Penginderaan Jauh Untuk Estimasi Kandungan TSS di Wilayah Pantai Timur Surabaya Akibat Pembuangan Lumpur Lapindo. Chatarina Nurjati, Hepi Hapsari Handayani 1) 1)
Program Studi Teknik Geomatika, ITS
Abstrak - Peristiwa semburan lumpur panas di lokasi pengeboran PT. Lapindo Brantas di Desa Renokenongo, Kecamatan Porong, Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur, terjadi sejak 27 Mei 2006. Peristiwa ini menjadi sebuah tragedi ketika lumpur panas tersebut mulai menggenangi areal persawahan, permukiman penduduk dan kawasan industri. Usaha yang dilakukan untuk mengurangi beban lumpur di daratan adalah dengan membuang langsung lumpur panas tersebut ke selat Madura melalui Sungai Porong. Hal ini akan mempengaruhi kualitas perairan di Selat Madura. Salah satu parameter yang dapat digunakan untuk penghitungan serta analisa tentang kualitas air di Selat Madura adalah kandungan Total Padatan Tersuspensi (Total Suspended Solid ,TSS). Di dalam penelitian ini dilakukan perhitungan kandungan sedimen tersuspensi (TSS) menggunakan teknologi penginderaan jauh. Adapun citra satelit yang digunakan adalah citra ASTER multitemporal tahun 2005, 2006, 2007, dan 2008. Dengan menggunakan algoritma Budiman dilakukan perhitungan kandungan sedimen tersuspensi (TSS) di perairan Delta Pororng. Berdasarkan cek lapangan dan perhitungan dari citra satelit, dapat kita simpulkan bahwa terjadi peningkatan kandungan sedimen tersuspensi yang tajam di perairan Delta Porong. Kandungan sedimen tersuspensi di perairan Delta Porong sebesar rata-rata 1090 mg/l. Namun demikian, hasil perhitungan menggunakan citra satelit masih jauh dibandingkan dengan perhitungan hasil cek lapangan. Hal ini dikarenakan, algoritma yang dipakai kurang sesuai apabila diterapkan untuk perhitungan kandungan sedimen tersuspensi di Pantai Timur Surabya. Kata kunci : Citra Satelit, Kandungan Tersuspensi (TSS), Pantai Timur Surabaya
I.
Sedimen
PENDAHULUAN
Peristiwa semburan lumpur panas di lokasi pengeboran PT. Lapindo Brantas di Desa Renokenongo, Kecamatan Porong, Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur, yang terjadi sejak 27 Mei 2006, membawa dampak yang luar biasa bagi masyarakat sekitar maupun bagi aktivitas perekonomian di Jawa Timur. Usaha yang dilakukan untuk mengurangi beban lumpur di daratan adalah dengan membuang langsung lumpur panas tersebut ke selat Madura melalui Kali Porong. Hal ini akan mempengaruhi kualitas air di Selat Madura. Kualitas air di laut sangat bergantung dengan kualitas dari sumber air itu sendiri. Oleh karena itu diperlukan suatu parameter yang dapat digunakan sebagai standar penentuan kualitas air. Salah satu parameter yang dapat digunakan untuk penghitungan serta analisa tentang kualitas air di Selat Madura adalah kandungan Total Padatan Tersuspensi (Total Suspended Solid ,TSS).
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011
Penghitungan yang akurat harus dijalankan untuk mengetahui tingkat pencemaran di perairan Selat Madura karena hal ini berkaitan dengan kehidupan berbagi jenis makhluk hidup. Salah satu teknik untuk penghitungan TSS yaitu dengan bantuan satelit Penginderaan Jauh (Remote Sensing) yang didukung dengan pengukuran langsung di lapangan. Dengan demikian, data penginderaan jauh multi temporal (beberapa tahun pengambilan data) dapat digunakan untuk mengetahui tingkat sedimentasi yang ditunjukkan oleh tingkat kekeruhan air (turbidity waters). Dengan menggunakan data citra satelit multi temporal ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) yang ditunjang dengan data sampel air laut di beberapa lokasi penelitian dan data hidro-oseanografi (gelombang, pasang surut, arus), diharapkan dapat diperoleh suatu peta distribusi total sedimen tersuspensi (total suspended sediment) di perairan Selat Madura serta proses sedimentasinya. Perumusan masalah yang terutama adalah studi tentang perubahan kandungan total suspended solid (TSS) di Selat Madura akibat pembuangan lumpur panas Lapindo di Sungai Porong, Memonitoring perubahan kandungan sedimen tersuspensi (TSS) di perairan Delta Porong sebelum dan sesudah lumpur lapindo dibuang ke Selat Madura melalui Sungai Porong dengan Citra ASTER dan melakukan analisa perubahan kandungan sedimen tersuspensi (Total Suspended Solid ,TSS) di perairan Delta Porong dan Selat Madura.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Sedimentasi Pettijohn (1975) mendefinisikan sedimentasi sebagai suatu proses pembentukan batuan sedimen yang diakibatkan oleh akumulasi dari material pembentuknya atau asalnya pada suatu tempat yang disebut dengan lingkungan pengendapan yaitu : delta, danau, pantai, estuaria, laut dangkal sampai laut dalam. Sedimen pantai bisa berasal dari erosi garis pantai atau dari daratan yang dibawa oleh sungai ke laut dan disebarkan oleh arus ke daerah pantai. Menurut Drake (1978), sumber utama material sedimen yang terdapat pada sebagian besar proses sedimentasi dasar laut adalah berasal dari daratan, dimana erosi dan pelapukan sangat nyata terhadap pengikisan daratan yang menuju ke laut. Berdasarkan mekanisme pengangkutannya, sedimen dibedakan menjadi sedimen terapung (suspended sediment) dan sedimen dasar (bed load sediment). Partikel sedimen terapung bergerak melayang di dalam air bila ada aliran arus yang membawanya, tetapi bila arusnya kurang kuat atau H-5
laminer maka konsentrasi sedimennya akan berkurang dari waktu ke waktu dan akan mengendap, sama seperti air yang menggenang. Penginderaan Jauh Penginderaan jauh adalah suatu ilmu dan seni untuk mendapatkan informasi suatu obyek, daerah maupun fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa langsung menyentuh obyek, daerah maupun fenomena yang dikaji (Lillesand, et al., 2004). Empat komponen dasar dari sistem penginderaan jauh adalah target, sumber energi, alur transmisi, dan sensor. Komponen dalam sistem ini bekerja sama untuk mengukur dan mencatat informasi mengenai target tanpa menyentuh obyek tersebut. Sumber energi yang menyinari atau memancarkan energi elektromagnetik pada target mutlak diperlukan. Energi berinteraksi dengan target dan sekaligus berfungsi sebagai media untuk meneruskan informasi dari target kepada sensor. Sensor adalah sebuah alat yang mengumpulkan dan mencatat radiasi elektromagnetik umumnya dipasang pada alat/wahana berupa pesawat terbang, balon, satelit, dll. Penginderaan Jauh dan Aplikasinya dalam Sedimentasi Pemantauan sumber daya alam dan lingkungan mengharuskan penggunaan banyak data dalam selang waktu observasi tertentu yang lebih dikenal dengan analisis multi temporal. Dengan menggunakan data satelit penginderaan jauh maka analisis multi temporal dapat dilakukan dengan lebih mudah, cepat dan murah. Peran penting analisis multi temporal menggunakan data satelit penginderaan jauh akan semakin nampak untuk daerah perikanan laut lepas atau samudera. Observasi untuk perikanan laut lepas selalu memerlukan usaha yang berat, waktu yang lama dan biaya operasional yang sangat mahal. Aplikasi penginderaan jauh dalam sedimentasi salah satunya adalah pemantauan sebaran TSS (Total Suspended Solid) di perairan. TSS atau MPT (Muatan Padat Tersuspensi) dalam bahasa Indonesia adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan pada air, merupakan padatan tidak larut dan tidak dapat mengendap secara langsung. Padatan tersuspensi terdiri dari partikelpartikel yang ukurannya > 1 µm, misalnya : lumpur, pasir halus, bahan-bahan organik tertentu, jasad-jasad renik dan lainnya. Menurut Achiruddin, dkk (2005), dengan menggunakan satelit Landsat multi temporal tahun 1994, 2000 dan 2002, di Pantai Timur Surabaya telah terjadi sedimentasi berupa penambahan daratan dengan tutupan lahan berupa tambak. Sedangkan Carolita, dkk (2005) dalam penelitiannya di Segara Anakan Kabupaten Cilacap Jawa Tengah menggunakan citra landsat tahun 1978, 1998 dan 2003 menunjukkan bahwa dalam kurun waktu tersebut di kawasan Segara Anakan telah terjadi sedimentasi yang begitu besar ditunjukkan dengan semakin menyempitnya laguna. Hasil penelitian tersebut juga menunjukkan adanya hubungan yang erat antara perubahan penutup/penggunaan lahan di bagian atas dengan sedimentasi di sepanjang laguna. Ambarwulan dan Hobma, (2004) telah melakukan penelitian di H-6
Teluk Banten, dengan menggunakan data inderaja multi temporal Landsat 5 TM (1995 – 1997) dan SPOT (1990, 1996 dan 1997) untuk memetakan distribusi spasial total material sedimen tersuspensi (Total Suspended Matter) dengan menggunakan teknik Bio-Optical Model. Dari beberapa penelitian diatas, dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa proses sedimentasi khususnya yang terkait dengan sebaran distribusi sedimen melayang (suspended sediment) menjadi hal yang menarik untuk dikaji, dan peristiwa itu terjadi juga sebagai akibat dari perubahan penggunaan lahan dan aktivitas parameter hidro-oseanografi. Teknologi penginderaan jauh dengan menggunakan data multi temporal yang didukung dengan data lapangan dapat digunakan untuk menghitung laju sedimentasi di suatu perairan pesisir dan laut.
Gambar 1. Peta Geologi Regional daerah Surabaya dan sekitarnya
Gambar 2. Penampang 3 dimensi morfologi wilayah pesisir Selat Madura (diolah dari data GEBCO grid 1 menit) Kawasan pesisir dan laut Jawa Timur secara umum dapat dikelompokkan menjadi kawasan pesisir utara, pesisir timur dan pesisir selatan. Kawasan pesisir utara dan timur umumnya dimanfaatkan untuk transportasi laut, pelestarian alam, budidaya laut, pariwisata dan pemukiman nelayan. Sedangkan kawasan pesisir selatan, umumnya merupakan pantai terjal dan berhadapan langsung dengan Samudera Hindia yang kondisi gelombang dan ombaknya besar, sehingga hanya bagian tertentu saja yang dapat
ISBN : 978-979-18342-3-0
dikembangkan sebagai pemukiman nelayan dan areal pariwisata. Kawasan laut dan pesisir Jawa Timur mempunyai luas hampir dua kali luas daratannya (+ 47220 km persegi) atau mencapai + 75700 km persegi apabila dihitung dengan 12 mil batas wilayah propinsi, sedang garis pantai Propinsi Jawa Timur memiliki garis pantai sepanjang + 2128 km yang aktif dan potensial (gambar 1). Propinsi Jawa Timur tidak hanya luas dari segi wilayah, tetapi juga kaya akan sumberdaya alam yang tentunya akan menjadi daya dukung pembangunan wilayahnya. Di kawasan pesisir Jawa Timur yang sebagian besar terletak di pesisir utara dan sebelah timur dapat dijumpai berbagai variasi kondisi fisik dan lingkungannya seperti hutan bakau, padang lamun, terumbu karang, pantai berpasir putih dan pantai yang landai maupun terjal. Pesisir pantai Utara Jawa Timur pada umumnya berdataran rendah yang ketinggiannya hampir sama dengan permukaan laut. Tersedianya potensi sumberdaya alam di pesisir dan laut Jawa Timur ini, mendorong kegiatan eksploitasi yang tidak mengindahkan kelestarian lingkungan. Kegiatan eksploitasi yang berlebihan menyebabkan kondisi lingkungan di sebagian pesisir Jawa Timur mengalami banyak tekanan seperti pencemaran terhadap sungai dan laut, degradasi bakau, karang, padang dan akumulasi endapan lumpur akibat erosi didaratan yang tidak terkendali. Kawasan di Pesisir Utara Jawa Timur yang termasuk mengalami tekanan berat akibat dampak pembangunan adalah kawasan Selat Madura dan pesisir selatan Kabupaten Pamekasan, Sampang, Bangkalan, Gresik, Kodya Surabaya, Sidoarjo, Pasuruan dan Probolinggo. Beratnya tekanan eksploitasi sumber daya pesisir serta pesatnya laju pencemaran ini, secara gradual dipengaruhi oleh masukan limbah baik domestik atau dari penduduk setempat maupun industri, yang berakibat penurunan kualitas fisik lingkungan perairan dan produktivitas ekosistem dapat turun ke titik terendah. Dampak yang mungkin muncul adalah merosotnya kondisi sosialekonomi masyarakat setempat yang menggantungkan hidupnya pada sumberdaya alam disekitar perairan. Indikasi kondisi sosial ini dapat terlihat pada besarnya populasi penduduk dan kepadatannya di kawasan pesisir terutama disekitar Gresik, Surabaya dan Sidoarjo yaitu rata-rata 1000 orang per km2. Topografi daerah Porong- Sidoarjo yang merupakan lokasi semburan lumpur panas, adalah daerah rawa yang berair sepanjang tahun. Daerah ini termasuk dalam kawasan dataran rendah Jawa Timur Bagian Utara. Tinggi permukaan tanah hampir sama dengan tinggi permukaan air laut rata-rata, sehingga pada saat air pasang datang, permukaan air sungai dan air tambak ikut bertambah tinggi. Kondisi topografi yang landai dan bahkan bibir pantai cenderung lebih rendah dari permukaan air pasang, bila terjadi luberan lumpur, maka penyebarannya akan bersifat horizontal ke arah permukiman dan tambak-tambak di daerah sekitarnya, kecuali apabila memasuki badan sungai, maka lumpur tersebut akan mengikuti aliran sungai ke arah laut dengan gerakan yang lambat .
Berdasarkan hasil Interpretasi citra satelit Landsat TM-7 tahun 2000 dengan false color 547 (tataguna lahan), terlihat wilayah daratan Propinsi Jawa Timur sebagian besar kawasan hutan lindungnya telah rusak (gambar 2). Faktor kerusakan ini yang mempengaruhi lingkungan pesisir dengan terjadinya penggundulan hutan daratan. Penggundulan hutan di daratan dapat menimbulkan pengikisan dan erosi lapisan tanah. Pada waktu hujan lapisan tanah yang terkikis akan terangkut ke laut. Didaerah teluk, terutama di daerah muara sungai dapat menimbulkan sedimentasi. Di beberapa daerah di pesisir utara Jawa Timur terutama yang berdekatan dengan muara-muara sungai dan di daerah di sekitar teluk dan tanjung terjadi proses akresi yang ditandai dengan majunya garis pantai. Daerah-daerah tersebut berkembang menjadi daerah pemukiman, pertanian, pertambakan dan pelabuhan. Daerah pertanian menempati satuan daerah aluvium yang subur. Pantai-pantai tersebut umumnya berupa tanggul alam dan buatan, hutan, bakau, tanaman keras dan pematang pantai yang dapat melindungi kawasan pantai terhadap proses abrasi. Kondisi Perairan Selat Madura Perairan Selat Madura secara fisiografis bisa digambarkan sebagai perairan yang berbentuk setengah cawan (setengah cekungan). Dari hasil penelitian Puslitbang Geologi Kelautan di perairan Selat Madura (1995), kondisi perairannya mempunyai bentuk fisiografi yang landai, dengan dicirikan mulai dari kedalaman 10 m, 20 m, 30 m menerus ke arah timur hingga mencapai kedalaman 90 m, kemudian dilanjutkan ke tepian laut dalam di Laut Bali dengan kedalaman mulai dari 200 m. Lembah tersebut memanjang dari barat ke timur, dan makin mendalam ke arah timur hingga ke Cekungan Bali (Bali Basin). Lembah tersebut seolah-olah menggambarkan arah pengendapan bawah permukaan dan aliran cairan di bawah permukaan dengan arah barat – timur. Pergerakan tersebut terlihat pula dari proses pergerakan sedimen mulai daerah Surabaya (alur sempit) ke arah timur hingga ke bagian tengah Selat Madura. Berdasarkan hasil pengambilan contoh sedimen permukaan dasar laut di Selat Madura, secara umum dasar laut perairan Selat Madura ditutupi oleh endapan lumpur lanauan dan lumpur pasiran dengan ketebalan berkisar antara 20 – 60 m yang berumur Holocene (<10.000 tahun). Bentuk dari ukuran butir endapan dasar laut di Selat Madura ukuran bentuknya ke arah timur makin menghalus. Sementara keberadaan fraksi kasar pasiran di bagian barat Selat Madura diduga terangkut oleh arus pasang surut yang cukup kuat (mencapai 1 knot) di alur sempit Gresik dan Surabaya. Pola umum sebaran sedimen dasar laut di Selat Madura adalah dominan ke arah timur mengikuti pola kontur kedalaman. Secara umum sedimen bawah permukaan di perairan Selat Madura diperoleh dari data seismik refleksi yang dikorelasi dengan data pemboran untuk memperoleh sedimen secara vertikal. Hasil interpretasi seismik (utara selatan) yang memotong Selat Madura yang dikorelasikan dengan data hasil pemboran memperlihatkan endapan lumpur (clay) yang H-7
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011
merupakan sekuen permukaan dasar laut (A1) mencapai ketebalan 15 - 25 meter berwarna abu-abu hingga kehitaman. Hasil rekaman seismik ini memberikan gambaran tentang proses sedimentasi dan pola perlapisan sedimen permukaan. Hasil ini juga memperlihatkan bahwa lumpur di dasar laut Selat Madura makin menebal (progradation sediment) dari bawah ke atas secara periodik sesuai dengan suplai sedimen dari daratan.
III.
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi Penelitian Daerah penelitian secara administratif termasuk ke dalam wilayah Kotamadya Surabaya, dan Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur. Secara geografis daerah studi terletak pada 7° 11' – 7° 19' LS dan 112° 46' 58"– 112° 53' BT (Gambar 3).
Gambar 3. Citra satelit daerah penelitian
H-8
Data Primer 1. Citra satelit ASTER: - 3 Nopember 2006. - 1 Juli 2006. - 3 September 2006. - 10 Pebruari 2007. - 19 Mei 2008. 2. Peta Lingkungan Pantai Indonesia (LPI) Skala 1 : 50.000, terbitan Bakosurtanal dan Dishidros TNIAL tahun 2002. 3. Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) lembar 1608 (331-334) dan lembar 1609 (311-312), Skala 1 : 25.000, terbitan Bakosurtanal tahun 1999. 4. Data lapangan diambil secara insitu di beberapa titik lokasi penelitian. Data yang dikumpulkan berupa sampel air laut dan titik koordinat pengambilan sampel. Pengambilan sampel air laut menggunakan alat botol nansen pada kedalaman ± 2 m dan ± 4 dari permukaan laut. Sebaran titik lokasi pengambilan sampel diusahakan mewakili perairan turbid (keruh), semi-turbid dan bersih. Waktu pengambilan sampel dilakukan pada tanggal 12 Agustus 2008 dengan memperhitungkan faktor iklim dan pasang surut air laut. Pencatatan koordinat titik sampel menggunakan alat GPS tipe navigasi dengan ketelitian ± 15 m. Data Sekunder 1. Prosentasi kejadian angin diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Stasiun Meteorologi Tanjung Perak Surabaya dalam periode waktu 10 tahun (1995 - 2005). 2. Batimetri diperoleh dari Peta Lingkungan Pantai Indonesia (LPI) Skala 1 : 50.000 tahun 2002 terbitan Badan Koordinasi Survey dan Pemetaan Nasional (Bakosurtanal) bekerja sama dengan Dinas Hidro Oseanografi (Dishidros) TNI-AL. 3. Pasang surut dan pola arus diperoleh dari data sekunder hasil simulasi model hidrodinamika menggunakan modul ADCIRC dari software SMS 9.0 yang dilakukan oleh Pusat Penelitian Kelautan (PPK) ITB (dalam Suparka, E., 2005).
ISBN : 978-979-18342-3-0
Data Hidro-Oseanografi : - Angin & Gelombang - Pasang Surut - Arus Pasang Surut - Batimetri - Kondisi DAS
Data Spasial : - Citra Aster (3 Nopember 2005, 1 Juli 2006, 3 September 2006, 10 Pebruari 2007, dan 19 Mei 2008 ) - Peta Geologi (1992) - Peta RBI (1999) - Peta LPI (2002)
Data Lapangan : - Koordinat Titik Sampel - Sampel Air Laut
Pengumpulan Data
Pengolahan Citra Pengolahan Data Hidro-Oseanografi
Pengolahan Sampel Air Laut Digitasi Peta
Pengolahan Data
Peta spasial TSS (suspended solid) Kandungan TSS - Arah dan Kec. Angin - Tinggi Gelombang - Tipe Pasang Surut - Arah dan Kec.Arus - Kontur Batimetri - Debit Air Sungai
Analisa Komparatif
Dinamika sedimen Delta Sungai Porong
Hasil dan Analisa
Kesimpulan Kesimpulan Gambar 4. Diagram alir penelitian
H-9 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011
Penajaman Citra Penajaman citra bertujuan untuk meningkatkan mutu citra, baik untuk memperoleh keindahan gambar maupun untuk kepentingan analisis citra. Penajaman citra dilakukan dengan menggunakan metode penajaman kontras (contrast enhancement). Selain itu, tahap penajaman citra juga menggunakan formula dengan cara memasukkan algoritma TSS untuk mengetahui sebaran konsentrasi TSS. Parameter kandungan TSS dari data ASTER diturunkan dari algoritma Budiman, S. (2004) yang merupakan hasil penelitiannya di perairan Delta Mahakam. Algoritma tersebut menggunakan nilai reflektan irradian (R(0-)) dari band merah sebagai input, tetapi pada penelitian ini digunakan nilai reflektan band merah yang terkoreksi atmosferik. Berikut algoritma yang digunakan : TSS (mg/l) = A * exp (S * R(0-) kanal merah) dengan : H-10
TSS = total suspended solid R(0-) = reflektan irradian A dan S merupakan variabel persamaan Berdasarkan parameter yang diperoleh penurunan algoritma TSS untuk masing-masing data citra yang digunakan adalah sebagai berikut : TSS (mg/l) = 8.1744 * exp (23.738 * band merah)
(4.2) ISBN : 978-979-18342-3-0
Klasifikasi Klasifikasi citra bertujuan untuk mengelompokan nilai TSS ke dalam kelas tertentu. Algoritma yang digunakan untuk proses klasifikasi pada tool formula editor perangkat lunak ER Mapper 7.0 adalah sebagai berikut : if i1>0 and i1<=25 then 1 else if i1>25 and i1<=50 then 2 else if i1>50 and i1<=75 then 3 else if i1>75 and i1<=100 then 4 else if i1>100 and i1<=125 then 5 else if i1>126 and i1<=150 then 6 else if i1>150 and i1<=200 then 7 else if i1>200 and i1<=300 then 8 else if i1>300 and i1<=400 then 9 else if i1>400 and i1<=500 then 10 else if i1>500 then 11 else null. Data Lapangan Sampel yang diambil di lapangan jumlahnya 8 buah. Setiap titik sampel diambil ± 1 liter air pada kedalaman ± 2 m dan ± 4 m dari permukaan laut, setelah itu dilakukan analisa laboratorium untuk memperoleh kandungan konsentrasi TSS. Analisis sampel air laut dilakukan di laboratorium Teknik Lingkungan FTSP ITS. Metode analisis yang dipakai untuk mengukur TSS adalah analisis gravitasi, dimana sampel air yang ada dimasukan ke dalam gelas fiber dan residu dari air akan nampak di atas filter yang panas; suhu filter konstan antara 103° - 105°. Penambahan berat yang ada pada filter merepresentasikan berat dari TSS yang terkandung dalam satuan volume sampel. Adapun perhitungannya sebagai berikut :
TSS (mg / l ) =
IV.
Klasifikasi Citra Proses klasifikasi bertujuan untuk mengelompokan nilai kandungan TSS ke dalam beberapa kelas, sehingga masing-masing kelas mempunyai kisaran nilai TSS tertentu. Metode yang digunakan adalah dengan memasukkan algoritma klasifikasi ke dalam tool formula editor pada perangkat lunak ER Mapper 7.0. Tabel 1. Pembagian kelas sedimen tersuspensi perairan Selat Madura Kelas
Nilai reflektan (R) citra
1
0 ≤ R ≤ 25
0 mg/l ≤ SS ≤ 25 mg/l
2
26 ≤ R ≤ 50
26 mg/l ≤ SS ≤ 50 mg/l
3
51 ≤ R ≤ 75
51 mg/l ≤ SS ≤ 75 mg/l
4
76 ≤ R ≤ 100
76 mg/l ≤ SS ≤ 100 mg/l
5
101 ≤ R ≤ 125
101 mg/l ≤ SS ≤ 125 mg/l
6
126 ≤ R ≤ 150
126 mg/l ≤ SS ≤ 150 mg/l
7
151 ≤ R ≤ 200
151 mg/l ≤ SS ≤ 200 mg/l
8
201 ≤ R ≤ 300
201 mg/l ≤ SS ≤ 300 mg/l
9
301 ≤ R ≤ 400
301 mg/l ≤ SS ≤ 400 mg/l
10
401 ≤ R ≤ 500
401 mg/l ≤ SS ≤ 500 mg/l
11
R > 500
( A − B) x1000(mg ) Vol.Sampel (l )
dengan : A = berat filter + residu kering B = berat filter
HASIL DAN ANALISA
Sedimen tersuspensi
SS > 500 mg/l (4.4)
Citra Sebaran Sedimen Tersuspensi Citra Aster tanggal 3 November 2005 Pada citra ASTER tanggal 3 November 2005, perairan Delta Porong dan Selat Madura terbagi ke dalam tujuh kelas sedimen tersuspensi yaitu kelas 1 dengan sedimen tersuspensi antara 10 – 25 mg/l, kelas 2 dengan sedimen tersuspensi antara 26 – 50 mg/l, kelas 3 dengan sedimen tersuspensi antara 51 – 75 mg/l, kelas 4 dengan sedimen tersuspensi antara 76 – 100 mg/l, kelas 5 dengan sedimen tersuspensi antara 101 – 125 mg/l, kelas 6 dengan sedimen tersuspensi antara 126 – 150 mg/l, dan kelas 7 dengan sedimen tersuspensi antara 151 – 200 mg/l (Gambar 6).
H-11 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011
Gambar 6. Sebaran Sedimen Tersuspensi Citra Aster tanggal 3 November 2005
Gambar 7. Sebaran Sedimen Tersuspensi Citra Aster tanggal 1 Juli 2006
Citra Aster tanggal 1 Juli 2006 Pada citra ASTER tanggal 1 Juli 2006, perairan Delta Porong dan Selat Madura terbagi ke dalam delapan kelas sedimen tersuspensi yaitu kelas 1 dengan sedimen tersuspensi antara 10 – 25 mg/l, kelas 2 dengan sedimen tersuspensi antara 26 – 50 mg/l, kelas 3 dengan sedimen tersuspensi antara 51 – 75 mg/l, kelas 4 dengan sedimen tersuspensi antara 76 – 100 mg/l, kelas 5 dengan sedimen tersuspensi antara 101 – 125 mg/l, kelas 6 dengan sedimen tersuspensi antara 126 – 150 mg/l, dan kelas 7 dengan sedimen tersuspensi antara 151 – 200 mg/l dan kelas 8 dengan sedimen tersuspensi antara 201 – 300 mg/l (Gambar 7).
Citra ASTER Tanggal 3 September 2006 Pada citra ASTER tanggal 3 September 2006, perairan Delta Porong dan Selat Madura terbagi ke dalam delapan kelas sedimen tersuspensi yaitu kelas 1 dengan sedimen tersuspensi antara 10 – 25 mg/l, kelas 2 dengan sedimen tersuspensi antara 26 – 50 mg/l, kelas 3 dengan sedimen tersuspensi antara 51 – 75 mg/l, kelas 4 dengan sedimen tersuspensi antara 76 – 100 mg/l, kelas 5 dengan sedimen tersuspensi antara 101 – 125 mg/l, kelas 6 dengan sedimen tersuspensi antara 126 – 150 mg/l, dan kelas 7 dengan sedimen tersuspensi antara 151 – 200 mg/l dan kelas 8 dengan sedimen tersuspensi antara 201 – 300 mg/l (Gambar 8).
H-12
ISBN : 978-979-18342-3-0
Gambar 8. Sebaran Sedimen Tersuspensi Citra Aster tanggal 3 Sepetember 2006
Gambar 9. Sebaran Sedimen Tersuspensi Citra Aster tanggal 10 Februari 2007
Citra ASTER Tanggal 10 Februari 2007 Pada citra ASTER tanggal 10 Februari 2007, perairan Delta Porong dan Selat Madura terbagi ke dalam sembilan kelas sedimen tersuspensi yaitu kelas 1 dengan sedimen tersuspensi antara 10 – 25 mg/l, kelas 2 dengan sedimen tersuspensi antara 26 – 50 mg/l, kelas 3 dengan sedimen tersuspensi antara 51 – 75 mg/l, kelas 4 dengan sedimen tersuspensi antara 76 – 100 mg/l, kelas 5 dengan sedimen tersuspensi antara 101 – 125 mg/l, kelas 6 dengan sedimen tersuspensi antara 126 – 150 mg/l, dan kelas 7 dengan sedimen tersuspensi antara 151 – 200 mg/l dan kelas 8 dengan sedimen tersuspensi antara 201 – 300 mg/l dan terakhir kelas 9 dengan sedimen tersuspensi antara 301 – 400 mg/l. (Gambar 9)
Citra ASTER Tanggal 19 Mei 2008 Pada citra ASTER tanggal 19 Mei 2008, perairan Delta Porong dan Selat Madura terbagi ke dalam sebelas kelas sedimen tersuspensi yaitu kelas 1 dengan sedimen tersuspensi antara 10 – 25 mg/l, kelas 2 dengan sedimen tersuspensi antara 26 – 50 mg/l, kelas 3 dengan sedimen tersuspensi antara 51 – 75 mg/l, kelas 4 dengan sedimen tersuspensi antara 76 – 100 mg/l, kelas 5 dengan sedimen tersuspensi antara 101 – 125 mg/l, kelas 6 dengan sedimen tersuspensi antara 126 – 150 mg/l, dan kelas 7 dengan sedimen tersuspensi antara 151 – 200 mg/l dan kelas 8 dengan sedimen tersuspensi antara 201 – 300 mg/l, kelas 9 dengan sedimen tersuspensi antara 301 – 400 mg/l, kelas 10 dengan sedimen tersuspensi antara 401 – 500 mg/l, dan kelas 11 dengan sedimen tersuspensi lebih besar dari 500 mg/l (Gambar 5.9)
H-13 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011
Analisis Korelasi Data Citra dengan Data Lapangan Analisis korelasi dilakukan untuk mengetahui besar hubungan antara nilai TSS yang diperoleh dari data citra dengan nilai TSS yang diperoleh di lapangan pada titik koordinat yang sama. Dalam analisis ini, nilai TSS citra diambil dari data data citra setelah adanya pembuangan lumpur Lapindo ke Sungai Porong, dan disesuaikan dengan tahun citra ASTER. Sehingga untuk analisa korelasi ini menggunakan data citra ASTER tanggal 19 Mei 2008. Berdasarkan hasil yang diperoleh, akan diuji apakah nilai TSS citra erat kaitannya dengan nilai TSS yang diperoleh dari hasil uji laboratorium sampel air laut. Berdasarkan hasil perhitungan statistik dengan bantuan perangkat lunak SPSS 17.0 diperoleh hasil sebagai berikut untuk citra I: Koefisien korelasi (r) : 0.543 2
Koefisien determinasi (r ) : 0.387 F-hitung : 15.235 Signifikansi F : 0.028 Koefisien regresi : 0.7819 Konstanta : 202,585 Nilai koefisien korelasi “r” sebesar 0.543 menunjukkan derajat hubungan yang rendah antara TSS lapangan dengan TSS citra. Sedangkan nilai koefisien 2
determinasi “r ” sebesar 0.387 menunjukkan persamaan regresi mungkin tidak dapat digunakan untuk menerangkan hubungan antara faktor TSS lapangan dengan TSS citra. Perubahan nilai TSS dipengaruhi oleh nilai TSS lapangan sebesar 38,7%, sedangkan sisanya (61,3%) dipengaruhi oleh faktor lain.
Gambar 10. Sebaran Sedimen Tersuspensi Citra Aster tanggal 19 Mei 2008 Analisis Citra Sebaran Sedimen Tersuspensi Berdasarkan hasil klasifikasi citra Aster tanggal 3 November 2005, tanggal 1 Juli 2006, 3 September 2006, 10 Februari 2007, dan 19 Mei 200 terlihat bahwa konsentrasi sebaran sedimen tersuspensi dari tahun ke tahun di perairan Delta Porong dan Selat Madura cenderung meningkat tajam. Hal tersebut dapat dilihat dari perbandingan luasan sebaran TSS hasil klasifikasi citra berikut ini (Tabel 2)
Tabel 2. Perbandingan Luas Sebaran TSS berdasarkan Hasil Klasifikasi Citra Citra ASTER No. TSS(mg/lt) Kelas
I (ha)
II (ha)
3-11- 2005
1-7-2006
0 - 25
43.465,8
49.710,4
2
26 - 50
12.458,2
70.810,8
52.584,0
53.388,5
3
51 - 75
1
H-14
III (ha)
IV (ha)
V (ha)
3-9-2006 10-2-2007 19-5-2008
4
76 - 100
5
101 - 125
6
126 - 150
86.347,1
12.551,2
7
151 - 200
35.781,1
35.610,5
10.728,2
8
201 - 300
3.640,5
264,8
23.964,5
19.695,3
9
301 - 400
42.292,0
10
401 - 500
4.602,3
11
> 500
24.648
ISBN : 978-979-18342-3-0
PETA PETUNJUK LOKASI PENGAMBILAN TITIK SAMPEL
# 12 #
9191000 mU
#
18
N W
E S
17
#
9184000
3
# #4 #5 #6 #7
16
0
3,5
7 km
# Titik Sampel
#
9177000
15
#
8
#
14
9170000
#
9
#
10
13
#
#
9163000
11
#
12
#
693000
V.
700000
707000
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan 1. Berdasarkan data citra ASTER tahun 2005, 2006, 2007, dan 2008, dapat diketahui bahwa konsentrasi sebaran sedimen tersuspensi di perairan Delta Porong dan Selat Madura cenderung dinamis. Terjadi peningkatan kandungan sedimen tersuspensi yang tajam di perairan Delta Porong dari kelas tinggi (dengan sedimen 125 – 300 mg/l) menjadi kelas sangat tinggi (dengan sedimen 300 – 500 mg/l) pada tahun 2007. Pada tahun 2008, peningkatan yang mencolok ditandai dengan kandungan sedimen tersuspensi yang meningkat menjadi kelas paling tinngi dengan kandungan sedimen > 500 mg/l. 2. Berdasarkan data lapangan, kandungan sedimen tersuspensi meningkat di perairan Delta Porong sebesar rata-rata 1090 mg/l. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi peningkatan yang mencolok apabila dibandingkan dengan tahun sebelumnya yaitu dengan rata-rata 356mg/l. Hal ini karena adanya pembuangan lumpur Lapindo ke sungai Porong sehingga mengakibatkan peningkatan sedimen tersuspensi di Sungai Porong. 3. Berdasarkan data citra ASTER tanggal 19 Mei 2008, kandungan sedimen tersuspensi di perairan Delta Porong meningkat tajam dengan rata2 564mg/l. Tetapi, hasil ini masih jauh di bawah hasil tes di lapangan.
714000
721000 mT
4. Korelasi yang rendah antara hasil di lapangan dengan perhitungan di citra menunjukkan bahwa alghoritma yang dipakai kurang sesuai jika diterapkan dalam perhitungan kandungan sedimen tersuspensi di Delta Porong. Saran 1. Penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan algorithma yang dapat digunakan dalam perhitungan kandungan sedimen tersuspensi di peraiaran berkarakteristik seperti Delta Porong. 2. Data citra satelit yang digunakan untuk pengamatan perubahan garis pantai sebaiknya mempunyai resolusi spasial yang lebih tinggi (seperti IKONOS, Quickbird, dll) dibandingkan dengan citra ASTER 3. Studi sedimentasi di laut sebaiknya juga ditunjang dengan studi erosi di daerah hulu (upstream) dan penghitungan pasokan sedimen dasar (bed load sediment) di setiap muara sungai yang bermuara ke laut tersebut, sehingga dapat diperoleh informasi pasokan sedimen (gr/hr) dari sungai ke laut. 4. Agar akurasi hasil penelitian lebih tinggi, sebaiknya waktu pengambilan sampel di lapangan bersamaan dengan waktu akuisisi data citra, jumlah sampel yang diambil di lapangan lebih banyak, dan koreksi radiometrik serta atmosferik citra dilakukan.
H-15 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011
DAFTAR PUSTAKA [1]. Ambarwulan, W dan T.W. Hobma, 2004. “Biooptical Model for Mapping Spatial Distribution of Total Suspended Matter from Satellite Imagery”. 3rd Regional Conference. Jakarta, Indonesia, Oktober 3-7. [2]. Budiman, S., 2004. “Mapping TSM Concentrations from Multisensor Satellite Images in Turbid Tropical Coastal Waters of Mahakam Delta, Indonesia ”. Master Thesis, GeoInformation Science ang Earth Observation, ITC, Enschede the Netherland. [3]. Budiman, S., 2005. “Pemetaan Sebaran Total Suspended Matter (TSM) Menggunakan Data ASTER dengan Pendekatan Bio-Optical Model”. Prosiding PIT MAPIN XIV ’Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa’. Jilid III, Teknologi Informasi Spasial, Surabaya. [4]. JPL NASA, 2002. ”ASTER surface reflectance/radiance VNIR?SWIR product”. Version 2.7, April 2002, California Institute of Technology. [5]. Komar, P. D., 1976. “Beach Processes and Sedimentation”. Englewood Cliffs, New York, Prentice – Hall. [6]. Lillesand, T.M., R.W. Kiefer and J.W. Chipman, 2004. “Remote Sensing and Image Interpretation”. John Wiley & Son, Inc. New York
H-16
ISBN : 978-979-18342-3-0
