SURFACE RUB OFF AND RETENTION OF RAIN ANALYSIS WITH DIGITAL ELEVATION MODEL USING ARCGIS 9.2 SOFTWARE (CASE STUDY : LAMONGAN REGENCY) Name NRP Course Supervisors
: Mirzanur Idris : 3504100013 : Teknik Geomatika FTSP-ITS : Prof.Dr.Ir.Bangun Muljo Sukojo DEA,DESS
ABSTRACT Lamongan regency has high level of rainfall which leads to rain flotation along Bengawan Solo River. The cause of surfaces rub off and retention of rain are land-cover, the height of ground-level, rainfall intensity, and soil texture. With the technology growth rapidly, solutions are found in resolving surface rub off and retention of rain. For example, the emerge of three dimension (3D) Analyst extension exist in ArcGis 9.2 software that can be utilize for earth surface relief drafting via computer known as Digital Elevation Model (DEM). The DEM construction utilize 3D Analyst ekstention using ArcGIS 9.2 software with data based on contour map. Meanwhile, the process is accomplished using citra SPOT 2 with 20 meter resolution in addition of 12 January 2008 acquisitions along with ER Mapper 7.0 software. As the outcomes are surface rub off map, retention of rain and land-cover map. The overlay result combining administrative map, river network map, surface rub off map and retention of rain, land cover map, DEM, isohyet map, and texture map is the surface rub off visualization and retention of rain as well as the cause and effects. Based on the visualization surface rub off map and retention of rain with the cause and effect illustrate that the area has low vegetation level along Sungai Bengawan Solo, the height which relatively low which is 0-12,5 meters, the rainfall 200-440 mm/month during January 2008 along with ground texture as vii
clay, silty clay, and clay cloam where those three textures have low permeability characteristic. Besides, it demonstrates surface rub off and retention of rain area with 15.481,834 Ha that 8 sub districts of Lamongan regency including Laren, Maduran, Sekaran, Babat, Kalitengah, Karangbinangu, Glagah and Karanggeneng. Yet, the worst area affected is Laren sub district which allocate as rice field, garden and field, water-land, and settlement area. Keyword : Surface rub off and retention of rain, Digital Elevation Model, SPOT , 3D Analyst, ArcGIS 9.2.
KATA PENGANTAR viii
Syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat mengerjakan sekaligus menyelesaikan tugas akhir beserta dengan penulisan laporan ini dengan baik. Laporan tugas akhir dengan judul “Analisa Limpasan dan Genangan Air Hujan Dengan Digital Elevation Model Menggunakan Software ArcGIS 9.2 Studi Kasus Kabupaten Lamongan” Banyak pihak yang telah membantu selama proses kegiatan ini berlangsung, baik mulai dari tahap persiapan, pengenalan terhadap peralatan atau media yang digunakan, proses pengerjaan, sampai dengan penyusunan laporan. Oleh karena itu, tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak saya Ir. H. M. Idris Ibrahim dan Ibu saya Dra. Hj. Nur Akmal, yang telah memberikan doa dan bantuan baik motivasi maupun finansial dari awal sampai akhir. 2. Kakak saya Fahmi Saputra dan Joni Rahmat, yang telah memberikan doa dan dukungan motivasi dari awal sampai akhir. 3. Bapak Prof. Dr. Ir.Bangun Muljo Sukojo, DEA. DESS selaku Dosen Pembimbing pertama tugas akhir kami yang telah banyak membimbing kami dan memberikan ilmu atau informasi yang belum kami mengerti atau ketahui. 4. Ibu Ir. Chatarina Nurjati, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Geomatika Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 5. Bapak Drs. I.L.Arisdyo, M.Si selaku Kepala Pusdata LAPAN yang telah memberi bantuan berupa data yang menunjang tugas akhir. 6. Bapak Eko Yuli Handoko, ST. MT, selaku Koordinator Pelaksana Tugas Akhir yang telah memberikan bantuan dan pengarahan dalam tugas akhir ini. 7. Mba Novi ST, Mba Iken ST, Mba Inggit ST, Mba Ria ST, Mba Dian ST, Mas Diponegoro ST, Mas Purwoko ST, Mas ix
8.
9.
10.
11.
Arif, Mas Khodik, Mas Cahyo, Mas Walid, yang telah memberikan bantuan, bimbingan, dan kerjasamannya selama melakukan tugas akhir di LAPAN. Teman-teman Geomatika 2004 terutama Irfan, Yudo, Tedi, Adit, dan Diana yang telah memberikan bantuan yang berupa tenaga maupun pikiran dalam membantu baik dari pelaksanaan sampai dengan penulisan laporan tugas akhir ini. Teman-teman HIMAGE, Himpunan Mahasiswa Geomatika yang telah memberikan dukungan motivasi mulai dari pelaksanaan sampai dengan penulisan laporan tugas akhir ini. Teman-teman PMKTR (Pelajar Mahasiswa Kekeluargaan Tanah Rencong Surabaya) terutama Hanif, Rahmat, Boy da yang telah memberikan dukungan motivasi mulai dari pelaksanaan sampai dengan penulisan laporan tugas akhir ini. Pengurus Pondok Pesantren Sunan Drajat yang telah memberikan penginapan pada saat di Lamongan.
Laporan Tugas Akhir yang telah kami buat ini mungkin masih banyak kekurangannya. Tetapi dari kekurangan tersebut kami berharap dapat memberi motivasi lebih bagi kami dalam penyusunan laporan lainnya. Dengan ini kami harapkan dapat memberi informasi yang lebih bagi pembaca. Surabaya, 7 Januari 2009
Penulis
DAFTAR ISI x
HALAMAN JUDUL................................................................ i LEMBAR PENGESAHAN...................................................... iii ABSTRAK................................................................................ v KATA PENGANTAR.............................................................. ix DAFTAR ISI............................................................................ xi DAFTAR GAMBAR................................................................ xv DAFTAR TABEL..................................................................... xvii DAFTAR LAMPIRAN............................................................ xix BAB I PENDAHUUAN 1.1 Latar Belakang Masalah..................................... 1.2 Perumusan Masalah............................................ 1.3 Batasan Masalah................................................ 1.4 Tujuan Tugas Akhir…………………………... 1.5 Manfaat Tugas Akhir…………………………..
1 2 2 3 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penginderaan Jauh............................................... 3 2.1.1 Pengertian Penginderaan Jauh................... 3 2.1.2 Asas Penginderaan Jauh Sistem Inframerah Termal…………………………..………. 7 2.1.3 Koreksi Citra............................................. 9 2.1.4 Strength Of Figure……………...……… 13 2.1.5 Pemotongan Citra (Cropping)………...... 21 2.1.6 Penajaman Citra (Image Enhancement).. 22 2.1.7 Interpretasi Citra……………………..… 32 2.1.8 Klasifikasi Citra……………….….……. 34 2.1.9 Uji Ketelitian Klasifikasi…………......... 38 2.1.10 Citra Satelit…………………………...... 40 2.2 Digital Elevation Model....................................... 47 2.2.1 Pengertian dan Fungsi Digital Elevation Model....................................................... 47 2.2.2 Analisa Tiga Dimensi (3D)……………. 49 2.2.3 Grid……………………………………. 50 2.3 Sistem Informasi Geografis................................. 52 xi
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5
2.4
2.5
2.6
Pengertian Sistem Informasi Geografis.. 52 Konsep Dasar SIG…………………….. 52 Metodologi Sistem Informasi Geografis 53 Basis Data Sistem Infomasi Geografis... 56 Struktur Data Spasial Sistem Infomasi Geografis................................................. 57 2.3.6 Kegunaan Sistem Informasi Geografis... 59 2.3.7 Sumber Data Spasial Sistem Informasi Geografis………………………………. 60 2.3.8 Analisa Spasial…………………………. 61 Jenis dan Tekstur Tanah........................................ 62 2.4.1 Jenis Tanah............................................... 62 2.4.2 Tekstur Tanah........................................... 72 Limpasan Permukaan............................................ 72 2.5.1 Faktor Yang Mempengaruhi Limpasan... 76 2.5.2 Analisa Limpasan Curah Hujan……….. 79 Software……………………………………….. 79 2.6.1 ER Mapper 7.0………………………… 79 2.6.2 ArcGIS 9.2……………………………. 81
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian……….................................... 83 3.2 Peralatan dan Bahan............................................ 85 3.2.1 Alat............................................................ 85 3.2.2 Bahan....................................................... 85 3.3 Diagram Alir Penelitian..................................... 86 3.3.1 Identifikasi Masalah................................. 88 3.3.2 Studi Literatur......................................... 88 3.3.3 Pengumpulan Data.................................... 88 3.3.4 Pengolahan Data……………................. 88 3.3.5 Analisa………...……………................. 89 3.3.6 Penyusunan Laporan…..……................. 89 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian.................................................. 97 xii
4.2
4.1.1 Pengolahan Citra...................................... 97 4.1.2 Pembuatan Digital Elevation Model....... 113 4.1.3 Pengolahan Data Curah Hujan................. 119 4.1.4 Pembuatan Peta Tekstur Tanah............... 127 Analisa................................................................ 131 4.2.1 Peta Dampak Limpasan dan Genangan Air Hujan....................................................... 131 4.2.2 Peta Tutupan Lahan – Limpasan dan Genangan Air Hujan................................ 135 4.2.3 Digital Elevation Model – Limpasan dan Genangan Air Hujan................................ 139 4.2.4 Peta Isohyet – Limpasan dan Genangan Air Hujan................................................. 143 4.2.5 Peta Tekstur Tanah – Limpasan dan Genangan Air Hujan................................ 147
BAB VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan........................................................ 149 6.2 Saran.................................................................. 149 DAFTAR PUSTAKA............................................................ 151
xiii
Halaman ini sengaja di kosongkan
DAFTAR GAMBAR xiv
Gambar 2.1
Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7
Uraian Interaksi Obyek-Obyek di Permukaan Bumi dengan Gelombang Elektromagnetik sehingga Dihasilkan Citra Inderaja 7 Proses transformasi dari sistem koordinat citra menjadi koordinat geografis 11 Geometri vektor baseline lepas 17 Geometri vektor baseline terikat 18 Citra SPOT 41 Citra Landsat 44 DEM 49 TIN 50 Diagram alir Pemetaan Digital 54 Subsistem SIG 56 Data Raster 58 Data Vektor 59 Konversi Tekstur Tanah 73 Pola Aliran Dasar 78 Lokasi Penelitian 80 Digaram alir metodelogi penelitian 83 Digaram alir pengolahan data 86 Hasil Mozaik citra Landsat TM 7 97 Hasil pemotongan citra SPOT 2 98 Hasil pemotongan citra Landsat TM 7 98 Desain Jaring Titik Kontrol SPOT 2 99 Desain Jaring Titik Kontrol Landsat TM 7 99 Penajaman citra 105 Penajaman citra dengan histogram 106
xv
Halaman ini sengaja di kosongkan
xvi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 42 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10
Jenis Satelit SPOT Karakteristik SPOT 2 42 Spesifikasi Citra Landsat TM 45 Tabel nama gelombang dan range panjang gelombang 46 Karakteristik Panjang Gelombang Landsat 7 47 Sifat Utama Seri Tanah Daerah Tuban-Gresik 63 Daftar Koordinat GCP pada Citra SPOT 2 tahun 2008 101 Daftar Koordinat GCP pada Citra Landsat TM 7 tahun 2002 103 Jenis dan luas area tutupan lahan 107 Daftar Stasiun Curah Hujan 119 Curah Hujan Rata-rata 8 tahun (2000-2007) 119 Curah Hujan Januari 2008 120 Luas Area Curah hujan rata-rata tahun 2000-2007 121 Luas Area Curah hujan januari 2008 122 Jenis tekstur tanah 127 Daftar wilayah dampak limpasan dan genangan air hujan 131
xvii
Halaman ini sengaja di kosongkan
xviii
xix
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3
: Satuan Peta Tanah. : Matriks A Strength of Figure : Hasil Groundtruth.
xx
Halaman ini sengaja di kosongkan
xxi
