KAJIAN KORELASI ANTARA KELEMBABAN TANAH DENGAN TATA GUNA LAHAN BERBASIS CITRA SATELIT (Studi Kasus Daerah Bandung dan Sekitarnya)
TUGAS AKHIR Disusun untuk Memenuhi Syarat Kurikuler Program Sarjana di Program Studi Meteorologi
Oleh :
IRLAND FARDANI (12803011)
PROGRAM STUDI METEOROLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
i
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR DENGAN JUDUL :
KAJIAN KORELASI ANTARA KELEMBABAN TANAH DENGAN TATA GUNA LAHAN BERBASIS CITRA SATELIT (Studi Kasus Daerah Bandung dan Sekitarnya)
Bandung, Juni 2008 Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Pembimbing I
Dra. Sri Hartati Soenarmo, MSP. NIP. 130515640
ii
KAJIAN KORELASI ANTARA KELEMBABAN TANAH DENGAN TATA GUNA LAHAN BERBASIS CITRA SATELIT (Studi Kasus Bandung Dan Sekitarnya)
ABSTRAK Kelembaban tanah merupakan faktor penting untuk kehidupan dan sangat menarik untuk dikaji. Fungsi utama dari kelembaban tanah adalah mengontrol pembagian air hujan yang turun ke bumi menjadi run off ataupun infiltrasi. Kelembaban tanah sangat penting untuk studi potensi air dan studi neraca air. Pada penelitian ini digunakan dua data yaitu : data citra satelit aster untuk daerah cekungan bandung pada tanggal 12 juni 2003 dan data pengukuran lapangan kelembaban tanah. Data tersebut digunakan untuk mengkaji korelasi antara kelembaban tanah dengan tata guna lahan. Dalam penelitian ini penghitungan kelembaban tanah di dekati dari dua masukan yaitu : data Natural Difference Vegetation Index (NDVI) yaitu data sebaran vegetasi di permukaan bumi dan data Natural Difference Temperatur Index (NDTI) yaitu data sebaran temperatur permukaan. Dari hasil uji hipotesis non parametrik spearman rank antara kelembaban tanah dan nilai piksel tata guna lahan terlihat bahwa nilai korelasi antara 3 jenis tata guna lahan, yaitu : hutan dengan rho hitung -0.6, perkebunan dengan rho hitung 0.057 dan pemukiman dengan rho hitung -0.30 tidak memiliki korelasi dikarenakan tidak memenuhi nilai batas rho tabel. Namun untuk tata guna ladang dengan nilai rho hitung -0.718 memenuhi syarat batas dari nilai rho tabel untuk taraf signif 5% yaitu sebesar 0.648, makadari pada itu tata guna lahan ladang memiliki korelasi yang baik dengan nilai kelembaban tanah.Hal ini dikarenakan data lapangan yang ada tersebar pada tata guna lahan ladang, maka dari pada itu ada korelasi antara tata guna lahan ladang dengan kelembaban tanah.
Kata kunci : Kelembaban Tanah,Tata Guna Lahan, Aster, Bandung.
iii
Correlation Study Between Soil Moisture and Land Use Based On Satelite Imaging (Study Case Bandung and Its Surrounding)
ABSTRACT Soil moisture is an important factor for life and is very interesting to study. The main function of soil moisture is to distribute rain water that precipate to be ‘run off’ or infiltration. Soil moisture is very important to water potention study and water balance study. This observation used two data wich are : aster satellite image for bandung at 12 june 2003 and soil moisture data from field measurement. The data was used to study the correlation between soil moisture and land use. In this observation, soil moisture was approach by two inputs which is : Natural Difference Vegetation Inex (NDVI) which is vegetation figure data on the land surface and Natural Difference Temperature Index (NDTI), which is surface temperature figure data. From Non Parametric Spearman Rank test result, the rank between soil moisture and land uses pixel value showed there was no correlation among 3 land use types, which are forest with measured rho -0.6, garden with measured rho 0.057 and settlement with measured rho 0.30 because the value didn’t comply with table limit rho value. However agricultural field with measured rho -0.718 fulfilled the table rho value for significance level of 5%, wich is 0.648.,so agricultural filed has a good correlation with soil moisture because filed data was spread on agricultural land use, so there is a correlation between agricultural filed land use and soil moisture.
KeyWords : Soil Mositure,land Use ,Aster, Bandung
iv
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kehadiran Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia yang sebegitu besar sehinga penulis dapat menyelesaikan semua proses dalam tugas akhir ini. Tugas Akhir dengan judul “Kajian Korelasi Antara Kelembaban Tanah dengan Tata Guna Lahan Berbasis Citra Satelit (Studi kasus daerah Bandung dan sekitarnya)” ini disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Meteorologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Pengerjaan tugas ini tidak terlepas dari bantuan dari berbagai pihak, baik dari segi moril maupun materil. Untuk itu, dalam kesempatan ini penulis merasa perlu untuk mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya, terutama kepada :
• Ibu Dra. Sri Hartati Soenarmo, M.SP. selaku Pembimbing , atas bimbingan, bantuan, dukungan dan kesabaran yang tak terkira, hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
• Bapak Musa Ali Mustofa, M.Si. selaku dosen wali akademik selama penulis menempuh pendidikan di Institut Teknologi Bandung.
• Ibunda Iis Farhanah dan Ayahanda Erwin Hamzah selaku orang tua dari penulis yang telah mendidik penulis dari kecil sampai penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
• Seluruh staf pengajar ITB khususnya staf pengajar Departemen Geofisika dan Meteorologi yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan dan dukungan moril selama penulis menjadi anak didik.
• Semua pihak-pihak tidak bisa penulis sebutkan satu persatu Penulis menyadari bahwa dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis berbesar hati untuk menerima kritikan, saran, dan tanggapan yang bersifat membangun. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat untuk kita semua, dan dapat dikembangkan lagi di masa yang akan datang.
Bandung, Juni 2008
v
Penulis
DAFTAR ISI ABSTRAK .......................................................................................................................... iii ABSTRACT .......................................................................................................................... iv KATA PENGANTAR........................................................................................................... v DAFTAR ISI ....................................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ................................................................................................................ ix DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................... x
BAB I ................................................................................................................................. I-1 PENDAHULUAN .............................................................................................................. I-1 1.1 Latar Belakang............................................................................................................. I-1 1.2 Pernyataan Masalah ..................................................................................................... I-2 1.3 Tujuan ......................................................................................................................... I-2 1.4 Batasan Masalah .......................................................................................................... I-2 1.5 Sistematika Pembahasan .............................................................................................. I-2
BAB II TEORI DASAR .................................................................................................... II-1 2.1 Konsep Dasar Penginderaan Jauh ................................................................................ II-1 2.2 Satelit ASTER ............................................................................................................. II-2 2.3 Dasar Pengolahan Citra ............................................................................................... II-5 2.3.1 Pemulihan Citra ...................................................................................................... II-6 2.3.2 Penajaman Citra ...................................................................................................... II-7 2.3.3 Klasifikasi Citra ...................................................................................................... II-9 2.4. Sistem Informasi Geografis (SIG) ............................................................................ II-10 2.5 Konsep Kelembaban Tanah ....................................................................................... II-13 2.5.1 Siklus Hidrologi ..................................................................................................... II-14 2.5.2 Infiltrasi.................................................................................................................. II-15 2.6 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) .................................................... II-16 2.7 Metode Kuadrat Terkecil ........................................................................................... II-17 2.8 Uji Hipotesis Korelasi Non Parametrik ...................................................................... II-18
BAB III DATA DAN METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... III-1 3.1 Data ........................................................................................................................... III-1 3.1.1 Data Citra ASTER ................................................................................................... III-1 3.1.2 Data Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI)..................................................................... III-2 vi
3.1.3 Data Pengukuran Kelembaban Tanah. ..................................................................... III-3 3.2 Metodologi ................................................................................................................. III-4 3.2.1 Pengolahan Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)................................ III-4 3.2.2 Perhitungan Temperatur Spasial .............................................................................. III-4 3.2.3 Pengolahan Kelembaban Tanah ............................................................................... III-6 3.2.4 Korelasi Kelembaban Tanah Dengan Data Lapangan............................................... III-6 3.2.5 Klasfikasi Citra Menjadi Tata Guna Lahan .............................................................. III-6 3.2.6 Korelasi dan Uji hipotesis Antara Tata Guna Lahan Dengan Kelembaban Tanah ............... III-7
BAB IV PENGOLAHAN DAN HASIL ........................................................................... IV-1 4.1 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ..................................................... IV-1 4.2 Temperatur Spasial ..................................................................................................... IV-1 4.3 Kelembaban Tanah ..................................................................................................... IV-2 4.4 Korelasi Kelembaban Tanah Dengan Data Lapangan ................................................. IV-3 4.5 Distribusi Kelemababan Tanah Setelah di Koreksi ..................................................... IV-4 4.4 Hasil Klasifikasi Tata Guna lahan............................................................................... IV-5 4.5 Hubungan Kelembaban Tanah Dengan Tata Guna Lahan ........................................... IV-6
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN....................................................................... V-1 5.1 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ....................................................... V-1 5.2 Temperatur Spasial ...................................................................................................... V-1 5.3 Kelembaban Tanah ...................................................................................................... V-1 5.4 Kelembaban Tanah Setelah Dikoreksi ......................................................................... V-2 5.5 Hubungan Kelembaban Tanah Dengan Tata Guna Lahan ............................................ V-2
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... VI-1 6.1 Kesimpulan ................................................................................................................ VI-1 6.2 Saran .......................................................................................................................... VI-1
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ DP
LAMPIRAN
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Cara Kerja Sistem Sensor Pasif Dari Wahana Satelit (Sumber:
II-2
Fundamental of Remote Sensing tutorial, 1998) Gambar 2.2
Gambar 2.2 Cara Kerja Sistem Sensor Aktif Dari Wahana Satelit
II-2
(Sumber: Fundamental of Remote Sensing tutorial, 1998) Gambar 3.1
Citra Aster Composit Band 4,5 Dan 7 Tanggal 12 Juni 2003 Untuk
III-2
Daerah Bandung dan Sekitarnya. Gambar 3.2
Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) Untuk Daerah Bandung dan
III-2
Sekitarnya.. (Sumber : Bakosurtanal) Gambar 3.3
Peta Lokasi Sebaran Data Lapangan
III-3
Gambar 3.4
Diagram Metodologi Penelitian
III-8
Gambar 4.1
Citra Sebaran NDVI Untuk Daerah Bandung dan Sekitarnya
IV-1
Gambar 4.2
Citra Sebaran Temperatur Untuk Daerah Bandung dan Sekitarnya
IV-2
Gambar 4.3
Citra Sebaran Kelembaban Tanah Untuk Daerah Bandung dan
IV-3
Sekitarnya Gambar 4.4
Citra Sebaran Kelembaban Setelah Dikoreksi Untuk Daerah Bandung
IV-5
dan Sekitarnya Gambar 4.5
Citra Aster Hasil Klasifikasi Tata Guna Lahan Untuk Daerah Bandung
IV-6
dan Sekitarnya Gambar 4.6
Hubungan Kelembaban Tanah Dengan Tata Guna Lahan Untuk Daerah Bandung dan Sekitarnya
viii
IV-8
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Karakteristik Dari 3 Sensor Sistem ASTER
II-4
Tabel 3.1
Data Kelembaban Tanah Hasil Pengukuran di Lapangan
III-3
Tabel 4.1
Hubungan Kelembaban Tanah Pengukuran Langsung dan Hasil
IV-4
Pengolahan Citra Tabel 4.2
Korelasi Antara Tata Guna Lahan Dengan Kelembaban Tanah
IV-6
Tabel 4.3
Luas Tata Guna Lahan Untuk Setiap Range Kelembaban
IV-7
Tabel 4.4
Hubungan Tata Guna Lahan Dengan NDVI, NDTI, Kelembaban
IV-9
Tanah Sebelum dikoreksi dan Kelembaban Setelah Dikoreksi.
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Tabel Nilai-Nilai Rho dari Spearman Rank.
L-1
Lampiran 2
Unit Conversion Coefficient (UCC) (Abrams & Hooks,2001)
L-2
Lampiran 3
Grafik Hubungan Kelembaban Tanah Pengukuran Langsung Dengan
L-3
Kelembaban Tanah Dari Citra.
x
