Pola Spektral Daun Mangrove dengan Menggunakan Spektrofotometer dan Citra Worldview-2 di Perairan pulau Pari, Kepulauan Seribu

1

POLA SPEKTRAL DAUN MANGROVE DENGAN
MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER DAN CITRA
WORLDVIEW-2 DI PERAIRAN PULAU PARI, KEPULAUAN
SERIBU

AHMAD RIDHO

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015

2

3

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pola Spektral Daun

Mangrove dengan Menggunakan Spektrofotometer dan Citra WorldView-2 di
Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skipsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014

Ahmad Ridho
NIM C54080003

4

ABSTRAK
AHMAD RIDHO. Pola Spektral Daun Mangrove dengan Menggunakan
Spektrofotometer dan Citra WorldView-2 di Perairan Pulau Pari, Kepulauan
Seribu. Dibimbing oleh SYAMSUL BAHRI AGUS dan VINCENTIUS P.
SIREGAR.

Teknologi penginderaan jauh merupakan pendekatan yang paling efektif
dibandingkan dengan metode konvensional dalam survey mangrove bila
mencakup linkup spasial yang luas. Citra WorldView-2 mempermudah dalam
melakukan analisis pola spektral daun mangrove, karena memiliki resolusi
spektral dan spasial yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pola
spektral daun mangrove yang diperoleh dengan spektrofotometer secara in situ
dengan nilai reflektansi dari citra WorldView-2. Hasil yang diperoleh dengan
menggunakan spektrofotometer menunjukkan bahwa daun tua mangrove memiliki
nilai reflektansi yang lebih tinggi daripada daun muda mangrove pada semua
wilayah panjang gelombang. Pada perbandingan antara nilai reflektansi daun
mangrove dengan spektrofotometer dan nilai reflektansi daun mangrove dengan
citra worldview 2 menunjukkan terdapatnya pola spektral yang hampir sama
dengan puncaknya terdapat pada panjang gelombang NIR 1 (770-895 nm).
Kata kunci : daun mangrove, spektrofotometer, WorldView-2, pola spektral, Pulau
Pari

ABSTRACK
AHMAD RIDHO. Spectral Patterns of Mangrove Leaves by Using
Spectrophotometer and WorldView-2 Image in the Pari Island. Supervised by
SYAMSUL BAHRI AGUS and VINCENTIUS P. SIREGAR.

Remote sensing is the most effective approach compare to conventional
methods for mangrove survey over large area. Worldview-2 image has high
spectral and spatial resolution that make it easier for analysis spectral pattern of
mangrove leaves. The purpose of this research is to look at the spectral pattern of
mangrove leaves measured by Spectrophotometer and WorldView-2 image.
Results obtained by using spectrophotometer showed that the old leaves of
mangrove have higher reflectance values than the young leaves of mangrove. The
comparison mangrove reflectance measured by spectrophotometer and
worldview-2 image shows similar spectral pattern of each other with peak at Near
Infrared 1 (770-895 nm).
Keywords: mangrove leaves, spectrophotometer, WorldView-2, spectral pattern,
Pari Island

5

POLA SPEKTRAL DAUN MANGROVE DENGAN
MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER DAN CITRA
WORLDVIEW-2 DI PERAIRAN PULAU PARI, KEPULAUAN
SERIBU

AHMAD RIDHO

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

6

7

Judul Skripsi

Nama
NIM
Program Studi

: Pola Spektral Daun Mangrove dengan Menggunakan
Spektrofotometer dan Citra Worldview-2 di
Perairan pulau Pari, Kepulauan Seribu
: Ahmad Ridho
: C54080003
: Ilmu dan Teknologi Kelautan

Disetujui oleh

Dr. Syamsul Bahri Agus, S.Pi, M.Si
Pembimbing 1

Dr.Ir. Vincentius P. Siregar, DEA
Pembimbing 2

Diketahui oleh

Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen

Tanggal Lulus : 4 Desember 2014

8

PRAKATA
Puji dan rasa syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas
rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dalam
penulisannya, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Dr. Syamsul Bahri Agus, S.Pi, M.Si dan Dr.Ir. Vincentius P. Siregar, DEA
selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan
bimbinganya selama penyelesaian penelitian.
2. Ayah, Ibu, dan seluruh keluarga atas dukungannya baik secara moril
maupun materil selama penyusunan skripsi ini.
3. Warkopers yang selalu menemani dan memberi dukungan dalam
pembuatan penelitian ini

4. Keluarga besar ITK 45 atas persahabatan dan suka duka yang telah
terbangun selama ini.
Penulis menyadari skripsi ini jauh dari kesempurnaan, namun demikian
penulis berharap agar skripsi ini dapat berguna bagi diri sendiri maupun pembaca
dan dapat dikembangkan melalui penelitian selanjutnya.

Bogor, Desember 2014

Ahmad Ridho

9

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

METODE

2

Waktu dan lokasi penelitian

2

Alat dan bahan penelitian

3

Metode penelitian

3

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pola spektral daun mangrove Rhizophora sp. dengan spektrofotometer

9
9

Pola Spektral vegetasi mangrove dengan worldview-2

11

Perbandingan nilai reflektansi vegetasi mangrove dengan

13

spektrofotometer dan citra worldview-2
SIMPULAN DAN SARAN

14

Simpulan

14

Saran

14

DAFTAR PUSTAKA

15

LAMPIRAN

17

RIWAYAT HIDUP

23

10

DAFTAR GAMBAR

1. Peta lokasi penelitian
2. Alat pengukuran reflektansi
3. Diagram alir analisis data
4. Diagram alir pengolahan citra
5. Pola Spektral daun tua mangrove Rhizophora sp. Pulau Pari
6. Pola spektral daun muda mangrove Rhizophora sp. Pulau Pari
7. Pola spektral daun tua mangrove Rhizophora sp. Pulau Burung
8. Pola spektral daun muda mangrove Rhizophora sp. Pulau Burung
9. Pola spektral mangrove di Pulau Pari
10. Pola spektral mangrove di Pulau Burung
11. Perbandingan nilai reflektansi spektrofotometer dan nilai reflektansi
Worldview-2

2
4
5
8
9
9
10
10
12
12
15

DAFTAR TABEL

1. Alat dan bahan penelitian
2. Karakteristik citra worldview-2
3. Nilai reflektansi daun mangrove Rhiziphora sp.

3
6
11

DAFTAR LAMPIRAN

1. Metadata citra worldview-2

17

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hutan mangrove merupakan tipe hutan khas yang terdapat di sepanjang
pantai atau muara sungai yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Mangrove
tumbuh di pantai-pantai yang terlindung atau pantai-pantai yang datar, biasanya di
sepanjang sisi pulau yang terlindung dari angin atau di belakang terumbu karang
di lepas pantai yang terlindung (Nontji, 1987; Nybakken, 1992).
Pengetahuan untuk memperoleh informasi mengenai ekosistem mangrove
sangat penting, terutama untuk mengetahui tingkat perubahan dan degradasi.
Teknologi penginderaan jauh merupakan pendekatan yang potensial untuk
pengelolaan mangrove secara cepat dan efisien (Held et al.2003). Menurut Green
et al. (2000) ada tiga tujuan utama aplikasi penginderaan jarak jauh dalam
pengelolaan mangrove yaitu inventarisasi sumberdaya hutan mangrove, deteksi
perubahan, serta seleksi dan inventarisasi lokasi budidaya peraian. Aplikasi ini
berdasarkan instrumen yang ada pada pesawat atau sateltit, termasuk kamera
photographic visible dan infrared (Sulong, et al. 2000; Verheyden et al., 2002),
video recorders (Everett et al., 1996), synthetic aperture radar (Aschbacher et al.,
1995; Held et al., 2003), dan multispectral dan hyperspectral sensors (Ramsey III
and Jensen, 1996).
WorldView-2 merupakan satelit komersial pertama yang mempunyai
resolusi tinggi dengan 8 kanal yang mencakup panjang gelombang tampak
(visible) dan panjang gelombang near-infrared. Setiap kanal mempunyai panjang
gelombang yang berbeda-beda yang digunakan untuk melihat dan menganalisis
klasifikasi daratan dan lautan (Globe, 2009a). WorldView-2 memiliki 4 kanal baru
yaitu coastal blue, yellow, red-edge dan NIR-2, yang ditargetkan unutk daerah
pesisir dan vegetasi yang diaplikasikan dalam identifikasi spesies tumbuhan,
pemetaan vegetasi, kesuburan tanah, kualitas air daerah pantai dan batimetri
(Marchisio, 2010)
Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi
radiasi elektromagnetik. Cahaya terdiri dari radiasi yang peka pada mata manusia,
gelombang yang berbeda akan menimbulkan cahaya yang berbeda sedangkan
campuran cahaya dengan panjang-panjang ini akan membentuk cahaya putih.
Cahaya putih meliputi seluruh spectrum tampak 400-760 nm (Anonim, 1979).
Karakteristik pantulan spektral dari vegetasi dipengaruhi oleh kandungan
pigmen daun, material organik, air dan karakteristik struktural daun seperti bentuk
daun dan luas daun (Huete and Glenn, 2011). Daun tua dan daun muda mangrove
memiliki perbedaan dari warna daun yang dipengaruhi oleh kandunan klorofil
yang dimiliki daun. Hal ini berpengaruh pada kemampuan daun untuk
berfotosintesis. Daun tua yang hampir mati menjadi kuning dan tidak mampu
berfotosintesis karena rusaknya klorofil dan hilangnya fungsi kloroplas (Sestak,
1981).
Penelitian ini dilakukan untuk melihat pola spektral daun mangrove dengan
menggunakan spektrofotometer dan citra WorldView-2. Pola spektral yang didapat
dengan menggunakan spektrofotometer dan citra WorldView-2 akan dibandingkan
untuk melihat panjang gelombang yang baik dalam pengamatan pola spektral
daun mangrove.

2

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pola spektral daun mengrove tua dan
daun mangrove muda, dan membandingkan hasil pola spektral dari
spektrofotometer dengan citra WorldView-2.

METODOLOGI
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dari tanggal 2 sampai 5 Oktober 2012. Kegiatan
dimulai dari pengambilan data di wilayah perairan Pulau Pari Kepulauan Seribu,
yang terletak pada koordinat 05°51’30” LS - 05°51’30” LS dan 106°36’55” BT-.
106°36’55” BT (Gambar 1). Pengolahan dan analisis data dilakukan pada bulan
Oktober 2012 sampai Juni 2013 di Departeman Ilmu dan Teknologi Kelautan,
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas perangkat lunak dan
perangkat keras. Perangkat lunak untuk image processing yaitu Er Mapper 6.4,
SpectraSuite, Minitab 16, MATLAB dan Microsoft Excel 2007. Sedangkan
perangkat keras yang digunakan adalah komputer atau laptop yang dilengkapi
dengan perangkat lunak yang digunakan untuk pengolahan citra, Spektrofotometer
digunakan untuk mengukur spektral daun mangrove, serta GPS yang digunakan
untuk penentuan lokasi pengamatan.

3

Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah citra satelit WorldView-2
dengan tanggal akuisisi tanggal 19 Oktober 2011, serta data hasil survey lapang
berupa data spektral dan titik koordinat pengambilan data (Tabel 1).
Tabel 1 Alat dan bahan penelitian
No
Alat/Bahan
Keterangan
1
Set Spektrometer USB4000 Pengukuran dan perekaman data reflektansi
spektral
2
Komputer atau laptop
Pemrosesan data
3
Perangkat lunak
Visualisasi dan perekaman data reflektansi
SpectraSuite
spektral
4
Handheld GPS
Penentuan posisi pengambilan data lapang
5
Citra WorldView-2
Citra yang diolah
6
Perangkat lunak Ms. Excel
Analisis data
7
Perangkat lunak ER Mapper Analisis data
8
Perangkat lunak Minitab
Analisis data
9
Perangkat lunak MATLAB Analisis data
Metode Penelitian
Metode Pengambilan Data Lapang
Pengambilan data dilakukan di gugusan Pulau Pari yaitu Pulau Pari dan
Pulau Burung. Pengukuran reflektansi dilakukan di 11 titik di Pulau Pari dan 12
titik di Pulau Burung dengan merekam nilai reflektansi daun mangrove tua dan
duan mangrove muda, daun mangrove muda ditandai dengan daun yang berwarna
hijau muda, sedangkan daun tua ditandai dengan daun yang berwarna hijau tua
(Sestak, 1981).
Sebelum melakukan pengukuran nilai reflektansi, yang dilakukan terlebih
dahulu adalah persiapan alat. Alat yang disiapkan adalah laptop, probes dan light
source yang seluruhnya dirangkai agar dapat dioperasikan. Perangkaian alat yang
pertama adalah dengan menghubungkan probes dengan spektrofotometer dan light
source. Selanjutnya dengan menggunakan kabel data, spektrofotometer
dihubungkan dengan laptop yang mempunyai perangkat lunak SpectraSuite.
SpectraSuite dibutuhkan untuk menampilkan dan merekam reflektansi daun
mangrove. Sebelum melakukan pengukuran, hal yang dilakukan adalah kalibrasi.
Kalibrasi digunakan untuk mendapatkan referensi spektrum.
Setelah lokasi pengambilan data ditentukan, kemudian koordinat
pengambilan data di ambil dengan menggunakan GPS. Setelah itu data spektral
diambil dengan menggunakan Spektrofotometer yang terhubung dengan laptop.
Data diambil dengan mendekatkan probes yang ada pada spektrofotometer ke
daun mangrove, dengan jarak probes ke daun mangrove sekitar 1 cm dengan
sudut sekitar 135°. Daun mangrove yang akan diukur ditentukan berdasarkan
intensitas cahaya yang ada disekitar daun mangrove. Perekaman data dilakukan
dengan perangkat lunak SpectraSuite yang kemudian disimpan dalam format *txt.

4

Gambar 2. Alat pengukuran reflektansi
Metode Pengolahan Data
Pengolahan data ada dua, yaitu pengolahan data hasil pengukuran
spektrofotometer dan pengolahan citra. Pengolahan data lapang dilakukan dengan
menggunakan software Microsoft Excel 2007, Minitab 16 dan MATLAB ,
sedangkan pengolahan data citra menggunakan Software Er Mapper 6.4.
Pengolahan Data Lapang
Data spektral yang didapat dengan menggunakan spektrofotometer adalah
hasil pengukuran reflektansi dari daun mangrove pada selang panjang gelombang
347 nm sampai 1044 nm. Data yang diukur merupakan nilai reflektansi daun
mangrove yang selanjutnya dianalisis. Diagram alir analisis data ditunjukkan
seperti gambar 3 berikut,

5

Reflektansi Spektral Daun
Mangrove

Filtering

Curve Fitting

Data Reflektansi

Analisis Data

Analisis Pola Spektral

Karakteristik Reflektansi Daun Mangrone

Gambar 3. Diagram alir analisis data
Sebelum melakukan analisis data, terlebih dahulu dilakukan filtering yang
bertujuan untuk fokus dari data yang akan diolah, setelah itu dilakukan curve
fitting yang bertujuan untuk menghilangkan noise pada data dan juga
memperhalus data yang akan diolah.
Setelah melakukan filtering data dan curve fitting, dilakukan analisis data
berupa analisis pola spektral yang bertujuan untuk mengetahui pola spektral yang
terbentuk dari daun mangrove yang diukur. Analisis ini dilakukan dengan
memplotkan nilai panjang gelombang pada sumbu X dan nilai reflektansi pada
sumbu Y dengan menggunakan perangkat lunak MATLAB.
Pengolahan Citra
Citra yang digunakan dalam penelitian ini adalah citra Worldview-2 yang
mempunyai karakteristik seperti tabel 2 berikut

6

Tabel 2. Karakteristik Citra Worldview-2
No Karakteristik
1 Spektral

2 Resolusi sensor
(GSD = Ground
Sample Distance)

Keterangan
Pankromatik
8 Multispektral
4 warna standar : biru (450-519 nm)
hijau (510-580 nm)
merah (630-690 nm)
NIR 1 (770-895 nm)
4 warna baru : coastal blue (400-450 nm)
kuning (585-625 nm)
red-edge (705-745 nm)
NIR 2 (860-1040 nm)
Pankromatik : 0,46 m GSD pada nadir 0,52 GSD
pada 20° off-nadir
Multispektral : 1,84 m GSD pada nadir 2,08 m GSD
pada 20° off-nadir

Sumber : DigitalGlobe
Pengolahan citra dilakukan secara digital dengan menggunakan perangkat
lunak ER Mapper 6.4. Pengolahan citra dimulai dengan proses pemulihan (image
restoration) dan pemotongan citra (image cropping). Pemulihan citra dilakukan
dengan koreksi radiometrik yaitu koreksi terhadap pengaruh atmosfer untuk
menghilangkan faktor-faktor yang menurunkan kualitas citra, dan koreksi
geometrik yang bertujuan untuk memperbaiki posisi atau letak objek agar
koordinatnya sesuai dengan dengan koordinat geografi. Pemotongan citra
bertujuan untuk memotong citra yang sesuai dengan daerah penelitian.
Pengolahan citra WorldView-2 menggunakan pendekatan Stumpf et al.
(2003) sebagai berikut:
1. Masking citra.
Masking citra merupakan teknik untuk memisahkan suatu objek tertentu
dengan objek lain dengan berdasarkan pengelompokan nilai spektral pada data
digital. Masking yang paling efektif untuk memisahkan antara badan air dengan
vegetasi adalah dengan melibatkan kanal dengan panjang gelombang terbesar.
Pada WorldView-2 kanal dengan panjang gelombang paling besar adalah NIR 2
(860 – 1040 nm), dikarenakan kanal ini memiliki nilai radiansi yang lebih besar
pada daratan daripada nilai radiansi pada air (DigitalGlobe, 2009).
2. Konversi Digital Number ke Spectral Radiance
Sebelum mendapatkan nilai reflektansi, nilai digital number terlebih
dahulu dikonversi ke nilai radian. Adapun persamaan yang digunakan untuk
mengkonversi digital number ke spectral radiance (Updike dan Comp, 2010) :
………………………………………. (1)

7

dimana : LλPixel ,Kanal
KKanal
qPixel ,Kanal
ΔλKanal

= Nilai ToA (Top of Atmosphere) Radiance (W-m-2-sr-1-µm-1)
= Faktor kalibrasi dari setiap kanal
= Nilai Digital (DN) masing – masing kanal
= Lebar kanal

3. Mengubah Radiance ke Reflectance
Konversi nilai radiansi ke reflektansi melibatkan nilai/besaran irradiance.
Tingkat energi matahari akan berbeda berdasarkan waktu penyinarannya, lokasi
belahan bumi, musim, dan lain – lain. Faktor – faktor di atas merupakan faktor
yang mempengaruhi radiansi dari sinar matahari. Persamaan yang dapat
digunakan untuk menghitung reflectance adalah sebagai berikut:
…………………………………………...(2)
dimana : ρ λPixel,Kanal
LλPixel, Kanal
dES2
EsunλKanal
θs

= Rata – rata reflektansi kanal
= ToA (Top of Atmosphere) Radiance setiap kanal
= Jarak antara bumi dan matahari pada waktu mendapatkan
citra
= Solar irradiance
= Zenith Angle

8

Diagram alir pengolahan citra
Start

Citra Satelit
Worldview-2

Koreksi Radiometrik

Koreksi Geometrik

Input Data

Data GPS

Masking citra

Digital number

Konversi digital
number ke radiance
Konversi nilai radiance ke
nilai reflectance
Nilai reflektansi setiap
kanal

Gambar 4. Diagram alir pengolahan citra

9

PEMBAHASAN
Pola Spektral Daun Mangrove Rhizophora sp. Dengan Spekrofotometer
Pola reflektansi daun mangrove Rhizophora sp. hasil pengukuran
spektrofotometer disajikan pada gambar 5-8, pada gambar tersebut terlihat nilai
reflektansi antara daun muda mangrove Rhizophora sp. dan daun tua mangrove
Rhizophora sp. di Pulau Pari dan Pulau Burung.

Gambar 5. Pola Spektral daun tua mangrove Rhizophora sp. Pulau Pari

Gambar 6. Pola spektral daun muda mangrove Rhizophora sp. Pulau Pari

10

Gambar 7. Pola spektral daun tua mangrove Rhizophora sp. Pulau Burung

Gambar 8. Pola spektral daun muda mangrove Rhizophora sp. Pulau
Burung
Reflektansi daun muda mangrove Rhizophora sp. dan daun tua mangrove
Rhizophora sp. memiliki pola yang hampir sama dan memiliki nilai reflektansi
yang berbeda, hal ini dipengaruhi oleh kandungan klorofil yang ada pada daun
mangrove Rhizophora sp. Menurut Sestak (1981), daun muda memiliki klorofil
yang lebih banyak dari pada daun tua, hal ini ditunjukkan dengan hilangnya
kemampuan daun tua untuk berfotosintesis karena rusaknya klorofil dan hilangnya
fungsi kloroplas.
Pada gambar 5-8 terlihat bahwa setiap stasiun mempunyai nilai reflektansi
yang berbeda, tapi mempunyai pola spektral yang hampir sama. Dari panjang
gelombang 400-450 nm ke panjang gelombang 450-510 nm terjadi penurunan
nilai reflektansi, kemudian terjadi kenaikan nilai reflektansi pada panjang
gelombang 510-580 nm, dan terjadi lagi penurunan nilai reflektansi sampai
panjang gelombang 630-690 nm, kemudian terjadi kenaikan nilai reflektansi yang
drastis sampai pada panjang gelombang 770-895 nm.
Reflektansi daun tua mangrove dan daun muda mangrove pada gambar 5-8
terlihat adanya peningkatan nilai reflektansi yang drastis dari panjang gelombang
630-690 nm ke panjang gelombang 705-745 nm. Kenaikan nilai reflektansi ini

11

terjadi dari range panjang gelombang red (630-690 nm) ke panjang gelombang
red-edge (705-745 nm), dan mencapai puncaknya pada panjang gelombang Near
Infra-Red 1 (770-895 nm).
Panjang gelombang Near Infra Red mempunyai nilai reflektansi yang lebih
tinggi daripada panjang gelombang tampak (visible light), hal ini disebabkan oleh
struktur daun dan fase fenologis daun (fase pertumbuhan alami yang dialami oleh
tumbuhan) serta banyak spektrum (radiasi) yang tersebar dalam struktur daun
yang dipantulkan kembali melalui permukaan daun, dengan proporsi yang sama
ditransmisikan kembali melalui permukaan daun sehingga memberikan kontribusi
terhadap nilai pemantulan tinggi pada daun mangrove di wilayah panjang
gelombang NIR (Leeuwen Huete, 1996).
Tabel 3. Nilai reflektansi (%) daun mangrove Rhizophora sp.

No

Panjang Gelombang (nm)

1

400-450 nm
450-519 nm
510-580 nm

2

Pulau Pari
Daun
Daun
Muda
Tua
20.4
22.9

Pulau Burung
Daun
Daun
Muda
Tua
11.7
10.4

18.9

22.5

9.3

9.4

28.8

42.2

18.3

22.0

585-625 nm
630-690 nm

24.0

49.3

15.0

24.1

18.6

46.1

11.8

22.1

52.9

68.6

38.5

43.0

7

705-745 nm
770-895 nm

60.2

71.8

46.3

47.3

8

860-1040 nm

59.3

70.6

39.3

45.3

3
4
5
6

Perbedaan nilai reflektansi pada daun Rhizophora sp. bisa juga disebabkan
oleh azimut matahari, sudut ketinggian matahari, arah relative sensor terhadap
nadir dan kondisi obyek tersebut. Perbedaan nilai reflektansi dapat dilihat pada
table 3, rata-rata nilai reflektansi daun mangrove yang di ambil di Pulau Pari dan
Pulau Burung berbeda pada setiap panjang gelombang, hal ini disebabkan karena
pengambilan data spektral daun mangrove tidak dilakukan dalam waktu yang
sama, sehingga sudut ketinggian matahari selalu berada pada titik yang berbeda,
hal inilah yang menyebabkan nilai reflektansi setiap titik penelitian berbeda-beda.
Dari nilai reflektansi daun Rhizophora sp. dapat dilihat bahwa daun tua
Rhizophora sp. memiliki nilai reflektansi yang lebih tinggi dibandingkan dengan
nilai reflektansi daun muda Rhizophora sp., hal ini disebabkan oleh perbedaan
kandungan pigmen setiap daun, material organic, kadar air dan karakteristik daun
seperti bentuk daun dan luas daun. Menurut Bole dan Bharucha (1954) dalam
Walsh (1974) daun tua mangrove lebih tebal dari pada daun muda mangrove, dan
daun tua mangrove juga mempunyai kandungan air lebih banyak dan tekanan
osmotik yang lebih tinggi dari pada daun muda (Bole dan Bharucha 1954). Karena
hal tersebut maka nilai spektral daun tua mangrove memiliki nilai reflektansi yang
lebih tinggi dari pada nilai spektral daun muda mangrove.

12

Pola Spektral Vegetasi Mangrove Dengan WorldView-2
Citra satelit WorldView-2 memiliki resolusi spasial dan spektral yang
tinggi. Resolusi spasial yang dimiliki citra WorldView-2 adalah 1.84 m. Citra
WorldView-2 memiliki jumlah kanal sebanyak 8 kanal, sehingga citra WorldView2 sangat memadai untuk keperluan analisis-analisis spasial sumber daya alam
termasuk analisis-analisis mengenai vegetasi. Pada WorldView-2, daun muda
mangrove dan daun tua mengrove tidak bisa dibedakan, karena dalam 1 pixel
WorldView-2 terdapat banyak daun, jadi daun tua mangrove dan daun muda
mangrove tidak bisa dibedakan. Pola reflektansi daun mangrove dari citra
WorldView-2 disajikan pada gambar 9-10, pada gambar tersebut terlihat nilai
reflektansi mangrove di dua lokasi.

Gambar 9. Pola spektral mangrove di Pulau Pari

Gambar 10. Pola spektral mangrove di Pulau Burung
Citra WorldView-2 merupakan citra baru yang mempunyai 4 kanal baru
yaitu coastal blue (400-450 nm), yellow (585-625 nm), red-edge (705-745), dan
NIR 2 (860-1040). Kanal baru ini mempermudah dalam analisis vegetasi. Dalam

13

DigitalGlobe (2009) dijelaskan bahwa Coastal blue mudah diserap oleh klorofil
tanaman sehat dan membantu dalam melakukan analisis vegetative dan red-edge
sangat berguna dalam mengukur kesehatan tanaman dan membantu dalam
klasifikasi vegetasi
Panjang gelombang Near Infra-red 1 (NIR 1) (770-895 nm) pada mangrove
mempunyai nilai reflektansi tertinggi diantara semua panjang gelombang, yaitu
97.36 %. Menurut DigitalGlobe (2009), panjang gelombang NIR 1 mampu
mengidentifikasi tipe vegetasi dan melihat ketahanan vegetasi.
Perbandingan Nilai Reflektansi Vegetasi Mangrove Dengan
Spektrofotometer dan Citra WorldView-2
Perbandingan nilai reflektansi daun mangrove dengan menggunakan
spektrofotometer dan citra WorldView-2 dilakukan untuk melihat metode mana
yang paling efektif digunakan pada saat melakukan perhitungan nilai reflektansi.
Nilai reflektansi yang didapat dengan menggunakan spektrofotometer diukur
secara langsung, sedangkan dengan menggunakan citra WorldView-2 diukur dari
satelit.
Perbandingan nilai reflektansi daun mangrove pada spektrofotometer dan
nilai reflektansi pada citra WorldView-2 memiliki pola yang berbeda. Pada
gambar 11 terlihat adanya kesamaan pola, terjadinya penurunan nilai reflektansi
dari kanal coastal blue (400-450 nm) ke blue (450-510 nm), kemudian terjadi
kenaikan nilai reflektansi pada kanal green (510-580 nm), dan terjadi lagi
penurunan nilai reflektansi pada kanal yellow (585-625 nm) dan kanal red (630690 nm), dan terjadi kembali kenaikan panjang gelombang pada kanal red-edge
(705-745 nm) sampai kanal NIR 1 (770-895 nm) dan terjadi lagi penurunan pada
kanal NIR 2 (860-1040 nm).

Gambar 11. Perbandingan nilai reflektansi spektrofotometer dan nilai
reflektansi WorldView-2
Persamaan yang terlihat pada kisaran panjang gelombang red-edge (705-745
nm) dan panjang gelombang Near Infra-red 1 (NIR 1) (770-895 nm),
menunjukkan bahwa panjang gelombang tersebut baik digunakan untuk melihat

14

nilai reflektansi mengrove. Menurut DigitalGlobe (2009), red-edge dan NIR 1
merupakan kanal yang bagus untuk analisis vegetasi.
Perbedaan nilai reflektansi dari spektrofotometer dan citra WorldView-2
dipengaruhi oleh jarak matahari ke bumi, sudut azimuth, topography, fungsi
distribusi reflektansi dua arah (reflektansi target tergantung pada iluminasi dan
observasi geometri) dan efek atmosferik (absorption dan scattering) (Updike dan
Comp, 2010). Perbedaan nilai reflektansi pada spektrofotometer dan citra
WorldView-2 juga dipengaruhi oleh waktu pengembilan data dengan
spektrofotometer dan pengambilan data dari WorldView-2.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penelitian ini memberikan gambaran tentang karakteristik pola reflektansi
daun tua mangrove dan daun tua mangrove yang ada di Pulau Pari dan Pulau
Burung. Hasil yang diperoleh dengan menggunakan spektrofotometer
menunjukkan bahwa daun tua mangrove memiliki nilai reflektansi yang lebih
tinggi daripada daun muda mangrove pada semua wilayah panjang. Pada
perbandingan antara nilai reflektansi daun mangrove dengan spektrofotometer dan
nilai reflektansi daun mangrove dengan citra WorldView-2 menunjukkan
terdapatnya pola spektral yang hampir sama.
Saran
Diperlukan penelitian lebih lanjut berupa penelitian tentang karakteristik
nilai spektral jenis-jenis mangrove dan karakteristik nilai spektral daun mangrove
sehat dan sakit untuk melihat pola spektral mangrove dengan kondisi yang
berbeda-beda.

15

DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1979. Farmakope Indonesia. Departemen Kesehatan Republik Indonesia.
Jakarta.
Aschbacher, J., Tiangco, P., Giri, C.P., Ofren, R.S., Paudyal, D.R., Ang, Y.K.,
1995. Comparison of different sensors and analysis techniques for tropical
mangrove forest mapping. Proceedings of the International Conference
IGARSS: 2109-2111.
Everitt, J.H., Judd, F.W., Escobar, D.E., Davis, M.R., 1996. Integration of remote
sensing and spatial information technologies for mapping black mangrove
on the Texas gulf coast. Journal of Coastal Research 12, 64-69.
Green, E.P., Clark, C.D., Edwards, A.J., 2000. Image classification and habitat
mapping. In: Remote Sensing Handbook for Tropical Coastal
Management. UNESCO, Paris, pp. 141-154
Globe, D. 2009a "The Benefits of the 8 Spectral Kanals of Worldview-2," In:
White
Paper, Digital Globe, 12
Globe, D., 2009b. Digitalglobe Core Imagery Products Guide.
Held, A., Ticehurst, C., Lymburner, L. & Williams, N., 2003. High resolution
mapping of tropical mangrove ecosystems using hyperspectral and radar
remote sensing. International Journal of Remote Sensing 24, 2739-2759.
Huete, A.R, Glenn, E.P., 2011, Remote Sensing of Ecosystem Structure and
Function, Advance in Environtment Remote Sensing, p. 291. CRC Press.
Boca Raton
Khopkar, S. M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerbit Universitas
Indonesia. Jakarta.
Leeuwen, W.J.D, and A. R. Huete, 1996.“Effect of standing litter on the
biophysical Interpretation of plant canopies with spectral indices,” Remote
sensing of Environment, 55, pp. 123–138.
Marchisio, G., F. Pacifici, and C. Padwick. 2010. On the Relative Predictive
Value of the New Spectral Kanals in the Worldwiew-2 Sensor. Geoscience
and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2010 IEEE International2530 July 2010. pp. 2723-2726.
Nontji, A. 1987. Laut Nusantara. Penerbit Djambatan. Jakarta.
Nybakken, J .W. 1992. Biologi Laut: Suatu Pendekatan Ekologis. PT Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
Ramsey III, E.W., Jensen, J.R., 1996. Remote sensing of mangrove wetlands:
relating canopy spectra to site-specific data. Photogrammetric Engineering
and Remote Sensing 62, 939-948.
Sestak Z (1981) Leaf ontogeny and photosynthesis, physiological processes
limiting plant productivity. Butterworths, London
Stumpf RP, Holdried K, Siclair M. 2003. Determination of water depth with
highresolution satellite imagery over variable bottom types. Limnol
Oceanogr. 48(1, part 2):547-556.
Sulong, I., Mohd-Lokman, H., Mohd-Tarmizi, K., Ismail, A., 2002. Mangrove
mapping using Landsat imagery and aerial photographs: Kemaman
District, Terengganu. Malaysia Environment, Development and
Sustainability 4, 135-152.

16

Updike, T., and C. Comp, 2010. Radiometric Use of Worldview-2 Imagery. Nov.
1st 2010
Walsh,G.E.1974.Mangrove
:
Areview,
dalam
Reulold,
R.J.dan
W.H.Queen.(Eds.).Ecology of halophyter.Acad.Press,inc.,Ney York.Pp.
51-174

17

Lampiran 1 Metadata citra Worldview-2 yang diakuisisi pada tanggal 19 Oktober
2011.
version = "23.7";
generationTime = 2011-11-16T16:21:12.000000Z;
productOrderId = "052619182010_01_P001";
productCatalogId = "20300100922D7F00";
imageDescriptor = "ORStandard2A";
kanalId = "Multi";
panSharpenAlgorithm = "None";
numRows = 2263;
numColumns = 3683;
productLevel = "LV2A";
productType = "Standard";
numberOfLooks = 1;
radiometricLevel = "Corrected";
radiometricEnhancement = "Off";
bitsPerPixel = 16;
compressionType = "None";
BEGIN_GROUP = KANAL_C
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 9.295654e-03;
effectiveKanalwidth = 4.730000e-02;
TDILevel = 24;
END_GROUP = KANAL_C
BEGIN_GROUP = KANAL_B
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;

18

Lampiran 1 (Lanjutan)
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 1.783568e-02;
effectiveKanalwidth = 5.430000e-02;
TDILevel = 10;
END_GROUP = KANAL_B
BEGIN_GROUP = KANAL_G
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 1.364197e-02;
effectiveKanalwidth = 6.300000e-02;
TDILevel = 10;
END_GROUP = KANAL_G
BEGIN_GROUP = KANAL_Y
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 6.810718e-03;
effectiveKanalwidth = 3.740000e-02;
TDILevel = 18;
END_GROUP = KANAL_Y
BEGIN_GROUP = KANAL_R
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;

19

Lampiran 1 (Lanjutan)
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 1.851735e-02;
effectiveKanalwidth = 5.740000e-02;
TDILevel = 6;
END_GROUP = KANAL_R
BEGIN_GROUP = KANAL_RE
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 6.063145e-03;
effectiveKanalwidth = 3.930000e-02;
TDILevel = 18;
END_GROUP = KANAL_RE
BEGIN_GROUP = KANAL_N
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 2.050828e-02;
effectiveKanalwidth = 9.890000e-02;
TDILevel = 6;
END_GROUP = KANAL_N
BEGIN_GROUP = KANAL_N2
ULLon = 106.55560967;
ULLat = -5.72709855;
ULHAE = 17.36;

20

Lampiran 1 (Lanjutan)
URLon = 106.62209210;
URLat = -5.72691423;
URHAE = 17.36;
LRLon = 106.62220793;
LRLat = -5.76782364;
LRHAE = 17.36;
LLLon = 106.55572076;
LLLat = -5.76800929;
LLHAE = 17.36;
absCalFactor = 9.042234e-03;
effectiveKanalwidth = 9.960000e-02;
TDILevel = 24;
END_GROUP = KANAL_N2
outputFormat = "GeoTIFF";
BEGIN_GROUP = IMAGE_1
satId = "WV02";
mode = "FullSwath";
scanDirection = "Forward";
CatId = "103001000E863100";
firstLineTime = 2011-10-19T03:39:15.350858Z;
avgLineRate = 4999.99;
exposureDuration = 0.0002;
minCollectedRowGSD = 1.853;
maxCollectedRowGSD = 1.853;
meanCollectedRowGSD = 1.853;
minCollectedColGSD = 1.852;
maxCollectedColGSD = 1.852;
meanCollectedColGSD = 1.852;
meanCollectedGSD = 1.852;
rowUncertainty = 27.88;
colUncertainty = 32.48;
minSunAz = 106.5;
maxSunAz = 106.6;
meanSunAz = 106.5;
minSunEl = 74.7;
maxSunEl = 74.7;
meanSunEl = 74.7;
minSatAz = 206.6;
maxSatAz = 209.2;
meanSatAz = 207.9;
minSatEl = 88.3;
maxSatEl = 88.5;
meanSatEl = 88.4;
minInTrackViewAngle = -1.4;
maxInTrackViewAngle = -1.4;
meanInTrackViewAngle = -1.4;
minCrossTrackViewAngle = -0.5;

21

Lampiran 1 (Lanjutan)
maxCrossTrackViewAngle = -0.4;
meanCrossTrackViewAngle = -0.5;
minOffNadirViewAngle = 1.4;
maxOffNadirViewAngle = 1.4;
meanOffNadirViewAngle = 1.4;
PNIIRS = 3.0;
cloudCover = 0.000;
resamplingKernel = "CC";
positionKnowledgeSrc = "R";
attitudeKnowledgeSrc = "R";
revNumber = 10634;
END_GROUP = IMAGE_1
BEGIN_GROUP = MAP_PROJECTED_PRODUCT
earliestAcqTime = 2011-10-19T03:39:15.658861Z;
latestAcqTime = 2011-10-19T03:39:15.658861Z;
datumName = "WE";
semiMajorAxis = 6378137.0000;
inverseFlattening = 298.257223563;
datumOffset = (
0.000,
0.000,
0.000 );
mapProjName = "UTM";
mapProjCode = 1;
mapZone = 48;
mapHemi = "S";
mapProjParam = (
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000,
0.000000000 );
productUnits = "M";
originX = 672262.99999972;
originY = 9366729.00000251;
orientationAngle = 0.0;
colSpacing = 2.00;

22

Lampiran 1 (Lanjutan)
rowSpacing = 2.00;
productGSD = 2.00;
ULX = 672262.99999972;
ULY = 9366729.00000251;
ULH = 17.36;
URX = 679626.99999966;
URY = 9366729.00000251;
URH = 17.36;
LRX = 679626.99999967;
LRY = 9362205.00000253;
LRH = 17.36;
LLX = 672262.99999972;
LLY = 9362205.00000252;
LLH = 17.36;
DEMCorrection = "Base Elevation";
terrainHae = 17.36;
numGCP = 0;
END_GROUP = MAP_PROJECTED_PRODUCT
END;

23

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Ujunggading pada tanggal 23
Oktober 1989 dari ayah yang bernama Kodri Daulay dan ibu
bernama Erfina. Penulis merupakan anak pertama dari empat
bersaudara. Pada tahun 2008 penulis lulus sebagai siswa SMA
Negeri 1 Lembah Melintang dan diterima menjadi mahasiswa
Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi
Masuk IPB (USMI) di Departemen Ilmu dan Teknologi
Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif didalam organisasi
kemahasiswaan sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Tekmologi
Kelautan periode jabatan 2010/2011 dan 2011/2012, Ikatan Persatuan Mahasiswa
Minang jabatan 2009/2010.
Sebagai tugas akhir untuk menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan
Ilmu Kelautan, penulis melakukan penelitian dengan judul “Pola Spektral Daun
Mangrove dengan Menggunakan Spektrofotometer dan Citra WorldView-2
di Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu” di bawah bimbingan Dr. Syamsul
Bahri Agus, S.Pi, M.Si dan Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA.