PENYUSUNAN MODEL PENDUGAAN DAN PEMETAAN BIOMASSA PERMUKAAN PADA TEGAKAN JATI (Tectona grandis Linn.F) MENGGUNAKAN CITRA ALOS PALSAR RESOLUSI 50 M DAN 12,5 M (Studi Kasus : KPH Kebonharjo Perhutani Unit I Jawa Tengah) RISA DESIANA SYARIF DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011
RINGKASAN RISA DESIANA SYARIF. Penyusunan Model Pendugaan dan Pemetaan Biomassa Permukaan Pada Tegakan Jati (Tectona grandis Linn. F) Menggunakan Citra Alos Palsar Resolusi 50 M dan 12,5 M (Studi Kasus : KPH Kebonharjo Perhutani Unit I Jawa Tengah). Dibimbing oleh NINING PUSPANINGSIH dan M. BUCE SALEH. Hutan sebagai sistem dinamis disusun oleh berbagai komponen salah satunya adalah biomassa. Biomassa memiliki peranan penting dalam pengelolaan ekosistem hutan dan menjadi salah satu parameter yang digunakan dalam mengetahui perubahan struktur hutan, karena jumlah stok biomassa bergantung pada ada atau tidaknya permudaan alam, terganggu atau tidaknya hutan, dan peruntukan hutan (IPCC 1995). Penelitian yang menghasilkan pendekatan untuk mengestimasi biomassa telah banyak dilakukan, salah satu diantaranya adalah penggunaan informasi dijital pada data SAR (Synthetic Aperture Radar). Pada tahun 2006, diluncurkan sensor baru dengan sistem SAR pada satelit ALOS milik pemerintah Jepang, yaitu sensor PALSAR. Penelitian ini bertujuan untuk menyusun model pendugaan biomassa pada hutan tanaman jati (Tectona grandis) di KPH Kebonharjo perhutani unit I Jawa Tengah, dengan menggunakan citra ALOS PALSAR resolusi spasial 50 m dan 12,5 m serta pembuatan peta sebaran dengan model terpilih. Pada citra ALOS PALSAR dilakukan ekstraksi nilai dijital yang kemudian dikalibrasi menggunakan persamaan NRCS (Normalize Radar Cross Section, db) yang dikembangkan oleh Shimada et al. (2009) untuk menghasilkan nilai backscatter. Nilai backscatter citra ALOS PALSAR kemudian diregresikan mengguanakan kaidah non-linier dengan biomassa dimana perhitungan biomassa dilakukan menggunakan model alometrik untuk tegakan jati dan koefisien BEF (Biomass Expansion Factor). Model terpilih diperoleh dengan memperhatikan nilai R 2 adj dan Root mean square error (RMSE). Verifikasi pada model terpilih dilakukan menggunakan uji T berpasangan untuk mengetahui kelayakan model. Pemetaan biomassa dibuat berdasarkan model-model yang telah diverifikasi. Pada peta sebaran biomassa dilakukan perhitungan overall accuracy dan kappa accuracy. Nilai biomassa minimum pada tegakan jati yang dihitung dengan menggunakan alometrik tegakan jati adalah sebesar 7,52 ton/ha pada KU I dan nilai biomassa maksimum sebesar 328,69 ton/ha pada KU XI. Perhitungan dengan menggunakan BEF cenderung overestimate pada kelas umur tua sehingga pada penelitian ini pembuatan model pendugaan dengan BEF tidak dilakukan. Berdasarkan hasil regresi antara biomassa dan backscatter didapatkan 16 model penduga biomassa. Dari 16 model yang telah dibuat, dipilih 4 model terbaik. Verifikasi dilakukan pada 4 model terpilih menggunakan uji T berpasangan. Verifikasi menunjukan bahwa ke 4 model tersebut memiliki nilai T hitung < T tabel dan signifikansi > 0,05 sehingga model layak digunakan untuk menduga biomassa di daerah penelitian. Model yang menghasilkan peta sebaran biomassa dengan akurasi terbaik pada citra ALOS PALSAR resolusi 50 m adalah model 2 sedangkan pada citra ALOS PALSAR resolusi 12,5 adalah model 4. Kata kunci : biomassa, backscatter, ALOS PALSAR, pemetaan.
SUMMARY RISA DESIANA SYARIF. Above-Ground Biomass Estimation and Mapping in Teak (Tectona grandis Linn. F) Plantation Area using ALOS PALSAR Image with 12,5 m and 50 m Spatial Resolution (Case Study: KPH Kebonharjo, Perhutani Unit I, Central Java). Supervised by NINING PUSPANINGSIH and M. BUCE SALEH. Forest as a dynamic system is consisted by many components, one of its components is biomass. Biomass can be used to determine the forest structure and condition, since biomass is depend on natural regeneration of the forest, disturbed state of the forest, and the forest use (IPCC 1995). Researchs than estimate biomass has been done using various methods, one of these methods is using SAR data in estimating biomass. In year 2006 Japanese government launched a SARbased satellite, ALOS satellite. PALSAR sensor in ALOS satellite can produce SAR-based image that can be used in estimating biomass. This research aimed to create biomass estimation model and biomass distribution map for teak plantation area in KPH Kebonharjo Unit I Central Java, using ALOS PALSAR image with 12,5 m and 50 m spatial resolution. Backscatter value is generated using digital number from ALOS PALSAR image and calibrated using Normalized Radar Cross Section (NRCS), which developed by Shimada et al. (2009). Therefore the backscatter value is then regressed using non-linear rulings with biomass that is estimated from teak allometric equations and Biomass Expansion Factor (BEF) coefficient. Certain model is selected by ranking the R 2 adj and Root Mean Square Error (RMSE). Chosen model is then verified using Paired T-test to analyze the appropriateness of the models. Biomass distribution map is constructed based on verified models, and then assessed using two accuracy assessment, Overall Accuracy and Kappa Accuracy. Minimum estimated biomass value in teak stands area using allometric equation is numbered at 7,52 ton/ha in Age Class (KU) I and maximum estimated biomass value in teak stands area using allometric equation is numbered at 328,69 ton/ha in KU XI. The estimation of biomass that calculated using BEF coefficient are overestimate. This research focused on estimating biomass using Hendri allometric equation. 16 models are generated based on biomass and backscatter regression. From 16 models, 4 models are chosen. Verification using Paired T-test on the 4 models shows that all the models having T score < T table and significance value > 0,05. Model that used in construction of biomass distribution map which has the best accuration for 50 m spatial resolution is model 2, meanwhile best accuration for 12,5 spatial resolution is model 4. Keyword: biomass, backscatter, ALOS PALSAR, mapping.
PENYUSUNAN MODEL PENDUGAAN DAN PEMETAAN BIOMASSA PERMUKAAN PADA TEGAKAN JATI (Tectona grandis Linn.F) MENGGUNAKAN CITRA ALOS PALSAR RESOLUSI 50 M DAN 12,5 M (Studi Kasus : KPH Kebonharjo Perhutani Unit I Jawa Tengah) RISA DESIANA SYARIF Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penyusunan Model Pendugaan dan Pemetaan Biomassa Permukaan Pada Tegakan Jati (Tectona grandis Linn. F) Menggunakan Citra ALOS PALSAR Resolusi 50 M dan 12,5 M (Studi Kasus : KPH Kebonharjo Perhutani Unit I Jawa Tengah) adalah benarbenar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tingga 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, Juni 2011 Risa Desiana Syarif NRP E14052331
Judul Penelitian : Penyusunan Model Pendugaan dan Pemetaan Biomassa Permukaan Pada Tegakan Jati (Tectona grandis Linn. F) Menggunakan Citra Alos Palsar Resolusi 50 M dan 12,5 M (Studi Kasus : KPH Kebonharjo Perhutani Unit I Jawa Tengah) Nama Mahasiswa : Risa Desiana Syarif Nomor Pokok : E14052331 Menyetujui Komisi Pembimbing Ketua, Anggota, Dr. Nining Puspaningsih, M.Si. Dr. M. Buce Saleh, MS. NIP. 19630612 199003 2 014 NIP. 19571005 198303 1 002 Mengetahui, Ketua Departemen Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan IPB Tanggal Lulus: Dr. Ir. Didik Suharjito, MS. NIP. 19630401 199403 1 001
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kemudahan dan jalan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi yang berjudul Penyusunan Model Pendugaan Biomassa Permukaan pada Tegakan Jati (Tectona grandis Linn. F) menggunakan citra ALOS PALSAR resolusi 50 m dan 12,5 m (Studi Kasus : KPH Kebonharjo Perhutani Unit I Jawa Tengah). Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan IPB. Skripsi yang telah disusun ini menggambarkan pola hubungan antara backscatter citra ALOS PALSAR pada resolusi yang berbeda, yaitu citra ALOS PALSAR resolusi 50 m dan 12,5 m dengan biomassa tegakan jati yang dihitung berdasarkan model alometriknya. Dimana kemudian dibuatlah peta sebaran biomassa pada daerah penelitian berdasarkan pola hubungan tersebut. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu saran, kritik, dan masukan guna memperbaiki tulisan ini sangat diharapkan. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi dunia pendidikan, khususnya dunia kehutanan. Bogor, Juli 2011 Penulis