PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN

TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT

SISTEM TELEMETRI “Pulihka n gambut, pulihka n ke ma nusiaa n” www.brg.go.id Badan Restorasi Gambut BRG_Indonesia BRG_Indonesia Badan Restorasi Gambut-BRG Badan Restorasi Gambut-BRG

ISBN978-602-61026-1-4 978-602-61026-1-4 ISBN:

9

786026

102614

Badan Restorasi Gambut Republik Indonesia Juli 2017



SISTEM TELEMETRI Badan Restorasi Gambut Republik Indonesia



SISTEM TELEMETRI

Editor: Dr. Haris Gunawan Dr. Bambang Setiadi Abdul Karim Mukharomah, S.E. ME Penulis: Dr. Albertus Sulaiman Dr. Eli Nur Nirmala Sari Dr. Asmadi Saad

Diterbitkan oleh: Badan Restorasi Gambut Republik Indonesia Gedung Sekretariat Negara Lantai 2, Jl Teuku Umar 10, Jakarta Pusat, DKI Jakarta Indonesia Tel. : 021 319 012608 | Email : [email protected]

ISBN: 978-602-61026-1-4

KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR

Restorasi kesatuan hidrologis gambut membutuhkan berbagai pengetahuan dan teknologi, karena gambut adalah suatu ekosistem yang terdiri dari komponen gambut, air dan tumbuhan. Pendekatan pengetahuan dan teknologi meliputi tiga aspek utama yaitu pembasahan gambut, penanaman dan peningkatan mata pencaharian masyarakat. Apapun sistem yang digunakan, tujuannya adalah sama, yakni membuat lahan gambut tidak menjadi rawan terbakar dan dibakar, sekaligus mengurangi resiko kerusakan gambut lebih lanjut yang berakibat pada hilang atau punahnya ekosistem rawa gambut. Dalam pemantauan lahan gambut, diperlukan informasi mengenai kondisi lahan gambut secara waktu nyata (real time) sehingga lahan gambut dapat terpantau secara berkala dan dalam waktu nyata. Pemenuhan kebutuhan ini dapat dipermudah dengan berkembangnya teknologi informasi dan komunikasi, yakni dengan menggunakan alat pemantau tinggi muka air (TMA) sistem telemetri. Badan Restorasi Gambut telah menggunakan alat pemantau TMA sistem telemetri ini di beberapa wilayah yang menjadi target restorasi. Untuk dapat menerapkan sistem ini ke wilayah yang lebih luas, maka perlu dilakukan pelatihan bagi para pemangku kepentingan dan pihak swasta yang berkompeten terhadap kegiatan pengelolaan pada lahan gambut. Untuk itu, BRG menyusun Buku Panduan Teknis ini, dengan harapan agar dapat digunakan sebagai dasar untuk pemanfaatan alat pemantau TMA sistem telemetri

PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

iii

pada lahan gambut oleh berbagai pemangku kepentingan, terutama sebagai upaya membangun sistem peringatan dini terhadap resiko terjadinya kebakaran serta memantau dampak restorasi gambut terhadap parameter tinggi muka airnya. Namun demikian, Buku Panduan Teknis ini akan terus diperbaiki disesuaikan dengan perkembangan kebutuhan dan dinamika yang terjadi di lapangan. Semoga Buku Panduan Teknis ini dapat bermanfaat sebagaimana diharapkan.

Jakarta, 6 Juli 2017 Tim Penulis

iv


DAFTAR ISI KATA PENGANTAR, iii DAFTAR ISI, v DAFTAR GAMBAR, vii BAB 1. PENDAHULUAN, 1 Tujuan dan Manfaat, 3 Kelompok Sasaran, 3 Metode Transfer Ilmu dan Teknologi, 3 BAB 2. TINGGI MUKA AIR (TMA) LAHAN GAMBUT, 4 BAB 3. INSTRUMENTASI TINGGI MUKA AIR (TMA), 7 BAB 4. METODE PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR (TMA) SISTEM TELEMETRI, 15 BAB 5. TEKNIK PEMANTAUAN LAPANGAN DAN PENGOLAHAN DATA TINGGI MUKA AIR (TMA) SISTEM TELEMETRI, 20 1. Teknik Pemantauan Lapangan Tinggi Muka Air (TMA), 21 2. Pengolahan Data Tinggi Muka Air (TMA), 23 3. Analisis TMA Hasil Pengukuran Telemetri, 25 4. Ekstrapolasi Analisis TMA Hasil Pengukuran Lapangan dengan Telemetri, 27


v

BAB 6. 1. 2. 3. 4. 5.

PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA TELEMETRI, Akuisisi Data, 29 Mengunduh Data dari Server, 29 Mengecek Kualitas dan Koreksi Data, 30 Pengolahan Data, 30 Analisis Data, 31

BAB 7. PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR MENGGUNAKAN CITRA SATELIT, 38 DAFTAR PUSTAKA, 45

vi


DAFTAR GAMBAR Gambar 1.

Keterkaitan TMA dengan ekosistem rawa gambut, 5

Gambar 2. Pengamatan hubungan antara permukaan air dan curah hujan di Laboratorium Alam Hutan Gambut Tropika, Palangka Raya sejak tahun 1983, 6 Gambar 3. Pengukuran TMA dengan menggunakan sensor tekanan, 9 Gambar 4. Kondisi suatu pengukuran, 14 Gambar 5. Sistem pengukuran TMA lahan gambut secara telemetri, 16 Gambar 6. Lokasi pemantauan lapangan 21 Gambar 7. Pengukuran kedalaman tinggi muka air 22 Gambar 8. Perubahan TMA Hutan Lindung Gambut Sei. Buluh, 23 Gambar 9. Perubahan TMA kebun kelapa sawit, 24 Gambar 10. Perubahan TMA HTI Acasia, 24 Gambar 11. Hasil TMA Lokasi Jambi, 25 Gambar 12. Hasil TMA Lokasi Jambi, 25


vii

Gambar 13. Hasil TMA Lokasi Jambi, 26 Gambar 14. Peringatan kondisi TMA, 26 Gambar 15. Perbandingan data SESAME dan pipa pantau, 27 Gambar 16. Plot data tinggi muka air dalam deret waktu, 32 Gambar 17. Analisis spektrum dari data tinggi muka air, 33 Gambar 18. Konsep aplikasi filter Kalman untuk estimasi tinggi muka air, 34 Gambar 19. Hasil prediksi TMA dengan Filter Kalman, 38 Gambar 20. Citra kelembaban tanah yang diperoleh dari pengolahan citra SAR untuk wilayah kabupaten Siak, Provinsi Riau, 43 Gambar 21. Croping suatu daerah dengan kondisi tutupan lahan seragam, 43 Gambar 22. TMA estimasi hasil model Tsuji, 44

viii


BAB 1.

PENDAHULUAN

S

ekitar 50% lahan gambut tropis di seluruh dunia berada di Indonesia, yakni memiliki luas sekitar 15 juta hektar. Lahan gambut terdiri dari bahan organik yang terakumulasi dalam keadaan jenuh air sehingga lahan gambut merupakan penyimpan karbon yang sangat besar. Keseluruhan gambut dan mineral yang dibentuk diantara dua sungai sering dinamakan kesatuan hidrologi gambut (KHG) berfungsi sebagai kawasan penampung dan pengatur tata air, penyimpan karbon serta daerah tempat tumbuhnya keanakeragaman hayati. Komponen penyusun utama gambut adalah air sehingga tata kelola air merupakan syarat mutlak dalam mengelola baik untuk manfaat ekonomi maupun mempertahankan jasa lingkungan di lahan gambut. Salah satu parameter kunci dalam pengelolaan lahan gambut adalah air, yang dinyatakan dalam besaran tinggi muka air (TMA) lahan gambut. Naik turunnya TMA dari suatu lahan gambut berkaitan erat dengan dekomposisi material penyusun gambut, kondisi tutupan dan hidrologisnya. Selain itu faktor eksternal seperti dinamika curah hujan dan intensitas sinar matahari. Pada saat TMA turun, maka dekomposisi gambut meningkat dan akan melepaskan karbon ke atmosfer. Disamping itu, keadaan gambut akan menjadi kering dan berperan sebagai ‘bahan yang siap dibakar ataupun terbakar’ sehingga daerah tersebut menjadi rawan kebakaran. Pemerintah Indonesia, telah mengeluarkan Peraturan Pemerintah No 71 tahun 2014 jo Peraturan Pemerintah No 57 tahun 2016 tentang perlindungan dan pengelolaan ekosistem gambut, terutama kewajiban mempertahankan TMA pada tingkat 40 cm.

2


TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan dari disusunnya Buku Panduan Teknis ini adalah untuk membangun pemahaman mengenai pentingnya melakukan pemantauan terhadap TMA, menjaga TMA agar tetap pada tingkat aman terhadap lahan gambut, dan transfer pengetahuan serta teknologi pengukuran TMA, pengolahan data dan analisisnya. Manfaat yang diharapkan dari buku panduan ini adalah semakin siapnya para pihak dalam pemantauan lahan gambut menggunakan sistem telemetri dan citra landsat dimasa akan datang.

KELOMPOK SASARAN Buku Panduan Teknis ini ditujukan kepada para pemangku kepentingan yang berkompeten terhadap kegiatan pemantauan TMA sistem telemetri.

METODE TRANSFER ILMU DAN TEKNOLOGI Buku Panduan Teknis ini berisikan pengenalan karakteristik gambut dan lahan gambut, pengenalan alat pengukuran TMA sistem telemetri, pengolahan dan analisis data TMA serta pemantauan TMA dengan teknologi satelit. Dalam Buku Panduan Teknis ini, pelaksanaan transfer ilmu dan teknologi dilakukan melalui pelatihan dalam bentuk pemaparan materi diskusi dan praktek langsung dilapangan. ***


3

BAB 2.

TINGGI MUKA AIR (TMA) LAHAN GAMBUT

P P

TINGGI MUKA AIR (TMA) LAHAN GAMBUT emantauan tinggi muka air (TMA) lahan gambut harus dilakukan kerangka untuk melaksanakan TINGGI Mdalam UKA Asuatu IR (TMA) LAHAN GAMBUT emantauan tinggi muka air (TMA) lahan gambut harus restorasi gambut (Gambar 1). Pemantauan TMA pada dilakukan dalam suatu kerangka untuk melaksanakan lahan gambut sangat penting untuk dilakukan TMA karena restorasi gambut (Gambar 1). Pemantauan pada sasaran emantauan tinggi muka air (TMA) lahan gambut harus gdilakukan ambut sangat penting ukerangka ntuk dilakukan kmelaksanakan arena sasaran adalah utama lahan kegiatan restorasi lahan gambut pada dasarnya dalam suatu untuk utama restorasi kegiatan gambut restorasi (Gambar lahan gambut p ada d asarnya adalah 1). Pemantauan TMA pada menjaga gambut agar tetap basah. Oleh karena itu, menjaga gambut agar tetap basah. Oleh karena itu, lahan gambut sangat penting untuk dilakukan karena sasaran kebasahan gambut harus dipantau sepanjang secara kebasahan gambut harus lahan dipantau sepanjang tahun tahun utama kegiatan restorasi gambut pada dasarnya asecara dalah Interelasi Gambut Tropika Interelasi Gambut Tropika terus menerus. terus mmenjaga enerus. gambut agar tetap basah. Oleh karena itu,

P

Air kebasahan gambut harus dipantau sepanjang tahun secara Air terus menerus. Interelasi Gambut Tropika Air

Cadangan Karbon Gambut

Cadangan Cadangan Karbon Karbon

Tanaman

Gambar 1. Keterkaitan TMA dengan ekosistem rawa gambut Tanaman Gambut Tanaman Tumbuhan Gambut (Sumber: Gunawan, 2016)

Gambar 1. Keterkaitan TMA dengan ekosistem rawa gambut

1. Keterkaitan TMA dengan ekosistem rawa gambut Gambar 1Gambar . Keterkaitan TMA dengan ekosistem rawa gambut

GGunawan; unawan, 2016) untuk mengetahui (Sumber: 2016) Buku panduan (Sumber: teknis ini difokuskan (Sumber: Gunawan, 2016) utama utama interelasi gambut tropika, dengan fokus sebagai teknis ini difokuskan untuk mengetahui Buku berikut. panduan

Air interelasi gambut tropika, dengan fokus utama utama sebagai b erikut. teknis Buku panduan difokuskan untuk mengetahui a. Permukaan lahan gini ambut.

Air b. interelasi gambut tropika, dengan fokus utama utama Di dalam gambut. a. V Polume ermukaan lahan gambut. sebagai berikut. curah c. hujan di lahan gambut. b. Di dalam gambut. c. Volume curah hujan di lahan gambut.

Air

a. Permukaan lahan gambut. b. Di dalam gambut.

PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGIh MUKA AIR LAHAN SISTEMgTELEMETRI c. Volume curah ujan di GAMBUT lahan ambut.

5

Tanaman Tanaman a. Tanaman pada kawasan hutan. Tanaman ppada kawasan hutan. b.a. Tanaman erkebunan. b. Tanaman perkebunan.

c. Tanaman sisa terbakar. c. Tanaman sisa terbakar.

Gambut

Gambut

a. Kubah. a. Kubah.

b.b. Non ubah. Non kkubah. Sebagai satu contoh contoh kegiatan kegiatan pemantauan TMA lahan Sebagai salah salah satu pemantauan TMA lahan gambut pernah dilakukan dilakukan di di Indonesia, Indonesia, untuk gambut yang yang pernah untuk melakukan kebasahan lahan lahan gambut maka melakukan pemantauan pemantauan kebasahan gambut maka dilakukan pengukuran pengukuran parameter utama, yaitu pengukuran dilakukan parameter utama, yaitu pengukuran dinamika air pada lahan gambut sebagai fungsi dari curah dinamika air pada lahan gambut sebagai fungsi dari curah hujan. Pemantauan Pemantauan ini di di kawasan Laboratorium hujan. ini dilakukan dilakukan kawasan Laboratorium Alam Hutan Hutan Gambut Palangka Raya, Alam Gambut di di Sungai Sungai Sebangau, Sebangau, Palangka Raya, Kalimantan Tengah. Pengukuran ini telah dilakukan sejak Kalimantan Tengah. Pengukuran ini telah dilakukan sejak tahun 1993. Dari hasil pengamatan tersebut, hubungan tahun 1993. Dari hasil pengamatan tersebut, hubungan antara TMA pada lahan gambut dan dinamika curah hujan antara TMA pada lahan gambut dan dinamika curah hujan dapat dilihat pada Gambar 2 berikut ini. dapat dilihat pada Gambar 2 berikut ini.

Gambar 2. Pengamatan hubungan antara permukaan air dan curah hujan di Laboratorium Alam Hutan Gambut Tropika, Palangka Raya Gambar 2 2.. Pengamatan hubungan antaraapermukaan air2dan curah Gambar Psejak engamatan hubungan ntara permukaan air hujan dan di curah tahun 1983 (Sumber: Takahashi, 016) Laboratorium Alam Hutan A Gambut sejakPtahun 1983Raya hujan di Laboratorium lam HTropika, utan GPalangka ambut TRaya ropika, alangka (Sumber: Takahashi; 2016) sejak tahun 1983 (Sumber: Takahashi, 2016) ***

6


BAB 3.

INSTRUMENTASI TINGGI MUKA AIR (TMA)

INSTRUMENTASI TINGGI MUKA AIR (TMA)

T

eknologi pengukuran TMA secara telemetri bentuknya adalah sederhana, yakni menggunakan sumber energi matahari dan ‘data logger dan transmitter’ yang dikemas dalam suatu kotak yang kedap air. Kabel-‐kabel disimpan dalam tabung yang proses instalasinya sederhana dan cepat. Data dikirimkan dari alat pemantau melalui sistem komunikasi, baik GSM, USSD, atau lainnya ke pusat data yang disebut server. Data ditampilkan dalam bentuk web GIS sehingga dapat digunakan secara langsung dan mudah oleh pengguna. Sensor Sensor Alat ini diwajibkan agar memiliki sensor untuk mengukur: � Tinggi muka air (TMA). � Kelembapan tanah gambut. � Curah hujan. � Suhu dan kelembapan udara. � Arah dan kecepatan angin. a. Tinggi Muka Air Pada dasarnya pengukuran tinggi muka air adalah pengukuran posisi permukaan tebal air terhadap suatu acuan (permukaan tanah). Pengukuran dilakukan dalam satuan cm. Penggambaran akuisisi data TMA dinyatakan dalam gambar berikut ini.

8


Gambar 3. Pengukuran TMA dengan menggunakan sensor tekanan

3. Pengukuran dengan menggunakanssensor tekanan Gambar 3. Gambar Pengukuran TMA dTMA engan menggunakan ensor tekanan

Spesifikasi sensor tekanan, yaitu sebagai berikut.

o Spesifikasi yaitu sebagai 60erikut. C. �sensor Dapat tekanan, beroperasi pada suhu 0–b o � Dapat beroperasi pada suhu 00––60 3 m C. (0-‐30 KPa) � Rank pengukuran minimal akurasi minimal ±0,05% FS. � Rank dengan pengukuran 0–3 m (0-‐30 KPa) � Fluktuasi tekanan harus dengan akurasi ±0,05% FS. <10cm. � Fluktuasi tekanan harus <10cm. b. Kelembapan Gambut Kelembapan gambut diukur oleh sensor kelembapan b. Kelembapan Gambut yaitu suatu sensor untuk mendeteksi kandungan atau Kelembapan gambut diukur oleh sensor kelembapan intensitas air di dalam gambut. Pada umumnya yaitu ssensor uatu sensor untuk endeteksi kandungan atau ini terdiri atas mtiga paku konduktor berbahan logam air yang sensitif gambut. terhadap Pada muatan listrik. intensitas di dalam umumnya mempunyai untuk input berbahan tegangan, sensor Ketiganya ini terdiri atas tiga fungsi paku konduktor logam yang sensitif terhadap muatan listrik. PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUTuntuk SISTEM TELEMETRI Ketiganya mempunyai fungsi input tegangan,

9

data, dan ground. Tegangan ini akan diubah dalam bentuk kandungan air gambut. Spesifikasi sensor kelembapan, yaitu sebagai berikut. � Akurasi ±3%. � Rangke 0–100%. � Salinity error ± 5%. � Temperatur operasi 0–60o C. c. Curah Hujan Parameter penting yang harus diukur adalah curah hujan karena terkait dengan sumber air di lahan gambut. Curah hujan diukur dengan rain gauge. Rain gauge terdiri atas beberapa tipe. Spesifikasi rain gauge, yaitu sebagai berikut. � Sensitivitas 0,2 mm atau 0,1 mm per tip. � Rangke operasi 0–2.000 mm/jam (0,5 mm tip). � Akurasi 98% pada 20 mm/jam. d. Parameter Cuaca Selain curah hujan maka instrumen juga harus dilengkapi dengan parameter cuaca, yaitu arah dan kecepatan angin, suhu, dan kelembapan udara. Ketiganya ini biasanya merupakan bagian dari automatic weather station (AWS) system. Spesifikasi sensor tersebut adalah sebagai berikut. Temperatur � Prinsip NTC. � Rang pengukuran -‐10–60o C. � Akurasi ±0,2 oC. Kelembapan Udara 10


Temperatur � Prinsip NTC. � Rang pengukuran -‐10–60o C. � Akurasi ±0,2 oC. � Prinsip Kapasitansi. Kelembapan Udara � Rang pengukuran 0–100% RH. Prinsip Kapasitansi. � Akurasi ±2% RH. 0–100% RH. Rang pengukuran Arah Kecepatan �dan Akurasi ±2% aRngin H. �dan Prinsip Ultrasonic. Arah Kecepatan angin � Rang arah angin 0–359,9o. Prinsip Ultrasonic. o 0–60 . m/s. � Rang akecepatan rah angin a0ngin –359,9 o � Akurasi arah angin ±3 . 0–60 m/s. Rang kecepatan angin � Akurasi akecepatan rah angin a±ngin 3o. ±0,3 m/s. � Akurasi kecepatan angin ±0,3 m/s. Sistem Sistem TTelemetri elemetri Proses pengambilan sampling oleh sensor mempunyai Sistem Telemetri interval perekaman 10 sampling menit dengan setiap 1 Proses pengambilan oleh pengiriman sensor mempunyai jam. Data harus dapat dikirimkan secara terus menerus, dan interval perekaman 10 menit dengan pengiriman setiap 1 data aktual tersebut secara otomatis disimpan pada media jam. Data harus dapat dikirimkan secara terus menerus, dan penyimpanan yang terpasang pada data logger atau media data data aktual tersebut secara otomatis disimpan pada dikirimkan secara server. Pada bagian penyimpanan yang otomatis terpasang menuju pada data logger atau data konfigurasi perangkat data logger terdapat dua pilihan mode dikirimkan secara otomatis menuju server. Pada bagian pengiriman data menuju server, yaitu pengiriman dengan konfigurasi perangkat data logger terdapat dua pilihan mode menggunakan SMS (Short server, Messaging atau GPRS pengiriman data menuju yaitu Service) pengiriman dengan (General Packet Jika Service) pengiriman data menggunakan SMS Radio (Short Service). Messaging atau GPRS menggunakan protokol SMS maka data per satu jam akan (General Packet Radio Service). Jika pengiriman data dikumpulkan dan data baru per akan menggunakan terlebih protokol dahulu SMS maka satu dikirimkan jam akan menuju server setiap hari. Cara ini dilakukan untuk dikumpulkan terlebih dahulu dan baru akan dikirimkan menghemat biaya pengiriman data melalui layanan untuk SMS. menuju server setiap hari. Cara ini dilakukan Sementara itu, jika pengiriman data melalui GPRS, data menghemat biaya pengiriman data melalui layanan SMS. tersebut akan dikirimkan menuju server. Sementara itu, langsung jika pengiriman data melalui GPRS, Untuk data daerah yang tidak tercakup sinyal GSM dapat menggunakan tersebut akan langsung dikirimkan menuju server. Untuk modul elombang ikro (WiFi) atau gelombang radio. daerah gyang tidak m tercakup sinyal GSM dapat menggunakan modul gelombang mikro (WiFi) atau gelombang radio. PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

11

Format DData ata Format Data harus dapat disimpan dalam format csv dengan interval pengambilan data tiap 1 jam. Standar Penempatan Instrumen TMA Standar Penempatan Instrumen TMA Pilih lokasi di lapangan yang sudah ditetapkan untuk pengukuran dengan ketentuan sebagai berikut. a. Memastikan bahwa lokasi harus dapat diakses secara fisik dan secara hukum diperbolehkan untuk dilakukan instalasi sistem alat pemantau TMA dan pemeliharaannya. b. Memastikan agar cakupan jaringan/GPRS/Q-‐CDMA GSM tersedia (karena sistem ini mentransmisikan data dengan jaringan selular). Jika tidak ada jaringan ini, maka akan digunakan sistem jaringan radio. c. Apabila jangkauan jaringan tidak tersedia di permukaan tanah, maka antena dapat dipasang untuk menangkap sinyal. d. Menetapkan lokasi yang mewakili berbagai jenis kondisi lahan gambut yang telah ditentukan oleh BRG. e. Memastikan bahwa lokasi pemasangan tersebut aman dari potensi pencurian alat. Metode Akurasi Pengukuran Metode PPerhitungan erhitungan PPenentuan enentuan Akurasi Pengukuran Peralatan atau instrumen pengukuran TMA harus diuji dahulu akurasi dari data yang dihasilkan, hal ini diperlukan supaya data yang diterima dapat dipertanggung jawabkan. Akurasi atau ketepatan dari suatu pengukuran adalah kedekatan dari nilai yang dihasilkan dari suatu pengukuran

12


dengan nilai yang sebenarnya. Nilai akurasi biasanya dengan nilai yang sebenarnya. akurasi biasanya dinyatakan dalam persentase sebagai Nilai berikut. dengan nilai yang sebenarnya. Nilai akurasi biasanya dinyatakan alam persentase sebagai berikut. dinyatakan d dalam persentase sebagai berikut. Nilai ya Sesungguhn - Nilai Terukur × 100 % = Akurasi Nilai Sesungguhn ya Nilai Terukur Nilai Sesungguhn ya 100 Akurasi Nilai ya = Sesungguhn Sesungguhn - Nilai Terukur × % Nilai ya = × 100 % Akurasi Sesungguhn …………………………(1) Nilai ya lurus m enyatakan …………………………(1) Catatan: d ua garis nilai mutlak. Catatan: ttanda …………………………(1) anda d ua g aris l urus m enyatakan nilai mutlak. Catatan: tanda dua garis lurus menyatakan nilai mutlak. Catatan: t anda d ua g aris l urus m enyatakan n ilai mutlak. Nilai akurasi yang dinyatakan dalam persamaan-‐1 Nilai akurasi yang dinyatakan dalam persamaan-‐1 adalah adalah menghitung akurasi berdasarkan nilai yang terukur di Nilai akurasi yang dinyatakan dalam persamaan-‐1 adalah menghitung akurasi berdasarkan nilai yang terukur di lapangan. Biasaya dalam sebuah instrumen akan terukur mengklaim menghitung akurasi berdasarkan nilai yang di lapangan. Biasaya dalam sebuah instrumen akan persentase mengklaim suatu tingkat akurasi yang dinyatakan dalam lapangan. Biasaya dalam sebuah instrumen akan persentase mengklaim suatu tingkat akurasi yang dinyatakan dalam lebar r entang s kala p enuh. M isalnya, s uatu a lat u kur tekanan suatu rentang tingkat skala akurasi yang dinyatakan dalam persentase lebar p enuh. M isalnya, s uatu a lat u kur tertulis akurasi skala ±500 pPenuh. a. Misalnya, suatu alat ukur ttekanan lebar r entang tertulis akurasi ±500 Pa. maka instrumen TMA juga ekanan Di samping akurasi tertulis akurasi ±500 Pa. maka instrumen TMA juga harus Di samping akurasi harus presisi, yaitu kemampuan suatu alat ukur untuk mampu Di samping akurasi maka instrumen TMA juga harus presisi, yaitu pembacaan kemampuan yang suatu sama alat ukur untuk mampu memberikan ketika pengukuran presisi, yaitu pembacaan kemampuan yang suatu sama alat ukur untuk mampu memberikan ketika pengukuran dilakukan secara berulang-‐ulang beberapa kali dengan memberikan pembacaan yang sama ketika kali pengukuran dilakukan secara berulang-‐ulang beberapa dengan kondisi yang sama. Jadi secara sederhana presisi dilakukan secara berulang-‐ulang beberapa kali dengan kondisi yang sama. Jadi secara sederhana presisi menggambarkan seberapa dekat nilai-‐nilai hasil pengukuran kondisi yang sama. Jadi secara sederhana presisi menggambarkan seberapa dekat nilai-‐nilai hasil pengukuran antara satu dengan yang lain dalam suatu pengukuran yang menggambarkan seberapa dekat nilai-‐nilai hasil pengukuran antara satu dengan yang lain dalam suatu pengukuran yang berulang. Arti lainnya presisi yaitu menggambarkan tingkat antara satu dengan yang lain dalam suatu pengukuran yang berulang. Arti lainnya presisi Angka yaitu menggambarkan tingkat ketelitian suatu instrumen. ini juga sering disebut berulang. lainnya presisi Angka yaitu menggambarkan tingkat ketelitian Arti suatu instrumen. ini juga sering disebut sebagai ketidakpastian. Ketidakpastian alat ukur menyatakan ketelitian suatu instrumen. Angka ini juga sering disebut sebagai ketidakpastian. Ketidakpastian alat ukur menyatakan tingkat presisi atau ‘stabilitas’ suatu alat yang dinyatakan sebagai ketidakpastian. Ketidakpastian alat ukur menyatakan tingkat presisi atau ‘stabilitas’ suatu alat yang dinyatakan dalam ±0,001 dan sebagainya. tingkat presisi atau ‘stabilitas’ suatu alat yang dinyatakan dalam ±0,001 dan sebagainya. Kondisi pengukuran yang presisi dan akurat diberikan dalam ±0,001 dan sebagainya. Kondisi pengukuran yang presisi dan akurat diberikan sebagai berikut. Kondisi pengukuran yang presisi dan akurat diberikan sebagai berikut. sebagai berikut. PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

13

16

16

tidak presisi, tidak akurat

14

tidak presisi, tidak akurat

14

8 Amp

6 1

12

10

10

3

4

5 6 waktu

6 4

16 14

14

2

3

4

8

9

8

10

5 6 waktu

7

8

9

4

10

6 1

4

1

1

2

2

3

4

presisi, tidak akurat

3

4

5 6 waktu

5 6 waktu 7

7

8

8

9

10

5 7 68 waktu

79

108

9

10

9

10

presisi, akurat

14

1412

presisi, akurat

Amp

12

10

10

8

8

6

6

31

6

16

10

4

2

tidak presisi, akurat

16

Amp

8

8

6

12

10 Amp

Amp

1

7

presisi, 16tidak akurat

12

4

14

12

8

2

1610

Amp

16

Amp

Amp

12

10

4

tidak presisi, akurat

14

12

24

3

5 4 65 76 waktu waktu

78

8

9

9

1010

4

8 6 4

1

1

2

23

34

54 6 waktu

Gambar 4. 4.Kondisi uatu pengukuran pengukuran Gambar Kondisissuatu

Gambar 4. Kondisi suatu pengukuran

Tingkat presisi suatu alat ukur dapat diuji dengan cara pengukuran secara berulang dan alat ukur yang tidak presisi Tingkat presisi suatu alat ukur dapat diuji dengan cara pada umumnya berasal dari cara pengukuran yang keliru. pengukuran secara berulang dan alat ukur yang tidak presisi Sementara itu, akurasi diuji dengan pengukuran berbagai pada umumnya berasal dari cara pengukuran yang keliru. metode dan yang tidak akurasi umumnya berasal dari Sementara itu, prosedur akurasi pembuatan diuji dengan pengukuran berbagai kesalahan alat atau kerusakan alat. Prioritas harus akurasi dicapai dalam pengukuran adalah dari metode dan utama yang yang tidak umumnya berasal menghasilkan suatu pengukuran yang tepat (akurat) karena kesalahan prosedur pembuatan alat atau kerusakan alat. ketelitian (precision) tanpa ketepatan (accuracy) hanya akan Prioritas utama yang harus dicapai dalam pengukuran adalah menyesatkan (misleading) (Wildian, 2010).

menghasilkan suatu pengukuran yang tepat (akurat) karena *** ketelitian (precision) tanpa ketepatan (accuracy) hanya akan menyesatkan (misleading) (Wildian, 2010). 14


BAB 4.

METODE PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR (TMA) SISTEM TELEMETRI

METODE PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR (TMA) SISTEM TELEMETRI

T T

eknologi pengukuran TMA secara telemetri bentuknya sederhana, yakni menggunakan sumber energi eknologi pengukuran TMA secara telemetri bentuknya matahari serta ‘data logger dan transmitter’ yang sederhana, yakni menggunakan sumber energi dikemas dalam suatu serta kotak kedap air. dan Kabel-‐kabel disimpan matahari ‘data logger transmitter’ yang dikemas dalam kotak kedap air. Kabel-‐kabel disimpan dalam tabung, yang suatu proses instalasinya adalah sederhana dalam tabung, yang proses adalah sederhana dan cepat. Data dikirimkan dari ainstalasinya lat pemantau melalui sistem dan cepat. Data dikirimkan dari alat pemantau melalui sistem komunikasi, baik GSM, USSD, atau lainnya ke pusat data yang komunikasi, baik GSM, USSD, atau lainnya ke pusat data yang disebut disebut server. server. Data Data ditampilkan dalam web GIS ditampilkan dalam bentuk bentuk web GIS sehingga sehingga dapat dapat digunakan secara langsung mudah oleh digunakan secara langsung dan dan mudah oleh pengguna. tersebut dijelaskan pada G Gambar ambar 55 . . pengguna. Sistem Sistem tersebut dijelaskan pada

Gambar 5. Sistem pengukuran TMA lahan gambut secara telemetri

Gambar Gambar 5. Sistem pengukuran MA lahan gambut secara telemetri 5. Sistem pengukuran T TMA lahan gambut secara telemetri

16


Alat pemantau TMA dapat dibuat secara mandiri oleh swasta ataupun unit kecil mandiri (UKM) dengan memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh BRG. Alat ini diwajibkan memiliki sensor untuk mengukur: �

Tinggi muka air (TMA).

�

Kelembapan tanah gambut (dipasang 10 cm di bawah permukaan lahan gambut).

�

Curah hujan.

�

Suhu dan kelembapan udara.

TMA diukur melalui langkah-‐langkah sebagai berikut. Langkah 1. Siapkan peralatan untuk pengukuran lapangan 1. Daftar minimal peralatan yang diperlukan untuk bidang pengukuran TMA. 2. TMA harus disesuaikan berdasarkan kondisi lapangan. 3. Peralatan alat pemantau TMA (water logger) sistem telemetri. 4. Kartu SIM untuk jaringan seluler. 5. Komputer laptop dengan modem internet. 6. Pipa besi. 7. Pipa PVC. 8. ‘Eijkelkamp auger’ gambut untuk membuat lubang PVC. 9. GPS. 10. Kompas. 11. Pita pengukur.


17

Langkah 2. Pilih lokasi untuk pengukuran lapangan Pilih lokasi di lapangan yang sudah ditetapkan untuk pengukuran dengan ketentuan sebagai berikut. 1. Memastikan bahwa lokasi harus dapat diakses secara fisik dan secara hukum diperbolehkan untuk dilakukan instalasi sistem alat pemantau TMA dan pemeliharaannya. 2. Memastikan agar cakupan jaringan/GPRS/Q-‐CDMA GSM tersedia (karena sistem ini mentransmisikan data dengan jaringan selular). Jika tidak ada jaringan ini, maka akan digunakan sistem jaringan radio. 3. Apabila jangkauan jaringan tidak tersedia di permukaan tanah, maka antena dapat dipasang untuk menangkap sinyal. 4. Menetapkan lokasi yang mewakili berbagai jenis kondisi lahan gambut yang telah ditentukan oleh BRG, dan dengan pertimbangan tertentu BRG dapat berkoordinasi dengan lembaga lainnya. 5. Memastikan bahwa lokasi pemasangan tersebut aman dari potensi pencurian alat. Langkah 3. Pasang sistem water logger di lokasi yang dipilih 1. Mengukur kedalaman gambut di lokasi yang dipilih untuk instalasi alat pemantau TMA sistem telemetri. 2. Memasang besi ke tanah mineral di bawah lapisan gambut sehingga pipa tetap stabil. 3. Membuat platform logam atau PVC untuk menghindari alat sensor terkena hujan. Platform logam harus ditempatkan cukup tinggi sehingga bebas dari potensi kerusakan banjir. 4. Membuat lubang dengan diameter 0,5 cm di pipa PVC. 18


3. Membuat platform logam atau PVC untuk menghindari alat sensor terkena hujan. Platform logam harus ditempatkan cukup tinggi sehingga bebas dari potensi kerusakan banjir. 4. Membuat lubang dengan diameter 0,5 cm di pipa PVC. Pipa berfungsi sebagai pengukur air. 5. Memasang alat pemantau pada pipa besi atau PVC. Panel surya yang terdapat pada kotak harus diarahkan ke sinar matahari. 6. Memasang sensor curah hujan dan sensor lain yang dianggap perlu pada platform. 7. Memasang sensor logger air ke dalam pipa PVC. 8. Memasang pipa besi hingga ke tanah mineral melalui lapisan gambut. Setelah alat terpasang, maka alat diuji dengan seperangkat laptop untuk menguji transmisi data dan lain sebagainya. Interval pengukuran dapat dipilih sesuai peruntukan. Biasanya untuk keperluan pengelolaan lahan, maka interval pengukuran selang satu hari sudah dianggap memadai. Akan tetapi, untuk keperluan early warning system (EWS) kerentanan terhadap bahaya kebakaran, maka dianjurkan agar menggunakan interval pengukuran selang waktu sepuluh menit.

***


19

BAB 5.

TEKNIK PEMANTAUAN LAPANGAN DAN PENGOLAHAN DATA TINGGI MUKA AIR (TMA) SISTEM TELEMETRI

PENGOLAHAN DATA TINGGI MUKA AIR PEMANTAUAN LAPANGAN DAN (TMA) TEKNIK (TMA) SISTEM TELEMETRI PENGOLAHAN DATA TINGGI MUKA AIR at yang digunakan adalah pipa (sumur pantau), rambu (TMA) SISTEM TELEMETRI 1. Teknik Pemantauan Lapangan kur, meteran, tongkat ukur, Lapangan alat tulis, serta peralatan lain 1. Pemantauan Tinggi Muka A ir Teknik Tinggidi Muka Air (TMA) (TMA) ng dibutuhkan lapangan. Penentuan plot harus

1. Pemantauan Lapangan Tinggi pantau), Muka Air rambu Alat Teknik yang digunakan adalah pipa (sumur empertimbangkan penggunaan lahan (areal lindung, hutan (TMA) ukur, meteran, tongkat ukur, alat tulis, serta peralatan lain kunder, HTI, perkebunan, dlapangan. an pertanian), sistem kanal, dan yang dibutuhkan di adalah plot rambu harus Alat yang digunakan pipa Penentuan (sumur pantau), mempertimbangkan penggunaan lahan (areal lindung, hutan oking kanal. harus ukur, Lokasi meteran, pemantauan tongkat ukur, alat tulis, serta terkoreksi peralatan lain dengan sekunder, H TI, p erkebunan, d an p ertanian), s istem kanal, dan yang dibutuhkan di lapangan. Penentuan plot harus eta kerja penentuan titik pengamatan (suatu KHG atau sub bloking kanal. Lokasi pemantauan harus terkoreksi dengan mempertimbangkan penggunaan lahan (areal lindung, hutan peta kerja penentuan titik pengamatan (suatu KHG atau sub HG atau suatu sistem pengelolaan air). sistem kanal, dan sekunder, HTI, perkebunan, dan pertanian), KHG atau suatu Lokasi sistem pemantauan pengelolaan aharus ir). terkoreksi dengan bloking kanal. peta kerja penentuan titik pengamatan (suatu KHG atau sub KHG atau suatu sistem pengelolaan air).

Gambar 6. Lokasi pemantauan lapangan Gambar 6. Lokasi pemantauan lapangan

Pengukuran KGambar edalaman Tinggi Muka lapangan Air 6. Lokasi pemantauan

Gambar 6. Lokasi pemantauan lapangan Pada masing-‐masing titik pengamatan di lokasi terpilih Pengukuran Kedalaman Tinggi Muka Air Pengukuran K edalaman T inggi M uka A ir dilakukan pemasangan sumur pantau dari pipa paralon

Pada masing-‐masing titik pengamatan di lokasi terpilih dilakukan pemasangan sumur pantau dari pipa paralon berdiameter 2 inci dengan panjang sesuai dengan kedalaman gambut pada titik tersebut dan dilebihkan 50 cm. Pada kedua ujung pipa diberikan dan pada batangan pipa terpilih ada masing-‐masing titik penutup pengamatan di lokasi diberikan lubang kecil. Untuk memudahkan pemasangan pipa lakukan pemasangan sumur pantau dari pipa paralon dilakukan pengeboran dengan menggunakan bor gambut, lalu pipa paralon dibenamkan secara vertikal hingga pipa PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI 21 paralon tinggal 50 cm di atas permukaan gambut. Pada pipa yang telah terpasang, terlebih dahulu diberikan pengaman berupa kawat kasa. Pengukuran tinggi muka air tanah

engukuran Kedalaman Tinggi Muka Air

yang telah terpasang, terlebih dahulu diberikan pengaman berdiameter 2 inci dengan panjang sesuai dengan kedalaman gambut p ada t itik t ersebut d an d ilebihkan 5 0 c m. P ada k edua berupa kawat kasa. Pengukuran tinggi muka air tanah ujung pipa diberikan penutup dan pada batangan pipa dilakukan pada tiap-‐tiap pengamatan telah diberikan lubang kecil. Untuk titik memudahkan pemasangan pyang ipa dipasang pipa pengeboran dengan cara tongkat dilakukan dengan memasukan menggunakan bor gambut, ukur ke lalu pipa paralon dibenamkan batas secara permukaan vertikal hingga air pipa (ditandai dalam pipa hingga mencapai paralon tinggal 50 cm di atas permukaan gambut. Pada pipa dengan tongkat ukur yang basah). Kemudian bagian tongkat yang telah terpasang, terlebih dahulu diberikan pengaman berupa kawat kasa. permukaan Pengukuran tinggi muka diberikan air tanah tanda. yang sejajar dengan pipa dilakukan pada tiap-‐tiap titik pengamatan yang telah Kedalaman muka air tanah ditentukan dengan cara dipasang pipa dengan cara memasukan tongkat ukur ke mengukur panjang bagian tongkat yang kering di atas bagian dalam pipa hingga mencapai batas permukaan air (ditandai dengan tongkat ukur yang basah). Kemudian bagian tongkat yang basah sampai bagian tongkat yang sejajar dengan yang sejajar dengan permukaan pipa diberikan tanda. permukaan pipa muka dan dikurangi 50 cm. Pipa dipasang pada Kedalaman air tanah ditentukan dengan cara titik pengamatan yang terletak di masing masing tutupan mengukur panjang bagian tongkat yang kering di atas bagian yang basah sampai yang sejajar dengan lahan dan sistem kanal ybagian ang btongkat erbeda. permukaan pipa dan dikurangi 50 cm. Pipa dipasang pada titik pengamatan yang terletak di masing masing tutupan Untuk memperoleh lahan dan sistem kanal gambaran yang berbeda. dinamika elevasi muka air

tanah pada saluran dilakukan dengan menggunakan data Untuk memperoleh gambaran dinamika elevasi muka air dari SESAME (MAT, CH, T) atau water level logger. tanah pada saluran dilakukan dengan menggunakan data Water dari SESAME (MAT, CH, T) untuk atau water level logger. Water muka air level logger dapat diatur merekam elevasi level logger dapat diatur untuk merekam elevasi muka air dengan dengan interval jam atau harian. Pengamatan pada pipa interval jam atau harian. Pengamatan pada pipa dapat ddapat ilakukan satu mm inggu ekali atau sesuai kebutuhan. dilakukan satu inggu ssekali atau sesuai kebutuhan.

Pipa pemantau TMA

Pipa terpasang

SESAME/Telemetri

Gambar 7. Pengukuran kedalaman tinggi muka air Pipa pemantau TMA

Pipa terpasang

SESAME/Telemetri

Gambar 7. Pengukuran kedalaman tinggi muka air

Gambar 7. Pengukuran kedalaman tinggi muka air 22


2. Pengolahan Data Tinggi Muka Air (TMA) 2. TMA Pengolahan Data Tinggi Muka Air Analisis Hasil DPata engukuran dAi ir Lapangan 2. Pengolahan Tinggi Muka (TMA) (TMA)

Dari data pengukuran tinggi muka air tanah dan tinggi muka Analisis TMA TMA Hasil Hasil Pengukuran Pengukuran didi Lapangan Lapangan Analisis air saluran yang diperoleh dari pengukuran lapangan Dari data pengukuran tinggi muka air tanah dan tinggi muka dilakukan analisis yang fluktuasi muka air tanah. air saluran diperoleh kedalaman dari pengukuran lapangan Analisis dilakukan yang digunakan adalah analisis regresi sederhana analisis fluktuasi kedalaman muka air tanah. Analisis yang digunakan antara adalah analisis regresi sederhana muka untuk melihat hubungan besarnya kedalaman untuk melihat hubungan antara besarnya kedalaman muka air tanah dengan muka air pada saluran serta curah hujan air tanah dengan muka air pada saluran serta curah hujan yang turun. Analisis ini ini dilakukan dengan menggunakan yang turun. Analisis dilakukan dengan menggunakan program microsoft excel. program microsoft excel.

Gambar 8. Perubahan TMA Hutan Lindung Gambut Sei. Buluh

8. Perubahan TMA Hutan Lindung Gambut Sei. Buluh Gambar 8. PGambar erubahan TMA Hutan Lindung Gambut Sei. Buluh


23

Gambar 10. Perubahan TMA HTI Acasia

Gambar 9. Perubahan TMA kebun kelapa sawit

Gambar 9. Perubahan TMA kebun kelapa sawit

TMA HTI Acasia Gambar 10. Perubahan

Gambar 10. Perubahan TMA HTI Acasia 24


TMA hasil pengukuran lapang seperti pada gambar di atas menunjukkan adanya perbedaan tinggi muka air tanah TMA hhasil asil engukuran lapang sPada eperti pada gambar dlahan i atas TMA ppengukuran lapang seperti pada gambar di atas berdasarkan penggunaan lahan. penggunaan menunjukkan adanya perbedaan tinggi muka air tanah menunjukkan adanya perbedaan tinggi muka air tanah hutan lindung lebih dekat ke permukaan tanah dibandingkan berdasarkan penggunaan Pada penggunaan lahan lahan berdasarkan penggunaan lahan. Pada penggunaan dengan penggunaan lahan lahan. kepala sawit dan diikuti oleh hutan lindung lebih dekat ke permukaan tanah dibandingkan hutan lindung lebih dekat ke permukaan tanah dibandingkan akasia. Hal ini disebabkan tanaman kelapa sawit dan akasia dengan penggunaan lahan kepala sawit dan dan diikuti oleh oleh dengan penggunaan lahan kepala sawit diikuti memiliki kanal dan acasia memiliki kanal lebih besar serta akasia. Hal ini disebabkan tanaman kelapa sawit dan akasia akasia. Hal ini disebabkan tanaman kelapa sawit dan akasia lebih panjang tanpa sekat memiliki kanal. kanal Pada lebih penggunaan lahan memiliki kanal dan acasia besar serta memiliki kanal dan acasia memiliki kanal lebih besar serta kelapa sawit terdapat yang kelapa sawit lebih panjang tanpa sekat perbedaan kanal. Pada penggunaan lahan lebih panjang tanpa sekat kanal. Pada penggunaan lahan kelapa sawit perbedaan kelapa sawit masyarakat lebih dterdapat ekat permukaan air yang tanahnya. kelapa sawit perbedaan yang kelapa sawit masyarakat lebih dterdapat ekat permukaan air tanahnya. masyarakat lebih dekat permukaan air tanahnya. Analisis TMA Hasil Pengukuran Telemetri Analisis TMA Hasil Pengukuran elemetri 3. Analisis TMA HasilTPengukuran

Analisis TMA Hasil Pengukuran Telemetri Telemetri

Gambar 11. Hasil TMA lokasi Jambi Gambar 11. asil TMA TMA lokasi Jambi Gambar 11.HHasil Lokasi Jambi Gambar 11. Hasil TMA lokasi Jambi

Gambar 12. Hasil TMA lokasi Jambi Gambar 12. Hasil TMA Lokasi Jambi

Gambar 12. Hasil TMA lokasi Jambi Gambar 12. Hasil TMA lokasi Jambi


25

Gambar 13. Hasil TMA Lokasi Jambi

Gambar 13. Hasil TMA lokasi Jambi

Gambar Peringatankkondisi TMA Gambar 14. P14. eringatan ondisi TMA

26


Ekstrapolasi Analisis TMA Hasil Pengukuran Lapangan dengan Telemetri 4. Ekstrapolasi Analisis TMASHasil Pemantauan MAT secara luas dalam suatu ub KHG atau KHG Ekstrapolasi Analisis TMA Hasil Pengukuran Lapangan Pengukuran Lapangan dengan dapat dilakukan dengan menggabungkan teknik pemantau dengan Telemetri Telemetri lapang dengan cara telemetri. Sebagai faktor koreksinya Pemantauan MAT secara luas dalam suatu Sub KHG atau KHG dapat dilakukan dengan suatu dapat dilakukan dengan membuat menggabungkan teknik hubungan pemantau antara lapang dengan d cara Sebagai faktor koreksinya data lapang dengan ata telemetri. MAT dari penguran TELEMETRI.

dapat dilakukan dengan membuat suatu hubungan antara data lapang dengan data MAT dari penguran TELEMETRI.

Gambar 15. Perbandingan data SESAME dan pipa pantau

Gambar 15. Perbandingan data SESAME dan pipa pantau *** Gambar 15. Perbandingan data SESAME dan pipa pantau


27

BAB 6.

PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA

PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA TELEMETRI

1. Akuisisi Data Data 1. Akuisisi Data yang diperoleh dari instrumen pengukuran tinggi muka air adalah sebuah data deret waktu. Data yang direkam oleh sensor adalah suhu, curah hujan, tinggi muka air atau groundwater level, dan ground surface level. Namun, data-‐ data tersebut tersimpan di sistem server. Data observasi dapat diperoleh dari sistem telemetri melalui tiga langkah, yaitu: 1) Mengunduh (download) data dari server, 2) Mengecek, dan 3) Mengoreksi data.

2. Mengunduh Data dari Server 2. Mengunduh Data dari Server Langkah 11.. M engunduh ddata ata Langkah Mengunduh Untuk mengunduh data dari server, dilakukan melalui perangkat lunak yang disediakan. Biasanya administrator akan memberikan kata sandi untuk membuka link data. Pada umumnya data akan diperoleh dalam format csv dimana format ini dapat dibuka melalui perangkat lunak Microsoft Office Excel. Langkah 22. . MMelakukan elakukan pengaturan Langkah pengaturan Pengaturan dilakukan terhadap suatu perangkat lunak yang telah dibuka dan data dari water logger yang akan diunduh ke dalam perangkat lunak. Mengunduh data dilakukan dengan memilih “acquisition data file list” pada jendela perangkat lunak, lalu pilih “all” untuk menampilkan seluruh data. Data tersebut secara otomatis akan muncul pada daftar. Lakukan langkah tersebut untuk mendapatkan parameter lainnya.

3. Mengecek Kualitas dan Koreksi Data Sebuah data akuisisi akan banyak gangguan sehingga pengecekan kualitas data sangat perlu untuk dilakukan. Sebagai contoh untuk perangkat lunak pada umumnya, PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI pengecekan data dilakukan dengan memlilih suatu menu yaitu “autochek” pada jendela ini sehingga setiap pengguna tidak perlu memeriksa kembali hasil grafiknya. Perangkat

29

daftar. Lakukan langkah tersebut untuk mendapatkan parameter lainnya.

3. Mengecek Kualitas dan 3. Mengecek Kualitas dan Koreksi Data Koreksi Data Sebuah data akuisisi akan banyak gangguan sehingga pengecekan kualitas data sangat perlu untuk dilakukan. Sebagai contoh untuk perangkat lunak pada umumnya, pengecekan data dilakukan dengan memlilih suatu menu yaitu “autochek” pada jendela ini sehingga setiap pengguna tidak perlu memeriksa kembali hasil grafiknya. Perangkat lunak ini akan memberikan langkah yang diperlukan untuk memeriksa kualitas datanya. Kadang kala data hasil unduhan dari perangkat lunak tidak selalu berurutan waktunya (hari, jam, atau menit). Hal ini karena pengiriman data dari water logger ke server sangat tergantung kepada sinyal. Pada umumnya data-‐data tersebut mempunyai interval setiap 10 menit, tetapi pada hasil unduhan, kadang kala terdapat data yang kurang atau hilang (missing data) sehingga data tersebut harus diperiksa dan diperbaiki. Langkah-‐langkah perbaikan data dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Microsoft Office Excel karena data-‐data mentah dapat dibuka dengan program ini.

4. Pengolahan Data Data 4. Pengolahan Pada dasarnya data yang dikirimkan ke server dapat diperoleh dari suatu situs di internet yang dinyatakan dalam web GIS. Pada umumnya, aplikasi ini mudah untuk digunakan sehingga Anda dapat menjelajah untuk mendapatkan informasi yang diinginkan.

30


5. Data Data 5. Analisis Analisis Data dari pengukuran dinyatakan dalam bentuk deret waktu atau disebut sinyal. Sinyal tersebut sudah pasti mengandung banyak informasi yang tidak diperlukan. Untuk menghilangkan beberapa informasi yang tidak diperlukan biasanya dilakukan langkah statistik dasar. Beberapa langkah yang biasa dilakukan adalah sebagai berikut. 1. Membuang offset Langkah ini dilakukan karena kita biasanya hanya ingin melihat tinggi muka air terhadap suatu ketinggian rata-‐ rata. Pada langkah ini maka data dikurangi dengan nilai rata-‐ratanya. Algoritma sebagai berikut. Data = data – mean (data) 2. Membuang baseline Langkah ini diperlukan untuk menghilangkan efek noise akibat proses rata-‐rata. Algoritma proses ini sebagai berikut. Basel = find (t<=0); Data = data – mean (data(basel)) 3. Jika kita ingin melihat kondisi data yang halus maka dilakukan filtering. Ada banyak jenis filter tergantung dari kebutuhan, misalnya lowpass filter, highpass filter, dan sebagainya. Suatu data dalam deret waktu akan diolah menggunakan perangkat standar yang dinamakan analisis spectral. Analisis spectral ini didasarkan pada kepercayaan bahwa segala macam fenomena (yang dinyatakan dalam bentuk sinyal) yang ada di dunia ini merupakan kumpulan atau lebih tepatnya kombinasi linier dari sinyal-‐sinyal yang periodik atau berulang. Jadi pada dasarnya semua fenomena berulang. Misalnya, tinggi muka air akan naik dan turun secara


31

mempunyai sifat seperti di atas dinamakan analisis Fourier. Metode ini mempunyai aplikasi luas yang berguna untuk analisis sinyal digital. Berdasarkan deret Fourier maka digunakan untuk berulang. Teknik matematika untuk dapat mengolah data yang mempunyai sifat seperti di atas dinamakan analisis Fourier. merubah suatu deret waktu dalam domain waktu menjadi Metode ini mempunyai aplikasi luas yang berguna untuk domain frekuensi dengan nama Transform Fourier. analisis sinyal digital. Transform Fourier pada dasarnya adalah merubah domain Berdasarkan deret Fourier maka dapat digunakan untuk suatu fungsi ke domain yang lain. Pada umumnya secara merubah suatu deret waktu dalam domain waktu menjadi alamiah Transform Fourier fungsi Fourier. berharga domain frekuensi dengan menghasilkan nama Transform kompleks. Harga absolut hasil adalah Transform Fourier sering Transform Fourier pada dari dasarnya merubah domain suatu fungsi ke domain yang lain. Pada umumnya secara yang disebut power spectrum/spectral density alamiah Transform Fourier menghasilkan fungsi berharga merepresentasikan “energi total” dari suatu sistem yang kita kompleks. absolut dari hasil Transform algoritma Fourier sering tinjau. Dalam Harga Matlab telah dikembangkan untuk disebut power spectrum/spectral density yang menghitung Transform Fourier yang disebut fast fourier merepresentasikan “energi total” dari suatu sistem yang kita transform (fft). Matlab Pada telah prinsipnya metode ini memecah tinjau. Dalam dikembangkan algoritma untuk Transform Fourier diskrit ke dalam bentuk fungsi ganjil dan menghitung Transform Fourier yang disebut fast fourier transform (fft). Pada prinsipnya metode memecah fungsi genap sehingga komputasinya lebih ini mudah. Sebagai Transform Fourier diskrit ke dalam bentuk fungsi ganjil dan contoh, suatu deret waktu TMA selama lebih dari 20 tahun fungsi genap sehingga komputasinya lebih mudah. Sebagai dinyatakan dalam Gambar 16 berikut ini. contoh, suatu deret waktu TMA selama lebih dari 20 tahun

dinyatakan dalam Gambar 16 berikut ini.

2

2 1

0 -1 -2 -3 -4 -5

gwl anomaly (cm)

gwl anomaly (cm)

1

0 -1 -2 -3 -4 -5

1994

1994

1996

1996

1998

1998

2000

2000

2002

2004

(days) 2002 Time 2004 Time (days)

2006

2006

2008

2008

2010

2012

2010

2014

2012

2014

Gambar 16. Plot data tinggi muka air dalam deret waktu

16. data Plot data tinggimuka muka air deretderet waktu waktu Gambar Gambar 16. Plot tinggi airdalam dalam 32


Dengan menerapkan fast fourier transform maka akan diperoleh spektrum atau energi dari fenomena yang melatarbelakangi terjadinya TMA di akan daerah Dengan menerapkan fast variabilitas fourier transform maka Dengan menerapkan fast fourier transform maka akan tersebut. Hasil tersebut dinyatakan Gambar diperoleh spektrum atau energi dari dalam fenomena yang 17 diperoleh spektrum atau energi dari fenomena yang melatarbelakangi terjadinya variabilitas TMA di daerah berikut. melatarbelakangi terjadinya dinyatakan variabilitas dalam TMA Gambar di daerah tersebut. Hasil tersebut 17 tersebut. Hasil tersebut dinyatakan dalam Gambar 17 berikut. berikut.

1

Period = 357.9048

1

0.8

Period = 357.9048

1

Period = 357.9048

0.8

0.6

0.8 0

0.2

0

0.4

φ /φ φ /φ

φ /φ

0

0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2

0

0 0

500

500 500

10001000 1000

1500 1500 days days1500 days

2000

2500

2000

2500

2000

2500

Gambar 17. 17. Analisis data tinggi tinggimuka muka Analisisspektrum spektrumdari dari data airair Gambar 1Gambar 7. A17. nalisis spektrum datatinggi tinggimuka muka Gambar Analisis spektrumdari dari data air air

Hasil tersebut menunjukkan bahwa fenomena dominan di

tersebut menunjukkan ahwa ulang ffenomena dominan di di Hasil tHasil ersebut menunjukkan bbahwa enomena d358 ominan daerah tersebut mempunyai periode sekitar hari daerah tersebut mempunyai periode periode ulang 358 hari hari yang dikenal dengan nama monsonal. Fenomena yang kedua daerah tersebut mempunyai ulang sekitar sekitar 358 yang dikenal dengan nama monsonal. Fenomena yang kedua adalah sekitar 600 harian yang menyatakan fenomena extra yang dikenal dengan nama monsonal. Fenomena yang kedua adalah sekitar harian yang menyatakan fenomena extra seasonal tau E600 l Nino. adalah seasonal sekitar aatau 600 El harian Nino. yang menyatakan fenomena extra Tinggi muka air adalah parameter yang sangat penting seasonal Tinggi atau Emuka l Nino. air adalah parameter yang sangat penting karena dapat digunakan untuk menentukan emisi karbon dari

karena dapat gambut. digunakan untuk menentukan emisi karbon yang dari Tinggi air adalah parameter yang sangat penting suatu muka lahan Berdasarkan dari hasil penelitian suatu lahan gambut. Berdasarkan dari hasil yang dari telah dilakukan selama lebih dari 10 epenelitian tahun dengan karena dapat digunakan u ntuk menentukan misi karbon lebih instrumen dari 10 eddy dengan menggunakan flux selama tower atau covariance suatu telah lahan dilakukan gambut. Berdasarkan dari hasil tahun penelitian yang menggunakan flux tower atau instrumen eddy covariance yang dipasang di tiga jenis hutan gambut maka diperoleh telah yang dilakukan lebih 10 maka tahun dengan dipasang selama di tiga jenis hutan dari gambut diperoleh relasi yang menghubungkan emisi karbon dengan perubahan menggunakan tower antara atau NEE instrumen eddy covariance relasi yang menghubungkan emisi karbon dengan perubahan tingi muka flux air. Relasi dengan TMA dinyatakan tingi muka air. Relasi antara NEE dengan TMA dinyatakan yang dipasang di tiga hutan gambut maka diperoleh dalam rumus Hirano sjenis ebagai berikut. dalam r umus H irano s ebagai b erikut. relasi yang menghubungkan emisi karbon dengan perubahan tingi muka air. Relasi antara NEE dengan TMA dinyatakan PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI 33 dalam rumus Hirano sebagai berikut.

= −.00 665x.−0068 x .−7468.74 ψ UF /ψDFUF=/ DF−665 ψ UF / DF = −665.00 x − 68.74

(1) (1) (1)

= −.420 x + .397 ψ BC ψ=BC−420 56 x.56 + 397 46 .46 ψ BC = −420.56 x + 397.46

(2) (2) (2)

Keterangan: Keterangan: Keterangan: UF (Un-‐drained DF (Drained Peat); dan (Burned BC (Burned UF (Un-‐drained Peat); Peat); DF (Drained Peat); dan BC (Un-‐drained DF (Drained Peat); dan BC (Burned Peat). Rumus ini Peat); dapat digunakan menghitung emisi Peat). UF Rumus ini dapat digunakan untuk untuk menghitung emisi Peat). Rumus ini dapat digunakan untuk menghitung emisi karbon ari skuatu kawasan gambut. karbon dari sduatu awasan gambut. karbon dari suatu kawasan gambut. Salah satu hal penting dalam analisis data tinggi muka air Salah satu hal penting dalam analisis data tinggi muka air Salah satu hal penting dalam analisis data tinggi muka air (TMA) adalah memperkirakan berapa air gambut (TMA) adalah memperkirakan berapa tinggi tinggi muka mauka ir gambut (TMA) a dalah m emperkirakan b erapa t inggi m uka a ir gambut beberapa hari ke depan jika sudah kita sudah mendapatkan untuk untuk beberapa hari ke depan jika kita mendapatkan untuk beberapa hari ke depan jika kita sudah mendapatkan pengukuran pendugaan hasil hasil pengukuran TMA. TMA. Salah Salah satu satu cara cara pendugaan atau atau hasil pengukuran TMA. Salah satu cara pendugaan atau perkiraan ini adalah dengan menggunakan teknik perkiraan ini adalah dengan menggunakan teknik filter filter perkiraan ini adalah dengan menggunakan teknik filter Kalman (Gambar 18). Metode Kalman ang djuga dikenal Kalman (Gambar 18). M etode Filter FKilter alman yang yjuga ikenal Kalman ( Gambar 1 8). M etode F ilter K alman y ang j uga d ikenal dengan estimasi kuadrat (linear quadratic dengan nama nama estimasi kuadrat linier linier (linear quadratic dengan nama estimasi kuadrat linier (linear quadratic estimation) dasarnya adalah sebuah algoritma estimation) pada pada dasarnya adalah sebuah algoritma yang yang estimation) pada dasarnya adalah sebuah algoritma menggunakan deret pengukuran series) termasuk di menggunakan deret pengukuran (time (time series) termasuk di yang menggunakan deret pengukuran (time series) termasuk di dalamnya kondisi dan ketidakpastian lainnya dalamnya kondisi noise noise dan ketidakpastian lainnya untuk untuk dalamnya kondisi noise dan ketidakpastian lainnya menentukan variabel atau parameter di masa yang akan menentukan variabel atau parameter di masa yang akan untuk menentukan variabel atau parameter di masa yang akan datang. datang. datang.

Gambar 18. Konsep aplikasi filter Kalman estimasi Gambar 18. Konsep aplikasi filter Kalman untuk untuk estimasi tinggitinggi Gambar 18. 18. Konsep Konsep aplikasi filter Kalman tinggi Gambar aplikasi filter Kalman untuk untuk estimasiestimasi tinggi muka air muka air muka air muka air 34


melakukan prediksi, filter Kalman mengandalkan Untuk Untuk melakukan prediksi, filter Kalman mengandalkan model dinamik (hukum sehingga suatu suatu model dinamik (hukum fisika) sehingga pada pada Untuk melakukan prediksi, filter fisika) Kalman mengandalkan hakikatnya Filter Kalman tidak memerlukan data pada masa suatu Filter model dinamik (hukum fisika) sehingga pada hakikatnya Kalman tidak memerlukan data pada masa lampau, hanya data pada masa kini. Artinya, perilaku ke hakikatnya Filter Kalman tidak memerlukan data pada lampau, hanya data pada masa kini. Artinya, perilaku ke masa ditentukan oleh masa kini dan hukum depan depan hanya hanya ditentukan oleh masa kini dan hukum yang yang lampau, hanya data pada masa kini. Artinya, perilaku ke mengatur sistem yang bersangkutan. Sistem dinamik atau depan hanya ditentukan oleh masa kini dan hukum mengatur sistem yang bersangkutan. Sistem dinamik atau yang hukum fisika di filter Kalman harus dinyatakan dalam bentuk hukum fisika di filter Kalman harus dinyatakan dalam bentuk mengatur sistem yang bersangkutan. Sistem dinamik atau domain Keadaan hukum fisika di filter Kalman harus dinyatakan dalam bentuk diskrit diskrit dalam dalam domain waktu. waktu. Keadaan suatu suatu sistem sistem dinyatakan dalam bentuk vektor dari suatu bilangan real dinyatakan dalam bentuk vektor dari suatu bilangan real sistem diskrit dalam domain waktu. Keadaan suatu (waktu). Sistem yang akan diprediksi dibangkitkan dinyatakan dari suatu bilangan real (waktu). Sistem dalam yang bentuk akan vektor diprediksi dibangkitkan (generated) oleh keadaan sekarang melalui operator (generated) oleh Sistem keadaan sekarang melalui operator linier linier (waktu). yang akan diprediksi dibangkitkan dan d iganggu o leh n oise. (generated) sekarang melalui operator linier dan diganggu oleh noleh oise. keadaan dan d iganggu o leh n oise. Jika suatu keadaan (misalnya Jika suatu keadaan sistem sistem (misalnya tinggi tinggi muka muka air) air) dinyatakan o leh h uruf x d an w aktu d inyatakan d alam hurufair) k. Jika suatu sistem (misalnya tinggi muka dinyatakan oleh huruf keadaan x dan waktu dinyatakan dalam huruf k. keadaan dalam waktu ke-‐k dinyatakan Maka Maka keadaan suatu sistem waktu ke-‐k dinyatakan dinyatakan oleh suatu huruf xsistem dalam dan waktu dinyatakan dalam huruf k. oleh x akan dinyatakan oleh suatu persamaan linier yang kkeadaan suatu sistem waktu linier ke-‐k yang dinyatakan oleh xkkMaka akan dinyatakan oleh suatu dalam persamaan dinamakan persamaan diferebsial linier sebagai dinamakan diferebsial linier sebagai oleh xpersamaan oleh stokastik suatu stokastik persamaan linier yang k akan dinyatakan berikut. dinamakan persamaan diferebsial stokastik linier sebagai berikut. berikut. (1) (1) x +1 kk=+Ax xkk +1 Buk kk++Bu wkkk + wk +1 = kAx (1)

xk +1 = Axk + Bu k + wk

Persamaan tersebut dapat dihasilkan jika kita mempunyai Persamaan tersebut dapat dihasilkan jika kita mempunyai suatu ukuran (measurement) (y) dinyatakan yang dinyatakan Persamaan tersebut dapat dihasilkan jika kita mempunyai suatu ukuran (measurement) (y) yang oleh oleh persamaan persamaan linier. linier. suatu ukuran (measurement) (y) yang dinyatakan oleh persamaan linier. (2) (2) ykk =+ ν Lxk k + ν k ykk = Lx k k (2) oise yang tdimbul dari pdroses an νk adalah wk adalah dimanadimana wkk adalah noise ynang tyimbul ari proses an νkk dadalah k = Lx k + ν k noise yang timbul dari ukuran. Koefisien A, B, dan L wk adalah yang Koefisien timbul dari A, proses dan νL noise dimana yang timbul dari noise ukuran. B, dan k adalah tergantung dari model yang kita berikan. Untuk model tinggi tergantung dari model yang kita berikan. Untuk model tinggi noise yang timbul dari ukuran. Koefisien A, B, dan L muka air dtikembangkan elah dikembangkan odel cukup yang cbukup agus untuk muka atergantung dari model yang kita berikan. Untuk model tinggi ir telah model m yang agus ubntuk peramalan yang dinamakan model dia peramalan dinamakan model Tsuji dimana dia untuk muka ayang ir telah dikembangkan model yang Tsuji cukup dimana bagus mengambil A=1 dan B=0 sehingga kedua persamaan tadi peramalan yang model Tsuji dimana mengambil A=1 dan B=0dinamakan sehingga kedua persamaan tadi dia dituliskan m enjadi s ebagai b erikut. dituliskan m enjadi s ebagai b erikut. mengambil A=1 dan B=0 sehingga kedua persamaan tadi dituliskan menjadi sebagai berikut. PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

35

xk +1 = xk + wk w = + wkk xk +1 xxx=kk +1 xk = +xxxwkk k+ +1 = + ykk+1= Lxkk + νwkk Lx ν kk kk = = + yk =yyyLx + νkkk + =k Lx Lx +ν ν k

k

k

(3) (4)

(3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (4)

Keterangan: Keterangan: y k atau ukuran adalah data observasi dari tinggi muka air. Keterangan: Keterangan: Keterangan: yykk atau u aadalah data d muka atau ukuran kuran dalah ata o observasi bservasi dari ari ttinggi inggi uka aair. ir. yk atau kuran adalah data od dari tinggi uka m yk uatau ukuran adalah dbservasi ata observasi dari tm inggi mair. uka air. Langkah Pendugaan TMA dengan metode filter Kalmani Langkah TMA dengan metode filter Kalmani Langkah P endugaan TTMA d engan m filter K Langkah PPendugaan endugaan MA dtersebut engan mmetode etode Kalmani almani Langkah Pendugaan TMA engan metode filter Kilter almani Untuk melakukan prediksi aka dffiperlukan langkah-‐ Langkah Pendugaan TdMA dengan metode ilter Kalmani Untuk m elakukan p rediksi t ersebut m aka d iperlukan llangkah-‐ langkah ebagai berikut. Untuk mselakukan prediksi tersebut diperlukan angkah-‐ Untuk melakukan prediksi tersebut maka m daka iperlukan langkah-‐ Untuk m elakukan p rediksi t ersebut m aka d iperlukan langkah-‐ langkah s ebagai b erikut. langkah sebagai berikut. langkah sebagai berikut. 1. Misalkan kita punya data pengukuran katakanlah langkah sebagai berikut. 1. Misalkan kita data pengukuran katakanlah l (k) sebanyak data. 1. Misalkan kita npunya punya pengukuran katakanlah 1. Misalkan kita punya data data pengukuran katakanlah 1. Misalkan kita punya data pengukuran katakanlah ll (k) sebanyak n data. (k) sebanyak n data. l (k) nmoving data. 2. sebanyak Lakukan average dengan rata-‐rata harian l (k) sebanyak n data. 2. Lakukan average dengan rata-‐rata harian kita moving tentukan. Misalkan, kita ingin merata-‐ 2. yang Lakukan moving average dengan rata-‐rata harian 2. Lakukan moving average dengan rata-‐rata harian 2. yang Lakukan moving average dengan rata-‐rata harian kita tentukan. Misalkan, kita ingin merata-‐ ratakan dalam rentang N hari maka moving average kita tentukan. Misalkan, kita ingin merata-‐ yang yang kita tentukan. Misalkan, kita ingin merata-‐ yang kita tentukan. Misalkan, kita ingin merata-‐ ratakan dalam rentang N didefinisikan sebagai berikut. ratakan dalam rentang N hari maka moving average hari maka moving average ratakan dalam rentang N hari maka moving average ratakan dalam rentang N hari maka moving average didefinisikan s ebagai b erikut. didefinisikan sebagai berikut. didefinisikan sebagai berikut. didefinisikan sebagai berikut. Misal kita pilih N = 1 n (dirata-‐ratakan tiap 3 harian) Misal kita pilih N = 11akan (dirata-‐ratakan tiap 3 harian) maka dalam = excel tampak perintah sebagai Misal kita pilih N nn (dirata-‐ratakan tiap 3 harian) Misal kita pilih N 1 n= Misal kita pilih N =(dirata-‐ratakan tiap 3 harian) 1akan n (dirata-‐ratakan tiap 3 harian) maka dalam excel tampak perintah sebagai berikut. maka dalam excel akan tampak perintah sebagai maka maka dalam excel excel akan akan tampak perintah sebagai dalam tampak perintah sebagai berikut. berikut. berikut. = (B3+B4+B5)/3 berikut. = = (B3+B4+B5)/3 (B3+B4+B5)/3 = (B3+B4+B5)/3 3. Menghitung x(k), untuk menghitung ini diperlukan L. = (B3+B4+B5)/3 3. Menghitung x(k), untuk m iini L. Kita asumsikan L=6. Maka x(k)ini didefinisikan sebagai 3. Menghitung x(k), untuk menghitung enghitung ni d diperlukan iperlukan L. 3. Menghitung x(k), untuk menghitung diperlukan L. L. 3. Menghitung x(k), untuk menghitung ini diperlukan Kita asumsikan L=6. Maka x(k) didefinisikan sebagai berikut. Kita asumsikan L=6. Maka x(k) didefinisikan sebagai Kita asumsikan L=6. L=6. MakaMaka x(k) didefinisikan sebagai Kita asumsikan x(k) didefinisikan sebagai berikut. berikut. berikut. berikut. karena L=6 maka perhitungan x(k) harus mulai dari karena L=6 maka x(k) mulai dari hari ke-‐8. Jadi ketik perhitungan perintah = (C10-C4)/6 karena L=6 maka perhitungan x(k) harus harus karena L=6 maka perhitungan x(k) harus mulai mulai dari dari karena L=6 maka perhitungan x(k) harus mulai dari hari k e-‐8. J adi k etik p erintah = (C10-C4)/6 hari k e-‐8. J adi k etik p erintah = (C10-C4)/6 hari khari e-‐8. kJadi k etik p erintah = (C10-C4)/6 e-‐8. Jadi ketik perintah = (C10-C4)/6 36


4. Hitung w(k) dengan rumus x(k)-x(k-1). 5. Langkah selanjutnya menghitung noise berdasarkan moving average yaitu v(k) = x(k)-z(k). Perintah = B4-C4. 6. Langkah selanjutnya adalah menghitung y(k)=l(k)z(k-L), jadi kita harus mulai dari hari ke-‐8 sehingga perintah adalah = B10-C4 (kopi ke bawah). 7. Tuliskan kolom lainnya. 8. Langkah selanjutnya menghitung x(k+1|k), ini adalah iterasi sehingga diperlukan nilai awal. Asumsikan nilai awal adalah data pada hari terakhir yaitu hari ke-‐19 (karena kita rata-‐ratakan 3 harian) maka nilai ini sama dengan data hari ke-‐19 yaitu = D21. 9. Selanjutnya nilai C(k+1|k) diberikan nilai 100. 10. Langkah selanjutnya hitung varian dari w(k) dan v(k) dengan perintah = VAR(E10:E21) di M21 dan =VAR(F4:F21) di N21. 11. Langkah selanjutnya menghitung gain K, karena ini prediksi mulai dari satu hari ke depan maka kita akan meletakkan kursor di hari ke-‐20. Rumus Gain adalah =6*L21/(36*L21+N21). 12. Selanjutnya menghitung x(k|k) =J21+H22*(G21-6*J21) dan sehingga dengan perintah =I22.

dengan rumus x(k+1|k)=x(k|k)

13. Langkah selanjutnya hitung C(k|k) dengan rumus, =L21-6*H22*L21. 14. Hitung c(K+1|k) dengan rumus =K22+M21. 15. Maka kita peroleh nilai GWL estimasi, yaitu z(k) dengan rumus =C22+6*I22.


37

16. Salin kembali semua langkah untuk membandingkan dengan data GWL hasil observasi dan yang sudah kita hitung diberi warna. 16. Salin kembali semua langkah untuk membandingkan

dengan data GWL hasil observasi dan yang sudah kita 17. Karena L=6 artinya kita melakukan prediksi 6 hari ke hitung diberi warna. depan, untuk itu kita bandingkan dengan data GWL 6 17. Karena L=6 artinya kita melakukan prediksi 6 hari ke hari ke depan. Oleh karena itu, salin kembali data depan, untuk itu kita bandingkan dengan data GWL 6 pada hari ke-‐26. hari ke depan. Oleh karena itu, salin kembali data pada hari kke-‐26. 18. Selanjutnya ita blok shellday, z dan GWL dan insert scatter, pilih kita line maka diperoleh sebagai 18. Selanjutnya blok shellday, z dan GWLgrafik dan insert scatter, pilih line maka diperoleh grafik sebagai berikut. berikut.

Gambar 19. Hasil prediksi TMA dengan filter Kalman

Gambar Gambar 19. Hasil prediksi TMA dengan filter Kalman 19. Hasil prediksi TMA dengan Filter Kalman ***

38


BAB 7.

PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR (TMA) MENGGUNAKAN CITRA SATELIT

PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR MENGGUNAKAN CITRA SATELIT

P

engukuran TMA dengan alat water logger adalah mengukur TMA di suatu titik sehingga secara spasial hal ini mempunyai kekurangan. Masih menjadi suatu perdebatan berapa banyak jumlah titik observasi untuk suatu kawasan gambut. Untuk menutupi kekurangan ini, maka teknologi penginderaan jauh satelit adalah jawabannya. Dalam teknologi ini terdapat dua jenis citra, yaitu citra dari sensor pasir atau dikenal dengan sensor optik dan citra dari sensor aktif atau dikenal dengan sensor radar. Citra dari optik terkendala dengan banyaknya awan yang selalu menutupi wilayah Indonesia karena sensor optik tidak dapat menembus awan. Kendala ini diatasi dengan sensor radar. Akan tetapi, citra radar juga mempunyai kekurangan, yaitu citra ini tidak menampilkan bentuk gambar asli dari muka bumi, tetapi penampang hamburan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dari sensor. Kondisi ini mengakibatkan pengolahan citra radar menjadi lebih rumit dan memerlukan banyak verifikasi lapangan. Citra radar yang digunakan untk menduga TMA adalah citra radar polarimetri yaitu radar dengan sistem polarisasi linier. Polarymetic Synthetic Aperture Radar (PolSAR) terdiri atas empat jenis polarisasi, yaitu horizontal-‐horizontal (HH), vertikal-‐horizontal (VH), horizontal-‐vertikal (HV), dan vertikal-‐ vertikal (VV). Polarisasi vertikal sensitif terhadap struktur vertikal hamburan sehingga digunakan untuk menentukan struktur kanopi di daerah area hutan gambut. Polarisasi ini untuk menentukan tutupan lahan berdasarkan umur pohon atau jenis pohon. Polarisasi horizontal digunakan untuk melihat struktur tanah karena mampu menembus kanopi. Sementara itu, kombinasi polarisasi digunakan untuk menentukan struktur dari kanopi. Dengan menggunakan model hamburan elektromagnetik, maka dapat ditentukan kedalaman GWL suatu kawasan perkebunan yang berada di lahan gambut, baik secara spasial maupun temporal. 40

PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI Pengolahan PANDUAN citra TEKNIS radar memerlukan keahlian khusus sehingga disini hanya akan dipaparkan hasilnya saja. Sebagai contoh, sebuah citra radar untuk daerah Siak. Data satelit

Sementara itu, kombinasi polarisasi digunakan untuk menentukan struktur dari kanopi. Dengan menggunakan Sementara itu, elektromagnetik, kombinasi polarisasi digunakan untuk model hamburan maka dapat ditentukan menentukan struktur dari kanopi. Dengan menggunakan kedalaman GWL suatu kawasan perkebunan yang berada di model hamburan elektromagnetik, maka dapat ditentukan lahan gambut, baik secara spasial maupun temporal. kedalaman GWL suatu kawasan perkebunan yang berada di Pengolahan radar spasial memerlukan lahan gambut, citra baik secara maupun keahlian temporal. khusus sehingga disini hanya akan dipaparkan hasilnya saja. Sebagai Pengolahan citra radar memerlukan keahlian khusus contoh, sebuah citra radar untuk daerah Siak. Data satelit sehingga disini hanya akan dipaparkan hasilnya saja. Sebagai diperoleh dari ALOS-‐PALSAR Full Polarimetric tanggal 27 Mei contoh, sebuah citra radar untuk di daerah Data Riau. satelit 2016 dengan area pengamatan Siak, Siak. Provinsi diperoleh d ari A LOS-‐PALSAR F ull P olarimetric t anggal 2 7 Mei Pengamatan lahan gambut menggunakan SAR sangat 2016 dengan area pengamatan Siak, Provinsi Riau. menguntungkan karena data yang di dikumpulkan dapat Pengamatan lahan gambut menggunakan SAR sangat dilakukan pada saat cuaca berawan atau hujan, yang sering menguntungkan karena data yang dikumpulkan dapat terjadi di daerah tropis. Mekanisme hamburan radar untuk dilakukan pada saat cuaca berawan atau hujan, yang sering lahan gambut yang diamati adalah estimasi kelembapan, terjadi telah di daerah tropis. bahwa Mekanisme radar untuk karena diketahui ada hamburan kaitan erat antara lahan gambut yang diamati adalah estimasi kelembapan, kebakaran yang terjadi dengan volumetrik kadar air tanah. karena telah diketahui bahwa ada kaitan antara Kebakaran akan terjadi apabila volumetrik kadar erat air tanah kebakaran yang terjadi dengan volumetrik kadar air tanah. rendah. Kebakaran akan terjadi apabila volumetrik kadar air tanah Aplikasi data satelit L-‐band SAR, seperti PALSAR, yang rendah. menggunakan panjang gelombang moderat dan memiliki data satelit L-‐band SAR, PALSAR, yang mode Aplikasi full-‐polarimetric dengan resolusi 30 seperti m digunakan untuk menggunakan panjang gelombang moderat dan memiliki estimasi volumetrik kadar air tanah. Refleksi radar dari tanah mode full-‐polarimetric dengan resolusi 0 m digunakan untuk digambarkan oleh tiga parameter, yaitu 3konstanta dielektrik estimasi v olumetrik k adar a ir t anah. R efleksi r adar d ari anah (ε), root mean square (RMS) ketinggian permukaan tanah t(s), digambarkan oleh tiga parameter, konstanta dielektrik dan panjang korelasi (l). Untuk s dan lyaitu biasanya dinormalisasi (ε), root mean square (RMS) permukaan tanahks(s), dengan jumlah gelombang, k =ketinggian (2π / λ), dan diwakili oleh dan p anjang k orelasi (l). Untuk s dan l biasanya dinormalisasi dan kl. Kelembapan tanah (Mv) dihitung dari persamaan dengan jumlah gelombang, k= / λ), dan diwakili oleh empiris dikembangkan oleh Rao et (2π al. (2013) sebagai berikut. ks dan kl. Kelembapan tanah (Mv) dihitung dari persamaan empiris dikembangkan oleh Rao et al. (2013) sebagai berikut.


41

Untuk mengaplikasikan relasi di atas maka diperlukam relasi Untuk mengaplikasikan relasi di atas maka diperlukam relasi antara backscatter dengan konstanta dieletrik, karena Untuk mengaplikasikan relasi di atas maka diperlukam relasi antara backscatter dengan konstanta konstanta dieletrik, karena gelombang elektromagnetik tidak dapat mengukur antara backscatter dengan dieletrik, karena gelombang elektromagnetik tidak dapat mengukur kelembapan, elektromagnetik tetapi mengukur dielektrik. gelombang tidak konstanta dapat mengukur kelembapan, tetapi mengukur konstanta dielektrik. Konstanta dielektrik dihitung berdasarkan data backscatter kelembapan, tetapi mengukur konstanta dielektrik. Konstanta dielektrik dihitung berdasarkan data backscatter sebagai berikut (Prakash, et al., berdasarkan 2012). Konstanta dielektrik dihitung data backscatter sebagai b erikut ( Prakash, e t a l., 012). sebagai berikut (Prakash, et al., 22012).

Keterangan: u ntuk p olarisasi HH σKeterangan: HH adalah b ackscatter Keterangan: adalah bbbackscatter ackscatter uuuntuk ntuk pppolarisasi olarisasi VV. HH HH VV adalah σσHH adalah ackscatter ntuk olarisasi HH σ adalah b ackscatter u ntuk p olarisasi VV. model untuk Tsuji pmenunjukkan σ VVBerdasarkan adalah backscatter olarisasi VV. bahwa terdapat VV

Berdasarkan model Tsuji Tsuji menunjukkan bahwa terdapat korelasi linier model antara kelembapan tanah bahwa dengan TMA. Berdasarkan menunjukkan terdapat korelasi linier antara kelembapan tanah dengan daerah TMA. Alasannya karena daerah yang kita tanah tinjau adalah korelasi linier antara kelembapan dengan TMA. Alasannya karena daerah yang kita tinjau adalah daerah dengan tutupan lahan berupa hutan, maka dengan Alasannya karena daerah yang kita tinjau adalah daerah dengan tutupan lahan berupa hutan, maka dengan menerapkan model Tsuji untuk hutan, kawasan maka hutan dengan dapat dengan tutupan lahan berupa menerapkan model Tsuji untuk kawasan hutan dapat diperoleh i nformasi T MA ( Hamada, e t a l., 2 014). P erlu d igaris menerapkan model Tsuji untuk kawasan hutan dapat diperoleh nformasi MA Hamada, l., 22014). 014). erlu ddigaris igaris bawahi bahwa akurasi hasil yang diperoleh tergantung dari diperoleh iinformasi TTMA ((Hamada, eet t aal., PPerlu bawahi bahwa akurasi hasil yang diperoleh tergantung dari data kelembapan tanah yang diperoleh dari citra SAR dan bawahi bahwa akurasi hasil yang diperoleh tergantung dari data kelembapan tanah yang diperoleh dari data citra TMA SAR dan model empirik Tsuji, yaitu harus tersedianya dan data kelembapan tanah yang diperoleh dari citra SAR model empirik Tsuji, yaitu harus tersedianya data TMA dan kelembapan di harus tempat yang sama. Dengan model empirik tanah Tsuji, yaitu tersedianya data TMA dan kelembapan tanah maka di NEE tempat yang sama. Dengan pengetahuan TMA yang yang terjadi sama. dapat dihitung kelembapan tanah di tempat Dengan pengetahuan TMA maka NEE yang terjadi dapat dihitung dengan model Hirano. Dalam penerapan model Hirano maka pengetahuan TMA maka NEE yang terjadi dapat dihitung dengan model Hirano. Dalam penerapan model Hirano maka kita tidak bisa menghitung NEE hanya dengan satu citra, dengan model Hirano. Dalam penerapan model Hirano maka kita tidak bisa citra menghitung NEE hanya dengan satu citra, tetapi barisan selama satu tahun. Oleh karena itu, citra, NEE kita tidak bisa menghitung NEE hanya dengan satu tetapi barisan citra selama satu tahun. Oleh karena itu, NEE dihitung berdasarkan kondisi rata-‐rata bulanan GWL tetapi barisan citra selama satu tahun. Oleh karena itu, NEE dihitung berdasarkan kondisi rata-‐rata bulanan GWL terendah dberdasarkan alam satu tahun. dihitung kondisi rata-‐rata bulanan GWL terendah d alam s atu t ahun. terendah dalam satu tahun.

42


Gambar 20. Citra kelembapan tanah yang diperoleh dari Gambar 20. Citra kelembapan tanah yang diperoleh dari pengolahan c itra S AR u ntuk w ilayah k abupaten S iak, P rovinsi Riau pengolahan itra SAR untuk wyang ilayah kabupaten Siak, Provinsi Riau Gambar 20. Citrackelembaban tanah diperoleh dari pengolahan citra SAR

untuk wilayah kabupaten tSiak, Provinsi Riau diperoleh dari Gambar kelembapan anah yang 20. Citra pengolahan Untuk cUntuk itra Smenerapkan AR untuk wmodel ilayah kTsuji, abupaten Skita iak, harus Pharus rovinsi Riau maka menerapkan model Tsuji, maka kita

mencuplik suatu daerah tertentu dengan tutupan lahan yang mencuplik suatu daerah tertentu dengan tutupan lahan yang seragam. seragam. Jika Jika kita kita ambil ambil contoh contoh daerah daerah pencuplikan pencuplikan sebagai sebagai berikut. berikut.

Untuk menerapkan model Tsuji, maka kita harus mencuplik suatu daerah tertentu dengan tutupan lahan yang seragam. Jika kita ambil contoh daerah pencuplikan sebagai berikut.

Gambar 21. Croping suatu daerah dengan kondisi tutupan lahan seragam

Gambar 21. Croping suatu daerah dengan kondisi tutupan lahan Gambar 21. Croping suatu daerah dengan kondisi tutupan lahan seragam seragam PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

43

Maka Maka TMA TMA estimasi berdasarkan model Tsuji adalah estimasi berdasarkan model Tsuji adalah sebagai sebagai berikut. berikut.

Gambar 22. TMA estimasi hasil model Tsuji

22. TMA estimasi hasil model Tsuji Tsuji Gambar Gambar 22. TMA estimasi hasil model

44


DAFTAR PUSTAKA

Daftar Pustaka Hamada, Y., Tsuji, N., Kojima, Y., Qirom, M.A., Sulaiman, A., Firmanto, Jagau, Y., Irawan, D., Naito, R., Nirmala Sari, E.N., 2016. Guidebook for Estimating carbon Emmision From Tropical Peatland in Indonesia, IJREDD+ Project, 2016. Prakash, R., Singh, D., and Pathak, N.P., 2012. A Fusion Approach to Retrieve Soil Moisture with SAR and Optical Data. IEEE, Journal of Selected Topic in Applied Earth Observation and Remote Sensing , Vol 5, No. 1, 196-‐201, 2012. Rao, K.S., Raju, S., and Wang, J.R., 1993. Estimation of Soil Moisture and Surface Roughness Parameters from Backscattering Coefficient. IEEE Transaction on Geosience and Remote Sensing, Vol 31 No. 5, 1094-‐1099, 1993. Wildian, Sistem Sensor, Lecture Note Jurusan Fisika Universitas Andalas (2010).

46




SISTEM TELEMETRI “Pulihka n gambut, pulihka n ke ma nusiaa n” www.brg.go.id Badan Restorasi Gambut BRG_Indonesia BRG_Indonesia Badan Restorasi Gambut-BRG Badan Restorasi Gambut-BRG

ISBN978-602-61026-1-4 978-602-61026-1-4 ISBN:

9

786026

102614

Badan Restorasi Gambut Republik Indonesia Juli 2017

PANDUAN TEKNIS PEMANTAUAN TINGGI MUKA AIR LAHAN GAMBUT SISTEM TELEMETRI

Recommend Documents