KAJIAN KARAKTERISTIK DAERAH ALIRAN SUNGA (1)
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
KAJIAN KARAKTERISTIK DAERAH ALIRAN SUNGAI
BERDASARKAN ANALISIS MORFOMETRI
(Suatu Tinjauan Terhadap Aplikasi Softcopy Photogrametry
dan Sistem Informasi Geografi Dalam Kajian Fenomena Lingkungan)
Bowo Susilo 1), Danar Guruh Pratomo 2)
1)
Staf Pengajar Jurusan Kartografi dan Penginderaan Jauh Fakultas Geografi - UGM
e-mail : bowosusilo@ugm.ac.id
2)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Geomatika Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan - ITS
e-mail : danar_guruh@geodesy.its.ac.id
Abstrak
Kajian tentang fenomena lingkungan mencakup kegiatan analisis yang umumnya
dilakukan dengan menggunakan model tertentu. Penggunaan model dalam kajian suatu
fenomena memerlukan data masukan dan unit tertentu sebagai unit analisis. Daerah
Aliran Sungai (DAS) merupakan unit yang fundamental dalam kajian proses-proses
alamiah khsususnya proses fluvial. Analisis morfometri menggunakan DAS sebagai unit
analisis dapat digunakan sebagai model untuk kajian karakteristik DAS sebagai bagian
dari kajian fenomena lingkungan. Foto udara merupakan sumber data yang telah banyak
digunakan dalam survei dan pemetaan sumberdaya alam. Berkembangnya teknik dan
metode perolehan data dari foto udara yang dikenal dengan softcopy fotogrametri
memungkinkan penyediaan data dapat dilakukan secara cepat dengan hasil yang akurat.
Sistem Informasi Geografi (SIG) telah dikenal sebagai sistem yang handal dalam
pemodelan spasial. Integrasi antara softcopy photogrametry dengan SIG sangat
potensial diterapkan dalam pembuatan suatu model guna mengkaji berbagai fenomena
lingkungan secara keruangan.
Kata kunci : DAS, Morfometri, Softcopy Photogrametry, SIG
PENDAHULUAN
Kajian
tentang
fenomena
lingkungan mencakup kegiatan analisis
yang umumnya dilakukan dengan
menggunakan model tertentu. Model
merupakan penyederhanaan dari suatu
realita atau kondisi sesungguhnya di
real world [Thomas dan Hugget,
1980].
Penggunaan
model
dimaksudkan agar kajian tentang suatu
fenomena dapat dilakukan dengan cara
yang lebih sederhana, biaya yang
relatif lebih murah dan dalam waktu
yang relatif singkat. Penggunaan
model dalam kajian suatu fenomena
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
memerlukan data masukan dan suatu unit
tertentu sebagai unit analisis. Daerah aliran
sungai (DAS) merupakan unit analisis
yang fundamental untuk kajian prosesproses fluvial [Ritter, 2003]. DAS sebagai
unit analisis dan beberapa data masukan
dapat diintegrasikan dalam suatu model
untuk mengkaji fenomena lingkungan
yang terkait dengan proses fluvial.
Foto udara merupakan sumber data
yang telah umum digunakan dalam
kegiatan survei dan pemetaan serta
pemantauan
(monitoring)
kondisi
sumberdaya alam. Data yang terkait
dengan aspek metrik (ukuran) seperti
jarak, tinggi, kemiringan, luas dan arah
Surabaya, 7 Desember 2006
74
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
dapat diperoleh dari foto udara dengan
menggunakan
teknik-teknik
fotogrametri. Data yang terkait dengan
aspek tematik seperti penutup lahan
(land cover) dapat diperoleh dari foto
udara melalui kegiatan interpretasi.
Dewasa ini telah banyak dibahas
mengenai apa yang disebut dengan
softcopy photogrametry atau di Eropa
lebih dikenal dengan sebutan digital
photogrametry [Leberl, 1996]. Foto
udara konvensional hasil perekaman
dengan kamera metrik berketelitian
tinggi dapat dikonversi menjadi format
digital dengan menggunakan scanner
photogrametry. Foto udara digital
(digital aerial photograph) yang
dihasilkan selanjutnya dapat diproses
dengan menerapkan teknik-teknik
fotogrametri analitik. Pemrosesan
dilakukan menggunakan komputer
dengan perangkat lunak tertentu untuk
menghasilkan data dalam waktu yang
relatif singkat .
Sistem informasi geografis (SIG)
merupakan
suatu
sistem
yang
mengintegrasikan hardware, software
dan brainware untuk pengumpulan,
pengolahan dan penyajian data yang
bereferensi keruangan. Kemampuan
untuk mengintegrasikan data dari berbagai
sumber, mengolah dan menganalisis serta
menyajikan hasil dalam waktu yang relatif
singkat merupakan kelebihan dari SIG
sehingga banyak diaplikasikan dalam
berbagai pemodelan sumberdaya secara
keruangan.
Berkembangnya
softcopy
photogrametry untuk menghasilkan data
keruangan
sangat
potensial
untuk
diintegrasikan dengan SIG guna mengkaji
fenomena-fenomena lingkungan. Kajian
fenomena
lingkungan
dengan
menggunakan model yang berbasis DAS
sebagai unit analisisnya dapat dilakukan
dengan
mengintegrasikan
softcopy
photogrametry dan SIG.
DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS)
DAS (watershed atau drainage
basin) adalah suatu area dipermukaan
bumi yang didalamnya terdapat sistem
pengaliran yang terdiri dari satu sungai
utama (main stream) dan beberapa anak
cabangya (tributaries), yang berfungsi
sebagai daerah tangkapan air dan
mengalirkan air melalui satu outlet [Ritter,
2003]
Gambar 1 : Daerah Aliran Sungai (Watersheds/Drainage Basin)
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
Surabaya, 7 Desember 2006
75
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
Gambar 2 : Sistem Orde Aliran Menurut Horton
MORFOMETRI DAS
Morfometri
didefinisikan
sebagai
pengukuran
bentuk
(measurement
of
the
shape).
Morfometri dalam kajian hidrologi
pertama kali dikemukakan oleh R.E
Horton dan A.E. Strahler [Pidwirny,
1999]. Tujuan utama dari kajian
morfometri
adalah
mengetahui
karakteristik aliran secara menyeluruh
berdasarkan hasil pengukuran berbagai
sifat aliran. Pengukuran sifat aliran
yang pertama adalah susunan (hirarki)
dari setiap segmen aliran menurut
suatu sistem klasifikasi yang disebut
dengan orde aliran. Segmen-segmen
aliran disusun mulai dari alur-alur
(tributaries) di bagian atas atau hulu
DAS sampai dengan sungai utama di
bagian bawah atau hilir DAS. Secara
numeris penyusunan orde dimulai
dengan pemberian nilai 1 (selanjutnya
disebut dengan orde 1) untuk segmen
pertama
(alur-alur).
Hasil
penggabungan 2 segmen pertama
selanjutnya disebut dengan segmen
orde ke 2, demikian seterusnya seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.
Horton (1940) selanjutnya
mengaplikasikan analisis morfometri
terhadap berbagai sifat aliran dan dari
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
hasil kajiannya dihasilkan beberapa aturan
(law) antara lain law of stream length dan
law of basin area.
Karakteristik
DAS
Berdasarkan
Analisis Morfometri
Beberapa karakteristik DAS yang
penting dapat dikaji berdasarkan hasil
analisis morfometri. Karakteristik DAS
tersebut adalah:
a. Daerah Pengaliran/Drainage Area (A)
Daerah
pengaliran
merupakan
karakteristik DAS yang paling penting
dalam pemodelan berbasis DAS.
Daerah pengaliran mencerminkan
volume air yang dapat dihasilkan dari
curah hujan yang jatuh di daerah
tersebut. Curah hujan yang konstan
dan seragam untuk seluruh daerah
pengaliran merupakan asumsi yang
umum dalam pemodelan hidrologi.
b. Panjang DAS/Watershed Length (L)
Panjang daerah aliran sungai biasanya
didefinisikan sebagai jarak yang diukur
sepanjang sungai utama dari outlet
hingga batas DAS. Sungai biasanya
tidak akan mencapai batas DAS,
sehingga
perlu
ditarik
garis
perpanjangan mulai dari ujung sungai
hingga
batas
DAS
dengan
memperhatikan arah aliran. Meskipun
Surabaya, 7 Desember 2006
76
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
daerah pengaliran dan panjang
DAS merupakan ukuran dari DAS
tetapi keduanya mencerminkan
aspek ukuran yang berbeda. Daerah
pengaliran digunakan sebagai
indikasi potensi hujan dalam
menghasilkan sejumlah volume
air, sedangkan panjang DAS
biasanya
digunakan
dalam
perhitungan waktu tempuh yang
dibutuhkan oleh air untuk mengalir
di dalam DAS.
c. Kemiringan DAS/Watershed Slope
(S)
Banjir merupakan besaran yang
mencerminkan momentum runoff
dan lereng merupakan faktor
penting dalam momentum tersebut.
Lereng DAS mencerminkan tingkat
perubahan elevasi dalam jarak
tertentu sepanjang arah aliran
utama. Lereng diukur berdasarkan
perbedaan elevasi (∆E) antara
kedua ujung sungai utama dibagi
dengan panjang DAS atau dapat
dituliskan dalam persamaan:
S = ∆E/L
Beda elevasi (∆E) tidak selalu
menjadi atau mencerminkan beda
elevasi maksimum dalam DAS.
Elevasi tertinggi biasanya terdapat
sepanjang batas DAS dan ujung
dari sungai atau aliran utama
umumnya tidak mencapai batas
DAS.
d. Bentuk DAS/Watershed Shape
Bentuk
DAS
mempunyai
variasi yang tak terhingga dan
bentuk ini dianggap mencerminkan
bagaimana aliran air mencapai
outlet. DAS yang berbentuk
lingkaran akan menyebabkan air
dari seluruh bagian DAS mencapai
outlet dalam waktu yang relatif
sama. Akibatnya puncak aliran
terjadi dalam waktu yang relatif
singkat. Sejumlah parameter telah
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
¾
¾
¾
¾
¾
dikembangkan untuk menentukan
bentuk DAS antara lain
Panjang terhadap pusat DAS (Lca):
Jarak (dalam satuan mil) yang diukur
sepanjang sungai utama dari outlet
hingga kesuatu titik di pusat DAS.
Faktor bentuk /Shape Factor (Ll)
Ll = (LLca)0.3
L adalah panjang DAS (mil)
Circularity ratio (Fc):
Fc = P/(4πA)0.5
P adalah keliling DAS (ft) dan A
adalah luas DAS (ft2)
Circularity ration (Rc):
Rc = A/A0
A0 adalah luas suatu lingkaran yang
mempunyai keliling sama dengan
keliling DAS.
Elongation Ration (Re):
Re = 2/Lm(A/π)0.5
Lm adalah panjang maksimum
DAS (ft) yang sejajar dengan
sungai utama.
e. Kerapatan aliran/Drainage density
(Dd)
Kerapatan
aliran
merupakan
pengukuran terhadap panjang aliran
(stream length) per unit daerah
pengaliran (drainage area atau basin
area).
Kerapatan
aliran
dapat
dituliskan menggunakan persamaan :
Dd = panjang aliran / luasDAS
Selain karakteristik DAS seperti yang
disebutkan di atas, penggunaan lahan
dan
curah
hujan
merupakan
karakteristik DAS yang tidak kalah
pentingnya. Penggunaan lahan dan
curah hujan memang tidak terkait
dengan morfometri DAS, namun
dalam kajian tentang banjir dengan
menggunakan DAS sebagai unit
analisis, keduanya merupakan faktor
yang sangat penting.
Surabaya, 7 Desember 2006
77
(1)
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
FOTO
UDARA
SEBAGAI
SUMBER DATA
Foto udara dihasilkan dari proses
perekaman obyek (permukaan bumi)
menggunakan kamera sebagai sensor
dan film sebagai detektor. Perekaman
obyek dilakukan dari udara (umumnya
dengan
menggunakan
wahana
pesawat)
sehingga
foto
udara
menggambarkan area yang relatif luas
dibandingkan dengan pengamatan di
lapangan (terestris). Kenampakan
obyek yang tergambar pada foto udara
umumnya memiliki kesamaan dengan
kenampakan sebenarnya dilapangan
sehingga identifikasi obyek dapat
dilakukan secara mudah [Sutanto,
1983].
Metode untuk ekstraksi data dari
foto udara dapat dibedakan menjadi
dua yaitu : [1] kuantitatif dan [2]
kualitatif. Data yang diperoleh dari
metode kuantitatif antara lain : ukuran
(size), panjang atau jarak (length),
bentuk (shape), tinggi (height) dan luas
(area). Data ini disebut juga dengan
data metrik. Sedangkan data yang
diperoleh dari metode ekstraksi
kualitatif antara lain: vegetasi, geologi,
kondisi drainase dan penggunaan
lahan. Data ini disebut juga dengan
data tematik.
Data yang diperlukan dalam
analisis morfometri DAS adalah data
yang berkaitan dengan ukuran. Data
tersebut antara lain: panjang setiap
orde sungai, luas DAS, keliling DAS,
elevasi dan kemiringan (slope). Aspek
lain yang penting dalam mengkaji
karakteristik DAS sebagai bagian dari
kajian terhadap fenomena lingkungan
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
adalah penggunaan lahan. Foto udara
dapat digunakan sebagai sumber data
dalam kajian tentang karakteristik DAS.
Data yang terkait dengan aspek metrik
maupun tematik, keduanya dapat diperoleh
dari foto udara dengan menggunakan
metode ekstraksi data yang sesuai. Teknik
fotogrametri digunakan untuk perolehan
data metrik, sedangkan teknik interpretasi
digunakan untuk perolehan data tematik.
SOFTCOPY PHOTOGRAMETRY
Fotogrametri adalah suatu disiplin
ilmu yang berkaitan dengan perolehan data
yang terpercaya dari foto. Pengertian ini
dapat dipahami dari definisi fotogrametri
yang dikemukakan oleh Wolf, 1985.
Photogrammetry is the art,
science, and technology of
obtaining reliable quantitative
information about physical objects
and the environment through the
process of recording, measuring,
and interpreting photographic
images and patterns of radiant
imagery derived from sensor
system [Wolf, 1985]
Metode dan peralatan atau instrumen yang
digunakan dalam fotogrametri mengalami
perkembangan
sejalan
dengan
perkembangan teknologi. Ilustrasikan
perkembangan fotogrametri dari tahun
1900 hingga akhir 1990 (dan hingga saat
ini), seperti ditunjukkan pada Gambar 3
[Leberl, 1991].
Surabaya, 7 Desember 2006
78
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
Gambar 3 : Perkembangan Fotogrametri dari Analog ke Softcopy [Leberl, 1991]
Pada tahun 1900 hingga tahun 1970
metode dan instrumen yang digunakan
dalam fotogrametri dikenal dengan
sebutan fotogrametri analog. Setelah
tahun 1970 hingga tahun 1990 dikenal
sebagai periode fotogrametri analitik.
Setelah tahun 1990 fotogrametri
mengalami perkembangan dengan apa
yang
disebut
sebagai
softcopy
photogrammetry [Leberl, 1991].
Softcopy merupakan istilah
yang merujuk pada suatu bentuk
penyajian dari teks, gambar, simbol
dan data lainnya dalam format yang
dapat dibaca oleh komputer. Penyajian
diatas kertas atau film disebut dengan
istilah
hardcopy.
Softcopy
photogrammetry
adalah
aplikasi
teknologi fotogrametri pada citra
dengan bantuan komputer. Meskipun
demikian, dalam fotogrametri tidak
dikenal adanya konsep hardcopy
photogrammetry. Penggunaan citra
berbasis film dalam fotogrametri
dikenal
dengan
istilah
analog
photogrammetry
dan
analytical
photogrammetry [Leberl, 1991]
Softcopy photogrammetry di
Eropa lebih dikenal dengan istilah
digital photogrammetry pada awalnya
merupakan bagian dari program yang
dikembangkan oleh militer sejak tahun
1980-an [Leberl, 1996]. Istilah
softcopy photogrametry digunakan
untuk menjelaskan aplikasi teknikteknik fotogrametri analitik pada foto
udara format digital dengan bantuan
komputer dan perangkat lunak tertentu.
Foto udara digital diperoleh dari hasil
penyiaman (scanning) film dengan
menggunakan scanner fotogrametri.
Kebutuhan akan citra (image) dalam
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
format digital meningkat dengan cepat
sejalan dengan meningkatnya aplikasi
komputer untuk pemetaan dan SIG
[Welch,1996].
Aplikasi Softcopy Photogrametry untuk
Perolehan Data Morfometri DAS
DAS merupakan area dipermukaan
bumi dimana didalamnya terdapat sistem
aliran yang terdiri dari satu aliran utama
dan cabang-cabangnya yang berfungsi
menampung air hujan dan mengalirkannya
melalui suatu outlet tunggal. Karakteristik
DAS sebagai suatu sistem yang berisi
jaringan aliran (stream network) dapat
dikaji melalui suatu analisis yang
melibatkan
pengukuran-pengukuran
berkaitan dengan sifat-sifat aliran.
Softcopy
photogrammetry
dapat
diaplikasikan untuk perolehan data yang
penting dalam mengkaji karakteristik DAS
tersebut.
Perolehan data dari foto udara
dengan teknik atau metode fotogrametri
terdiri dari empat elemen penting yaitu:
triangulasi udara, perolehan DEM (Digital
Elevation Model), pembuatan ortofoto dan
pengumpulan data secara stereoskopis
[Leberl,1996]. Data yang dibutuhkan
untuk mengkaji karakteristik DAS pada
dasarnya tercakup dalam keempat elemen
tersebut.
Merujuk pada definisi atau pengertian
softcopy photogrammetry seperti telah
diuraikan sebelumnya, aplikasi softcopy
photogrammetry untuk perolehan data
pada dasarnya tidak jauh berbeda dengan
aplikasi fotogrameti analitik. Prinsipprinsip dalam fotogrametri analitik pada
dasarnya masih digunakan dalam softcopy
photogrammetry. Perbedaan yang jelas
terlihat adalah digunakannya foto udara
Surabaya, 7 Desember 2006
79
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
digital (hasil scanning film) dan
komputer berikut perangkat lunaknya
sebagai instrumen.
PROSES AKUISISI DATA
Proses akuisisi data dalam
softcopy photogrammetry umumnya
terdiri dari beberapa tahapan yaitu:
scanning film, triangulasi udara,
restitusi foto dan ekstrkasi data.
Melalui proses restitusi foto stereo
yang terdiri dari tiga tahapan yaitu
orientasi dalam (inner orientation),
orientasi relativ (relative orientation) dan
orientasi absolut (absolute orientation)
maka akan diperoleh model tiga dimensi
(3D) dari daerah yang digambarkan pada
foto. Ektraksi data yang diperlukan dapat
dilakukan secara stereoskopis pada model
3D tersebut.
Proses perolehan data
karakteristik
DAS
dalam softcopy
photogrammetry dapat digambarkan dalam
bentuk diagram alir seperti ditunjukkan
pada gambar berikut.
Gambar 4 : Tahapan Softcopy Photogrammetry untuk Perolehan Data Morfometri DAS
Gambar 5 : Kenampakan Alur Pada Foto Udara
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
Surabaya, 7 Desember 2006
80
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
Data yang diperoleh dari aplikasi
softcopy photogrammetry dalam kajian
karakteritik DAS relatif lengkap dan
dapat diuraikan sebagai berikut :
a. Kenampakan Aliran
Sungai utama dan anak sungai
dapat dikenali dengan mudah dari
foto udara karena ukurannya yang
relatif besar. Kelebihan dari foto
udara (dibandingkan sumber data
lain, misal peta topografi) justru
pada identifikasi dan delineasi dari
jaringan alur (tributaries). Jaringan
alur pada umumnya merupakan
bentukan hasil erosi, yang akan
terisi air sekaligus berfungsi
mengalirkan air pada saat turun
hujan. Pada peta topografi, alur
dapat diidentifikasi berdasarkan
pola kontur, sehingga tingkat
kerinciannya
tergantung
dari
kerincian data konturnya. Contoh
Kenampakan alur pada foto udara
ditunjukkan pada Gambar 5.
b. Batas Daerah Aliran Sungai (DAS)
Suatu DAS umumnya dibatas oleh
bentukan topografi tertentu yang
biasanya berupa igir (punggung)
perbukitan atau pegunungan. Batas
DAS dapat diidentifikasi dan
didelineasi dengan mudah dari foto
udara melalui pengamatan secara
tiga
dimensi
(stereoskopis).
Delineasi batas DAS diawali
dengan menentukan suatu titik
yang dianggap sebagai ujung
(mouth) dari sungai utama (main
stream) kemudian merunut anak
sungai yang merupakan cabang
dari sungai utama tersebut dan
jaringan alurnya.
c. Digital Elevation Model (DEM)
DEM merupakan suatu model
permukaan digital yang dibentuk
dari nilai ketinggian yang terdapat
pada titik-titik koordinat. DEM
merupakan salah satu data yang
dapat diperoleh dari suatu aplikasi
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
fotogrametri, baik analitik maupun
softcopy.
Ackerman,
1996,
menyatakan bahwa perolehan DEM
dari aplikasi fotogrametri dihasilkan
dari dua tahapan yaitu: [1] observasi
atau pengukuran dari model stereo dan
[2] interpolasi hasil pengukuran.
DEM bukan merupakan karakteristik
DAS, tetapi beberapa data mengenai
karakteristik penting suatu DAS dapat
diperoleh dari analisis DEM. Data
yang dapat diturunkan atau diperoleh
dari analisis DEM antara lain:
kemiringan DAS ataupun kemiringan
aliran, ketinggian (elevasi) rata-rata
DAS dan data kontur untuk DAS
tersebut.
d. Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan pada suatu DAS
memang tidak termasuk dalam kategori
morfometri DAS, namun data ini
merupakan salah satu data masukan yang
penting dalam kajian karakteristik DAS.
Pemodelan
DAS
untuk
mengkaji
fenomena banjir yang terjadi pada DAs
tersebut memerlukan data penggunaan
lahan sebagai salah satu inputnya. Data
penggunaan
lahan
dalam
aplikasi
fotogrametri dapat diperoleh melalui
proses interpretasi. Aplikasi softcopy
photogrammetry memungkinkan data yang
dihasilkan sudah dalam format digital
sehingga mudah untuk diintegrasikan
dengan SIG untuk keperluan suatu
pemodelan.
SISTEM INFORMASI GEOGRAFI
(SIG) DAN PEMODELAN
Kajian
terhadap
fenomena
lingkungan pada umumnya dilakukan
dengan menggunakan suatu model.
Penggunaan model dimaksudkan agar
kajian tentang suatu fenomena dapat
dilakukan dengan cara yang lebih
sederhana, biaya yang relatif lebih murah
dan dalam waktu yang relatif singkat.
Kajian terhadap karakteristik DAS
berdasarkan analisis morfometri akan lebih
Surabaya, 7 Desember 2006
81
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
optimal apabila dilakukan dengan
menggunakan
model
tertentu.
Berdasarkan model, suatu fenomena
lingkungan yang berkaitan dengan
karakteristik DAS seperti fenomena
banjir ataupun degradasi lahan dapat
dikaji secara lebih mendetail.
Pemodelan menggunakan data
keruangan (data spasial) memerlukan
suatu sistem yang dapat menyimpan,
mengolah dan menyajikan data
keruangan. Sistem Informasi Geografis
(SIG) merupakan sistem yang telah
banyak
diaplikasikan
dalam
pengolahan maupun pemodelan data
keruangan (spatial modelling). Definisi
mengenai SIG atau GIS (Geographical
Information System) sendiri telah
banyak diberikan oleh para pakar yang
berkompeten. Berikut ini adalah
definisi SIG yang dikemukakan oleh
Burrough, 1986, dan Aronof, 1989 :
"GIS is a powerful set of tools
for
collecting,
storing,
retrieving
at
will,
transforming and displaying
spatial data from the real
world" [Burrough, 1986]
"GIS is a manual or
computer-based
set
procedures used to store and
manipulate
geographically
referenced data" [Aronoff,
1989]
Pemodelan berbasis DAS dengan
menggunakan SIG telah banyak
dilakukan untuk mengkaji masalah
yang terkait dengan fenomena
lingkungan.
De
Roo,
1998,
menguraikan tentang salah satu
aplikasi SIG untuk pemodelan banjir
yang disebut dengan LISFLOOD.
Pemodelan ini dimaksudkan untuk
mengkaji masalah banjir dengan
memperhitungkan
faktor-faktor
penyebab banjir yang berinteraksi
dalam unit DAS. Model lain yang telah
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
diaplikasikan dengan adalah LISEM yaitu
pemodelan erosi dalam unit DAS.
INTEGRASI SIG DAN SOFTCOPY
PHOTOGRAMETRY
SIG sebagai suatu sistem terdiri
dari beberapa komponen atau elemen yang
saling terkait.. Salah satu dari kelima
elemen dalam SIG adalah elemen
pengumpulan data (data acqusition) atau
merujuk pada definisi SIG menurut
Burrough, 1986, elemen tersebut adalah
elemen data collection. Data dalam SIG
dapat diperoleh dari berbagai sumber.
Salah satu sumber yang dapat digunakan
untuk perolehan data dalam SIG adalah
fotogrametri.
SIG bekerja dengan bantuan
komputer meskipun dari definisi yang
diberikan oleh Aronoff, 1989, SIG juga
dapat
diterapkan
secara
manual.
Perkembangan
komputer,
besarnya
volume data yang dikumpulkan, kecepatan
proses yang diharapkan merupakan
beberapa faktor yang menyebabkan SIG
secara langsung ataupun tidak langsung
diassosiasikan
dengan
penggunaan
komputer dalam penerapannya.
Data yang digunakan sebagai input dalam
SIG tidak selalu telah tersedia dalam
format yang dapat dibaca oleh komputer
(digital). Data ini biasa disebut dengan
data analog. Data analog perlu di konversi
menjadi data digital agar dapat disimpan,
diproses
dan
ditayangkan
dengan
menggunakan komputer. Proses konversi
data analog menjadi data digital, pada
umumnya merupakan salah satu proses
dalam SIG yang memerlukan waktu relatif
lama.
Data yang diperoleh dari aplikasi
softcopy photogrametry telah terbentuk
dalam format digital sehingga tidak
memerlukan proses konversi sebagaimana
halnya pada data analog. Citra Orto (orto
image) sebagai salah satu produk yang
dihasilkan
dari
aplikasi
softcopy
Surabaya, 7 Desember 2006
82
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
photogrammetry
dapat
langsung
digunakan sebagai layer dalam SIG
[Leberl,1991].
Integrasi
antara
softcopy photogrammetry sebagai
sumber data spasial dengan SIG
sebagai penyimpan, pengolah dan
penayangan data spasial merupakan
kombinasi yang potensial dalam
berbagai analisis dan kajian.
PENUTUP
Daerah
aliran
sungai
merupakan unit yang fundamental
dalam berbagai kajian fenomena
lingkungan khususnya yang terkait
dengan proses-proses fluvial. Kajian
terhadap
karakteristik
DAS
berdasarkan
analisis
morfometri
merupakan salah satu bentuk kajian
fenomena
lingkungan
dengan
menggunakan DAS sebagai unit
analisisnya.
Penggunaan
model
berbasis DAS antara lain dapat
digunakan dalam kajian fenomena
banjir maupun degradasi lahan akibat
proses erosi.
SIG merupakan sistem yang telah
banyak diaplikasikan dalam berbagai
pemodelan khususnya pemodelan yang
bersifat
keruangan.
Pemodelan
menggunakan
SIG
memerlukan
sejumlah input data yang dapat
diperoleh dari berbagai macam
sumber. Foto udara merupakan salah
satu sumber data yang dapat digunakan
sebagai input dalam SIG. Aplikasi
softcopy photogrametry menghasilkan
data dalam format digital sehingga
langsung dapat digunakan sebagai
input dalam SIG tanpa harus melalui
proses konversi data (analog ke digital)
yang membutuhkan waktu lama.
Integrasi
antara
softcopy
photogrametry dengan SIG sangat
potensial diterapkan untuk mengkaji
karakteristik DAS sebagai bagian dari
kajian terhadap fenomena lingkungan.
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
REFERENSI
Aronoff.
S.
1989,
Geographic
Information
System
–
A
Management Perspective. WDL
Publication. Ottawa Canada.
Ackerman,Friedrich. 1996, Technique
and
Strategies
for
DEM
Generation,
dalam
Digital
Photogrammetry: An Addendum to
the Manual of Photogrammetry,
ASPRS Bethesda Maryland
Burrough, P.A. 1986. Principles of
Geographic Information System for
Land
Resources
Assessment
.Clarendon Oxford, UK
De Roo, A.P.J. et all, 1998, Physicallybased River Basin Modelling
Within a GIS: The LISFLOOD
Model. Akses Internet diperoleh
dari
:
http://divcom.otago.ac.nz/SIRC
Leberl,
Franz.W.1996,
Practical
Concern
in
Softcopy
Photogrametry Processing System,
dalam Digital Photogrammetry: An
Addendum to the Manual of
Photogrammetry, ASPRS Bethesda
Maryland.
Leberl, Franz. W. 1991. Digital
Photogrammetric
System,
Wichmann, Karlsruhe.
Pidwirny, M., 1999, Fundamental of
Physical Geography, University of
British Colombia-Okanagan. Akses
internet diperoleh dari : www.
PhysicalGeography.Net
Ritter, Michael, 2003, The Physical
Environment,
Akses
Internet
diperoleh
dari:
http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ri
tter
Sutanto, 1984, Penginderaan Jauh
Dasar, Gadjah Mada Press,
Yogyakarta.
Thomas, R. W. and Huggett, R. J.
1980. Modeling in Geography: A
Mathematical Approach. Totowa,
Surabaya, 7 Desember 2006
83
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
NJ: Barnes and Noble Books,
p. 3-10.
Welch, R. dan T.R. Jordan, 1996.
Using
Scanned
Air
Photographs. dalam Raster
Imagery
in
Geographic
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
Information Systems, (Editor S.
Morain and S.L. Baros, eds),
Onward Press
Wolf, Paul.R., 1985, Element of
Photogrammetry,
McGraw
Hill.Inc.
Surabaya, 7 Desember 2006
84
(Susilo & Pratomo)
KAJIAN KARAKTERISTIK DAERAH ALIRAN SUNGAI
BERDASARKAN ANALISIS MORFOMETRI
(Suatu Tinjauan Terhadap Aplikasi Softcopy Photogrametry
dan Sistem Informasi Geografi Dalam Kajian Fenomena Lingkungan)
Bowo Susilo 1), Danar Guruh Pratomo 2)
1)
Staf Pengajar Jurusan Kartografi dan Penginderaan Jauh Fakultas Geografi - UGM
e-mail : bowosusilo@ugm.ac.id
2)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Geomatika Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan - ITS
e-mail : danar_guruh@geodesy.its.ac.id
Abstrak
Kajian tentang fenomena lingkungan mencakup kegiatan analisis yang umumnya
dilakukan dengan menggunakan model tertentu. Penggunaan model dalam kajian suatu
fenomena memerlukan data masukan dan unit tertentu sebagai unit analisis. Daerah
Aliran Sungai (DAS) merupakan unit yang fundamental dalam kajian proses-proses
alamiah khsususnya proses fluvial. Analisis morfometri menggunakan DAS sebagai unit
analisis dapat digunakan sebagai model untuk kajian karakteristik DAS sebagai bagian
dari kajian fenomena lingkungan. Foto udara merupakan sumber data yang telah banyak
digunakan dalam survei dan pemetaan sumberdaya alam. Berkembangnya teknik dan
metode perolehan data dari foto udara yang dikenal dengan softcopy fotogrametri
memungkinkan penyediaan data dapat dilakukan secara cepat dengan hasil yang akurat.
Sistem Informasi Geografi (SIG) telah dikenal sebagai sistem yang handal dalam
pemodelan spasial. Integrasi antara softcopy photogrametry dengan SIG sangat
potensial diterapkan dalam pembuatan suatu model guna mengkaji berbagai fenomena
lingkungan secara keruangan.
Kata kunci : DAS, Morfometri, Softcopy Photogrametry, SIG
PENDAHULUAN
Kajian
tentang
fenomena
lingkungan mencakup kegiatan analisis
yang umumnya dilakukan dengan
menggunakan model tertentu. Model
merupakan penyederhanaan dari suatu
realita atau kondisi sesungguhnya di
real world [Thomas dan Hugget,
1980].
Penggunaan
model
dimaksudkan agar kajian tentang suatu
fenomena dapat dilakukan dengan cara
yang lebih sederhana, biaya yang
relatif lebih murah dan dalam waktu
yang relatif singkat. Penggunaan
model dalam kajian suatu fenomena
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
memerlukan data masukan dan suatu unit
tertentu sebagai unit analisis. Daerah aliran
sungai (DAS) merupakan unit analisis
yang fundamental untuk kajian prosesproses fluvial [Ritter, 2003]. DAS sebagai
unit analisis dan beberapa data masukan
dapat diintegrasikan dalam suatu model
untuk mengkaji fenomena lingkungan
yang terkait dengan proses fluvial.
Foto udara merupakan sumber data
yang telah umum digunakan dalam
kegiatan survei dan pemetaan serta
pemantauan
(monitoring)
kondisi
sumberdaya alam. Data yang terkait
dengan aspek metrik (ukuran) seperti
jarak, tinggi, kemiringan, luas dan arah
Surabaya, 7 Desember 2006
74
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
dapat diperoleh dari foto udara dengan
menggunakan
teknik-teknik
fotogrametri. Data yang terkait dengan
aspek tematik seperti penutup lahan
(land cover) dapat diperoleh dari foto
udara melalui kegiatan interpretasi.
Dewasa ini telah banyak dibahas
mengenai apa yang disebut dengan
softcopy photogrametry atau di Eropa
lebih dikenal dengan sebutan digital
photogrametry [Leberl, 1996]. Foto
udara konvensional hasil perekaman
dengan kamera metrik berketelitian
tinggi dapat dikonversi menjadi format
digital dengan menggunakan scanner
photogrametry. Foto udara digital
(digital aerial photograph) yang
dihasilkan selanjutnya dapat diproses
dengan menerapkan teknik-teknik
fotogrametri analitik. Pemrosesan
dilakukan menggunakan komputer
dengan perangkat lunak tertentu untuk
menghasilkan data dalam waktu yang
relatif singkat .
Sistem informasi geografis (SIG)
merupakan
suatu
sistem
yang
mengintegrasikan hardware, software
dan brainware untuk pengumpulan,
pengolahan dan penyajian data yang
bereferensi keruangan. Kemampuan
untuk mengintegrasikan data dari berbagai
sumber, mengolah dan menganalisis serta
menyajikan hasil dalam waktu yang relatif
singkat merupakan kelebihan dari SIG
sehingga banyak diaplikasikan dalam
berbagai pemodelan sumberdaya secara
keruangan.
Berkembangnya
softcopy
photogrametry untuk menghasilkan data
keruangan
sangat
potensial
untuk
diintegrasikan dengan SIG guna mengkaji
fenomena-fenomena lingkungan. Kajian
fenomena
lingkungan
dengan
menggunakan model yang berbasis DAS
sebagai unit analisisnya dapat dilakukan
dengan
mengintegrasikan
softcopy
photogrametry dan SIG.
DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS)
DAS (watershed atau drainage
basin) adalah suatu area dipermukaan
bumi yang didalamnya terdapat sistem
pengaliran yang terdiri dari satu sungai
utama (main stream) dan beberapa anak
cabangya (tributaries), yang berfungsi
sebagai daerah tangkapan air dan
mengalirkan air melalui satu outlet [Ritter,
2003]
Gambar 1 : Daerah Aliran Sungai (Watersheds/Drainage Basin)
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
Surabaya, 7 Desember 2006
75
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
Gambar 2 : Sistem Orde Aliran Menurut Horton
MORFOMETRI DAS
Morfometri
didefinisikan
sebagai
pengukuran
bentuk
(measurement
of
the
shape).
Morfometri dalam kajian hidrologi
pertama kali dikemukakan oleh R.E
Horton dan A.E. Strahler [Pidwirny,
1999]. Tujuan utama dari kajian
morfometri
adalah
mengetahui
karakteristik aliran secara menyeluruh
berdasarkan hasil pengukuran berbagai
sifat aliran. Pengukuran sifat aliran
yang pertama adalah susunan (hirarki)
dari setiap segmen aliran menurut
suatu sistem klasifikasi yang disebut
dengan orde aliran. Segmen-segmen
aliran disusun mulai dari alur-alur
(tributaries) di bagian atas atau hulu
DAS sampai dengan sungai utama di
bagian bawah atau hilir DAS. Secara
numeris penyusunan orde dimulai
dengan pemberian nilai 1 (selanjutnya
disebut dengan orde 1) untuk segmen
pertama
(alur-alur).
Hasil
penggabungan 2 segmen pertama
selanjutnya disebut dengan segmen
orde ke 2, demikian seterusnya seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.
Horton (1940) selanjutnya
mengaplikasikan analisis morfometri
terhadap berbagai sifat aliran dan dari
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
hasil kajiannya dihasilkan beberapa aturan
(law) antara lain law of stream length dan
law of basin area.
Karakteristik
DAS
Berdasarkan
Analisis Morfometri
Beberapa karakteristik DAS yang
penting dapat dikaji berdasarkan hasil
analisis morfometri. Karakteristik DAS
tersebut adalah:
a. Daerah Pengaliran/Drainage Area (A)
Daerah
pengaliran
merupakan
karakteristik DAS yang paling penting
dalam pemodelan berbasis DAS.
Daerah pengaliran mencerminkan
volume air yang dapat dihasilkan dari
curah hujan yang jatuh di daerah
tersebut. Curah hujan yang konstan
dan seragam untuk seluruh daerah
pengaliran merupakan asumsi yang
umum dalam pemodelan hidrologi.
b. Panjang DAS/Watershed Length (L)
Panjang daerah aliran sungai biasanya
didefinisikan sebagai jarak yang diukur
sepanjang sungai utama dari outlet
hingga batas DAS. Sungai biasanya
tidak akan mencapai batas DAS,
sehingga
perlu
ditarik
garis
perpanjangan mulai dari ujung sungai
hingga
batas
DAS
dengan
memperhatikan arah aliran. Meskipun
Surabaya, 7 Desember 2006
76
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
daerah pengaliran dan panjang
DAS merupakan ukuran dari DAS
tetapi keduanya mencerminkan
aspek ukuran yang berbeda. Daerah
pengaliran digunakan sebagai
indikasi potensi hujan dalam
menghasilkan sejumlah volume
air, sedangkan panjang DAS
biasanya
digunakan
dalam
perhitungan waktu tempuh yang
dibutuhkan oleh air untuk mengalir
di dalam DAS.
c. Kemiringan DAS/Watershed Slope
(S)
Banjir merupakan besaran yang
mencerminkan momentum runoff
dan lereng merupakan faktor
penting dalam momentum tersebut.
Lereng DAS mencerminkan tingkat
perubahan elevasi dalam jarak
tertentu sepanjang arah aliran
utama. Lereng diukur berdasarkan
perbedaan elevasi (∆E) antara
kedua ujung sungai utama dibagi
dengan panjang DAS atau dapat
dituliskan dalam persamaan:
S = ∆E/L
Beda elevasi (∆E) tidak selalu
menjadi atau mencerminkan beda
elevasi maksimum dalam DAS.
Elevasi tertinggi biasanya terdapat
sepanjang batas DAS dan ujung
dari sungai atau aliran utama
umumnya tidak mencapai batas
DAS.
d. Bentuk DAS/Watershed Shape
Bentuk
DAS
mempunyai
variasi yang tak terhingga dan
bentuk ini dianggap mencerminkan
bagaimana aliran air mencapai
outlet. DAS yang berbentuk
lingkaran akan menyebabkan air
dari seluruh bagian DAS mencapai
outlet dalam waktu yang relatif
sama. Akibatnya puncak aliran
terjadi dalam waktu yang relatif
singkat. Sejumlah parameter telah
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
¾
¾
¾
¾
¾
dikembangkan untuk menentukan
bentuk DAS antara lain
Panjang terhadap pusat DAS (Lca):
Jarak (dalam satuan mil) yang diukur
sepanjang sungai utama dari outlet
hingga kesuatu titik di pusat DAS.
Faktor bentuk /Shape Factor (Ll)
Ll = (LLca)0.3
L adalah panjang DAS (mil)
Circularity ratio (Fc):
Fc = P/(4πA)0.5
P adalah keliling DAS (ft) dan A
adalah luas DAS (ft2)
Circularity ration (Rc):
Rc = A/A0
A0 adalah luas suatu lingkaran yang
mempunyai keliling sama dengan
keliling DAS.
Elongation Ration (Re):
Re = 2/Lm(A/π)0.5
Lm adalah panjang maksimum
DAS (ft) yang sejajar dengan
sungai utama.
e. Kerapatan aliran/Drainage density
(Dd)
Kerapatan
aliran
merupakan
pengukuran terhadap panjang aliran
(stream length) per unit daerah
pengaliran (drainage area atau basin
area).
Kerapatan
aliran
dapat
dituliskan menggunakan persamaan :
Dd = panjang aliran / luasDAS
Selain karakteristik DAS seperti yang
disebutkan di atas, penggunaan lahan
dan
curah
hujan
merupakan
karakteristik DAS yang tidak kalah
pentingnya. Penggunaan lahan dan
curah hujan memang tidak terkait
dengan morfometri DAS, namun
dalam kajian tentang banjir dengan
menggunakan DAS sebagai unit
analisis, keduanya merupakan faktor
yang sangat penting.
Surabaya, 7 Desember 2006
77
(1)
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
FOTO
UDARA
SEBAGAI
SUMBER DATA
Foto udara dihasilkan dari proses
perekaman obyek (permukaan bumi)
menggunakan kamera sebagai sensor
dan film sebagai detektor. Perekaman
obyek dilakukan dari udara (umumnya
dengan
menggunakan
wahana
pesawat)
sehingga
foto
udara
menggambarkan area yang relatif luas
dibandingkan dengan pengamatan di
lapangan (terestris). Kenampakan
obyek yang tergambar pada foto udara
umumnya memiliki kesamaan dengan
kenampakan sebenarnya dilapangan
sehingga identifikasi obyek dapat
dilakukan secara mudah [Sutanto,
1983].
Metode untuk ekstraksi data dari
foto udara dapat dibedakan menjadi
dua yaitu : [1] kuantitatif dan [2]
kualitatif. Data yang diperoleh dari
metode kuantitatif antara lain : ukuran
(size), panjang atau jarak (length),
bentuk (shape), tinggi (height) dan luas
(area). Data ini disebut juga dengan
data metrik. Sedangkan data yang
diperoleh dari metode ekstraksi
kualitatif antara lain: vegetasi, geologi,
kondisi drainase dan penggunaan
lahan. Data ini disebut juga dengan
data tematik.
Data yang diperlukan dalam
analisis morfometri DAS adalah data
yang berkaitan dengan ukuran. Data
tersebut antara lain: panjang setiap
orde sungai, luas DAS, keliling DAS,
elevasi dan kemiringan (slope). Aspek
lain yang penting dalam mengkaji
karakteristik DAS sebagai bagian dari
kajian terhadap fenomena lingkungan
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
adalah penggunaan lahan. Foto udara
dapat digunakan sebagai sumber data
dalam kajian tentang karakteristik DAS.
Data yang terkait dengan aspek metrik
maupun tematik, keduanya dapat diperoleh
dari foto udara dengan menggunakan
metode ekstraksi data yang sesuai. Teknik
fotogrametri digunakan untuk perolehan
data metrik, sedangkan teknik interpretasi
digunakan untuk perolehan data tematik.
SOFTCOPY PHOTOGRAMETRY
Fotogrametri adalah suatu disiplin
ilmu yang berkaitan dengan perolehan data
yang terpercaya dari foto. Pengertian ini
dapat dipahami dari definisi fotogrametri
yang dikemukakan oleh Wolf, 1985.
Photogrammetry is the art,
science, and technology of
obtaining reliable quantitative
information about physical objects
and the environment through the
process of recording, measuring,
and interpreting photographic
images and patterns of radiant
imagery derived from sensor
system [Wolf, 1985]
Metode dan peralatan atau instrumen yang
digunakan dalam fotogrametri mengalami
perkembangan
sejalan
dengan
perkembangan teknologi. Ilustrasikan
perkembangan fotogrametri dari tahun
1900 hingga akhir 1990 (dan hingga saat
ini), seperti ditunjukkan pada Gambar 3
[Leberl, 1991].
Surabaya, 7 Desember 2006
78
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
Gambar 3 : Perkembangan Fotogrametri dari Analog ke Softcopy [Leberl, 1991]
Pada tahun 1900 hingga tahun 1970
metode dan instrumen yang digunakan
dalam fotogrametri dikenal dengan
sebutan fotogrametri analog. Setelah
tahun 1970 hingga tahun 1990 dikenal
sebagai periode fotogrametri analitik.
Setelah tahun 1990 fotogrametri
mengalami perkembangan dengan apa
yang
disebut
sebagai
softcopy
photogrammetry [Leberl, 1991].
Softcopy merupakan istilah
yang merujuk pada suatu bentuk
penyajian dari teks, gambar, simbol
dan data lainnya dalam format yang
dapat dibaca oleh komputer. Penyajian
diatas kertas atau film disebut dengan
istilah
hardcopy.
Softcopy
photogrammetry
adalah
aplikasi
teknologi fotogrametri pada citra
dengan bantuan komputer. Meskipun
demikian, dalam fotogrametri tidak
dikenal adanya konsep hardcopy
photogrammetry. Penggunaan citra
berbasis film dalam fotogrametri
dikenal
dengan
istilah
analog
photogrammetry
dan
analytical
photogrammetry [Leberl, 1991]
Softcopy photogrammetry di
Eropa lebih dikenal dengan istilah
digital photogrammetry pada awalnya
merupakan bagian dari program yang
dikembangkan oleh militer sejak tahun
1980-an [Leberl, 1996]. Istilah
softcopy photogrametry digunakan
untuk menjelaskan aplikasi teknikteknik fotogrametri analitik pada foto
udara format digital dengan bantuan
komputer dan perangkat lunak tertentu.
Foto udara digital diperoleh dari hasil
penyiaman (scanning) film dengan
menggunakan scanner fotogrametri.
Kebutuhan akan citra (image) dalam
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
format digital meningkat dengan cepat
sejalan dengan meningkatnya aplikasi
komputer untuk pemetaan dan SIG
[Welch,1996].
Aplikasi Softcopy Photogrametry untuk
Perolehan Data Morfometri DAS
DAS merupakan area dipermukaan
bumi dimana didalamnya terdapat sistem
aliran yang terdiri dari satu aliran utama
dan cabang-cabangnya yang berfungsi
menampung air hujan dan mengalirkannya
melalui suatu outlet tunggal. Karakteristik
DAS sebagai suatu sistem yang berisi
jaringan aliran (stream network) dapat
dikaji melalui suatu analisis yang
melibatkan
pengukuran-pengukuran
berkaitan dengan sifat-sifat aliran.
Softcopy
photogrammetry
dapat
diaplikasikan untuk perolehan data yang
penting dalam mengkaji karakteristik DAS
tersebut.
Perolehan data dari foto udara
dengan teknik atau metode fotogrametri
terdiri dari empat elemen penting yaitu:
triangulasi udara, perolehan DEM (Digital
Elevation Model), pembuatan ortofoto dan
pengumpulan data secara stereoskopis
[Leberl,1996]. Data yang dibutuhkan
untuk mengkaji karakteristik DAS pada
dasarnya tercakup dalam keempat elemen
tersebut.
Merujuk pada definisi atau pengertian
softcopy photogrammetry seperti telah
diuraikan sebelumnya, aplikasi softcopy
photogrammetry untuk perolehan data
pada dasarnya tidak jauh berbeda dengan
aplikasi fotogrameti analitik. Prinsipprinsip dalam fotogrametri analitik pada
dasarnya masih digunakan dalam softcopy
photogrammetry. Perbedaan yang jelas
terlihat adalah digunakannya foto udara
Surabaya, 7 Desember 2006
79
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
digital (hasil scanning film) dan
komputer berikut perangkat lunaknya
sebagai instrumen.
PROSES AKUISISI DATA
Proses akuisisi data dalam
softcopy photogrammetry umumnya
terdiri dari beberapa tahapan yaitu:
scanning film, triangulasi udara,
restitusi foto dan ekstrkasi data.
Melalui proses restitusi foto stereo
yang terdiri dari tiga tahapan yaitu
orientasi dalam (inner orientation),
orientasi relativ (relative orientation) dan
orientasi absolut (absolute orientation)
maka akan diperoleh model tiga dimensi
(3D) dari daerah yang digambarkan pada
foto. Ektraksi data yang diperlukan dapat
dilakukan secara stereoskopis pada model
3D tersebut.
Proses perolehan data
karakteristik
DAS
dalam softcopy
photogrammetry dapat digambarkan dalam
bentuk diagram alir seperti ditunjukkan
pada gambar berikut.
Gambar 4 : Tahapan Softcopy Photogrammetry untuk Perolehan Data Morfometri DAS
Gambar 5 : Kenampakan Alur Pada Foto Udara
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
Surabaya, 7 Desember 2006
80
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
Data yang diperoleh dari aplikasi
softcopy photogrammetry dalam kajian
karakteritik DAS relatif lengkap dan
dapat diuraikan sebagai berikut :
a. Kenampakan Aliran
Sungai utama dan anak sungai
dapat dikenali dengan mudah dari
foto udara karena ukurannya yang
relatif besar. Kelebihan dari foto
udara (dibandingkan sumber data
lain, misal peta topografi) justru
pada identifikasi dan delineasi dari
jaringan alur (tributaries). Jaringan
alur pada umumnya merupakan
bentukan hasil erosi, yang akan
terisi air sekaligus berfungsi
mengalirkan air pada saat turun
hujan. Pada peta topografi, alur
dapat diidentifikasi berdasarkan
pola kontur, sehingga tingkat
kerinciannya
tergantung
dari
kerincian data konturnya. Contoh
Kenampakan alur pada foto udara
ditunjukkan pada Gambar 5.
b. Batas Daerah Aliran Sungai (DAS)
Suatu DAS umumnya dibatas oleh
bentukan topografi tertentu yang
biasanya berupa igir (punggung)
perbukitan atau pegunungan. Batas
DAS dapat diidentifikasi dan
didelineasi dengan mudah dari foto
udara melalui pengamatan secara
tiga
dimensi
(stereoskopis).
Delineasi batas DAS diawali
dengan menentukan suatu titik
yang dianggap sebagai ujung
(mouth) dari sungai utama (main
stream) kemudian merunut anak
sungai yang merupakan cabang
dari sungai utama tersebut dan
jaringan alurnya.
c. Digital Elevation Model (DEM)
DEM merupakan suatu model
permukaan digital yang dibentuk
dari nilai ketinggian yang terdapat
pada titik-titik koordinat. DEM
merupakan salah satu data yang
dapat diperoleh dari suatu aplikasi
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
fotogrametri, baik analitik maupun
softcopy.
Ackerman,
1996,
menyatakan bahwa perolehan DEM
dari aplikasi fotogrametri dihasilkan
dari dua tahapan yaitu: [1] observasi
atau pengukuran dari model stereo dan
[2] interpolasi hasil pengukuran.
DEM bukan merupakan karakteristik
DAS, tetapi beberapa data mengenai
karakteristik penting suatu DAS dapat
diperoleh dari analisis DEM. Data
yang dapat diturunkan atau diperoleh
dari analisis DEM antara lain:
kemiringan DAS ataupun kemiringan
aliran, ketinggian (elevasi) rata-rata
DAS dan data kontur untuk DAS
tersebut.
d. Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan pada suatu DAS
memang tidak termasuk dalam kategori
morfometri DAS, namun data ini
merupakan salah satu data masukan yang
penting dalam kajian karakteristik DAS.
Pemodelan
DAS
untuk
mengkaji
fenomena banjir yang terjadi pada DAs
tersebut memerlukan data penggunaan
lahan sebagai salah satu inputnya. Data
penggunaan
lahan
dalam
aplikasi
fotogrametri dapat diperoleh melalui
proses interpretasi. Aplikasi softcopy
photogrammetry memungkinkan data yang
dihasilkan sudah dalam format digital
sehingga mudah untuk diintegrasikan
dengan SIG untuk keperluan suatu
pemodelan.
SISTEM INFORMASI GEOGRAFI
(SIG) DAN PEMODELAN
Kajian
terhadap
fenomena
lingkungan pada umumnya dilakukan
dengan menggunakan suatu model.
Penggunaan model dimaksudkan agar
kajian tentang suatu fenomena dapat
dilakukan dengan cara yang lebih
sederhana, biaya yang relatif lebih murah
dan dalam waktu yang relatif singkat.
Kajian terhadap karakteristik DAS
berdasarkan analisis morfometri akan lebih
Surabaya, 7 Desember 2006
81
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
optimal apabila dilakukan dengan
menggunakan
model
tertentu.
Berdasarkan model, suatu fenomena
lingkungan yang berkaitan dengan
karakteristik DAS seperti fenomena
banjir ataupun degradasi lahan dapat
dikaji secara lebih mendetail.
Pemodelan menggunakan data
keruangan (data spasial) memerlukan
suatu sistem yang dapat menyimpan,
mengolah dan menyajikan data
keruangan. Sistem Informasi Geografis
(SIG) merupakan sistem yang telah
banyak
diaplikasikan
dalam
pengolahan maupun pemodelan data
keruangan (spatial modelling). Definisi
mengenai SIG atau GIS (Geographical
Information System) sendiri telah
banyak diberikan oleh para pakar yang
berkompeten. Berikut ini adalah
definisi SIG yang dikemukakan oleh
Burrough, 1986, dan Aronof, 1989 :
"GIS is a powerful set of tools
for
collecting,
storing,
retrieving
at
will,
transforming and displaying
spatial data from the real
world" [Burrough, 1986]
"GIS is a manual or
computer-based
set
procedures used to store and
manipulate
geographically
referenced data" [Aronoff,
1989]
Pemodelan berbasis DAS dengan
menggunakan SIG telah banyak
dilakukan untuk mengkaji masalah
yang terkait dengan fenomena
lingkungan.
De
Roo,
1998,
menguraikan tentang salah satu
aplikasi SIG untuk pemodelan banjir
yang disebut dengan LISFLOOD.
Pemodelan ini dimaksudkan untuk
mengkaji masalah banjir dengan
memperhitungkan
faktor-faktor
penyebab banjir yang berinteraksi
dalam unit DAS. Model lain yang telah
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
diaplikasikan dengan adalah LISEM yaitu
pemodelan erosi dalam unit DAS.
INTEGRASI SIG DAN SOFTCOPY
PHOTOGRAMETRY
SIG sebagai suatu sistem terdiri
dari beberapa komponen atau elemen yang
saling terkait.. Salah satu dari kelima
elemen dalam SIG adalah elemen
pengumpulan data (data acqusition) atau
merujuk pada definisi SIG menurut
Burrough, 1986, elemen tersebut adalah
elemen data collection. Data dalam SIG
dapat diperoleh dari berbagai sumber.
Salah satu sumber yang dapat digunakan
untuk perolehan data dalam SIG adalah
fotogrametri.
SIG bekerja dengan bantuan
komputer meskipun dari definisi yang
diberikan oleh Aronoff, 1989, SIG juga
dapat
diterapkan
secara
manual.
Perkembangan
komputer,
besarnya
volume data yang dikumpulkan, kecepatan
proses yang diharapkan merupakan
beberapa faktor yang menyebabkan SIG
secara langsung ataupun tidak langsung
diassosiasikan
dengan
penggunaan
komputer dalam penerapannya.
Data yang digunakan sebagai input dalam
SIG tidak selalu telah tersedia dalam
format yang dapat dibaca oleh komputer
(digital). Data ini biasa disebut dengan
data analog. Data analog perlu di konversi
menjadi data digital agar dapat disimpan,
diproses
dan
ditayangkan
dengan
menggunakan komputer. Proses konversi
data analog menjadi data digital, pada
umumnya merupakan salah satu proses
dalam SIG yang memerlukan waktu relatif
lama.
Data yang diperoleh dari aplikasi
softcopy photogrametry telah terbentuk
dalam format digital sehingga tidak
memerlukan proses konversi sebagaimana
halnya pada data analog. Citra Orto (orto
image) sebagai salah satu produk yang
dihasilkan
dari
aplikasi
softcopy
Surabaya, 7 Desember 2006
82
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
photogrammetry
dapat
langsung
digunakan sebagai layer dalam SIG
[Leberl,1991].
Integrasi
antara
softcopy photogrammetry sebagai
sumber data spasial dengan SIG
sebagai penyimpan, pengolah dan
penayangan data spasial merupakan
kombinasi yang potensial dalam
berbagai analisis dan kajian.
PENUTUP
Daerah
aliran
sungai
merupakan unit yang fundamental
dalam berbagai kajian fenomena
lingkungan khususnya yang terkait
dengan proses-proses fluvial. Kajian
terhadap
karakteristik
DAS
berdasarkan
analisis
morfometri
merupakan salah satu bentuk kajian
fenomena
lingkungan
dengan
menggunakan DAS sebagai unit
analisisnya.
Penggunaan
model
berbasis DAS antara lain dapat
digunakan dalam kajian fenomena
banjir maupun degradasi lahan akibat
proses erosi.
SIG merupakan sistem yang telah
banyak diaplikasikan dalam berbagai
pemodelan khususnya pemodelan yang
bersifat
keruangan.
Pemodelan
menggunakan
SIG
memerlukan
sejumlah input data yang dapat
diperoleh dari berbagai macam
sumber. Foto udara merupakan salah
satu sumber data yang dapat digunakan
sebagai input dalam SIG. Aplikasi
softcopy photogrametry menghasilkan
data dalam format digital sehingga
langsung dapat digunakan sebagai
input dalam SIG tanpa harus melalui
proses konversi data (analog ke digital)
yang membutuhkan waktu lama.
Integrasi
antara
softcopy
photogrametry dengan SIG sangat
potensial diterapkan untuk mengkaji
karakteristik DAS sebagai bagian dari
kajian terhadap fenomena lingkungan.
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
REFERENSI
Aronoff.
S.
1989,
Geographic
Information
System
–
A
Management Perspective. WDL
Publication. Ottawa Canada.
Ackerman,Friedrich. 1996, Technique
and
Strategies
for
DEM
Generation,
dalam
Digital
Photogrammetry: An Addendum to
the Manual of Photogrammetry,
ASPRS Bethesda Maryland
Burrough, P.A. 1986. Principles of
Geographic Information System for
Land
Resources
Assessment
.Clarendon Oxford, UK
De Roo, A.P.J. et all, 1998, Physicallybased River Basin Modelling
Within a GIS: The LISFLOOD
Model. Akses Internet diperoleh
dari
:
http://divcom.otago.ac.nz/SIRC
Leberl,
Franz.W.1996,
Practical
Concern
in
Softcopy
Photogrametry Processing System,
dalam Digital Photogrammetry: An
Addendum to the Manual of
Photogrammetry, ASPRS Bethesda
Maryland.
Leberl, Franz. W. 1991. Digital
Photogrammetric
System,
Wichmann, Karlsruhe.
Pidwirny, M., 1999, Fundamental of
Physical Geography, University of
British Colombia-Okanagan. Akses
internet diperoleh dari : www.
PhysicalGeography.Net
Ritter, Michael, 2003, The Physical
Environment,
Akses
Internet
diperoleh
dari:
http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ri
tter
Sutanto, 1984, Penginderaan Jauh
Dasar, Gadjah Mada Press,
Yogyakarta.
Thomas, R. W. and Huggett, R. J.
1980. Modeling in Geography: A
Mathematical Approach. Totowa,
Surabaya, 7 Desember 2006
83
Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri
(Susilo & Pratomo)
NJ: Barnes and Noble Books,
p. 3-10.
Welch, R. dan T.R. Jordan, 1996.
Using
Scanned
Air
Photographs. dalam Raster
Imagery
in
Geographic
Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS
Information Systems, (Editor S.
Morain and S.L. Baros, eds),
Onward Press
Wolf, Paul.R., 1985, Element of
Photogrammetry,
McGraw
Hill.Inc.
Surabaya, 7 Desember 2006
84