Full Paper

PROCEEDINGS The 12TH ANNUAL INDONESIAN GEOTHERMAL ASSOCIATION MEETING & CONFERENCE

Bandung on 6-8 November, 2012

ANALISIS PROSPEK PANAS BUMI MENGGUNAKAN METODE PENGINDERAAN JAUH (CITRA LANDSAT ETM+) BERINTEGRASI DENGAN ANOMALI BOUGUER

I Gede Boy Darmawan

Magister Geologi Pertambangan, Jurusan Teknik Geologi UGM

ABSTRAKDaerah prospek panasbumi Ulubelu terletak dalam cekungan vulkanik (vulcanic depression) diantara perbukitan (volcanic centres) Kwarter Gunung Rindingan di sebelah Utara, Gunung Sula di Barat, Gunung Kukusan di Selatan dan Gunung Tanggamus di sebelah Tenggara. Citra Landsat ETM+ digunakan untuk mengidentifikasi distribusi temperatur permukaan dan zona alterasi untuk mengenali daerah prospek panas bumi. Integrasi dengan anomali Bouguer menghasilkan pola penyebaran reservoar panasbumi. Analisis thermal radiance pada band 6 thermal infra red menunjukkan sebaran suhu permukaan daerah penelitian. Metode spectral reflectance analysis menunjukkan adanya daerah alterasi argilik dan propilitik. Analisis reflektansi pada band ratio 4/1, 4/7 dan 5/7 mengindikasikan kehadiran mineral kaolinite dan illite pada band ratio 5/4, 7/2 dan 7/3, sedangkan analisis pada band ratio 3/1, 4/5, 5/7, 5/1 dan 4/1 mengindikasikan kehadiran mineral chlorite. Sebaran mineral alterasi tersebut mengarah pada tiga kelompok besar yaitu pada arah baratdaya, baratlaut dan timur.

I. PENDAHULUANLapangan panasbumi Ulubelu terletak di Pulau Sumatra, secara administratif berada di Kabupaten Tanggamus Provinsi Lampung, sebelah barat Negara Kepulauan Indonesia. Daerah ini berada pada bagian selatan dari Sesar Besar Sumatra (Suharno, 2005). Penyelidikan dan penelitian mengenai daerah prospek panasbumi di Ulubelu telah lama dilakukan. Dari penelitian Kemah dan Yunis (1997) dalam Suharno (2000) diketahui

adanya keberadaan daerah alterasi mineral lempung pada lapangan panasbumi Ulubelu. Mineral alterasi tersebut terbagi dalam dua tipe alterasi yaitu argilik berupa kaolinite dan illite, dan alterasi propilitik berupa chlorite.

Penyelidikan lain seperti geofisika telah dilakukan pada lapangan panasbumi Ulubelu dengan metode gayaberat yang menghasilkan anomali Bouguer Suharno (2006). Hasil penyelidikan gayaberat ini akan di komparasikan dengan hasil penginderaan jauh pada penelitian ini. Tujuannya adalah untuk mengetahui sebaran prospek panasbumi daerah Ulubelu melalui analisis suhu dan reflektansi citra Landsat ETM+.

II. Citra Landsat ETM+Landsat merupakan milik Amerika Serikat yang mempunyai tiga instrument pencitraan, yaitu RBV (Return Beam Vidicon), MSS (Multispectral Scanner), TM (Thematic Mapper) dan ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus. Citra Landsat ETM+ telah dipublikasikan oleh USGS dan dapat dimanfaatkan untuk penelitian termasuk di Indonesia (Ali, 2012).

Landsat ETM+ dirancang secara spesifik untuk memperoleh data sumber daya bumi. Satelit ini mengorbit dengan ketinggian 705 km, berulang dalam 16 hari (Utama, 2012). Citra satelit ini memiliki resolusi 30 meter, dengan luasan mencakup 185 km2. Secara radiometrik, sensor ETM+ memiliki 255 digital number (DN, nomor

digital, 8 bit). Memiliki delapan band yang terdiri dari tiga band dengan panjang gelombang dari cahaya tampak yakni band 1, 2 dan 3. Tiga band Infra Red (IR) yakni band 4, 5, dan 7, serta satu band Thermal Infra Red (TIR) yakni band 6. Sedangkan satu band lagi yakni band 8 merupakan citra pankromatik (Mia, 2012). Masing-masing band memiliki panjang gelombang dan ukuran piksel yang berbeda (Tabel 1).

Teknologi penginderaan jauh meliputi pengukuran dan analisa pantulan radiasi gelombang elektromagnetik dari obyek dengan sistem pasif maupun aktif. Respon radiasi dari masing-masing spektrum gelombang elektromagnetik menunjukkan tipe atau jenis material obyek dan respon masing-masing spektrum gelombang elektro-magnetik dikumpulkan dalam bentuk citra multispektral (Sebayang, 2002).

Pada penelitian ini penginderaan jauh dilakukan dengan melakukan analisis reflektansi spektral pada citra Landsat ETM+ yang dipublikasikan oleh USGS dengan lokasi Path-126, Row-64 yang diakuisisi pada tanggal 4 mei tahun 2000 (Gambar 1).

III. KONVERSI KE PANCARAN SPEKTRAL PADA SENSOR (Qcal ke L)

Perhitungan pancaran spektral pada sensor merupakan langkah mendasar dalam mengkonversi data citra dari multi sensor menjadi skala radiometri. Kalibrasi radiometri melibatkan penyekalaan kembali dari jumlah masukan data digital (Q) yang ditransmisikan dari satelit untuk dikalibrasikan dengan nomor-nomor digital (Qcal), yang mempunyai skala radiometri yang sama untuk semua area yang diproses pada periode yang spesifik (Chander, 2009).

Persamaan yang digunakan untuk mengkonversiQcal atau Digital Number (DN) ke L atau top of atmosphere (TOA) radiance adalah sebagai berikut:

L❑=( Lmax ,−Lmin,

Q calmax−Qcalmin)( DN−Q calmin )

+Lmin , (1)Keterangan:

L : TOA radiance pada sensor (W/m2 sr µm)Lmax : TOA radiance terskala terhadap Qcalmax

Lmin : TOA radiance terskala terhadap Qcalmin

Qcalmax: Nilai pixel maksimumQcalmin: Nilai pixel minimum

Konversi ini dilakukan terhadap semua band yang digunakan yakni band 1 sampai band 7.

IV. KONVERSI KE SPEKTRAL REFLEKTANSI (ρ)

Setelah nilai digital pada band citra dikonversi ke nilai pancaran, maka nilai pancaran tersebut dikonversi ke nilai spektral reflektansi. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan respon reflektansi spektral dari citra yang akan dikomparasikan dengan respon reflektansi spektral sensor pada mineral. Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung spektral reflektansi adalah sebagai berikut:

ρ λ=Π . Lλ . d2

ESUN λ .cos θs

(2)

Keterangan:ρ λ : Planetary TOA reflectance π : 3,14159L : TOA radiance pada sensor (W/m2 sr µm)d : Jarak Bumi-Matahari (unit astronomi)ESUN λ : Exoatmospheric solar irradiance

rata-rata (W/m2 µm)θ s : Sudut Zenith Matahari (derajat)

Konversi ini dilakukan pada band 1-5 dan band 7, sedangkan band 6 dikonversi menjadi suhu dengan menggunakan persamaan berikut ini:

T= K 2

ln( K 1Lλ

+1)(3)

Dimana:T : Effective at-sensor brightness temperature

(Kelvin)K2 : Konstanta kalibrasi 2 (Kelvin)K1 : Konstanta kalibrasi 1 (W/m2 sr µm)Lλ : Spectral radiance at the sensor's aperture

(W/m2 sr µm)



Hasil dari konversi suhu ini masih dalam satuan Kelvin sehingga harus dikurangi 273 agar menjadi derajat Celcius. Sebaran suhu permukaan ditunjukkan dalam interval 5˚C dengan suhu minimal <15˚C (Gambar 2).V. PEMETAAN MINERAL

MENGGUNAKAN DATA REFLEKTANSI SPEKTRAL

Teknik ini sebenarnya didasarkan pada proses band rasioning (Zeinelabdein, 2008). Data reflektansi spektral dari mineral alterasi diperoleh dari USGS yang kemudian diproses secara statistik berdasarkan pada interval panjang gelombang pada masing-masing band (Yetkin, 2003). Data reflektansi yang digunakan yaitu untuk Kaolinite, Illite dan Chlorite (Gambar 4).

Untuk membatasi nilai reflektansi dari semua kombinasi band rasio yang akan dihitung, maka masing-masing band harus dihitung nilai reflektansi maksimum dan minimum terhadap masing-masing mineral. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Band 1max

Band 2min

=UpperLimit (4)

Band 1min

Band 2max

=LowerLimit (5)

Dimana:Bandmax=μ+(2× SD) (6)Bandmin=μ−(2× SD) (7)

Keterangan:μ : nilai reflektan rata-rataSD : Standar Deviasi

Pemetaan mineral alterasi kaolinite dilakukan dengan mengkombinasikan band ratio 4/1, 4/7 dan 5/7. Analisis spasial menghasilkan daerah sebaran yang mengindikasikan mineral kaolinite. Mineral ini tersebar secara acak di daerah penelitian. Beberapa sebaran yang ditunjukkan dengan warna merah muncul di sekitar fumarol dan hot spring (Gambar 5a).

Pemetaan mineral alterasi illite juga dilakukan dengan band rationing 5/4, 7/2 dan 7/3. Hasil analisis spasial menunjukkan sebaran mineral ini yang ditunjukkan dengan warna hijau ada di beberapa areal seperti di sekitaran Gunung Duduk dan Gunung Kukusan (Gambar 5b).

Pemetaan mineral alterasi Chlorite juga dilakukan dengan band rationing 3/1, 4/5, 5/7, 5/1 dan 4/1. Analisis spatial yang dilakukan menunjukkan sedikit area yang mengindikasikan keberadaan mineral ini yang ditunjukkan dengan warna biru. Sebarannya di sekitar Gunung Duduk dan Gunung Kukusan (Gambar 5c).

VI. INTEGRASI DENGAN ANOMALI BOUGUER

Keberadaan mineral-mineral alterasi hasil penginderaan jauh dengan menggunakan citra Landsat ETM+ seperti mineral kaolinite, illite dan chlorite menandakan prospeksi lapangan panasbumi dapat di deteksi dengan metode ini. Namun untuk memastikan diperlukan integrasi dengan data lain, misalnya data anomali Bouguer.

Anomali Bouguer yang digunakan adalah peta anomali Bouguer hasil penelitian terdahulu oleh Ramli (2010). Anomali Bouguer menunjukkan di Utara daerah penelitian memiliki anomali rendah yang mengindikasikan ada reservoar panasbumi. Sedangkan anomali tinggi berada pada daerah Selatan yang mengindikasikan adanya batuan sumber panas (hot rock) (Mulyadi, 2000). Anomali tinggi berada pada bagian Selatan dan Utara yang mengelilingi daerah anomali rendah dengan nilai 3 mGal sampai 8 mGal.. Dari peta anomali Bouguer juga terlihat adanya pola struktur graben berarah barat-timur yang dimungkinkan merupakan daerah prospek panasbumi (Gambar 3).

Hasil ini bersesuaian dengan peta sebaran suhu permukaan dari citra yang menunjukkan sebaran panas tinggi ke arah selatan dan baratdaya yang diperkirakan sebagai batuan sumber panas. Sedangkan sebaran suhu menurun ke arah utara dan baratlaut yang diperkirakan sebagai reservoar (Gambar 2).

Arah sebaran prospek panasbumi Ulubelu dari hasil analisis penginderaan jauh dengan metode reflektansi spektral menunjukkan adanya tiga arah sebaran yaitu sebaran terbesar berada pada arah baratdaya yang meliputi Gunung Kukusan dan hot spring yang ada. Sedangkan ke arah tengah sampai timur meliputi Gunung Duduk dan beberapa fumarol. Untuk sebaran ke arah barat-baratlaut masih belum meyakinkan karena tidak munculnya mineral chlorite pada daerah tersebut (Gambar 6).

VII. KESIMPULANSetelah menggunakan metode penginderaan jauh dan mengintegrasikannya dengan data anomali Bouguer, dapat diperoleh kesimpulkan bahwa metode penginderaan jauh dengan menggunakan citra Landsat ETM+ dapat digunakan untuk mengetahui prospek panasbumi. Dengan melakukan pemetaan mineral-mineral alterasi permukaan di lapangan panasbumi Ulubelu diperoleh informasi mengenai sebaran prospeksi panasbumi di daerah ini.

Sebaran suhu yang diperoleh dari analisis band 6 juga mengindikasikan adanya batuan sumber panas yang berarah ke selatan sesuai dengan analisis anomali Bouguer. Namun untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat sebaiknya digunakan citra ASTER karena memiliki resolusi pixel yang lebih besar dan jumlah band yang lebih banyak dengan interval panjang gelombang masing-masing band yang lebih pendek. Sehingga diharapkan citra ASTER dapat mendeteksi mineral-mineral tersebut dengan lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Ali, E.A., S.O. El Khidir, I. A.A. Babikir, E.M. Abdelrahman. 2012. Landsat ETM+7 Digital Image Processing Techniques for Lithological and Structural Lineament Enhancement: Case Study Around Abidiya Area, Sudan. The Open Remote Sensing Journal, 2012, 5, 83-89

Chander, Gyanesh, Brian L. Markham, Dennis L. Helder. 2009. Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI

sensors. Remote Sensing of Environment 113 (20 09) 893–903

Kemah, M.Y., and Yunis. 1997.Evaluasi geologi-geokimia pemboran sumur Ulubelu Lampung. Jakarta, Pertamina.

Mia, Md. Bodruddoza, Yasuhiro Fujimitsu. 2012. Mapping hydrothermal altered mineral deposits using Landsat 7 ETM+ image in and around Kuju volcano, Kyushu, Japan. J. Earth Syst. Sci. 121 , No. 4, August 2012, pp. 1049–1057

Mulyadi. 2000. Ulubelu, The Most Developed Geothermal Area In South Sumatra. Proceeding World Geothermal Congress 2000, Kyushu-Tohoku, Japan, May 28-June 10, 2000

Sebayang, Mardani. 2002. Klasifikasi Tutupan Lahan Menggunakan Data Citra Landsat Thematic Mapper (Studi Kasus Di Kotamadya Surabaya). Jurnal Natur Indonesia 5(1): 41-49 (2002) ISSN 1410-9379

Silaban, Marihot SP. 2001. Studi Mineral Lempung Hidrotermal Dan Aplikasinya Untuk Operasi Pemboran Panasbumi (Studi Kasus : Prospek Panasbumi Ulubelu, Lampung). Proceeding Of The 5th Inaga Annual Scientific Conference & Exhibitions Yogyakarta, March 7 – 10, 2001

Suharno, Hernowo Danusaputro. 2006. Determination Rock Densities Of Ulubelu Geothermal Lampung By Using Gravity Method Combined With Borehole Method. Berkala Fisika ISSN : 1410 – 9662 Vol.9, No.2, April 2006, hal 85-91

Suharno, P.R.L. Browne, S. Suengkono, B. S. Mulyatno, M. Sarkowi. 2005. Evolution of Rendingan-Ulubelu-Waypanas (RUW) Geothermal System Lampung, Indonesia. Proceedings World Geothermal Congress 2005 Antalya, Turkey, 24-29 April 2005

Suharno, P.R.L. Browne. 2000. Subsurface Hydrothermal Alteration At The Ulubelu



Geothermal Field, Lampung, Southern Sumatra, Indonesia. PROCEEDINGS, Twenty-fifth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 24-26, 2000 SGP-TR-165

Utama, Widya, S Riski, AS Bahri, DD Warnana. 2012. Analisis Citra Landsat ETM+ untuk Kajian Awal Penentuan Daerah Potensi PanasBumi di Gunung Lamongan, Tiris, Probolinggo. Jurnal Fisika Dan Aplikasinya Volume 8, Nomor 1 Januari 2012

Yetkin, Erdem. 2003. Alteration Mapping By Remote Sensing Application To Hasanda Ğ – Melendi Z Volcanic Complex. The Middle East Technical University

Zeinelabdein, K. A. Elsayed, A. I. Albiely. 2012. Ratio Image Processing Techniques: A Prospecting Tool For Mineral Deposits, Red Sea Hills, Ne Sudan. The International Archives of the Photogram metry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Vol. XXXVII. Part B8. Beijing 2008

LAMPIRAN

Tabel 1. Summary of Landsat 7 ETM + sensorParameters (USGS).

BandWavelength Range

(µm)Pixel Size

(m)12345678

0.450–0.5150.525–0.6050.630–0.6900.750–0.9001.55–1.75 3010.40–12.502.09–2.35

0.520–0.900

303030303060(30)3015

Gambar 1. Citra Landsat ETM+ Path-126, Row-64

Gambar 3. Anomali Bouguer Residual (Ramli, 2010) Gambar 2. Sebaran suhu permukaan

Gambar 4. Reflektansi Spektral Mineral Kaolinite, Illite dan Chlorite (modifikasi dari USGS)

Batas Reflektansi Kaolinite

Batas Reflektansi Illite

Batas Reflektansi Chlorite



Gambar 5.a. Alterasi Kaolinite band ratio 4/1, 4/7, 5/7

Gambar 5.b. Alterasi Illite band ratio 5/4, 7/2, 7/3 Gambar 5.c. Alterasi Chlorite band ratio 3/1, 4/5, 5/7, 5/1, 4/1

Gambar 6. Prospeksi panasbumi Ulubelu

Full Paper

Documents

Transcript of Full Paper