KAJIAN CITRA ALOS PALSAR RESOLUSI RENDAH UNTUK KLASIFIKASI TUTUPAN HUTAN DAN LAHAN SKALA REGIONAL PULAU JAWA IMAS NANIK HENDRAYANTI

Transkripsi

1 1 KAJIAN CITRA ALOS PALSAR RESOLUSI RENDAH UNTUK KLASIFIKASI TUTUPAN HUTAN DAN LAHAN SKALA REGIONAL PULAU JAWA IMAS NANIK HENDRAYANTI DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

2 2 KAJIAN CITRA ALOS PALSAR RESOLUSI RENDAH UNTUK KLASIFIKASI TUTUPAN HUTAN DAN LAHAN SKALA REGIONAL PULAU JAWA Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Oleh : Imas Nanik Hendrayanti E DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

3 3 IMAS NANIK HENDRAYANTI. E Kajian Citra ALOS PALSAR Resolusi Rendah untuk Klasifikasi Tutupan Hutan dan Lahan Skala Regional Pulau Jawa. Dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. I Nengah Surati Jaya, M.Agr. RINGKASAN Pulau Jawa adalah pulau dengan populasi terpadat di dunia yang luas daratannya 6.9% (13,219,000 ha) dari wilayah kepulauan Indonesia dan dihuni hampir juta jiwa atau sebesar 60% dari total penduduk Indonesia (BPS, 2007). Seiring pertumbuhan populasi maka kebutuhan ruang pertanian, pemukiman dan industri pun semakin meningkat. Fenomena ini disebabkan oleh pesatnya perubahan penutupan lahan, terutama area kehutanan yang menjadi wilayah pembangunan. Untuk memonitor kecepatan perubahan ini maka dibutuhkan pengembangan tehnik pemantauan sumber daya hutan yang murah dan cepat. Dalam beberapa hal, penginderaan jarak jauh terbukti sebagai alat yang efektif dan akurat untuk mendeteksi perubahan penutupan lahan. Di Indonesia, penginderaan jarak jauh optik sudah umum digunakan. Akan tetapi data penginderaan jarak jauh optik memiliki keterbatasan untuk memonitor dan mendeteksi objek di bawah awan, kondisi berasap, atau berkabut. Kini, perkembangan data radar seperti ALOS PALSAR telah memberikan perspektif baru. Data-data tersebut telah digunakan oleh publik sejak satelit ALOS (Advance Land Observing Satelit) diluncurkan oleh Jepang pada 24 Januari Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kemampuan citra ALOS PALSAR untuk mengelompokkan penutupan lahan di Pulau Jawa. Data-data yang digunakan berupa citra ALOS PALSAR 2007 yang beresolusi 200 m x 200 m, citra Landsat 7 ETM+ dan data tematik lainnya. Penelitian dilakukan pada bulan Mei sampai Agustus 2008 dengan wilayah kajian Pulau Jawa. Alat yang digunakan adalah alat digitasi, GPS, printer, dan seperangkat komputer yang dilengkapi software Arcview 3.2., ERDAS Imagine Ver 9.1. dan Minitab. Hasil klasifikasi menunjukkan bahwa data citra resolusi rendah ALOS PALSAR dapat digunakan untuk mendeteksi kelas-kelas penutupan lahan menjadi empat kelas umum, seperti badan air, vegetasi/hutan biomassa tinggi, vegetasi/hutan biomassa rendah, dan lahan pertanian. Luasan masing-masing tutupan lahan citra ALOS hasil klasifikasi tidak terbimbing (Unsupervised Classification), adalah: lahan pertanian seluas 5,794, ha (43.95%), vegetasi/hutan biomassa rendah seluas 4,513, ha (34.24%), vegetasi/hutan biomassa tinggi seluas 2,548, ha (19.34%), dan tubuh air seluas 325, ha (2.47%). Sementara, luasan masing-masing tutupan lahan citra ALOS hasil klasifikasi terbimbing (Supervised Classification) adalah: lahan pertanian seluas 5,735,114,42 ha (43.51%), vegetasi/hutan biomassa rendah seluas 4,796, ha (36.39%), tubuh air seluas 89, ha (0.68%), dan vegetasi/hutan biomassa tinggi seluas 2,560, ha (19.43%), dengan nilai Kappa Accuracy (KA) sebesar % dan Overall Accuracy (OA) sebesar %. Hasil klasifikasi terbimbing citra Landsat 7 ETM+ menunjukan hasil yang lebih baik jika dibandingkan dengan ALOS PALSAR di mana sembilan kategori tutupan lahan dapat diidentifikasi, yakni: vegetasi/hutan rapat 398, ha (3.01%), vegetasi/hutan sedang 1,469, ha (11.09%), vegetasi/hutan jarang 3,593, ha (27.14%), sawah kering 1,812, ha (27.14%), sawah basah 1,095, ha (8.27%), pemukiman 712, ha (5.38 %), semak/plk 1,800, ha (13.59%), badan air 174, Ha (1.32 %), dan awan 2,186, ha. (16.51%). Nilai akurasi klasifikasi, adalah % untuk Kappa Accuracy (KA) dan % untuk Overall Accuracy (OA) Kata kunci : Penginderaan jauh, radar, ALOS PALSAR, klasifikasi tutupan lahan.

4 4 IMAS NANIK HENDRAYANTI. E Study of Low Resolution of ALOS PALSAR Image for Classifying Regional Scale Forest and Land Cover of Java Island. Under Supervision of Prof. Dr. I Nengah Surati Jaya. SUMMARY Java Island is the densets populated island in the world which occupied approximately 6.9% (13,219,000 ha) of the Indonesian archipelago territory and dwelled by approximately million people or 60% of Indonesian citizen (BPS, 2007). In line with the population growth, the need of space for their agriculture, settlement as well industries are significantly increased. This phenomenon had caused a rapid change of land cover, mainly from vegetated areas to built up areas. To monitor this rapid changes, there is a need to develop fast and cheap forest resource monitoring technique. To some extends, therefore, remote sensing had been proven as an effective and accurate tools to detect land cover changes. In Indonesia, the use of optical remote sensing data has been a common way. However, the optical remote sensing data have a limitation to monitor and detect under cloud as well as smoke or haze condition. Today, the advent of radar data such ALOS PALSAR had come with new persepective. These data had been ready to public uses since the ALOS satellite (Advance Land Observing Satellite) launched by Japan on 24th of January The objective of this research is to evaluate the capability of ALOS PALSAR image for classifying land cover in Java Island. The data that used are resolution ALOS PALSAR image acquired in 2007 having resolution of 200 m x 200 m, Landsat 7 ETM+ and other thematic data. The research was carried from May to August 2008 in Java Island. The hardware and equipments used are personal computer, printer, digitizer and GPS, while the softwares are Arcview 3.2, ERDAS Imagine Ver 9.1, and Minitab 14. The classification results show that, low resolution image data could be used to detect land cover classes into only 4 general classes, i.e., of water body, high biomass vegetation/forest, low biomass vegetation/forest, and agriculture field. The extend of each land cover derived using unsupervised classification of ALOS PALSAR are : agriculture field having size of 5,794, ha (43.95%), low density biomass vegetation/forest having size of 4,513, ha (34.24%), high density biomass vegetation/forest having size of 2,548,908.7 ha (19.34%) and water body having size of 325, ha (2.47%). While the extend of each land cover derived using supervised classification are agriculture field of 5,735, ha (43.51%), low density biomass vegetation/forest of 4,796, ha (36.39%), high density biomass vegetation/forest of 2,560, ha (19.43%) and water body of 89, ha (0.68%). The accuracies of this supervised classification are : 96.38% of Kappa Accuracy (KA) and 94.80% of Overall Accuracy (OA). The supervised classification result of Landsat 7ETM+ shows a more promising result in comparison with ALOS PALSAR where nine categories of land coverage are possible to be identified, such as: dense vegetation/forest of 398, ha (3.01%), medium density vegetation/forest of 1,469, ha (11.09%), sparse vegetation/forest of 3,593, ha (27.14%), dry field of 1,812, ha (27.14%), wet field of 1,095, ha (8.27%), settlement of 712, ha (5.38%), shrub (PLK) of 1,800, ha (13.59%), water of 174, ha (1.32%),and cloud of 2,186, ha (16.51%). These classification accuracies are 88.29% Kappa Accuracy (KA) and 86.52% Overall Accuracy (OA). Keywords: far remote sensing, radar, ALOS Palsar, land cover classification.

5 5 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Citra ALOS PALSAR Resolusi Rendah untuk Klasifikasi Tutupan Hutan dan Lahan Skala Regional Pulau Jawa adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada 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. Bogor, September 2008 Imas Nanik Hendrayanti E

6 6 LEMBAR PENGESAHAN Judul Penelitian Nama NIM Departemen : Kajian Citra Alos Palsar Resolusi Rendah untuk Klasifikasi Tutupan Hutan dan Lahan Skala Regional Pulau Jawa. : Imas Nanik Hendrayanti : E : Manajemen Hutan Menyetujui : Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. I Nengah Surati Jaya, M.Agr NIP : Mengetahui : Dekan Fakultas Kehutanan IPB Dr.Ir. Hendrayanto, M.Agr NIP : Tanggal Lulus :

7 i KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-nya sehingga skripsi dapat diselesaikan dengan baik serta memperoleh banyak manfaat dan ilmu pengetahuan yang sangat berharga bagi penulis selama menyelesaikan skripsi yang berjudul Kajian Citra ALOS PALSAR Resolusi Rendah untuk Klasifikasi Tutupan Hutan dan Lahan Skala Regional Pulau Jawa. Skripsi ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Program Studi Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Keberhasilan penulis dalam menyelesaikan skripsi tentunya tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Papah, Mamah, tercinta di rumah yang telah memberikan semua hal yang terbaik, perhatian, kasih sayang, dukungan, untaian doa tulus, serta pengorbanan dalam menyekolahkan sampai penulis menyelesaikan program sarjana ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. I Nengah Surati Jaya, M.Agr, selaku pembimbing yang senantiasa bersedia meluangkan waktu untuk memberikan arahan, bantuan, dukungan, masukan positif serta kesabaran hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Ellias selaku dosen penguji wakil dari Departemen Hasil Hutan dan Bapak Ir. Dones Rinaldi selaku dosen penguji wakil dari Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata. Terima kasih atas segala nasehat yang diberikan kepada penulis. 4. Imas Nunik Hendrayani (kaka), Dini Nur Amalia (adik) tercinta terima kasih atas perhatian dan kasih sayang yang kalian berikan, itu semua menjadi kekuatan yang besar untuk penulis dalam menjalani kehidupan. 5. Pak Uus Saepul M dan Ka Edwine, serta keluarga besar Lab. Remote Sensing dan GIS, atas semua ilmu, bantuan dan motivasi yang selalu diberikan selama penulis menyusun skripsi.

8 ii 6. Keluarga besar penulis di Cilacap, yang senantiasa memberikan dukungan pada penulis. 7. Teman-teman di Fakultas Kehutanan IPB khususnya program studi Manajemen Hutan 41, yang selalu menjadi penyemangat dan motivasi penulis, terima kasih teman atas semua perjalanan kuliah selama empat tahun ini. 8. Sahabat tersayang Dega, Aditya, Vivie, Linda, Ozo, Rizal, Arif, Oki, Rendi, Riski, Clara, Babeh, Eris, Nita, Ayu, Eka, Nisa, Mba Helia, Rian, Wendha, Lita, Syaiful, Suci, Ratna, Mba Deasy terimakasih atas persahabatan yang selama ini terjalin begitu indah. 9. Kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang turut memberikan sumbangsih yang tidak ternilai. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan, oleh karena itu penulis terbuka untuk saran dan masukan demi perbaikan kedepannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan. Bogor, September 2008 Penulis

9 iii RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Majenang pada tanggal 21 September 1986 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara pasangan Disman dan Marhaeningsih. Penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 47 Jakarta pada tahun Pada tahun yang sama, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi Manajemen Hutan, Departemen Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di sejumlah organisasi kemahasiswaan BEM-E (Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Kehutanan) sebagai staf Departemen Kemahasiswaan dan Kesejahteraan Sosial periode 2005/2006, Sekretaris Kelompok Studi Politik, Ekonomi, dan Sosial Kehutanan Forest Management Student Club (FMSC) tahun Penulis juga pernah melakukan kegiatan Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) di BKPH Gunung Slamet Barat (KPH Banyumas timur), BKPH Rawa Timur (KPH Banyumas Barat) dan KPH Ngawi, serta kegiatan Praktek Kerja Lapang di KPH Banyuwangi Barat Perum Perhutani Unit II Jawa Timur. Selain itu penulis aktif menjadi asisten praktikum mata kuliah Inventarisasi Sumberdaya Hutan, mata kuliah Teknik Inventarisasi Sumberdaya Hutan. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Kajian Citra ALOS PALSAR Resolusi Rendah untuk Klasifikasi Tutupan Hutan dan Lahan Skala Regional Pulau Jawa dibawah bimbingan Bapak Prof. Dr. Ir. I Nengah Surati Jaya, M.Agr.

10 iv DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i RIWAYAT HIDUP... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR LAMPIRAN... ix I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan Penelitian... 2 C. Manfaat Penelitian... 3 II. KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN A. Letak dan Luas Pulau Jawa... 4 B. Provinsi Banten... 5 C. Provinsi Jawa Barat... 6 D. Provinsi Jawa Tengah... 8 E. Provinsi Jawa Timur III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat...12 B. Perangkat Keras (Hardware) dan Perangkat Lunak (Software)...12 C. Data Citra Satelit ALOS PALSAR Tahun PALSAR (Phased Array Type L-Band Synthetic Aperture Radar) Karakteristik Sistem Landsat...18 D. Metode Pengolahan Data Pengolahan Awal Citra (Pre-Image Processing) Koreksi Geometrik (Rektifikasi) Penajaman Citra (Image Enhancement) Cropping Mosaik...21