ABSTRAK - sinta.unud.ac.id · vii ABSTRAK Bali merupakan destinasi wisata yang terkenal di...
-
Upload
phungtuong -
Category
Documents
-
view
220 -
download
0
Transcript of ABSTRAK - sinta.unud.ac.id · vii ABSTRAK Bali merupakan destinasi wisata yang terkenal di...
vii
ABSTRAK
Bali merupakan destinasi wisata yang terkenal di mancanegara. Pesisir
pantai di Bali Selatan sering kali menjadi tujuan wisata utama di Bali.
Keberagaman sumberdaya alam perairan seperti terumbu karang, hutan bakau,
pantai, ikan dan lainnya di pesisir Bali selatan yang membuat turis lokal dan
mancanegara berdatangan.Perkembangan pesat yang terjadi di Bali membuat
perairan di Bali beresiko tercemar dan pada akhirnya terjadi ketidakseimbangan
lingkungan. Ketidakseimbangan itulah yang akan menyebabkan hancurnya
destinasi wisata perairan di Bali. TSS (Total Solid Suspended) merupakan salah
satu parameter pencemaran air untuk mengukur kualitas perairan di Selatan Bali.
TSS mampu diidentifikasi dengan penginderaan jauh. Penginderaan jauh mampu
menampilkan informasi tentang perairan seperti kejernihan suatu perairan, tingkat
pencemaran perairan dan lain-lain. Analisis data penginderaan jauh dapat
menggunakan citra dari satelit LANDSAT 8. Citra LANDSAT dapat digunakan
untuk melihat dinamika fluktuasi besarnya nilai TSS. Ektraksi informasi TSS
menggunakan data penginderaan jauh dapat dilakukan dengan algoritma TSS
yang dikembangkan oleh Miller dan McKee (2004) : TSS = (1140.25 * Red Band)
– 1.91, dimana Red band adalah nilai reflektansi citra Landsat 8 band merah yang
sudah terkoreksi atmosfer. Algoritma ini telah teruji dan tervalidasi dengan data
lapangan dalam penilitian yang telah dipublikasikan. Kegiatan penelitian ini
bertujuan untuk menciptakan sebuah aplikasi yang dapat menentukan tingkat
pencemaran air berdasarkan kandungan TSS menggunakan algoritma TSS. Citra
yang diuji pada program ini merupakan citra dari satelit LANDSAT 8 dengan
cakupan wilayah Bali Selatan. Citra tersebut akan di proses dalam suatu program
aplikasi yang ditulis dalam bahasa MATLAB. Sistem ini memiliki tahapan
koreksi radiometrik, penggabungan citra komposit dan penghitungan nilai TSS.
Kata Kunci : TSS, Remote Sensing, Matlab, LANDSAT 8
viii
ABSTRACT
Bali is a famous tourism destination with the diversity of the natural
resources such as coral, mangrove, beach and the others especially in the South
Bali region. The rapid development that happens in Bali make the water in Bali
may get risk of polluted. TSS (Total Solid Suspended) is one of the parameter of
water pollution to measure the water quality. TSS can be identified by remote
sensing. The remote sensing is able to show the information about water like the
purity, the pollution level and the others. The data analysis of remote sensing can
use the satellite imagery LANDSAT 8. The LANDSAT imagery can be used to see
the contain of TSS. TSS algorithm that used in this research was developed by
Miller and McKee (2004) : TSS(mg/l) = 1140.25 x Red Band-1.91. where Red
band is the value of imagery reflect Landsat 8 red band. This research aimed to
create an application based on desktop which can determine level of water
pollution based on the contain of TSS. Results of this research is a TSS
distribution image that has TSS value in each pixel and wide of TSS distribution.
Keywords: TSS, Remote Sensing, Matlab, LANDSAT 8
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus, karena atas
berkat dan anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
”Klasifikasi Tingkat Pencemaran di Perairan Selatan Bali Menggunakan
Citra Satelit Landsat 8 Dengan Algoritma TSS”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada
semua pihak yang telah memberikan bantuan, motivasi dan bimbingan dalam
penyusunan Skripsi ini, terutama kepada:
1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Udayana
2. Bapak Dr. Eng. I Putu Agung Bayupati, ST., MT. selaku Ketua Jurusan
Teknologi Informasi Universitas Udayana.
3. Bapak Dr. Eng I Dewa Nyoman Nurweda Putra, S.Si.,M.Si. Selaku
Dosen Pembimbing I dan Bapak I Ketut Adi Purnawan, ST., M.Eng.
Selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing. mengarahkan dan
memotivasi penulis selama penyusunan Skripsi ini.
4. Para Dosen Penguji atas segala saran dalam penyusunan Skripsi ini.
5. Segenap Dosen Pengajar di Jurusan Teknologi Informasi Fakultas
Teknik Universitas Udayana.
6. Orang tua dan Adik yang telah memberikan motivasi dan mendoakan
selama penulis berkuliah di Bali.
7. Keluarga di Bali yang telah banyak membantu selama penulis berada di
Bali untuk menuntut ilmu.
8. Rekan-rekan Seperjuangan Angkatan 2012 Teknologi Informasi
Universitas Udayana yang telah memberikan sumbangan ide, pemikiran,
tenaga, dan pengetahuan sehingga membantu penulis dalam penyusunan
Tugas Akhir ini.
9. Keluarga Besar Mahasiswa Kristen Universitas Udayana, yang telah
membangun karakter penulis menjadi pribadi yang takut akan Tuhan.
10. Elony Efrata Bintoro (Beserta Elsa, Pasel, Bee, dan Ipaw) yang telah
banyak membantu dan memotivasi penulis selama duduk di bangku
perkuliahan dan dalam penyusunan Skripsi ini.
11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang
telah membantu memperlancar penyusunan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna baik dalam
materi maupun penulisannya. Untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun
dari semua pihak sangat diharapkan. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat
memberikan manfaat bagi semua pihak sesuai dengan yang diharapkan.
Jimbaran, Juni 2016
Penulis
(I Putu Andreas Waranu)
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL .................................................................................... i
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................ iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ............................................... iv
BERITA ACARA TUGAS AKHIR .............................................................. v
ABSTRAK ........................................................................................................ vii
ABSTRACT ....................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvi
DAFTAR PERSAMAAN ............................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5
2.1 State of The Art ........................................................................................... 5
2.2 Penginderaan Jauh ...................................................................................... 6
2.2.1 Definisi Penginderaan Jauh ................................................................. 6
2.2.2 Proses Penginderaan Jauh ................................................................... 6
2.3 Citra ............................................................................................................. 7
2.3.1 Interpretasi Citra ................................................................................. 8
2.4 Pengolahan Citra Digital .............................................................................. 9
2.4.1 Operasi Pengolahan Citra.................................................................... 10
2.4.2 Aplikasi Pengolahan Citra .................................................................. 10
xii
2.5 Spektrum Elektromagnetik .......................................................................... 11
2.6 Satelit Landsat .............................................................................................. 13
2.7 Matlab ......................................................................................................... 17
2.8 TSS (Total Solid Suspended) ....................................................................... 18
2.8.1 Algoritma TSS ................................................................................... 19
BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM ................................ 21
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................... 21
3.2 Data ............................................................................................................. 21
3.2.1 Sumber Data ....................................................................................... 21
3.2.2 Jenis Data ........................................................................................... 21
3.2.3 Metode Pengumpulan Data ................................................................. 22
3.3 Alat Penelitian ............................................................................................. 22
3.4 Alur Penelitian ............................................................................................ 22
3.5 Use Case Diagram ...................................................................................... 24
3.6 Activity Diagram ......................................................................................... 24
3.6.1 Activity Diagram Sub-Menu Komposit ............................................. 25
3.6.2 Activity Diagram Sub-Menu TSS ...................................................... 26
3.7 Pemilihan Citra Satelit ................................................................................ 28
3.8 Subset Spatial .............................................................................................. 32
3.9 Pengolahan Citra ......................................................................................... 33
3.10 Perancangan User Interface ...................................................................... 36
3.10.1 Menu Home .................................................................................... 36
3.10.2 Menu Processing ........................................................................... 37
3.11 Jadwal Kegiatan ........................................................................................ 42
BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISA HASIL ...................................... 43
4.1 Menu Home .................................................................................................. 43
4.2 Menu Processing ........................................................................................ 43
4.2.1 Sub-Menu Komposit .......................................................................... 44
4.2.2 Sub-Menu TSS ................................................................................... 46
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 53
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 53
xiii
5.2 Saran ........................................................................................................... 54
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen Utama Dari Sistem PJ Satelit ...................................... 7
Gambar 2.2 Spektrum Elektromagnetik............................................................. 11
Gambar 2.3 Penggabungan Band pada Satelit Landsat 8 serta Fungsinya ....... 17
Gambar 3.1 Gambaran Umum Sistem .............................................................. 23
Gambar 3.2 Use Case Diagram ......................................................................... 24
Gambar 3.3 Activity Diagram Sub-Menu Komposit ......................................... 25
Gambar 3.4 Activity Diagram Sub-Menu TSS ................................................. 27
Gambar 3.5 Alur Pemilihan Citra Landsat 8 ..................................................... 29
Gambar 3.6 Halaman Awal Website https://earthexplorer.usgs.gov/ ................ 30
Gambar 3.7 Website USGS Menyediakan Berbagai Macam Citra Satelit ....... 30
Gambar 3.8 Pemilihan Citra Satelit ................................................................... 31
Gambar 3.9 Karakteristik Citra Landsat Sebelum Diolah ................................. 32
Gambar 3.10 Operasi Subset Spatial ................................................................. 32
Gambar 3.11 Karakteristik Band 5,4,3 pada Citra Landsat 8 ............................ 33
Gambar 3.12 Citra Komposit False Color ......................................................... 34
Gambar 3.13 Tampilan dari Menu Home ......................................................... 37
Gambar 3.14 Tampilan dari Sub-Menu Komposit ............................................ 37
Gambar 3.15 Tampilan dari Sub-Menu TSS .................................................... 39
Gambar 4.1 Tampilan Menu Home ................................................................... 43
Gambar 4.2 Hasil Proses Input Band ................................................................ 44
Gambar 4.3 Pembentukan Citra Komposit RGB .............................................. 45
Gambar 4.4 Citra Komposit yang Telah di Crop .............................................. 45
Gambar 4.5 Hasil Proses Input Band pada Sub-Menu TSS ............................... 46
Gambar 4.6 Nilai-nilai dari Metadata untuk Koreksi Radiometrik ................... 47
Gambar 4.7 Nilai-Nilai untuk Koreksi Radiometrik pada File txt ................... 47
Gambar 4.8 Citra Terkoreksi Radiometrik ....................................................... 48
Gambar 4.9 Pembentukan Citra Subset Spatial ................................................ 49
Gambar 4.10 Pembentukan Citra Komposit False Color .................................. 49
Gambar 4.11 Citra Komposit False Color ........................................................ 50
xv
Gambar 4.12 Pembentukan Citra Decorrelation Stretch .................................. 51
Gambar 4.13 Citra Decorrelation Stretch .......................................................... 51
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Aplikasi Pengolahan Citra Dalam Berbagai Bidang .......................... 10
Tabel 2.2 Daftar 9 Band Sensor OLI ................................................................ 15
Tabel 2.3 Band Sensor TIRS ............................................................................. 15
Tabel 2.4 Fungsi Kanal Landsat 8 ..................................................................... 16
Tabel 3.1 Kelas dan Konsentrasi Sebaran TSS ................................................. 36
Tabel 3.2 Figure dan Button Menu Komposit .................................................. 38
Tabel 3.3 Komponen Pembangun Sub-Menu TSS ............................................ 39
Tabel 3.4 Jadwal Kegiatan Penelitian ............................................................... 42
Tabel 4.1 Pemberian Simbol pada Panel Koreksi Radiometrik ....................... 48
xvii
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1 Algoritma TSS ........................................................................... 20
Persamaan 3.1 Algoritma TSS ........................................................................... 35
1
BAB I
PENDAHULUAN
Pada Bab I ini menjelaskan mengenai latar belakang permasalahan
sehingga proposal ini dibuat. Selain itu pada bab ini juga menjelaskan mengenai
rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, dan
sistematika penulisan.
1.1 Latar Belakang
Bali merupakan pulau di Indonesia yeng terkenal di mancanegara karena
keindahan tempat wisatanya. Bali dikeliling oleh daerah pesisir perairan yang
beragam akan sumber daya alam seperti hutan bakau, terumbu karang, ikan dan
habitat perairan lainnya. Perkembangan pesat yang terjadi di Bali membuat
perairan di Bali beresiko tercemar dan pada akhirnya terjadi ketidakseimbangan
lingkungan. Semua itu berbanding terbalik dengan keindahan dan keelokan
lingkungan di Bali. Ketidakseimbangan itulah yang akan menyebabkan hancurnya
destinasi wisata perairan di Bali.
TSS (Total Solid Suspended) merupakan salah satu parameter pencemaran
air untuk mengukur kualitas perairan. Pengaruh polusi TSS di badan air dapat
menjadi berbahaya bagi lingkungan dan organisme hidup. Pengaruh utamanya
adalah mengurangi kemampuan air untuk menerima energi cahaya dari matahari
sehingga mengganggu kehidupan perairan.
Teknologi penginderaan jauh (Remote Sensing) dapat melakukan
penghitungan kosentrasi TSS tanpa harus melakukan penelitian lapangan. Satelit
yang merupakan komponen utama dalam penginderaan jauh dapat menangkap
citra lokasi perairan dan dengan pengolahan data akan didapatkan suatu nilai
kosentrasi TSS pada perairan tersebut berdasarkan data dan informasi dari satelit.
Satelit Landsat 8 merupakan satelit yang dipakai untuk mengambil citra
perairan dalam penelitian ini. Satelit Landsat 8 memungkinkan tidak perlu
dilakukannya koreksi geometrik. Citra komposit dari penggabungan band pada
satelit Landsat 8 menjadi identifikasi awal adanya kandungan TSS dalam daerah
2
tersebut. Band merah pada satelit Landsat 8 digunakan juga pada algoritma TSS
untuk menghitung nilai kosentrasi TSS.
Matlab (Matrix Labolatory) merupakan aplikasi pemrograman dengan
bahasa berkemampuan tinggi untuk melakukan komputasi teknis. Matlab
memungkinkan penggabungan antara komputasi, visualisasi, dan pemrograman
dalam suatu kesatuan. Matlab juga memungkinkan dapat dilakukannya komputasi
untuk visual citra satelit.
Pembuatan aplikasi klasifikasi pencemaran air pada perairan di Selatan
Bali ini mengimplementasikan algoritma TSS dari citra satelit Landsat 8 dengan
menggunakan aplikasi Matlab sangat bermanfaat untuk memberikan informasi
kandungan TSS (mg/l) pada suatu perairan berdasarkan klasifikasi-klasifikasi
pencemaran tanpa perlu turun ke lapangan untuk melakukan penelitian.
Berdasarkan hal tersebut, maka perlu dibuatnya aplikasi penginderaan jauh
untuk mengklasifikasikan pencemaran air pada perairan di Selatan Bali
menggunakan data sensor satelit Landsat 8 menggunakan algoritma TSS dengan
harapan dapat menyadarkan masyarakat dalam menjaga kelestarian dan
kebersihan perairan guna menjaga keindahan pulau Bali sebagai destinasi
pariwisata mancanegara.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas, maka permasalahan yang
akan dikaji dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut.
1. Bagaimana membuat aplikasi penginderaan jauh klasifikasi pencemaran
air pada perairan di Selatan Bali dengan mengimplementasikan algoritma
TSS
2. Bagaimana cara kerja sistem penginderaan jauh melakukan klasifikasi
pada pencemaran perairan.
3. Bagaimana hasil klasifikasi pencemaran air pada perairan di Selatan Bali
dengan citra sensor satelit Landsat 8 dengan algoritma TSS
3
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian apapun yang dilakukan tentu memiliki tujuan akhir sebagai
hasil akhir dari penelitian. Tujuan penelitian ini yaitu :
1. Untuk mengetahui bagaimana cara membuat aplikasi penginderaan jauh
klasifikasi pencemaran air pada perairan di Selatan Bali dengan
mengimplementasikan algoritma TSS
2. Untuk mengetahui cara kerja sistem penginderaan jauh melakukan
klasifikasi pada pencemaran perairan.
3. Untuk mengetahui bagaimana penyajian hasil klasifikasi pencemaran air
pada perairan di Selatan Bali dengan citra sensor satelit Landsat 8 dengan
algoritma TSS
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini, diharapkan memiliki manfaat bagi akademisi dan praktisi
dalam melakukan analisis klasifikasi pencemaran perairan menggunakan
teknologi remote sensing. Jika diuraikan maka manfaat dari penelitian ini yaitu.
1. Bagi kalangan akademik diharapkan menambah pengetahuan dan
pengalaman, serta sebagai bahan referensi maupun informasi untuk
penelitian lebih lanjut dalam pengembangan pengetahuan di bidang
teknologi informasi khususnya teknologi remote sensing.
2. Memberikan informasi mengenai klasifikasi pencemaran perairan
berdasarkan sebaran TSS yang ada.
3. Menjelaskan alur kerja dari program analisis klasifikasi pencemaran
perairan yang dibuat.
4. Bahan pertimbangan dalam menjaga kelestarian dan kebersihan perairan
terkhususnya di daerah Selatan Bali guna menghindari akibat-akibat yang
terjadi.
1.5 Batasan Masalah
Skripsi ini dilakukan beberapa batasan masalah, antara lain :
1. Citra satelit yang digunakan adalah citra dari satelit Landsat 8.
4
2. Wilayah penelitian dikhususkan di perairan Selatan Bali
3. Program yang digunakan untuk melakukan penganalisisan citra yaitu
program desktop berpadu dengan aplikasi Matlab
4. Metode yang digunakan yaitu dengan Algoritma TSS untuk mencari nilai
solid yang tersuspensi dalam air.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan secara rinci dari penelitian ini adalah
sebagai berikut :
Bab I : Pendahuluan
Menjelaskan secara lengkap mengenai gambaran umum isi tulisan,
mulai dari latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini menjelaskan secara lengkap mengenai teori-teori penunjang
yang diperlukan dalam analisis klasifikasi pencemaran air pada
perairan di Selatan Bali menggunakan data sensor satelit Landsat 8.
Bab III : Metodologi
Bab ini akan dibahas secara detail sistem akuisisi dan langkah-langkah
pengolahan citra yang dilakukan pada pengklasifikasian pencemaran
air pada perairan Selatan Bali menggunakan data sensor satelit Landsat
8.
Bab IV : Pengujian dan Analisa Hasil
Bab ini membahas mengenai pengujian sistem dan analisis dari hasil
pengujian tersebut. Terlebih dahulu dijelaskan tahap-tahap dari proses
pengujian. Selanjutnya akan dibahas mengenai hasil pengujian beserta
analisisnya.
Bab V : Penutup
Berisikan kesimpulan dari apa yang telah dibahas sebelumnya serta
saran-saran yang ditujukan untuk pengembangan analisa dan sistem
lebih lanjut.