,81x + 26,791
y = 5,9355x + 18,045
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
Kering
Basah
Linear (Kering)
Linear (Basah)
Gambar 3. Korelasi antara Indeks Vegetasi (NDVI) dengan Suhu
Permukaan (LST)
13
Pada gambar 3 untuk kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara dapat ditunjukkan
bahwa batas kering mempunyai persamaan yaitu LST
max= -11,81*NDVI +
26,791, sedangkan batas basahnya LST
min= 5,9355*NDVI + 18,045. Berdasarkan
hasil persamaan batas kering dan batas basah tersebut maka persamaan model
TVDI untuk kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara dapat disederhanakan sebagai
berikut:
𝑇𝑇𝑇𝑇 =
𝐿𝐿𝑇 − (5,9355 ∗ NDVI + 18,045)
−17,7455 ∗ 𝑁𝑇𝑇𝑇 + 44,836
Dari proses perhitungan TVDI menggunakan citra Landsat 7 ETM+ didapat luasan
berdasarkan hasil klasifikasi TVDI, yaitu :
HASIL DAN ANALISA
Klasifikasi
Luas (Ha)
Luas (%)
Agak Basah
60,12
0,5
Basah
12.334,41
99,5
14
HASIL DAN ANALISA
Gambar 4. Peta Indeks Vegetasi NDVI
Gambar 5. Peta Suhu Permukaan
15
1. Dari hasil klasifikasi tingkat kerapatan vegetasi berdasarkan nilai NDVI
didapat bahwa vegetasi jarang mempunyai luas 7.535,34 Ha; vegetasi
sedang mempunyai luas sebesar 4.263,3 Ha; dan vegetasi rapat 2.069,1
Ha.
2. Model kekeringan lahan (TVDI) yang diperoleh berdasarkan integrasi antara
parameter indeks vegetasi (NDVI) dan suhu permukaan (LST) dari data
Landsat 7 ETM+ kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara akuisisi 23 Juni
2000 dan akuisisi 9 Juli 2000 adalah sebagai berikut :
𝑇𝑇𝑇𝑇 =
𝐿𝐿𝑇 − (5,9355 ∗ NDVI + 18,045)
−17,7455 ∗ 𝑁𝑇𝑇𝑇 + 44,836
3. Kawasan hutan KPH Banyuwangi Utara pada tahun 2000 berdasarkan
nilai indeks kekeringan TVDI terklasifikasi menjadi dua kelas yaitu kelas
basah (12.334,41 Ha) dan kelas agak basah (60,12 Ha).
16
Abidin, H. Z., dkk. 2002. Survei Dengan GPS. Jakarta: Pradnya Paramitha.
Andersen, J.A. 2001. Distributed Hydrological Modelling and Application of Remote Sensing Data. Tesis Environment & Resources DTU. Denmark : Technical University of Denmark.
Claps, P., Laguardia, G. 2001. Assessing Spatial Variability of Soil Water Content Through Thermal Inertia and NDVI. Italia : University of Basilicata
Danoedoro, Projo, 1996. Pengolahan Citra Digital. Teori dan Aplikasinya dalam Bidang Penginderaan Jauh. Fakultas Geografi Universitas Lambung Gadjah Mada. Yogyakarta.
Departemen Kehutanan. 2003. SejarahKawasan Ekosistem Tangkahan.<http:www.dephut.go.id/informasi/TN%20INDO-ENGLISH/tn.index.htm(13 Januari 2013)
Dodi,S. dan Elfa,D. 2008. Analisis Indeks Vegetasi menggunakan Data Satelit NOAA/AVHRR dan TERRA/AQUA-MODIS. Jakarta : Universitas Indonesia.
Furqon. 1999. Statistika Terapan Untuk Penelitian. Bandung : CV. Alfabeta
Hasyim, Badawi. 2008. Analisis Potensi Sumberdaya Lahan Pertanian Tanaman Pangan di Kabupaten Banyuwangi menggunakan Citra Landsat
7 ETM+. Bandung : Jurnal Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XVII.
Irwanto. 2006. Penilaian Kesehatan Hutan Tegakan Jati (Tectona Grandis) Dan Eucalyptus (Eucalyptus Pellita) Pada Kawasan Hutan Wanagama
I. Yoyakarta : Universitas Gadjah Mada.
Jensen, J.R. 1996. Introductory Digtal Image Processing – a Remote Sensing Perspective. Second Edition. London : Prentice Hall. Keputusan Menteri Kehutanan No. 70/Kpts-II/2001. Tentang Penetapan Kawasan Hutan, Perubahan Status dan Fungsi Kawasan Hutan.
17
Lillesand T.M., and Kiefer R.W., 2000. Remote Sensing and Image Interpretation. Second Edition, John Wiley & Sons, New York. Lillesand, T.M., Kiefer, R.W., and Chipman J.W.2004. Remote Sensing and Image Interpretation. Fifth Edition. New york : John Wiley &
Sons
Martin, Seelye. 2004. An Introduction to Ocean Remote Sensing. United Kingdom : University of Cambridge
Maryantika, N. 2012. Analisa Perubahan Vegetasi Ditinjau Dari Tingkat Ketinggian dan Kemiringan Lahan Menggunakan Citra Satelit Landsat Dan Spot 4 (Studi Kasus Kabupaten Pasuruan). Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Nashrrullah S., Darmawan S., Hadi F., Budi Harto A., Wikantika K,. 2008. Analisis Kelembaban Tanah Dengan Landsat ETM
Menggunakan Metode TVDI (Temperature-Vegetation Dryness Index). Jurnal Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XVII 2008. Bandung
Purwadhi, S.H. 2001. Interpretasi Citra Digital. Jakarta: Grasindo
Perum Perhutani. 2013. Public Summary KPH Banyuwangi Utara Tahun 2013. Banyuwangi:Perum perhutani KPH Banyuwangi Utara. Rahmawaty. 2004. Hutan : Fungsi dan Peranannya Bagi Masyarakat. Sumatera Utara :Universitas Sumatera Utara
Rizatus Shofiyati dan Dwi Kuncoro G.P. 2007. Inderaja Untuk Mengkaji Kekeringan Di Lahan Pertanian. Informatikka Pertanian Volume 16 No 1, Juli 2007.
Rusdiyatmoko, A. dan Zubaidah, A. 2005. Analisis Spektral Data Modis untuk Pemantauan Hutan/Lahan (Studi Kasus Provinsi Sumatra
Selatan). Pertemuan I lmiah Tahunan MAPIN XIV “Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan
Bangsa”. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 14 – 15 September 2005.
Sandholt, I., Rasmussen, K. and Andersen, J. 2002. A Simple Interpretation of the Surface Temperature/Vegetation Index Space for Assessment of
Surface Moisture Status. Remote Sensing of Environment 79 (2002) 213-224. Elsevier Science Inc.
DAFTAR PUSTAKA
18
Stumeang, Risman.2005. Analisis Fungsi Kawasan dan Zonasi Hutan Pendidikan da Penelitian Barat Muara Kaeli menggunakan Data Satelit
Pengideraan Jauh. Jurnal Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV 2005.Surabaya
Sukristiyanti dan Dyah,M. 2009. Pendeteksian Kerapatan Vegetasi dan Suhu Permukaan Menggunakan Citra Landsat (Srudi kasus : Jawa Barat
Bagian Selatan dan Sekitarnya). Jurnal Riset Geologi dan Pertambangan Jilid 19 No 1 (2009) 15 – 24.
Witter, J. 2004. Deriving a TVDI from Landsat 5 Imagery for The Oak Opening Region of Northwest Ohio. Spring 2004 Digital Image Analysis Final Project.
Undang-undang Nomor 41 Tahun 1999. Tentang Kehutanan.
Yusnandar. 2001. Aplikasi Analisis Regresi/Korelasi Data Hasil Penelitian Peternakan Dengan Menggunakan Program SAS (Statistical Analysis
System). Informasi Pertanian Volume 10.
Zakiyan, Muhammad Ghulaman. 2011. Analisis Serangan Hama Wereng Coklat (Nilapavarta Lugens) Pada Tanaman Padi Menggunakan
Data Satelit Terra Modis Di Kabupaten Indramayu. Bogor : Institut Pertanian Bogor.
http://banyuwangikab.bps.go.id dikunjungi pada tanggal 13 Januari 2013 pukul 16.00 BBWI
