PEMETAAN GEOMORFOLOGI TERUMBU MENGGUNAKAN CITRA WORLDVIEW-2 DI PULAU PARI, KEPULAUAN SERIBU UMI KALSUM MADAUL

Transkripsi

1 PEMETAAN GEOMORFOLOGI TERUMBU MENGGUNAKAN CITRA WORLDVIEW-2 DI PULAU PARI, KEPULAUAN SERIBU UMI KALSUM MADAUL DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemetaan Geomorfologi Terumbu Menggunakan Citra Worldview-2 di Pulau Pari, Kepulauan Seribu adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2015 Umi Kalsum Madaul NIM C

4 ABSTRAK UMI KALSUM MADAUL. Pemetaan Geomorfologi Terumbu Menggunakan Citra WorldView-2 di Gugusan Pulau Pari, Kepulauan Seribu. Dibimbing oleh VINCENTIUS PAULUS SIREGAR dan ADRIANI SUNUDDIN. Pendekteksian terumbu karang berdasarkan zonasi geomorfologi menjadi salah satu aplikasi penginderaan jauh satelit yang sedang berkembang karena kemampuan sinoptik citra satelit dalam memvisualisasikan zona-zona geomorfologi secara jelas dan detail dapat diperoleh. Tujuan penelitian ini adalah memetakan zona geomorfologi perairan laut dangkal di gugusan Pulau Pari, Kepulauan Seribu menggunakan citra satelit WorldView-2. Bahan utama yang digunakan adalah citra Worldview-2 akuisisi pada tahun 2011, sedangkan survei lapang dilakukan pada Oktober 2012 melibatkan 958 titik survei. Analisis citra menggunakan metode klasifikasi terbimbing (Supervised Classification). Hasil klasifikasi menunjukkan perairan laut dalam (deep water) memiliki luas terbesar yaitu 13,690,700 m 2 (53.12%). Luas terkecil terdapat pada kelas punggung terumbu (reef crest) hanya 629,220 m 2 (2,44%). Kelas geomorfologi lain yang terdapat di gugusan Pulau Pari adalah goba dalam (deep lagoon), goba dangkal (shallow lagoon), rataan terumbu (reef flat) dan daratan (land). Nilai uji akurasi adalah 87,55% dengan nilai koefisien kappa 0.80, menunjukkan bahwa klasifikasi citra WorldView-2 yang diperoleh dapat menggambarkan kondisi geomorfologi di perairan laut dangkal Pulau Pari dengan baik. Kata kunci: peta, geomorfologi, WorldView-2, klasifikasi terbimbing, Pulau Pari ABSTRACT UMI KALSUM MADAUL. Geomorphological Mapping of Reef Zones using WorldView-2 Imagery in Pari Islands, Kepulauan Seribu. Under direction of VINCENTIUS PAULUS SIREGAR and ADRIANI SUNUDDIN. Coral reef geomorphological mapping is one type of product resulted from the application of satellite remote sensing. Synoptic visualization from satellite enabled differentiation of geomorphological zones in an obvious and solid manner. The aim of this research was to map geomorphological reef zones in Pari Islands, using WorldView-2 imagery. Image utilized in this research was acquired in 2011, while field observation was conducted in October 2012 at 958 ground control points. WorldView-2 image was examined using supervised classification. Results showed that deep water was the largest geomorphic zone comprising of 13,690,700 m 2 (53.12%). The smallest was reef crest which extended only 629,220 m 2 (2,44%). Other geomorphic zones observed in Pari Islands were reef slope, deep lagoon, shallow lagoon, reef flat, and land. Overall accuracy of test obtained of 87.55% with a 0.80 coefficient kappa. The accuracy of the results is good for geomorphological mapping of Reef zones. Keywords: mapping, geomorphology, WorldView-2, supervised classification, Pari Island

5 PEMETAAN GEOMORFOLOGI TERUMBU MENGGUNAKAN CITRA WORLDVIEW-2 DI PULAU PARI, KEPULAUAN SERIBU UMI KALSUM MADAUL Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada Departemen Ilmu Dan Teknologi Kelautan DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

6

7

8 PRAKATA Puji dan rasa syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dalam penulisannya, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Dr.Ir. Vincentius P. Siregar, DEA dan Adriani Sunuddin S.Pi, M.Si selaku pembimbing I dan II atas arahan, bimbingan dan pengetahuan yang telah diberikan; 2. Dr. Ir. Totok Hestirianoto, M.Sc sebagai Pembimbing Akademik; 3. Orang Tua dan seluruh keluarga atas doa dan dukungannya; 4. Bang Tarlan yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan pengolahan data penelitian; 5. Keluarga besar ITK 45 atas persahabatan dan suka duka yang telah terbangun selama ini; Penulis menyadari skripsi ini jauh dari kesempurnaan, namun demikian penulis berharap agar skripsi ini dapat berguna bagi diri sendiri maupun pembaca dapat dikembangkan melalui penelitian selanjutnya. Bogor, Juli 2015 Umi Kalsum Madaul

9 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL..i DAFTAR GAMBAR..ii DAFTAR LAMPIRAN.iii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 2 METODE... 2 Bahan dan Alat...3 Pengumpulan Data Lapang.3 Prosedur Pengolahan Data Citra WorldView-2.3 Pengujian Akurasi..5 HASIL DAN PEMBAHASAN... 7 Karakteristik Umum Pulau Pari.7 Klasifikasi Zona Geomorfologi Pulau Pari.8 Pengujian Akurasi Hasil Klasifikasi Zona Geomorfologi 14 SIMPULAN DAN SARAN SIMPULAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 19 RIWAYAT HIDUP 33

10 DAFTAR TABEL 1 Spesifikasi beberapa citra satelit 2 2 Skema klasifikasi geomorfologi 5 3 Nilai spektral kanal citra WorldView Karakteristik spasial zona geomorfologi di Gugus Pulau Pari 13 5 Matriks kesalahan dan koefisien kappa ( ) 14 DAFTAR GAMBAR 1 Lokasi penelitian di gugusan Pulau Pari, Kepulauan Seribu 2 2 Diagram alir pengolahan data 4 3 Matriks kesalahan dalam perhitungan nilai akurasi peta 6 4 Profil batimetri gugusan Pulau Pari 8 5 Peta Survei lapang 9 6 Zona geomorfologi kombinasi citra dan survei lapang 10 7 Zonasi geomorfologi 11 8 Tampilan false color citra WorldView-2 12 DAFTAR LAMPIRAN 1 Data Pengamatan Objek dasar perairan di gugusan Pulau Pari 21 2 Data Kedalaman 23

11 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Pada hakekatnya geomorfologi dapat didefinisikan sebagai ilmu tentang roman muka bumi beserta aspek-aspek yang mempengaruhinya. Kata geomorfologi (geomorphology) berasal bahasa Yunani, yang terdiri dari tiga kata yaitu: geos (earth/bumi), morphos (shape/bentuk), logos (knowledge atau ilmu pengetahuan). Berdasarkan dari kata-kata tersebut, maka pengertian geomorfologi merupakan pengetahuan tentang bentuk-bentuk permukaan bumi (Noor 2012). Geomorfologi adalah ilmu yang mencakup kajian secara sistematik mengenai aneka macam kenampakan (feature) bentuk-bentuk (forms) permukaan bumi dalam berbagai skala ukuran, baik yang ada di daratan termasuk di dasar perairan darat maupun di dasar laut, ditinjau baik dari segi bentuk, keadaan, asalusul, pembentukan, perubahan yang dialami dalam evolusinya, dan sebarannya (Ongkosongo 2012). Teknologi penginderaan jauh dapat diaplikasikan dalam bidang kelautan, misalnya untuk mendeteksi obyek di dasar perairan dangkal (terumbu karang) yang telah dikembangkan sejak tahun 1970-an (Lyzenga 1978), di antaranya kedalaman dan profil batimetri. Menurut Siregar (1996) transformasi citra satelit dapat dilakukan dengan penggabungan secara logaritma natural dua kanal sinar tampak, sehingga didapat citra baru yang menampakkan dasar perairan yang lebih mendekati kondisi nyata di alam. Pendekteksian terumbu karang berdasarkan zonasi geomorfologi menjadi salah satu aplikasi penginderaan jauh satelit yang dimulai sejak era Landsat hingga saat ini (Selamat et al. 2012), namun pemetaan geomorfologi hanya terbatas pada tiga zona terumbu yaitu terumbu tepi (fringing reef), terumbu penghalang (barrier reef), dan terumbu cincin (attol). Menurut Hubbard (1997) penalaran bentukan terumbu modern dipengaruhi oleh proses geofisik dan geokimia, selain mempertimbangkan aspek ekologi karena struktur tersebut dibangun oleh makhluk hidup (skleraktinia). Kajian geomorfologi terumbu karang dengan pemanfaatan teknologi penginderaan jauh dapat digunakan untuk mengetahui kenampakan dasar perairan dangkal berdasarkan struktur habitatnya maupun geomorfologinya. WorldView-2 merupakan satelit beresolusi tinggi, terdiri dari 8 sensor spektral yang mencakup spektrum sinar tampak dan near infra-red. Citra satelit ini mempunyai tingkat keakuratan yang tinggi untuk proses klasifikasi, salah satu aplikasinya adalah klasifikasi habitat perairan dangkal (Digital Globe 2010). Adapun perbandingan kemampuan masing-masing citra satelit yang disajikan pada Tabel 1. Kemampuan sensor dari setiap satelit mampu mendeteksi perairan dangkal yang berbeda-beda sesuai dengan resolusi spasialnya (Siregar 2010).

12 2 Tabel 1. Spesifikasi citra satelit dalam pemetaan dasar perairan laut dangkal. Spesifikasi Ikonos Geoeye-1 Quickbird World- View-2 Resolusi spasial panchromatic (m) 0,82 0,41 0,65 0,46 Resolusi spasial multispektral (m) 3,2 1,65 2,62 1,85 Lebar sapuan sensor satelit (km) 11,3 15, ,4 Kanal pada citra (spectral band) Sumber : Digital Globe Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk memetakan zona geomorfologi perairan laut dangkal di gugusan Pulau Pari, Kepulauan Seribu menggunakan citra satelit Worldview-2. METODE Penelitian ini terbagi dalam dua tahap, yaitu tahap pengumpulan data, meliputi perekaman data citra satelit, survei lapang yang dilaksanakan pada Oktober 2012, dan tahap pengolahan citra hingga pembuatan peta. Survei lapang dilakukan di Pulau Pari, Kepulauan Seribu (Gambar 1). Gambar 1. Lokasi penelitian di gugusan Pulau Pari

13 3 Bahan dan Alat Bahan utama yang digunakan penelitian ini adalah Citra Worldview-2 perekaman pada tanggal 19 Oktober 2011 yang dibatasi pada koordinat , ,53 LS hingga 106º 35 10,08-106º 36 28,14 BT dan telah terkoreksi geometric. Bahan lain adalah data hasil survei lapang berupa titik koordinat dan kondisi dasar perairan. Alat yang digunakan yaitu perangkat keras, terdiri dari personal komputer, roll meter, GPS (Global Positioning System) jenis Garmin 60CSX, GPS Sounder, alat tulis (sabak dan pensil), alat dasar selam dan SCUBA (Self-Contained Underwater Breathing Apparatus). Perangkat lunak untuk image processing yaitu ER MAPPER 6.4 ArcGIS 9.3, dan Microsoft Excel. Pengumpulan Data Lapang Pengumpulan data lapang dilakukan dengan mengamati dasar perairan secara langsung (in situ), yaitu mengamati lifeform terumbu dan substrat dasar menggunakan alat selam (SCUBA) (Lampiran 1). Survei lapangan dilakukan dengan penyelaman dan pengambilan posisi pada titik pengamatan menggunakan GPS serta pemeruman data kedalaman (sounding) menggunakan GPS Sounder yang kemudian diinterpretasikan ke data penginderaan jauh untuk diproses (Lampiran 2). Informasi batimetri kemudian divisualisasikan dalam bentuk profil batimetri perairan. Posisi titik pengamatan diperoleh dari setiap stasiun yang mewakili perairan Pulau Pari, meliputi: bagian Barat, Timur, Utara dan Selatan (Gambar 1). Prosedur Pengolahan Data Citra WorldView-2 Pengolahan atau pemrosesan citra dibagi ke dalam beberapa tahap, yaitu tahap awal (pemulihan citra), penajaman citra dan klasifikasi citra. Citra Worldview-2 telah terkoreksi geometrik sehingga hanya diperlukan koreksi radiometrik. Koreksi radiometrik bertujuan untuk memperbaiki kualitas visual dan sekaligus memperbaiki nilai-nilai piksel yang tidak sesuai dengan nilai pantulan atau pancaran spektral objek yang sebenarnya. Citra hasil koreksi kemudian dilakukan training area, selanjutnya diklasifikasikan menggunakan metode klasifikasi terbimbing (Supervised Classification) untuk membedakan objek seperti, goba, rataan terumbu, punggung terumbu, lereng terumbu dan sebagainya. Penajaman citra dilakukan penajaman citra (filtering), dan Klasifikasi geomorfologi meliputi, penggambaran batas-batas zona geomorfologi yang kemudian divisualisasikan pada peta. Klasifikasi zonasi disesuaikan dengan karakteristik zonasi pada perairan di wilayah penelitian. Alur kerja dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 2.

14 4 Citra Satelit Worldview- 2 (19 Oktober 2011) Koreksi radiometrik Metode Histogram Adjustment Komposit Citra Training Area Survei Lapang Klasifikasi Terbimbing Maximum Likelihood Standard (7 kelas) Kanal 1-8 Uji akurasi Filtering: Smoothing Majority Peta Zona Geomorfologi Gambar 2. Diagram alir pengolahan data Citra yang telah diproses diintrepretasikan dengan menggunakan data lapangan. Penggabungan hasil analisis citra dengan data lapangan digunakan untuk mengoreksi peta klasifikasi zona geomorfologi. Metode klasifikasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah klasifikasi terbimbing (Supervised Classification) dengan pendekatan metode Maximum Likelihood Standard. Untuk mengidentifikasi batasbatas dari suatu zonasi geomorfologi, diperlukan skema klasifikasi. Skema klasifikasi zona geomorfologi dalam penelitian ini mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Vandersraete (2007) di daerah Hurghada, Laut Merah, diadaptasi dari Mumby dan Harborne (1999), ditunjukkan pada Tabel 2.

15 5 Tabel 2. Skema klasifikasi geomorfologi. (adaptasi dari: Mumby dan Harborne, 1999 ; Coyne et al. 2003). Level 1 Level 2 Deskripsi 1.Land Daratan 2.Patch Reef Formasi karang yang relatif kecil dengan morfologi yang dibentuk oleh karang keras atau karang mati yang telah ditutupi bentik lain misalnya alga Dense patch Area koloni karang yang tutupannya mencakup reefs 70% Diffuse patch Area koloni karang tersebar dengan tutupan > 30%. reefs 3. Reef crest Bagian dangkal dan sering muncul dari terumbu karang yang memisahkan terumbu karang depan (fore reef) dari terumbu belakang (back reef) dan goba. 4. Back reef / reef flaat Zona dangkal antara puncak karang dan laguna sering dibentuk oleh pavement dari substrat keras dengan atau tanpa rubble dan sering ditutupi dengan ganggang. Kasus terumbu karang tepi, daerah dangkal antara tepi darat dari puncak karang dan 5. Lagoon pantai disebut karang datar (Coyne et al. 2003) Area dangkal (relatif lebih terhadap rataan terumbu / shelf) antara garis pantai dan terumbu belakang atau puncak karang. Bisa juga daerah dangkal yang dikelilingi oleh atol dan terlindungi dari gelombang energi tinggi oleh tubir. Kedalaman 12m Kedalaman > 12m 2.1 Shallow lagoon 2.2 Deep lagoon 6. Bank/shelf Daerah spesial yang relatif masih terlihat di citra satelit yang tidak terdapat hubungan langsung dengan morfologi karang. 7. Fore reef zona dari tepi arah laut dari puncak karang bawah (sering sulit dibedakan dari bank / shelf) 8. Deep water zona yang menunjukkan spektral reflektansi signifikan tercatat oleh sensor satelit. Sumber : Vanderstraete (2007) Pengujian Akurasi Akurasi peta yang dihasilkan dari analisis data citra dilakukan menggunakan matriks kesalahan yang dikembangkan oleh Congalton and Green (2009), ditunjukkan pada Gambar 3. Matriks kesalahan membandingkan informasi dari hasil klasifikasi dan analisis data inderaja dengan hasil pengamatan data lapangan. Matriks ini mengasumsikan n sebagai contoh atau sampel yang didistribusikan ke sel k2, dimana setiap contoh ditugaskan ke satu dari kategori k dalam peta (biasanya baris-baris pada matriks), dan satu dari kategori yang sama dalam referensi data set (biasanya kolom matriks). Nilai nij merupakan nomor dari sampel yang terklasifikasi ke kategori i (i=1,2,..., k) dalam peta dan kategori j (j=1,2,..., k) dalam referensi data.

16 6 Gambar 3. Matriks kesalahan dalam perhitungan nilai akurasi peta (modifikasi Congalton and Green 2009). Persamaan yang digunakan dalam perhitungan nilai akurasi peta adalah : OA = ( Persamaan 1) PA =.(Persamaan 2) UA =. (Persamaan 3) Dimana : OA = Overall accuracy atau akurasi peta secara keseluruhan PA = Produser s accuracy, akurasi untuk kelas pada deret kolom matriks kesalahan yang merupakan hasil analisis citra satelit; UA = User s accuracy akurasi untuk kelas pada deret kolom matriks kesalahan yang merupakan hasil pengamatan in situ; n i+ = Jumlah unit pengamatan yang dikategorikan sebagai kelas tematik i dari hasil analisis citra satelit; n+ j = Jumlah unit pengamatan yang dikategorikan sebagai kelas habitat j dari hasil pengamatan in situ; n = Jumlah total unit pengamatan; n ii = Jumlah total unit pengamatan yang tepat dikategorikan sebagai kelas tematik i ; n jj = Jumlah total unit pengamatan yang tepat dikategorikan sebagai kelas habitat j. Analisis Kappa Analisis Kappa (Khat statistik) merupakan teknik diskret multivariat untuk menghitung akurasi. Analisis kappa dapat digunakan untuk menutup kekurangan akurasi keseluruhan dari confusion matrix atau matriks kesalahan (Green et al. 2000). Nilai akurasi diturunkan dari matriks kontingensi melalui perhitungan

17 7 koefisien κ. Perhitungan koefisien κ dilakukan dengan persamaan berikut (Cangalton dan Green, 2009) :...( Persamaan 4) Dimana : = Koefisien kappa k = Jumlah baris pada matrik = Jumlah pengamatan pada kolom ke-i dan baris ke-i = Jumlah marginal baris ke-i = Jumlah marginal kolom ke-i = Jumlah pengamatan Ada dua kanal baru yang khusus dimiliki citra satelit WorldView-2 yaitu kanal Coastal blue yang mampu ( menembus kolom air ) yellow, dan red edge (Digital Globe 2010). Kanal-kanal tersebut kemudian dapat dikombinasikan dengan kanal utama yaitu blue, green dan red, sehingga menghasilkan komposit warna citra yang tepat. Tabel 3. Nilai spektral kanal citra WorldView-2 (Digital Globe 2010). No Tipe Kanal Nilai tengah panjang gelombang (nm) Nilai minimum panjang gelombang (nm) 1 Pankromatik 632, (Coastal Blue) 427, (Blue) 477, (Green) 546, (Yellow) 607, (Red) 658, (Red Edge) 723, (Near Infra Red 1) 831, (Near Infra Red 2) Nilai maksimum panjang gelombang (nm) HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Umum Pulau Pari Gugus Pulau Pari terletak di selatan Kepulauan Seribu, dengan posisi 5 50'0" '25" LS dan '30" '20" BT. Gugus Pulau Pari merupakan kelompok pulau karang yang terdiri dari lima pulau dan goba serta dikelilingi oleh rataan terumbu karang. Kelima pulau tersebut adalah Pulau Pari, Pulau Tikus, Pulau Burung, Pulau Tengah dan Pulau Kongsi (Triyono 2010). Terumbu karang di kawasan perairan ini membentuk ekosistem khas daerah tropis, pulau-pulaunya dikelilingi terumbu karang dengan kedalaman 1-20 meter. Daerah rataan terumbu merupakan wilayah terluas dari seluruh gugus pulau, dan

18 8 berpantai landai dan mengalami kekeringan pada waktu surut terendah dan tergenang pada pasang tertinggi. Perairan Teluk Jakarta dan perairan di sekitar Pulau Pari, memiliki tipe pasut tunggal. Pasut tunggal menunjukkan bahwa dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut. Arus pasang di perairan Gugus Pulau Pari sampai pulau Peniki berasal dari arah timur menuju barat dengan kecepatan antara cm/s di kedalaman 2,5 m - 5 m. Saat mendekati pasang kecepatan arus melemah hingga 5 15 cm/s dengan arah barat sampai barat daya pada kedalaman 5 10 m, sedangkan pada kedalaman 2,5 m arus menuju tenggara dengan kecepatan 40 cm/s. Hal ini dimungkinkan akibat pengaruh angin pada musim barat (Aunillah et al. 2014). Klasifikasi Zona Geomorfologi Pulau Pari Zona geomorfologi terumbu biasanya memiliki batas-batas yang berbeda dan struktur yang tidak mudah dikenali oleh citra satelit. Oleh karena itu dibutuhkan prosedur yang kompleks untuk memvisualisasikan semua struktur secara jelas, sehingga kelas geomorfologi yang berbeda dapat ditentukan. Salah satu faktor utama yang menentukan dalam klasifikasi zona geomorfologi adalah elevasi dari permukaan objek bumi untuk geomorfologi laut, faktor elevasi ditunjukkan oleh kedalaman dasar perairan. Oleh karena itu informasi dasar perairan (batimetri) sangat diperlukan (Gambar 4). Gambar 4. Profil penampang batimetri Pulau Pari Survei dasar perairan laut menggunakan GPS Sounder memungkinkan pendugaan batimetri perairan lebih akurat, namun pada survei ini tidak semua

19 9 badan perairan bisa dilalui kapal akustik, seperti perairan yang terlalu berbahaya (dangkal), yang disebabkan oleh kondisi subsrat dasar yang tidak beraturan sehingga tidak memungkinkan untuk di-sounding (Wouthuyzen 2001). Kedalaman perairan dangkal gugusan Pulau Pari berdasarkan penampang batimetri (Gambar 4) memiliki kedalaman kurang dari 30 m. Laut dalam atau perairan dalam (deep water) merupakan perairan yang minim sinar matahari. Konteks perairan dalam menurut inderaja memiliki definisi yang berbeda dengan definisi oseanografi. Perairan dalam menurut inderaja memiliki kedalaman lebih dari 30 m tergantung kepada kemampuan penetrasi cahaya dalam kolom air, sedangkan perairan dalam berdasarkan definisi oseanografi memiliki kedalaman lebih dari 200 m. Peta batimetri perairan yang diintegrasikan dengan hasil pengolahan citra satelit merupakanan dasar untuk pemetaan zona geomorfologi. Gambar 5. Peta Survei Lapangan Pengamatan secara visual berdasarkan survei lapang pada penelitian ini (Gambar 5) mengindikasikan 7 kelas zona geomorfologi terumbu. Selain darat dan laut dalam, zona geomorfologi terumbu gugusan Pulau Pari terdiri dari zona lereng terumbu (reef slope), zona punggung terumbu (reef crest), zona goba dalam (deep lagoon), goba dangkal (shallow lagoon), dan zona rataan terumbu (reef flat). Konsistensi penilaian dalam menentukan zona geomorfologi terumbu pada area penelitian berdasarkan informasi kedalaman (batimetri) perairan (Gambar 4). Hasil survei lapang menunjukkan adanya tipikal habitat yang mendominasi tiap zona geomorfologi perairan gugusan Pulau Pari. Tipikal habitat pada area penelitin yaitu karang mati (dead coral), karang keras (hard coral), pecahan karang (rubble), makro alga, karang mati yang ditutupi alga (dead coral with alga), pasir (sand) dan lamun yang berada pada kedalaman 0.45 m sampai kedalaman < 30 m (Gambar 6).

20 10 Kelas Geomorfologi Substrat Dasar Kedalaman (m) Laut Dalam (Deep Water) - > 30 m Lereng Terumbu (Reef Slope) Makro alga, Karang keras, Karang mati 0.94 m 7 74 m Punggung Terumbu (Reef Crest) Karang mati, rubble, makro alga, pasir 1.86 m 5.63 m Goba Dalam (Deep Lagoon) Pasir, karang mati, makro alga 4.11 m m Goba Dangkal (Shallow Lagoon) Rataan Terumbu (Reef Flat) Karang keras, pasir, karang mati dan alga, rubble, karang keras Makro alga, pasir, lamun, karang mati dan alga, rubble, Darat (Land) m 0.45 m 4.02 m Gambar 6. Zona Geomorfologi kombinasi citra dan survei lapangan. Hasil klasifikasi zona geomorfologi dengan menggunakan metode klasifikasi terbimbing (Supervised Classification) berdasarkan pendekatan metode Maximum Likelihood Standard.menghasilkan 7 kelas yaitu kelas laut dalam (deep water), lereng terumbu (reef slope), punggung terumbu (reef crest), goba dalam (deep lagoon), goba dangkal (shallow lagoon), rataan terumbu (reef flat), dan daratan (land). Hasil klasifikasi dan sebaran zona geomorfologi ditunjukkan pada Gambar 7. Metode pendekatan Maximum Likelihood Standard menggunakan semua kanal yang dimiliki citra WorldView-2 (kanal 1-8). Kanal-kanal tersebut sangat baik digunakan untuk membedakan obyek pada perairan dangkal. Kanal 2 (biru) dan kanal 3 (hijau) sangat baik menembus dasar perairan sehingga banyak dimanfaatkan dalam memetakan dasar perairan dangkal. Hal ini sesuai dengan Mount (2006) bahwa sinar biru dan sinar hijau adalah sinar dengan energi terbesar yang dapat direkam oleh satelit untuk penginderaan jauh di laut yang menggunakan spektrum cahaya tampak ( nm).

21 11 Tiap kanal dalam sensor satelit mememiliki kelebihan masing-masing dalam penetrasi energi gelombang di dalam menembus kolom perairan hingga kedalaman maksimum tergantung pada kondisi perairan tersebut. Hal ini sesuai dengan Green et al. (2000) yang menuliskan bahwa, suatu perairan yang jernih memungkinkan sensor satelit dapat mendeteksi kedalaman ±30 m. Kanal 1 (coastal blue) diperuntukkan untuk studi batimetri sehingga sangat mendukung dalam pemetaan geomorfologi terumbu, sedangkan kanal 8 (NIR2) dengan panjang gelombang tertinggi ( nm) merupakan kanal yang paling sedikit dipengaruhi oleh pengaruh atmosfer dan partikel-partikel yang berada di kolom perairan sehingga sangat baik untuk membedakan darat dan perairan serta analisis vegetasi yang lebih luas. Gambar 7. Zona geomorfologi terumbu gugusan Pulau Pari, Kepulauan Seribu Lereng terumbu (reef slope) merupakan zona terdepan yang menghadap ke arah laut lepas. Kehidupan karang pada zona reef slope, melimpah pada kedalaman sekitar 50 meter dan umumnya didominasi oleh karang lunak, namun pada kedalaman sekitar 15 meter sering terdapat teras terumbu atau reef front yang memiliki kelimpahan karang keras yang cukup tinggi (Hubbard 1997). Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan pada survei lapang yakni zona ini didominasi oleh tipikal substrat berupa makro alga, karang keras, dan karang mati yang berada pada kedalaman 0.94 m 7 74 m (Gambar 6). Wilayah Pulau Pari memiliki lereng terumbu yang mendominasi batas gugusan Pulau Pari tersebut dengan luas sebesar 1,324,220 m 2 (Tabel 4). Punggung terumbu (reef crest) adalah zona dangkal yang dekat dengan pasang surut. Punggung terumbu menyerap banyak energi gelombang dan merupakan pertahanan penting di pesisir dan sebagai zona pemisah antara lereng terumbu dan rataan terumbu dengan luas 2.44% atau sebesar 629,220 m 2 dari total area penelitian. Tipikal habitat di zona ini berupa karang hidup, karang mati,

22 12 rubble (pecahan karang) dan linier reef (substrat kapur). Pada Gambar 7, zona punggung terumbu terlihat membentang dari wilayah barat, utara, timur, hingga wilayah tenggara Pulau Pari, sedangkan sebelah selatan zona ini tidak mendominasi. Hal ini terkait dengan pola sirkulasi arus, gelombang dan pasang surut. Secara umum Teluk Jakarta dan perairan Pulau Pari, memiliki pola umum pergerakan arus mengikuti pola umum arus di perairan Laut Jawa yang dibangkitkan terutama oleh perbedaan angin monsoon. Arus di perairan terbuka Laut Jawa dan sepanjang pantai Jawa Barat domain merupakan hasil dari pembangkitan angin. Arus bergerak ke barat mulai bulan Mei-Oktober. Sebaliknya arus bergerak ke timur pada bulan Januari dan Februari. Pada periode transisi arus relatif tidak berkembang (BPLHD 2011). Rataan terumbu (reef flat) adalah zona dangkal antara punggung terumbu dan goba. Reef flat biasanya dibentuk dari substrat dengan atau tanpa rubble dan sering tertutupi oleh lamun dan alga. Dalam kasus terumbu karang tepi, daerah dangkal antara tepi darat dari punggung terumbu dan pantai disebut karang datar (Coyne et al. 2003). Rataan terumbu pada peta ditampilkan dengan warna coklat yang membentang berdekatan dengan daratan Pulau Pari dan memiliki luas sebesar 5,461,840 m 2 (Gambar 7). Zona geomorfologi rataan terumbu melingkupi komposisi 21.19% dari total area penelitian. Zona ini didominasi oleh substrat pasir, rubble, karang hidup, alga, patch reef dan linier reef. Pada daerah Pulau Pari dominasi substrat berada pada kedalaman 0.45 m 4.02 m berupa rubble, alga, makro alga, pasir dan karang mati (Gambar 6). Penggunaan kanal merah pada WorldView-2 dapat menunjukkan zona rataan terumbu lebih jelas dibanding zona gobah dan perairan dalam Pulau Pari (Gambar 8a), sedangkan penggunaan kanal 3 (hijau) untuk membedakan kenampakkan albedo pada goba. Goba dapat dibagi dengan menggunakan kanal 3 menjadi dua kelas geomorfologi (Gambar 8b), berdasarkan tingkatan albedo, yaitu goba dangkal (shallow lagoon) dan goba dalam (deep lagoon). Gambar 8. Tampilan false color citra WorldView-2 dari (a) kanal merah dan (b) kanal hijau. Goba/Laguna (lagoon) merupakan zona yang relatif lebih dalam antara garis pantai dan terumbu belakang atau punggung terumbu yang dangkal dan terkadang dikelilingi oleh sebuah atol. Zona ini biasanya terlindung dari gelombang energi tinggi oleh tubir. Gugus Pulau Pari memiliki goba dalam dengan luas sebesar 1,159,990 m 2 dan goba dangkal 2,694,760 m 2. Kedalaman goba pada gugusan Pulau Pari yaitu meter (Gambar 6), namun kondisinya kurang ideal untuk pertumbuhan karang karena kombinasi faktor gelombang dan sirkulasi air yang lemah serta sedimentasi yang lebih besar. Tipe habitat zona goba berupa

23 13 pasir, lamun, alga, batuan dasar dan gosong terumbu (patch reef). Di wilayah Pulau Pari, goba dalam (deep lagoon) berada di wilayah barat hingga barat laut, sedangkan goba dangkal (shallow lagoon), terlihat di wilayah utara hingga selatan, barat dan barat Laut. Berdasarkan proses pembentukannya, goba di Pulau Pari juga dikenal dengan nama pseudo atol, yang merupakan bentukan alam akibat pengaruh interaktif dari energi gelombang, pasut, arus laut, serta energi biota (Ongkosongo 2012). Tabel 4 menunjukkan karakteristik spasial zona geomorfologi yang dihitung dari total keseluruhan tiap kelas dengan komposisi 100%. Tabel 4. Karakteristik spasial zona geomorfologi di Gugus Pulau Pari No Kelas Geomorfologi Luas (m²) % 1 Laut Dalam (Deep Water) 13,690, Lereng Terumbu (Reef Slope) 1,324, Punggung Terumbu (Reef Crest) 629, Goba Dalam (Deep Lagoon) 1,159, Goba Dangkal (Shallow Lagoon) 2,694, Rataan Terumbu (Reef Flat) 5,461, Darat (Land) 812, Zona geomorfologi dapat dideteksi oleh satelit resolusi tinggi seperti WorldView-2. Menurut Blanchon (2011) zona geomorfologi yang dapat dikenali dari citra satelit WorldView-2 antara lain gobah, gusung karang, rataan terumbu, bagian depan terumbu yang curam dan berhadapan langsung dengan gelombang, serta bagian terumbu yang agak landai dimana detritus terumbu terakumulasi. Garis pemisah antar zona ini adalah perbedaan slope. Pemisah gobah dan paparan terumbu adalah slope pasir. Punggung terumbu (reef crest) menjadi batas antara rataan terumbu (reef flat) yang lebih tinggi dan terumbu depan yang lebih landai. Banyaknya zona yang terdekteksi oleh satelit penginderaan jauh bergantung pada beberapa faktor, seperti jenis wahana, sensor, kondisi atmosfer, kejernihan perairan dan kedalaman. Pemetaan geomorfologi terumbu menyediakan informasi penting tentang distribusi, batas, dan struktur bentang alam terumbu. Satelit zona dalam sistem terumbu karang didukung oleh gradien geologi dan lingkungan dalam proses fisik dan biologi. Struktur fisik dari terumbu karang didefinisikan oleh sejumlah perbedaan, mulai dari skala kecil sampai menengah untuk zona geomorfologi tergantung pada proses fisik dan ekologi yang dominan terjadi. Zona geomorfologi biasanya memiliki batas-batas yang berbeda sehingga mudah dikenali pada citra penginderaan jauh (Mumby et al. 2000). Pengujian Akurasi Hasil Klasifikasi Zona Geomorfologi Ketelitian data suatu penelitian dapat memberikan gambaran tentang keabsahan hasil penelitian maupun metode analisis yang digunakan. Analisis ketelitian data pada penelitian ini menggunakan perbandingan pengukuran antara hasil survei dan klasifikasi citra yang disusun dalam sebuah matrik dua dimensi

24 14 (confusion matrix) (Congalton and Green 2009). Pengujian akurasi menggunakan 141 titik yang menjadi referensi dalam perhitungan nilai parameter user accuracy (UA), producer accuracy (PA) dan overall accuracy (OA) yang dirangkum dalam satu matriks, yaitu matriks kontingensi atau confusion matrix. Hasil perhitungan uji akurasi disajikan pada Tabel 5. Tabel 5. Matriks uji akurasi dan koefisien kappa ( ) dalam penilaian akurasi peta zona geomorfologi terumbu. Data Peta (Klasifikasi) Data Lapangan DW RS RC RF DL SL LD TB DW RS RC RF DL SL LD TK Producer's Legenda Kelas User's Accurasy Accuracy Habitat Total % Total % Deep water DW 11/ / Reef Slope RS 53/ / Reef crest RC 3/ / Reef Flat RF 117/ / Deep Lagoon DL 4/5 80 4/5 80 Shallow Lagoon SL 9/ / Land Ld 7/ / Total Overall Accuracy 87.55% Nilai koefisien kappa ( ) Akurasi pengguna (user accuracy) menggambarkan peluang rata-rata suatu piksel yang mewakili tiap kelas di lapangan. Nilai UA pada klasifikasi 7 kelas zona geomorfologi terumbu menunjukkan area tersebut telah terpetakan dengan benar yaitu sebesar 100% pada zona laut dalam (deep water), sedangkan nilai UA terkecil yaitu 27.27% pada zona punggung terumbu (reef crest) yang menggambarkan kondisi sebenarnya di lapang. Indikasi ketepatan klasifikasi setiap piksel pada suatu kelas diketahui berdsarkan nilai producer accuracy (PA) atau akurasi penghasil. Perhitungan PA pada klasifikasi zona geomorfologi menunjukkan zona lereng terumbu (reef slope) memiliki nilai tertinggi yaitu 96,36 %, sedangkan nilai PA terendah yaitu pada zona lereng terumbu (reef crest) sebesar 33.33%. Nilai PA beberapa kelas pada uji akurasi penelitian ini memiliki nilai yang lebih baik dibandingan dengan nilai UA. Hal ini menunjukkan bahwa analisis citra oleh software lebih mampu mengidentifikasi zona geomofologi. Nilai overall accuracy pada klasifikasi zona geomorfologi sebesar 87,55 % dengan nilai koefisien menunjukkan bahwa pemetaan zona geomorfologi terumbu pada penelitian ini dikategorikan cukup baik. Menurut

25 15 Mumby et al (1998) bahwa nilai akurasi 65-70% termasuk dalam kategori cukup baik untuk pemetaan habitat pesisir menggunakan inderaja satelit. Nilai koefisien κ berkisar dari +1 sampai -1, namun jika hubungan antara hasil klasifikasi dan data lapang berkorelasi positif maka nilai positif yang akan digunakan. Jika nilai κ lebih besar atau sama dengan 0,8 maka akurasi peta sangat baik, antara 0,4-0,8 berkategori sedang, dan kurang dari atau sama dengan 0,4 berkategori buruk (Lunetta dan Lyon 2004). Nilai 0,80 menunjukkan bahwa proses klasifikasi telah menghindari 80% galat yang mungkin dihasilkan. SIMPULAN DAN SARAN SIMPULAN Pemetaan geomorfologi terumbu menggunakan citra WorldView-2 dengan metode klasifikasi terbimbing (supervised) menghasilkan 7 kelas zona geomorfologi. Klasifikasi 7 kelas tersebut yaitu kelas perairan dalam (deep water) dengan luas terbesar, lereng terumbu (reef slope), punggung terumbu (reef crest) dengan terkecil, goba dalam (deep lagoon) dan goba dangkal (shallow lagoon), serta rataan terumbu (reef flat) dan daratan (land). Nilai uji akurasi keseluruhan menggunakan confusion matrix yang diperoleh dari hasil klasifikasi zona geomorfologi cukup baik, yaitu sebesar 87,55%. Nilai koefisien kappa 0,80, yang artinya proses klasifikasi telah menghindari 80% galat yang mungkin dihasilkan. Hasil klasifikasi citra WorldView-2 yang diperoleh dapat menggambarkan kondisi geomorfologi perairan laut dangkal di Pulau Pari, Kepulauan Seribu dengan baik. SARAN Perluasan area pengambilan data saat survei lapang dengan menggunakan GPS sehingga dapat meminimalisir tingkat keabsahan akurasi. Sebaikanya menggunaan metode koreksi atmosferik atau koreksi kolom perairan, untuk memperoleh hasil akurasi yang lebih baik. DAFTAR PUSTAKA Aunillah HN, Purwanto, DN Sugianto Pola Arus di Perairan Pulau Pari Kepulauan Seribu DKI Jakarta. Jurnal Oseanografi. V. 3, No. 4, halaman Universitas Diponegoro. Blanchon P Geomorphic Zonation. didalam: David H, (Ed.). Encyclopedia of Modern Coral Reefs. Springer Science, Business Media B.V. halaman: BPLHD Kondisi Lingkugkungan Hidup dan Kecenderungannya. Buku Laporan Status Lingkungan Hidup Propinsi DKI Jakarta (Buku I). diunduh dari (25 maret 2013).

26 16 Congalton RG and Green K.2009.Assessing The Accuracy of Remotely Sensed Data : Principles and Practices. Lewis Publishers. New York. xv hlm. Coyne, MS Battista, TA Anderson, M Waddell, J Smith, W Jokiel, P Kendall, and Monaco Benthic Habitats of the Main Hawaiian Islands. NOAA Technical Memorandum NOS NCCOS CCMA 152. diunduh dari: Digital Globe The benefits of the 8 spectral bands of WorldView-2. White paper. Longmont (US): DigitalGlobe,Inc. Green EP, PJ Mumby, AJ Edwards, CD Clark Remote Sensing Handbook for Tropical Coastal Management. Coastal Management Sourcebook 3. UNESCO. Paris. 316 hlm. Hubbard DK Reefs as dynamic systems. didalam Birke land, C. (Ed.). Life and Death of coral Reefs. Chapman & Hall (New York: USA) Lunetta RS dan Lyon JG Remote Sensing and GIS Accuracy Assessment. CRC Press. New York. xvii hlm. Lyzenga DR Passive Remote Sensing Techniques for Mapping Water depth and Bottom Features. Applied Optics.17: Mount RE Acquisition of Through-water Aerial Survey Images : Surface Effects and the Prediction of Sun Glitter and Subsurface Illumination. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 71(12): Mumby PJ, EP Green, CD Clark, AJ Edwards Digital analysis of multispectral airborne imagery of coral reefs. Coral Reef. 17:59-69 Mumby PJ, MI Harborne Development of a systematic classification scheme of marine habitats to facilitate regional management and mapping of Caribbean coral reefs. Biological Conservation, 88: Mumby PJ, CD Clark, JRM Chisholm, J Jaubert, S Andrefouet Spectral discrimination of coral mortality states following a severe bleaching event', International Journal of Remote Sensing. 21(11) : Noor D Pengantar geologi. Edisi ke-2. Fakultas Teknik-Universitas Pakuan. Bogor. 224 hlm Ongkosongo OSR Geomorfologi Perairan Dangkal. Pelatihan pemetaan habitat dasar dan geomorfologi perairan dangkal. Bogor. Selamat MB, I Jaya, VP Siregar, T. Hestirianoto Zonasi Geomorfologi Dan Koreksi Kolom Air Untuk Pemetaan Substrat Dasar Menggunakan Citra Quickbird. JTPK. Vol. 2. No.2. hal Istitut Pertanian Bogor. Siregar VP Pengembangan Algoritma Pemetaan Terumbu Karang di Pulau Menjangan Bali dengan Citra Satelit. Kumpulan Seminar Maritim BPPT, Jakarta. Siregar VP Pemetaan subtrat dasar perairan dangkal Karang Congkak dan Lebar Kepulauan Seribu menggunakan citra satelit Quickbird. J Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis. Vol 2. No 1. hlm

27 17 Triyono Persepsi Masyarakat Pulau Pari Tentang Kondisi Ekosistem dan Sumberdaya Hayati di Perairan Pulau Pari, Kepulaun Seribu, DKI Jakarta. Prosiding Seminar Biologi: Biodiversitas dan Bioteknologi Sumberdaya Akuatik, ISBN : Vanderstraete T The Use of Remote Sensing for Coral Reef Mapping in Support of Integrated Coastal Zone Management A Case Study in the NW Red Sea. Scriptie voorgedragen tot het behalen van de graad van Doctor in de Wetenschappen: Geografie. Vol 1.Ghent University.Belgium. Wouthuyzen S Pemetaan perairan dangkal dengan menggunakan citra satelit Landsat-5 TM guna dipakai dalam pendugaan potensi ikan karang : Suatu studi di Pulau-Pulau Padaido. Seminar Sehari Potensi dan Eksploitasi Sumberdaya Alam Nasional dalam Mendukung Otonomi Daerah. 29 Maret Jakarta, Indonesia.

28 18

29 LAMPIRAN 19

30 20

31 21 Lampiran 1. Data Pengamatan Objek dasar perairan di gugusan Pulau Pari No Way point LS BT Objek No Way point LS BT Objek HC HC HC DC DC MA HC DCA MA RB RB HC HC DC DCA RB RB DC RB RB RB RB HC DC HC MA HC S S DC S DC DC S MA S MA MA MA S RB S DCA RB HC S DCA HC HC HC HC DC HC DCA RB RB MA S MA DC HC S S MA RB RB S RB S MA RB MA DC MA RB MA MA RB

32 22 No Way point LS BT Objek No Way point LS BT Objek MA MA RB MA RB MA RB RB DCA DCA HC HC DC HC DC DCA MA S MA HC S S DCA RB HC HC HC RB DCA MA MA DCA RB RB RB MA MA S MA MA MA MA Lamun MA MA MA S S RB Lamun Lamun MA HC MA HC HC RB DC RB MA RB DC DCA MA HC MA DC DC HC RB MA DC DCA DCA DC HC DC DCA DC DC DC RB

33 23 No Way point LS BT Objek No Way point LS BT Objek RB RB RB MA DC MA RB Lamun MA S S MA MA MA RB DC DCA RB RB DCA RB MA RB MA DC RB MA DC S MA MA S S MA S MA MA MA S MA MA Keterangan: DCA : Dead coral with alga MA : Makro Alga S : Sand/ Pasir RB : Rubble (karang rubble) DC : Dead Coral HC : Hard Coral

34 24 Lampiran 2. Data Kedalaman No Lintang Bujur Kedalaman No Lintang Bujur Kedalaman

35 25 No Lintang Bujur Kedalaman No Lintang Bujur Kedalaman

36 26 No Lintang Bujur Kedalaman No Lintang Bujur Kedalaman