Prosiding Seminar Nasional ke-14 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir Bandung, 5 Nopember 2008

ISSN : 0854 - 2910

STUDI AWAL PEMANFAATAN CITRA SATELIT UNTUK IDENTIFIKASI DISTRIBUSI SEDIMEN DI PERAIRAN SEMENANJUNG MURIAHeni Susiati*, Antonius B. Wijanarto** * Pusat Pengembangan Energi Nuklir - BATAN heni_susiati@batan.go.id ** BAKOSURTANAL

ABSTRAK STUDI AWAL PEMANFAATAN CITRA SATELIT UNTUK IDENTIFIKASI DISTRIBUSI SEDIMEN DI PERAIRAN SEMENANJUNG MURIA. Penelitian ini dilakukan di wilayah perairan Semenanjung Muria, Jepara dengan tujuan untuk evaluasi distribusi sebaran sedimen. Dalam persiapan pembangunan PLTN di Muria, kondisi eksisting sumber daya kelautan khususnya sebaran sedimen di wilayah sekitar calon tapak PLTN sangatlah penting untuk dilakukan evaluasi. Distribusi sebaran sedimen dipengaruhi oleh proses fisik alami dan oleh aktivitas manusia. Metode yang digunakan yaitu dengan inteprestasi dari data digital citra satelit, seperti dari citra Landsat. Analisis digital citra pada tahun yang berbeda akan memberi informasi perubahan sebaran sedimen. Band 432 Citra Landsat digunakan dalam memetakan sebaran TSM. Disamping itu juga diperoleh zona-zona daerah yang telah mengalami abrasi maupun akresi di perairan Semenanjung Muria. Kata kunci: sedimen, PLTN, citra Landsat, abrasi dan akresi

ABSTRACT PRELEMINARY STUDY OF REMOTE SENSING USAGE FOR DISTRIBUTION IDENTIFICATION OF SEDIMENT AT MURIA PENINSULA COASTAL. The located investigation conducted at Muria Peninsula, Jepara to evaluation of distribution sediment. The preparation of NPP construction at Muria, existing ocean resources especially of sediment distribution around NPP site candidate is very important to be carry out evaluation. The distribution of sediment influenced by natural physical process and human activity. The methode is interpretation remote sensing digital data, such as Lansat. Digital remote sensing analysis for defferent year will give sediment distribution transformation. Band 432 of Landsat remote sensing are used in zonation of TSM distribution. The other side, also is obtained area zones wich has occur abrasion and also accretion in costal Muria Peninsula. Key word: sediment, NPPs, Landsat remote sensing, abration, and acresion

I. PENDAHULUAN Perairan laut adalah suatu lingkungan yang sangat dinamis. Parameter-parameter fisis yang berpengaruh di laut seperti arus, gelombang, angin, sinar matahari, gravitasi bulan dan matahari, geologi laut, batimetri dasar laut, dan pola sedimentasi dari daerah tangkapan hujan di daratan, akan mempengaruhi pola penjalaran gelombang untuk sampai ke daratan. Pola penjalaran gelombang nantinya akan menuju ke daratan dan akan memberikan dampak untuk kawasan yang terkena langsung penjalaran gelombang dari laut. Kawasan yang mempunyai dampak langsung terhadap

manusia akibat dinamika perubahan parameter-parameter itu ialah kawasan pesisir. Untuk mendeteksi dampak yang terjadi di kawasan pesisir tersebut, terutama dampak kerusakan daerah pesisir dan wilayah estuari, maka perlu mengkombinasikan pengaruh perkembangan pertumbuhan di wilayah pesisir dan dinamika parameter-parameter fisis yang ada di laut. Dalam rencana pembangunan suatu proyek pembangkit listrik, aspek lingkungan merupakan salah satu aspek penting yang perlu mendapat perhatian. Dalam perencanaan pembangunan PLTN di

357

Studi Awal Pemanfaatan Citra Satelit..... Heni Susiati, dkk, PPEN- BATAN

.

ISSN : 0854 - 2910

Semenanjung Muria, kualitas perairan khususnya perairan pantai atau laut sangatlah penting diperhatikan. Hal ini sangat terkait dengan perancangan proses pendingin PLTN dan dalam bidang rekayasa pantai (coastal engineering) untuk meminimalkan dampak yang akan ditimbulkan. Sehingga pembangunan yang dilakukan merupakan pembangunan yang terencana dan berwawasan lingkungan. Sedimentasi memainkan peranan penting dalam penentuan kualitas air di suatu perairan, a.l., (1) sedimen yang terlarut dalam badan air akan menyebabkan berkurangnya proses fotosintesis akibat terhalangnya radiasi energi matahari, (2) zat pencemar dan nutrien umumnya terbawa bersama sedimen yang terlarut dalam air. Selain itu, pengetahuan tentang proses transpor sedimen juga sangat diperlukan dalam bidang rekayasa pantai (coastal engineering), seperti pembuatan desain, konstruksi, dan struktur sarana pantai untuk pendingin. Transpor sedimen di daerah pantai atau estuari merupakan fenomena yang kompleks karena terdiri dari interaksi beberapa proses yang saling berkaitan. Pengetahuan tentang muatan sedimen (sediment load) yang berasal dari sungai dapat menjadi titik awal dalam melakukan studi proses transpor sedimen, tetapi belum cukup memadai untuk mempelajari proses tersebut di daerah pantai atau estuari. Bila proses transpor sedimen di sungai terutama hanya dipengaruhi oleh arus sungai, maka di daerah pantai atau estuari permasalahan menjadi komplek ketika transpor sedimen juga dipengaruhi oleh gelombang yang dibangkitkan angin dan/atau gelombang pasang surut (pasut). Di perairan pantai yang memiliki salinitas tinggi, permasalahan akan semakin komplek karena lapisan tipis di sekeliling partikel sedimen yang halus (cohesive) akan tertekan akibat meningkatnya konsentrasi ion (van Leussen358

dalam Rivera, 1997). Hal ini mengakibatkan terjadinya proses penggabungan (flocculation) yang komplek dan kontinu. Sampai saat ini, fenomena tersebut belum dapat dipahami secara baik dan masih merupakan topik yang secara intensif dikaji oleh para peneliti. Salah satu daerah perairan pantai di Jawa Tengah khususnya daerah perairan Semenanjung Muria, Jepara yang memiliki proses perubahan pantai yang cukup signifikan. Material sedimen yang tersuspensi (TSM = Total Suspended Material) di Semenanjung Muria selain mengalami proses pengendapan (deposisi) yang mengakibatkan pendangkalan juga diangkut diangkut oleh arus Sungai yang berada di wilayah perairan Semenanjung Muria dan terperangkap di daerah estuarinya. Dalam waktu ratusan tahun sedimen yang terperangkap tersebut membentuk delta Semenanjung Muria memainkan peranan penting dalam menyeleksi material material sedimen yang dipindahkan dari darat ke laut. Peranan dalam rencana pembangunan PLTN dan sudah beroperasinya PLTU Tanjungjati menjadikan perairan di wilayah tersebut sebagai sistem yang sangat penting untuk dipelajari, terutama dalam mempelajari efek dari aktivitas manusia terhadap dinamika sedimen di daerah tersebut. Proses sedimentasi dalam waktu yang panjang akan mempengaruhi evolusi dari morfologi estuari, seperti perpindahan (migrasi) dari mulut sungai dan formasi dari delta. Interaksi antara aliran air tawar dari beberapa Sungai yang ada dan arus pasang surut yang masuk dari Laut Jawa berperan dalam pembentukan delta tersebut. Kombinasi air tawar dan air laut tersebut akan menghasilkan komunitas ekosistem perairan yang khas (Banjarnahor dan Suyarso, 2000). Pertemuan antara arus sungai dengan arus pasut di Semenanjung

Prosiding Seminar Nasional ke-14 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir Bandung, 5 Nopember 2008

ISSN : 0854 - 2910

Muria berpengaruh terhadap proses transport sedimen (baik yang berasal dari sungai, laut, maupun dari daratan di sekitarnya). Perkembangan teknologi khususnya dalam penginderaan jauh, menyebabkan pelaksanaan evaluasi terhadap calon tapak PLTN menjadi lebih efisien. Sudah banyak aplikasi penginderaan jauh yang digunakan untuk mempelajari pola atau zonasi sedimentasi suatu daerah perairan pesisir. Dengan demikian, penginderaan jauh, telah memberikan kontribusi yang signifikan dalam proses pemahaman kondisi seanografi dan sedimentasi, baik secara spasial maupun temporal. Hasil-hasil studi tersebut memperlihatkan kesesuaian yang cukup baik ketika diverifikasi dengan data lapangan. Saat ini aplikasi penginderaan jauh untuk evaluasi tapak PLTN di Muria masih jarang dilakukan. Oleh karena itu, pada riset ini kami melakukan studi di calon tapak PLTN Muria dalam rangka memahami kondisi sedimentasi yang terjadi di daerah tersebut. Karena begitu kompleksnya permasalahan yang berhubungan dengan proses transpor sedimen, maka diperlukan suatu riset/ studi yang terintegrasi dan bertahap. Sebagai tahap awal, dalam studi ini kami mengkaji kondisi oseanografi dan pola penyebaran sedimen yang bervariasi terhadap ruang dan waktu dengan aplikasi penginderan jauh dengan citra Landsat yang bersifat temporal. METODOLOGI Metode penelitian yang digunakan adalah interpretasi citra penginderaan jauh. Data yang digunakan pada penelitian ini adalah citra Landsat TM. Pada penelitian ini diusahakan untuk mendapatklan citra yang bebas awan dengan cara: a. Koreksi Geometrik Koreksi geometrik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Erdas Imagine 8.3. Peta Rupabumi skala 1 :

250.000 digunakan sebagai referensi. Hasil RMS yang diperoleh dari koreksi geometrik berkisar antara 0,6 0,9, artinya kisaran akurasi geometrik kurang dari satu piksel (30 meter). b. Koreksi Radiometrik dan Atmosferik. Koreksi radiometrik dan atmosferik sangat perlu dilakukan untuk menghilangkan distorsi yang disebabkan oleh kondisi atmosfer, posisi sensor terhadap obyek dan posisi matahari. Nilai yang ada pada raw data adalah digital number yang masih mengandung berbagai distorsi. Untuk suatu penelitian yang dilakukan pada wilayah yang sama dan akan membandingkan citra dari sensor yang sama dengan waktu yang berbeda, maka koreksi radiometrik/atmosferik sangat perlu dilakukan. Adapun tahapan dari koreksi radiometrik/atmosferik (Green et al., 2000) adalah sebagai berikut: (1). Konversi DN ke dalam bentuk spektral radian (2). Konversi spektral radian menjadi apparent reflektan (3). Koreksi atmosferik c. Masking Daratan/Lautan Kajian peta sebaran TSM adalah bagian perairan dari lokasi penelitian. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, maka bagian daratan dari lokasi penelitian harus ditutup (masking), artinya DN bagian daratan dibuat menjadi nol, sedangkan bagian air tetap memiliki DN air tersebut. Metode masking yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan membuat peta segmen garis pantai yang di rasterisasi menjadi raster. Pengolahan data ini dilakukan dengan menggunakan software ER Mapper 5.5, dengan tujuan menonjolkan detail bentuk permukaan bumi dengan memanfaatkan konfigurasi variasi nilai spektral dan penajaman, sehingga aspek-aspek morfologi,

359

Studi Awal Pemanfaatan Citra Satelit..... Heni Susiati, dkk, PPEN- BATAN

.

ISSN : 0854 - 2910

morfogenesis, dan morfokronologi bentuk lahan diharapkan dapat diidentifikasi. Kemudian dilakukan interpretasi bentuk lahan secara visual pada monitor komputer dengan menggunakan unsur-unsur interpretasi dan fasilitas memperbesar dan memperkecil liputan citra yang ada pada komputer agar detail ataupun pola keruangan bentuk lahan dapat diamati. Analisis geomorfologis dilakukan dengan pendekatan bentang lahan (landscape) dengan mengutamakan perhatian pada bentuk lahan, litologi, genesis, dan proses-proses masa lampau dan sekarang yang dapat diamati dari citra.

HASIL DAN PEMBAHASAN Lokasi penelitian sebaran sedimen yang ditinjau dalam studi ini terletak di perairan Semenanjung Muria, Jepara. Secara administratif berada di wilayah kabupaten Jepara, propinsi Jawa Tengah (Gambar 1). Batas koordinat wilayah kabupaten Jepara 054330 - 064744 LS dan 11032 11059, dengan batas-batas wilayah sebagai berikut:o o o o Sebelah Barat Sebelah Timur Sebelah utara Sebelah Selatan : Laut Jawa : Kab. Pati dan Kab. Kudus : Laut Jawa : Kabupaten Demak

Fusi multispektral dilakukan dengan memilih tiga (3) band, yaitu untuk membuat citra warna komposit dengan memasukkan setiap band ke dalam filter merah, hijau, dan biru (RGB), dan dari kombinasi tersebut harus dapat menyajikan keragaman warna paling banyak agar diperoleh informasi yang optimal. Keragaman warna terbanyak dari tiga band, untuk resolusi radiometrik 8 bit, adalah sebesar (28)3 = 16.777.216 warna. Fusi multispektral dari 3 (tiga) band ini selanjutnya dilakukan pada 6 (enam) band, yaitu kanal-kanal 1, 2, 3, 4, 5, dan 7, sehingga dapat diperoleh kombinasi-kombinasi warna komposit sebanyak C3 6 = 6! / (3!) (6-3)! = 20.Sedangkan penajaman citra dilakukan sebagai tahap lanjutan setelah pembuatan model fusi kanal selesai, karena penajaman diaplikasikan pada model-model fusi kanal yang sudah terpilih. Identifikasi karakteristik sedimentasi terkait dengan klasifikasi dan akurasinya terkait dengan sumber data yang digunakan. Penggunaan data Landsat ETM dengan resolusi spasial 30m dan 15 m cukup akurat untuk klasifikkasi skala 1 : 50.000.

Gambar 1. Kabupaten Jepara Gambar 1. Kabupaten Jepara Lokasi penelitian tersebut merupakan pesisir pantai dengan garis pantai sepanjang 4.300 km. Pantai dan kondisi topografi sepanjang lokasi penelitian mempunyai morfologi yang bervariasi. Secara umum pantai pada kecamatan Keling mempunyai topografi yang datar, sedangkan mulai dari perbatasan Kecamatan Kembang dengan Kecamatan Keling mengalami kenaikan kontur ketinggian topografi, hal ini sangat nyata pada daerah Kembang dimana bentuk pantai yang terjal sekitar 7 meter di atas permukaan air. Kabupaten Jepara sebagai salah satu kabupaten di Jawa Tengah terletak di koordinat 304330 40935 Bujur Timur dan 504330 604744 Lintang Selatan.

360

Prosiding Seminar Nasional ke-14 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir Bandung, 5 Nopember 2008

ISSN : 0854 - 2910

Kabupaten Jepara mempunyai luas wilayah 100.413, 189 ha, dengan panjang garis pantai 72 km (data terbaru berdasarkan analisis citra sepanjang 82,43 km) dan lebar laut 4 mil. Berdasarkan Peraturan Daerah Nomor 7 tahun 2000, Kabupaten Jepara terdiri dari 194 Desa dan 11 Kelurahan dalam 14 Kecamatan. Ke-14 Kecamatan tersebut Kabupaten Jepara memiliki 8 Kecamatan yang merupakan daerah pesisir, yaitu meliputi: Kecamatan Kedung, Tahunan,

Jepara, Mlonggo, Bangsri, Kembang, Keling, dan Karimunjawa. Kecamatan Keling merupakan kecamatan pesisir yang memiliki wilayah paling luas diantara kecamatan pesisir lainnya, yaitu 23.175,804 atau 37 % dari luas keseluruhan kecamatan pesisir. Sedangkan kecamatan Jepara merupakan kecamatan pesisir dengan luas wilayah terkecil, yaitu 2.466, 700 ha atau 4 % dari luas keseluruhan. Adapun untuk kecamatan pesisir lainnya dapat dilihat pada Tabel 1 berikut:

Tabel 1. Prosentase Luas wilayah Kawasan PesisirNo. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Kecamatan Kedung Tahunan Jepara Mlonggo Bangsri Kembang Keling Luas (Ha) 4.306,281 3.890,582 2.466,700 10.295,516 8.535,241 10.812,384 23.175,804 Persentase (%) 7 6 4 16 13 17 37

Hasil interpreatasi citra Landsat memperlihatkan bahwa sebaran sedimen (Gambar 2 sampai dengan Gambar 8) dengan terdeposisi paling banyak terlihat di sepanjang pesisir Semenanjung Muria, terutama di wilayah sebelah Timur. Dari pengamatan visual dan hasil klasifikasi tutupan lahan diketahui bahwa terdapat banyak aliran sungai yang bermuara ke perairan pesisir, selain itu tutupan lahan di daerah pesisir berupa hutan mangrove, tambak, pertanian dan pemukiman yang berpotensi menghasilkan sedimen sehingga meningkatkan konsentrasi TSM di perairan. Sebaran TSM terkonsentrasi di perairan pesisir pada musim Barat, tetapi terdistribusi secara lebih merata pada musim Timur, yang diperkirakan karena adanya kondisi arus (arah pergerakan arus) yang berbeda pada musim Barat dan Timur.

Gambar 2. Pengolahan Peta Citra Landsat Tahun 2005

361

Studi Awal Pemanfaatan Citra Satelit..... Heni Susiati, dkk, PPEN- BATAN

.

ISSN : 0854 - 2910

Gambar 3. Pengolahan Peta Citra Landsat Tahun 2000

Berdasarkan kenampakan kedua citra landsat tersebut (gambar 2 dan 3) di atas terlihat jelas bahwa pola sedimentasinya sama. Untuk mendapatkan analisis perubahan yang lebih akurat maka diperlukan data multi waktu (multi temporal) yang lebih banyak. Proses download citra yang bebas biaya dapat didapatkan dari http://landsat.org/. Proses ini sebetulnya mudah tetapi berlangsung lama karena kondisi jaringan yang sangat padat. Adapun hasil dari download citra dan citra yang sebelumnya, serta citra yang sudah didapatkan terdahulu dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini.

Tabel 2. Citra Hasil DownloadNo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 MSS/TM Landsat MSS Landsat TM Landsat TM Landsat TM Landsat TM Landsat ETM Landsat ETM Landsat ETM Landsat TM Landsat ETM Landsat ETM Landsat ETM Date 28 Sept 1972 20 April 1989 28 Juni 1991 28 Juni 1991 20 April 1998 1 Juli 2001 1 Juli 2001 27 Agus 2001 2000 19 Agu 2004 9 Mei 2005 25 Juni 2005 Keterangan Tutupan awan Path 119 row 65 Tutupan awan