Manfaat Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis
dalam Memperbaiki Model Erosi Berbasis Vektor
Windi Mayasari
Program Pascasarjana Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu. Jalan WR Supratman, Kandang Limun, Bengkulu 38371 A, Indonesia. Tel./Fax. +62-736-21170 / +62-736-22105
ABSTRAK
Penulisan artikel ini merupakan tugas dari mata kuliah Sistem informasi geografis dan penginderaan jauh pada Program Pasca Sarjana Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Universitas Bengkulu (PSL Unib). Penulisan artikel ini bertujuan untuk mengetahui manfaat penginderaan jauh dan sistem informasi geografis dalam memperbaiki model erosi berbasis vektor khususnya di Negara Indonesia. Menurut Burrough:1986, SIG adalah alat yang bermanfaat untuk pengumpulan, penimbunan, pengambilan kembali data yang diinginkan dan penayangan data keruangan yang berasal dari kenyataan dunia. Murai (1999) SIG adalah sistem informasi yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memanggil kembali, mengolah, menganalisis dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospatial, untuk mendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan, transportasi, fasilitas kota, dan pelayanan umum lainnya.
Kata Kunci : Sistem informasi geografis, penginderaan jauh, erosi, lahan kritis
PENDAHULUAN
Erosi adalah Proses butiran tanah yang terlepas dari agregatnya dan dibawa hanyut oleh aliran permukaan
(run off) ke lereng bawah sampai akhirnya diendapkan di
tempat yang lebih rendah atau di muara-muara sungai. Erosi tanah merupakan masalah lingkungan yang terjadi di berbagai belahan dunia yang berdampak negatif baik pada produksi pertanian, infrastruktur, kualitas air maupun biodiversitas (Sulistyo, 2015). Erosi dibedakan menjadi dua, yaitu erosi hgiologi (alami) dan erosi dipercepat (accelerated erosion). Erosi geologimerupakan erosi yang berjalan sangat lambat, dimana jumlah tanah yang tererosi sama dengan jumlah tanah yang terbentuk. Erosi ini tidak berbahaya karena terjadi dalam keseimbangan alami. Sedangakan erosi dipercepat merupakan erosi yang terjadi lebih cepat akibat aktifitas manusia yang menganggu keseimbangan alam. Jumlah tanah yang tererosi lebih banyak daripada tanah ang terbentuk. Erosi ini berjalan sangat ceat sehingga tanah di permukaan (top soil) menjadi hilang. Geographic Information System atau bisa disebut Sistem Informasi Geografis adalah system informasi khusus yang mengelola data yang memiliki informasi spasial (bereferensi keruangan). Atau dalam arti lain, merupakan salah satu system komputer yang memiliki kemampuan membangun, menyimpan, mengelola dan menampilakn informasi bereferensi geografis, misalnya data yang diidentifikasi menurut lokasinya, dalam sebuah bentuk database, bisa juga memasukkan orang yang membangun dan mengoprasikannya dan data sebagai bagian dari system ini.
Teknologi ini dapat digunakan untuk investigasi ilmial, pengelolaan sumber daya, kartografi dan perencanaan rute. Selain itu Sistem Informasi Geografis ini bisa juga membantu dalam perencanaan untuk secara cepat
menghitung waktu tanggap darurat saat terjadi sebuah bencana.
Menurut salah satu ahli yaitu Murai (1999) Sistem Informasi Geografis merupakan salah satu system informasi yang digunakan untuk memasukkan , menyimpan , memanggil kembali, mengolah, menganalisis dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospatial, untuk mendukung pengambilan keputusan dalam perencanaandan pengelolaan penggunaan lahan , sumber daya alam, lingkungan, fasililats kota, dan pelayanan umum lainnya. Pada intinya SIG merupakan pengelolaan data geografis yang didasarkan pada kerja komputer ( mesin ).
Geographic Information System atau bisa disebut Sistem Informasi Geografis adalah system informasi khusus yang mengelola data yang memiliki informasi spasial (bereferensi keruangan). Atau dalam arti lain, merupakan salah satu system komputer yang memiliki kemampuan membangun, menyimpan, mengelola dan menampilakn informasi bereferensi geografis, misalnya data yang diidentifikasi menurut lokasinya, dalam sebuah bentuk database, bisa juga memasukkan orang yang membangun dan mengoprasikannya dan data sebagai bagian dari system ini.
Teknologi ini dapat digunakan untuk investigasi ilmial, pengelolaan sumber daya, kartografi dan perencanaan rute. Selain itu Sistem Informasi Geografis ini bisa juga membantu dalam perencanaan untuk secara cepat menghitung wwaktu tanggap darurat saat terjadi sebuah bencana.
bencana. Mungkin sebagian orang masih berpendapat bahwa bencana alam tidak dapat diprediksi, karena hanya “Tuhan” yang tahu kapan suatu bencana alam akan terjadi. Namun, para ahli dan mereka yang peduli dengan gejala alam tidak menyerah sampai di titik itu. Mereka percaya bahwa sebelum bencana yang lebih besar akan terjadi, selalu diawali gejala atau tanda bencana tersebut. Artinya, semua pihak berusaha semaksimal mungkin apabila
Model data spasial dalam Sistem Informasi Geografis dibedakan menjadi dua yakni :
1.Model data raster
Model data raster menampilkan, menempatkan dan menyimpan data spasial dengan menggunkan struktur matriks atau piksel yang membentuk grid. Akurasi model data ini sangat bergantung pada resolusi atau ukuran atributnya. Bentuk-bentuk dasar representasi data spasial ini di dalam sistem model data vektor, didefinisikan oleh sistem koordinat kartesian dua dimensi (x, y). File data beberapa informasi tematik, yaitu data hujan, peta tanah skala tinjau, peta topografi, dan citra SPOT digital multispektral. Citra SPOT digital multispektral digunakan untuk memperoleh peta penutup lahan. Tentu saja hal ini
dilakukan dengan pengolahan citra tersebut terlebih dahulu. Pengolahan tersebut mulai dari koreksi geometri dan radiometri untuk mendapatkan citra yang terkoreksi. Menggunakan citra ini dilakukan klasifikasi multispektral dan pengambilan sampel untuk menghasilkan peta penutup lahan.
Kemudian peta penutup lahan ini diintegrasikan dengan data lapangan. Dengan menggunakan SIG, keduanya diintegrasikan untuk memperoleh peta penggunaan lahan, rotasi tanaman, dan faktor konservasi. Kemudian peta ini disebut factor CP. Selain itu, peta topografi juga digunakan dalam penelitian ini. SIG berperan dalam proses digitasi dan konversi data vektor ke raster. Peta topografi juga digunakan untuk koreksi geometri citra, agar letak kenampakan sesuai dengan kenyataannya di permukaan Bumi. Dari pengelolaan peta topografi digunakan untuk membuat DEM (model tiga dimensi). Dari DEM diturunkan menjadi informasi panjang dan kemiringan lereng yang disebut faktor LS.
Peta tanah skala tinjau digunakan untuk membuat peta satuan medan. Peta satuan medan ini digunakan untuk pemilihan lokasi pengambilan sampel. Lokasi pengambilan sampel dipilih pada beberapa tempat yang memiliki karakteristik lahan yang berbeda. Data yang dikumpulkan berupa tanah, karakteristik lahan, serta rotasi tanaman dan praktik konservasi.
Dari hasil pengumpulan data di lapangan, selanjutnya dilakukan analisis tanah di laboratorium untuk memperoleh nilai erodibilitas tanah. Erodibilitas merupakan kepekaan tanah terhadap erosi. Hasil analisis laboratorium kemudian dipadukan dengan peta satuan erosivitas ini sebagai faktor R. Nah, setelah faktor R, K, LS, CP diperoleh, maka melalui formula USLE didapatkan nilai kehilangan tanah pada setiap satuan pemetaan yang berasal dari perkalian erosivitas hujan, erodibilitas tanah, panjang dan kemiringan lereng serta faktor penggunaan lahan, rotasi, dan praktik konservasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Erosi adalah Proses butiran tanah yang terlepas dari agregatnya dan dibawa hanyut oleh aliran permukaan (run off) ke lereng bawah sampai akhirnya diendapkan di tempat yang lebih rendah atau di muara-muara sungai. Jenis-jenis erosi menurut Seyhan (1976) dan Arsyad (2000) dalam Sulistyo (2011) adalah:
1. Erosi Alur (rill erosion): erosi yang terjadi jika air terkonsentrasi dan mengalir pada tempat-tempat tertentu di permukaan tanah, sehingga proses penggerusan tanah banyak terjadi pada tempat tersebut, yang kemudian membentuk alur-alur.
3. Erosi Parit (gully erosion): erosi yang terjadi hampir sama dengan erosi alur yang diakibatkan oleh aliran permukaan dengan volume yang lebih besar terkonsentrasi pada satu cekungan menyebabkan kemampuannya menggerus menjadi sangat besar, sehingga mampu membentuk parit yang dalam dan lebar, yang tidak dapat dihilangkan hanya dengan pengolahan tanah biasa.
4. Erosi Saluran (channel erosion): proses erosi yang disebabkan oleh erosi pada tebing saluran, dasar saluran yang mengalami degradasi.
5. Erosi Total (gross erosion): jumlah semua erosi yang terjadi.
Hasil penelitian Sulistyo, 2015 menyimpulkan bahwa ketelitian absolut pemodelan faktor K berbasis raster sebagai masukan dalam pemodelan erosi Universal
Soil Loss Equation (USLE) di Daerah Aliran Sungai (DAS)
Merawu, Banjarnegara, Provinsi Jawa Tengah. Metode yang digunakan adalah dengan mengambil 30 sampel tanah secara stratified random sampling berdasarkan bentuk lahan DAS Merawu. Sampel tanah tersebut kemudian dianalisis di laboratorium sehingga diperoleh tekstur, permeabilitas, bahan organik, dan struktur yang diperlukan untuk menghitung faktor K menggunakan rumus sebagai berikut
100 K = 1,292 [2,1M1,14 (10-4) (12-a) + 3,25 (b-2) + 2,5 (c-3)]
dalam hal ini,
M = parameter ukuran butir yang diperoleh dari (% debu + % pasir sangat halus) (100 - % liat)
a = % bahan organik (% c x 1,724) b = kode struktur tanah
c = kode kelas permeabilitas penampang tanah.
Tabel 1. Jumlah sampel untuk masing-masing bentuk lahan pada wilayah kajian.
Bentuk lahan Luas (Ha) Jumlah sampel Perbukitan Serayu digunakan untuk menghitung faktor K dalam pemodelan, sedangkan 6 sampel lainnya digunakan sebagai uji model. Pengeplotan nilai K pada sampel di atas peta dilakukan sesuai dengan lokasi sampel, kemudian dilakukan digitasi dan rasterisasi dan dilakukan interpolasi spasial untuk memperoleh Peta K untuk setiap piksel dengan metode Kriging. Hasil pemodelan K tersebut (Kmodel) kemudian diuji pada 6 lokasi (Kaktual) untuk mengetahui ketelitian pemodelan. Kmodel dikatakan teliti jika memiliki nilai ≥
80% terhadap Kaktual. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemodelan faktor K berbasis raster di DAS Merawu mempunyai ketelitian melebihi nilai ambang yang ditetapkan, yaitu sebesar 89,068%, yang menunjukkan bahwa peta hasil pemodelan menggunakan analisis Kriging dapat digunakan untuk analisis lebih lanjut dalam menghitung erosi.
Hasil penelitian Sulistyo, 2015 sebelumnya juga menunjukkan bahwa secara keseluruhan besarnya erosi pengaruh eliminasi unit lahan tersebut yaitu pada tingkat kekritisan lahan, karena tingkat kekritisan lahan merupakan fungsi dari erosi permukaan. Secara lebih nyata, ada unit lahan yang berubah kategori tingkat kekritisannya. Terdapat 80,84% dari luas total kawasan kajian yang tidak mengalami perubahan kategori, sedangkan sebesar 19,02% mengalami perubahan kategori. Perubahan tersebut tentunya akan berdampak pada perencanaan yang akan menentukan jenis arahan atau rekomendasi rehabilitasi dan konservasi yang harus dilakukan, demikian juga terjadi perubahan lokasi dan biaya. Data tersebut dihasilkan dari analisa peta topografi, peta tanah/satuan lahan, citra satelit landat Thematic Mapper, dan data curah hujan bulanan selama 10 tahun. Piranti lunak dan alat yang digunakan meliputi Program ILWIS versi 3.3 untuk mengolah data berbasis raster, ARC/INFO versi 3.4.2 dan ARC/VIEW versi 3.3 untuk analisis data berbasis vektor dan untuk
layout peta, teropong, kompas, ring tanah, bor tanah, dan
GPS untuk perlengkapan lapangan. KESIMPULAN
Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Pengukuran laju erosi suatu lahan dengan memanfaatkan data-data geografis dapat dilakukan dengan mengintegrasikan SIG (sistem informasi geografis), yang dapat digunakan untuk berbagai pemodelan, dengan penginderaan jauh yang berperan sebagai sumber data spasialnya.
2. Model data raster dan model data vektor adalah Model data spasial dalam Sistem Informasi Geografis
3. Melalui formula USLE didapatkan nilai kehilangan tanah pada setiap satuan pemetaan yang berasal dari perkalian erosivitas hujan, erodibilitas tanah, panjang dan kemiringan lereng serta faktor penggunaan lahan, rotasi, dan praktik konservasi.
Daftar Pustaka
Sulistyo, B., 2015. Kajian perubahan tingkat kekritisan lahan sebagai akibat proses eliminasi unit lahan: Studi kasus di kawasan pertambangan Danau Mas Hitam, Provinsi Bengkulu
Sulistyo, B., 2015. Pemodelan Faktor Berbasis Raster Sebagai Masukan Pemodelan Erosi di DAS Merawu Banjarnegara Provinsi Jawa Tengah.
Sulistyo, B., 2016. Peranan Sistem Informasi Geografis Dalam Mitigasi Bencana Tanah Longsor
Sulistyo, B., 2011. Penginderaan Jauh Digital Terapannya Dalam Pemodelan Erosi Berbasis Raster. Lokus.Yogyakarta.
