BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN Teknik Citra Digital atau Digital Image Processing merupakan salah satu disiplin ilmu yang mempelajari mengenai teknik-teknik dalam mengolah citra. Citra yang dimaksud disini merupakan gambar diam seperti hasil grafik maupun gambar bergerak. Pengolahan citra digital diharapkan menghasilkan suatu citra baru yang menyajikan informasi-informasi tertentu berdasarkan data-data terdapat di dalam citra. yang Teknik pengolahan citra digital banyak diterapkan di berbagai bidang maupun disiplin ilmu. Seperti halnya di bidang kedokteran, pengolahan citra digital digunakan untuk membantu dokter dalam mengidentifikasi penyakit diabetes melalui analisis citra retina mata, sedangkan di bidang keamanan pengolahan citra digital digunakan untuk menganalisis bagian tertentu dari tubuh manusia yang nantinya digunakan sebagai kunci. Pada kegiatan analisis citra satelit pengolahan citra memegang peranan penting dalam memunculkan berbagai informasi tertentu mengenai penampakan permukaan bumi. 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan Negara kepulauan terbesar di dunia, dimana Indonesia memiliki buah pulau dengan panjang agris pantai mencapai km. Dengan panjang garis pantai mencapai km menjadikan Indonesia menjadi negara dengan garis pantai terpanjang ke-4 di dunia. Letak geografis Indonesia antara 95ºBT sampai dengan 141º BT dan antara 6º LU sampai dengan 11º LS. Garis pantai merupakan batas antar dua ekosistem yaitu ekosistem perairan dan ekosistem daratan yang terjadi pada kawasan pesisir. Hal ini mengakibatkan wilayah pesisir menjadi kawasan yang terpengaruh oleh perubahan dari ekosistem perairan maupun dari ekosistem daratan. Perubahan bentuk topografi akan wilayah pesisir akan berpengaruh pada bentuk garis pantai. Kasim menyebutkan bahwa monitoring garis pantai sangat penting bagi perlindungan lingkungan serta pembangunan negara [1]. Garis pantai dapat 1

2 dijadikan sebagai salah satu indikator untuk mengetahui perubahan lingkungan seperti pemanasan global yang berdampak pada kenaikan tinggi permukaan air laut. Perubahan garis pantai dapat terjadi dikarenakan adanya perubahan pasang surut air laut, angkutan sedimen serta pergerakan dari gelombang dan arus. Abrasi dan akresi merupakan fenomena perubahan garis pantai. Abrasi merupakan proses pengikisan wilayah daratan yang disebabkan oleh adanya aktivitas angin dan air. Akresi merupakan penambahan wilayah daratan yang disebabkan oleh adanya proses pengendapan pada aliran sungai atau delta maupaun adanya proses reklamasi pantai. Proses akresi merupakan penyeimbang proses abrasi. Proses perubahan garis pantai selain dipengaruhi oleh faktor alam juga dipengaruhi oleh antropogenik [2]. Antropogenik merupakan fenomena perusakan yang disebabkan oleh adanya pencemaran yang dilakukan oleh manusia. Abrasi dan akresi dapat mengubah kontur garis pantai di suatu daerah sehinga dapat berdampak negatif pada daerah tersebut. Abrasi yang tidak terkontrol dapat berdampak pada perubahan atau kerusakan tepi pantai sehingga dapat menimbukan kerugian pada pihak-pihak yang berkepentingan. Lebih dari 70% dari pantai di dunia yang mengalami abrasi atau akresi hal ini akan berdampak besar pada kawasan pesisir [3]. Menurut Zhang [4], kesadaran akan perubahan kawasan pesisir yang terjadi secara cepat mendorong adanya upaya dalam memantau, menilai dan mengurangi tingkat stress pada daerah pesisir. Rais dalam jurnal Trigan [5] mengemukakan bahwa wilayah pesisir merupakan wilayah yang memiliki tingkat kepadatan penduduk yang tinggi dan populasi dunia yang hidup di wilayah pesisir berkisar antara 50-70% dari total penduduk dunia. Sebagian besar penduduk Indonesia bermukim di wilayah pesisir dimana peningkatan jumlah penduduk akan memberikan dampak terhadapat wilayah pesisir seperti degradasi pesisir, abrasi maupun akresi. Perubahan kawasan pesisir berupa penambahan daratan yang terjadi secara cepat biasanya terjadi pada delta sungai. Sekitar 80-90% akresi dihasilkan pada musim hujan. Abrasi terjadi pada daerah yang memiliki pantai yang landai berpasir serta memiliki gelombang laut yang tinggi. 2

3 Peramalan akan perubahan garis pantai menjadi hal yang penting dalam pengelolaan serta pengawasan pada kawasan pesisir. Peramalan merupakan proses perkiraan (pengukuran) besarnya atau jumlah sesuatu pada waktu yang akan datang berdasarkan pada masa lampau yang dianalisis secara ilmiah khususnya menggunakan metode statistik. Peramalan garis pantai yang dimaksudkan untuk meramalkan posisi perubahan garis pantai yang akan dating di suatu tempat dengan menggunakan data pengamatan di ukur dalam kurun waktu tertentu. Peramalan garis pantai dapat dilakukan dengan menghitung laju perubahan garis pantai. Pengukuran perubahan dapat dilakukan dengan pengukuran di lapangan atau dengan menggunakan data citra baik citra udara maupaun citra satelit. Data citra satelit dapat dimanfaatkan untuk dapat mengetahui kontur dari daerah pesisir. Data citra satelit dihasilkan dari pantulan gelombang elektromagnetik pada permukaan bumi yang ditangkap oleh sensor. Sensor mampu menangkap gelombang elektromagnetik dan membaginya kedalam kanalkanal (band) dengan panjang gelombang tertentu. Setiap satelit observasi bumi memiliki jumlah band lebih dari satu. Setiap band akan menghasilkan citra dengan rona warna sekala keabuan (grayscale). Setiap kanal akan memiliki tingkat kecerahan yang berbeda, hal ini dikarenakan panjang gelombang yang digunakan dalam proses perekaman pada masing-masing kanalnya berbeda. Matahari merupakan salah satu penghasil gelombang elektromagnetik terbesar yang dapat dimanfaatkan dalam pengindraan jauh. Setiap benda yang ada di permukaan bumi baik itu tanah, pohon, air dan lain sebagainya memiliki tingkat refleksifitas yang berbeda terhadap gelombang elektromagnetik sehingga bendabenda tersebut akan memiliki resolusi yang berbeda pada setiap kanalnya. Daerah visible mencakup panjang glembong yang memiliki rent dengan 0, blue, green, dan red serta gelombang infra merah yang memiliki rentang lebih dari 0, near infrared (NIR), middle infrared (MIR) dan far infrared (FIR atau thermal). 3

4 1.2 Perumusan masalah Ekstraksi garis pantai pada data citra satelit merupakan acuan dalam peramalan garis pantai. Kesalahan dalam merepresentasikan batas antara kawasan daratan dan perairan akan berdampak pada keakurasian dari garis pantai yang diramalkan. Kesalahan dalam mengenali puncak ombak menjadi permasalahan dalam ekstraksi garis pantai secara otomatis. Garis pantai memiliki sifat yang dinamis, dimana perubahan garis pantai dapat terjadi sewaktu-waktu. Kedinamisan garis pantai akan merubah bentuk topografi dari kawasn pesisir sehingga akan berpengaruh pada ekosistem yang ada di sekitar kawasan pesisir. 1.3 Keaslian penelitian Penelitian yang berkaitan dengan peramalan perubahan garis pantai yang didasarkan pada data citra satelit adalah sebagai berikut. Penelitian yang dilakukan oleh Muñoz-pérez et al.[6] menganalisis perubahan garis pantai dengan menggunakan data bathymetric pantai yang diambil dua kali dalam sebulan selama empat tahun. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan metode Empirical Orthogonal Functions (EOF). Kekarakteristikan perubahan garis pantai diukur pada kondisi Highest High Water Level dan pada kondisi Lowest Low Water Level. Garis pantai baru dibentuk dari hasil rata-rata pengukuran garis pantai pada kondisi Highest High Water Level dan Lowest Low Water Level. Tienfuan et al.[7] melakukan penelitian mengenai perubahan garis pantai nonlinier yang diakibatkan oleh adanya badai atau bencana alam. Data yang digunakan merupakan data foto udara pada tahun 1990, 2001 dan Teknik overlay digunakan dalam membandingankan daerah tutupan pasir pada daerah penelitian. Permodelan jaringan saraf tiruan yang didasarkan pada koordinat digital digunakan untuk membentuk garis pantai pada tahun 2015 dan Peter et al.[8] melakukan penelitian mengenai perubahan garis pantai pada daerah U.S. Pacific Northwest. Penelitian ini menggunakan pendekatan one-line shoreline change model yang diterapkan berdasarkan quasi-probabilistic dalam meramalkan garis pantai yang mungkin terjadi. Dalam penelitian ini menggunakan 4

5 kombinasi antara data satelit dan data cuaca. Data cuaca digunakan sebagai acuan dalam menentukan perubahan arah gelombang serta kecepatan angin. Perubahan arah gelombang serta kecepatan angin akan berpengaruh pada daya angkut sedimen serta pergerakan sedimen itu sendiri. Fi-Jhon et al.[9] melakukan penelitian yang bertujuan untuk memodelkan perubahan garis pantai dengan menyelidiki perubahan garis pantai berdasarkan data yang dikumpilkan mulai tahun 2004 sampai dengan tahun 2011 pada pantai berpasir di kabupaten Yilan di Taiwan. Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) dikonfigurasi dengan dua skenario, yaitu kondisi konstan dan kondisi spesifik. Berdasarkan penelitian tersebut diperoleh prediksi garis pantai dengan pendekatan ANFIS memiliki tingkat akurasi lebih tinggi dibandingkan dengan model auto regressive exogenous (ARX). Appeaning et.al [10] menganalisis data geospasial kawasan pesisir di Ghana Accra untuk membentuk garis pantai baru yang mungkin terjadi pada 250 tahun mendatang. Data yang digunakan adalah data pemetaan dari 1904, 1974, 1996 dan Data diolah dengan menggunakan model SCAPE, pendekatan geometris dan pengembangan metode Bruun. Berdasarkan hasil dari metode yang digunakan didapat perubahan rata-rata laju angkut sedimen di wilayah Accra ditemukan 1,13 m / tahun. Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk meningkatkan akurasi peramalan perubahan garis pantai dengan mengurangi kesalahan yang mungkin terjadi akibat dari kesalahan dalam merepresentasikan batas antara kawasan daratan dan perairan. Pengembangan dilakuakn pada metode segmentasi dengan membandingkan data citra yang sama pada kanal yang berbeda. Peramalan garis pantai yang akan terjadi mengacu pada model matematis yang dibentuk dengan menggunakan metode time series analysis. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian Pengembangan Algoritma Peramalan Perubahan Garis Pantai dengan Pendekatan Data Time Series adalah sebagai berikut. 5

6 1. Membentuk model garis pantai yang mampu merepresentasikan perubahan bentuk garis pantai secara parsial sehingga mampu meramalakn bentuk garis pantai secara time series. 2. Mengembangkan metode segmentasi untuk mengurangi kesalahan dalam merepresentasikan kawasan daratan dan perairan. 1.5 Manfaat Penelitian Sesuai dengan tujuan dari penelitian yang akan diadakan, maka diharapkan nantinya akan memberikan manfaat baik itu bagi pihak umum maupun penulis. Adapun manfaat tersebut antara lain: 1. Diharapkan dapat membantu pemerintah dalam hal pengawasan terhadap daerah pesisir. 2. Kajian ini akan membantu dalam pengelolaan kawasan pesisir seperti pembentukan zona bahaya, studi pengelolaan dan pengembangan wilayah, transportasi laut, sediment budget dan pemodelan morfodinamika pesisir. 6