Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai dengan bulan Oktober tahun
2012, bertempat
di Laboratorium
Meteorologi dan Pencemaran Atmosfer, Departemen Geofisika dan Meteorologi IPB.
3.2 Data dan Peralatan
Alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu berupa seperangkat komputer dengan
perangkat lunak pengolah data satelit ENVI dan ER Mapper, pengolah sistem informasi
geografis Arc GIS, pengolah data statistik Minitab dan Ms Excel, serta dokumentasi
Ms Word.
Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data citra MODIS yang mencakup
seluruh wilayah Bogor kota dan kabupaten, data Digital Elevation Model DEM untuk
mengetahui ketinggian wilayah Bogor, data observasi meteorologi berupa data suhu
udara, dan peta tata ruang wilayah Bogor yang mencakup data spasial penggunaan
lahan.
Pada penelitian ini, data citra MODIS yang digunakan sebanyak 24 akuisisi yaitu
pada tahun 2000 hingga tahun 2011 pada waktu siang dan malam hari di setiap
tahunnya. 3.3
Metode Penelitian 3.3.1
Pemilihan Data Citra Satelit
Pemilihan data sangat penting untuk memberi batasan sebelum mengolah data
citra satelit untuk lebih lanjut. Batasan yang dipakai dalam pemilihan data antara lain
temporal selection dan spatial selection. Temporal selection atau pemilihan data
secara temporal yang digunakan yaitu dua data citra satelit 1 siang dan 1 malam di
bulan Juli pada tahun 2000 hingga tahun 2011. Spatial selection atau pemilihan data
secara spasial yang digunakan yaitu data citra satelit yang mencakup wilayah Bogor dengan
syarat memiliki tingkat keawanan yang menunjukkan langit cerah tanpa awan atau
hampir tidak ada awan.
Data citra satelit dapat dipilih dan diunduh
melalui alamat
situs: http:ladsweb.nascom.nasa.gov. Data yang
dipilih adalah data satelit Terra MODIS Level 1B. Kanal yang digunakan yaitu kanal
31 dan kanal 32.
3.3.2 Proses Pengolahan Data Citra
Satelit
Proses awal pengolahan data citra satelit dilakukan untuk mendapatkan data dengan
informasi yang sesuai. Proses awal ini mencakup kesesuaian posisi koordinat hingga
pembenaran informasi pada setiap piksel. Tahap-tahap yang dilakukan antara lain:
1 Georeferensi MODIS dengan Koreksi
Bow-tie Georeferensi adalah proses memasukan
citra ke dalam sistem koordinat tertentu. Proses georeferensi disebut juga proses
registrasi citra. Cara yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan mengekspor
ground check point GCP atau titik ikat yang menggunakan
perangkat lunak
ENVI. Penentuan sistem koordinat dilakukan dengan
memilih sistem proyeksi dan datum yang akan
digunakan. Pada
penelitian ini
digunakan sistem proyeksi UTM dan datum WGS-84. Koreksi bow-tie dilakukan dengan
menggunakan perangkat lunak ENVI yang berfungsi
untuk menghilangkan
efek duplikasi data pada citra di baris-baris
tertentu.
2 Pemotongan
Cropping Wilayah
Bogor Data citra satelit dalam satu subset
memiliki ukuran spasial yang luas, sehingga memiliki ukuran file yang sangat besar.
Pemotongan cropping data citra diperlukan agar data citra yang dianalisis lebih lanjut
memiliki batasan spasial dengan ukuran file yang lebih kecil. Batasan spasial yang dipakai
pada penelitian ini yaitu wilayah Bogor dan sekitar. Data citra satelit dipotong dengan
data vektor wilayah bogor. Data vektor dapat dibuat dengan menggunakan perangkat lunak
ER Mapper dengan menggunakan peta tata ruang wilayah bogor sebagai peta acuan.
3.3.3 Suhu Permukaan
Suhu permukaan diturunkan dari nilai radiansi atau energi yang diterima bumi per
satuan luas berdasarkan persamaan Planck Lim 2001. Planck dalam persamaannya
menggunakan brigthness temperature yang dapat dianggap sebagai suhu permukaan dari
suatu objek. Hukum Planck digunakan untuk menurunkan suhu permukaan karena hukum
tersebut dapat menghitung intensitas radiasi yang
dipancarkan oleh
suatu objek
permukaan. Intensitas radiasi berkaitan dengan panas
objek di bumi dan besarnya panas dapat ditunjukkan dengan suhu permukaan. Suhu
permukaan dapat diekstraksi melalui kanal pada sensor satelit. Kanal yang digunakan
pada citra MODIS yaitu kanal 31 dan kanal 32 dengan masing-masing nilai tengah
panjang gelombang yaitu 11.03 µm dan 12.02µm. Adapun persamaannya yaitu:
dimana, Tb
: suhu kecerahan K C1
: konstanta radiasi pertama 1.1911 x 10
8
W M
-2
sr
-1
µm
-1 -4
C2 : konstanta radiasi kedua
1.439 x 10
-4
K µm Lλi : nilai radiansi kanal ke-i
Wm
-2
µm
-1
sr
-1
λi : nilai tengah panjang gelombang
kanal ke-i µm Ekstraksi
dari kedua
kanal dapat
mempresentasikan masing-masing gambaran suhu permukaan, walaupun memiliki selisih
nilai. Suhu permukaan akhir didapat dari nilai rata-rata kedua suhu kecerahan pada kanal 31
dan kanal 32.
dimana, Ts
: suhu permukaan K Tb
31
: suhu kecerahan kanal 31 K Tb
32
: suhu kecerahan kanal 32 K 3.3.4
Urban Heat Island
Besarnya intensitas urban heat island pada suatu daerah merupakan perbandingan
besar antara suhu yang berada di wilayah urban dengan suhu yang berada di wilayah
suburban. UHI dapat dilihat secara spasial melalui citra satelit dengan menggunakan
pendekatan
suhu permukaan.
Dengan menggunakan pendekatan suhu permukaan
dapat digunakan persamaan sebagai berikut: SUHI = Ts
urban
– Ts
suburban
……… 9 dimana,
SUHI : intensitas surface urban heat
island Ts
urban
: suhu permukaan di wilayah
urban Ts
suburban
: suhu permukaan di wilayah
suburban
Gambar 9 Diagram alir metodologi penelitian
Wilayah bogor secara umum dibagi menjadi dua bagian: wilayah urban berada di
Kota Bogor dan wilayah suburban berada di Kabupaten Bogor. Nilai suhu permukaan
Ts diambil dari hasil ekstraksi suhu permukaan pada citra satelit. Pada citra satelit
memiliki informasi nilai suhu permukaan yang didapat dari karakteristik spasial pada
setiap piksel. Hal ini dapat dijadikan acuan dalam mengidentifikasi intensitas UHI.
3.3.5 Digital
Elevation Model
dan Klasifikasi Lahan Wilayah Bogor
Suhu udara pada suatu wilayah memiliki hubungan erat dengan kondisi topografi dan
ketinggian wilayah tersebut. Oleh karena itu penelitian ini membutuhkan sebuah data
topografi dan ketinggian wilayah Bogor. Data topografi dan ketinggian sebuah daerah dapat
dimodelkan dengan menggunakan data DEM Digital Elevation Model. Data DEM dapat
diolah dengan menggunakan perangkat lunak ArcGIS. Data ini disesuaikan dengan peta
tata ruang wilayah Bogor dan hasil pengolahan
data citra
satelit untuk
menghasilkan analisis distribusi spasial dan temporal UHI di wilayah Bogor.
Pada penelitian ini, proses klasifikasi penutupan lahan di Bogor melalui interpretasi
data landuse wilayah Jawa Barat pada tahun 2002 yang telah dipotong. Klasifikasi lahan
dilakukan dengan menggunakan klasifikasi tak terbimbing Unsupervised Classification.
Klasifikasi tak terbimbing dimulai dari mengklasifikasikan dari kelas-kelas atau
wilayah-wilayah yang kita spesifikasikan atau dari jumlah nominal kelas yang dijadikan
pembeda antara masing-masing penutupan lahan. Klasifikasi tak terbimbing secara
sendiri akan mengategorikan semua piksel menjadi kelas-kelas dengan menampakan
spektral atau karakteristik spektal yang sama. Di
wilayah Bogor,
penutupan lahan
dibedakan menjadi sembilan bagian, yaitu air tawar, belukarsemak, gedungpemukiman,
hutan, kebunperkebunan,
rumputtanah kosong, sawah irigasi, sawah tadah hujan,
dan tegalanladang.
3.4 Asumsi Dasar Penelitian
