iii
iv
v
ABSTRAK
I Nengah Jaya Nugraha. 1214511014. Studi Perubahan Garis Pantai di Pesisir Tenggara Bali Menggunakan Citra Satelit Landsat (Studi Kasus Kabupaten Gianyar dan Klungkung) (Pembimbing : I Wayan Gede Astawa Karang, dan I.G.B Sila Dharma) Erosi dan abrasi adalah peristiwa di pantai yang menyebabkan posisi garis pantai mengalami perubahan. Dampak dari perubahan iklim yaitu kenaikan tinggi muka air laut juga menyebabkan perubahan garis pantai. Pesisir Tenggara Bali khususnya sepanjang pantai Kabupaten Gianyar dan Klungkung mengalami perubahan garis pantai. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi dan menghitung laju perubahan garis pantai di Gianyar dan Klungkung dari tahun 1995 sampai 2015. Penelitian ini sebagai informasi awal perubahan garis pantai dan tidak menganalisis faktor penyebabnya seperti pasang surut, arus, gelombang, dan angin. Metode yang digunakan adalah analisis penginderaan jauh dengan ekstraksi garis pantai dari citra satelit Landsat 5 tahun 1995, Landsat 7 tahun 2005, dan Landsat 8 tahun 2015. Citra Landsat dianalisis dengan pendekatan kombinasi metode threshold dan band ratio dari gelombang inframerah dan gelombang hijau. Pengolahan citra menggunakan software Quantum GIS 2.8 dan SAGA GIS 2.2, extention Digintal Shoreline Analysis System (DSAS) untuk membuat transek perhitungan garis pantai. Hasil analisis tumpang susun mengidentifikasi garis Pantai di kabupaten Gianyar dan Klungkung mengalami perubahan dengan laju yang berbeda-beda setiap desa. Laju perubahan garis pantai di kabupaten Gianyar akibat akresi diantara 0.5096 - 8.6074 m/th, sedangkan akibat akresi diantara -3.7343 sampai -1.3201 m/th. Laju perubahan garis pantai di Kabupaten Klungkung akibat akresi diantara 0.6337 2.6875 m/th, sedangkan akibat erosi diantara -8.8795 sampai -0.8833 m/th.
Kata kunci: Laju perubahan garis pantai, Landsat, Erosi dan akresi
vi
ABSTRACT
I Nengah Jaya Nugraha. Studies Coastline Changes in the Southeast Coastal Bali Using Landsat Satellite Imagery (Case Study Gianyar and Klungkung Regency) (Supervisor : I Wayan Gede Astawa Karang and I.G.B Sila Dharma) Erosion and abrasion are the events that led to the beach shoreline position changes. The impact of climate change is the rise in sea level also causes changes in the coastline. South East coast of Bali, especially along the coast Gianyar and Klungkung changing coastline. This study aims to identify and calculate the rate of shoreline change in Gianyar and Klungkung from 1995 to 2015. The study was a preliminary information shoreline change and do not analyze the causes such as tides, currents, waves, and wind. The method used remote sensing analysis with the extraction of the coastline from the Landsat 5 satellite images in 1995, Landsat 7 in 2005, and Landsat 8 2015. Landsat imagery analyzed by a combination of methods approach the threshold and band ratio of wave infrared and green. Image processing using software Quantum GIS 2.8 and SAGA GIS 2.2, extention Digintal Shoreline Analysis System (DSAS) to make calculations transect coastline. The results of the analysis of overlaying identify coastline in Gianyar and Klungkung change at a rate that varies every village. The rate of change of coastline in Gianyar due to accretion between 0.5096 - 8.6074 m / yr, while due to erosion between -3.7343 to -1.3201 m / yr. The rate of change in Klungkung regency coastline due to accretion between 0.6337 - 2.6875 m / yr, while due to erosion between -8.8795 to -0.8833 m / yr. Keywords: Shoreline Changes Rate, Landsat, Erosion and Acresion
vii
RINGKASAN
I Nengah Jaya Nugraha. 1214511014. Studi Perubahan Garis Pantai di Pesisir Tenggara Bali Menggunakan Citra Satelit Landsat (Studi Kasus Kabupaten Gianyar dan Klungkung) (Pembimbing : I Wayan Gede Astawa Karang, S.si.,M.si.,Ph.D dan Ir. I.G.B Sila Dharma,MT.,Ph.D) Kondisi perairan Indonesia yang dinamis mempengaruhi sedimen yang ada di pantai. Proses yang terjadi di pantai diantara erosi, abrasi, dan akresi yang menyebabkan sedimen pantai bertambah atau berkurang. Proses tersebut menyebabkan terjadinya perubahan garis pantai. Faktor lain yang juga menyebabkan perubahan garis pantai adalah perubahan iklim seperti kenaikan tingggi muka air laut. Kenaikan tinggi muka air laut memiliki dampak yang luas terhadap garis pantai. Kenaikan tinggi muka air laut global disebabkan oleh ekspansi termal, mencairnya es di daerah kutub, dan hilangnya cadangan air tanah. Dampak kenaikan tinggi muka air laut adalah pergeseran garis pantai, degradasi pesisir akibat erosi dan akresi. Pengukuran perubahan garis pantai membutuhkan data dengan selang waktu 10 – 20 tahun. Sumber data yang dapat digunakan untuk pengukuran perubahan garis pantai adalah data survei lapangan, hingga data penginderaan jauh seperti citra satelit. Citra satelit yang cukup efektif digunakan untuk pengukuran perubahan garis pantai adalah satelit Landsat yang bisa diunduh secara gratis. Pesisir kabupaten Gianyar dan Klungkung dijadikan sebagai objek penelitian karena mengalami erosi paling tinggi diantara kabupaten lainnya di Bali dengan menggunakan dataset Landsat dari tahun 1995, 2005, dan 2015. Tujuan dari penelitian ini adalah mengidentifikasi perubahan garis pantai di kabupaten Gianyar dan Klungkung menggunakan citra satelit Landsat dan menganalisa laju perubahan garis pantai yang terjadi berdasarkan hasil interpretasi citra Landsat. Metode pengolahan citra yang digunakan adalah ekstraksi garis pantai dengan klasifikasi terbimbing (supervised classification), pendekatan nilai ambang batas (threshold) gelombang inframerah dan band rasio. Perhitungan perubahan garis pantai menggunakan panjang transek yang memotong antar garis pantai. Laju perubahan garis pantai didapatkan dengan jarak antar garis pantai dibagi dengan waktu dalam hal ini selisih tahun antar garis pantai. Hasil analisis tumpang susun mengidentifikasi garis Pantai di kabupaten Gianyar dan Klungkung mengalami perubahan dengan laju yang berbeda-beda setiap desa. Desa Batubulan laju perubahan antara -2.0985 sampai 4.4203 m/th, Desa Sukawati laju perubahan antara -3.7125 sampai 6.0877 m/th, Desa Ketewel laju perubahan antara -3.7343 sampai 8.6869 m/th, Desa Saba laju perubahan antara -1.2249 sampai 7.3343 m/th, Desa Pering laju perubahan antara -1.3201 sampai 3.8045 m/th, Desa Keramas laju perubahan antara 1.3057 sampai 5.3642 m/th, Desa Medahan laju perubahan antara 0.5096 sampai 8.6074 m/th, Desa Lebih laju perubahan antara -1.8395 sampai 2.0721 m/th, Desa Tulikup laju perubahan antara -3.3984 sampai 0.9951 m/th. Desa Negari laju perubahan antara -2.9933 sampai -0.8833 m/th, Desa Takmung laju perubahan antara -4.1836 sampai -2.0818 m/th, Desa Satra laju perubahan -1.7638 sampai -1.4097 m/th, Desa Tojan laju perubahan antara -2.1256 sampai 1.6252 m/th, Desa Gelgel laju perubahan antara -4.4682 sampai 1.1588 viii
m/th, Desa Jumpai laju perubahan antara -8.8795 sampai -2.5144 m/th, Desa Tangkas laju perubahan antara -7.8610 sampai -1.1282 m/th, Desa Gunaksa laju perubahan antara -7.9714 sampai -3.5818 m/th, Kampung Islam Kusamba laju perubahan antara -0.6337 sampai 1.4870 m/th, Desa Kusamba laju perubahan antara -4.631 sampai 2.6875 m/th, dan Desa Pesinggahan laju perubahan -1.4401 sampai 1.3747 m/th.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Ida Sang Hyang Widhi Wasa, berkat Rahmat-Nya skripsi ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Skripsi ini berjudul “Studi Perubahan Garis Pantai di Pesisir Timur Tenggara Bali Menggunakan Citra Satelit Landsat (Studi Kasus Kabupaten Gianyar dan Klungkung)”. Penyusunan skripsi ini dibimbing oleh pembimbing 1 I Wayan Gede Astawa Karang, S.Si.,M.Si.,Ph.D dan pembimbing 2 Ir. I.G.B. Sila Dharma, MT.,Ph.D. Skripsi ini terlebih dahulu diseminarkan kemudian disidangkan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar sarjana ilmu kelautan di Fakultas Kelautan dan Perikanan Universitas Udayana. Tema perubahan garis pantai dijadikan objek penelitian karena tema tersebut saat ini menjadi perhatian serius berbagai pihak yang berwenang didalamnya yang juga terkait dengan pemanasan global. Peneliti ingin memberikan informasi terbaru terkait dengan tema tersebut dan menerapkan teknologi modern seperti penginderaan jauh yang efektif dan efisien. Sebagai penutup, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diperlukan oleh peneliti untuk menyempurnakan draft srikpsi ni.
Bukit Jimbaran, 8 Agustus 2016 I Nengah Jaya Nugraha
x
UCAPAN TERIMAKASIH
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapat bimbingan, pengarahan dan bantuan dari semua pihak sehingga skripsi ini bisa diselesaikan tepat pada waktunya. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Ir. I Wayan Arthana, MS.,Ph.D selaku dekan Fakultas Kelautan dan Perikanan Universitas Udayana yang telah banyak membantu sehingga skripsi ini selesai tepat pada waktunya. 2. Dwi Budi Wiyanto, S.Kel., M.P selaku Ketua Program Studi Ilmu Kelautan Universitas Udayana yang telah memberikan dukungan moral kepada penulis. 3. I Wayan Gede Astawa Karang, S.Si.,M.Si.,Ph.D selaku pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini. 4. Ir.I.G.B sila Dharma,MT.,Ph.D selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Seluruh keluarga terutama Bapak, Ibu dan Kakak yang banyak memberikan dukungan serta dorongan moral dan materiil hingga selesainya skripsi ini. 6. Seluruh sahabat yang telah memberikan semangat dan motivasi sehingga skripsi ini dan terselesaikan tepat pada waktunya. 7. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penyusunan skripsi ini.
xi
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap I Nengah Jaya Nugraha, lahir di Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali pada tanggal 8 Maret 1995 merupakan anak kedua dari dua bersaudara. Penulis lahir dari pasangan suami istri Bapak I Ketut Madeg dan Ibu Ni Nyoman Sudarti. Penulis sekarang bertempat tinggal di Jalan Ahmad Yani VI No.3 Abiantuwung Kaja, Kediri, Tabanan, Bali. Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanakkanak di TK Widya Guna I Abiantuwung pada tahun 2000, pendidikan sekolah dasar di SD N 2 Abiantuwung pada tahun 2006, pendidikan menengah pertama di SMP N 2 Tabanan pada tahun 2009, pendidikan menengah atas di SMA N 1 Tabanan. Sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan di Fakultas Kelautan dan Perikanan penulis mengerjakan skripsi yang berjudul “Studi Perubahan Garis Pantai di Pesisir Tenggara Bali Menggunakan Citra Satelit Landsat (Studi Kasus Kabupaten Gianyar dan Klungkung)
xii
DAFTAR ISI
Halaman COVER LEMBAR PENGESAHAN BERITA ACARA .................................................................................. iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH ................................ iv PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................. v ABSTRAK............................................................................................. vi ABSTRACT ......................................................................................... vii RINGKASAN ...................................................................................... viii KATA PENGANTAR ............................................................................ x UCAPAN TERIMAKASIH .................................................................. xi DAFTAR RIWAYA HIDUP ............................................................... xii DAFTAR ISI ....................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ................................................................................ xv DAFTAR GAMBAR ........................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................... xix I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 3 1.3 Tujuan............................................................................................. 3 1.4 Manfaat ........................................................................................... 3 1.5 Batasan Masalah ............................................................................. 4 II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pantai dan Garis Pantai.................................................................... 5 2.2 Proses Terbentuknya Pantai............................................................. 7 2.3 Faktor Penyebab Perubahan Garis Pantai......................................... 8 2.4 Sistem Penginderaan Jauh ............................................................. 10 2.5 Citra Satelit Landsat ...................................................................... 12 III METODOLOGI 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................... 15 3.2 Alat dan Data ................................................................................ 15 3.3 Pengolahan Citra ........................................................................... 16 3.3.1 Pemotongan Citra (Cropping) .................................................. 17 3.3.2. Koreksi Geometrik dan Radiometrik....................................... 17 xiii
3.3.3 Thresholding Band .................................................................. 18 3.3.4 Band Ratio .............................................................................. 18 3.3.5 Unsupervised Classification .................................................... 19 3.3.6 Tumpang Susun antar Citra Landsat ........................................ 19 3.4 Perhitungan Laju Perubahan Garis Pantai ...................................... 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengolahan Citra Landsat .............................................................. 23 4.1.1 Pemotongan Citra ................................................................... 23 4.1.2 Thresholding Citra.................................................................. 24 4.1.3 Band Ratio ............................................................................. 25 4.1.4 Kombinasi Thresholding dan Band Ratio ............................... 28 4.1.5 Klasifikasi dan Vektor Garis Pantai ........................................ 30 4.2 Validasi Metode Ekstraksi ............................................................. 32 4.3 Perubahan Garis Pantai ................................................................. 34 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................... 74 5.2 Saran ............................................................................................. 74 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 75 LAMPIRAN ......................................................................................... 77
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Spesifikasi Landsat 7 dan Landsat 8 ........................................................... 14 2. Spesifikasi Citra Landsat ............................................................................ 15 3. Jarak rata-rata revertment dengan garis pantai citra Landsat 8 ..................... 73
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 1. Terminologi pantai untuk pengelolaan pantai .......................................... 5 2. Terminologi Pantai untuk Keperluan Rekayasa Pantai ............................. 6 3. Interaksi Faktor Penyebab Perubahan Garis Pantai .................................. 9 4. Elemen Utama dari Penginderaan Jauh .................................................. 11 5. Landsat 5 .............................................................................................. 13 6. Landsat 7 .............................................................................................. 14 7. Landsat 8 .............................................................................................. 14 8. Peta Lokasi Penelitian ........................................................................... 15 9. Transek Garis Pantai pada DSAS 3.2 .................................................... 20 10. Statistik Shoreline Change Envelope (SCE) ......................................... 20 11. Statistik Net Shoreline Movement (NSM) ............................................. 21 12. Statistik End Point Rate (EPR) ............................................................. 21 13. Flowchart Metodologi........................................................................... 22 14. Citra Landsat yang belum dipotong (a) dan yang sudah dipotong sesuai daerah penelitian (b) ................................................................... 23 15. Citra Landsat 8 sebelum masking (a) dan setelah masking (b) dengan pendekan threshold pada band 6 ................................................ 24 16. Citra Landsat 7 sebelum masking (a) dan setelah masking (b) dengan pendekan threshold pada band 5 ................................................ 25 17. Citra Landsat 5 sebelum masking (a) dan setelah masking (b) dengan pendekan threshold pada band 5 ................................................ 25 18. Citra Landsat 5 hasil rasio band 4/2 (a) dan setelah di masking (b) ....... 26 19. Citra Landsat 7 hasil rasio band 4/2 (a) dan setelah di masking (b) ........ 26 20. Citra Landsat 8 hasil rasio band 5/3 (a) dan setelah di masking (b) ........ 27 21. Citra Landsat 5 hasil rasio band 2/5 (a) dan setelah di masking (b) ....... 27 22. Citra Landsat 7 hasil rasio band 2/5 (a) dan setelah di masking (b) ........ 28 23. Citra Landsat 8 hasil rasio band 3/6 (a) dan setelah di masking (b) ........ 28 24. Threshold citra Landsat (a), rasio band 3/5 (b), rasio band 3/6 (c), gabungan rasio band (d), dan gabungan threshold dan rasio band (e) ..... 29 25. Vektor polygon garis pantai Landsat 5................................................... 30 26. Vektor polygon garis pantai laut Landsat 7 ............................................ 30 27. Vektor polygon laut Landsat 8............................................................... 31 28. Garis pantai Landsat tahun 1995 ........................................................... 31 29. Garis Pantai Landsat tahun 2005 ........................................................... 32 30. Garis pantai Landsat tahun 2015 ........................................................... 32 31. Transek validasi garis pantaikoordinat lapangan dan Landsat ................................................................................................ .33 32. Transek validasi garis pantai RBI dengan Landsat ................................. 34 33. Transek perhitungan jarak antar garis pantai .......................................... 35 34. Tumpang susun garis pantai Gianyar citra Landsat39 ............................ 36 35. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Batubulan ............ 37 36. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa batubulan ............................ 37 37. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Ketewel ............... 38
xvi
38. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Ketewel............................... 39 39. Dokumentasi kondisi pada transek ke-2 dan ke-3 di Desa Ketewel ........ 39 40. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Sukawati .............. 40 41. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Sukawati ............................. 41 42. Kondisi pantai pada transek ke-24 dan ke-25 di Desa Sukawati ............. 41 43. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Saba ..................... 42 44. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Saba .................................... 43 45. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Pering .................. 43 46. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Pering ................................. 44 47. Kondisi lapangan pada transek ke-2 dan ke-3 di Desa Pering ................ 45 48. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Keramas .............. 45 49. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Keramas .............................. 46 50. Kondisi pantai pada transek ke-15 di Desa Keramas .............................. 46 51. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Medahan .............. 47 52. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Medahan ............................. 48 53. Kondisi pantai di Desa Medahan ........................................................... 48 54. Grafik perubahan garis pantai setiap 5 tahun di Desa Lebih ................... 49 55. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Lebih .................................. 50 56. Kondisi pantai pada transek ke-4 di Desa Lebih .................................... 50 57. Grafik perubahan garis pantai di setiap transek di Desa Tulikup ............ 51 58. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Tulikup ............................... 52 59. Kondisi pantai pada transek ke-16 di Desa Tulikup ............................... 52 60. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Negari.................. 53 61. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Negari ................................. 54 62. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Takmung ............. 54 63. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Takmung ............................. 55 64. Kondisi pantai di Desa Takmung ........................................................... 55 65. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Satra .................... 56 66. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Satra ................................... 56 67. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Tojan ................... 57 68. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Tojan .................................. 58 69. Kondisi pantai pada transek ke-14 dan ke-15 di Desa Tojan .................. 58 70. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Gelgel .................. 59 71. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Gelgel ................................. 60 72. Kondisi pantai pada transek ke-23 dan ke-24 di Desa Gelgel ................. 60 73. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Jumpai ................. 61 74. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Jumpai ................................ 62 75. Kondisi pantai pada transek ke-16 dan ke-17 di Desa Jumpai ................ 62 76. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Tangkas ............... 63 77. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Tangkas .............................. 64 78. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Gunaksa ............... 64 79. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Gunaksa .............................. 65 80. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Kampung Islam Kusamba ..................................................................... 66 81. Grafik laju perubahan garis pantai di Kampung Islam Kusamba ............ 67 82. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Kusamba.............. 67 83. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Kusamba ............................. 68 84. Kondisi pantai di Desa Kusamba ........................................................... 69
xvii
85. Grafik perubahan garis pantai setiap transek di Desa Pesinggahan ......... 69 86. Grafik laju perubahan garis pantai di Desa Pesinggahan ........................ 70 87. Kondisi pantai di Goa Lawah Desa Pesinggahan ................................... 71 88. Posisi revertment (dinding pantai) di lokasi penelitian ........................... 72
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Grafik pasang surut dataset Landsat ......................................................... 77 2. Perhitungan Laju Perubahan Garis Pantai ................................................. 78
xix
