PEMANFAATAN CITRA LANDSAT UNTUK MITIGASI DAERAH GUNUNG SINABUNG.
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT UNTUK MITIGASI
DAERAH GUNUNG SINABUNG
Oleh:
Cindy Rahmadani
NIM 4123240003
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
i
iii
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT UNTUK MITIGASI
DAERAH GUNUNG SINABUNG
Cindy Rahmadani (4123240003)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian dengan memanfaatkan citra satelit Landsat 5
TM dan Landsat 8 OLI untuk memetakan penyebaran lahar serta memetakan
daerah yang rusak akibat erupsi Gunung Sinabung di Kabupaten Karo yang secara
geografis terletak pada posisi 3º10' Lintang Utara dan 98º23,5' Bujur Timur.
Pengidentifikasian penyebaran lahar mulai tahun 2010 sampai tahun 2016 melalui
penafsiran citra satelit lahan yang rusak landsat 5 TM dan landsat 8 OLI.
Pemetaan penyebaran lahar serta daerah yang rusak akibat erupsi gunung
Sinabung dilakukan dengan menentukan nilai NDVI dan LST dengan
memanfaatkan data citra satelit Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI, distribusi
pemetaan landsat terletak di path 129 dan row 58 dan Data ASTER GDEM
N03E98. Metode penelitian pengidentifikasian aliran lahar serta daerah yang
rusak dengan metode overlay (tumpang susun) memanfaatkan software ArcGIS
10.0 dan ENVI 4.7, pada peta batas administrasi di Kabupaten Karo yang
didukung dengan menggunakan titik kontrol (GCP) peninjauan langsung lokasi
penelitian sebanyak 50 titik yang dilakukan di Kabupaten Karo.
Hasil penelitian memetakan penyebaran lahar serta daerah yang rusak
akibat erupsi Gunung Sinabung dari tahun 2010 hingga tahun 2016 meliputi
daerah Kecamatan Naman Teran, Kecamatan Tiga Derket, Kecamatan Simpang
Empat dan Kecamatan Payung. Dari tahun ke tahun nilai luas kerapatan vegetasi
berkurang 75% dari tahun 2010 dengan luas 59585.94 hektar menjadi 631,8
hektar pada tahun 2016. LST atau suhu permukaan tanah di Kabupaten Karo
paling rendah terjadi pada tahun 2010 pasca sebelum meletusnya Gunung
Sinabung yaitu 30.1780C dan suhu paling tinggi terjadi pada tahun 2014 serta
2015 dengan suhu 85.85480C dan 74.38860C. Hal ini dikarenakan pada tahun
2014 dan 2015 aktivitas Gunung Sinabung mengalami peningkatan mengeluarkan
guguran lava pijar dan semburan awan panas.
Kata Kunci : Penyebaran aliran lahar, Landsat 5 TM, Landsat 8 OLI, NDVI, LST
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur bagi Allah SWT atas segala berkat dan rahmat-Nya
kepada penulis sehingga penelitian yang berjudul “Pemanfaatan Citra Landsat
untuk Mitigasi Daerah Gunung Sinabung” ini dapat diselesaikan dengan baik
sesuai waktu yang direncanakan.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini mulai dari pengajuan
proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi antara lain Bapak
Drs. Togi Tampubolon, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi serta Bapak Drs.
Jonny Haratua Panggabean, M.Si selaku dosen penguji I, Bapak Drs. Khairul
Amdani, M.Si selaku penguji II dan Dr. Rita Juliani, M.Si selaku penguji III.
Disamping itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Derlina,
M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik yang selama ini telah memberikan
bimbingan dan saran dalam perkuliahan. Kepada Bapak Alkhafi Maas Siregar,
M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika dan Bapak Dr. Makmur Sirait, M.Si selaku
Ketua Program Studi Fisika FMIPA UNIMED serta seluruh staf pegawai jurusan
Fisika FMIPA UNIMED.
Teristimewa penulis ucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada
Ayahanda
Katiyo dan Suherman serta Ibunda
Asmi dan Siti,
yang telah
membesarkan, mendidik, mendukung serta mendoakan dengan kasih sayang yang
tulus serta penulis ucapkan terima kasih kepada Eka Wati, Roy Nanda, Wiwin
Fenifer, Prayugo dan Wiria Agum yang telah memberikan semangat kepada
penulis dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada saudara seperjuangan
Fisika Non dik 2012 ( Evan, Lili, Dini, Ulfa, Kartika, Sri, Elvi, Nurhayati,
Nurhidayah, Marlina, Irma, Martha, Intan, Herianto, Habibi, Wahyu, Ibrahim,
Nila, Isrin, Deni, Clara, Peter, Renny, Koni, Erni, Viktor, Rita, Suryani, Alfrina,
Gloria, Juliana, Reza, Hendro, Andi, Marnala, dan Gordon), serta sahabat-sahabat
v
Kak Salwa dan Bang Emil yang tidak pernah bosan memberikan fasilitas dalam
pengolahan data, bantuan materi serta memberikan semangat kepada penulis. Saya
ucapkan banyak terima kasih kepada Kak Jedah Yanti yang sabar dalam
mengajari, membimbing serta memberikan semangat kepada penulis dalam
penyelesaian skripsi dan Bang Randy Wempy teman seperjuangan remote sensing
dan teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu
pengetahuan dan informasi selanjutnya.
Medan, Agustus 2016
Penulis
Cindy Rahmadani
NIM 4123240003
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Penginderaan Jauh
Gambar 2.2 Sistem Penginderaan Jauh
Gambar 2.3 Sensor Pasif
Gambar 2.4 Sensor Aktif
Gambar 2.5 Gelombang elektromagnetik
Gambar 2.6 Sprektum elektromagnetik
Gambar 2.7 Sumber tenaga, jendelaatmosferdan system
Penginderaan jauh pada spectrum cahaya
Gambar 2.8 Proses perekamanoleh sensor
Gambar 2.9 Bentuk sensor
Gambar 2.10 Proses perekaman permukaan oleh sensor
penginderaan jauh
Gambar 2.11 Wahana Penginderaan Jauh
Gambar 2.12 Karakteristik data citra
Gambar 2.13 Peta Indonesia berdasarkan baris dan kolom
Gambar 2.14 Lokasi Gunung Api
Gambar 2.15 Lelehan lava
Gambar 2.16 Awan panas
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian
Gambar 3.2 Diagram AlirPenelitian
Gambar 4.1 Citra Landsat 5 TM 2010
Gambar 4.2 Citra Landsat 8 OLI 2013
Gambar 4.3 Citra Landsat 8 OLI 2014
Gambar 4.4 Citra Landsat 8 OLI 2015
Gambar 4.5. Citra Landsat 8 OLI 2016.
Gambar 4.6 Citra Landsat 5 TM daerah Gunung Sinabung 2010
Gambar 4.7 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2013
Gambar 4.8 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2014
Gambar 4.9 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2015
Gambar 4.10 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2016
Gambar 4.11Perbandingan Data Lapangan dan Data Satelit
Gambar 4.12 NDVI landsat 5 TM pada tahun 2010
Gambar 4.13 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2013
Gambar 4.14 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2014
Gambar 4.15 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2015
Gambar 4.16 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2016
Gambar 4.17 Perubahan Luas Lahan Hijau di Kab. Karo
Gambar 4.18 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2010
Gambar 4.19 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2013
Gambar 4.20 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2014
Gambar 4.21 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2015
Gambar 4.22 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2016
Gambar 4.23 Grafik Perubahan Rata-rata Suhu di Kab. Karo
Halaman
7
8
10
10
11
12
15
18
18
19
19
21
22
32
34
35
38
51
52
52
52
52
53
53
53
53
53
54
57
58
58
58
58
59
60
62
62
62
62
63
63
ix
Gambar 4.24 Gunung Sinabung dalam cahaya inframerah (Band
10,6,5)
Gambar 4.25 NDVI landsat 5 TM daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2010
Gambar 4.26 NDVI landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2013
Gambar 4.27 NDVI landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2014
Gambar 4.28 NDVI landsat 8 OLIdaerah Gunung Sinabung pada
tahun 2015
Gambar 4.29 NDVI landsat8 OLI daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2015
Gambar 4.30 Index Temperatur Gunung Sinabung 2010
Gambar 4.31 Index Temperatur Gunung Sinabung 2013
Gambar 4.32 Index Temperatur Gunung Sinabung 2014
Gambar 4.33 Index Temperatur Gunung Sinabung 2015
Gambar 4.34 Index Temperatur Gunung Sinabung 2016
Gambar 4.35 Wilayah Aliran Lahar GunungSinabung 2016
Gambar 4.21 Wilayah Rawan Bencana Gunung Sinabung
Gambar 4.22 Wilayah Dampak Kerusakan Gunung Sinabung
65
66
66
66
66
67
67
68
68
69
69
70
71
72
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Daftar Sesor Remote Sensing
23
Tabel 2.2 Karakteristik Landsat 8 untuk sensor OLI
25
Tabel 2.3 Karakteristik citra Landsat 8 dengan sensor TIRS
25
Tabel 2.4 Perbandingan band landsat 7 dan 8
26
Tabel 2.5 Karakteristik band spectral citra satelit Landsat 7 ETM+
27
Tabel 2.6 Harga LMIN dan LMAX
33
Tabel 3.1 Tabel Waktu Penelitian
48
Tabel 3.2 Tabel Alat Penelitian
49
Tabel 3.3 Tabel Bahan Penelitian
49
Tabel 3.4 Tabel Bahan Penelitian
49
Tabel 4.1 Data koordinat titik sampel penelitian
57
Tabel 4.2 Perubahan NDVI Kab. Karo Tahun 2010, 2013, 2014,
59
2015 dan 2016
Tabel 4.3 Perubahan Luas Lahan Hijau di Kab. Karo
60
Tabel 4.4 Statistik indeks temperatur suhu di KabupatenKaro
64
vi
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
x
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Batasan Masalah
1.3 Rumusan Masalah
1.4 Tujuan Masalah
1.5 Manfaat Masalah
1
5
5
5
6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penginderaan Jauh
2.1.1 Definisi Penginderaan Jauh
2.1.2 Sistem Penginderaan Jauh
2.1.3 Komponen Penginderaan Jauh
2.1.3.1 Prinsip Perekaman Sensor
2.1.4 Klasifikasi Data Citra
2.1.5 Manfaat Penginderaan Jauh
2.2 Landsat-8 OLI
2.2.1 Definisi Landsat 8 OLI
2.2.2 Keunggulan Landsat 8 OLI
2.2.3 Peluang Pemanfaatan Citra Landsat 8 OLI
2.3 Gunung Api
2.3.1 Struktur Gunung Api
2.3.2 Lokasi Gunung Api Terjadi
2.3.3 Erupsi
2.3.4 Penanggulaangan Bahaya Erupsi Gunung Api
2.3.5 Bahaya Gunung Api
2.5 Gunung Sinabung
7
7
8
9
17
20
23
23
23
27
29
30
31
31
32
32
33
36
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan WaktuPenelitian
3.1.1 TempatPenelitian
3.1.2 WaktuPenelitian
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat Penelitian
3.2.2 Bahan Penelitian
38
38
38
38
39
39
vii
3.3 Rancangan Penelitian
3.3.1 Melakukan Pra-processing
3.3.2 Melakukan Proses Pengolahan
3.3.3 Melakukan Pasca Processing
3.4 Teknik Pengambilan Data
3.5 Teknik Analisa Data
3.6 Diagram AlirPenelitian
40
40
44
44
44
44
51
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 PraPengolahan Citra Landsat
4.1.2 Pengolahan Citra
4.1.3 Pemetaan Daerah Gunung Sinabung
4.2 Pembahasan
52
52
55
64
72
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
74
75
DAFTAR PUSTAKA
76
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Metadata Landsat path 129 Row 058
Lampiran 2. Titik kontrol (GCP) Penelitian di Kab. Karo
Lampiran 3. Gambar Penelitian
Lampiran 4. Hasil perhitungan NDVI dan LST di Kab. Karo pada
tahun 2010, 2013, 2014, 2015 dan 2016
Lampiran 5. Surat Penelitian di Bappeda Prov. Sumatera Utara
Lampiran 6. Surat Keterangan Menyelesaikan Penelitian
79
100
102
106
109
110
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang terletak di ring of fire
(Rokhis, 2014). Hal ini berpengaruh terhadap aspek geografis, geologis dan
klimatologis. Indonesia secara geografis berada diantara dua benua dan dua
samudera, hal ini menyebabkan Indonesia mempunyai potensi yang besar dalam
perekonomian namun juga menyebabkan rawan dengan bencana. Secara geologis,
Indonesia terletak pada tiga lempeng yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng IndoAustralia dan Lempeng Pasifik menyebabkan Indonesia berlimpah cadangan
mineral, mempunyai banyak gunung api aktif yang berpotensi menimbulkan
erupsi dan menyebabkan daerah yang sering mengalami bencana gempa, tsunami
dan gerakan tanah atau yang disebut tanah longsor. Dengan demikian, posisi
Indonesia sangat rawan terhadap bencana baik dari aktivitas vulkanis maupun
tektonik. Sedangkan secara klimatologis, terletak di sekitar garis khatulistiwa akan
menyebabkan perubahan cuaca (Pratama, 2014). Indonesia akan terus berada
diatas kawasan ring of fire yang ditandai oleh ratusan gunung api yang secara
bergiliran mengalami erupsi dari waktu ke waktu. Pada bagian selatan dan timur
terdapat sabuk vulkanik (volcanic arc) yang memanjang dari pulau Sumatera,
Jawa, Nusa Tenggara dan Sulawesi, kondisi ini berpotensi mengalami bencana
letusan gunung api. Indonesia memiliki banyak gunung api yang aktif maupun
tidak aktif didarat atau di laut, tercatat memiliki jumlah gunung api lebih kurang
400 buah dan 129 diantaranya dalam keadaan aktif. Dari jumlah tersebut 70 buah
pernah meletus dan 26 diantaranya termasuk kategori diawasi. Selain itu tercatat
15 buah gunung api dikatogorikan sebagai gunung api kritis (Direktorat
Vulkanologi, 2014). Provinsi Sumatera Utara merupakan salah satu daerah di
Indonesia yang berada di ring of fire memiliki gunung api yang aktif.
1
2
Sumatera Utara secara geografis terletak pada 1ºLintang Utara - 4º Lintang
Utara dan 98° Bujur Timur - 100° Bujur Timur. Provinsi Sumatera Utara terdiri
dari 8 Kota dan 25 Kabupaten, 421 Kecamatan dan 5.828 desa. Secara geologis,
wilayah Sumatera Utara memiliki struktur dan batuan yang kompleks dan telah
beberapa kali mengalami tumbukan dari proses tektonik karena posisinya terletak
pada pertemuan lempeng Euroasia di sebelah timur dan lempeng Australia di
sebelah barat. Hal ini menyebabkan terbentuknya rangkaian jalur patahan, rekahan
dan pelipatan disertai kegiatan vulkanik. Jalur patahan tersebut melewati jalur
Sumatera Utara mulai dari segmen Alas-Karo dan sepanjang kurang lebih 390 km
merupakan sumber bencana alam geologi berupa pusat-pusat gempa di darat,
tsunami dan pemicu terjadinya letusan gunung berapi dan tanah longsor (Bappeda,
2015). Sumatera Utara mempunyai beberapa gunung api yang masih aktif salah
satunya Gunung Sinabung.
Gunung Sinabung adalah gunung api strato berbentuk kerucut, dengan tinggi
puncaknya 2460 meter diatas permukaan laut. Lokasi Gunung Sinabung secara
administrative masuk ke dalam Kabupaten Karo, Provinsi Sumatera Utara. Secara
geografis terletak pada posisi 3º10' Lintang Utara dan 98º23,5' Bujur Timur.
Semenjak tahun 1600 hingga tahun 2000-an Gunung Sinabung tidak pernah
mengalami erupsi, tetapi mendadak aktif kembali dengan meletus pertama kalinya
pada tahun 2010, gunung ini mengeluarkan asap dan abu vulkanis (BPS Karo,
2012). Pada September 2013, mengalami erupsi dan mengeluarkan lava pijar.
Guguran lava pijar dan semburan awan panas masih terus terjadi sampai tahun
2014 (BNPB,2014). Pada tahun 2015 terus aktif mengeluarkan awan panas dan
lava pijar. Gunung Sinabung saat ini masih berstatus awas.
Berdasarkan penelitian Rina pada tahun 2014, Gunung Sinabung meletus
kembali menyemburkan abu vulkanik hingga mencapai ketinggian 7 sampai 8
kilometer dan menyebar jauh hingga mencapai kota Medan yang terletak sekitar
80 km dari letusan gunung, bahkan kebeberapa kabupaten lain dari Sumatera
Utara. Erupsi gunung Sinabung meresahkan warga provinsi Sumatera Utara,
3
akibat dari erupsi gunung tersebut kesehatan masyarakat terganggu dan banyak
menimbulkan penyakit. Selain itu warga sekitar Kabupaten Karo banyak
mengalami kerugian dan mengalami dampak sosial dan ekonomi. Erupsi Gunung
Sinabung sangat berdampak negative terhadap lingkungan dan kesehatan.
Menurut Anih (2014) semburan Gunung Sinabung menimbulkan turunnya
kualitas air dan jarak pandang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa abu vulkanik
mengandung unsur mayor (aluminium, silika, kalium dan besi), unsur minor
(iodium, magnesium, mangan, natrium, pospor, sulfur dan titanium), dan tingkat
trace(aurum, asbes, barium, kobalt, krom, tembaga, nikel, plumbum, sulfur,
stibium, stannum, stronsium, vanadium, zirconium, dan seng). Abu vulkanik yang
membentuk awan panas, baik karena temperaturnya maupun kandungannya, dapat
berefek mematikan dan bersifat toksik, baik bagi manusia, tumbuhan, dan hewan.
Komposisi kimia dari abu vulkanik yang bersifat asam dapat mencemari air tanah,
merusak tumbuh-tumbuhan, dan apabila bersenyawa dengan air hujan dapat
menyebabkan hujan asam yang bersifat korosif. Sifat korosif menyebabkan
rusaknya berbagai jenis infrastruktur seperti jembatan, perumahan dan
permukiman, dan berbagai bangunan yang banyak tersebar di wilayah Kabupaten
Karo. Disini sangat penting untuk kita mengenal potensi bahaya bencana erupsi
gunung api agar kita dapat mengambil tindakan yang tepat dalam mengurangi
dampak negative yang diakibatkan dari erupsi.
Gunung api merupakan salah bentuk permukaan di bumi yang terbentuk
secara alami, terletak disuatu wilayah dan menunjukkan gejala-gejala yang unik
dan spesifik (vulkanisme). Gunung api dapat menimbulkan erupsi. Erupsi adalah
peristiwa keluarnya magma dari dalam bumi. Jenis erupsi yang terjadi dipengaruhi
oleh banyak faktor seperti kekentalan magma, kandungan gas di dalam magma,
pengaruh air tanah serta kedalaman dapur magma (magma chamber). Dampak
dari erupsi vulkanik dapat menimbulkan bencana, yang dapat terekam oleh sensor
satelit, baik optis maupun radar. Hasil sensor satelit berupa gambar atau citra dan
dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi sebaran asap letusan yang menyebar di
atmosfer, endapan piroklastik, sebaran lava pijar dan sebaran lahar dingin, citra
4
penginderaan jauh dapat memberikan informasi kondisi penutupan lahan, bentuk
lahan, pola aliran, jenis batuan penyusun (litologi) dan struktur geologi. Informasi
citra penginderaan jauh dapat dijadikan sebagai data masukan untuk analisis
daerah rawan bencana, analisis resiko bencana dan mitigasi bencana atau
penanggulangan bencana (Rokhis, 2012).
Teknologi informasi terbaru dengan memanfaatkan citra hasil satelit yakni
penginderaan jauh dapat mengidentifikasi penyebaran erupsi gunung api. Salah
satu citra hasil satelit yaitu Landsat 8 OLI. Landsat 8 OLI memiliki informasi
spasial yang efektif dan efisien untuk mengidentifikasi penyebaran larva, wilayah
yang mengalami kerusakan dan dapat dijadikan informasi mitigasi bencana erupsi
Gunung Sinabung.
Penelitian mengenai erupsi dengan memanfaatkan penginderaan jauh telah
dilakukan oleh Rijal pada tahun 2010 yang mengidentifikasi endapan lahar pasca
erupsi gunungapi merapi menggunakan Citra Landsat 8 OLI yang membuktikan
bahwa citra dapat digunakan untuk mengidentifikasi sebaran endapan lahar erupsi
gunung api. Pada penelitian Garel pada tahun 2013, telah mengidentifikasi
penyebaran lava menggunakan citra temperature remote sensing dan Luke pada
tahun 2011 telah mengidentifikasi erupsi gunung api menggunakan Landsat 7
ETM+ dan dari hasil BPTP Sumatera Utara memberikan rekomendasi kebijakan
mitigasi dampak erupsi Gunung Sinabung terhadap sektor pertanian pada tahun
2014, penanganan bencana di Indonesia untuk letusan Gunung Sinabung ditinjau
dari segi kesejahteraan sosial oleh Retnaningsih 2013.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik melakukan penelitian
untuk
mengidentifikasi penyebaran lava, wilayah yang mengalami kerusakan dan
mendapatkan informasi mitigasi bencana erupsi Gunung Sinabung dengan
memanfaatkan Citra Landsat 8 0LI menggunakan penginderaan jauh dengan judul
: Pemanfaatan Citra Landsat untuk Mitigasi Daerah Gunung Sinabung.
5
1.2 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas maka peneliti membatasi
permasalahan pada penelitian ini yaitu :
1. Penelitian dilakukan di 50 titik pada daerah Gunung Sinabung dan
sekitarnya.
2. Data spasial berupa citra Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI (Onboard
Operational Land Imager) yakni citra Landsat dengan Path = 129 dan
Row = 58 keluaran tahun 2010, 2013, 2014, 2015 dan 2016 serta
memiliki sedikit noise (berupa tutupan awan).
3. Data spasial berupa citra Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI digunakan
untuk melihat penyebaran lava, penyebaran wilayah yang mengalami
kerusakan dan dapat dijadikan informasi mitigasi bencana erupsi
Gunung Sinabung.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang telah dikemukakan dalam batasan masalah diatas
maka dapat di rumuskan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Bagaimana penyebaran lahar akibat erupsi didaerah Gunung Sinabung
2. Bagaimana tingkat kerusakan wilayah yang disebabkan erupsi Gunung
Sinabung
3. Bagaimana temperature suhu di didaerah Gunung Sinabung
4. Bagaimana informasi spasial digunakan untuk mitigasi bencana erupsi
Gunung Sinabung
1.4 Tujuan
Sesuai dengan rumusan masalah maka tujuan peneliti dapat dirumuskan
sebagai :
1. Mengetahui wilayah penyebaran aliran lahar Gunung Sinabung
2. Mengetahui tingkat kerusakan wilayah akibat erupsi Gunung Sinabung
6
3. Mengetahui temperature suhu di daerah Gunung Sinabung
4. Mengetahui informasi daerah yang termasuk kategori awas dalam
mitigasi bencana
1.5 Manfaat
Dengan melakukan penelitian ini, maka diharapkan dapat memberikan
manfaat sebagai berikut:
1. Dapat dijadikan informasi mengenai wilayah yang mengalami
kerusakan akibat penyebara aliran lahar guna antisipasi dan
penanggulangan bencana (mitigasi bencana)
2. Sebagai bagian dalam membantu kebijakan pemerintah dalam
meminimalisi korban jiwa di daerah penelitian.
3. Sebagai bahan referensi dan acuan bagi peneliti berikutnya yang
relevan dengan topik penelitian
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Kerapatan vegetasi di Kabupaten Karo mengalami penurunan dalam kurun
waktu 6 tahun terakhir. Rata-rata NDVI di Kabupaten Karo pada tahun 2010,
2013, 2014, 2015 dan 2016 berturut-turut adalah 0.03651, 0.203799, 0.23108,
0.26425 dan 0.24425.
2. LST atau suhu permukaan tanah di Kabupaten Karo paling rendah terjadi pada
tahun 2010 pasca sebelum meletusnya Gunung Sinabung yaitu 30.178 0C dan
suhu paling tinggi terjadi pada tahun 2014 serta 2015 dengan suhu 85.8548 0C
dan 74.3886 0C. Hal ini dikarenakan pada tahun 2014 dan 2015 aktivitas
Gunung Sinabung mengalami peningkatan mengeluarkan guguran lava pijar
dan semburan awan panas.
3. Hasil penelitian menggambarkan kerusakan lahan akibat erupsi Gunung
Sinabung hingga tahun 2016 meliputi daerah Kecamatan Naman Teran,
Kecamatan Tiga Derket, Kecamatan Simpang Empat dan Kecamatan Payung.
Dari tahun ke tahun nilai luas kerapatan vegetasi berkurang dari 59585.94
hektar menjadi 631,8 hektar pada tahun 2016.
4. Berdasarkan hasil penelitian daerah yang harus dikosongkan berjarak 5
kilometer dari puncak Gunung Sinabung.
74
75
5.2 Saran
Dari semua rangkaian penelitian yang dilakukan ada beberapa saran yang
dapat dilakukan untuk pengembangan penelitian ini yaitu :
1. Melakukan penambahan titik control lapangan (GPC) yang diambil
langsung di lokasi penelitian dan melakukan pengolahan dengan data
terbaru untuk pembaharuan informasi yang berkelanjutan.
2. Melakukan
penelitian
lanjutan
pemodelan
aliran
lahar
memperhitungkan semua kemungkinan letusan dan arah letusan.
yang
76
DAFTAR PUSTAKA
Ali, Abdulrahman, (2010), Remote Sensing, University Of Technology,
Iraq
Ariawan, P., (2010), Sistem Informasi Geografis, Universitas Udayana,
Denpasar.
Azizi, Z., Najavi, A., dan Sorahbi, H., (2010), Forest Canopy Density Estimating,
Using Satellite Images, The International Archives of The
Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science
VXXXVII (88) : 1127 – 1130.
Badan Perencaan Pembangunan Daerah Kabupaten Karo (Bappeda), (2015),
Kabupaten Karo dalam Angka, BPS Kabupaten Karo, Kabupaten Karo.
Badan
Perencaan Pembangunan Nasional (Bappenas), (2013),
Pembangunan Sumatera Utara, BAPPENAS, Jakarta.
http://simreg.bappenas.go.id/view/profil/clickD.php?id=2
Profil
Budianto, E., (2010), Sistem Informasi Geografis dengan ArcView GIS, Penerbit
Andi, Yogyakarta.
Ekadinata, A., Sonya, D., dan Danan, P., (2011), Sistem Informasi Geografis
untuk Pengelolaan Bentang Lahan Berbasis Sumber Daya Alam, PT.
Bumi Pertiwi, Malang.
ESRI, (2001), ArcGIS Spatial Analyst ; Advanced GIS Spatial Analysis Using
Raster and Vector Data, ESRI Press, USA.
Forest Watch Indonesia, (2010), Modul Pelatihan Sistem Informasi Geografis,
Bogor, FWI 31 Januari – 15 Februari.
Garel,F, (2013), The Influence of Wind on The Estimation of Lava effusion Rate
From Thermal Remote-Sensing, Institut de Physique, Paris.
GIS Konsorium Aceh Nias, (2007), Modul Pelatihan ArcGIS Tingkat Dasar, Staf
Pemerintahan Kota Banda Aceh, Banda Aceh.
Gulliver, J., (2011), Land Use Regression Modeling To Estimate Historic (19961991) Concentrations of Black Smoke and Sulfur Dioxide for Great 0
Britain, Article of Environment Science Technology, v45, 3526-3532.
Howard, J. A., (1996), Penginderaan Jauh untuk Sumber Haya Hutan: Teori dan
Aplikasi, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
76
77
Lillesand, T.M., dan F.W. Kiefer, (1979), Penginderaan Jauh dan Interpretasi
Citra, Yogyakarta, Gadjah Mada University Press.
Lo, C. P., (1996), Pengideraan Jauh Terapan, University Indonesia, Jakarta.
Luke, P.J, (2011), Calculation of Lava Effusion Rates from Landsat TM data,
Australia.
Opa, E. T., (2010), Analisis Perubahan Luas Lahan Mangrove di Kabupaten
Pahuwato Provinsi Gorontalo dengan Menggunakan Citra Landsat, Skripsi,
FPIK Unsrat, Manado.
Prahasta, E., (2009), Sistem Informasi Geografis: Tutorial ArcView, Penerbit
Informatika, Bandung.
Prasetyo, A., (2011), Modul Dasar Sistem Informasi Geografis, Departemen
Konservasi Sumberdaya Hutan Dan Ekowisata Fakultas Kehutanan IPB,
Bogor.
Pratama, Arliandy, (2014), Pemodelan Kawasan Rawan Bencana Erupsi Gunung
Api Bebasis Data Penginderaan Jauh, FT UNDIP, Semarang.
Raharjo,B., (2010), Tutorial ArcGIS Bagi Pemula Versi ArcGIS 9.3.1,
Yogyakarta, GISTutorial.NET
Retnaningsih, Hartini, (2015), Gunung Sinabung dan Penanganan Bencana di
Indonesia, USU, Sumatera Utara.
Rijal, Samsu S, (2010), Karakteristik Spektral Endapan Lahar Pasca Gunungapi
Merapi 2010, Fakultas Geografi UGM, Yogyakarta.
Rokhis, M., (2014), Aplikasi Penginderaan Jauh Untuk Bencana Geologi, Lapan.
Suryani, Anih, (2014), Dampak Negatif Abu Vulkanik Terhadap Lingkungan Dan
Kesehatan, P3DI, Jakarta.
Suseno, A., (2008),Modul Sistem Informasi Tingkat Dasar,Jakarta.
Thoha, A. S., (2008), Karakteristik Citra Satelit, USU Press, Sumatera Utara.
Tim SIG PT. Geomatik-Konsultan, (2010), Sistem informasi Geografis, PT
Geomatik, Jakarta.
Trisakti, B., (2012), Pemanfaatan Data Citra Satelit dalam Mendukung
Pengelolaan SDA, Pusat Pemanfaatan LAPAN, Bogor.
78
Yayasan pelaGIS, (2011), Modul Pelatihan Sistem Informasi Geografis Tingkat
Lanjut, Yayasan pelaGIS Press, Aceh.
Zetifarry, R., (2013), Analisis Data Spasial Untuk Prediksi Lahan Kritis
Menggunakan Metode Regresi Linier Berganda (Studi Kasus : Kawasan
Hutan Lindung Kabupaten Bandung Bharat), Skripsi, Fakultas Ilmu dan
Teknologi Kebumian, ITP, Bandung.
http://tnrawku.wordpress.com/2013/06/12/landsat-8-spesifikasi-keungulan-danpeluang-pemanfaatan-bidang-kehutanan/
NASA.“Landsat Data Continuity Mission Brochure”http://www.usgs.gov/diakses
5 September 2015.
http://landsat.gsfc.nasa.gov/news/news-archive/news_o429.html diakses
September 2015.
http://landsat.usgs.gov/diakses tanggal 5 September 2015.
http://www.uwsp.edu/geo/tanggal 5 September 2015.
5
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 26 Februari 1995 di Percut Sei Tuan,
Kabupaten Deli Serdang dari keluarga Katiyo (Ayah) dan Asmi (Ibu). Penulis
merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Pada tahun 2000 penulis masuk
SDN 104185 Sunggal, dan lulus pada tahun 2006. Kemudian penulis melanjutkan
pendidikan sekolah menengah pertama di SMPN 3 Binjai dan lulus pada tahun
2009. Tahun 2009 penulis melanjutkan pendidikan sekolah menengah atas di
SMAN 2 Binjai dan lulus pada tahun 2012. Pada tahun 2012 penulis dinyatakan
diterima di Program Studi Fisika Fakulkas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Negeri Medan (UNIMED) melalui jalur tertulis Seleksi
Nasional Masuk Perguruan Tinggi (SNMPTN) dan dinyatakan lulus ujian
Mempertahankan Skipsi pada tanggal 16 Agustus 2016.
DAERAH GUNUNG SINABUNG
Oleh:
Cindy Rahmadani
NIM 4123240003
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
i
iii
PEMANFAATAN CITRA LANDSAT UNTUK MITIGASI
DAERAH GUNUNG SINABUNG
Cindy Rahmadani (4123240003)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian dengan memanfaatkan citra satelit Landsat 5
TM dan Landsat 8 OLI untuk memetakan penyebaran lahar serta memetakan
daerah yang rusak akibat erupsi Gunung Sinabung di Kabupaten Karo yang secara
geografis terletak pada posisi 3º10' Lintang Utara dan 98º23,5' Bujur Timur.
Pengidentifikasian penyebaran lahar mulai tahun 2010 sampai tahun 2016 melalui
penafsiran citra satelit lahan yang rusak landsat 5 TM dan landsat 8 OLI.
Pemetaan penyebaran lahar serta daerah yang rusak akibat erupsi gunung
Sinabung dilakukan dengan menentukan nilai NDVI dan LST dengan
memanfaatkan data citra satelit Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI, distribusi
pemetaan landsat terletak di path 129 dan row 58 dan Data ASTER GDEM
N03E98. Metode penelitian pengidentifikasian aliran lahar serta daerah yang
rusak dengan metode overlay (tumpang susun) memanfaatkan software ArcGIS
10.0 dan ENVI 4.7, pada peta batas administrasi di Kabupaten Karo yang
didukung dengan menggunakan titik kontrol (GCP) peninjauan langsung lokasi
penelitian sebanyak 50 titik yang dilakukan di Kabupaten Karo.
Hasil penelitian memetakan penyebaran lahar serta daerah yang rusak
akibat erupsi Gunung Sinabung dari tahun 2010 hingga tahun 2016 meliputi
daerah Kecamatan Naman Teran, Kecamatan Tiga Derket, Kecamatan Simpang
Empat dan Kecamatan Payung. Dari tahun ke tahun nilai luas kerapatan vegetasi
berkurang 75% dari tahun 2010 dengan luas 59585.94 hektar menjadi 631,8
hektar pada tahun 2016. LST atau suhu permukaan tanah di Kabupaten Karo
paling rendah terjadi pada tahun 2010 pasca sebelum meletusnya Gunung
Sinabung yaitu 30.1780C dan suhu paling tinggi terjadi pada tahun 2014 serta
2015 dengan suhu 85.85480C dan 74.38860C. Hal ini dikarenakan pada tahun
2014 dan 2015 aktivitas Gunung Sinabung mengalami peningkatan mengeluarkan
guguran lava pijar dan semburan awan panas.
Kata Kunci : Penyebaran aliran lahar, Landsat 5 TM, Landsat 8 OLI, NDVI, LST
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur bagi Allah SWT atas segala berkat dan rahmat-Nya
kepada penulis sehingga penelitian yang berjudul “Pemanfaatan Citra Landsat
untuk Mitigasi Daerah Gunung Sinabung” ini dapat diselesaikan dengan baik
sesuai waktu yang direncanakan.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini mulai dari pengajuan
proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi antara lain Bapak
Drs. Togi Tampubolon, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi serta Bapak Drs.
Jonny Haratua Panggabean, M.Si selaku dosen penguji I, Bapak Drs. Khairul
Amdani, M.Si selaku penguji II dan Dr. Rita Juliani, M.Si selaku penguji III.
Disamping itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Derlina,
M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik yang selama ini telah memberikan
bimbingan dan saran dalam perkuliahan. Kepada Bapak Alkhafi Maas Siregar,
M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika dan Bapak Dr. Makmur Sirait, M.Si selaku
Ketua Program Studi Fisika FMIPA UNIMED serta seluruh staf pegawai jurusan
Fisika FMIPA UNIMED.
Teristimewa penulis ucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada
Ayahanda
Katiyo dan Suherman serta Ibunda
Asmi dan Siti,
yang telah
membesarkan, mendidik, mendukung serta mendoakan dengan kasih sayang yang
tulus serta penulis ucapkan terima kasih kepada Eka Wati, Roy Nanda, Wiwin
Fenifer, Prayugo dan Wiria Agum yang telah memberikan semangat kepada
penulis dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada saudara seperjuangan
Fisika Non dik 2012 ( Evan, Lili, Dini, Ulfa, Kartika, Sri, Elvi, Nurhayati,
Nurhidayah, Marlina, Irma, Martha, Intan, Herianto, Habibi, Wahyu, Ibrahim,
Nila, Isrin, Deni, Clara, Peter, Renny, Koni, Erni, Viktor, Rita, Suryani, Alfrina,
Gloria, Juliana, Reza, Hendro, Andi, Marnala, dan Gordon), serta sahabat-sahabat
v
Kak Salwa dan Bang Emil yang tidak pernah bosan memberikan fasilitas dalam
pengolahan data, bantuan materi serta memberikan semangat kepada penulis. Saya
ucapkan banyak terima kasih kepada Kak Jedah Yanti yang sabar dalam
mengajari, membimbing serta memberikan semangat kepada penulis dalam
penyelesaian skripsi dan Bang Randy Wempy teman seperjuangan remote sensing
dan teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu
pengetahuan dan informasi selanjutnya.
Medan, Agustus 2016
Penulis
Cindy Rahmadani
NIM 4123240003
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Penginderaan Jauh
Gambar 2.2 Sistem Penginderaan Jauh
Gambar 2.3 Sensor Pasif
Gambar 2.4 Sensor Aktif
Gambar 2.5 Gelombang elektromagnetik
Gambar 2.6 Sprektum elektromagnetik
Gambar 2.7 Sumber tenaga, jendelaatmosferdan system
Penginderaan jauh pada spectrum cahaya
Gambar 2.8 Proses perekamanoleh sensor
Gambar 2.9 Bentuk sensor
Gambar 2.10 Proses perekaman permukaan oleh sensor
penginderaan jauh
Gambar 2.11 Wahana Penginderaan Jauh
Gambar 2.12 Karakteristik data citra
Gambar 2.13 Peta Indonesia berdasarkan baris dan kolom
Gambar 2.14 Lokasi Gunung Api
Gambar 2.15 Lelehan lava
Gambar 2.16 Awan panas
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian
Gambar 3.2 Diagram AlirPenelitian
Gambar 4.1 Citra Landsat 5 TM 2010
Gambar 4.2 Citra Landsat 8 OLI 2013
Gambar 4.3 Citra Landsat 8 OLI 2014
Gambar 4.4 Citra Landsat 8 OLI 2015
Gambar 4.5. Citra Landsat 8 OLI 2016.
Gambar 4.6 Citra Landsat 5 TM daerah Gunung Sinabung 2010
Gambar 4.7 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2013
Gambar 4.8 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2014
Gambar 4.9 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2015
Gambar 4.10 Citra Landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung 2016
Gambar 4.11Perbandingan Data Lapangan dan Data Satelit
Gambar 4.12 NDVI landsat 5 TM pada tahun 2010
Gambar 4.13 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2013
Gambar 4.14 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2014
Gambar 4.15 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2015
Gambar 4.16 NDVI landsat 8 OLI pada tahun 2016
Gambar 4.17 Perubahan Luas Lahan Hijau di Kab. Karo
Gambar 4.18 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2010
Gambar 4.19 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2013
Gambar 4.20 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2014
Gambar 4.21 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2015
Gambar 4.22 Peta Indeks Temperatur Suhu Kab. Karo Tahun 2016
Gambar 4.23 Grafik Perubahan Rata-rata Suhu di Kab. Karo
Halaman
7
8
10
10
11
12
15
18
18
19
19
21
22
32
34
35
38
51
52
52
52
52
53
53
53
53
53
54
57
58
58
58
58
59
60
62
62
62
62
63
63
ix
Gambar 4.24 Gunung Sinabung dalam cahaya inframerah (Band
10,6,5)
Gambar 4.25 NDVI landsat 5 TM daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2010
Gambar 4.26 NDVI landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2013
Gambar 4.27 NDVI landsat 8 OLI daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2014
Gambar 4.28 NDVI landsat 8 OLIdaerah Gunung Sinabung pada
tahun 2015
Gambar 4.29 NDVI landsat8 OLI daerah Gunung Sinabung pada
tahun 2015
Gambar 4.30 Index Temperatur Gunung Sinabung 2010
Gambar 4.31 Index Temperatur Gunung Sinabung 2013
Gambar 4.32 Index Temperatur Gunung Sinabung 2014
Gambar 4.33 Index Temperatur Gunung Sinabung 2015
Gambar 4.34 Index Temperatur Gunung Sinabung 2016
Gambar 4.35 Wilayah Aliran Lahar GunungSinabung 2016
Gambar 4.21 Wilayah Rawan Bencana Gunung Sinabung
Gambar 4.22 Wilayah Dampak Kerusakan Gunung Sinabung
65
66
66
66
66
67
67
68
68
69
69
70
71
72
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Daftar Sesor Remote Sensing
23
Tabel 2.2 Karakteristik Landsat 8 untuk sensor OLI
25
Tabel 2.3 Karakteristik citra Landsat 8 dengan sensor TIRS
25
Tabel 2.4 Perbandingan band landsat 7 dan 8
26
Tabel 2.5 Karakteristik band spectral citra satelit Landsat 7 ETM+
27
Tabel 2.6 Harga LMIN dan LMAX
33
Tabel 3.1 Tabel Waktu Penelitian
48
Tabel 3.2 Tabel Alat Penelitian
49
Tabel 3.3 Tabel Bahan Penelitian
49
Tabel 3.4 Tabel Bahan Penelitian
49
Tabel 4.1 Data koordinat titik sampel penelitian
57
Tabel 4.2 Perubahan NDVI Kab. Karo Tahun 2010, 2013, 2014,
59
2015 dan 2016
Tabel 4.3 Perubahan Luas Lahan Hijau di Kab. Karo
60
Tabel 4.4 Statistik indeks temperatur suhu di KabupatenKaro
64
vi
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
x
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Batasan Masalah
1.3 Rumusan Masalah
1.4 Tujuan Masalah
1.5 Manfaat Masalah
1
5
5
5
6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penginderaan Jauh
2.1.1 Definisi Penginderaan Jauh
2.1.2 Sistem Penginderaan Jauh
2.1.3 Komponen Penginderaan Jauh
2.1.3.1 Prinsip Perekaman Sensor
2.1.4 Klasifikasi Data Citra
2.1.5 Manfaat Penginderaan Jauh
2.2 Landsat-8 OLI
2.2.1 Definisi Landsat 8 OLI
2.2.2 Keunggulan Landsat 8 OLI
2.2.3 Peluang Pemanfaatan Citra Landsat 8 OLI
2.3 Gunung Api
2.3.1 Struktur Gunung Api
2.3.2 Lokasi Gunung Api Terjadi
2.3.3 Erupsi
2.3.4 Penanggulaangan Bahaya Erupsi Gunung Api
2.3.5 Bahaya Gunung Api
2.5 Gunung Sinabung
7
7
8
9
17
20
23
23
23
27
29
30
31
31
32
32
33
36
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan WaktuPenelitian
3.1.1 TempatPenelitian
3.1.2 WaktuPenelitian
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat Penelitian
3.2.2 Bahan Penelitian
38
38
38
38
39
39
vii
3.3 Rancangan Penelitian
3.3.1 Melakukan Pra-processing
3.3.2 Melakukan Proses Pengolahan
3.3.3 Melakukan Pasca Processing
3.4 Teknik Pengambilan Data
3.5 Teknik Analisa Data
3.6 Diagram AlirPenelitian
40
40
44
44
44
44
51
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 PraPengolahan Citra Landsat
4.1.2 Pengolahan Citra
4.1.3 Pemetaan Daerah Gunung Sinabung
4.2 Pembahasan
52
52
55
64
72
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
74
75
DAFTAR PUSTAKA
76
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Metadata Landsat path 129 Row 058
Lampiran 2. Titik kontrol (GCP) Penelitian di Kab. Karo
Lampiran 3. Gambar Penelitian
Lampiran 4. Hasil perhitungan NDVI dan LST di Kab. Karo pada
tahun 2010, 2013, 2014, 2015 dan 2016
Lampiran 5. Surat Penelitian di Bappeda Prov. Sumatera Utara
Lampiran 6. Surat Keterangan Menyelesaikan Penelitian
79
100
102
106
109
110
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang terletak di ring of fire
(Rokhis, 2014). Hal ini berpengaruh terhadap aspek geografis, geologis dan
klimatologis. Indonesia secara geografis berada diantara dua benua dan dua
samudera, hal ini menyebabkan Indonesia mempunyai potensi yang besar dalam
perekonomian namun juga menyebabkan rawan dengan bencana. Secara geologis,
Indonesia terletak pada tiga lempeng yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng IndoAustralia dan Lempeng Pasifik menyebabkan Indonesia berlimpah cadangan
mineral, mempunyai banyak gunung api aktif yang berpotensi menimbulkan
erupsi dan menyebabkan daerah yang sering mengalami bencana gempa, tsunami
dan gerakan tanah atau yang disebut tanah longsor. Dengan demikian, posisi
Indonesia sangat rawan terhadap bencana baik dari aktivitas vulkanis maupun
tektonik. Sedangkan secara klimatologis, terletak di sekitar garis khatulistiwa akan
menyebabkan perubahan cuaca (Pratama, 2014). Indonesia akan terus berada
diatas kawasan ring of fire yang ditandai oleh ratusan gunung api yang secara
bergiliran mengalami erupsi dari waktu ke waktu. Pada bagian selatan dan timur
terdapat sabuk vulkanik (volcanic arc) yang memanjang dari pulau Sumatera,
Jawa, Nusa Tenggara dan Sulawesi, kondisi ini berpotensi mengalami bencana
letusan gunung api. Indonesia memiliki banyak gunung api yang aktif maupun
tidak aktif didarat atau di laut, tercatat memiliki jumlah gunung api lebih kurang
400 buah dan 129 diantaranya dalam keadaan aktif. Dari jumlah tersebut 70 buah
pernah meletus dan 26 diantaranya termasuk kategori diawasi. Selain itu tercatat
15 buah gunung api dikatogorikan sebagai gunung api kritis (Direktorat
Vulkanologi, 2014). Provinsi Sumatera Utara merupakan salah satu daerah di
Indonesia yang berada di ring of fire memiliki gunung api yang aktif.
1
2
Sumatera Utara secara geografis terletak pada 1ºLintang Utara - 4º Lintang
Utara dan 98° Bujur Timur - 100° Bujur Timur. Provinsi Sumatera Utara terdiri
dari 8 Kota dan 25 Kabupaten, 421 Kecamatan dan 5.828 desa. Secara geologis,
wilayah Sumatera Utara memiliki struktur dan batuan yang kompleks dan telah
beberapa kali mengalami tumbukan dari proses tektonik karena posisinya terletak
pada pertemuan lempeng Euroasia di sebelah timur dan lempeng Australia di
sebelah barat. Hal ini menyebabkan terbentuknya rangkaian jalur patahan, rekahan
dan pelipatan disertai kegiatan vulkanik. Jalur patahan tersebut melewati jalur
Sumatera Utara mulai dari segmen Alas-Karo dan sepanjang kurang lebih 390 km
merupakan sumber bencana alam geologi berupa pusat-pusat gempa di darat,
tsunami dan pemicu terjadinya letusan gunung berapi dan tanah longsor (Bappeda,
2015). Sumatera Utara mempunyai beberapa gunung api yang masih aktif salah
satunya Gunung Sinabung.
Gunung Sinabung adalah gunung api strato berbentuk kerucut, dengan tinggi
puncaknya 2460 meter diatas permukaan laut. Lokasi Gunung Sinabung secara
administrative masuk ke dalam Kabupaten Karo, Provinsi Sumatera Utara. Secara
geografis terletak pada posisi 3º10' Lintang Utara dan 98º23,5' Bujur Timur.
Semenjak tahun 1600 hingga tahun 2000-an Gunung Sinabung tidak pernah
mengalami erupsi, tetapi mendadak aktif kembali dengan meletus pertama kalinya
pada tahun 2010, gunung ini mengeluarkan asap dan abu vulkanis (BPS Karo,
2012). Pada September 2013, mengalami erupsi dan mengeluarkan lava pijar.
Guguran lava pijar dan semburan awan panas masih terus terjadi sampai tahun
2014 (BNPB,2014). Pada tahun 2015 terus aktif mengeluarkan awan panas dan
lava pijar. Gunung Sinabung saat ini masih berstatus awas.
Berdasarkan penelitian Rina pada tahun 2014, Gunung Sinabung meletus
kembali menyemburkan abu vulkanik hingga mencapai ketinggian 7 sampai 8
kilometer dan menyebar jauh hingga mencapai kota Medan yang terletak sekitar
80 km dari letusan gunung, bahkan kebeberapa kabupaten lain dari Sumatera
Utara. Erupsi gunung Sinabung meresahkan warga provinsi Sumatera Utara,
3
akibat dari erupsi gunung tersebut kesehatan masyarakat terganggu dan banyak
menimbulkan penyakit. Selain itu warga sekitar Kabupaten Karo banyak
mengalami kerugian dan mengalami dampak sosial dan ekonomi. Erupsi Gunung
Sinabung sangat berdampak negative terhadap lingkungan dan kesehatan.
Menurut Anih (2014) semburan Gunung Sinabung menimbulkan turunnya
kualitas air dan jarak pandang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa abu vulkanik
mengandung unsur mayor (aluminium, silika, kalium dan besi), unsur minor
(iodium, magnesium, mangan, natrium, pospor, sulfur dan titanium), dan tingkat
trace(aurum, asbes, barium, kobalt, krom, tembaga, nikel, plumbum, sulfur,
stibium, stannum, stronsium, vanadium, zirconium, dan seng). Abu vulkanik yang
membentuk awan panas, baik karena temperaturnya maupun kandungannya, dapat
berefek mematikan dan bersifat toksik, baik bagi manusia, tumbuhan, dan hewan.
Komposisi kimia dari abu vulkanik yang bersifat asam dapat mencemari air tanah,
merusak tumbuh-tumbuhan, dan apabila bersenyawa dengan air hujan dapat
menyebabkan hujan asam yang bersifat korosif. Sifat korosif menyebabkan
rusaknya berbagai jenis infrastruktur seperti jembatan, perumahan dan
permukiman, dan berbagai bangunan yang banyak tersebar di wilayah Kabupaten
Karo. Disini sangat penting untuk kita mengenal potensi bahaya bencana erupsi
gunung api agar kita dapat mengambil tindakan yang tepat dalam mengurangi
dampak negative yang diakibatkan dari erupsi.
Gunung api merupakan salah bentuk permukaan di bumi yang terbentuk
secara alami, terletak disuatu wilayah dan menunjukkan gejala-gejala yang unik
dan spesifik (vulkanisme). Gunung api dapat menimbulkan erupsi. Erupsi adalah
peristiwa keluarnya magma dari dalam bumi. Jenis erupsi yang terjadi dipengaruhi
oleh banyak faktor seperti kekentalan magma, kandungan gas di dalam magma,
pengaruh air tanah serta kedalaman dapur magma (magma chamber). Dampak
dari erupsi vulkanik dapat menimbulkan bencana, yang dapat terekam oleh sensor
satelit, baik optis maupun radar. Hasil sensor satelit berupa gambar atau citra dan
dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi sebaran asap letusan yang menyebar di
atmosfer, endapan piroklastik, sebaran lava pijar dan sebaran lahar dingin, citra
4
penginderaan jauh dapat memberikan informasi kondisi penutupan lahan, bentuk
lahan, pola aliran, jenis batuan penyusun (litologi) dan struktur geologi. Informasi
citra penginderaan jauh dapat dijadikan sebagai data masukan untuk analisis
daerah rawan bencana, analisis resiko bencana dan mitigasi bencana atau
penanggulangan bencana (Rokhis, 2012).
Teknologi informasi terbaru dengan memanfaatkan citra hasil satelit yakni
penginderaan jauh dapat mengidentifikasi penyebaran erupsi gunung api. Salah
satu citra hasil satelit yaitu Landsat 8 OLI. Landsat 8 OLI memiliki informasi
spasial yang efektif dan efisien untuk mengidentifikasi penyebaran larva, wilayah
yang mengalami kerusakan dan dapat dijadikan informasi mitigasi bencana erupsi
Gunung Sinabung.
Penelitian mengenai erupsi dengan memanfaatkan penginderaan jauh telah
dilakukan oleh Rijal pada tahun 2010 yang mengidentifikasi endapan lahar pasca
erupsi gunungapi merapi menggunakan Citra Landsat 8 OLI yang membuktikan
bahwa citra dapat digunakan untuk mengidentifikasi sebaran endapan lahar erupsi
gunung api. Pada penelitian Garel pada tahun 2013, telah mengidentifikasi
penyebaran lava menggunakan citra temperature remote sensing dan Luke pada
tahun 2011 telah mengidentifikasi erupsi gunung api menggunakan Landsat 7
ETM+ dan dari hasil BPTP Sumatera Utara memberikan rekomendasi kebijakan
mitigasi dampak erupsi Gunung Sinabung terhadap sektor pertanian pada tahun
2014, penanganan bencana di Indonesia untuk letusan Gunung Sinabung ditinjau
dari segi kesejahteraan sosial oleh Retnaningsih 2013.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik melakukan penelitian
untuk
mengidentifikasi penyebaran lava, wilayah yang mengalami kerusakan dan
mendapatkan informasi mitigasi bencana erupsi Gunung Sinabung dengan
memanfaatkan Citra Landsat 8 0LI menggunakan penginderaan jauh dengan judul
: Pemanfaatan Citra Landsat untuk Mitigasi Daerah Gunung Sinabung.
5
1.2 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas maka peneliti membatasi
permasalahan pada penelitian ini yaitu :
1. Penelitian dilakukan di 50 titik pada daerah Gunung Sinabung dan
sekitarnya.
2. Data spasial berupa citra Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI (Onboard
Operational Land Imager) yakni citra Landsat dengan Path = 129 dan
Row = 58 keluaran tahun 2010, 2013, 2014, 2015 dan 2016 serta
memiliki sedikit noise (berupa tutupan awan).
3. Data spasial berupa citra Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI digunakan
untuk melihat penyebaran lava, penyebaran wilayah yang mengalami
kerusakan dan dapat dijadikan informasi mitigasi bencana erupsi
Gunung Sinabung.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang telah dikemukakan dalam batasan masalah diatas
maka dapat di rumuskan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Bagaimana penyebaran lahar akibat erupsi didaerah Gunung Sinabung
2. Bagaimana tingkat kerusakan wilayah yang disebabkan erupsi Gunung
Sinabung
3. Bagaimana temperature suhu di didaerah Gunung Sinabung
4. Bagaimana informasi spasial digunakan untuk mitigasi bencana erupsi
Gunung Sinabung
1.4 Tujuan
Sesuai dengan rumusan masalah maka tujuan peneliti dapat dirumuskan
sebagai :
1. Mengetahui wilayah penyebaran aliran lahar Gunung Sinabung
2. Mengetahui tingkat kerusakan wilayah akibat erupsi Gunung Sinabung
6
3. Mengetahui temperature suhu di daerah Gunung Sinabung
4. Mengetahui informasi daerah yang termasuk kategori awas dalam
mitigasi bencana
1.5 Manfaat
Dengan melakukan penelitian ini, maka diharapkan dapat memberikan
manfaat sebagai berikut:
1. Dapat dijadikan informasi mengenai wilayah yang mengalami
kerusakan akibat penyebara aliran lahar guna antisipasi dan
penanggulangan bencana (mitigasi bencana)
2. Sebagai bagian dalam membantu kebijakan pemerintah dalam
meminimalisi korban jiwa di daerah penelitian.
3. Sebagai bahan referensi dan acuan bagi peneliti berikutnya yang
relevan dengan topik penelitian
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Kerapatan vegetasi di Kabupaten Karo mengalami penurunan dalam kurun
waktu 6 tahun terakhir. Rata-rata NDVI di Kabupaten Karo pada tahun 2010,
2013, 2014, 2015 dan 2016 berturut-turut adalah 0.03651, 0.203799, 0.23108,
0.26425 dan 0.24425.
2. LST atau suhu permukaan tanah di Kabupaten Karo paling rendah terjadi pada
tahun 2010 pasca sebelum meletusnya Gunung Sinabung yaitu 30.178 0C dan
suhu paling tinggi terjadi pada tahun 2014 serta 2015 dengan suhu 85.8548 0C
dan 74.3886 0C. Hal ini dikarenakan pada tahun 2014 dan 2015 aktivitas
Gunung Sinabung mengalami peningkatan mengeluarkan guguran lava pijar
dan semburan awan panas.
3. Hasil penelitian menggambarkan kerusakan lahan akibat erupsi Gunung
Sinabung hingga tahun 2016 meliputi daerah Kecamatan Naman Teran,
Kecamatan Tiga Derket, Kecamatan Simpang Empat dan Kecamatan Payung.
Dari tahun ke tahun nilai luas kerapatan vegetasi berkurang dari 59585.94
hektar menjadi 631,8 hektar pada tahun 2016.
4. Berdasarkan hasil penelitian daerah yang harus dikosongkan berjarak 5
kilometer dari puncak Gunung Sinabung.
74
75
5.2 Saran
Dari semua rangkaian penelitian yang dilakukan ada beberapa saran yang
dapat dilakukan untuk pengembangan penelitian ini yaitu :
1. Melakukan penambahan titik control lapangan (GPC) yang diambil
langsung di lokasi penelitian dan melakukan pengolahan dengan data
terbaru untuk pembaharuan informasi yang berkelanjutan.
2. Melakukan
penelitian
lanjutan
pemodelan
aliran
lahar
memperhitungkan semua kemungkinan letusan dan arah letusan.
yang
76
DAFTAR PUSTAKA
Ali, Abdulrahman, (2010), Remote Sensing, University Of Technology,
Iraq
Ariawan, P., (2010), Sistem Informasi Geografis, Universitas Udayana,
Denpasar.
Azizi, Z., Najavi, A., dan Sorahbi, H., (2010), Forest Canopy Density Estimating,
Using Satellite Images, The International Archives of The
Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science
VXXXVII (88) : 1127 – 1130.
Badan Perencaan Pembangunan Daerah Kabupaten Karo (Bappeda), (2015),
Kabupaten Karo dalam Angka, BPS Kabupaten Karo, Kabupaten Karo.
Badan
Perencaan Pembangunan Nasional (Bappenas), (2013),
Pembangunan Sumatera Utara, BAPPENAS, Jakarta.
http://simreg.bappenas.go.id/view/profil/clickD.php?id=2
Profil
Budianto, E., (2010), Sistem Informasi Geografis dengan ArcView GIS, Penerbit
Andi, Yogyakarta.
Ekadinata, A., Sonya, D., dan Danan, P., (2011), Sistem Informasi Geografis
untuk Pengelolaan Bentang Lahan Berbasis Sumber Daya Alam, PT.
Bumi Pertiwi, Malang.
ESRI, (2001), ArcGIS Spatial Analyst ; Advanced GIS Spatial Analysis Using
Raster and Vector Data, ESRI Press, USA.
Forest Watch Indonesia, (2010), Modul Pelatihan Sistem Informasi Geografis,
Bogor, FWI 31 Januari – 15 Februari.
Garel,F, (2013), The Influence of Wind on The Estimation of Lava effusion Rate
From Thermal Remote-Sensing, Institut de Physique, Paris.
GIS Konsorium Aceh Nias, (2007), Modul Pelatihan ArcGIS Tingkat Dasar, Staf
Pemerintahan Kota Banda Aceh, Banda Aceh.
Gulliver, J., (2011), Land Use Regression Modeling To Estimate Historic (19961991) Concentrations of Black Smoke and Sulfur Dioxide for Great 0
Britain, Article of Environment Science Technology, v45, 3526-3532.
Howard, J. A., (1996), Penginderaan Jauh untuk Sumber Haya Hutan: Teori dan
Aplikasi, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
76
77
Lillesand, T.M., dan F.W. Kiefer, (1979), Penginderaan Jauh dan Interpretasi
Citra, Yogyakarta, Gadjah Mada University Press.
Lo, C. P., (1996), Pengideraan Jauh Terapan, University Indonesia, Jakarta.
Luke, P.J, (2011), Calculation of Lava Effusion Rates from Landsat TM data,
Australia.
Opa, E. T., (2010), Analisis Perubahan Luas Lahan Mangrove di Kabupaten
Pahuwato Provinsi Gorontalo dengan Menggunakan Citra Landsat, Skripsi,
FPIK Unsrat, Manado.
Prahasta, E., (2009), Sistem Informasi Geografis: Tutorial ArcView, Penerbit
Informatika, Bandung.
Prasetyo, A., (2011), Modul Dasar Sistem Informasi Geografis, Departemen
Konservasi Sumberdaya Hutan Dan Ekowisata Fakultas Kehutanan IPB,
Bogor.
Pratama, Arliandy, (2014), Pemodelan Kawasan Rawan Bencana Erupsi Gunung
Api Bebasis Data Penginderaan Jauh, FT UNDIP, Semarang.
Raharjo,B., (2010), Tutorial ArcGIS Bagi Pemula Versi ArcGIS 9.3.1,
Yogyakarta, GISTutorial.NET
Retnaningsih, Hartini, (2015), Gunung Sinabung dan Penanganan Bencana di
Indonesia, USU, Sumatera Utara.
Rijal, Samsu S, (2010), Karakteristik Spektral Endapan Lahar Pasca Gunungapi
Merapi 2010, Fakultas Geografi UGM, Yogyakarta.
Rokhis, M., (2014), Aplikasi Penginderaan Jauh Untuk Bencana Geologi, Lapan.
Suryani, Anih, (2014), Dampak Negatif Abu Vulkanik Terhadap Lingkungan Dan
Kesehatan, P3DI, Jakarta.
Suseno, A., (2008),Modul Sistem Informasi Tingkat Dasar,Jakarta.
Thoha, A. S., (2008), Karakteristik Citra Satelit, USU Press, Sumatera Utara.
Tim SIG PT. Geomatik-Konsultan, (2010), Sistem informasi Geografis, PT
Geomatik, Jakarta.
Trisakti, B., (2012), Pemanfaatan Data Citra Satelit dalam Mendukung
Pengelolaan SDA, Pusat Pemanfaatan LAPAN, Bogor.
78
Yayasan pelaGIS, (2011), Modul Pelatihan Sistem Informasi Geografis Tingkat
Lanjut, Yayasan pelaGIS Press, Aceh.
Zetifarry, R., (2013), Analisis Data Spasial Untuk Prediksi Lahan Kritis
Menggunakan Metode Regresi Linier Berganda (Studi Kasus : Kawasan
Hutan Lindung Kabupaten Bandung Bharat), Skripsi, Fakultas Ilmu dan
Teknologi Kebumian, ITP, Bandung.
http://tnrawku.wordpress.com/2013/06/12/landsat-8-spesifikasi-keungulan-danpeluang-pemanfaatan-bidang-kehutanan/
NASA.“Landsat Data Continuity Mission Brochure”http://www.usgs.gov/diakses
5 September 2015.
http://landsat.gsfc.nasa.gov/news/news-archive/news_o429.html diakses
September 2015.
http://landsat.usgs.gov/diakses tanggal 5 September 2015.
http://www.uwsp.edu/geo/tanggal 5 September 2015.
5
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 26 Februari 1995 di Percut Sei Tuan,
Kabupaten Deli Serdang dari keluarga Katiyo (Ayah) dan Asmi (Ibu). Penulis
merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Pada tahun 2000 penulis masuk
SDN 104185 Sunggal, dan lulus pada tahun 2006. Kemudian penulis melanjutkan
pendidikan sekolah menengah pertama di SMPN 3 Binjai dan lulus pada tahun
2009. Tahun 2009 penulis melanjutkan pendidikan sekolah menengah atas di
SMAN 2 Binjai dan lulus pada tahun 2012. Pada tahun 2012 penulis dinyatakan
diterima di Program Studi Fisika Fakulkas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Negeri Medan (UNIMED) melalui jalur tertulis Seleksi
Nasional Masuk Perguruan Tinggi (SNMPTN) dan dinyatakan lulus ujian
Mempertahankan Skipsi pada tanggal 16 Agustus 2016.