TEKNOLOGI PENGINDERAAN JAUH DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS DALAM PENGGELOAN TERUMBU KARANG
Oleh :
IKHWAN EFENDY, S.Sos
NPM : E2A016016
PROGRAM STUDI PENGELOLAAN SUMBERDAYA ALAM
DAN LINGKUNGAN
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia adalah negara kepulauan terbesar di dunia, terdiri dari lebih 17.504 buah pulau besar dan kecil (Akhmad, 2005), dengan panjang garis pantai mencapai hampir 95.181 km, terpanjang di dunia setelah Kanada, Amerika Serikat dan Rusia yang dilindungi oleh ekosistem terumbu karang, ekosistem padang lamun dan ekosistem mangrove.Data terbaru tahun 2012 Pusat Penelitian Oseanografi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) mengungkap Indonesia merupakan Negara yang memiliki sebagian besar persebaran terumbu karang di dunia. Laut Indonesia memiliki terumbu karang terluas di dunia yaitu sebesar 15% dari seluruh lautan di bumi. LIPI juga mengungkap hanya 5,3% terumbu karang Indonesia yang tergolong sangat baik. Sementara 27,18%-nya digolongkan dalam kondisi baik, 37,25% dalam kondisi cukup, dan 30,45% berada dalam kondisi buruk. Bahkan menurut Burke, dkk. (2002) setengah abad terakhir ini degradasi terumbu karang di Indonesia meningkat dari 10% menjadi 50%. Menurut data Coralwatch Indonesia tahun 2010, pemutihan karang massal telah dilaporkan terjadi di Karibia, Maladewa, India, Sri Lanka, Burma, Thailand, Singapura, Malaysia, dan di berbagai bagian Afrika Timur. Ini menunjukkan bahwa besaran dan skala terjadinya pemutihan karang pada tahun 2010-2011 merupakan yang paling parah sejak 1997-1998 dimana 16% dari terumbu karang dunia mati.
rata-rata selama ini pada waktu yang sama. Pemutihan massal juga dilaporkan terjadi di berbagai wilayah di Indonesia, dari Padang, Sumatra, Taman Nasional Kepulauan Seribu di Jawa, Kupang di Timor Barat, hingga Teluk Tomini di Sulawesi.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana Pentingnya Sistem Teknologi Penginderaan Jauh Dalam Penggeloan Terumbu Karang ?
2. Bagaimana Sistem Informasi Geografis Dalam Penggelolaan Terumbu Karang ? 3. Bagaimana Hubungan Antara Sistem Teknologi Penginderaan Jauh Dan Sistem
Informasi Geogrfis Terhadap Pengelolaan Terumbu Karang ? 1.3 Tujuan Penulisan
1. Untuk Mengetahui Sistem Teknologi Penginderaan Jauh Dalam Pengelolaan Terumbu Karang.
2. Untuk Mengetahui Sistem Informasi Geografis Dalam Pengelolaan Terumbu Karang. 3. Untuk Mengetahui Hubungan Sistem Teknologi Penginderaan Jauh Dan Sistem
PEMBAHASAN
1. Teknologi Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat,
pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau alat lain. Contoh dari penginderaan jauh antara lain satelit pengamatan bumi, satelit cuaca, memonitor janin dengan ultrasonik
dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari orbit. Inderaja berasal dari
bahasa Inggris remote sensing, bahasa Perancis télédétection, bahasa Jerman
fernerkundung, bahasa Portugis sensoriamento remota, bahasa Spanyol percepcion
remote dan bahasa Rusia distangtionaya. Di masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau
fotogrametri. Walaupun semua hal yang berhubungan dengan astronomi sebenarnya adalah penerapan dari penginderaan jauh (faktanya merupakan penginderaan jauh yang intensif), istilah "penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial dan pengamatan cuaca.
untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi seperti lahan dan air dari citra yang diperoleh dari jarak jauh.“Colwell” Penginderaaan Jauh yaitu suatu pengukuran atau perolehan data pada objek di permukaan bumi dari satelit atau instrumen lain di atas atau jauh dari objek yang diindera. “Curran” Penginderaan Jauh yaitu penggunaan sensor radiasi elektromagnetik untuk merekam gambar lingkungan bumi yang dapat diinterpretasikan sehingga menghasilkan informasi yang berguna.“Lillesand dan Kiefer”Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang obyek, wilayah, atau gejala dengan cara menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap obyek, wilayah, atau gejala yang dikaji. “Lindgren” Penginderaan jauh yaitu berbagai teknik yang dikembangkan untuk perolehan dan analisis informasi tentang bumi. “Welson Dan Bufon” Penginderaan jauh adalah sebagai suatu ilmu, seni dan teknik untuk memperoleh objek, area dan gejala dengan menggunakan alat dan tanpa kontak langsung dengan objek, area dan gejala tersebut.
namun masih belum dapat memetakan jenis terumbu karang yang jumlahnya banyak karena kesulitan dalam mengindentifikasi jenis terumbu karang. Kesulitan dalam mengidentifikasi disebabkan karena permasalahan tutupan atmosfer sehingga harus diperbaiki dengan metode koreksi radiometrik yang tepat. Proses identifikasi terumbu karang merupakan proses dasar yang perlu dilakukan sebelum memetakan terumbu karang yang dapat dilakukan oleh aplikasi SIG. Melihat pentingnya identifikasi terumbu karang untuk perkembangan teknologi SIG, maka sangat diperlukan suatu sistem yang dapat mengidentifikasi terumbu karang. Solusi untuk merancang sistem tersebut berdasarkan citra hasil penginderaan jauh multispektral hasil gabungan akuisisi berbagai macam satelit dalam Google Earth. Citra penginderaan jauh terlebih dahulu dikoreksi radiometrik menggunakan dark channel prior dan dicari parameter ukuran slide window yang tepat. Dark channel prior dipilih atas dasar kemampuannya untuk menghilangkan kabut. Pada Sistem, dark channel prior digunakan untuk memperbaiki nilai piksel pada citra penginderaan jauh multispektral yang terkena gangguan tutupan atmosfer bumi. Citra hasil pengolahan dark channel prior kemudian diekstraksi untuk mencari ciri terumbu karang tertentu menggunakan Filter 2D Gabor Wavelet. Penggunaan Filter 2D Gabor Wavelet karena dapat meminimalisir
ciri yang tidak penting. Untuk identifikasi terumbu karang digunakan algoritma K-Nearest Neighbor (kNN) dengan menggunakan metode pengukuran jarak terdekat
beberapa faktor yang mempengaruhi hasil akurasi. Penerapan metode OBIA dengan klasifikasi multiskala diharapkan mampu meningkatkan akurasi. Penginderaan jauh, citra foto, citra satelit dapat dimanfaatkan sebagai sumberdata lingkungan abiotik (sumberdaya alam), lingkungan biotik (flora dan fauna), serta lingkungan budaya (bentuk penggunaan lahan).
Penginderaan Jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang obyek, daerah, atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap obyek, daerah, atau gejala yang dikaji (Lillesand dan Kiefer, 1979). Sedangkan Sistem Informasi Geografi (SIG), adalah suatu sistem informasi yang dirancang untuk bekerja dengan data yang bereferensi spasial atau berkoordinat geografi atau dengan kata lain suatu SIG adalah suatu sistem basis data dengan kemampuan khusus untuk menangani data yang bereferensi keruangan (spasial) bersamaan dengan seperangkat operasi kerja (Barus dan Wiradisastra, 2000) Dalam citra penginderaan jauh terdapat banyak informasi yang dapat direkam antara lain untuk pendekatan ekologikal, pendekatan spasial, serta pendekatan kompleksitas kewilayahan.Pemanfaatan data penginderaan jauh untuk perencanaan wilayah dapat melengkapi informasi peta yang sudah ada dan untuk menambahkan informasi terbaru, mengingat perkembangan suatu wilayah relatif berlangsung cepat sehingga sangat memerlukan data untuk monitoring dan evaluasi terhadap implementasi rencana tata ruang.
Penggunaan data penginderaan jauh dalam pengelolaan pesisir :
2. Mengidentifikasi dan memetakan tumpahan minyak serta pencemaran di wilayah pesisir.
3. Memetakan perubahan garis pantai.
4. Deteksi daerah potensial penangkapan ikan.
5. Identifikasi kelayakan lokasi untuk pengembangan, misalnya pariwisata dan budidaya perikanan.
Penggunaan PJ memiliki beberapa kelebihan (+) dan kekurangan (-) :
Kelebihan Penginderaan Jauh
a. Citra menggambarkan obyek, daerah dan gejala di permukaan bumi dengan wujud dan letak obyek yang mirip dengan wujud dan letaknya di permukaan bumi, relatif lengkap, permanen dan meliputi daerah yang sangat luas.
b. Karakteristik obyek yang tidak tampak dapat diwujudkan dalam bentuk citra, sehingga dimungkinkan pengenalan obyeknya.
c. Pengambilan data di wilayah yang sama dapat dilakukan berulang-ulang sehingga analisis data dapat dilakukan tidak saja berdasarkan variasi spasial tetapi juga berdasarkan variasi temporal.
d. Citra dapat dibuat secara tepat, meskipun untuk daerah yang sulit dijelajahi secara teresterial.
a. Tidak semua parameter kelautan dan wilayah pesisir dapat dideteksi dengan teknologi penginderaan jauh. Hal ini disebabkan karena gelombang elektromagnetik mempunyai keterbatasan dalam membedakan benda yang satu dengan benda yang lain, tidak dapat menembus benda padat yang tidak transparan, daya tembus terhadap air yang terbatas.
1.2 SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS
SIG untuk pengelolaan sumberdaya kelautan berkembang dengan pesat (Maeden, and DoChi, 1996). Hal ini disebabkan kemampuan SIG dalam memberikan kemudahan untuk (1) mengintegrasikan data dari berbagai format data (grafik, teks, dan data digital); (2) memiliki kemampuan baik dalam pertukaran data; (3) mampu melakukan proses dan analisis data secara cepat; dan (4) mampu dalam pemodelan. Di Indonesia boleh dikatakan masih dalam tahap awal. Pada tahun 2000-an Indonesia mendapat pinjaman dana dari ADB untuk pengelolaan ekosistem terumbu karang melalui proyek CORMAP (Gambar 5) yang didanai dari ADB. Yang dimaksud dengan data dan informasi mengenai luas dan sebaran terumbu karang dalam pemetaan ini mencakup luas dan sebaran pasir karang, rataan terumbu tengah, tubir dan lereng terumbu. Dengan kata lain dalam kegiatan ini terumbu karang terdiri dari binatang karang, derivatnya dan habitat yang ada di dalamnya. Pemetaan terumbu karang menggunakan teknologi inderaja Landsat-TM ini dilakukan sampai batas kedalaman yang dapat dideteksi oleh sensor satelit. Untuk daerah yang datar atau agak landai, penghitungan luas dilakukan secara langsung berdasarkan jumlah piksel. Untuk daerah dengan sudut kemiringan yang agak besar, perhitungan luas terumbu karang dibantu dengan suatu transformasi yang memasukan komponen batimetri. Sedangkan untuk daerah yang sangat curam atau yang berbentuk dinding terjal, penentuan luas terumbu karang dilakukan secara visual dan dengan bantuan echosounder. Adapun batasan-batasan mengenai peristilahan yang digunakan dalam kegiatan ini adalah:
b. Takat (patch reef); diukur sesuai dengan kondisi yang terekam oleh citra Landsat -TM
c. Karang tepi (fringing reef ); diukur mulai dari garis pantai sampai batas kedalaman di mana karang masih hidup dan membentuk terumbu.
d. Karang penghalang (barrier); di ukur luasnya di kedua sisi, baik yang menghadap ke laut lepas maupun yang menghadap ke pulau utama;
e. Atol; diukur di kedua sisi, baik yang menghadap ke laut lepas maupun ke lagoon (goba). Goba yang kedalamannya kurang dari 10 meter dianggap sebagai satu kesatuan luas karang di atol tersebut.
Panjang garis pantai, diukur mengikuti garis pantai yang ada pada citra Landsat-TM Pengembangan basisdata spasial terumbu karang dengan web-based GIS dapat dilakukan melalui lima tahapan berikut, yaitu:
1. Tahap Konseptual
Sebagian besar aktivitas dititikberatkan pada identifikasi pengorganisasian data spasial terumbu karang yang sudah ada beserta analisis kebutuhan di masa mendatang. Selain itu juga dilakukan evaluasi kelayakan berupa estimasi biaya dan potensi keuntungan yang bakal diperoleh.
2. Tahap Perancangan
pemilihan perangkat keras dan lunak. Perancangan basisdata tabuler terumbu sebaiknya menggunakan model ER (entity relationship). Basisdata terumbu disusun dalam tabel data lokasi sampel, parameter ambien, transek, lifeform, dan taksonomi berdasarkan standar dari US Fish & Wildlife Service Division of Law Enforcement dan Australian Institute of Marine Science (1994).
3. Tahap Pengembangan
Pada tahapan ini dilakukan akuisisi sistem, akuisisi basisdata, pengorganisasian sistem, persiapan prosedur operasi, dan persiapan lokasi. Melalui akuisisi sistem diharapkan dapat dipilih perangkat keras dan lunak pendukung web-based GIS yang paling efektif dengan biaya serendah mungkin. Di dalam pengorganisasian sistem, kendala yang seringkali dihadapi adalah kebutuhan personel pendukung dan skill. Berkaitan dengan hal ini, sebenarnya kita tidak akan mengalami kesulitan karena banyaknya peneliti terumbu karang yang tersebar di lembaga penelitian, PT, LSM, maupun diving club. Tinggal memberikan sedikit pelatihan tentang konsep pengembangan basisdata ini. Persiapan prosedur operasi menyangkut penentuan prosedur manajemen sistem, seperti: operasi harian, pemeliharaan peralatan, serta pengalokasian wewenang penggunaan perangkat sistem dan akses data.
4. Tahap Operasional
diujicobakan pada beberapa lembaga penelitian, PT, dan LSM yang ikut bergabung; karena proyek ini tergolong besar.
5. Tahap audit
Pada setiap periode tertentu, keberadaan sistem sebaiknya ditinjau kembali untuk memonitor relevansi sistem. Jika hasil review menunjukkan adanya pergeseran sistem dari tujuan semula, maka diperlukan perbaikan dan atau perluasan sistem (system expansion).
6. Akuisisi Basisdata
dan diotomasi dengan pemberian identitas (ID) menggunakan SQL. Selanjutnya dilakukan pengintegrasian data atribut ke dalam peta dijital dengan bantuan perangkat lunak pengolah data spasial yang mempunyai fasilitas pertukaran data secara dinamis melalui container OLE maupun driver ODBC, misalnya: ArcView, AutoCAD Map, dan MapInfo.
1.3 Hubungan Antara Sistem Teknologi Penginderaan Jauh Dan Sistem Informasi
Geogrfis Terhadap Pengelolaan Terumbu Karang
sebelum memetakan terumbu karang yang dapat dilakukan oleh aplikasi SIG. Melihat pentingnya identifikasi terumbu karang untuk perkembangan teknologi SIG, maka sangat diperlukan suatu sistem yang dapat mengidentifikasi terumbu karang. Solusi untuk merancang sistem tersebut berdasarkan citra hasil penginderaan jauh multispektral hasil gabungan akuisisi berbagai macam satelit dalam Google Earth. Citra penginderaan jauh terlebih dahulu dikoreksi radiometrik menggunakan dark channel prior dan dicari parameter ukuran slide window yang tepat. Dark channel
prior dipilih atas dasar kemampuannya untuk menghilangkan kabut. Pada Sistem,
dark channel prior digunakan untuk memperbaiki nilai piksel pada citra
penginderaan jauh multispektral yang terkena gangguan tutupan atmosfer bumi. Citra hasil pengolahan dark channel prior kemudian diekstraksi untuk mencari ciri terumbu karang tertentu menggunakan Filter 2D Gabor Wavelet. Penggunaan Filter 2D Gabor Wavelet karena dapat meminimalisir ciri yang tidak penting. Untuk
identifikasi terumbu karang digunakan algoritma K- Nearest Neighbor (K NN) dengan menggunakan metode pengukuran jarak terdekat seperti: Euclidean, Correlation, Cosine, dan Cityblock. Hasil keluaran sistem adalah jenis terumbu
karang berdasarkan posisi geografi yang terdiri dari: terumbu karang tepi (Fringing Reefs), terumbu karang penghalang (Barrier Reefs), dan terumbu karang cincin
informasi yang tepat dan akurat. Klasifikasi citra meliputi klasifikasi secara manual mengunakan citra dan klasifikasi multispektral secara digital menggunakan komputer. Klasifikasi multispektral merupakan salah satu bagian dari pengolahan citra penginderaan jauh untuk menghasilkan peta tematik dan dijadikan masukan pada permodelan spasial dalam lingkungan sistem informasi geografis/ GIS (Danoedoro 2012). Metode klasifikasi multispektral sebagian besar bertumpu pada satu kriteria yang digunakan yaitu nilai spektral (band). Metode klasifikasi diterapkan untuk mengekstrak informasi berdasarkan kebutuhan pengguna seperti pemetaan sumberdaya yang berada di daratan (teresterial) dan perairan (aquatic). Telah banyak penelitian menggunakan citra satelit untuk pemetaan habitat bentik, antara lain klasifikasi multispektral dari citra Quickbird di wilayah perairan laut telah mampu memetakan habitat bentik (Siregar 2010). Pemetaan habitat dasar dan estimasi stok ikan terumbu dengan citra Worldview-2 (Siregar et al. 2013). Pemantauan status lingkungan terumbu karang (Green et al. 2000). Evaluasi beberapa lokasi untuk klasifikasi terumbu karang di wilayah tropis (Andrefouet et al. 2003). Pemetaan geomorfologi dan ekologi terumbu karang (Phinn et al. 2011).
base image analysis/OBIA) (Navulur 2007, Blaschke 2010). Penerapan metode
klasifikasi berbasis piksel menggunakan algoritma maximum likelihood dari citra IKONOS dan Landsat 7 (Andrefouet et al. 2003). Penerapan metode klasifikasi berbasis piksel telah menghasilkan peta zona geomorfologi dengan akurasi yang berbeda-beda. Penerapan beberapa metode klasifikasi citra diharapkan menghasilkan akurasi pemetaan yang baik.
KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan mengenai teknologi penginderaan jauh dan sistem informasi geografis dalam pengelolaan terumbu karang sangat membantu mempermudah dalam mekanisme maupun teknis struktur biota/ekosisten laut. Adapun kesimpulan yang bisa diperoleh, antara lain :
1. Dapat Mengindentifikasi berbagai macam objek di wilayah pesisir seperti rumput laut, terumbu karang, keadaan pasir, padang lamun, keberadaan mangrove, penggunaan lahan, serta sebaran vegetasi lainnya yang merupakan suatu ekosistem wilayah pesisir.
2. Dapat Mengidentifikasi dan memetakan tumpahan minyak serta pencemaran di wilayah pesisir.
3. Bermanfaat dalamMemetakan perubahan garis pantai.
4. Mampu mendeteksi daerah potensial penangkapan ikan.
6. Keterkaitan SIG dan penginderaan jauh adalah sebagai berikut, informasi yang diturunkan dari analisis citra penginderaan jauh dilakukan untuk diintegrasikan dengan data yang disimpan dalam bank data SIG. Tujuan utama integrasi penginderaan jauh dan SIG berasal dari ahli penginderaan jauh.
DAFTAR PUSTAKA
Arsana, I. M. A. 2007. The Delineation Of Indonesia’s Outer Limits Of Its Extended Continental Shelf And Preparation For Its Submission: Status And Problems.Division For Ocean Affairs And The Law Of The Sea Office Of Legal Affairs, The United Nations.New York.
Bambang Sulistyo, Uji ketelitian indentifikasi penyebaran terumbu karang berdasarkan landsat tm (studi kasus di pulau enggano, kabupaten bengkulu utara)
Burke L , E . S elig, and M. Spalding., 2002.Reefs at Risk in Southeast Asia.72 pp. World Resources Institute, Washington, D.C. Coralwatch.“Sebuah Perspektif tentang Kejadian Pemutihan Tahun 2010”. 2014. http://id.coralwatch.org (29Okt. 2014). Felde GW, Anderson GP, Cooley TW, Matthew MW, Adler-Golden SM, Berk A, Lee J. 2003.
Analysis of Hyperion Data with the FLAASH Atmospheric Correction Algorithm. 2003 IEEE IGARSS: Learning from Earth's Shapes and Colours; Toulouse.p 90-92. Green EP, Mumby PJ, Edwards AJ, Clark CD. 2000. Remote Sensing Handbook for Tropical
Coastal Management. Paris [FR]: UNESCO.
http://id.wikipedia.org/wiki/Penginderaan_jauh, diakses tanggal 18 Oktober 2013 http://id.wikipedia.org/wiki/Sedimentasi, diakses tanggal 18 Oktober 2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_informasi_geografis, diakses tanggal 21 Oktober 2013 https://mbojo.wordpress.com/2008/12/24/perencanaan-pengelolaan-wilayah-pesisir-dengan
Phinn SR, Roelfsema CM, Mumby PJ. 2011. Multi-scale, Object-based Image Analysis for Mapping Geomorphic and Ecological Zones on Coral Reefs, Int J Remote Sens 33:3768-3797.
