V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Analisis Spektral Citra yang digunakan pada penelitian ini adalah Citra ALOS AVNIR-2 yang diakuisisi pada tanggal 30 Juni 2009 seperti yang tampak pada Gambar 11. Untuk dapat memberikan gambaran citra yang alami kenampakannya, maka perlu dibuat citra komposit (kombinasi tiga band). Adapun kombinasi band yang digunakan pada penelitian ini adalah kombinasi antara Band 3, Band 2, dan Band 1 yang masing-masing dimasukkan dalam band merah, hijau, dan biru secara berturut-turut yang menghasilkan kenampakan alami (natural colour). Gambar berikut merupakan hasil komposit alami dari kombinasi dari band tersebut:
Gambar 11. Citra ALOS AVNIR-2 dengan Citra Komposit RGB 321
Pada data ALOS AVNIR-2 seperti yang terlihat pada Gambar 11 terlihat adanya gangguan awan dan haze. Gangguan awan dan haze ini merupakan salah satu tantangan utama dalam pemanfaatan data penginderaan jauh dengan sensor optik. Pada analisis data penginderaan jauh, gangguan awan akan direprsentasikan sebagai data hilang (missing data) yang memerlukan proses masking dalam keseluruhan analisis. Pada umumnya gangguan awan dan bayangannya ini tidak dapat diperbaiki. Sedangkan gangguan haze sangat dilematis sehingga obyek tersebut pada umumnya menjadi topik kajian koreksi atmosferik. Namun, proses ini belum menjadi prioritas bagi pengguna umum dikarenakan proses ini dianggap relatif kompleks. Untuk
proses
klasifikasi
citra,
diperlukan
pengetahuan
tentang
karakteristik citra seperti resolusi spektral (panjang gelombang yang digunakan) dan resolusi spasial dari citra tersebut. Selain itu, juga diperlukan pengetahuan yang baik tentang tanggapan spektral antara obyek yang diidentifikasi dengan panjang gelombang yang digunakan. Hal ini dikarenakan apa yang tergambar pada citra sesungguhnya merupakan hasil perekaman dari besarnya energi pantulan setiap obyek pada panjang gelombang tertentu, dimana tiap obyek mempunyai karakteristik tersendiri dalam menyerap dan memantulkan panjang gelombang yang diterima olehnya. Gambar berikut merupakan kurva pantulan spektral yang mencirikan obyek vegetasi, tanah, dan air.
Gambar 12. Kurva Pantulan Spektral Penciri Obyek Vegetasi, Tanah, dan Air (Lillesand dan Kiefer, 1979)
Berikut merupakan gambaran PT. Sang Hyang Seri yang dipotong dari citra ALOS AVNIR-2 (Gambar 13):
Gambar 13. Citra ALOS AVNIR-2 daerah PT. Sang Hyang Seri
Pada penelitian ini, proses klasifikasi fase tanam dilakukan dengan menggunakan pendekatan klasifikasi terbimbing. Klasifikasi fase tanam ini dilakukan berdasarkan fase penutupan lahan sawah, yaitu: bera, awal tanam, fase vegetatif, dan fase generatif. Setiap fase tersebut dapat diinterpretasikan sebagai sekuen waktu kegiatan produksi yaitu kelas lahan telah panen, awal tanam, vegetatif, sampai siap panen. Dalam estimasi hasil panen, fase yang paling penting adalah fase generatif dan awal tanam. Hal ini dikarenakan fase generatif merupakan fase yang diinterpretasikan sebagai luas lahan siap panen sehingga prediksi panen dapat diketahui sebelumnya, sedangkan pada fase awal tanam, kita dapat mengetahui daerah mana yang baru saja memulai musim awal tanam, sehingga dengan bantuan teknologi penginderaan jauh, daerah tersebut dapat terus dipantau/dimonitor.
Bera Fase ini diidentifikasi dengan melihat kenampakan lahan sawah yang ditandai dengan hilangnya tutupan vegetasi, sehingga lahan sawah terlihat sebagai tanah terbuka. Fase ini menunjukkan kondisi lahan sawah telah panen. Dilihat dari citra komposit ALOS AVNIR-2 di atas, kenampakan fase bera ini ditandai dengan warna coklat muda. Warna- warna pada citra ini terbentuk dari hasil pencampuran warna dari citra komposit ALOS AVNIR-2, dimana Band 1 merupakan saluran biru, Band 2 merupakan saluran hijau, dan Band 3 merupakan saluran merah, serta pencampuran dari warna komplementer hasil dari ketiga warna primer tersebut. Citra komposit yang digunakan adalah kombinasi dari Band 3, Band 2, dan Band 1 yang dimasukkan dalam band merah, band hijau, dan biru secara berturut-turut, sehingga kenampakan pada citra menggambarkan kenampakan alami dari obyek-obyek tersebut. Kenampakan alami pada fase bera adalah warna tanah yang berwarna coklat terang seperti yang terlihat pada Gambar 14. Warna coklat terang disebabkan Sang Hyang Seri merupakan wilayah yang terletak di dekat daerah Pantai Utara Jawa dimana kandungan pasir pada tanahnya cukup tinggi, dan kelembabannya rendah pada fase bera. Tanah yang kelembabannya rendah dan bertekstur lebih kasar akan nampak lebih cerah daripada yang berkelembaban tinggi dan bertekstur halus (Lillesand and Kiefer, 1979). Contoh kenampakan fase bera pada lahan sawah PT. Sang Hyang Seri di lapangan adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 14 dan Gambar 18 yang ditandai dengan warna biru.
Gambar 14. Lahan Sawah Fase Bera
Awal Tanam Pada fase awal tanam, lahan sawah diidentifikasi dengan status penanaman berumur sekitar 30 hari. Pada fase ini, kenampakan tanah tetap mendominasi, karena tubuh tanaman padi masih kecil, namun demikian pantulan dari vegetasi sudah sedikit terekam pada citra. Vegetasi merupakan obyek alam yang banyak memantulkan saluran merah dibandingkan dengan obyek tanah dan air (Sutanto, 1987). Warna coklat tua yang terekam pada citra dapat diakibatkan oleh adanya hasil pencampuran dari kelembaban tanah yang lebih tinggi dan vegetasi/tanaman padi yang sudah ada. Hal ini dikarenakan pada fase awal tanam memerlukan kelembaban tanah yang tinggi untuk menghidupi tanaman padi. Contoh kenampakan fase awal tanam pada lahan sawah PT. Sang Hyang Seri di lapangan adalah seperti disajikan pada Gambar 15 dan Gambar 18 yang ditandai dengan warna kuning.
Gambar 15. Lahan Sawah Status Awal Tanam
Vegetatif Fase ini diidentifikasi dengan melihat kenampakan padi yang sudah mulai kecambah hingga tumbuh bulir padi atau kira-kira pada umur lebih dari 60 hari. Fase ini juga dicirikan dengan adanya perkembangan jumlah daun, peningkatan tinggi tanaman, dan peningkatan jumlah tiller (Le Toan et al., 1997). Apabila pada fase bera dan fase awal tanam masih didominasi oleh kenampakan tanah, maka pada fase vegetatif dan fase generatif lebih didominasi oleh kenampakan vegetasi. Pada fase vegetatif ini, vegetasi yang ditandai dengan adanya klorofil tampak berwarna hijau tua karena besarnya pantulan spektrum warna hijau. Contoh kenampakan fase vegetatif pada lahan sawah PT. Sang Hyang Seri di lapangan adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 16 dan Gambar 18 yang ditandai dengan warna hijau.
Gambar 16. Lahan Sawah Fase Vegetatif
Generatif Fase ini menunjukkan kondisi lahan sawah yang siap panen dan dapat diidentifikasi dengan melihat kenampakan tanaman padi yang telah masak atau sudah menguning. Daun tanaman padi tersebut menjadi menguning akibat adanya penurunan kadar klorofil pada daun. Fase ini juga dicirikan dengan dengan adanya penurunan jumlah daun, kadar uap air daun dan komponen daun (Le Toan et al., 1997). Vegetasi yang ditandai dengan adanya klorofil tampak berwarna hijau karena besarnya refleksi energi pada spektrum warna hijau. Akibat adanya penurunan klorofil pada fase ini, menyebabkan pantulan energi pada spektrum warna hijau juga berkurang. Dengan demikian, kenampakan pada fase generatif ini ditandai oleh warna hijau muda pada citra. Contoh kenampakan fase generatif pada lahan sawah PT. Sang Hyang Seri di lapangan adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 17 dan Gambar 18 yang ditandai dengan warna merah.
Gambar 17. Lahan Sawah Fase Generatif
Gambar berikut merupakan pengambilan contoh lokasi untuk klasifikasi citra (Gambar 18):
Vegetatif
Generatif
Awal Tanam
Bera
Gambar 18. Citra ALOS AVNIR-2 wilayah PT. Sang Hyang Seri, Subang
Citra ALOS AVNIR-2 memiliki empat band yang terdiri dari tiga band cahaya tampak (visible) dan satu band inframerah dekat (near infrared). Band yang termasuk ke dalam cahaya tampak yaitu: Band 1 yang memiliki panjang gelombang 0,42 – 0,50 mikrometer menempati saluran tampak biru, Band 2 yang memiliki panjang gelombang 0,52 – 0,60 mikrometer menempati saluran tampak hijau, dan Band 3 yang memiliki panjang gelombang 0,61 – 0,69 mikrometer menempati saluran tampak merah. Sedangkan band inframerah dekat (near
infrared) yaitu Band 4 yang memiliki panjang gelombang 0,76 – 0,89 mikrometer (Suciati dan Arthana, 2008). Dari data hasil pengambilan contoh lokasi, dapat dilihat kombinasi antara dua band dari citra tersebut. Gambar-gambar berikut (Gambar 19 – Gambar 24) merupakan hasil kombinasi band-band citra ALOS AVNIR-2: Kombinasi Band 1 dan Band 2
Gambar 19. Kombinasi Band 1 dan Band 2
Gambar 19 di atas menunjukkan bahwa baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif dapat terpisah dengan sempurna. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi Band 1 dan Band 2 baik digunakan untuk identifikasi fase penutupan lahan sawah. Berdasarkan gambar di atas dapat terlihat bahwa baik pada Band 1 maupun Band 2, nilai digital fase bera dan awal tanam lebih besar dibandingkan dengan nilai digital fase vegetatif maupun generatif. Hal ini dikarenakan baik pada panjang gelombang Band 1 (0,42 – 0,50 mikrometer) maupun panjang gelombang Band 2 (0,52 – 0,60 mikrometer), pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan fase awal tanam lebih tinggi dibandingkan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan fase generatif seperti yang ditunjukkan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12).
Pada Band 1 terlihat bahwa antara fase bera dan fase awal tanam terdapat sebagian besar nilai digital yang sama. Hal ini dapat dikarenakan kenampakan fase bera dan fase awal tanam sama-sama didominasi oleh tanah, sehingga pada kedua fase tersebut pantulan spektralnya hampir sama dimana unsur tanah lebih banyak direfleksikan. Namun, nilai digital antara fase vegetatif dan generatif adalah berbeda walaupun terdapat sedikit nilai digital yang sama. Pada Band 1 juga terlihat bahwa fase generatif memiliki nilai digital lebih tinggi dibandingkan dengan fase vegetatif. Fase generatif dan fase vegetatif merupakan kenampakan lahan sawah yang didominasi oleh vegetasi. Namun pada fase generatif, kandungan klorofil sudah berkurang seiring dengan penurunan jumlah daun dan komponen daun (Le Toan et al., 1997). Dengan demikian, pantulan spektral dari vegetasi hanya sedikit, sedangkan obyek yang banyak dipantulkan pada fase ini adalah vegetasi (tanaman padi) yang sudah tidak memiliki kandungan klorofil ataupun obyek tanah yang masih terekam walaupun hanya sedikit. Sedangkan pada fase vegetatif ditandai dengan adanya peningkatan jumlah daun (Le Toan et al., 1997), sehingga pada fase ini kandungan klorofil juga meningkat. Namun pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12), pantulan spektral tertinggi dari vegetasi tetap berada di bawah pantulan spektral tanah pada panjang gelombang Band 1. Dengan demikian, nilai digital fase vegetatif pada Band 1 merupakan nilai digital terendah dibandingkan fase lainnya. Pada Band 2 terlihat bahwa nilai digital tiap fase penutupan lahan sawah baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif adalah berbeda. Pada Band 2 ini, nilai digital tertinggi sampai terendah secara berturut-turut adalah fase bera, awal tanam, generatif, dan vegetatif. Hal ini dapat dijelaskan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12), dimana pada panjang gelombang Band 2 yaitu 0,52 – 0,60 mikrometer, pantulan spektral dari tanah yang mendominasi fase bera dan fase awal tanam lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan fase generatif. Namun, fase awal tanam memiliki nilai digital lebih rendah dibandingkan dengan fase bera. Hal ini dikarenakan pada fase awal tanam, pantulan spektral dari tanah berkurang akibat adanya pantulan spektral dari vegetasi, karena pada fase awal tanam sudah ada vegetasi yang mulai ditanam. Pada posisi ketiga yang
mempunyai nilai digital tertinggi dimiliki oleh fase generatif. Pada fase ini, kenampakan vegetasi lebih dominan dibandingkan dengan obyek tanah. Namun, pada fase ini kandungan klorofil sudah berkurang dibandingkan pada fase vegetatif, sehingga pantulan spektral dari vegetasi hanya sedikit, sedangkan obyek yang banyak dipantulkan adalah vegetasi (tanaman padi) yang sudah tidak memiliki kandungan klorofil atau obyek tanah yang masih sedikit terdeteksi. Sama halnya dengan fase generatif, fase vegetatif juga merupakan fase yang didominasi oleh vegetasi dibandingkan tanah. Namun pada fase ini, kandungan klorofil lebih banyak dibandingkan fase generatif. Apabila dilihat dari kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12), pantulan spektral tertinggi vegetasi pada saluran Band 2 tetap berada di bawah pantulan spektral tanah, sehingga fase vegetatif memiliki nilai digital paling rendah dibandingkan fase lainnya.
Kombinasi Band 1 dan Band 3
Gambar 20. Kombinasi Band 1 dan Band 3
Dari Gambar 20 di atas, dapat terlihat bahwa baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif dapat terpisah dengan sempurna. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi Band 1 dan Band 3 baik digunakan dalam identifikasi fase penutupan lahan sawah. Sama halnya dengan Gambar 19, dimana pada Band 1 terlihat sebagian nilai digital yang sama antara fase bera dan awal tanam. Hal ini dapat dikarenakan
kenampakan lahan sawah baik pada fase bera maupun fase awal tanam didominasi oleh tanah, sehingga pada kedua fase tersebut pantulan spektralnya hampir sama yaitu unsur tanah lebih banyak direfleksikan. Pada gambar di atas juga dapat terlihat bahwa pada Band 1, nilai digital fase bera dan awal tanam lebih besar dibandingkan dengan nilai digital pada fase vegetatif maupun generatif. Hal ini dapat dijelaskan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12) dimana pada panjang gelombang Band 1 yaitu 0,42 – 0,50 mikrometer, pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan fase awal tanam lebih tinggi dibandingkan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan fase generatif. Berbeda halnya dengan Band 3, dimana semua fase baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif memiliki nilai digital yang berbeda-beda sehingga dapat terpisah dengan sempurna. Hal ini dapat dikarenakan Band 3 yang memiliki panjang gelombang 0,61 – 0,69 mikrometer merupakan saluran terbaik untuk membedakan tanah terhadap vegetasi (Sutanto, 1987). Pada gambar di atas juga terlihat bahwa nilai digital tertinggi sampai terendah pada Band 3 berturut-turut adalah fase bera, awal tanam, vegetatif, dan generatif. Hal ini dapat dijelaskan berdasarkan Gambar 12 dimana pantulan spektral tanah yang mendominasi kenampakan fase bera dan fase awal tanam lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan fase generatif. Fase awal tanam memiliki nilai digital lebih rendah dibandingkan dengan fase bera karena pada fase awal tanam sudah ada pantulan spektral dari vegetasi yang sudah mulai ditanam, sehingga pantulan spektral dari tanah yang mendominasi pada fase ini berkurang dibandingkan pada fase bera. Fase yang memiliki nilai digital tertinggi ketiga yaitu fase generatif dimana fase ini didominasi oleh kenampakan vegetasi dibandingkan tanah. Pada fase ini, kandungan klorofil pada vegetasi akan berkurang seiring dengan penurunan jumlah daun dan komponen daun (Le Toan et al., 1997), sehingga menyebabkan pantulan spektral dari vegetasi hanya sedikit. Adapun obyek yang banyak direfleksikan adalah vegetasi (tanaman padi) yang sudah tidak memiliki kandungan klorofil atau obyek tanah yang masih sedikit terdeteksi. Pada Band 3 ini, fase vegetatif memiliki nilai digital terendah dibandingkan fase lainnya. Pada fase vegetatif, kenampakan lahan didominasi oleh vegetasi dan pada fase ini kadar
klorofil mengalami peningkatan akibat adanya peningkatan jumlah daun (Le Toan et al., 1997). Namun, pada panjang gelombang Band 3, pantulan spektral tertinggi dari vegetasi tetap berada di bawah pantulan spektral tanah seperti yang terlihat pada Gambar 12.
Kombinasi Band 1 dan Band 4
Gambar 21. Kombinasi Band 1 dan Band 4
Gambar 21 menunjukkan bahwa baik fase vegetatif dan generatif dapat terpisah dengan sempurna, namun terdapat penyatuan yang cukup signifikan antara fase bera dan awal tanam. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi Band 1 dan Band 4 kurang baik digunakan untuk identifikasi fase penutupan lahan sawah. Pada Band 1 di atas terlihat bahwa antara fase bera dan awal tanam terdapat sebagian nilai digital yang memiliki kesamaan yang juga terlihat pada Gambar 19 dan Gambar 20. Hal ini dapat dikarenakan kenampakan lahan sawah antara kedua fase tersebut sama-sama didominasi oleh tanah, sehingga pada kedua fase tersebut pantulan spektralnya hampir sama dimana unsur tanah lebih banyak direfleksikan. Oleh karena itu, pantulan spektral antara kedua fase ini hampir sama yaitu lebih banyak reflektan dari unsur tanah. Pada gambar juga terlihat bahwa pada Band 1, nilai digital fase vegetatif dan generatif lebih rendah
dibandingkan dengan nilai digital pada fase bera dan awal tanam. Hal ini dapat dijelaskan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12) dimana pada panjang gelombang Band 1 yaitu 0,42 – 0,50 mikrometer, pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan generatif lebih rendah dibandingkan pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam. Berbeda halnya pada nilai digital yang dihasilkan pantulan spektral dari panjang gelombang Band 4 yaitu 0,76 – 0,89 mikrometer, dimana fase vegetatif dan generatif memiliki pantulan spektral lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral dari fase bera dan awal tanam. Hal ini dapat dijelaskan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12) dimana pada panjang gelombang tersebut, pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan generatif sudah berada lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam. Berdasarkan gambar di atas dapat kita lihat bahwa fase vegetatif memiliki nilai digital lebih tinggi dibandingkan dengan fase generatif. Kenampakan fase vegetatif didominasi oleh vegetasi yang ditandai dengan adanya peningkatan jumlah daun (Le Toan et al., 1997). Berdasarkan kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12), pada panjang gelombang Band 4, pantulan spektral vegetasi merupakan pantulan spektral tertinggi dibandingkan dengan pantulan spektral tanah maupun air. Dengan demikian, pada panjang gelombang 0,76 – 0,89 mikrometer, fase vegetatif memiliki nilai digital tertinggi dibandingkan fase lainnya. Nilai pantulan spektral ini akan berkurang pada fase generatif yang samasama didominasi oleh vegetasi. Namun pada fase generatif, kadar klorofil berkurang seiring dengan pertumbuhan tanaman yang ditandai dengan adanya penurunan jumlah daun dan komponen daun (Le Toan et al., 1997). Dengan demikian, nilai pantulan spektral pada fase generatif akan lebih kecil dibandingkan dengan nilai pantulan spektral pada fase vegetatif. Dari Gambar 21 di atas, juga dapat terlihat bahwa terdapat sebagian fase bera yang memiliki nilai digital yang sama dengan fase awal tanam baik pada Band 1 maupun Band 4, sehingga antara kedua fase tersebut terlihat menyatu (grouping). Hal ini dapat dikarenakan kenampakan antara kedua fase tersebut
sama-sama didominasi oleh tanah, sehingga pantulan spektral dari kedua fase tersebut hampir sama dimana unsur tanah lebih banyak direfleksikan. Selain itu, pada panjang gelombang Band 4 yaitu 0,76 – 0,89 mikrometer, fase awal tanam yang memiliki kelembaban cukup tinggi tidak dapat terdeteksi dengan baik, karena pada panjang gelombang ini, pantulan spektral air sudah tidak terdeteksi (Gambar 12). Dengan demikian, fase awal tanam akan terdeteksi sebagai fase bera dan menyebabkan penyatuan (grouping) antara kedua fase tersebut.
Kombinasi Band 2 dan Band 3
Gambar 22. Kombinasi Band 2 dan Band 3
Dari Gambar 22 dapat terlihat bahwa baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif dapat terpisah dengan sempurna. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi Band 2 dan Band 3 baik digunakan untuk identifikasi fase penutupan lahan sawah. Baik pada Band 2 maupun Band 3 terlihat bahwa nilai digital tiap fase penutupan lahan sawah baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif adalah berbeda-beda. Selain itu, baik pada Band 2 dan Band 3, fase bera dan awal tanam memiliki nilai digital lebih tinggi dibandingkan dengan fase generatif dan fae vegetatif. Hal ini dikarenakan pada panjang gelombang Band 2 yaitu 0,52 – 0,60 mikrometer dan Band 3 yaitu 0,61 – 0,69 mikrometer, pantulan spektral
tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam berada lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan fase generatif seperti yang terlihat pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12). Baik pada Band 2 maupun Band 3, nilai digital tertinggi sampai terendah secara berturut-turut adalah fase bera, awal tanam, generatif, dan vegetatif. Hal ini dapat dijelaskan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12), dimana pada panjang gelombang Band 2 yaitu 0,52 – 0,60 mikrometer dan Band 3 yaitu 0,61 – 0,69 mikrometer, pantulan spektral dari tanah yang mendominasi fase bera dan fase awal tanam lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan fase generatif. Namun, fase awal tanam memiliki nilai digital lebih rendah dibandingkan dengan fase bera. Hal ini dikarenakan pada fase awal tanam, pantulan spektral dari tanah berkurang akibat adanya pantulan spektral dari vegetasi, karena pada fase awal tanam sudah ada vegetasi yang mulai ditanam dan terdeteksi. Pada Band 2 dan Band 3 ini, fase yang memiliki nilai digital tertinggi ketiga adalah fase generatif. Pada fase ini, kenampakan vegetasi lebih dominan dibandingkan dengan obyek tanah. Namun, pada fase ini kandungan klorofil sudah berkurang dibandingkan pada fase vegetatif, sehingga pantulan spektral dari vegetasi hanya sedikit. Baik pada Band 2 maupun Band 3, fase vegetatif memiliki nilai digital terendah dibandingkan fase lainnya. Pada fase vegetatif, kenampakan lahan didominasi oleh vegetasi dan pada fase ini kadar klorofil mengalami peningkatan akibat adanya peningkatan jumlah daun (Le Toan et al., 1997). Namun, pada panjang gelombang Band 2 dan Band 3, pantulan spektral tertinggi dari vegetasi tetap berada di bawah pantulan spektral tanah seperti yang terlihat pada kurva pantulan spektral penciri obyek yang ditunjukkan pada Gambar 12.
Kombinasi Band 2 dan Band 4
Gambar 23. Kombinasi Band 2 dan Band 4
Gambar 23 menunjukkan bahwa baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif dapat terpisah dengan sempurna. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi Band 2 dan Band 4 baik digunakan untuk identifikasi fase penutupan lahan sawah. Pada Band 2 di atas terlihat bahwa setiap fase penutupan lahan sawah memiliki nilai digital yang berbeda-beda seperti yang juga ditunjukkan pada Gambar 19 dan Gambar 22. Pada gambar di atas terlihat bahwa pada Band 2, pantulan spektral dari fase vegetatif dan generatif lebih rendah dibandingkan dengan pantulan spektral dari fase bera dan awal tanam. Hal ini dapat dikarenakan pada panjang gelombang Band 2 yaitu 0,52 – 0,60 mikrometer, pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan generatif lebih rendah dibandingkan pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam seperti yang ditunjukkan pada kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12). Pada Band 2 ini, urutan fase yang memiliki nilai digital dari tertinggi sampai dengan terendah secara berturut-turut adalah fase bera, awal tanam, generatif, dan vegetatif seperti yang juga ditunjukkan dan diuraikan pada Gambar 19.
Hal berbeda ditunjukkan dengan Band 4, dimana terdapat sebagian nilai digital antara fase bera dan awal tanam yang memiliki kesamaan. Hal ini dapat dikarenakan baik fase bera maupun awal tanam didominasi oleh tanah, sehingga pantulan spektral dari kedua fase tersebut hampir sama yaitu lebih banyak reflektan dari unsur tanah. Kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12) menunjukkan bahwa pantulan spektral air sudah tidak terdeteksi pada panjang gelombang Band 4 yaitu 0,76 – 0,89 mikrometer. Hal ini juga menyebabkan fase awal tanam yang memiliki kelembaban cukup tinggi tidak dapat terdeteksi dengan baik, sehingga sebagian fase ini akan memiliki nilai digital yang sama dengan fase bera. Pada Band 4, fase vegetatif dan generatif memiliki pantulan spektral lebih tinggi dibandingkan dengan fase bera dan awal tanam. Hal ini dapat dikarenakan panjang gelombang Band 4 yaitu 0,76 – 0,89 mikrometer, pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan generatif sudah berada lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam.
Kombinasi Band 3 dan Band 4
Gambar 24. Kombinasi Band 3 dan Band 4
Berdasarkan Gambar 24, dapat terlihat bahwa baik fase bera, awal tanam, vegetatif, maupun generatif dapat terpisah dengan sempurna. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa kombinasi Band 3 dan Band 4 baik digunakan untuk identifikasi fase penutupan lahan sawah. Dari gambar dapat dilihat bahwa pada Band 3, setiap fase penutupan lahan sawah memiliki nilai digital yang berbeda-beda seperti yang juga ditunjukkan pada Gambar 20 dan Gambar 22. Pada Band 3 ini, fase bera dan fase awal tanam memiliki nilai digital lebih tinggi dibandingkan dengan fase vegetatif dan generatif. Hal ini dikarenakan pada panjang gelombang Band 3 yaitu 0,61 – 0,69 mikrometer, pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan generatif seperti yang ditunjukkan pada kurva pantulan penciri obyek (Gambar 12). Pada Band 3 ini, urutan fase yang memiliki nilai digital dari tertinggi sampai dengan terendah secara berturut-turut adalah fase vegetatif, generatif, bera, dan awal tanam seperti yang juga ditunjukkan dan diuraikan pada Gambar 20 dan Gambar 22. Berbeda dengan Band 4, pada fase bera dan awal tanam terdapat sebagian nilai digital yang memiliki kesamaan antara kedua fase tersebut. Hal ini dikarenakan kedua fase tersebut sama-sama didominasi oleh tanah, sehingga pantulan spektral dari kedua fase tersebut hampir sama yaitu lebih banyak unsur tanah yang dipantulkan. Berdasarkan kurva pantulan spektral penciri obyek (Gambar 12), pantulan spektral air sudah tidak terdeteksi pada panjang gelombang Band 4 yaitu 0,76 – 0,89 mikrometer. Hal ini akan menyebabkan fase awal tanam yang memiliki kelembaban cukup tinggi tidak dapat terdeteksi dengan baik, sehingga sebagian fase ini akan memiliki nilai digital yang sama dengan fase bera pada Band 4. Dari Gambar 24 di atas, dapat dinyatakan bahwa fase vegetatif dan fase generatif memiliki nilai digital lebih tinggi dibandingkan fase lainnya. Hal ini dikarenakan pada panjang gelombang Band 4 yaitu 0,76 – 0,89 mikrometer, pantulan spektral vegetasi yang mendominasi fase vegetatif dan generatif sudah berada lebih tinggi dibandingkan dengan pantulan spektral tanah yang mendominasi fase bera dan awal tanam (Gambar 12).
Berdasarkan keenam grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa fase vegetatif dan fase generatif dapat dipisahkan secara sempurna pada setiap kombinasi band citra ALOS AVNIR-2. Namun, fase bera dan awal tanam kurang baik diidentifikasi pada kombinasi Band 1 dan Band 4.
5.2. Klasifikasi Menggunakan Pohon Keputusan Data hasil pengambilan contoh fase tanam selanjutnya akan digunakan untuk tahap klasifikasi citra menggunakan pendekatan klasifikasi pohon keputusan. Adapun algoritma yang digunakan adalah QUEST dan CRUISE. Gambar 25 berikut merupakan hasil pohon keputusan yang diturunkan dari algoritma QUEST:
B3 le 80 No
Yes
B3 le 119 No Bera
Yes Awal Tanam
B3 le 54 No Generatif
Yes Vegetatif
Gambar 25. Pohon keputusan berdasarkan algoritma QUEST
Pada Gambar 25, terlihat bahwa terdapat hanya dua cabang pohon keputusan, dimana cabang pohon keputusan pertama memisahkan band yang dapat digunakan untuk memisahkan fase penutupan lahan sawah, sedangkan cabang pohon keputusan kedua merupakan hasil klasifikasi fase penutupan lahan sawah. Dari Gambar 25, juga dapat dikatakan bahwa baik komponen pusat maupun komponen cabang dari algoritma QUEST menggunakan Band 3 yang memiliki panjang gelombang 0,61 – 0,69 mikrometer. Hal ini menunjukkan bahwa panjang gelombang tersebut cukup mampu berperan sebagai diskriminator untuk seluruh kelas penutupan lahan sawah.
Sedangkan hasil pohon keputusan yang diturunkan dari algoritma CRUISE disajikan pada Gambar 26 sebagai berikut: B1 le 55 No
Yes Vegetatif
B3 le 81 No
Yes
B3 le 118 No Bera
Generatif
Yes Awal Tanam
Gambar 26. Pohon keputusan berdasarkan algoritma CRUISE
Berbeda dengan pohon keputusan algoritma QUEST, komponen pusat dari pohon keputusan algoritma CRUISE menggunakan Band 1 untuk memisahkan fase vegetatif dari fase pertumbuhan lainnya pada cabang pertama (Gambar 26). Hal ini dapat dipahami dari Gambar 19 – Gambar 21 yang menunjukkan berbagai kombinasi Band 1 dengan band lainnya dapat dengan sempurna memisahkan fase vegetatif tanpa adanya penyatuan (grouping) dengan fase lainnya. Untuk komponen cabang, pada pohon keputusan dengan menggunakan algoritma CRUISE menggunakan Band 3 yang sama dengan komponen cabang pada pohon keputusan QUEST. Band 3 yang mempunyai panjang gelombang 0,61 – 0,69 mikrometer (saluran merah) dapat mencirikan obyek tanah dan vegetasi lebih cerah bila dibandingkan dengan obyek air (Sugiyanta dan Miswar, 2009). Pada panjang gelombang ini, tanah kering memiliki nilai pantulan yang besar, sehingga akan tampak cerah. Sedangkan vegetasi pada saluran merah ini umumnya tampak gelap. Sesuai dengan dua hal ini, maka saluran merah ini merupakan saluran yang terbaik untuk membedakan vegetasi terhadap tanah (Sutanto, 1987). Dengan demikian, juga dapat dikatakan bahwa panjang gelombang dari Band 3 cukup mampu berperan sebagai diskriminator untuk seluruh kelas penutupan lahan sawah.
Dari kedua pohon keputusan di atas, dapat dikatakan bahwa struktur pohon keputusan yang diturunkan dari kedua algoritma tersebut sangat sederhana. Hal ini dapat disebabkan oleh sederhananya data pembangun. Pada segi komputasi, kesederhanaan struktur tersebut berdampak positif dengan tingginya kecepatan pemrosesan. Hal ini tentu saja sangat penting bagi pengolahan data pada wilayah yang luas. Hasil ujicoba juga mengindikasikan bahwa kebutuhan pembaruan data luas panen dan areal penanaman baru untuk pemantauan lahan sawah dapat dilakukan dengan ALOS AVNIR-2 yang merupakan sistem sensor dengan jumlah kanal yang terbatas. Hal ini mirip dengan hasil penelitian yang telah dipublikasikan sebelumnya oleh Panuju dan Trisasongko (2008)
yang
menggunakan citra Landsat TM yang digabung dengan analisis decision tree dimana pemetaan kondisi lahan sawah dapat dilakukan dengan tingkat akurasi yang cukup tinggi. Implementasi kedua pohon keputusan tersebut pada citra AVNIR-2 dapat dilihat pada Gambar 27.
Gambar 27. Hasil klasifikasi QUEST (kiri) dan CRUISE (kanan). Kode warna: biru=bera; kuning=awal tanam; hijau=vegetatif; merah=generatif.
Berdasarkan implementasi dari teknik klasifikasi algoritma QUEST maupun CRUISE dapat terlihat bahwa kedua gambar tersebut memiliki gambar yang hampir sama. Hal ini dapat disebabkan karena kesederhanaan struktur pada pohon keputusan kedua algoritma tersebut.
5.3. Akurasi Secara umum, kenampakan visual hasil klasifikasi yang diperoleh dari algoritma QUEST dan CRUISE tersebut hampir sama. Untuk memperoleh kesimpulan kuantitatif algoritma yang menghasilkan akurasi lebih tinggi, maka diperlukan analisis akurasi. Bias dalam menarik kesimpulan dapat diminimalkan dengan memanfaatkan data penguji (testing). Hasil analisis akurasi menggunakan algoritma QUEST disajikan pada Tabel 5 sebagai berikut:
Tabel 5. Akurasi klasifikasi menggunakan algoritma QUEST (dalam %) Data Lapangan Bera
Awal Tanam
Vegetatif
Generatif
96,6
0,0
0,0
0,0
Awal Tanam
3,4
79,0
0,0
0,0
Vegetatif
0,0
0,0
100,0
0,0
Generatif
0,0
21,0
0,0
100,0
Bera
Nilai akurasi total dari klasifikasi QUEST adalah 93,9% dengan nilai koefisien Kappa sebesar 0,9187. Hal ini menandakan bahwa klasifikasi QUEST memiliki tingkat kepercayaan yang tinggi. Berdasarkan tabel tersebut juga dapat dinyatakan bahwa terdapat dua kesalahan klasifikasi, yaitu 3,4% data pembangun yang seharusnya masuk dalam fase bera, namun diklasifikasikan sebagai awal tanam. Hal ini dapat dijelaskan melalui kombinasi Band 1 dan Band 4 (Gambar 21) yang menunjukkan bahwa fase bera tidak dapat diidentifikasi/dipisahkan secara sempurna, yaitu sebagian data fase bera ini terancukan dengan fase awal tanam. Kesalahan klasifikasi lainnya adalah 21% data pembangun yang seharusnya masuk dalam fase awal tanam, namun diklasifikasikan sebagai fase generatif. Hal ini dapat dikarenakan baik pada fase awal tanam maupun fase generatif, kadar klorofil yang terekam
oleh citra cukup rendah, sehingga fase awal tanam terancukan dengan fase generatif. Pada fase awal tanam kadar klorofil cukup rendah karena tubuh vegetasi masih kecil, sehingga kadar klorofil masih cukup rendah. Sedangkan pada fase generatif, kadar klorofil menurun seiring dengan adanya penurunan jumlah daun, kadar uap air daun, dan komponen daun (Le Toan et al. 1997). Fase vegetatif dan generatif dapat diidentifikasi dengan sempurna dengan tingkat kepercayaan yang tinggi sebesar 100%. Hal ini berbeda dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Panuju dan Trisasongko (2008) yang memiliki tingkat kesulitan cukup tinggi dalam memisahkan antara fase vegetatif dan generatif dengan menggunakan data Landsat TM/ETM. Berikut merupakan hasil analisis akurasi menggunakan algoritma CRUISE disajikan pada Tabel 6 sebagai berikut:
Tabel 6. Akurasi klasifikasi menggunakan algoritma CRUISE (dalam %) Data Lapangan Bera
Awal Tanam
Vegetatif
Generatif
97,4
0,0
0,0
0,0
Awal Tanam
2,6
59,6
0,0
0,0
Vegetatif
0,0
0,0
100,0
0,0
Generatif
0,0
40,4
0,0
100,0
Bera
Klasifikasi menggunakan algoritma CRUISE ini menghasilkan nilai akurasi total 89,3% dengan nilai koefisien Kappa sebesar 0,8567. Hal ini juga menandakan bahwa klasifikasi dengan menggunakan algoritma CRUISE memiliki tingkat kepercayaan yang cukup tinggi, walaupun tidak sebesar metode QUEST. Tabel 6 di atas menunjukkan bahwa terdapat dua proses data yang salah klasifikasi, yaitu 2,6% data pembangun yang seharusnya masuk ke dalam fase bera, namun dikelaskan menjadi fase awal tanam. Hal ini dapat disebabkan oleh informasi yang ada pada Band 1 dan Band 4 (Gambar 21) menunjukkan bahwa fase bera tidak dapat diidentifikasi/dipisahkan secara sempurna, yaitu terdapat sebagian penyatuan (grouping) dengan fase awal tanam. Data bias lainnya adalah 40,4% data pembangun yang seharusnya masuk dalam fase awal tanam, namun dikategorikan sebagai fase generatif. Pada fase awal tanam kadar klorofil cukup
rendah karena vegetasi/tanaman padi masih kecil, sehingga kadar klorofil yang terekam masih cukup rendah. Sedangkan pada fase generatif, kadar klorofil cukup rendah seiring dengan adanya penurunan jumlah daun, kadar uap air daun, dan komponen daun (Le Toan et al. 1997). Dengan demikian, baik pada fase awal tanam maupun fase generatif, kadar klorofil yang terekam oleh citra sama-sama cukup rendah, sehingga fase awal tanam terancukan dengan fase generatif. Pada klasifikasi dengan menggunakan algoritma ini, baik fase vegetatif maupun fase generatif juga dapat diidentifikasi dengan sempurna dengan tingkat kepercayaan sebesar 100%. Berdasarkan kedua tabel tersebut, dapat dinyatakan bahwa fase vegetatif dan generatif dapat diidentifikasi dengan sempurna. Hal ini dikarenakan pada semua kombinasi band Citra ALOS AVNIR-2 (Gambar 19 sampai dengan Gambar 24), fase vegetatif dan generatif dapat diidentifikasi/dipisahkan dengan sempurna atau tanpa ada penyatuan (grouping). Hal ini berbeda dengan fase bera dan awal tanam, dimana kedua fase ini memiliki bias dalam klasifikasi baik menggunakan algoritma QUEST maupun CRUISE. Pada fase bera, terdapat sedikit bias terhadap fase awal tanam, namun tidak terlalu berarti. Hal ini dapat dikarenakan pada kombinasi antara Band 1 dengan Band 4 (Gambar 21) pada data training atau data yang digunakan untuk metode klasifikasi, fase bera dan awal tanam kurang baik diidentifikasi/dipisahkan karena terdapat penyatuan (grouping) antara kedua fase tersebut. Berbeda halnya dengan fase awal tanam, baik klasifikasi dengan algoritma QUEST maupun CRUISE, bias yang dihasilkan cukup tinggi untuk dapat memisahkan fase awal tanam terhadap fase generatif. Namun, lebih tampak jelas pada klasifikasi dengan menggunakan algorima CRUISE. Hal ini dapat dikarenakan pada fase awal tanam dan fase generatif, kadar klorofil yang terekam sama-sama cukup rendah. Dengan demikian, citra ALOS AVNIR-2 yang digunakan kurang kuat memperoleh atau mengekstrak data yang klorofilnya cukup rendah.
5.4. Analisis Luasan Hasil klasifikasi citra ALOS AVNIR-2 baik menggunakan algoritma QUEST maupun CRUISE perlu diubah bentuknya ke dalam bentuk vektor agar operasi Sistem Informasi Geografis (SIG) dapat dilakukan. Dari peta penutupan lahan inilah dapat diketahui luasan tiap fase penutupan lahan sawah. Pada analisis luasan ini, efek awan dan haze yang terekam oleh citra, tidak dimasukkan dalam penghitungan luasan, namun dimasukkan dalam fase yang berada di sekitar gangguan awan dan haze tersebut. Gambar 28 merupakan peta penutupan lahan sawah PT. Sang Hyang Seri yang dihasilkan dari hasil klasifikasi citra menggunakan algoritma QUEST. Dari peta penggunaan lahan menggunakan algoritma QUEST, didapatkan luasan tiap fase penutuapan lahan sawah seperti yang disajikan dalam Tabel 7 berikut ini: Tabel 7. Luasan Tiap Fase Penutupan Lahan Sawah Menggunakan Algoritma QUEST Fase Penutupan Lahan Sawah
Luas Area (Ha)
Luas Area (%)
Bera
308
7,63
Awal Tanam
1690
41,84
Vegetatif
863
21,37
Generatif
1178
29,16
TOTAL
4039
100
Berdasarkan Tabel 7, dapat dinyatakan bahwa luas fase penutupan lahan sawah yang paling besar adalah luas fase awal tanam, yaitu sebesar 1690 Ha atau sekitar 41,84 % dari total luasan seluruhnya, sedangkan luas fase penutupan lahan sawah yang paling kecil adalah luas fase bera (luas sawah telah panen), yaitu sebesar 308 Ha atau sekitar 7,63 % dari total luasan seluruhnya. Selain itu, juga dapat diketahui luas sawah siap panen, yaitu sebesar 1178 Ha atau sekitar 29,16 % dari total luasan seluruhnya. Untuk peta penutupan lahan sawah PT. Sang Hyang Seri yang dihasilkan dari hasil klasifikasi citra menggunakan algoritma CRUISE dapat dilihat pada Gambar 29.
784000
786000
788000
790000
792000
794000
796000
798000
9302000
9302000
9300000
9304000
9304000 9300000
9298000
PE TA PE NUT UPAN LAHA N SAW AH PT. SANG HYA NG SE RI (Menggunakan Alg oritma QUEST)
Keterangan:
9298000
Bera Awal Tanam Vegetatif Generatif N
W
E
S
0.9
0
0.9
1.8
Km
SA N G H YA N G S ER I
9296000
9296000
784000
786000
788000
790000
792000
794000
796000
Kabupaten Subang
798000
Gambar 28. Penutupan Lahan Sawah PT. Sang Hyang Seri Menggunakan Algoritma QUEST
784000
786000
788000
790000
792000
794000
796000
798000
9302000
9302000
9300000
9304000
9304000 9300000
9298000
PE TA PE NUT UPAN LAHA N SAW AH PT. SANG HYA NG SE RI (M enggunakan A lgoritma CRUISE)
Keterangan:
9298000
Bera Awal Tanam Vegetatif Generatif N
W
E
S
0.9
0
0.9
1.8
Km
SA N G H YA N G S ER I
9296000
9296000
784000
786000
788000
790000
792000
794000
796000
Kabupaten Subang
798000
Gambar 29. Penutupan Lahan Sawah PT. Sang Hyang Seri Menggunakan Algoritma CRUISE
Dari peta penggunaan lahan menggunakan algoritma CRUISE, didapatkan luasan tiap fase penutupan lahan sawah seperti yang disajikan dalam Tabel 8 berikut ini:
Tabel 8. Luasan Tiap Fase Penutupan Lahan Sawah Menggunakan Algoritma CRUISE Fase Penutupan Lahan Sawah
Luas Area (Ha)
Luas Area (%)
Bera
337
8,34
Awal Tanam
1625
40,23
Vegetatif
937
23,20
Generatif
1140
28,23
TOTAL
4039
100
Tabel 8 menunjukkan bahwa luasan fase penutupan lahan sawah yang paling besar adalah luas fase awal awal tanam, yaitu sebesar 1625 Ha atau sekitar 40,23 % dari total luasan seluruhnya, sedangkan luasan fase penutupan lahan sawah yang paling kecil adalah luas fase bera, yaitu sebesar 337 Ha atau sekitar 8,34 % dari total luasan seluruhnya. Selan itu, luas sawah siap panen yang diketahui adalah sebesar 1140 Ha atau sekitar 28,23 % dari total luasan seluruhnya. Baik
menggunakan
algoritma
QUEST,
maupun
CRUISE,
dapat
dinyatakan bahwa luasan fase awal tanam adalah luasan terbesar dari total luasan seluruhnya, sedangkan luasan fase bera merupakan luasan terkecil dari total luasan seluruhnya.
