BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kandungan air kanopi (Canopy Water Content) sangat erat kaitannya dalam kajian untuk mengetahui kondisi vegetasi maupun kondisi ekosistem terestrial pada umumnya. Pada dasarnya ekosistem darat yang cukup air akan mempunyai implikasi yang baik kepada makhluk hidup di lingkungan ekosistem tersebut berada, terutama untuk kelangsungan hidup vegetasi sekaligus proses yang bekerja di dalamnya. Ketika komponen utama dari vegetasi untuk hidup adalah air, maka berat basah yang masih segar, berat kering, dan kandungan air di dalamnya akan mempunyai hubungan yang kuat (Rollind dan Milton, 1998 dalam Clevers et al, 2008). Namun demikian berbagai macam proses yang terjadi pada vegetasi seperti fotosintesis, dan evapotranspirasi akan berpengaruh terhadap kandungan airnya. Selain itu juga adanya faktor spesies, umur tanaman, dan pertumbuhan vegetasi akan memberikan pengaruh terhadap hubungan kadar air daun dengan berat basah dan berat keringnya (Biomass). Banyak aplikasi menggunakan istilah biomassa sebagai berat basah dan berat kering tanaman, sehingga secara umum dapat digunakan sebagai cara untuk mengukur kandungan air dari vegetasi, terutama dalam hal ini adalah kandungan air pada kanopi. Kondisi kesehatan vegetasi sangat penting untuk diketahui. Cukup tidaknya air sebagai bahan untuk melakukan proses fotosintesis dan penguapan dapat menjadi salah satu tolok ukur dalam monitoring kondisi vegetasi. Dengan demikian kandungan air di dalam kanopi vegetasi sangat penting untuk monitoring ekosistem, misalnya untuk mendeteksi tingkat stress lingkungan (Ustin et al.,2004), untuk mendeteksi potensi kebakaran hutan (Chuvieco et al.,2002), dan peningkatan kelembaban tanah (Yilmaz et al., 2008). Mengetahui hubungan antara kandungan air kanopi sebagai bagian dari komponen vegetasi yang berpengaruh terhadap kondisi ekosistem terestris sangat 1
penting, maka perlu adanya ilmu, teknik dan kajian lebih lanjut tentang pengukuran kandungan air kanopi untuk berbagai macam vegetasi pada ekosistem dan bentanglahan yang luas. Penginderaan jauh dapat membantu dalam melakukan kajian biogeofisik pada daerah analisis yang cukup luas. Pada masa sekarang ini, teknik penginderaan jauh sudah banyak dikembangkan, terutama untuk analisis vegetasi dan lingkungan yang dapat meliputi daerah yang cukup luas. Penginderaan jauh banyak digunakan dalam analisis biofisik lahan pada berbagai skala kajian. Spectroradiometer portable dapat digunakan untuk memperkirakan kondisi dan sifat daun terhadap pantulan gelombang elektromagnetik dengan analisis laboratorium dari data langsung dilapangan, sedangkan citra satelit multispektral maupun hyperspektral dapat digunakan dalam kajian dengan skala bentanglahan yang bertingkat sesuai dengan resolusi citra yang digunakan. Bersama dengan beberapa parameter yang lain, kadar air kanopi dapat dianalisis menggunakan penginderaan jauh (R. Colombo et al.,2006). Citra satelit Multispektral yang banyak digunakan untuk kajian permukaan lahan terutama untuk kajian vegetasi antara lain citra ALOS AVNIR-2. Kemampuan citra satelit multispektral dalam menyajikan informasi permukaan bumi bervariasi. Faktor yang berpengaruh terhadap informasi dari citra diantaranya terkait dengan kedetailan resolusi spasial dan kerincian resolusi spektralnya. Citra ALOS AVNIR-2 memiliki resolusi spasial yang tinggi dan memiliki jumlah saluran spektral dari spektrum tampak hingga inframerah dekat. Data citra tersebut dapat diolah dengan metode transformasi citra menjadi nilai indeks yaitu NDWI dan NDVI serta beberapa aritmatik citra menggunakan pertimbangan saluran yang digunakan adalah saluran yang peka terhadap reflektansi air dan daun vegetasi di daerah kajian. NDWI (Normalized Difference Water Index) merupakan suatu transformasi indeks vegetasi yang mampu digunakan dalam deteksi kandungan air pada vegetasi (Gao, 1996) dan juga dikembangkan menjadi NDII (Normalized Difference Infrared Index) untuk fungsi yang sama (Hardisky et al, 1983). Sedangkan NDVI adalah transformasi indeks vegetasi yang mampu meminimalkan pengaruh 2
atmosfer dan variasi topografi (Wicaksono, 2008). Mengingat banyak kondisi daerah yang memiliki topografi relatif bervariasi maka transformasi ini baik untuk digunakan, selain itu juga mampu menampilkan kerapatan vegetasi hijau. Perbedaan antara beberapa metode pengolahan citra tersebut akan menunjukkan kombinasi pengolahan citra mana yang lebih efektif dan mempunyai akurasi cukup baik dalam melakukan pemetaan vegetasi permukaan lahan, dalam hal ini untuk mengestimasi kandungan air kanopi. Lokasi penelitian yang dipilih pada penelitian ini adalah sebagian daerah hutan di Kabupaten Gunungkidul yang dikelola oleh Pemerintah. Pertimbangan pemilihan lokasi tersebut adalah adanya maksud untuk melakukan pengamatan ekosistem terestris setempat ditinjau dari ketersediaan air pada kanopi beberapa jenis vegetasinya. Banyak yang berasumsi bahwa di daerah Kabupaten Gunungkidul merupakan daerah yang kering dan kekurangan air. Oleh karena itu maka daerah kajian yang diambil adalah bentanglahan di daerah Kabupaten Gunungkidul untuk membuktikan hal tersebut. Daerah kajian yang dipilih merupakan daerah yang memiliki tutupan lahan berupa hutan yang dikelola pemerintah, dengan harapan pemerintah setempat memiliki basis data lokasi dan jenis vegetasi yang lengkap sehingga penelitian ini akan menghasilkan data yang cukup akurat. Selain itu ketersediaan citra ALOS AVNIR-2 di daerah penelitian cukup memadai. 1.2 Perumusan Masalah Kandungan air kanopi vegetasi di daerah hutan Gunungkidul cukup menarik untuk diteliti. Keadaan bentuklahan di Kabupaten Gunungkidul yang didominasi dengan bentuklahan asal proses pelarutan menyebabkan banyak air yang ada di permukaan tanah mudah meresap menuju saluran air di bawah permukaan. Namun di sebagian daerah sekitarnya masih terdapat bentuklahan asal proses struktural yang memiliki karakter dan jenis tanah berbeda dengan bentuklahan karst. Hal tersebut akan berpengaruh pada keberadaan air di permukaan, termasuk pada daun vegetasi yang tumbuh di permukaan. Berdasar pada keadaan tersebut maka penelitian ini 3
dilakukan untuk mengetahui jumlah kandungan air daun vegetasi. Penelitian ini meliputi daerah yang cukup luas, sehingga sangat mendukung jika digunakan data penginderaan jauh. Data penginderaan jauh khususnya penginderaan jauh multispektral semakin banyak digunakan untuk kajian fisik lahan termasuk untuk kajian vegetasi. Data penginderaan jauh Multispektral digunakan pada penelitian ini karena akan mampu menunjukkan informasi kandungan air kanopi vegetasi untuk area yang cukup luas. Hal tersebut menunjukkan kelebihan data penginderaan jauh jika dibanding dengan survey langsung di lapangan. Selain itu, saluran spektral yang digunakan dalam perekaman objek juga memiliki ciri kepekaan yang khas untuk masing-masing objek yang direkam. Saluran spektral tersebut akan mampu menunjukkan informasi objek permukaan bumi yang direkam secara maksimal setelah dilakukan pengolahan dengan cara dan algoritma tertentu. Beberapa macam jenis pengolahan citra secara digital juga akan dilakukan pada penelitian ini. Tujuannya adalah agar mampu mengetahui jenis pengolahan citra terutama jenis indeks maupun artimatik citra lain yang tepat digunakan untuk estimasi jumlah kandungan air pada kanopi vegetasi di sebagian daerah hutan Gunungkidul. Berdasarkan pada beberapa ulasan dan permasalahan tersebut maka penelitian ini dilakukan dengan harapan mampu menghasilkan terobosan baru terkait dengan metode pengolahan citra penginderaan jauh multispektral secara digital untuk kajian kandungan air pada layer paling atas kanopi vegetasi. 1.3 Pertanyaan Penelitian 1. Apakah Citra ALOS AVNIR-2 mampu digunakan dalam kegiatan pemetaan kandungan air kanopi vegetasi?, 2. Bagaimana kajian estimasi kandungan air kanopi vegetasi dilakukan menggunakan metode pengolahan Citra ALOS AVNIR-2?. 4
1.4 Tujuan Penelitian 1. Mengkaji kemampuan dan beberapa metode pengolahan citra pada Citra ALOS AVNIR-2 dalam menyajikan informasi kandungan air kanopi vegetasi. 2. Mengetahui metode pengolahan citra yang tepat digunakan pada Citra ALOS AVNIR-2 untuk pemetaan kandungan air kanopi vegetasi. 3. Mengetahui kandungan air kanopi vegetasi dengan melakukan kegiatan pemetaan di sebagian daerah hutan Kabupaten Gunungkidul. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Memberikan informasi mengenai jenis data dan penerapan beberapa metode pengolahan citra multispektral resolusi menengah dalam pemetaan kandungan air kanopi vegetasi, dengan harapan dapat menjadi acuan untuk penelitian sejenis selanjutnya. 2. Memberi masukan kepada pihak terkait dalam hal konservasi ekosistem darat khususnya untuk monitoring kualitas. 3. Memberikan kontribusi dan tambahan wawasan penggunaan ilmu penginderaan jauh untuk kajian fisik lahan dan ekosistem darat. 5