I.
PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang
Di Indonesia seringkali terjadi bencana alam yang sering mendatangkan kerugian bagi masyarakat. Fenomena bencana alam dapat terjadi akibat ulah manusia maupun oleh proses alami. Salah satu contoh fenomena alami yang melahirkan bencana alam adalah letusan gunungapi. Seperti yang telah diketahui bahwa Indonesia merupakan negara yang dilalui oleh jalur gunungapi aktif yang disebut cincin api pasifik atau ring of fire. Oleh karena itu, Indonesia memiliki lebih dari 400 gunungapi dan 130 diantaranya masuk ke dalam kategori gunungapi aktif. Dengan demikian Indonesia menjadi negara dengan jumlah gunungapi aktif terbanyak di dunia, dimana sebagian besar gunungapi tersebut berada di pulau Sumatera dan Jawa.
Letusan gunungapi merupakan gejala alam yang sangat berbahaya bagi semua makhluk hidup yang berada di sekitarnya karena material yang dikeluarkan terdiri atas gas, piroklastika, dan lava yang mempunyai suhu yang tinggi. Lava merupakan salah satu material yang dikeluarkan pada suatu periode letusan yang dapat merusak semua obyek yang dilaluinya. Sehingga fenomena ini cukup berbahaya bagi manusia. Walaupun demikian, aktifitas gunungapi banyak memberikan manfaat bagi manusia karena abu vulkanik yang disemburkan dapat meningkatkan kesuburan tanah. Selain itu, bentang alam gunungapi dapat menjadi aset untuk wisata alam, lokasi konservasi air, cagar alam, margasatwa dan bahkan material dari lava dapat dimanfaatkan oleh masyarakat sebagai bahan galian untuk bahan bangunan hingga bahan industri kimia.
Kajian bencana alam gunungapi merupakan suatu upaya yang sangat penting dilakukan untuk meminimalkan dampak buruk dari letusan gunungapi. Kajian dapat dilakukan melalui berbagai analisis dan salah satunya merupakan analisis geomorfologi. Kajian geomorfologi mencakup aspek morfologi (morfografi dan morfometri), morfogenesis (tenaga endogen dan eksogen), morfokronologi (dalam ruang dan waktu) serta struktur dan litologi penyusunnya (Wiradisastra dan Tjahjono, 1998). Analisis geomorfologi gunungapi dapat dilakukan melalui identifikasi bentuklahan, persebarannya, dan proses-proses
vulkanik yang terjadi sebelumnya atau sejarah letusannya, dan jenis-jenis produk letusan yang dominan.
Penyebaran gunungapi di Indonesia terbentang dari barat ke timur mengikuti busur gunungapi Indonesia, sehingga kegiatan-kegiatan identifikasi, pemantauan lapang, dan mitigasi bahaya gunungapi memerlukan waktu dan biaya yang besar. Oleh karena itu, pemanfaatan teknologi geospasial berupa penginderaan jauh sangat dibutuhkan. Salah satu penelitian menunjukkan bahwa studi gunungapi melalui pendekatan penginderaan jauh cukup baik, efektif dan efisien serta menghemat biaya untuk pemetaan produk-produk vulkanik seperti piroklastik, aliran lava dan sebagainya (Crowley et al., 2003).
Pemanfaatan data penginderaan jauh saat ini telah berkembang pesat baik penggunaan data hyperspectral maupun multispectral. Namun demikian, dikarenakan Indonesia merupakan daerah tropik maka tutupan awan seringkali menjadi kendala dalam pemanfaatan data penginderaan jauh optik. Gangguan awan dan bayangannya pada umumnya tidak dapat diperbaiki. Dalam penginderaan jauh gangguan ini direpresentasikan sebagai data yang hilang (missing data) dalam analisisnya, sehingga memerlukan proses masking dalam keseluruhan analisis (Tjahjono et al., 2009). Oleh karena itu, pemanfaatan Radar (SAR) cukup menarik untuk dapat menjadi salah satu alternatif guna mengatasi masalah tersebut.
Radar (SAR) merupakan salah satu jenis penginderaan jauh yang tidak tergantung pada kondisi cuaca dan dapat beroperasi siang maupun malam. Pemanfaatan teknologi spektrum elektromagnetik gelombang mikro khususnya Radar saat ini berkembang sangat pesat. Bukan hanya dimanfaatkan dalam bidang kemiliteran, pelayaran, dan prakiraan cuaca tetapi juga diterapkan dalam pengelolaan sumberdaya alam. Radar banyak dimanfaatkan untuk mendapatkan data sumberdaya alam seperti analisis geologi (Weeks et al., 1997), pemetaan pola aliran permukaan (Vieux et al., 2005), pemetaan tipe tumbuhan (Simard et al., 2002), pemetaan hutan mangrove (Trisasongko, 2009), pemetaan gunung berapi (Weissel et al., 2004), dan aplikasi lainnya. Perkembangan terakhir pemanfaatan Radar juga dimanfaatkan untuk pengidentifikasian deposit lava melalui pencirian
obyek lava pada gunungapi yang dikaitkan dengan aspek geomorfologi (Handayani et al., 2011).
Secara umum, SAR (Synthetic Apreture Radar) merupakan penginderaan jauh aktif yang terdiri atas komponen pemancar (transmitter), penerima (receiver), antena, dan sistem elektronik untuk memproses dan merekam data. Rekaman data SAR dapat disimpan dalam berbagai format yang mengandung informasi tentang amplitudo dan beda fase (phase). Untuk mendapatkan hasil dengan tingkat reabilitas tinggi, maka diperlukan beragam dimensi parameter (multi parameter) yang bisa didapatkan dengan pendekatan data multi-temporal, multi-frekuensi, dan multi-polarisasi.
Beberapa telaah pendahulu mengenai pengidentifikasian aliran lava dengan memanfaatkan data SAR telah dilakukan oleh Rodriguez et al. (2001) dalam penelitiannya dengan menggunakan polarimetri multi frekuensi Shuttle
Imaging Radar-C (SIR-C). Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa tekstur aliran
lava dapat digunakan untuk estimasi usia aliran di kompleks gunungapi Virunga, Afrika Timur. Menurut hasil penelitian ini aliran lava yang berumur kurang dari 30 tahun menghasilkan peningkatan polarisasi silang (cross- polarization) adapun pencirian yang diperoleh merupakan hasil dari volume scattering dan kanopi hutan. Menurut Plaut et al. (2004) karakteristik hamburan balik (backscatters) dalam sistem radar dapat digunakan untuk memisahkan kekasaran permukaan kubah lava kental yang memiliki struktur geometrik unik pada kompleks gunungapi Inyo, California. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa ukuran dan bentuk permukaan lava menhasilkan karakteristik hamburan yang unik dibandingkan dengan aliran lava lainnya. Kaupp et al. (1986) menggunakan L-band dari Shuttle Imaging Radar-B (SIR-B) untuk mengidentifikasi aliran lava dan deposit piroklastika terbaru pada aliran lava gunungapi Kilauea, Hawaii Selatan menghasilkan bahwa Radar dapat digunakan untuk memisahkan lava tipe
aa dan pahoehoe dimana proses identifikasi pahoehoe lebih sulit dibandingkan
dengan tipe aa namun pada lava pahoehoe ditunjukkan suatu hamburan permukaan yang mendekati ideal. Campbell et al. (1989) dalam penelitiannya di Monumen National Moon, Idaho Selatan memaparkan bahwa komponen hamburan Radar quad-polarization (quad-pol) dapat digunakan untuk analisis
morfologi permukaan aliran lava. Jika hasil hamburan dibandingkan dengan pengamatan lapang yang konsisten maka akan memperlihatkan bahwa perilaku hamburan berkorelasi dengan kekasaran permukaan yang mengindikasikan bahwa Radar sensitif terhadap perubahan kekasaran. Selain itu, Dierking dan Haack (1998) dalam penelitiannya menunjukkan bahwa pencirian suatu aliran lava dapat dilakukan dengan polarisasi penuh band L citra EMISAR dari kompleks gunungapi di Islandia utara. Dalam penelitiannya, ditunjukkan bahwa perbedaan beda fase antara polarisasi VV dan HH dapat menyediakan informasi mengenai vegetasi penutup pada aliran lava.
SAR polarimetri dapat digunakan untuk menentukan respon sasaran (obyek) atau hamburan balik (backscatters) dengan menggunakan citra SAR polarisasi penuh (fully polarimetry) berdasarkan keempat polarisasi (HH, VV, HV dan VH). Selain itu analisis data polarisasi penuh dapat menggunakan teknologi sintesis polarisasi (polarization synthesys), yaitu teknik pengolahan sinyal polarisasi dasar baik vertikal (V) maupun horizontal (H) menjadi berbagai bentuk polarisasi turunannya (linear, ellips dan circular) yang didapatkan pada modifikasi fasenya. Oleh karena itu, sangat bermanfaat jika dilakukan penyajian suatu metode grafis untuk memvisualisasikan respon dari suatu sasaran (obyek) sebagai fungsi dari polarisasi datang dan hamburan balik (backscatters). Salah satu visualisasi yang dapat disajikan adalah melalui penciri polarisasi (polarization signature) dari suatu obyek.
Beberapa penelitian yang menggunakan citra SAR polarisasi penuh umumnya menghasilkan suatu keakuratan klasifikasi yang cukup tinggi. Namun sering bersifat khas untuk daerah tertentu (site-specific). Hal ini disebabkan hamburan balik (backscatters) dipengaruhi oleh faktor sifat khas geometris yang terkait dengan kekasaran permukaan dan sifat khas dielektrik masing-masing obyek. Oleh karena itu, metode yang sama belum tentu dapat diterapkan untuk daerah lainnya.
Gunung Guntur merupakan salah satu gunungapi aktif di Indonesia yang memiliki karakteristik produk aliran lava yang sangat dominan dibandingkan dengan produk-produk aliran lava gunungapi lainnya. Aliran lava pada G. Guntur secara visual sangat jelas terlihat sehingga pemetaan landform aliran lava dapat
dilakukan. Selain itu, penelusuran literatur menunjukkan bahwa telaah mengenai identifikasi aliran lava dengan menggunakan SAR polarimetri untuk daerah tropis seperti Indonesia masih sangat minim. Untuk itu dalam kaitan dengan pengembangan aplikasi data Radar perlu dilakukan penelitian yang mengetengahkan analisis geomorfologi yang dipadukan dengan teknologi pemanfaatan data SAR polarimetri untuk mengidentifikasi karakteristik hamburan (scattering) dari aliran lava G. Guntur sehingga dapat dilakukan pencirian pada obyek gunungapi tersebut
1.2. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Melakukan analisis geomorfologi bentuklahan G. Guntur menggunakan citra Optik IKONOS.
2. Melakukan analisis geomorfologi bentuklahan G. Guntur menggunakan citra non optik PALSAR (Phased Array Type L-Band Synthetic Aperture Radar) polarimetri penuh dan membandingkannya dengan data optik IKONOS
3. Menentukan kombinasi sinyal polarisasi penuh yang efisien untuk identifikasi aliran lava dengan menggunakan Radar polarimetri band L.
4. Melakukan klasifikasi obyek dengan menggunakan teknik klasifikasi pohon keputusan (decision tree) dengan algoritma QUEST.
