11 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ini dilaksanakan selama dua bulan yaitu bulan Juli-Agustus 2010 dengan pemilihan lokasi di Kota Denpasar. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Analisis Lingkungan dan Pemodelan Spasial, Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat Alat yang digunakan dalam penelitian antara lain: seperangkat komputer yang dilengkapi dengan paket Sistem Informasi Geografis (perangkat keras dan lunak) termasuk software ArcGIS 9.3 dan software ERDAS Imagine 9.1, termometer dry-wet untuk mengukur suhu udara, alat pengukur waktu (jam tangan), GPS (Global Position System) untuk menentukan posisi arah lokasi pengamatan, serta kamera digital. 3.2.2 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah citra Landsat 7 ETM path/row 116/066 Kota Denpasar, pencitraan satelit tanggal 15 Oktober 2009, dan peta digital batas administrasi Kota Denpasar sebagai bahan data primer. 3.3 Teknik Pengukuran Suhu Permukaan Data yang dikumpulkan berupa data primer yang diperoleh dengan cara observasi (pengamatan langsung). Kemudian mencatat dan mengolah data hasil pengukuran. Pengukuran suhu dilakukan di berbagai tipe penutupan lahan Kota Denpasar, pada pukul 10.00-10.30 WITA untuk menyesuaikan dengan waktu pencitraan satelit. Pengukuran suhu dilakukan pada ketinggian ± 1,5 m dari permukaan tanah untuk setiap tipe penutupan lahan. Menurut Tjasyono (1992) diacu dalam Tauhid (2008), dipilihnya tinggi ± 1,5 m karena pada ketinggian ini memungkinkan data pengukuran dapat berlaku untuk daerah yang lebih luas. Pada
12 ketinggian yang lebih rendah (dekat permukaan tanah), maka akan terdapat gangguan-gangguan keadaan (sifat-sifat) alam. Pada setiap tipe penutupan lahan dilakukan pengambilan data suhu selama tiga hari dengan kondisi cuaca yang sama (cerah, tidak berawan). Pengukuran dilakukan dalam waktu bersamaan pada titik-titik pengamatan, dimulai pukul 10.00 WITA dan mempunyai interval waktu pengukuran tiap 15 menit sebanyak tiga ulangan. 3.4 Pengolahan Citra Satelit Landsat 3.4.1 Layer stack Layer stack merupakan suatu proses penggabungan band. Band yang berbentuk.tiff dikonversi menjadi bentuk.img dan penggabungan band dilakukan sesuai kebutuhan. Pada penelitian ini band yang digunakan adalah band 1, 2, 3, 4, 5, dan 7, sedangkan untuk band 6 hanya dikonversi dari bentuk.tiff menjadi.img. 3.4.2 Perbaikan citra (Image Restoration) Perbaikan citra perlu dilakukan terhadap data citra satelit, yang bertujuan untuk menghilangkan kesalahan-kesalahan radiometrik dan geometrik yang terdapat pada data citra satelit tersebut. Data citra yang telah dilayer stack kemudian dikoreksi berdasarkan koordinat geografisnya yang disebut dengan koreksi geometrik. Koreksi geometrik bertujuan untuk menyamakan posisi pada citra dengan posisi pada bumi menggunakan acuan peta rupa bumi (memperbaiki distorsi geometrik). Pada penelitian ini koordinat yang digunakan adalah Universal Transverse Mercator (UTM) dan sebagai acuan adalah peta rupa bumi yang telah terkoreksi. Penggunaan koordinat UTM dimaksudkan untuk mempermudah proses analisis. Langkah-langkah pengkoreksian citra adalah sebagai berikut: a. Koreksi geometrik citra menggunakan titik ikat medan Ground Control Point (GCP) pada citra Landsat yang akan dikoreksi dengan peta atau citra acuan. Pada penelitian ini yang digunakan adalah peta rupa bumi yang telah terkoreksi. Dari citra yang akan dikoreksi diambil koodinat filenya, dan citra acuan diambil koordinat lintang dan bujur pada lokasi yang sama. b. Melakukan proses resampling dengan metode nearest neighbourhood interpolation. Nilai digital piksel hasil dari citra acuan ke citra yang akan
13 dikoreksi adalah nilai-nilai digital tiap piksel yang memiliki nilai atau lokasi terdekat tanpa memperhatikan adanya pergeseran kecil. Keunggulan dari metode ini adalah perhitungan sederhana dan menghindari perubahan nilai piksel. Akan tetapi kenampakan pada matriks keluaran dapat digeser secara spasial hingga setengah piksel, dan dapat menyebabkan adanya kenampakan yang tidak bersambungan pada hasil citra. 3.4.3 Pemotongan citra (Subset Image) Proses pertama dalam pemotongan citra yaitu penentuan lokasi penelitian (clipping) berdasarkan batas administrasi wilayah Kota Denpasar. Selanjutnya, setelah diperoleh batasan areal lokasi penelitian kemudian proses pemotongan citra dapat dilakukan. Pemotongan citra dilakukan dengan memotong wilayah yang menjadi objek penelitian, dimana peta rupa bumi hasil digitasi (peta digital) dapat dijadikan acuan pemotongan citra. Batas wilayah yang akan dipotong dibuat dengan area of interest (aoi), yaitu pada wilayah yang termasuk ke dalam Kota Denpasar. 3.4.4 Klasifikasi citra (Image Classification) Interpretasi citra Landsat 7 ETM dilakukan dengan melihat karakteristik dasar kenampakan penutupan lahan pada citra yang dibantu dengan unsur-unsur interpretasi (Lillesand dan Kiefer 1990). Klasifikasi merupakan proses kegiatan pengelompokan dari nilai-nilai spektral pada citra. Terdapat dua metode pengelompokan kelas yaitu klasifikasi terbimbing dan klasifikasi tidak terbimbing. Klasifikasi yang digunakan pada penelitian ini adalah klasifikasi terbimbing yang merupakan training sample. Data citra yang digunakan adalah Landsat 7 ETM Path/Row: 116/066. Adapun langkah yang dilakukan adalah: a. Pengambilan sample Daerah latihan (training sample areas) diambil sebelum dilakukan proses klasifikasi peta, dengan menggunakan citra Landsat yang telah dikoreksi sebagai acuan. Pengambilan sampel berdasarkan pada kenampakan warna yang terdapat pada citra atau pengamatan visual. Sampel dibagi dalam tipe penutupan lahan bervegetasi berdasarkan pengamatan di lapangan yaitu (1) vegetasi rapat jarak antar pohon 2-5 m dengan kerapatan tajuk cukup rapat (gambar profil pohon dapat dilihat pada lampiran 10) dan pohon yang memiliki
14 diameter 20 cm, (2) vegetasi jarang jarak antar pohon 5-7 m dengan kerapatan tajuk jarang dan pohon berdiameter 20 cm), (3) mangrove, (4) sawah, (5) lahan terbuka, (6) lahan terbangun, (7) badan air, dan (8) penutupan lahan tidak ada data berupa awan dan bayangan awan. b. Proses klasifikasi Klasifikasi dilakukan terhadap hasil sampling dengan menggunakan metode pengkelas kemiripan maksimum (maximum likelihood classification). Metode klasifikasi pengkelas kemiripan maksimum yaitu metode mempertimbangkan kemiripan spektral dengan spektral maksimum suatu objek. Nilai spektral yang dominan akan dimasukkan menjadi satu kelas dan jika nilai spektralnya jauh dari maksimum akan dimasukkan ke dalam kelas lain. Pada proses klasifikasi ini akan diperoleh citra kelas penutupan lahan dan persentase penutupan lahan dari masing-masing kelas. 3.4.5 Uji akurasi Uji akurasi dilakukan berdasarkan overall clasification accuracy dan overall kappa statistics untuk klasifikasi suatu penutupan lahan. Uji akurasi digunakan untuk melihat seberapa besar kesesuaian antara hasil klasifikasi dengan kondisi tutupan lahan di lapangan. Menurut USGS (2002) menyebutkan bahwa, tingkat akurasi ketelitian interpretasi minimum dengan menggunakan penginderaan jauh tidak kurang dari 85%. 3.4.6 Konversi band 6 menjadi suhu udara permukaan Data citra yang dikonversi adalah nilai-nilai piksel pada band 6 citra Landsat yang disebut digital number (DN). Pengkorvesian band 6 ini dilakukan dengan membuat model pada model maker yang ada pada aplikasi ERDAS Imagine. Model maker dibuat untuk mengkorvesi nilai-nilai pada citra Landsat band 6. Konversi data citra menjadi temperatur menggunakan dua tahapan konversi yaitu: a. Konversi digital number (DN) menjadi spektral radian (L λ ) Radiance (L λ ) = (gain x DN) + offset Keterangan: L λ = spektral radian dalam watt Gain merupakan konstanta (0,05518) DN (digital number) berasal dari nilai piksel pada citra
15 Offset merupakan konstanta (1,2378) b. Konversi spektral radian menjadi temperatur. Persamaan konversi spektral radian menjadi temperatur adalah sebagai berikut: T = Keterangan: T = temperatur ( K) K2 K1 ln + 1 L λ K1= konstanta dalam watt dengan nilai 607,76 untuk Landsat 5/TM dan 666,09 untuk Landsat 7/ETM K2= konstanta Kelvin dengan nilai 1260,56 untuk Landsat 5/TM dan 1282,71 untuk Landsat 7/ETM L λ = spektral radiansi (W/(m 2 *ster*µm)) Output yang dihasilkan berupa peta distribusi suhu. Kemudian dilakukan deliniasi pada peta untuk menentukan alternatif daerah pengembangan hutan kota berdasarkan distribusi suhu permukaan. Deliniasi dilakukan berdasarkan poligon terluar dari kelas suhu permukaan tertentu.
16 Citra Landsat 7 ETM Pemilihan Band Band 1, 2, 3, 4, 5, dan 7 Band 6 Layer Stack Layer stack Koreksi Geometrik Peta rupa bumi Koreksi Geometrik Citra Terkoreksi Citra Terkoreksi Pemotongan Citra Pemotongan Citra Klasifikasi Informasi Penutupan Lahan Konversi Tidak Uji Akurasi Ground check Klasifikasi Diterima Pewarnaan ulang (recode) Pewarnaan ulang (recode) Peta Kelas Distribusi Suhu Perrmukaan Peta Tutupan Lahan Analisis Luasan Penutupan Lahan dan Luasan Distribusi Suhu Permukaan Gambar 2 Bagan pengolahan citra satelit Landsat.
17 Sumber: Pemkot Denpasar (2008) Gambar 3 Lokasi penelitian di Kota Denpasar.