III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan mulai bulan Febuari 2009 sampai Januari 2010, mengambil lokasi di Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Pengolahan dan Analisis data dilakukan di Laboratorium Kartografi dan Penginderaan Jauh, Departemen Ilmu Tanah dan Manajemen Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 3.2. Bahan dan Alat Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: Peta Rupa Bumi Digital skala 1:25.000 untuk Kabupaten Bogor. Peta Tanah Tinjau Mendalam PPT tahun 1966 Skala 1:25.000. Citra Landsat tahun 2008 dengan path/row 122/064 dan 122/065. Data Curah Hujan yang mewakili di Kabupaten Bogor dari tahun 1991-2000. Data wawancara di lapangan. Alat yang digunakan adalah GPS (Global Positioning System) dan seperangkat komputer yang dilengkapi dengan aplikasi Arc View 3.3, Erdas Imagine 9.1, Statistica v.8, QuickBasic v.45, dan M.S Office 2007. 3.3. Tahap Penelitian Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap yaitu Tahap Pengumpulan Data, Tahap Pengolahan, Tahap Pengambilan Data Lapang, dan Analisis Data. Diagram alir tahapan penelitian disajikan pada Gambar 1. 3.3.1. Tahap Pengumpulan Data Tahap pengumpulan data meliputi pengumpulan literatur yang berhubungan dengan topik penelitian, data laboratorium, dan data lapang. Data laboratorium yang digunakan dalam penelitian ini berupa peta, citra Landsat dan data sekunder. Sedangkan data lapang diperoleh langsung dari lokasi penelitian. Data lapang meliputi data produksi, karakteristik aksesbilitas, luas area garapan, dan permasalahan lain yang dialami langsung oleh petani.
12 Pengumpulan Data Literatur PetaTopografi Citra Landsat Peta Tanah Data Iklim Peta Administrasi Peta Jalan Peta Kontur Koreksi Geometri dan Klasifikasi Peta Jenis Tanah Peta Fisiografi DEM Peta Land Use Peta Curah Hujan Peta Elevasi Peta Lereng Overlay Peta Satuan Lahan Survei Lapang a. ProduktivitasTanaman b. Luas Area Tanam c. Karakteristik Jalan d. Data Pendukung lain Pengolahan dan Analisis Data Hubungan antar faktor fisik lahan terhadap produktivitas Faktor fisik yang paling berpengaruh terhadap produktivitas padi 3.3.2. Tahap Persiapan Data Gambar 1. Tahapan Penelitian Pada persiapan data ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu: 3.3.2.1. Pengolahan Citra Landsat Citra Landsat diolah dengan menggunakan software Erdas Imagine 9.1. Tahap pengolahan citra Landsat meliputi: penggabungan layer (stacking), pemotongan citra (cropping), penggabungan citra (mosaic), koreksi geometrik, dan klasifikasi. Koreksi Geometrik Koreksi geometrik atau rektifikasi bertujuan untuk memperbaiki distorsi geometrik sehingga diperoleh citra dengan sistem proyeksi dan koordinat seperti yang ada di peta. Koreksi geometrik dilakukan dengan cara menyesuaikan suatu daerah yang sama antara citra yang telah terkoreksi dengan citra yang belum terkoreksi.
13 Klasifikasi Tahap klasifikasi bertujuan untuk mendapatkan kelas-kelas penutup/penggunaan lahan dengan mengelompokkan piksel-piksel citra. Ketelitian hasil klasifikasi dinilai berdasarkan Nilai Kappa yang mencapai minimal 80,01%. Klasifikasi citra dilakukan dengan metode klasifikasi kemiripan maksimum (Maximum Likehood Classification). Dalam metode ini training set area yang mirip dengan area lainnya dijadikan kedalam satu kelas. Oleh karena itu, kualitas training set area yang dibuat akan sangat berpengaruh pada hasil klasifikasi penggunaan lahan. Untuk hasil yang lebih baik maka setelah klasifikasi kemudian dilakukan recoding, filtering majority, dan fill citra. Proses terakhir adalah dilakukan pengecekan lapang. Hal ini ditujukan untuk mengurangi kesalahan hasil klasifikasi. Pada penelitian ini cek lapang lebih ditujukan untuk mencari area padi sawah yang dominan terdapat di area penelitian. 3.3.2.2. Pengolahan Peta Topografi Pengolahan data ini bertujuan untuk mendapatkan peta kelas lereng, dan peta kelas elevasi dengan menggunakan software Arc View 3.3. Peta Kelas Kemiringan Lereng Peta kemiringan lereng diperoleh dari analisis kontur yang dilakukan melalui beberapa tahapan. Pertama peta kontur diubah menjadi Model Elevasi Digital (DEM). DEM adalah model kuantitatif dari elevasi pada sebagian permukaan bumi dalam bentuk digital. Proses pembuatan DEM dilakukan dengan menggunakan metode TIN (Triangulated Irregular Network) dengan memilih Surface-Create TIN from features kemudian masukkan garis kontur sebagai Height Source sehingga terlihat bentukan tiga dimensi dari topografi kabupaten Bogor. Selanjutnya hasil dari TIN tersebut dikonversi ke dalam bentuk grid (rasterisasi). Kemudian dilakukan pengkelasan kemiringan lereng dengan mengelompokkan nilai kelas lereng berdasarkan batasan nilai yang sudah ditetapkan. Kelas lereng yang dibuat berdasarkan FAO tahun 1976. Kriteria kelas kemiringan lereng dapat dilihat pada Tabel 1, sedangkan skema pembuatan kelas kemiringan lereng disajikan pada Gambar 2.
14 Tabel 1. Kriteria Kelas Kemiringan Lereng Kemiringan Lereng (%) Kelas Lereng Kategori < 15 1 Datar 15-30 2 Agak Curam 30-50 3 Curam > 50 4 Sangat Curam Sumber : FAO, 1976 Digitasi Peta Kontur DEM Pengkelasan Kemiringan Lereng Peta Kelas Kemiringan Lereng Gambar 2. Proses Pemetaan Kelas Lereng Peta Kelas Elevasi Peta Kelas Elevasi diperoleh dari digitasi peta kontur yang dibuat kembali kedalam bentuk DEM, kemudian dilakukan pengkelasan elevasi dengan interval 250 m di atas permukaan laut. Setelah itu dilakukan generalisasi untuk menghilangkan komponen yang tidak diinginkan dari kelas elevasi. Kriteria kelas elevasi dapat dilihat pada Tabel 2, sedangkan skema pembuatan kelas elevasi disajikan pada Gambar 3. Tabel 2. Kriteria Kelas Elevasi Kelas Elevasi (m dpl) 1 25 250 2 250 500 3 500 750 4 750 1000 5 1000 1250 6 1250-1500
15 Digitasi Peta Kontur DEM Pengkelasan Elevasi Peta Elevasi Gambar 3. Proses Pemetaan Kelas Elevasi 3.3.2.3. Pengolahan Peta Tanah Peta tanah digunakan untuk mendapatkan informasi jenis tanah dan fisiografis atau bentuk wilayah, sehingga dapat terbentuk Peta Jenis Tanah dan Peta Fisiografi di daerah penelitian. Peta tanah yang digunakan adalah peta tanah kabupaten Bogor skala 1:250.000 tahun 1966 produksi Pusat Penelitian Tanah. Peta tersebut didigitasi sehingga menjadi bentuk digital, kemudian dimasukkan data-data tabularnya. 3.3.2.4. Pengolahan Data Curah Hujan Pengolahan data curah hujan dilakukan menggunakan Poligon Thiessen. Menurut Baba Barus dan Wiradisastra (2000), Poligon Thiessen atau Voroni atau Dirichlet mendefinisikan daerah-daerah yang dipengaruhi sesamanya oleh sekelompok titik-titik. Hal ini merupakan pendekatan pengembangan data titik yang diasumsikan bahwa informasi terbaik untuk lokasi yang tanpa pengamatan adalah nilai dari lokasi terdekat dari titik tersebut. Terdapat 9 titik pengamatan curah hujan dengan selang 10 tahun. Titik pengamatan tersebut adalah Atang Sendjaja, Cikopomayak, Cibinong, Dayeuh, Leuwiliang, Kebun Raya Bogor, Ciawi, Citeko, Gunung Mas. Dari ke-9 titik pengamatan tersebut, didapatkan rata-rata curah hujan pada masing-masing wilayah (Lampiran 1). Sebelum dibuat menjadi peta curah hujan, data atribut terlebih dahulu dibuat point yang berisikan koordinat masing-masing stasiun curah hujan yang ada di kabupaten Bogor. Kemudian digunakan Extension Bappeda Tool agar point
16 yang telah dibuat sebelumnya dapat diubah menjadi Poligon Thiessen sehingga menghasilkan peta curah hujan. 3.3.3. Penentuan Satuan Lahan Pada penelitian ini satuan lahan diperoleh dari hasil tumpang tindih antara data topografi (peta administrasi, peta kemiringan lereng, dan peta elevasi), peta jenis tanah dan peta fisiografi yang bersumber dari peta tanah, dan peta curah hujan. Gabungan dari beberapa peta tersebut menghasilkan data spasial dan data atribut berupa satuan lahan dari berbagai karakteristik lahan sawah yang ada di kabupaten Bogor. Terdapat 129 karakteristik lahan sawah yang memiliki luasan poligon yang sangat beragam. Untuk dapat memudahkan pengamatan lapang, dipilih karakteristik lahan sawah yang dominan menyebar dan memiliki luasan poligon yang cukup luas. Dalam hal ini, poligon-poligon yang dipilih adalah poligon yang memiliki luas 25 Ha. Setelah dilakukan pemilihan, didapat 67 karakteristik lahan sawah yang dapat diamati. 3.3.4. Survey Lapang Survey lapang dilakukan untuk mengetahui kecocokan hasil interpretasi dan memperbaikinya. Pada saat survey dilakukan juga wawancara dengan para petani untuk mendapatkan data produksi, luas area yang digarap petani, karakteristik jalan serta data pendukung lainnya yang berhubungan dengan pengelolaan padi sawah. 3.3.5. Pengolahan Data dan Analisis Proses analisis dimulai dengan memasukkan data atribut dari setiap lokasi pengamatan yang didapat saat pengecekan lahan sawah, kemudian dilakukan analisis untuk melihat pengaruh faktor-faktor fisik terhadap produktivitas, dan penentuan faktor fisik mana yang paling berpengaruh terhadap perubahan produktivitas. 3.3.5.1. Pengaruh Faktor-Faktor Fisik Terhadap Produktivitas Pengaruh masing-masing faktor fisik terhadap produktivitas padi sawah dilakukan dengan analisis diagram kotak garis. Diagram ini memperlihatkan
17 pemusatan data untuk setiap faktor fisik dan pengaruh antar setiap faktor fisik dengan tingkat produktivitas, serta pada kondisi karakteristik lahan yang bagaimana, penggunaan lahan tersebut dijumpai paling banyak, paling minimum, atau bahkan tidak dijumpai sama sekali. Analisis dilakukan dengan menggunakan aplikasi komputer Statistica v.8 3.3.5.2. Penentuan Faktor Fisik yang Paling Berpengaruh Terhadap Produktivitas Pengaruh suatu karakteristik lahan terhadap produktivitas baru terlihat jelas pada kondisi dimana karakteristik lahan tersebut menjadi pembatas untuk penggunaan lahan sawah. Semakin besar pembatas dari karakteristik lahan tersebut, akan menyebabkan semakin rendah produktivitas pada lahan sawah tersebut. Untuk mengetahui karakteristik pembatas yang sangat mempengaruhi produktivitas padi sawah di kabupaten Bogor, digunakan metode Hayashi I. Metode Hayashi I ini dapat dilakukan dengan menggunakan aplikasi QuickBasic v.45 Analisis ini ditujukan untuk menduga parameter koefisien keterkaitan antara peubah-peubah penjelas dengan dengan satu peubah tujuan. Selanjutnya dari hasil pengujian terhadap nilai penduga parameter koefisien keterkaitan ini diperoleh peubah-peubah penjelas yang nyata kaitannya produktivitas padi sawah. Peubah yang dianalisis dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 3. Persamaan pengujian korelasi parsial peubah yang berperan nyata terhadap produktivitas padi sawah adalah sebagai berikut: r = t 2 2 t n 2 dimana t= nilai t-tabel Nilai t-tabel diidentifikasi dari tabel t-student pada tingkat kepercayaan (1-α)*100% tertentu dengan derajat bebas (n-2). Dalam hal ini ditetapkan tingkat kepercayaan sebesar 95%. Dari hasil persamaan tersebut diperoleh nilai batas kritis yang digunakan sebagai titik ambang korelasi yang nyata pada tingkat kepercayaan 95% tersebut. Nilai korelasi parsial dinyatakan nyata pada tingkat kepercayaan 95% jika nilai korelasi lebih besar dari nilai r hasil perhitungan.
18 Tabel 3. Peubah Untuk Mengidentifikasi Faktor-Faktor yang Paling Berpengaruh Terhadap Produktivitas Padi Sawah Peubah X Kategori Jenis Tanah 1 = Aluvial 2 = Grumusol 3 = Latosol 4 = Podsoik Merah Kuning 5 = Tanah Lain Fisiografi 1 = Dataran 2 = Bukit Lipatan 3 = Volkan 4 = Volkan dan Bukit Lipatan Kemiringan Lereng 1 = < 15% 2 = 15 30% Elevasi 1 = < 500 m 2 = 500 750 m 3 = > 750 m Curah Hujan 1 = Rendah 2 = Sedang 3 = Tinggi Luas Area 1 = Mudah 2 = Sedang 3 = Sulit Aksesibilitas 1 = < 2000 m 2 2 = 2000 5000 m 2 3 = > 5000 m 2