III. METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu Penelitian ini dilakukan pada daerah kajian Provinsi Kalimantan Barat. Pengolahan dan analisis data dilakukan di Laboratorium Fisik Remote Sensing dan Sistem Informasi Geografis (GIS) Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Pengumpulan data dimulai dari Maret sampai Juli 2009, yang dilanjutkan dengan pengolahan data dari bulan Juli sampai Nopember 2009.
B. Data dan Alat 1. Data Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah : a. Peta digital yang terdiri atas peta sungai, jalan, desa/kampung, kota, penggunaan lahan, tutupan lahan, keberadaan gambut
dan batas
administrasi b. Data koordinat hotspt di Kalimantan Barat tahun 2006 hasil pemantauan satelit NOAA-AVHRR dari JICA (Japan International Cooperation Agency) dan ASMC (ASEAN Specialised Meteorological Centre). c. Citra Satelit Landsat wilayah Kalimantan Barat liputan tahun 2006. d. Data iklim yang meliputi curah hujan bulanan, hari hujan bulanan dan intensitas curah hujan tahun 2006 yang diperoleh dari stasiun pengamat cuaca Badan Meteorologi dan Geofisika Kalimantan Barat. e. Data-data penunjang berupa data letak geografis dan luas wilayah studi, data keadaan umum lokasi penelitian, data penduduk dan sosial masyarakat dari BPS dan Bappeda Kalimantan Barat.
2. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah (1) personal computer, printer dan perangkat lunak berupa paket software ArcView GIS versi 3.2 . dan ERDAS versi 8.7, (2) Pengambilan dokumentasi di lapangan menggunakan kamera digital dan GPS (Global Positioning System) untuk observasi dan verifikasi data lapangan.
25 C. Tahapan Penelitian 1. Alur penelitian Dalam melaksanakan penelitian ada beberapa tahapan yang harus ditempuh sehingga didapatkan hasil yang sesuai dengan prosedur yang berlaku. Kegiatan dilakukan dari proses persiapan dan pengumpulan data hingga terbangunnya model dan peta tingkat kerawanan kebakaran hutan dan lahan. Secara garis besar alur penelitian ini ditunjukkan dalam Gambar 3. Persiapan dan pengumpulan data
Mulai
Pra pengolahan Data Penentuan Variabel Kerawanan Penentuan Bobot dan Skor Operasi Spasial Penentuan Beberapa Alternatif Model Spasial
Uji Signifikansi
Validasi
Model Terbaik Peta sebaran berdasarkan tingkat kerawanan kebakaran hutan dan lahan
Selesai
Gambar 3 Alur penelitian 2. Persiapan Tahap persiapan ini meliputi: pengumpulan data digital, wawancara kepada ahli kebakaran hutan dan lahan, pengolahan citra Landsat, pengolahan data titik panas (hotspt) dan penentuan peubah yang berpengaruh terhadap kebakaran hutan dan lahan.
26 a. Pengumpulan Data Digital. Data digital pada penelitian ini mencakup semua data spasial, baik vektor maupun raster yang menunjang pelaksanaan penelitian ini. Data-data tersebut berkaitan dengan variabel yang digunakan dalam membangun model. Bila diperlukan, data-data digital tersebut diberikan atribut-atribut tambahan sehingga dapat digunakan dalam pembangunan model. Pembangunan model spasial pendugaan tingkat kerawanan kebakaran hutan dan lahan ini menggunakan peubah jarak dari pusat kota, jarak dari jalan, jarak dari desa/pemukiman, jarak dari sungai, keberadaan gambut, jenis penggunaan lahan, kelas penutupan lahan dan kelas curah hujan. b. Pengolahan Citra Satelit Landsat. Pengolahan citra satelit Landsat dilakukan supaya data citra dapat dikonversikan
menjadi
data
vektor
sehingga
kemudian
dapat
ditumpangsusunkan (overlay) dengan data vektor lainnya. Berdasarkan pengolahan citra maka akan didapatkan peta tutupan lahan sebagai salah satu variabel yang digunakan dalam penelitian ini. Kegiatan dalam pengolahan citra antara lain georeferensi, mosaicing, histogram matching, cropping dan lain sebagainya. c. Pengolahan Data Titik Panas (hotspt). Data titik panas diperoleh dari hasil rekaman satelit NOAA AVHRR (JICA) diperoleh dari Departemen Kehutanan dan ASMC. Dengan bantuan software ArcView 3.2, data-data ini dikonversi menjadi bentuk shapefile melalui fasilitas “Add Even Theme”. Selanjutnya dilakukan transformasi koordinat, dari koordinat geografis menjadi koordinat UTM dengan datum WGS84 dan zone 49S. Peta sebaran hotspt pada tiap komponen fisik wilayah penelitian tersebut kemudian diolah dan selanjutnya dapat dibuat peta kepadatan hotspt. Data kepadatan hotspt ini akan digunakan menggunakan pendekatan metoda CMA (Composite Mapping Analysis) untuk membangun model spasial tingkat kerawanan hutan dan lahan.
27 3. Penentuan peubah pembangunan model kerawanan kebakaran Secara umum, terjadinya kebakaran hutan dan lahan disebabkan oleh dua hal yaitu faktor alam (biofisik) dan faktor akibat aktivitas manusia. Oleh sebab itu maka pendekatan spasial dalam membangun model kerawanan kebakaran hutan dan lahan harus memperhatikan 2 faktor tersebut sehingga peubah-peubah yang digunakan dalam menyusun model diturunkan dari faktorfaktor tersebut. Dalam penelitian ini, pengkelasan dari masing-masing faktor tersebut ditunjukkan pada Tabel 1 dan 2.
Tabel 1 Peubah dari aspek aktifitas manusia X1 X2 X3 X4 X5
Faktor Jarak terhadap pusat kota Jarak terhadap pusat desa Jarak terhadap sungai Jarak terhadap jalan Penggunaan Lahan
Sub Faktor Buffer dengan interval 1000 m (1 km) Buffer dengan interval 1000 m (1 km) Buffer dengan interval 1000 m (1 km) Buffer dengan interval 1000 m (1 km) Areal Penggunaan Lain HPH Aktif HPH Tidak Aktif Hutan Tanaman Industri Perkebunan Transmigrasi Hutan Lindung Kawasan Konservasi
Tabel 2 Pengkelasan peubah dari aspek biofisik X6
Faktor Tutupan Lahan
X7
Keberadaan Gambut
X8
Curah Hujan
Sub Faktor Hutan lahan kering Hutan rawa Hutan mangrove Sawah Pertanian lahan kering Pemukiman Perkebunan Tanah kosong Semak/Alang-alang/Belukar Gambut Non Gambut 179.0 ~ 209.4 mm/ bulan 209.4 ~ 239.8 mm/ bulan 239.8 ~ 207.2 mm/ bulan 207.2 ~ 300.6 mm / bulan 300.6 ~ 331.0 mm / bulan
28 4. Analisis data spasial Kajian yang dilakukan dalam analisis data spasial antara lain meliputi proses data spasial, overlay, manipulasi, pengkelasan, skoring, pembobotan dan pembuatan model sehingga menghasilkan peta kerawanan kebakaran hutan dan lahan. Overlay dilakukan pada semua data spasial peubah pembangunan model (Jaya, 2002). a. Penentuan Bobot Pada penelitian ini bobot setiap peubah untuk mengindentifikasi derajat pengaruhnya terhadap kerawanan kebakaran hutan dan lahan dilakukan dengan pendekatan kuantifikasi (metode analisis pemetaan komposit /CMA). b. Penentuan skor aktual (actual score) Penentuan
nilai
berdasarkan
metode CMA
diperoleh
dengan
mengetahui informasi dari luasan setiap sub faktor, jumlah hotspt yang ada (observed) pada setiap sub faktor serta jumlah hotspt yang diharapkan atau yang seharusnya ada (expected). Dalam penelitian ini, hubungan sub faktor dalam setiap faktor diklasifikasikan berdasarkan persentase terjadinya hotspt dalam setiap sub-faktor. Adapun perhitungan skor relatif untuk setiap sub faktor pada setiap faktor menggunakan persamaan 1 dan 2. Nilai kerawanan sub-faktor (xi dan zi),
100 oi xi dan zi = x .......................................................... (1) oi ei ei ei = TxF .................................................................................... (2) 100 di mana : xi zi oi ei T F
adalah skor kelas (sub-faktor)biofisik adalah skor nilai kerawanan sub-faktor aktifitas manusia adalah jumlah hotspt yang terdapat pada setiap sub-faktor (observed hotspt adalah jumlah hotspt yang diharapkan ada dalam setiap sub-faktor adalah jumlah total titik panas (hotspt) adalah persentase daerah dalam setiap sub-faktor
29 c. Penentuan skor dugaan (estimated score) Skor dugaan digunakan untuk merapikan pola nilai skor aktual yang tidak teratur. Skor dugaan didapatkan dengan meregresikan antara masingmasing sub faktor dengan skor aktual dengan pola regresi terbaik. d. Perhitungan nilai skor skala (rescalling score) Standarisasi skor antara pada semua faktor yang digunakan dalam penyusunan model kerawanan kebakaran hutan dan lahan dilakukan dengan menghitung kembali skor sehingga didapatkan skor skala dengan nilai antara 10 sampai 100 dengan menggunakan persamaan 3 (Jaya et al., 2007).
ScoreE .input ScoreE . min ScoreROut ScoreE .Max ScoreE . min di mana : ScoreR.out ScoreE.input ScoreE.Min ScoreE.Max ScoreR.Max ScoreR.Min
( ScoreR.Max ScoreR.Min ) ScoreR.Min ..(3)
= nilai skor hasil rescalling = nilai skor dugaan (estimated score) input = nilai minimal skor dugaan = nilai maksimal skor dugaan = nilai skor tertinggi hasil rescalling = nilai skor terendah hasil rescalling
e. Pembuatan persamaan matematik Pembangunan model tingkat dan zona kerawanan kebakaran hutan dan lahan dilakukan dengan pendekatan kuantitatif (empiris) dengan metode analisis pemetaan komposit (Composite Mapping Analysis/CMA). Model dibangun berdasarkan nilai skor komposit, disusun dengan persamaan regresi yang menggambarkan hubungan antara jumlah hotspt per km2 dengan skor komposit faktor-faktor penyusunnya. 5. Uji signifikansi Pengujian ini dimaksudkan untuk memilih model terbaik dari beberapa model yang memiliki nilai akurasi tinggi. Uji z ini dapat memperjelas apakah suatu model berbeda nyata terhadap model lainnya. Statistik uji yang digunakan adalah uji z-test two sample for mean dengan persamaan 4.
z
x1 x 2
12 22 n1 n2
1,96 .................................................................(4)
30 di mana : z adalah nilai signifikansi x1 , x2 adalah nilai rata-rata dua contoh σ1, σ2 adalah standar deviasi dua populasi n1, n2 adalah jumlah atau ukuran dua contoh Δ adalah perbedaan rata-rata populasi 6. Pembuatan peta kelas kerawanan kebakaran Dalam penelitian ini, pembagian kelas didasarkan pada pembagian kelas yang kerangka pendekatannya berdasarkan radius antar hotspt yang nantinya akan diturunkan alternatif-alternatif kelas tingkat kerawanan hutan dan lahan di provinsi Kalimantan Barat. 7. Verifikasi dan validasi model Verifikasi model bertujuan untuk mengetahui seberapa tepat model yang dibuat dalam menduga tingkat kerawanan kebakaran hutan dan lahan terhadap kondisi sebenarnya. Verifikasi dilakukan dengan cara membuat area verifikasi dengan luasan tertentu, referensi untuk verifikasi adalah kepadatan hotspt bulan tertentu. Pemilihan tipe kepadatan adalah kernel agar tampilan output tampak lebih halus. Area verifikasi dipilih secara acak dan tersebar menurut tingkat kerawanan berdasarkan kepadatan hotspt, kemudian ditampalkan dengan peta model kerawanan kebakaran. Akurasi model dihitung berdasarkan koinsidensi antara model dan referensi dengan menggunakan matrik kesalahan (confusion matrix). Matrix ini untuk menilai akurasi peta yang dihasilkan.. Matrik ini digunakan untuk menghitung akurasi umum dengan persamaan sebagai berikut :
r xii i 1 OA .100% .............................................................................(5) N di mana : OA Xii N
adalah nilai validasi keseluruhan adalah Coincided Value atau luasan kelas kerawanan yang sama antara model dan kepadatan titik panas adalah total area validasi
31 Akurasi umum biasanya memberikan hasil penilaian yang tinggi (over estimate) karena hanya mempertimbangkan piksel-piksel diagonal saja, oleh karena itu perlu dihitung dengan akurasi Kappa yang mempertimbangkan seluruh elemen dalam matrik. Persamaan yang dipakai adalah sebagai berikut : r
k
r
N xii xi x i i 1
i 1
r
N ( xi x i )
.....................................................................(6)
2
i 1
di mana : k r xii xi+ x+i N
adalah akurasi kappa; adalah jumlah baris dalam error matrix; adalah jumlah pengamatan dalam baris i dan column i (diagonal utama) adalah jumlah baris i; adalah jumlah kolom i; adalah total jumlah pengamatan
8. Pemodelan spasial resiko kebakaran hutan dan lahan a. Model kerawanan kebakaran hutan dan lahan terbaik Model kerawanan yang dijadikan acuan dari penelitian ini adalalah model dengan akurasi model terbaik yang telah dilakukan validasi sebelumnya. b. Pemetaan zone kerawanan kebakaran hutan dan lahan Perasamaan regresi dari tahapan sebelumnya, kemudian dibuat peta kerawananannnya dengan mengalikan bobot dengan skor dari masingmasing sub faktor. Operasi pengalian tersebut menggunakan fasilitas Calculator dalam software ArcView 3.2. Dari peta kerawanan ini akan dapat dilihat jumlah luasan kerawanan kebakaran ditinjau dari berbagai sudut pandang. c. Sebaran kelas resiko kebakaran hutan dan lahan Dengan melakukan overlay antara
peta kerawanan kebakaran
hutan dan kelompok kelas penutupan lahan berdasarkan nilai kerugiannya maka akan didapati kelas resiko yang akan ditimbulkan akibat kebakaran.
