i
ANALISIS KONDISI fTERUMBU KARANG DENGAN
PENDEKATAN PENGINDERAAN JAUH DAN SISTEM
INFORMASI GEOGRAFI DI PERAIRAN KEMUJAN
TAMAN NASIONAL KARIMUNJAWA
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S-1
Fakultas Geografi
Oleh:
FAZA ADHIMAH
E100160313
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
ii
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISIS KONDISI TERUMBU KARANG DENGAN PENDEKATAN PENGINDERAAN JAUH DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFI DI
PERAIRAN KEMUJAN TAMAN NASIONAL KARIMUNJAWA
Faza Adhimah
NIM : E100160313
Telah dipertahankan di depan Dewan Tim Penguji
Fakultas Geografi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pada Hari Selasa, 02 Januari 2018
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Tim Penguji :
Ketua : Dra. Alif Noor Anna, M.Si ( )
Anggota I : Drs. Yuli Priyana, M.Si ( )
Anggota II : Drs. Munawar Cholil, M.Si ( )
Pembimbing : Dra. Alif Noor Anna, M.Si ( )
Mengetahui,
Dekan Fakultas Geografi
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 02 Januari 2018
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
“There is freedom waiting for you On the breezes of the sky
But my darling, how can you fall or even fly, If all you do is hope and never try?”
-James Becks Robert-
Karya ini kupersembahkan untuk: Umi dan Abi tercinta,tersayang, dan terhormat, penginderaan jauh dan terumbu karang yang selalu keren, para mahasiswa/i pejuang skripsi, semoga kalian selalu semangat, dan para manusia yang terlalu sering overthinking, berhentilah berpikir berlebihan dan kerjakan!, lakukan!,
v
INTISARI
Pulau Kemujan merupakan salah satu bagian dari Kepulauan Karimunjawa, yang merupakan Taman Nasional Laut, yang berfungsi untuk melindungi habitat bentik perairan, khususnya terumbu karang. Namun, pada kenyataannya kondisi terumbu karang di Pulau Kemujan semakin meprihatinkan akibat adanya pemanasan global, aktivitas pelayaran, dan aktivitas pariwisata. Oleh karena itu perlu diadakannya penilaian kondisi terumbu karang dalam upaya memperbaiki kualitas terumbu karang di Pulau Kemujan. Melalui penelitian ini, penilaian kondisi terumbu karang di Pulau Kemujan dibagi menjadi dua tujuan, yaitu: 1) menentukan perbedaan transformasi PCA terhadap pemetaan kerapatan terumbu karang di Pulau Kemujan; 2) mengidentifikasi kondisi ekosistem terumbu karang di Pulau Kemujan. Penilaian kondisi terumbu karang melalui interpretasi dan transformasi PCA pada Citra Pléiades-1A yang dilengkapi dengan pengolahan data kondisi fisik perairan (sedimentasi, kecerahan perairan, salinitas dan suhu permukaan laut) mampu mengungkapkan kondisi terumbu karang secara nyata di lapangan. Survei lapangan pada penelitian ini juga mendukung kebenaran dari data hasil pengolahan kondisi terumbu karang di Pulau Kemujan. Analisis yang digunakan untuk mendukung penelitian ini adalah analisis spasial, statistik, akurasi dan deskriptif untuk penilaian kondisi terumbu karang. Hasil penilaian kondisi terumbu karang di Pulau Kemujan pada penelitian ini adalah, pertama, penggunaan trasnformasi PCA terhadap Citra Pléiades-1A tidak memiliki perbedaan dalam pemetaan kerapatan terumbu karang, karena tidak adanya peningkatan atau penurunan akurasi pemetaan. Hasil penelitian kedua adalah, di Pulau Kemujan terumbu karang dengan kondisi baik berada pada area seluas 247,88 ha, dan terumbu karang dengan kondisi sedang berada pada area seluas 223,40 ha, dengan akurasi pemetaan sebesar 78,55%.
Kata kunci: Kondisi Terumbu Karang, Pulau Kemujan, trasnformasi PCA, Citra Pléiades-1A
vi
ABSTRACT
Kemujan Island is part of Karimunjawa Islands, which is a Marine National Park that serves to protect water benthic habitats, especially coral reefs. However, in reality, the condition of coral reefs in Kemujan Island tend to become more worrying due global warming, shipping and tourism activities. Therefore, it’s a necessary to hold condition assessment of coral reefs in an attempt to improve the quality of coral reefs in Kemujan Island. Through this research, the assessment of coral reefs condition in Kemujan Island is divided into two parts, 1) to determine the difference of PCA transformation for mapping coral reefs density in Kemujan Island; 2) to identify the condition of coral reef ecosystem in Kemujan Island. Condition assessment of coral reefs through interpretation and PCA transformation on
Pléiades-1A imagery that completed with data processing of water condition (sedimentation, water brightness, salinity, and sea surface temperature) can reveal coral reefs condition in real world. Sample of field survey used as reference to assess coral reefs map accuracy which is the result of data processing in this research. The analysis used to support this research to assess coral reefs condition is spatial analysis, statistic analysis, accuracy and descriptive analyisis. The results of this research is, first, the use of PCA transformation had no difference on Pléiades-1A imagery for mapping coral reefs density, because there is no increase or decrease in mapping accuracy. The second result is, in Kemujan Island, coral reefs with the best condition located on an area of 247,88 ha, and coral reefs with average condition located on an area of 223,40 ha, with 78,55% mapping accuracy.
Key words: coral reefs condition, Kemujan Island, PCA transformastion, Pléiades-1A imagery
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... ii PERNYATAAN ... iii HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv INTISARI ... v ABSTRACT ... viDAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... x KATA PENGANTAR ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 4 1.3 Tujuan Penelitian ... 4 1.4 Kegunaan Penelitian... 4
1.5 Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya ... 5
1.6 Kerangka Penelitian ... 22
1.7 Batasan Operasional ... 24
BAB II METODE PENELITIAN ... 26
2.1 Populasi/Obyek Penelitian ... 26
2.2 Metode Pengambilan Sampel ... 26
2.3 Metode Pengumpulan Data ... 29
2.4 Instrumen dan Bahan Penelitian... 29
2.5 Teknik Pengolahan Data ... 30
2.6 Metode Analisis Data ... 38
2.7 Diagram Alir Penelitian ... 40
BAB III DESKRIPSI GEOGRAFIS DAERAH PENELITIAN ... 41
3.1 Letak, Luas, dan Batas ... 41
3.2 Geologi dan Geomorfologi ... 43
3.3 Iklim ... 44
viii
3.5 Penduduk ... 54
BAB IV HASIL PENELITIAN ... 56
4.1 Perbedaan Penggunaan Transformasi PCA pada Citra Pleiades 1A Terhadap Pemetaan Kerapatan Terumbu Karang di Kemujan Barat ... 56
4.2 Kondisi Ekosistem Terumbu Karang di Perairan Kemujan Barat ... 66
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 80
5.1 Perbedaan Penggunaan Transformasi PCA Terhadap Pemetaan Kerapatan Terumbu Karang di Perairan Kemujan Barat ... 80
5.2 Kondisi Ekosistem Terumbu Karang di Perairan Kemujan Barat ... 82
BAB VI PENUTUP ... 88
6.1 Kesimpulan ... 88
6.2 Saran ... 89
DAFTAR PUSTAKA ... 1
DAFTAR SINGKATAN ... 3
Lampiran A <Foto-Foto Survei Lapangan> ... 4
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Kondisi Terumbu Karang Indonesia Tahun 1993 Hingga 2015 ... 1
Tabel 1.2 Kondisi Terumbu Karang di Perairan Jawa Tengah ... 2
Tabel 1.3 Klasifikasi Kerusakan Terumbu Karang ... 10
Tabel 1.4 Dampak Aktivitas Manusia pada Terumbu Karang (Berwick) ... 11
Tabel 1.5 Dampak Aktivitas Manusia pada Terumbu Karang (Salm-Clark)... 11
Tabel 1.6 Karakteristik Citra Pléiades-1A ... 15
Tabel 1. 7 Penelitian Sebelumnya yang Terkait dengan Penelitian Peneliti ... 20
Tabel 2.1 Data Parameter Penilaian Kondisi Terumbu Karang 26 Tabel 2.2 Data Sekunder Penelitian ... 29
Tabel 2.3 Klasifikasi Presentase Terumbu Karang ... 34
Tabel 2.4 Pembobotan Parameter Kondisi Karang ... 35
Tabel 2.5 Nilai Skor Parameter Suhu Permukaan Laut (0C) ... 35
Tabel 2.6 Nilai Skor Parameter Salinitas (‰) ... 36
Tabel 2.7 Nilai Skor Parameter Kecerahan Perairan(%) ... 36
Tabel 2.8 Nilai Skor Parameter Sedimentasi Perairan ... 36
Tabel 2.9 Nilai Skor Parameter Kerapatan Terumbu Karang (%) ... 36
Tabel 2.10 Kelas Kondisi Terumbu Karang ... 37
Tabel 2.11 Tabulasi Silang Uji Akurasi Metode Confusion Matrix ... 37
Tabel 3.1 Zonasi Taman Nasional Karimunjawa 2005 41 Tabel 3. 2 Klasifikasi Jumlah Curah Hujan Berdasarkan Bulan ... 44
Tabel 3. 3 Zona iklim berdasarkan klasifikasi Schmidt dan Ferguson ... 44
Tabel 3. 4 Data Curah Hujan Karimunjawa Tahun 2007-2016 ... 45
Tabel 3.5 Pertumbuhan Penduduk Kecamatan Karimunjawa Tahun 2015 ... 55
Tabel 4.1 Nilai Statistik Citra Sebelum dan Sesudah Kalibrasi Radiance 56 Tabel 4.2 Nilai Statistik Citra Hasil Koreksi Reflektan ... 57
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Algoritma Lyzenga ... 59
Tabel 4.4 Presentase Luas Kerapatan Terumbu Karang ... 66
Tabel 4.5 Tabel Uji Akurasi Kondisi Terumbu Karang ... 76
Tabel 5.1 Persentase (%) Uji Akurasi Klasifikasi Kerapatan Terumbu Karang 80 Tabel 5.2 Luas Kondisi Terumbu Karang terhadap Sedimentasi (ha) ... 83
Tabel 5.3 Luas Kondisi Terumbu Karang terhadap Kecerahan Perairan (ha) ... 84
Tabel 5.4 Luas Kondisi Terumbu Karang terhadap Salinitas (ha) ... 84
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Perbedaan Kenampakan Tipe Terumbu Karang ... 6
Gambar 1.2 Evolusi Tipe Terumbu Karang Menurut Charles Darwin ... 6
Gambar 1.3 Kenampakan Melintang Geomorfologi Fringing Reef ... 7
Gambar 1.4 Kenampakan Melintang Geomorfologi Barrier Reef... 7
Gambar 1.5 Kenampakan Melintang Terumbu Karang Tanpa Penghalang ... 8
Gambar 1.6 Pantulan Spektral Terumbu Karang ... 16
Gambar 1.7 Kerangka Pemikiran Penelitian ... 23
Gambar 2.1 Peta Sampel Kondisi Terumbu Karang di Pulau Kemujan 27 Gambar 2. 2 Peta Sampel Kerapatan Terumbu Karang di Pulau Kemujan ... 28
Gambar 2. 3 Pembagian Titik Sampel untuk Pemodelan dan Uji Akurasi Peta Kerapatan Terumbu Karang Di Pulau Kemujan Barat ... 33
Gambar 2.4 Diagram Alir Penelitian ... 40
Gambar 3.1 Peta Zonasi Taman Nasional Karimunjawa 42 Gambar 3.2 Suhu dan Curah Hujan Kepulauan Karimunjawa Tahun 2007-2016 .... 46
Gambar 3. 3 Peta Batimetri Pulau Kemujan Taman Nasional Karimunjawa ... 47
Gambar 3. 4 Peta Salinitas Pulau Kemujan Taman Nasional Karimunjawa ... 48
Gambar 3.5 Peta Arus Pasang Menuju Surut Musim Barat ... 50
Gambar 3.6 Peta Arus Pasang Menuju Surut Musim Timur ... 51
Gambar 3.7 Peta Arus Surut Menuju Pasang Musim Barat ... 52
Gambar 3.8 Peta Arus Surut Menuju Pasang Musim Timur ... 53
Gambar 3.9 Rata-Rata Gelombang Kepulauan Karimunjawa Tahun 2016 ... 54
Gambar 4.2 Persamaan Regresi Band NIR dan Visble 57 Gambar 4. 3 Perbandingan Citra Koreksi Sunglint ... 58
Gambar 4.4 Persamaan Regresi untuk Koreksi Lyzenga ... 58
Gambar 4.5 Perbandingan citra sebelum dan sesudah koreksi kolom air ... 59
Gambar 4.6 Hasil Transformasi PCA Citra Atmosfer (ATM_PCA) ... 60
Gambar 4.7 Hasil Transformasi PCA Citra Sunglint (Deglint_PCA)... 60
Gambar 4.8 Hasil Transformasi PCA Citra Kolom Air (DII_PCA) ... 61
Gambar 4.9 Perbandingan Akurasi Klasifikasi Kerapatan Terumbu Karang ... 62
Gambar 4.10 Akurasi Rerata dari Input Citra dalam Proses Klasifikasi Kerapatan Terumbu Karang ... 63
Gambar 4.11 Perbandingan Producer Accuracy dan User AccuracyKlasifikasi Kerapatan Terumbu Karang dengan Citra DII_PCA ... 64
Gambar 4.12 Peta Kerapatan Terumbu Karang Perairan Kemujan Barat ... 65
Gambar 4.13 Peta Sedimentasi Perairan Kemujan Barat ... 67
Gambar 4.14 Peta Kecerahan Perairan Kemujan Barat ... 69
Gambar 4.15 Peta Salinitas Perairan Kemujan Barat ... 71
Gambar 4.16 Peta Suhu Permukaan Laut Perairan Kemujan Barat ... 73
Gambar 4.17 Peta Kondisi Terumbu Karang Kemujan Barat... 75
Gambar 4.18 Lokasi Pengamatan Titik Sampel ke-14... 77
Gambar 4.19 Kenampakan Lokasi Pengambilan Titik Sampel ... 78
xi
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir.Skripsi yang diajuakan dengan judul “Analisis Kondisi Terumbu Karang dengan Pendekatan Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografi di Perairan Kemujan Taman Nasional Karimunjawa” merupakan salah satu persyaratan perkuliahan dan memperoleh gelar Sarjana.Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan penulisan laporan ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan dan bantuan serta motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, melalui kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Dra. Alif Noor Anna, M.Si selaku pembimbing, atas nasihat, pengetahuan, dan bimbingan yang telah diberikan;
2. Drs. Yuli Priyana, M.Si dan Drs. Munawar Cholil, M.Si selaku penguji skripsi; 3. Umi dan Abi tercinta, atas kasih sayang, perhatian, dukungan moral dan material
serta doa yang tiada hentinya kepada penulis;
4. Aufa Faizul M., Fadhli Addifa F., Zaqi Qoulan T., Fathul Akbar A., sebagai adik yang selalu menjadi inspirasi dan motivasi setiap saat;
5. Rini F.L., Wulan D., Nisrina M.D., Irfa Arifiana, Ardhaneswari K., Naomi Dida, Etty Widhatul yang sudah membantu dalam melakukan survei lapangan;
6. Laila Ziadatu M. dan Fahmi Zainuddiar sebagai sahabat sejak lahir, yang tidak pernah lelah menanyakan kabar penelitian ini;
7. Kalian yang baik hati yang sudah bersedia menampung penulis homeless ini di Solo dan di Jogja, Budhe yang bersedia menerima penulis di rumahnya saat penulis kemaleman di Semarang;
8. Seluruh pihak yang ikut serta baik secara langsung maupun tidak langsung dalam mendukung penulisan laporan ini sehingga dapat selesai dengan baik.
Penulis menyadari bahwa laporan ini belum sempurna dan berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi diri pribadi penulis dan juga bagi pembaca.
Surakarta, 02 Januari 2018
