2
RTH sebagai sarana olahraga bagi kepentingan perumahan,
RTH untuk kepentingan flora dan fauna seperti kebun binatang ,
RTH untuk halaman maupun bangunan rumah dan bangunan
Menurut Wardhani 2006, ruang terbuka hijau sangat efektif dalam mengurangi
climatological heat effect pada lokasi pemusatan bangunan tinggi yang berakibat
pada timbulnya anomali pergerakan zat pencemar udara yang berdampak destruktif
baik terhadap fisik bangunan maupun makhluk hidup.
2.2. Citra Satelit Landsat
Menurut Kieffer Lillesand 1997, Penginderaan jauh inderaja secara umum
didefinisikan sebagai suatu cara untuk memperoleh informasi dari objek tanpa
mengadakan kontak fisik dengan objek tersebut, sedangkan secara khusus adalah
usaha untuk
mendeteksi gelombang
elektromagnetik baik yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek.
Menurut fungsinya satelit inderaja dibedakan menjadi satelit sumber daya alam
dan satelit lingkungan-cuaca. Satelit yang termasuk sumber alam diantaranya adalah
SPOT dan LANDSAT, sedangkan satelit lingkungan dan cuaca diantaranya METEOR
dan COSMOS USSER, TIROS-N dan NOAA-N USA.
The United States Geological Survey USGS
2002, menyebutkan
bahwa pemantauan sumber daya yang ada di bumi
dapat dilakukan dengan menggunakan
Satelit Landsat 5 yang diluncurkan pada tanggal 1 maret 1984. Satelit ini mengorbit
pada ketinggian orbit pada 705 km, sun synchronous, dan memetakan bumi dengan
siklus pengulangan 16 hari sekali pada pukul 10.00 waktu setempat.
. Sistem Landsat-5 dirancang untuk
bekerja 7 kanal atau kanal energi pantulan kanal 1, 2, 3, 4, 5, 7 dan satu kanal energi
emisi kanal 6. Sensor ETM+ bekerja pada tiga resolusi, yaitu :
• Kanal spektral yaitu kanal 1 hingga
kanal 5 dan kanal 7 untuk resolusi 30 meter
• Kanal 6 bekerja dengan resolusi 120
meter. Tabel 1 Fungsi dan panjang gelombang tiap kanal dalam satelit Landsat ETM+ Lillesan dan
Kiefer, 1997 Kanal
Panjang Gelombangµ m
Warna Spektral Kegunaan
1 0.45 - 0.52
Biru Tembus terhadap tubuh air, dapat untuk pemetaan air,
pantai, pemetaan tanah, pemetaan tumbuhan, pemetaan kehutanan dan mengidentifikasi budidaya manusia.
2 0.52 - 0.60
Hijau Untuk pengukuran nilai pantul hijau pucuk tumbuhan
dan penafsiran aktifitasnya, juga untuk pengamatan kenampakan budidaya manusia.
3 0.63 - 0.69
Merah Dibuat untuk melihat daerah yang menyerap klorofil,
yang dapat digunakan untuk membantu dalam pemisahan spesies tanaman juga untuk pengamatan
budidaya manusia.
4 0.76 - 0.90
Infra merah dekat
Untuk membedakan jenis tumbuhan aktifitas dan kandungan biomassa untuk membatasi tubuh air dan
pemisahan kelembaban tanah 5
1.55 - 1.75 Infra merah
sedang Menunjukkan kandungan kelembaban tumbuhan dan
kelembaban tanah, juga untuk membedakan salju dan awan.
6 10.4 - 12.5
Infra Merah Termal
Untuk menganalisis tegakan tumbuhan, pemisahan kelembaban tanah dan pemetaan panas.
7 2.08 - 2.35
Infra merah sedang
Berguna untuk pengenalan terhadap mineral dan jenis batuan, juga sensitif terhadap kelembaban tumbuhan.
3
Dalam menganalisis suhu permukaan, maka kanal yang digunakan adalah kanal 6
yang merupakan satu- satunya kanal yang memilki sensor terhadap thermal IR pada
sistem penginderaan
jauh. Panjang
gelombang yang ditangkap oleh kanal tersebut adalah 10.4-12.5 µm, di mana
secara umum memiliki fungsi untuk mencari
lokasi kegiatan
geothermal, mengukur
tingkat stress
tanaman,
kebakaran, dan kelembaban tanah. 2.3. Pengertian dan komponen neraca
energi Radiasi netto Rn
Permukaan matahari dengan suhu sekitar 6000 Kelvin akan memancarkan
radiasi sebesar 73,5 juta Wm
-2
. Radiasi yang sampai di puncak atmosfer rata-rata
1360 Wm
-2
, hanya sekita 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 dipancarkan lagi dalam bentuk gelombang panjang.
Selisih antara gelombang pendek netto dan gelombang panjang yang datang ke
permukaan dengan gelombang pendek dan gelombang panjang yang hilang disebut
radiasi netto yang dirumuskan sebagai berikut:
R
n
= R
s
↓+R
s
↑+R
l
↑+R
l
↓ ……1 dengan R
s
↓ adalah radiasi gelombang pendek yang datang,
Rs↑ adalah radiasi gelombang pendek yang dipantulkan, R
l
↑ radiasi gelombang penjang yang dipantulkan
dan R
l
↓ adalah radiasi gelombang penjang yang
datang. Sebagian
dari radiasi
gelombang pendek dipantulkan dan diserap atau diteruskan. Seberapa besar energi
pantulannya tergantung pada albedo α permukaanya.
Gambar 1 Ilustrasi komponen-komponen neraca
energy. Sumber
: Langensiepen 2003.
Berdasarkan pemanfaatan radiasi netto sebagaimana Gambar 1, radiasi netto dapat
pula dirumuskan sebagai R
n
= H+G+λE+S……2 dimana H adalah sensible heat flux, G
adalah soil heat flux, λE adalah latent heat
flux, S adalah storage.
Samson dan Lemeur 2001 dalam tulisannya menyebutkan bahwa radiasi netto
yang diterima oleh obyek di muka bumi akan digunakan untuk proses-proses fisis
dan biologis yang dirumuskan ke dalam persamaan berikut :
R
n
= S
a
+S
g
+S
w
+S
v
+S
p ……….
3 di mana R
n
merupakan radiasi netto, S
a
adalah sensible heat flux yang seringkali dilambangkan dengan H, S
g
adalah soil heat flux yang sering dilambangkan dengan G, S
w
adalah latent heat flux yang sering dilambangkan dengan λE, S
v
adalah bimass heat storage dan S
p
adalah photosynthesis heat storage. Keseluruhan pemanfaatan
radiasi netto tersebut dinyatakan dalam satuan Wm
-2
. Berbeda dengan Samson dan Lemeur
2001, Mayers dan Hollinger 2003 dalam tulisannya menjelaskan bahwa G berbeda
dengan S
g.
Menurut Mayers dan Hollinger 2003, S
g
merupakan ground heat storage di atas soil heat flux plate G.
Mayers dan Hollinger 2003 juga menyebutkan bahwa terdapat komponen
pemanfaatan radiasi netto untuk pemanasan kandungan air S
c
. Dengan demikian, persamaan radiasi netto menurut Mayers dan
Hollinger 2003 adalah : R
n
= H+G+λE+S
v
+S
p
+S
c……….
4 Proses-proses
pemanfaatan radiasi
netto ke
dalam berbagai
komponen- komponen di atas akab berinteraksi dengan
berbagai obyek di permukaan, termasuk interaksinya terhadap tumbuhan. Pengaruh
interaksi radiasi terhadap tumbuhan dibagi menjadi tiga bagian Ross, 1975 dalam
Impron 1999 :
4
Pengaruh thermal radiasi hampir 70
diserap oleh tanaman dan diubah sebagai lengas dan energi untuk
respirasi, serta untuk pertukaran panas dengan lingkungannya.
Pengaruh fotosintesis karena hampir
28 dari energi yang ada diserap untuk fotosintesis dan disimpan dalam bentuk
energi kimia
Pengaruh fotomorfogenetik
yaitu sebagai regulator dan pengendali proses
pertumbuhan dan
perkembangan tanaman.
Sensible Heat Flux H
Sensible Heat Flux H atau yang dikenal dengan lengas terasa atau fluks
pemanasan udara merupakan energi yang digunakan untuk memindahkan panas dari
permukaan ke udara Maharani, 2005. Fluks
lengas terasa
pada umumnya
berlangsung secara konveksi di mana panas dipindahkan bersama-sama dengan fluida
yang bergerak. Proses tersebut dirumuskan kedalam persamaan berikut :
……..5 di mana H adalah fluks pemanasan udara
Wm
-2
, ρ adalah kerapatan udara kering Kgm
-3
, C
p
adalah panas jenis udara pada tekanan tetap JKg
-1
K
-1
, T
s
adalah suhu permukaan
o
C, T
a
adalah suhu udara
o
C dan
Γ
a
adalah tahanan
aerodinamik. Berdasarkan persamaan 5 diatas, diketahui
bahwa semakin besar perbedaan antara suhu permukaan dengan suhu udara diatasnya
dengan tahanan aerodinamik yang kecil, maka jumlah energi akan menjadi besar.
Proses pemanasan udara melalui konveksi lebih efektif dibandingkan dengan konduksi
atau radiasi. Oleh karena itu, proses pemanasan udara dalam neraca energi hanya
diwakili oleh proses konveksi, sehingga nilai H ~ Rn.
Latent Heat Flux LE
Latent heat flux LE merupakan limpahan energi yang digunakan untuk
menguapkan air ke atmosfer. Menurut Monteith dan Unsworth 1990, fluks panas
laten adalah jumlah energi yang diperlukan untuk mengubah satu unit massa air menjadi
uap pada suhu yang sama. Bila terjadi evaporasi, maka sistem yang berevaporasi
mengalami pengurangan energi , sedangkan aliran energi akan bersifat positif Michael,
2006. Pada proses ini terjadi konversi panas laten menjadi lengas terasa yang kemudian
meningkatkan suhu udara dan menurunkan suhu permukaaan.
Soil Heat Flux G
Soil Heat
Flux G merupakan
sejumlah energi matahari yang sampai pada permukaan tanah dan digunakan untuk
berbagai proses fisik dan biologi tanah. Bentuk aliran energi pada fluks panas udara
berupa konduksi di mana sebagian energi kinetik
molekul bendamedium
yang bersuhu lebih tinggi dipindahkan ke molekul
benda yang lebih rendah melalui tumbukan molekul-molekul
tersebut. Hal
ini ditunjukkan melalui persamaan berikut :
……..6 di mana G adalah fluks pemanasan tanah
Wm
-2
, k adalah koefisien konduktifitas tanah Wm
-2
K
-1
dan adalah gradient suhu
Km
-1
. Menurut
Pusmahasib 2002,
limpahan lengas tanah yang sampai di permukaan tanah akan berkurang seiring
dengan meningkatnya indeks luas daun suatu vegetasi.
Storage S
Sebagaimana persamaan 2, diketahui bahwa pemanfaatan radiasai netto selain
digunakan untuk sensible heat flux, soil heat flux dan latent heat flux, radiasi netto yang
diserap akan digunakan sebagai komponen storage. Menurut Mayers dan Hollinger
2003, komponen storage terdiri dari penggunaan radiasi netto untuk adveksi,
pengubahan energi menjadi biomasa S
v
, energy
untuk fotosintesis
S
p
dan memanaskan sejumlah air yang terkandung
di dalam suatu obyek terutama pada vegetasi S
c
. Berdasarkan penelitian yang dilakukan
Jing et. al. 2006, adveksi merupakan pemanfaatan radiasi netto untuk proses
pemanasan secara
horizontal. Adveksi
dipengaruhi oleh energi yg tersedia, kandungan air, kecepatan angin dan gradien
vertical dari suhu udara.dalam penelitian tersebut, didapatkan pula adanya ragam
spasial pada proses adveksi.
Samson dan
Lemeur 2001
menyebutkan bahwa penggunaan komponen storage pada radiasi nettto tidak sebesar
pemanfaatan radiasi netto untuk G, LE dan H.
Terkadang, komponen
S hanya
dipertimbangkan sebagai fraksi yang tetap pada pemanfaatan R
n
oleh suatu obyek karena sulitnya menentukan heat storage
terutama S
p
Aston 1985 dalam Samson dan Lemeur 2001.
Penelitian yang dilakukan oleh Samson dan Lemeur 2001 di
Belgia 50
o
58 ’ LU
5
dan 3
o
49 ’ BT menyatakan bahwa
peningkatan dan penurunan penggunaan radiasi netto mengubah energi menjadi
biomasa S
v
sebanding dengan sensible heat flux. Selain itu, Samson dan Lemeur 2001
juga menyebutkan bahwa pemanfaatan radiasi netto untuk proses fotosintesis S
p
pada tumbuhan pinus hanya sebesar 3 dari keseluruhan radiasi netto yang diterima
vegetasi tersebut. 2.4.
NDVI Normalized
Difference Vegetation Index
Departemen Kehutanan
2001 mendefinisikan
NDVI Normalized
Difference Vegetation Index sebagai suatu nilai hasil pengolahan indeks vegetasi dari
citra satelit kanal infra merah dan kanal merah dekat yang menunjukkan tingkat
konsentrasi klorofil daun yang berkorelasi dengan kerapatan vegetasi berdasarkan nilai
spektral pada setiap piksel. Sementara Panuju
2009 mendefinisikan
NDVI Normalized Difference Vegetation Index
sebagai nilai indeks tanpa satuan yang menggambarkan kondisi vegetasi pada
suatu hamparan yang dirumuskan sebagai
…7 di mana NIR adalah gelombang infra merah
dekat 0.76 - 0.90 µm dan IR adalah gelombang infra merah 0.63 - 0.69 µm.
Menurut Knipling 1970, vegetasi memiliki reflektansi yang rendah terhadap gelombang
cahaya tampak dan IR karena sebagian besar gellombang cahaya tampak tersebut diserap
oleh klorofil dan sebagian besar IR pada panjang gelombang di atas 1.3 µ m akan
diserap oleh air. Sebaliknya, vegetasi akan merefleksikan sebagian besar gelombang
infra merah dekat yang diterimanya.
Perhitungan NDVI
merupakan perbandingan antara reflektansi gelombang
infra merah dekat dengan gelombang cahaya tampak. Nilai NDVI berkisar dari -1 hingga
+1. Nilai tersebut mengindikasikan tingkat kesuburan dan kerapatan vegetasi dari suatu
penutupan lahan. Semakin rapat dan subur suatu vegetasi, maka nilai NDVI akan
menunjukkan nilai yang tinggi, sedangkan pada area yang telah terjadi pembukaan
lahan akan menunjukkan nilai NDVI yang rendah. Nilai NDVI positif + terjadi
apabila
suatu obyek
lebih banyak
memantulkan gelombang inframerah dekat dibandingkan dengan infra merah. Nilai
NDVI nol 0 terjadi apabila pemantulan gelombang
inframerah sama
dengan pemantulan gelombang infra merah. Nilai
NDVI negatif - terjadi apabila suatu awan, salju dan badan air memantulkan gelombang
infra merah yang lebih banyak dibandingkan dengan gelombang inframerah dekat.
Menurut Allen et. al 2001 terdapat hubungan antara nilai NDVI, soil heat flux
G, radiasi netto, albedo dan suhu permukaan :
G = f R
n
, T
s
, α, ζDVI …….8 dirumuskan sebagai berikut :
1-0.98 NDVI
4
………………..9 di mana :
G = soil heat flux Wm
-2
Ts = suhu permukaan K
NDVI = indeks vegetasi Rn
= radiasi netto Wm
-2
α = albedo.
Panuju 2009 menyatakan bahwa pendugaan
indeks vegetasi
dengan menggunakan NDVI memiliki berbagai
keuntungan. Pertama, NDVI potensial untuk mempelajari tanaman. Kedua, NDVI dapat
digunakan untuk
memisahkan tipe
permukaan bervegetasi. Ketiga, NDVI merupakan indeks vegetasi yang relatif
tidak sensitif terhadap topografi. Menurut
Darmawan 2005,
berdasarkan beberapa studi menunjukkan bahwa
indeks vegetasi
NDVI menunjukkan
bahwa NDVI
sebagai parameter terbaik dalam membedakan
berbagai kelas vegetasi. Minimum NDVI adalah nilai NDVI minimal dan umumnya
merupakan titik terendah dari kegiatan fotosintesis, sementara maksimum NDVI
adalah nilai maksimum yang merupakan titik tertinggi aktivitas fotosintesis.
2.5. Suhu Permukaan
