BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu danTempat Penelitian ini dilakukan selama empat bulan: 1 bulanu ntuk pengumpulan data lapang di Provinsi Kepulauan Bangka Belitung dan 4 bulan untuk pengolahan data dan penyelesaian skripsi. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Analisis Spasial dan Lingkungan, Departemen Konservasi Sumber Daya Hutan dan Ekowisata (DKSHE), Fakultas Kehutanan IPB. 3.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang dilakukan selama kegiatan penelitian yaitu Global Positioning System (GPS),kalkulator,golok, kamera digital, kompas, meteran, peta kawasan Provinsi Kepulauan Bangka Belitung, pita ukur, tali tambang, suunto, Tabel pengukuran (tally sheet), dan timbangan. Sedangkan dalam pengolahan dan analisis data menggunakan seperangkat piranti lunak (software), yaitu Arcview 3.3, ERDAS Imagine 9.1, Microsoft Word, Microsoft Excel, dan SPSS 17.0, serta peta Rupa Bumi Indonesia dan Citra ALOS PALSAR resolusi 50 m tahun 2009. 3.3 Pengumpulan Data Data yang dikumpulkan dalam kajian ini berupa data primer dan data sekunder. Data primer yang dikumpulkan meliputi data inventarisasi vegetasi dengan variable diameter pohon, tinggi pohon serta serasah tumbuhan. Data sekunder adalah data spasial Provinsi Kepulauan Bangka Belitung berupa data spasial areal reklamasibekastambangsertaliteratur yang mendukung dalam pengolahan data tentang biomassa di lokasi penelitian. 3.4 Metode Pengambilan Data Secara umum tahapan penelitian yang dilakukan dalam kajian penelitian biomassa terdiri dari tahap pengumpulan data, pengolahan data, dan penyususnan model penduga biomassa (Gambar 4).
15
Mulai Persiapan dan pengumpulan data : Peta citra ALOS PALSAR Peta rupa bumi Pra pengolahan citra : Pembuatan synthetic band Citra komposit
Peta jalan
Peta administrasi
Pemotongan citra Penentuan titik koordinat plot Survey lapang Hasil inventarisasi tegakan Perhitungan biomassa
Peta kerja Peta citra ALOS PALSAR Nilaibackscatter overlay
Dimensi pohon Nilai biomassa
Pemilihan model terbaik
Analisis dan pengolahan data : Penyusunan model biomassa Analisis statistik
Peta sebaran biomassa Selesai Gambar 4 Diagram alir penelitian. 3.4.1 Pengumpulan citra data ALOS PALSAR dan rupa bumi Indonesia Data dan informasi spasial dari citra satelit dan peta lokasi penelitian diperlukan dalam perencanaan pengambilan contoh dan pengukuran biomassa di
16
lapangan. Data citra ALOS PALSAR diunduh dari situs ALOS Research and Application Project. Sedangkan peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) untuk kawasan Provinsi Kepulauan Bangka Belitung diperolehdari sumber–sumber yang berkecimpung dalam bidang ilmu spasial. 3.4.2 Pra pengolahan data citra Dalam pengolahan data citra ALOS PALSAR resolusi 50 m dilakukan pembuatan synthetic band dan citra komposit. Data citra ALOS PALSAR yang diunduh masih berbentuk raw (format *.raw), sehingga perlu dilakukan import dengan bantuan metadata (format *.hdr). Setelah citra di import (format *.img), kemudian dilakukan pengkombinasian rasio (HH/HV) menggunakan Erdas Model Builder guna pembuatan synthetic band. Citra komposit yang dibuat merupakan penggabungan band HH, HV, dan ratio (HH/HV) sebagai band red, green dan blue. 3.4.3 Pengolahan peta kerja lapang Setelah dilakukan pengolahan data citra, tahap selanjutnya adalah pengolahan peta kerja lapang. Tahapan awal yang dilakukan adalah pemotongan citra ALOS PALSAR resolusi 50 m, yakni berupa pembatasan citra sesuai dengan lokasi penelitian Data citra lokasi penelitian tersebut selanjutnya digunakan untuk penentuan lokasi-lokasi plot contoh dengan mempertimbangkan aksesibilitas di lapangan. 3.4.4 Teknik pengambilan data (survei lapangan) 3.4.4.1 Pengukuran variabel tegakan Variabel tegakan yang diukur dalam plot-plot contoh meliputi: diameter pohon setinggi dada (Dbh), tinggi total (Tt), dan jenis pohon. Tingkat vegetasi yang diukur di lapangan terdiri dari tingkat pohon, pancang, tiang,dan tumbuhan bawah.
17
3.4.4.2 Penentuan plot dan data lapang Penempatan plot-plot contoh di lapangan dilakukan dengan metode purposive sampling,dengan memperhatikan keterwakilan setiap tone/warna pada citra ALOS PALSAR. Selain itu, dalam pengambilan jenis tanaman juga sangat diperhatikan berdasarkan tingkat pertumbuhannya yaitu tiang dan pohon. Tiang merupakan permudaan yang memiliki kelas diameter < 20 cm dan tingkat pohon mempunyai kelas diameter mencapai ≥ 20 cm. hal tersebut dilakukan untuk pemudahan dalam ukuran kelas diameter. Bentuk dan ukuran plot contoh yang digunakan berbentuk lingkaran (Gambar 5) dengan luasan sebesar 0,04 Ha dan khusus untuk serasah dan tumbuhan bawah diberlakukan ukuran subplot contoh berbentuk bujur sangkar sebesar 1m2.
B A
C
D
Gambar 5 Plot contoh lingkaran luasan sebesar 0,04 Ha. Keterangan : A :Persegi dengan luas 1,00 m untuk subplot semai, seresah, tumbuhan bawah B :Jari-jari lingkaran panjang 2,82 m untuk subplot pancang C :Jari-jari lingkaran panjang 5,62 m untuk subplot tiang D :Jari-jari lingkaran panjang 11,29 m untuk subplot pohon
18
Dimensi tegakan (diameter dan tinggi) digunakan karena memiliki korelasi dalam biomassa yang terdapat di dalam vegetasi tersebut. Penilaian biomassa tumbuhan bawah, serasah, dan semak belukar didapatkan dari hasil pemotongan tumbuhan bawah, dan pengambilan serasah untuk di ukur berat basah, berat kering dan kadar air setelah dilakukannya proses pemanasan (pengovenan). 3.4.5 Analisis dan Pengolahan Data 3.4.5.1 Analisis backscatter Informasi yang diperoleh dari SAR meliputi koefisien backscatter, yang menunjukkan kekuatan radiasi gelombang mikro yang dipancarkan dari antenna dan kembali setelah hamburan pada permukaan target. Analisis koefisien backscatter memungkinkan untuk memperkirakan volume air yang terkandung dalam tanah, volume biomassa di hutan, kondisi gelombang di laut dan lain-lain. Backscatter dipengaruhi oleh faktor-faktor kompleks seperti elevasi hutan, kemiringan permukaan tanah, kadar air dalam vegetasi dan tanah, serta ukuran dan bentuk batang, cabang dan daun. Menurut Hoekman (1990), deskripsi sinyal backscatter dari RADAR memiliki beberapa aspek yaitu (1) tingkat sinyal ratarata, (2) polarisasi dan sifat fase sinyal dan (3) statistik sinyal. Analisis backscatter dalam penelitian ini dilakukan terhadap dua polarisasi, yaitu HH dan HV. Adapun nilai backscatter dapat diperoleh dengan rumus kalibrasi berikut (Shimada et al. 2009): NRCS(dB) = 10*log10(DN2) + CF Keterangan : NRCS = Normalized Radar Cross Section DN
= Digital Number
CF
= Calibration Factor, yaitu -83,2 untuk HH dan -80,2 untuk HV
3.4.5.2 Pendugaan biomassa Biomassa atas perumukaan tanah diduga dengan menggunakan persamaan alometrik biomassa berdasarkan diameter pohon dan kerapatan jenis pada pohon (Tabel 5 dan Tabel 6).
19
Tabel 5 Persamaan-persamaan allometrik yang digunakan untuk menduga nilai biomassa tersimpan di dalam beberapa jenis pohon Kategori biomassa Pohon bercabang
Persamaan allometrik W= 0.11ρD2.62
Sengon (Paraserienthes W = 0.0272D2.831 falcataria) Karet (Hevea brasilensis) W = 0.095 D2.62 Akasia (Acacia mangium) W = 0.07 D2.580 Keterangan : W =biomassa (Kg) D = diameter pohon (cm)
Sumber Katterings (2001) diacu dalam Hairiah dan Rahayu (2007) Sugiarto (2002); Van Noordwijk (2002) diacu dalam Hairiah dan Rahayu(2007) Pamoengkaset. al (2000 ) Wicaksono(2004)
Tabel 6 Kerapatan jenis kayu (ρ) pada berbagai jeniskayu NamaJenis Bungur (Lagerstroemia speciosa) Campedak (Artocarpus integer)
BeratJenis (g/cm3) 0,69 0,70
Duku (Lansium domesticum) Melinjo (Gnetum gnemon) Puspa (Schima wallichii)
0,85 0,76 0,657
Kemiri (Aleurites moluccana) Bintangur (Calophyllum inophylum)
0,33 0,69
Jambu Hutan (Psidium guajava) Bacang (Mangifera foetida)
0,75 0,73
Rambutan (Nephelium lappaceum)
0,91
Buni (Antidesma bunius) Durian (Durio zibethinus)
0,64 0,54
Sumber Anonim (1981) Oey Djoen Seng (1951) di* dalam Soewarsono FH (1990)* Anonim (1981)* Anonim (1981)* Woods of the World* Anonim (1981)* Martawijaya A et al (1992)* Anonim (1981)* Oey Djoen Seng (1951) di dalam Soewarsono FH (1990)* Martawijaya A et al (1992)* Anonim (1981)* Sudrajat (1979)*
Keterangan* :diacu dalam www.worldagroforestry.org
Selain pengolahan data vegetasi kelas pohon, tiang dan pancang, dilakukan juga pendugaan biomassa kelas tumbuhan bawah dan serasah. Persamaan yang digunakan dalam pendugaan biomassa pada tumbuhan bawah atau serasah adalah (HairiahdanRahayu 2007): Total BK =
BKc sub contoh BBc sub contoh
x Total BB
Keterangan : BK BBc
= Beratkering total (gr) = Berat basah contoh (gr)
BKc
= Berat kering contoh (gr)
BB
= Beratbasah total (gr)
20
Nilai dugaan biomassa di atas permukaan tanah dalam satuan per hektar diperoleh dengan cara penjumlahan total biomassa dari masing-masing tingkat vegetasi (pohon dan serasah) pada tiap plot contoh. 3.4.5.3 Analisis regresi
Dalam menyusun model hubungan antara kandungan biomassa di atas permukaan tanah dengan nilai backscatter dari polarisasi HH atau HV pada citra ALOS PALSAR, dilakukan analisis regresi dengan model-model linier, eksponensial, inverse polynomial, dan Schumacher (Tabel 7). Tabel 7 Model-model regresi yang digunakan untuk membuat model penduga biomassa tegakan berdasarkan data citra satelit Jenis Model Liniar Eksponensial Inverse polynomial
BentukModel Y = a + bX Y = exp(a + bX) Y = X /(a + bX)
Schumacher
Y = a(exp(b / X))
Keterangan : Y
= Kandungan biomassa di atas permukaan tanah (ton/ha)
X
= Nilai Backscatter
Model terbaik dipilih berdasarkan kriteria statistic : koefisiendeterminasi (R2), RMSE (Root Mean Square Error), P-value (α = 5%). Koefisiandeterminasi (R2) menunjukkan besarnya persentase variasi nilai-nilai biomassa yang dapat diterangkan oleh nilai-nilai backscatter (HH atau HV). Nilai R2 berkisar antara 0 (nol) hingga 100 %, dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan antar peubah semakin kuat. Semakin rendah nilai RMSE, maka tingkat akurasi pendugaan semakin baik. 3.4.5.4 Perhitungan akurasi hasil klasifikasi biomassa Analisis akurasi hasil pengklasifikasian kelas biomassa dilakukan dengan menghitung Overall Accuracy dan Kappa Accuracy menggunakan rumus berikut: OA
∑
=
100%
21
Keterangan : OA
= Overall Accuracy
Xii
= Nilai diagonal dari matriks kontingens baris ke-I dan kolomke-i
N
= Banyaknya pixel dalam contoh
KA
=
∑
Keterangan :
∑
∑
100%
X
= nilai diagonal dari matrik kontingensi baris ke-i dan kolom ke-i
X
= jumlah piksel dalam baris ke-i
X
= jumlah piksel dalam kolom ke-i
N
= banyaknya piksel dalam contoh
