III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi dan waktu penelitian
Lokasi dan objek penelitian tentang kawasan konservasi laut berada di perairan pulau Karang Lebar dan Karang Congkak, Kepulauan Seribu, Jakarta.
Lokasi penelitian terletak antara 106 33’ – 106
38’ Bujur Timur dan 5 41’ – 5
46’ Lintang Selatan. Daerah penelitian bisa dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Peta lokasi penelitian Penelitian ini terbagi menjadi 3 tahap : pengolahan citra pada bulan April
2008, survey lapang dan pengambilan sampling kualitas air pada tanggal 12- 18 Mei 2008 dan 22 – 26 Juli 2008, dan analisa akhir pada bulan Mei – Agustus
2008 yang dilakukan di Laboratorium Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi
Teluk Jakarta
K. Lebar K Congkak
Pramuka
27
Geografis , Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini yaitu : 1. Perangkat lunak image processing
2. GPS Global Positioning System , GPS Sounder 3. Scuba set
4. Roll meter 5. Refraktometer
6. Floating Droudge
7. DO-Meter 8. pH tester
9. Termometer 10. Secci disk
3.2.2. Bahan
Bahan dan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1. Citra satelit Formosat-2 Akusisi 29 Agustus 2007.
2. Peta Lingkungan Pantai daerah Perairan Pulau Pramuka Kepulauan Seribu dari Bakosurtanal
3. Data kondisi ekosistem terumbu karang dan kualitas air dari survei lapang Program Insentif Riset Dasar 2008.
3.3. Metode Penelitian
Dalam penelitian ini, dilakukan integrasi data penginderaan jarak jauh dan Sistem Informasi Geografis SIG. Alur kegiatan penelitian ini meliputi
pengolahan citra awal, survei lapang, dan analisis penentuan kesesuaian KKL. Analisi spasial yang digunakan untuk penentuan kawasan potensial
dijadikan KKL berdasarkan metode Cell Based Modelling, baik itu pengkelasan
maupun untuk overlay setiap parameter. Tahapan-tahapan penentuan zona inti, buffer, dan pemanfaatan dapat dilihat pada Gambar 7 .
3.4. Pengolahan citra satelit 3.4.1.
Pre-processing
Citra satelit Formosat-2 yang telah diperoleh tidak sepenuhnya digunakan dalam analisi, untuk itu perlu adanya pemotongan citra cropping. Pemotongan
citra ini bertujuan untuk membatasi daerah sesuai lokasi penelitian. Setelah pemotongan citra dilakukan pemulihan citra yang terdiri atas dua proses yaitu
koreksi radiometrik dan koreksi geometrik. Koreksi radiometrik dilakukan untuk menghilangkan faktor-faktor yang
menurunkan kualitas citra. Metode koreksi radiometrik yang digunakan adalah penyesuaian histrogram histogram adjustment. Nilai bias adalah nilai digital
minimum pada setiap band, nilai bias diasumsikan sama dengan besarnya pengaruh atmosfer terhadap gelombang cahaya. Pada metode ini ditetapkan
bahwa respon spektral terendah pada setiap band nilainya adalah nol. Oleh karena itu dilakukan pengurangan nilai digital setiap piksel pada semua band sehingga
nilai minimumnya sama, yaitu nol. Secara matematis, koreksi pengaruh atmosfer dengan pengaturan histogram dapat dilihat pada persamaan berikut :
30
Gambar 7. Diagram alir penelitian
Substrat dasar
Y = ln K1 + kikjln K2
Klorofil-a
2,41KE K2 + 0,187 MPT
100.6678 + 5.5085K3 + 0.4563K
2
+ 0.9775K2K3
Citra Satelit
Koreksi geometrik Koreksi radiometrik
Komposit citra
Kawasan mangrove Sungai dan muara
Keterlindungan lokasi Transformasi citra
Data sekunder Dinas Perikanan
1. Infrastruktur 2. pH
3. Salinitas 4. Oksigen terlarut
5. Kawasan pemukiman pesisir Survey lapang
sampling kualitas
1. pH 2. Salinitas
3. Suhu 4. Oksigen terlarut
5. Posisi stasiun 6. Persen cover terumbu
karang 7. Kelimpahan ikan karang
8. Batimetri Peta Lingkungan
Pantai
Re-Interpretasi dan editing
Konsultasi Pakar
Basis data spasial Parameter penentu
kawasan konservasi laut Pemodelan spasial berbasis
sel Cell Based Modeling
Zona tentative Kawasan Konservasi Laut
Diterima Tidak diterima
3
DN
i,j,koutput terkoreksi
= DN
i,j,kinput asli
-bias Koreksi geometrik bertujuan untuk memperbaiki distorsi posisi atau letak
objek. Distorsi ini dihasilkan oleh faktor seperti variasi tinggi satelit, ketegakkan dan kecepatan satelit Lillesand dan Kiefer, 1990. Koreksi geometrik dilakukan
dengan dua langkah, yaitu: transformasi koordinat transformation geometric dan resampling
. Transformasi koordinat dilakukan dengan Ground Control Point GCP pad output citra yang baru. GCP harus mempunyai sifat geometrik yang
tetap pada lokasi yang dapat diketahui dengantepat. Proses penerapan alih ragam geometrik terhadap data asli disebut resampling. Setelah koreksi geometrik
dilakukan maka didapat citra yang sesuai dengan posisi sebenarnya di bumi.
3.4.2. Penajaman citra
Proses penajaman citra merupakan proses penggabungan informasi dari citra secara spektral melalui band ratioing menghitung perbandingan nilai digital
piksel setiap band.
3.4.2.1. Penajaman citra untuk karakteristik dasar perairan
Untuk penggambaran karakteristik perairan dangkal digunakan model algoritma yang berasal dari penurunan persamaan ’Standard Exponential Attenuation
Model’ oleh Green et. all., 2001. Algoritma tersebut menggunakan band 3 dan band 2 dari citra Formosat-2 . Dasar penggunaan band 3 dan band 2 yaitu karena
kedua band ini memiliki penetrasi yang baik ke dalam kolom air. Algoritma tersebut yaitu :
Y = ln K1 - kikjln K2 Keterangan : K1 = Kanal band 3 dari Formosat - 2
K2 = Kanal band 2 dari Formosat - 2
Kikj = Koefisien attenuasi, yang diperoleh dari :
3.4.2.2. Penajaman citra untuk klorofil perairan
Klorofil merupakan indikator yang baik bagi ketersediaan makanan pada trofik level yang lebih tinggi, karena konsentrasi klorofil menentukan besarnya
produktivitas primer perairan Susilo, 2000. Dalam penentuan sebaran spasial klorofil perairan digunakan kombinasi dari band 3 dan band 4. Algoritma yang
digunakan dalam penentuan konsentrasi klorofil yaitu Wibowo et al.,1994 in Susilo, 2000 :
C = 2,41K1 K2 + 0,187 Keterangan : C
= Konsentrasi klorofil-a mgl K1 = Kanal band 1 dari Formosat - 2
K2 = Kanal band 2 dari Formosat - 2
3.4.2.3. Penajaman citra untuk muatan padatan tersuspensi
Informasi sebaran muatan padatan tersuspensi di perairan diperoleh menggunakan formula Hasyim et al., 1997 yang telah digunakan oleh LAPAN
2004 dalam pemetaan muatan padatan tersuspensi perairan di Situbondo. Algoritma ini menggunakan kombinasi dari band 2 dan band 1 Formosat - 2.
Algoritma tersebut yaitu : MPTmgl = 100.6678 + 5.5085K3 + 0.4563K3
2
+ 0.9775K2K3
Keterangan : MPTmgl = Muatan Padatan Tersuspensi mgl
K3 = Kanal band 1 dari Formosat - 2
K2 = Kanal band 2 dari Formosat - 2
3.4.2.4. Pemetaan kawasan mangrove
Pemetaan kawasan mangrove di daerah perairan pulau Karang Lebar dan Congkak melalui citra Formosat didasarkan pada sifat penting mangrove yaitu,
mangrove mempunyai zat hijau daun klorofil dan mangrove tumbuh dipesisir. Sifat optik klorofil sangat khas yaitu bahwa klorofil menyerap spectrum sinar
merah dan memantulkan dengan kuat spectrum inframerah Susilo,2000. Klasifikasi daerah mangrove pada citra dilakukan melalui training area pada
daerah yang dibuat komposit RGB 423. Metode Maximum Likehood merupakan salah satu metode klasifikasi digital yang terseliaterbimbing Supervised.
Penulis menggunakan metode ini karena metode ini merupakan metode yang terbaik dibandingkan yang lain Parallepiped dan Minimum Distance. Metode
Maximum Likehood atau peluang maksimum atau kemiripan maksimum
meganalisis fungsi peluang multidimensional untuk menentukan suatu piksel tertentu lebih berpeluang masuk ke dalam kelas tertentu. Training area atau
daerah contoh untuk setiap kelas ini akan ditentukan nilai-nilai statistiknya, sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam klasifikasi seluruh daerah yang
ada pada citra. Vegetasi akan terlihat berwarna merah tua pada komposit RGB 423, sehingga dapat dengan mudah di-training dan terbentuklah kelas mangrove
sebagai dasar analisis selanjutnya.
3.4.3. Klasifikasi citra
Citra yang telah ditransformasikan dengan algoritma-algoritma tersebut selanjutnya diklasifikasi. Klasifikasi merupakan suatu proses pengelompokan
nilai reflektansi dari setiap objek ke dalam kelas-kelas tertentu sehingga mudah dikenali. Dalam penelitian ini klasifikasi yang digunakan adalah klasifikasi
terbimbing Supervised Classification dan tak terbimbing Unsupervised Classification
.
3.4.4. Penilaian hasil dan analisis ketelitian data
Penelitian menggunakan metode dan data tertentu perlu dilakukan uji ketelitian atau validasi data, karena hasil uji ketelitian mempengaruhi besarnya
tingkat kepercayaan pengguna terhadap setiap jenis data maupun metode analisisnya. Hal ini juga dilakukan untuk membuktikan kesesuaian antara
klasifikasi citra dengan data lapangan yang didapat. Perhitungan akurasi data dilakukan dengan membuat matrix kontingensi, yang disebut confusion matrix
yang didapat dengan cara membandingkan perhitungan titik sampel di lapangan groundtruth dengan data hasil klasifikasi citra jumlah pixelnya. Nilai ketelitian
yang diharapkan nantinya harus memenuhi syarat lebih besar dari 70 Purwadhi 2001, sehingga dari nilai yang didapatkan tersebut merupakan pembuktian
terhadap nilai kevalidan data citra.
3.5. Penentuan stasiun pengamatan
Penentuan stasiun pengamatan dilakukan secara acak dimana lokasi menyebar di seluruh perairan pulau Karang Lebar dan Karang Congkak. Jumlah
total stasiun pengamatan adalah 25 buah, dimana 9 stasiun berada di Karang Congkak, 10 stasiun di Karang Lebaran, dan 6 stasiun menyebar di Pulau
Pramuka dan Panggang Tabel 2. Tabel 2. Stasiun Pengamatan
Stasiun Bujur
Lintang Keterangan
ST01L 106,5636
-5,7286 LIT ST02R
106,5694 -5,7252 RRA1
ST03R 106,5807
-5,7219 RRA2 ST04R
106,5929 -5,7177 RRA3
ST05R 106,6003
-5,7156 RRA4 ST06R
106,6136 -5,7239 RRA5
ST07L 106,6067
-5,7276 LIT ST08R
106,6003 -5,7293 RRA6
ST09R 106,5900
-5,7337 RRA7 ST10R
106,5752 -5,7303 RRA8
ST11L 106,5731
-5,7114 LIT ST12L
106,5665 -5,7098 RRA9
ST13R 106,5777
-5,7087 RRA10 ST14R
106,5811 -5,6972 RRA11
ST15R 106,5883
-5,6953 RRA12 ST16L
106,5960 -5,6961 LIT
ST17L 106,5846
-5,7138 LIT ST18R
106,5894 -5,7108 RRA13
ST19R 106,5963
-5,7044 RRA14 ST20L
106,6184 -5,7386 LIT
ST21R 106,6214
-5,7414 RRA15 ST22R
106,6142 -5,7518 RRA16
ST23L 106,5860
-5,7424 LIT ST24R
106,5944 -5,7475 RRA17
ST25R 106,6100
-5,7346 RRA18 ST26L
106,5625 -5,7134 LIT
ST27L 106,5768
-5,6997 LIT ST28L
106,5935 -5,7070 LIT
ST29L 106,5884
-5,7200 LIT ST30L
106,5694 -5,7336 LIT
ST31L 106,6117
-5,7165 LIT ST32L
106,5959 -5,7312 LIT
ST33L 106,5759
-5,7372 LIT
3.6. Pengukuran faktor biofisik lapangan