KESIMPULAN DAN SARAN Metode Neraca Energi Untuk Perhitungan Leaf Area Index (LAI) Di Lahan Bervegetasi Menggunakan Data Citra Satelit

sama, maka diperoleh nilai koefisien determinasi sebesar 0.76. Nilai tersebut menginformasikan bahwa penggunaan metode penyusunan pendugaan LAI memiliki peluang data terwakili sebesar 76. Secara keseluruhan selang nilai LAI hasil pendugaan untuk ketiga jenis penutup lahan yang berbeda di atas selalu berada diantara kisaran selang LAI hasil pengukuran langsung di lapangan. Ada dua kemungkinan terjadinya penyimpangan nilai LAI yang menyebabkan selang nilai LAI hasil pendugaan selalu berada diantara kisaran selang LAI lapangan. Kemungkinan pertama adalah adanya kesalahan yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya dalam melakukan pengambilan dan pengolahan LAI secara langsung di lapangan. Kemungkinan kedua adalah adanya penyimpangan yang terjadi pada karakteristik radiometrik dari data penginderaan jauh citra satelit Landsat ETM+ yang diantaranya adanya pengaruh topografi permukaan penutup lahan yang mengakibatkan perbedaan nilai LAI pada koordinat areal penutup lahan yang sama. Pada daerah kajian yang memiliki topografi bergelombang daerah perbukitan dapat menimbulkan adanya bayangan yang disebabkan perbedaan ketinggian pada daerah puncak bukit dan daerah lembah. Pada daerah puncak bukit nilai spektral akan lebih tinggi bila dibandingkan dengan daerah lembah, karena daerah lembah akan tertutup oleh bayangan puncak bukit. Hal ini dapat menyebabkan adanya perbedaan nilai LAI hasil pendugaan dengan LAI lapangan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

Hasil penelitian menunjukan adanya hubungan searah antara suhu permukaan dengan albedo. Kedua komponen tersebut memiliki hubungan yang berlawanan arah dengan nilai radiasi netto. Semakin besar nilai suhu permukaan dan albedo suatu penutup lahan membuat semakin kecil radiasi netto yang dimiliki oleh penutup lahan tersebut. Hasil ekstraksi radiasi netto pada tanggal 15 Agustus tahun 2002 di Kabupaten Bungo untuk penutup lahan non vegetasi sebesar 293 Wm -2 , yang berarti lebih rendah jika dibandingkan dengan penutup lahan bervegetasi yang memiliki radiasi netto sekitar 315-360 Wm -2 , akan tetapi nilai radiasi netto untuk badan air berada di bawah nilai radiasi netto untuk penutup lahan non-vegetasi dan bervegetasi yaitu sebesar 222.8 Wm -2 . Dengan menggunakan pendekatan empiris, maka dapat diperoleh nilai energi radiasi surya yang direfleksikan sebesar 43 Wm -2 hutan alam, 44 Wm -2 agroforest karet, dan 45 Wm -2 perkebunan karet monokultur. Nilai energi radiasi surya yang diemisikan equivalen dengan radiasi surya yang diabsorbsikan sebesar 767 Wm -2 hutan alam, 764 Wm -2 agroforest karet, dan 761 Wm -2 perkebunan karet monokultur. Selain itu dari pendekatan mekanistik diperoleh besarnya energi surya yang ditransmisikan oleh kanopi hutan alam 40 Wm -2 , kanopi agroforest karet 42 Wm 2 dan perkebunan karet monokultur 44 Wm -2 . Hasil penelitian yang dapat diperoleh dari menduga besarnya nilai LAI untuk lahan bervegetasi menggunakan metode neraca energi dan persamaan hukum Beer-Lambert adalah diperolehnya pendugaan nilai mean LAI hutan alam sebesar 3.39 dengan nilai kisaran selang 3.19 - 3.84 dan R 2 hasil validasi dengan LAI lapangan sebesar 0.91. Nilai mean LAI pendugaan untuk agroforest karet sebesar 3.35 dengan selang 2.13 – 3.74 dan nilai R 2 hasil validasi sebesar 0.69, sedangkan nilai mean LAI untuk perkebunan karet monokultur sebesar 3.30 dengan selang 3.07 – 3.61 dan nilai R 2 hasil validasi sebesar 0.82. Dengan hasil luaran yang cukup baik, metode pendugaan LAI tersebut dapat digunakan untuk penutup lahan bervegetasi. Dalam melakukan perhitungan komponen neraca energi, suhu permukaan, nilai absorbsi, dan transmisivitas dari data citra satelit Landsat ETM+ masih banyak menggunakan asumsi- asumsi sehingga berpotensi sebagai faktor penyebab kesalahan dalam melakukan perhitungan. Kelemahan dalam penelitian ini adalah tidak adanya data pengukuran radiasi global yang ada di lapangan, hasil dari pendugaan LAI dengan pendekatan neraca energi dan hukum Beer – Lambert tidak dapat mengakomodasi struktur topografi wilayah kajian, validasi output harus sudah ada saat dihasilkan nilai radiasi netto, albedo, radiasi surya gelombang pendek, dan radiasi surya gelombang panjang. DAFTAR PUSTAKA Allen, Richard et al., 1998. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome Azhima, F. 2001. Distribusi Cahaya di Hutan Karet Muara Kuambang Jambi. Skripsi. Jurusan Geofisika dan Meteorologi FMIPA IPB, Bogor. Tidak Dipublikasikan. Chen, J. M., S.G. LeBlanc, J.R. Miller, J. Freemantle, S.E. Loechel, C.L. Walthall, K.A. Innanen, H.P. White. 1999. Compact airborne spectrographic imager CASI used for mapping biophysical parameters of boreal forests. Jour. Of Geophysical Research. 104 D22:27945- 27958. Curran, P.J., J. Dungan, H.L. Gholz. 1992. Seasonal LAI measurements in slash pine using Landsat TM. Remote Sensing of Environment 39: 3-13. Djumhaer, M. 2003. Pendugaan Leaf Area Index dan Luas Bidang Dasar Tegakan Menggunakan Landsat 7 ETM+ studi kasus di Kabupaten Bungo Propinsi Jambi. Skripsi. Jurusan Manajemen hutan, FAHUTAN IPB, Bogor. Tidak Dipublikasikan. Geiger, Rudolf., Robert H. Aron, Paul Todhunter. 1961. The Climate Near The Ground. Ed ke-5. Cambridge : Harvard University Press. Hadipoentyanti, E. M., E. A. Hadad, dan Hermanto. 1994. Peran intensitas radiasi surya dan indeks luas daun terhadap produksi maksimal tanaman. Buletin PERHIMPI. Vol. II. No. 1 dan 2 ; 49 – 52. Handoko. 1993. Radiasi surya. In : Handoko eds, Klimatologi Dasar. Pustaka Jaya. Bogor. Pp : 25 – 36. Hermawan, E. 2005. Analisis Perubahan Komponen Neraca Energi Permukaan, Distribusi Urban Heat Island dan THI Temperature Humidity Index Akibat Perubahan Penutup Lahan Dengan Menggunakan Citra Landsat TMETM + Studi Kasus Bandung Tahun 1991 dan 2001. Skripsi. Departemen Geofisika dan Meteorologi FMIPA IPB, Bogor. Tidak Dipublikasikan. Impron. 1999. Neraca radiasi tanaman. Pelatihan Dosen-dosen Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Bagian Barat dalam Bidang Agrometeorologi. Bogor 1-12 Februari 1999. Bogor. Jensen, J. 2000. Remote Sensing of The Environment : An Earth Resource Perspective. Prentice Hall. New Jersey. Jesen, M. E. 1973. Consumpitive Use of Water and Irrigation Water Requirment. Published by American Society of Civil Engineer 345 East 47th Street. Ney York. June, T. 1993. Ekofisiologi tanaman. Pelatihan Dosen-dosen Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Bagian Timur dalam Bidang Agrometeorologi. Bogor 26 Juli – 7 Agustus 1993. Bogor. Khomarudin, M. Rokhis. 2005. Pendugaan Evapotranspirasi Skala Regional Menggunakan Data Satelit Penginderaan Jauh. Thesis. Sekolah Pasca Sarjana. IPB. Bogor. Tidak Dipublikasikan Kieffer, Lillesand. 1997. Remote Sensing and Image Interpretation. John Wiley Sons Inc. New York. Monteith, J.L. 1972. Solar radiation and productivity in tropical ecosystems. Journal of Applied Ecology. Vol. 9. page 747-766. Peddle, D.R., F.R. Hall, and E.F. LeDrew. 1999. Spectral mixture analysis and geometric-optical reflectance modeling of boreal forest biophysical structure. Remote Sensing of Environment 67: 288- 297. Pierce, L.L. and S.W. Running. 1988. Rapid estimation of coniferous forest leaf area index using a portable integrating radiometer. Ecology 69: 1762-1 767. Risdiyanto, I., Rini, H. 1999. Iklim mikro. Pelatihan Dosen-Dosen Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Bagian Barat dalam Bidang Agroklimatologi. Bogor 1-12 Februari 1999. Bogor. Rosenberg, N.J., B.L. Blad., S.B. Verma. 1983. Microclimate : The Biological Environment. N.Y. Jhon Wiley Son. Ross, J. 1975. Radiative transfer in plant communities. In : J.L. Montheith eds, Vegetation and The Atmosphere. Vol 1. Academic Press. London. pp : 13 – 52. Syukri, M. Nur. 1997. Pendugaan Lengas Tanah dan Indeks Luas Daun Dengan Data Satelit NOAA – AVHRR di Hutan Tropika Basah, Studi Kasus di Muarabungo Jambi. Tesis. Jurusan Geofisika dan Meteorologi FMIPA IPB, Bogor. Tidak Dipublikasikan. Syukri M.Nur. 2004. Neraca Energi dan Air di Kawasan Taman Nasional Lore Lindu Propinsi Sulawesi Tengah. Disertasi. Program Pasca Sarjana IPB, Bogor. Tidak Dipublikasikan. Turner, D., W. Cohen, R. Kennedy, K. Fassnacht, J.Briggs. 1999. Relationships between leaf area index and Landsat TM spectral vegetation indices across three temperate zone sites. Remote Sensing of Environment 70: 52-68. USGS. 2002. Landsat 7 Science Data Users Handbook. http:ltpwww.gsfc.nasa.govIAShandbo okhandbook_htmlschapter111.html. Villalobos, F.J., F. Orgaz, L. Mateos. 1995. Non destruction measurement of leaf in olive olea europaea trees using a gap inversion method. Agric and For. Meteorology 73 : 29-42 Weng, Q. 2001. A remote sensing – GIS evaluation of urban expansion and its impact on surface temperature in the Zhujiang Delta, China. Int. J. Remote Sensing. Vol. 22. No. 10 : 1999-2014. Lampiran 1. Data LAI Hasil Pengukuran Langsung di Lapangan PLOTNAME UMUR VIS-SKY LAI Gnd-Cover Total BA MRAF1 23 0.11 2.63 0.55 34 MRAF2 23 0.12 2.84 0.36 16 MRAF3 23 0.09 3.46 0.56 12 MRAF4 23 0.08 2.61 0.79 15 MRAF5 23 0.10 2.72 0.73 9 MRAF6 23 0.12 2.99 0.68 10 MRAF7 23 0.09 2.95 0.68 16 MRAF8 23 0.13 2.85 0.65 17 MRAF9 28 0.13 2.95 0.63 8 MRAF10 28 0.09 3.65 0.45 12 MRAF11 19 0.11 2.84 0.75 14 MRAF12 19 0.09 3.03 0.86 14 MRAF13 19 0.14 1.91 0.73 19 MRAF14 19 0.13 1.92 0.79 17 MRAF15 40 0.11 2.72 0.65 11 MRAF16 40 0.17 3.06 0.19 11 MRAF17 20 0.21 1.53 0.49 11 MRAF18 20 0.11 3.56 0.50 10 MRAF19 20 0.16 3.32 0.22 17 MRAF20 20 0.22 1.68 0.24 15 MRAF21 17 0.12 2.08 0.74 25 MRAF22 17 0.14 3.15 0.59 24 MRAF23 17 0.16 3.21 0.51 23 MRAF24 18 0.16 1.98 0.50 8 MRAF25 18 0.11 2.67 0.58 9 MRAF26 18 0.20 1.82 0.39 18 MRAF27 18 0.20 1.71 0.37 11 MRAF28 40 0.09 2.99 0.67 9 MRAF29 40 0.08 2.85 0.78 11 MRAF30 40 0.25 1.46 0.34 4 MMON1 17 0.17 2.81 0.57 14 MMON2 17 0.13 3.39 0.57 19 MMON3 17 0.20 2.69 0.52 13 MMON4 20 0.15 1.89 0.67 11 MMON5 20 0.19 1.62 0.57 11 MMON6 20 0.14 2.40 0.45 12 MMON7 20 0.31 2.11 0.31 22 MMON8 20 0.13 2.27 0.62 16 MMON9 20 0.14 2.23 0.58 12 MMON10 20 0.23 1.56 0.35 10 MMON11 19 0.12 2.29 0.68 22 MMON12 19 0.22 1.44 0.55 24 MMON13 19 0.16 3.08 0.54 23 MF1 80 0.03 3.68 0.95 12 MF2 80 0.06 2.81 0.90 22 MF3 80 0.04 3.10 0.92 20 MF4 80 0.032 4.099 0.888 18 Ket : MRAF = Agroforest Karet, MMON = Karet Monokultur, MF = Hutan Alam. Sumber : Djumhaer 2003 L A I L A P A N G A N U N I T L E S S L A I P E N D U G A A N U N IT L E S S 4 . 2 3 . 9 3 . 6 3 . 3 3 . 0 4 . 0 3 . 9 3 . 8 3 . 7 3 . 6 3 . 5 3 . 4 3 . 3 3 . 2 3 . 1 S 0 . 1 2 0 7 4 2 R - S q 9 1 . 0 R - S q a d j 8 6 . 4 L A I H U T A N A L A M K A B . B U N G O T A H U N 2 0 0 2 L A I P E N D U G A A N = 1 . 7 1 5 + 0 . 5 4 0 8 L A I L A P A N G A N L A I L A P A N G A N U N I T L E S S L A I P E N D U G A A N U N IT L E S S 3 . 5 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 3 . 8 3 . 7 3 . 6 3 . 5 3 . 4 3 . 3 3 . 2 3 . 1 3 . 0 2 . 9 S 0 . 1 0 9 9 9 4 R - S q 6 9 . 1 R - S q a d j 6 7 . 9 L A I A G R O F O R E S T K A R E T K A B . B U N G O T A H U N 2 0 0 2 L A I P E N D U G A A N = 2 . 6 1 9 + 0 . 2 5 7 3 L A I L A P A N G A N L A I L A P A N G A N U N I T L E S S L A I P E N D U G A A N U N IT L E S S 3 . 5 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 3 . 6 3 . 5 3 . 4 3 . 3 3 . 2 3 . 1 3 . 0 2 . 9 S 0 . 0 7 5 1 4 7 6 R - S q 8 1 . 7 R - S q a d j 8 0 . 1 L A I P E R K E B U N A N K A R E T M O N O K U L T U R K A B . B U N G O T A H U N 2 0 0 2 L A I P E N D U G A A N = 2 . 6 0 9 + 0 . 2 5 7 9 L A I L A P A N G A N L A I L A P A N G A N U N I T L E S S L A I P E N D U G A A N U N IT L E S S 4 . 0 3 . 5 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 3 . 9 3 . 8 3 . 7 3 . 6 3 . 5 3 . 4 3 . 3 3 . 2 3 . 1 3 . 0 S 0 . 1 0 6 9 2 2 R - S q 7 6 . 0 R - S q a d j 7 5 . 5 L A I L A H A N B E R V E G E T A S I D I K A B . B U N G O T A H U N 2 0 0 2 L A I P E N D U G A A N = 2 . 5 6 2 + 0 . 2 8 1 3 L A I L A P A N G A N Lampiran 2. Korelasi antara LAI penduga dengan LAI Lapangan Sumber : Lillesand dan Kiefer, 1997 No. Kanal Panjang Gelombang m Wilayah Gelombang EM Kegunaan umum 1 0.45 - 0.52 Visible Blue Dirancang untuk penetrasi kedalaman tubuh air, pemetaan perairan pantai, juga berguna untuk pembedaan jenis tanah vegetasi, pemetaan tipe hutan dan untuk identifikasi peninggalan kebudayaan. 2 0.52 - 0.60 Visible Green Mengukur puncak pantulan vegetasi pada spektrum hijau, yang berguna untuk melihat perbedaan vegetasi dan tingkat kesuburan. 3 0.63 - 0.69 Visible Red Mengetahui wilayah serapan klorofil yang berguna untuk pembedaan spesies tanaman. 4 0.76 - 0.90 Near Infrared Berguna dalam identifikasi tipe vegetasi, kekuatan dan kandungan biomassa. 5 1.55 - 1.75 Middle Infrared Mengidentifikasi kelembaban vegetasi dan kelembaban tanah, juga berguna untuk membedakan awan dan salju. 6 10.40- 12.50 Thermal Infrared Untuk kelembaban tanah, ketinggian vegetasi, dan temperatur vegetasi. Untuk deteksi vegetasi dan tanaman yang terkena stress, intensitas panas, aplikasi insektisida dan penempatan aktivitas geotermal. 7 2.08 - 2.35 Far Infrared Berguna untuk membedakan tipe batuan dan mineral, juga peka terhadap vegetasi. 8 0.52 - 0.90 panchromatic Green, Visible Red, Near Infrared Pemetaan dalam wilayah yang luas dan kajian perubahan wilayah perkotaan. No Peluncuran Status 1 23 Juli 1972 sd 6 Jan 1978 RBV gagal dua minggu setelah peluncuran. 2 22 Jan 1975 sd Juli 1983 Diaktifkan kembali 6 Juni 1980 3 5 Maret 1978 sd 30 Sept 1983 Saluran termal gagal 11 Agustus 1978; masalah pada MSS pertengahan 1978; RBV bekerja normal. 4 16 Juli 1982 sd Juni 2001 Pemancar saluran-X gagal 5 Feb 1983; oprasional sistem relay data berhenti 1983; verifikasi akhir sistem proses darat TM Jan 1985 5 1 Maret 1984 Oprasional MMS dan TM 6 5 Oktober 1993 ETM enhanced thematic mapper, gagal jatuh. 7 15 April 1999 ETM enhanced thematic mapper Sumber : www.gsfc.nasa.govIAShandbookhandbook_htmlschapter11chapter11.ht Lampiran 3. Karakteristik dan kegunaan umum masing-masing kanal dari Landsat ETM+. Lampiran 4. Status seri Landsat Lampiran 5. Daftar Istilah Absorbsivitas α Kanopi Proporsi kerapatan fluks radiasi yang diabsorbsi oleh unit indeks luas daun atau kanopi. Albedo Nisbah antara radiasi gelombang pendek yang dipantulkan oleh suatu permukaan dengan radiasi gelombang pendek yang diterima permukaan. Agroforestri Suatu sistem pengelolaan lahan dengan berazaskan kelestarian, yang meningkatkan hal lahan secara keseluruhan, mengkombinasikan produksi tanaman pertanian dan tanaman hutan, dan atau hewan secara bersamaan atau berurutan pada unit lahan yang sama dan menerapkan cara-cara pengelolaan sesuai dengan kebudayaan penduduk setempat. Agroforestri Karet Suatu sistem vegetasi kompleks yang dicirikan oleh pohon karet dalam jumlah besar yang bercampur dengan jenis lainnya dan membentuk suatu struktur yang menyerupai hutan sekunder. Allometri Teknik pendugaan LAI yang didasarkan pada pengambilan parameter pertumbuhan tanaman, seperti tinggi dan diameter pohon. Black Body Benda hipotesis yang menyerap semua radiasi yang datang padanya. Citra Istilah yang digunakan untuk tiap tampilan piktorial data gambar. Digital Number DN Nilai digital yang menggambarkan suatu tingkat kecerahan objek dalam data satelit. Emisivitas Rasio total energi radian yang diemisikan suatu benda per unit waktu per unit luas pada suatu permukaan tertentu dengan panjang gelombang tertentu pada temperatur benda hitam pada kondisi yang sama. Ground Control Point Suatu proses penentuan titik ikat dari sebuah image terkoreksi dalam proses koreksi geometrik supaya suatu citra yang belum terkoreksi memiliki referensi geografis yang sesuai dengan koordinat di permukaan bumi. Hemiphot Atau hemispherical photography merupakan alat yang digunakan untuk menghitung LAI dengan memotret bukaan tajuk melalui fisheye kamera. Hukum Kirchhoff Dalam ilmu perpindahan panas menyatakan bahwa untuk setiap permukaan, harga angka penyerapannya absorbsi sama dengan angka emisi pada suhu dan panjang gelombang yang sama. Hukum Beer-Lambert Mengukur perbedaan nilai intensitas radiasi pada dua ketinggian yang berbeda, sekaligus menunjukan kemampuan penetrasi di dalam tajuk tumbuhan yang merupakan sebuah fungsi ketinggian tajuk yang dinyatakan dalam akumulasi indeks luas daun. Mengasumsikan bahwa tajuk tumbuhan adalah homogen, semua radiasi yang datang langsung mengenai permukaan daun, langit dalam kondisi isotropik, dan nilai koefisien penyirnaan k adalah konstan. Image Processing Suatu prosedur dalam pengolahan sebuah citra. Image Enhanchment Suatu teknik penajaman citra yang dilakukan agar suatu objek pada citra terlihat lebih tajamkontras. Lanjutan Lampiran 5. Daftar Istilah Indeks vegetasi Merupakan transformasi data penginderaan jauh yang dirancang untuk mempertajam variasi kerapatan vegetasi hijau presentasi liputan, biomassa, leaf area index atau penutupan oleh kanopi dengan mengurangi sumber-sumber variasi spektral lain, yaitu ; jenis tanah, kelembaban tanah. Irradiance Jumlah energi yang diterima oleh suatu objek persatuan luas. Kanal BandChannel Informasi yang diterima oleh sensor berupa spektra gelombang elektromagnetik dan spektra elektromagnetik ini ditransmisikan ke bumi melalui suatu saluran yang disebut sebagai channel. Klasifikasi Unsupervised Sistem pengklasifikasian terkomputerisasi, dimana pada prosesnya banyak menggunakan algoritma yang mengkaji sejumlah besar pixel dan membaginya kedalam sejumlah kelas berdasarkan pengelompokan nilai DN Digital Number pada citra. Koefesien pemadaman k Menggambarkan besar kemampuan tajuk dalam mengintersepsi radiasi yang melewati tajuk tanaman dari puncak tajuk menuju permukaan tanah. Konduktivitas Thermal Kemampuan fisik suatu benda untuk menghantarkan panas dengan pergerakan molekul. Koreksi Atmosferik Suatu prosedur Image Processing untuk mengurangi efek hamburan cahaya di atmosfer pada sebuah citra satelit. Koreksi Geometrik Suatu prosedur Image Processing untuk mengkoreksi distorsi spasial dan letak geografis pada sebuah citra satelit. LAI Atau Leaf Area Index adalah nisbah antara luas daun dengan luas lahan tegakan yang diproyeksikan tegak lurus terhadap penutupan tajuk. Landsat ETM+ Atau disebut juga Land Satellite Enhanced Tematic Mapper meupakan wahana satelit atau inderaja yang digunakan untuk pengumpulan data atau informasi sumber daya alam permukaan bumi. NDVI Atau Normalized Difference Vegetation Index merupakan salah satu bentuk persamaan matematis untuk mendapatkan nilai indeks vegetasi yang digunakan dalam mengidentifikasi permukaan bervegetasi dengan memanfatkan kanal radiasi tampak dengan infra merah. Neraca energi Kesetimbangan antara masukan energi dari matahari dengan kehilangan energi oleh permukaan setelah melalui proses-proses yang kompleks. Path Sistem lokasi secara horizontal di permukaan bumi untuk suatu cakupan citra Landsat TMETM+. Pixel Kontraksi sebuah image, merupakan ukuran minimum objek yang dapat dikenal di permukaan bumi. Radiasi Surya Gelombang elektromagnetik yang dibangkitkan dari proses fusi nuklir yang mengubah hidrogen menjadi helium. Radiasi Isotropic Radiasi yang tidak tergantung pada sifat lengkung permukaan bumi sebagai fungsi dari nilai irradians yang terbebas dari besaran arah. Lanjutan Lampiran 5. Daftar Istilah Radiasi Netto Jumlah energi bersih yang diterima oleh suatu permukaan dikurangi dengan energi yang dikeluarkan oleh suatu permukaan. Refleksivitas ρ Kanopi Proporsi kerapatan fluks radiasi matahari yang direfleksikan oleh unit indeks luas daun atau kanopi. Row Sistem lokasi secara horizontal di permukaan bumi untuk suatu cakupan citra Landsat TMETM+. Spectral Radiance Jumlah energi yang dipancarkan atau dipantulkan oleh suatu objek persatuan luas dan panjang gelombang tertentu. Suhu Kecerahan Suatu gambaran energi permukaan yang dihitung dari tingkat kecerahan permukaan. Suhu Permukaan Suhu bagian terluar dari suatu objek di permukaan bumi. Supervised classification Teknik klasifikasi yang memerlukan pengetahuan, wawasan dan pengalaman dalam Training area yang terdiri dari sample-sample yang diketahui oleh interpreter sebagai acuan dalam proses klasifikasi. Transmisivitas kanopi Proporsi kerapatan fluks radiasi yang ditransmisikan oleh unit indeks luas daun. Visibel Suatu kanal dalam satelit penginderaan jauh yang memiliki panjang gelombang lebih besar dari 0.3-0.7 m μ . Lampiran 6. Analisis sumber kesalahan Sumber Kesalahan Landsat Receiver • Receiver clock • Antenna • Noise Data Citra Landsat ETM+ Pengolahan Data • Import tipe data Landsat dengan menggunakan software Ermapper ASCII, unsigned Integer and signed Integer type. • Proses koreksi atmosferik. • Proyeksi peta dan transformasi datum. • Persamaan empiris yang digunakan dalam ekstraksi nilai. • Penggunaan beberapa asumsi dasar. • Overlay antara peta klasifikasi penutup lahan dengan beberapa parameter hasil ekstraksi. • Validasi dengan data observasi di lapangan. Peta Klasifikasi Penutup Lahan • Perlu dilakukan ground chek untuk memastikan penutupan lahan yang sebenarnya ke lapangan. Lampiran 7. Daftar simbol dan singkatan Rn = Radiasi Netto Wm -2 H = Fluks Pemanasan Udara Wm -2 P = Fluks Radiasi Untuk Proses Fotosintesis Wm -2 G = Fluks Pemanasan Permukaan Wm -2 E = Fluks Pemanasan untuk Penguapan Wm -2 ↓ s R = Radiasi Gelombang Pendek Yang Datang Wm -2 ↑ s R = Radiasi Gelombang Pendek Yang dipantulkan Wm -2 ↓ L R = Radiasi Gelombang Panjang Yang Datang Wm -2 ↑ L R = Radiasi Gelombang Panjang Yang dipancarkan Wm -2 T s = Suhu Permukaan o C L = Spektral Radiance Wm -2 sr -1 µm -1 Gain = Slope persamaan Offset = Intercept Persamaan QCAL = Nilai Digital Number Setiap Kanal LMIN = Nilai Minimum Spectral Radiance LMAX = Nilai Maximum Spectral Radiance QCALMIN = Minimum Pixel Value 1 LPGS Products NLAPS Products QCALMAX = Maximum Pixel Value K 1 = Konstanta Kalibrasi 1 Landsat ETM+ 666.09 Wm -2 sr -1 µm -1 K 2 = Konstanta Kalibrasi 2 Landsat ETM+ 1260.56 K α = Unitless Planetary Reflectance Albedo d = Jarak Astronomi bumi-matahari dalam satuan astronomi ESUN = Rata-Rata Nilai Solar Spectral Irradiance Wm -2 µm -1 θ = Sudut Zenith Matahari dalam Radians Ketika Citra Terekam π = 3.14 = Tetapan Stefan-Boltzman 5.67 x 10 -8 Wm -2 K -4 ε = Emisivitas Permukaan Bernilai Satu Untuk Benda Hitam Black Body Radiation, Sedangkan Untuk Benda-Benda Alam Sekitar 0.9 – 1 ρ = Refleksivitas Unitless = Transmisivitas Unitless ά = Absorbsivitas Unitless I ε = Besarnya Energi Radiasi Matahari Yang diemisikan Wm -2 I = Besarnya Energi Radiasi Matahari Yang ditransmisikan Wm -2 I = Radiasi Pada Lapisan Dengan Ketinggian Tertentu Dalam Kanopi Wm -2 I o = Radiasi Dipermukaan Kanopi Wm -2 K = Koefisien Pemadaman Unitless Lampiran 8. Peta Administrasi Kabupaten Bungo, Provinsi Jambi METODE NERACA ENERGI UNTUK PERHITUNGAN LEAF AREA INDEX LAI DI LAHAN BERVEGETASI MENGGUNAKAN DATA CITRA SATELIT RUDI SETIAWAN DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006 RINGKASAN RUDI SETIAWAN. Metode Neraca Energi Untuk Perhitungan Leaf Area Index LAI di Lahan Bervegetasi Menggunakan Data Citra Satelit. Dibimbing oleh IDUNG RISDIYANTO Tujuan pertama dari penelitian ini yaitu menyusun metode perhitungan refleksi, absorbsi, dan transmisi radiasi pada permukaan lahan bervegetasi menggunakan citra satelit Landsat ETM+. Tujuan yang kedua adalah menyusun metode perhitungan LAI dengan pendekatan neraca energi dari data citra satelit Landsat ETM+. Langkah pertama yang dilakukan adalah penentuan daerah studi penelitian, pemrosesan awal citra satelit yang meliputi : import data citra, koreksi radiometrik, image enhachment dan klasifikasi penutup lahan. Selanjutnya dilakukan ekstraksi dari band 6 untuk mendapatkan informasi nilai suhu permukaan. Sedangkan informasi nilai albedo dan energi radiasi gelombang pendek diekstraksi dari band 1, 2, dan 3. Langkah kedua yang dilakukan adalah mengekstraksi dan menganalisis lebih lanjut untuk menentukan nilai salah satu komponen neraca energi yaitu Rn dan nilai sifat optikal kanopi refleksivitas, absorbsivitas, dan transmisivitas. Nilai komponen neraca energi dan nilai sifat optikal kanopi yang telah didapatkan kemudian diekstraksi untuk mendapatkan nilai LAI melalui persamaan hukum Beer-Lambert Hasil penelitian menunjukkan adanya hubungan searah antara suhu permukaan dengan albedo. Kedua komponen tersebut memiliki hubungan yang berlawanan arah dengan nilai radiasi netto. Semakin besar nilai suhu permukaan dan albedo suatu penutup lahan membuat semakin kecil radiasi netto yang dimiliki oleh penutup lahan tersebut. Dengan menggunakan pendekatan empiris, maka dapat diperoleh nilai energi radiasi surya yang direfleksikan sebesar 43 Wm -2 hutan alam, 44 Wm -2 agroforest karet, dan 45 Wm -2 perkebunan karet monokultur. Nilai energi radiasi surya yang diemisikan equivalen dengan radiasi surya yang diabsorbsikan sebesar 767 Wm -2 hutan alam, 764 Wm -2 agroforest karet, dan 761 Wm -2 perkebunan karet monokultur. Selain itu dari pendekatan mekanistik diperoleh besarnya energi surya yang ditransmisikan oleh kanopi hutan alam 40 Wm -2 , kanopi agroforest karet 42 Wm 2 dan perkebunan karet monokultur 44 Wm -2 . Hasil penelitian yang dapat diperoleh dari menduga besarnya nilai LAI untuk lahan bervegetasi menggunakan metode neraca energi dan persamaan hukum Beer-Lambert adalah diperolehnya pendugaan nilai mean LAI hutan alam sebesar 3.39 dengan nilai kisaran selang 3.19 - 3.84 dan R 2 hasil validasi dengan LAI lapangan sebesar 0.91. Nilai mean LAI pendugaan untuk agroforest karet sebesar 3.35 dengan selang 3.13 – 3.74 dan nilai R 2 hasil validasi sebesar 0.69, sedangkan nilai mean LAI untuk perkebunan karet monokultur sebesar 3.30 dengan selang 3.07 – 3.61 dan nilai R 2 hasil validasi sebesar 0.82. Dengan hasil luaran yang cukup baik, metode pendugaan LAI tersebut dapat digunakan untuk penutup lahan bervegetasi. Kata Kunci : LAI, Neraca Energi, Hukum Beer – Lambert, Penginderaan Jauh METODE NERACA ENERGI UNTUK PERHITUNGAN LEAF AREA INDEX LAI DI LAHAN BERVEGETASI MENGGUNAKAN DATA CITRA SATELIT RUDI SETIAWAN Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Geofisika Dan Meteorologi DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006 Judul : Metode Neraca Energi Untuk Perhitungan Leaf Area Index LAI Di Lahan Bervegetasi Menggunakan Data Citra Satelit Nama : RUDI SETIAWAN NRP : G24102035 Menyetujui, Pembimbing Idung Risdiyanto, S.Si, M.Sc IT. NIP. 132206238 Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS. NIP. 131473999 Tanggal Disetujui : Allah tidak menjanjikan hari-hari tanpa sakit, tertawa tanpa kesedihan, matahari tanpa hujan, tetapi Dia menjanjikan kekuatan untuk hari itu, kebahagiaan untuk air mata, dan terang dalam perjalanan. Ketika kau kecewa karena tidak memperoleh apa yang engkau kehendaki, terimalah dan bergembiralah, karena Allah sedang mempersiapkan sesuatu yang lebih baik untuk dirimu. Ada sesuatu maksud untuk setiap kejadian dalam kehidupan, mengajarimu bagaimana lebih seringkali tertawa atau tidak terlalu keras menangis. Ku persembahkan karya kecilku ini untuk orang-orang yang menyelimuti dan menghangatkan qalbuku ini Ayah Ibu, Kakak-kakak ku, dan Reyna Listiani Terimkasih atas segala nya RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 16 Desember 1983 dari Ayah bernama Sayogya dan Ibu Suparmi. Penulis merupakan putra kelima dari lima bersaudara. Tahun 2002 penulis lulus dari SMUN 29 Jakarta dan pada tahun yang sama juga lulus seleksi penerimaan mahasiswa baru SPMB pada Program Studi Meteorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Selama perkuliahan, penulis ikut berperan aktif dalam organisasi kemahasiswaan yang diantaranya pernah bergabung dengan IAS3, FORSA-IPB, KOPMA-IPB dan pernah menjabat sebagai ketua umum HIMAGRETO Himpunan Mahasiswa Agrometeorologi pada periode 2004- 2005. Penulis pernah melaksanakan Praktik Lapang di Divisi Perencanaan dan Pengembangan Kualitas Jaringan, PT. TELKOM Jakarta Selatan pada bulan Juni – Agustus 2005. Pada tahun ajaran 20052006 penulis menjadi asisten mata kuliah Pengantar Sistem Informasi Geografi untuk program Sarjana di Departemen Tanah dan Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB.

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Kapasitas tanaman dalam mengintersepsi radiasi matahari ditentukan oleh indeks luas daun leaf area index atau LAI, yaitu luas helai daun per satuan luas permukaan tanah. Semakin besar LAI maka semakin besar pula radiasi surya yang dapat diintersepsi untuk dimanfaatkan oleh tumbuhan. Pengukuran LAI secara konvensional didasarkan pada nisbah antara luas daun dengan luas bidang tegakan yang diproyeksikan tegak lurus terhadap penutupan tajuk. Cara tersebut mudah dilakukan untuk komunitas tanaman pertanian, tetapi akan membutuhkan waktu, biaya, dan tenaga yang cukup besar bila diaplikasikan pada kawasan hutan ataupun perkebunan. Untuk mengatasi kesulitan tersebut, perhitungan LAI dapat dilakuan secara spasial dengan teknik penginderaan jauh. Estimasi nilai LAI dengan penginderaan jauh diduga dengan respon spektral dari sensor Curran et al, 1992 ; Peddle et al, 1999. Hasil estimasi tersebut dibandingkan dengan nilai LAI observasi hasil pengukuran dengan alat LAI-2000 plant canopy analyzer PCA, sunfleck ceptometer, ataupun dengan hemispherical photography. Prinsip kerja alat tersebut didasarkan pada hukum Beer-Lambert. Estimasi nilai LAI juga didukung oleh pendekatan normalized difference vegetation index NDVI. Sebagian besar pendugaan LAI dengan pendekatan NDVI dilakukan untuk jenis tanaman semi-arid dan tanaman pertanian yang memiliki penutupan kanopi kurang dari 100. Namun pendekatan NDVI kurang sensitif dalam menduga nilai LAI pada lahan bervegetasi yang memiliki kondisi penutupan kanopi yang berbeda-beda Chen, 1999; Turner et al, 1999. Dalam penelitian ini, perhitungan LAI dilakukan dengan menggunakan metode neraca energi yang diestimasi dari citra satelit Landsat ETM+ dan pendekatan hukum Beer-Lambert. Untuk menguji keakuratan nilai LAI dengan metode tersebut, maka dilakukan pengujian pada tiga ekosistem yang berbeda, yaitu; hutan alam, agroforest karet, dan perkebunan karet monokultur yang terdapat di Kabupaten Bungo, Provinsi Jambi. Hasil akhir LAI akan divalidasi dengan data LAI hasil pengukuran langsung di lapang data LAI observasi.

1.2. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah :

1. Menyusun metode perhitungan refleksi, absorbsi, dan transmisi radiasi pada permukaan lahan bervegetasi menggunakan citra satelit Landsat ETM+. 2. Menyusun metode perhitungan LAI dengan pendekatan neraca energi dari data citra satelit Landsat ETM+.

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Radiasi Surya dan Radiasi Permukaan

Menurut Handoko 1993, permukaan matahari dengan suhu sekitar 6000 K akan memancarkan radiasi sebesar 73, 5 juta Wm -2 . Radiasi yang sampai di puncak atmosfer rata- rata 1360 Wm -2 , hanya sekitar 50 yang diserap oleh permukaan bumi, 20 diserap oleh air dan partikel-partikel atmosfer, sedangkan 30 dipantulkan oleh permukaan bumi, awan dan atmosfer. Matahari dapat memancarkan radiasi gelombang pendek sedangkan benda di alam yang mempunyai suhu permukaan lebih besar dari 0 Kelvin atau -273 o C dapat memancarkan radiasi gelombang panjang yang nilainya berbanding lurus dengan pangkat empat suhu permukaan benda tersebut Hukum Stefan-Bolzman. Sebagian dari radiasi matahari akan diserap dan akan dipancarkan lagi dengan gelombang panjang. Hal tersebut menyebabkan adanya neraca energi. Neraca energi merupakan kesetimbangan antara masukan energi dari matahari dengan kehilangan energi oleh permukaan setelah melalui proses-proses yang kompleks Risdiyanto Rini, 1999. Konsep dari neraca energi adalah jumlah energi yang mengalir antara benda-benda di permukaan, sedangkan selisih antara masukan input dan keluaran output pada sistem tersebut merupakan energi yang digunakan atau tersimpan. Neraca energi penting dipelajari karena dapat digunakan sebagai penciri kondisi iklim lokal suatu lokasi yang memberikan informasi nilai masing- masing komponen radiasi yang terkonversi menjadi fluks pemanasan laten, fluks

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang