Deteksi Lapisan Minyak (Oil Spill) dengan Citra Radar di Perairan Utara Batam

DETEKSI LAPISAN MINYAK (OILSPILL)
BENGAN CITRA RADAR D I PERAIRAN UTARA BATAM

Oleh:
HIDAYAH HAMZAH
C06498078

SKRIPSI

PROGRAM STUD1 ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2004

DETEKSI LAPISAN MINYAK (OIL SPILL)
DENGAM CPTRA RADAR B I PIERAIRAN UTARA BATAM

Oleh:
HIDAYAH HAMZAH
C06498078


SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk
Memperoleh Gelar Sarjana pada Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan

PROGRAM STUD1 ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2004

SKRIPSI
Judul Skripsi

: DETEKSI LAPISAN MINYAK (OIL SPILL) DENGAN CrrRA
RADAR D I PERAIRAN UTARA BATAM

Narna Mahasiswa

: Hidayah Harnzah


Nornor Pokok

: C06498078

Program Studi

: Ilrnu Kelautan
Mengetahui:
I.
Kornisi Pernbirnbing

Dr. Ir. Vincentius P. Sireoar, DEA
Ketua

k'

Dr. 1r.k Wayan Nuriaya. M.S
Anggota I

'


1r.l t a Carolita. M.Si
Anggota I 1

II. Fakultas Perikanan dan Ilrnu Kelautan

Tanggal Ujian : 23 3uli 2004

RINGKASAN SKRIPSI

Hidayah Harnzah. C06498078. Deteksi Lapisan Minyak (0ilSpi:Y~dengan Citra Radar
di Perairan Utara Batarn. Di bawah birnbingan Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA
(Ketua), Dr. Ir. I Wayan Nujaya, M.Sc (Anggota I)dan Ir. I t a Carolita, M.Si
LAnqqota 11)
Pencemaran rninyak dapat berasal dari kegiatan pelayaran, kecelakaan pada
kapal pernbawa rninyak, kebocoran pada pipa-pipa, buangan industri dan run-off
dari sungai. Pada bulan Oktober 2000 kecelakaan kapal tanker Natuna Sea yang
berasal dari Panama tetjadi di perairan utara Batarn dan rnenurnpahkan 7000 ton
rninyak burni. Kecelakaan tanker tersebut rnencernari pulau-pulau di sekitar perairan
Batarn. Pernantauan dan pendeteksian turnpahan rninyak di suatu daerah dapat

rnenggunakan rnetode penginderaan jauh. Salah satu rnetode yang telah banyak
diterapkan adalah dengan rnenggunakan citra Radar.
Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi tumpahan minyak yang tejadi di
sekitar Perairan Batam dengan menggunakan citra Radar dan rnelihat sebaran
pencemaran minyak di Perairan Batam.
Data yang digunakan pada penelitian ini adalah citra Radar ERS-2 hasil liputan
tanggal 11 Oktober 2000, citra SPOT hasil liputan tanggal 8 Oktober 2000, data
angin dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Batarn.
Filer yang diterapkan pada citra Radar ada 3 jenis yaitu filter Frost; filter Lee
dan filter Adaptive Median. Dari filter-filter ini dipilih 3 kelas yaitu kelas lapisan
rninyak, kelas non-rninyak (perairan) dan kernungkinan kecepatan angin rendah, lalu
ditentukan nilai rata-rata dan sirnpangan baku masing-masing kelas. Pada kelas
lapisan rninyak nilai sirnpangan baku terendah pada filter Frost, filter Lee dan filter
Adaptive Median b e r t ~ r ~ t - t adalah
u~t
yaitu 19,082; 15,392 dan 13,318. Untuk
kelas non rninyak nilai sirnpangan baku terendah pada filter Frost, filter Lee dan filter .. ...
. .Adaptive Median berturut-tu~t yaitu 66,273; 68,093;
54,972 Untuk kelas
kernungkinan kecepatan angin rendah nilai sirnpangan baku terendah pada filter

Frosc filter Lee dan filter Adaptive Median berturut-turut yaitu 11,702; 17,896;
18,332. Sirnpangan baku terendah ketiga kelas diperoleh filter Adaptive Median,
sehingga filter Adaptive Median rnerupakan filteryang paling baik pada penelitian ini
karena rnenajarnkan tarnpilan tanpa rnerubah elernen penting untuk interpretasi
citra.
Nilai harnburan balik pada lapisan rninyak rnenunjukkan bahwa lapisan rninyak
rnerniliki nilai harnburan balik sangat rendah yang disebabkan oleh adanya lapisan
yang rnenutupi perrnukaan laut dan rona iapisan rninyak pada citra Radar akan
terlihat hitarn. Kisaran nilai harnburan balik lapisan rninyak, yaitu -15 dB sarnpai -60
dB. Nilai harnburan balik pada lapisan viskositas tinggi juga menunjukkan nilai yang
rendah narnun dengan fluktuasi cukup tinggi. Kisaran nilai hamburan balik lapisan
viskositas tinggi yaitu -25 dB sarnpai -60 dB. Viskositas tinggi pada perairan akan
rnengakibatkan perairan laut rnemiliki densitas yang lebih tinggi sehingga
permukaan perairan akan lebih tenang dan hamburan balik ke citra radar akan
rendah. Namun terdapat juga fluktuasi yang cukup tinggi yang disebabkan oleh
tidak seragamnya viskositas pada perairan tersebut. Pada bayangan pulau nilai
harnburan balik sangat rendah karena perairan yang seharusnya diindera oleh radar
'

..


tertutupi oleh pulau sehingga radar tidak mendapatkan nilai harnburan balik dari
daerah perairan tersebut. Bayangan pulau merniliki kisaran terendah nilai hamburan
balik sebesar -60 dB.
Kecelakaan kapal Tanker Natura Sea tenadi pada tanggal 3 Oktober 2000 pada
posisi 01' 11' 29" LU, 103' 53' 05" BT yaitu di perairan utara Batarn di sebelah kiri
atas pulau Batam. Arah angin pada tanggal 3 Oktober 2000 dominan berasal dari
dari barat laut dengan kecepatan rata-rata 1,0288 rnldetik dan kecepatan terbesar
2,572 m/detik. Sedangkan ' ~ a d atanggal 4 Oktober angin berasal dari tenggara
dengan kecepatan rata-rata 1,0288 m/detik dan kecepatan terbesar 5,144 m/detik.
Pada tanggal 5 Oktober 2000 angin berasal dari barat daya dengan kecepatan ratarata 1,5432 mldetik dan kecepatan terbesar 4,1152 rn/detik. Tanggal 6 Oktober
angin dominan berasal dari tenggara dengan kecepatan rata-rata 1,5432 m/detik
dan kecepatan terbesar 4,1152 m/detik. Arah angin pada tanggal 7 Oktober 2000
berasal dari timur dengan kecepatan rata-rata 0,5144 rn/detik dan kecepatan
terbesar 2,572 mldetik. Dan pada tanggal 8 Oktober 2000 angin berasal dari barat
laut dengan kecepatan rata-rata 1,5432 m/detik sedangkan kecepatan terbesar
5,6584 rnldetik. Dari atra SPOT tanggal 8 Oktober 2000 sebaran lapisan minyak
dominan rnengamh ke timur dan barat daya dari lokasi kecelakaan. Ini disebabkan
arah angin tanggal 3-8 Oktober 2000 dominan berasal dari arah barat dan tirnur.
Pada tanmal 9 -11 Oktober 2000 arah angin berasal dari barat dan barat laut

dengan kecepatan rata-rata antara 1,0288-3,0864 m/detik dengan kecepatan
terbesar 3,0864 - 5,144 m/detik. Sehingga pada citra Radar lapisan rninyak lebih
menyebar ke arah timur dibandingkan dengan citra SPOT.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SbVl- atas sernua rahrnat
dan hidayah yang telah dikaruniakan-Nva, sehingga skripsi dengan judul " Deteksi
Lapisan Minyak (Oil Spil/) dengan Citra Radar di Perairan Utara Batam"
dapat diselesaikan.
Penulis rnengucapkan terirna kasih kepada dosen ,wrnbirnbing Dr. Ir.
Vincentius P. Siregar, DEA, Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc dan Xr. I t a
Carolita M.Si yang telah banyak mernberikan arahan dan bimbingan. Penulis juga
mengucapkan terrna kasih kepada Dr. Ir. Jonson Lumban Gaol, M.Si dan Dr. Ir.
Indra Jaya, M.Sc sebagai dosen penguji. Tenma kasih kepada Kepala Lembaga
Antariksa dan Penerbangan Nasional, Pekayon, Jakarta Tirnur yang telah
rnernberikan kesernpatan kepada penulis untuk rnelakukan pengolahan data, serta
sernua pihak yang banyak rnernbantu penulis pada s a t rnelakukan penelitian dan
dalarn pengejaan skripsi.
Penulis rnenyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sernpurna,

oleh karena itu saran dan kntik yang sifatnya rnernbangun sangat diharapkan
penulis. Akhir kata sernoga skrip9 ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Bogor, Agustus 2004

Penulis

DAFTAR XSE

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ..............:................................................................

ii

.............................................................................i j j

RINGKASAN SKRIPSI.c,.,

KATA PENGANTAR .....................................................................................


v

........................................................................................

viii

DAFTAR TABEL

......................................................................................ir

DAFTAR GAMBAR.

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xi
1. PENDAHULIJAN ...............................
.
.................................................

1.1 Latar Belakana
1.2


1

............................................................................

1

-7

Tujuan .........................................................................................

2. TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................

.....................

2.1 Keadaan Umum Lokasi Penelitian............................
.
,
~


2.2

Pencemaran Minyak Bumi di Laut...................................................

2.3

Penginderaan Jauh Radar..............................................................
2.3.1

Penginderaan Jauh ............................................................

2.3.2

Dasar Sistem Radar ...........................................................

2.3.3

Parameter Sistem Radar .....................................................

2.3.4

Parameter Target Radar .....................................................

2.4

Satelit ERS-2 ................................................................................

2.5

Radar dalam Hubungannva dengan Pendeteksian
Tumpahan Minyak ........................................................................

....................................................................................

3, METQDOLQGI

27

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian .......................................................... 27

3.2

Bahan dan Alat .............................................................................

3.3

Motode Penelitian .........................................................................

3.4 Pengolahan Citra Radar .................................................................

..............................................................

3.4. 1 Knreksi Genmetrik

3.5

3.4.2

Filtering dan Penajaman Kontras (Transformasi) ...................

3.4.3

Konversi Nilai Digital ke Reflektansi .....................................

Pengolahan Data Angin .................................................................

4 . HnsR DAN PEMBAHASAN ..................... ..................&....%
, ; . ; ...*.
..
4.1

Citra Radar .................................................................................

4.2

Hasil Hltering Citra Radar ..............................................................

4.3

Nilai Digital dan Harnburan Balik Citra Radar ...................................

4.3

Inter~retasiCitra Radar.................................................................

4.4

Deteksi Lapisan Minyak
4.4.1

................................................................

Lapisan Minvak pada Citra Radar.........................................

....................................................
5 . KESIMPULAN DAN SAP-AN ...................................................................
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
4.4.2

Sebaran Lapisan Minvak

LAMPIRAN .................................................................................................

RIWAYAT HIDUP

.......................................... ................................................

Nornor

Teks

1. Kornposisi MinvakBurni

Halarnan

........................................................................
..

5

........................ .
.
............................ 13
Karakter~st~k
Satelit ERG-2 ..................................................................... -74.

2. Kanal-kanal pada Satelit Radar

3;

. .

4. Kecepatan Angin dan Arah Angin Perairan Utara Batarn ...........................

55

DAFTAR GAMBAR

Nornor

Teks

Halarnan

1. Peta Kepulauan Riau .............................................................................
..
2. Pola Arus Permukaan di Kepulauan Riau
pada Puncak-puncak Musirn vang berbeda ..............................................

3 . Proses Tumpahan Minvak di Laut ...........................................................
4 . Spektrum Elektrornagnetik ....................................................................
5 . Sistern Operasi Radar............................................................................
6. Geornetri Citra Radar

..........................................................................

7. Efek Shadowing....................................................................................

............................................................................
8 . Efek Rebah ke D~alam
9. Efek Pemendekan Lereng ke Depan .......................................................

.

10 Jenis Harnburan Perrnukaan ..................................................................
11. Pantulan pada berbagai Jenis Permukaan ...............................................

12. Hubungan Teori Bragg..........................................................................
13. Satelit ERS-2 ........................................................................................
14. Contoh Jenis-Jenis Lapisan Minyak pada Citra SAR ..................................
15. Peta Lokasi Penelitian ...........................................................................
16. Diagram Alir Metode Penelitian..............................................................
17. Ilustrasi Teknik Pemilihan GCP...............................................................
18 Citra Radar Raw...................................................................................

.
19. Citra Hasil Filter Frost Kernel 5 x 5 ........................................................
20. Citra Hasil Filter Lee Kernel 5 x 5 .......................,...................................
21. Citra Hasil Filter Adaptive Median 5 x 5 .................................................

.

22 Grafik Nilai Rata-rata dan Simpangan Baku Kelas Lapisan Minvak
pada Citra Radar ..................................................................................

.

23 Grafik Nilai Rata-rata dan Simpangan Baku Kelas Perairan
pada Citra Radar ...................................................................................
24. Grafik Nilai Rata-rata dan Simpangan Baku Kelas Kemungkinan
Kecepatan Angin Rendah pada Citra Radar .............................................