DETEKSI EKOSISTEM MANGROVE DI CILACAP, JAWA TENGAH DENGAN CITRA SATELIT ALOS Oleh : Tresna Sukmawati Suhartini C64104020 PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008 1
DETEKSI EKOSISTEM MANGROVE DI CILACAP, JAWA TENGAH DENGAN CITRA SATELIT ALOS SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor Oleh: Tresna Sukmawati Suhartini C64104020 PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
SKRIPSI Judul Skripsi Nama Mahasiswa Nomor Pokok : DETEKSI EKOSISTEM MANGROVE DI CILACAP, JAWA TENGAH DENGAN CITRA SATELIT ALOS : Tresna Sukmawati Suhartini : C64104020 Disetujui, Dosen pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA Ir. Ita Carolita, M.Si NIP. 131 471 372 NIP. 300 001 380 Mengetahui, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799 Tanggal lulus : 12 September 2008
KATA PENGANTAR Puji dan syukur pada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia, yang selalu membimbing setiap langkah penulis sehingga skripsi dengan judul Deteksi Ekosistem Mangrove di Cilacap, Jawa Tengah dengan Citra Satelit ALOS dapat terselesaikan. Skripsi ini dibuat agar dapat mengkaji daerah Ekosistem Mangrove di Cilacap, Jawa Tengah berdasarkan data komposit Citra Satelit ALOS dan data survey lapangan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah SWT yang telah memberikan kemudahan dan kesabaran kepada penulis selama penyusunan skripsi ini. 2. Orangtua, kakak-kakak (A yudi dan A iman) serta adik-adikku tercinta Riani dan Trini atas semua do a, semangat dan dukungannya. 3. Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA dan Ir. Ita Carolita, M. Si selaku komisi pembimbing yang selalu bersabar dalam membimbing dan memberikan pengetahuannya. 4. Teman-teman seperjuangan (mas guruh, mas edi dan mbak nita dari UNDIP), Agus, Bang Ganjar, Hary, Afif atas saran, kritik dan kerjasamanya. 5. Bapak Arief dari BPKSA atas bantuan dan sarannya selama di lapangan. 6. Sahabat sahabatku Ikeu, Fitri, Intan, Die2, Dini, Afin, Mita dan Ndari atas semua dukungannya serta kenangan indah yang tak terlupakan. 7. Andia Yudha Pranata atas semua motivasi dan kasih sayangnya. 8. Teman-teman ITK 41 dan Warga Departemen ITK serta semua pihak yang telah memberi masukan, dan membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak pihak yang berkepentingan, dan dapat digunakan sesuai dengan apa yang telah direncanakan. Bogor, September 2008
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... vi vii ix xi xiii 1. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Tujuan... 2 2. TINJAUAN PUSTAKA... 3 2.1 Pengertian ekosistem... 3 2.2 Ekositem mangrove... 3 2.3 Sistem penginderaan jauh... 6 2.4 Penginderaan jauh vegetasi mangrove... 10 2.5 Analisis indeks vegetasi... 11 2.6 Citra Satelite ALOS (Advanced Land Observing Satellite)... 14 2.6.1. Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping (PRISM)... 16 2.6.2. Advanced Vicible and Near-Imfrared Radiometer type-2 (AVNIR-2)... 17 2.7.3. Phased Array Type L-Band Synthetic Aperture Radar (PALSAR)... 18 2.7 Citra Satelit SPOT-5... 19 3. METODE PENELITIAN... 21 3.1 Keadaan umum lokasi penelitian... 21 3.1.1. Kondisi geografis... 21 3.2 Alat dan bahan... 22 3.3 Metode... 23 3.4 Pengolahan Citra Satelit... 26 3.4.1 Pre-processing... 26 3.4.2 ALOS data fusion... 26 3.4.2.1 ALOS Pan-Sharpen... 26 3.4.3 Penajaman citra... 28 3.4.3.1 Optimum Index Factor (OIF)... 29 3.4.3.2 Penajaman citra untuk vegetasi mangrove... 29
3.4.4 Klasifikasi citra... 31 3.5 Analisis data lapangan... 31 3.5.1 Pengambilan data penutupan kanopi mangrove... 31 3.6 Analisis korelasi data citra terhadap data lapangan... 32 4. HASIL DAN PEMBAHASAN... 33 4.1 Karakteriristik fisik dan kimia perairan... 33 4.1.1 Suhu air... 34 4.1.2 Salinitas... 34 4.1.3 ph... 35 4.2 Pengolahan citra... 36 4.3 Pre-processing... 37 4.3.1 Koreksi geometrik... 37 4.4 ALOS Pan-Sharpening... 38 4.5 Klasifikasi terbimbing (Supervised Clasification)... 40 4.6 Penajaman citra untuk vegetasi mangrove... 41 4.6.1 Optimum Index Factor (OIF)... 41 4.6.2 Analisis vegetasi mangrove... 48 4.6.2.1 Analisis vegetasi mangrove ALOS AVNIR... 49 4.6.2.2 Analisis vegetasi mangrove ALOS Pan-Sharpen... 63 5.KESIMPULAN DAN SARAN... 77 5.1 Kesimpulan... 77 5.2 Saran... 78 DAFTAR PUSTAKA... 79 LAMPIRAN... 81 RIWAYAT HIDUP... 90
DAFTAR TABEL No. 1. Karakteristik satelit ALOS 15 2. Karakteristik sensor PRISM 16 3. Karakteristik sensor AVNIR 17 4. Karakteristik sensor PALSAR 18 5. Sensor HRG (High Resolution Geometric) 19 6. Sensor HRS (High Resolution Stereoscopic) 19 7. Sensor vegetasi 20 8. Pengelompokkan kerapatan vegetasi mangrove berdasarkan NDVI (Kadi, 1996 dalam Susilo, 2000) 30 9. Transformasi indeks vegetasi 30 10. Nilai karakteristik fisik dan kimia 32 11. Matriks korelasi antar kanal pada citra ALOS AVNIR 42 12. Standar deviasi tiap kanal pada citra ALOS AVNIR 42 13. Nilai OIF tiap kombinasi kanal citra ALOS AVNIR 44 14. Matriks korelasi antar kanal pada citra ALOS Pan-Sharpen 44 15. Standar deviasi tiap kanal pada citra ALOS Pan-Sharpen 44 16. Nilai OIF tiap kombinasi kanal citra ALOS Pan-Sharpen 46 17. Nilai histogram tiap kelas transformasi GNDVI ALOS AVNIR 50 18. Nilai histogram tiap kelas transformasi IPVI ALOS AVNIR 52 19. Nilai histogram tiap kelas transformasi RVI ALOS AVNIR 53 20. Nilai histogram tiap kelas transformasi DVI ALOS AVNIR 56 21. Nilai hasil indeks vegetasi ALOS AVNIR dari algorithma tiap stasiun 59
22. Hasil analisis ragam transformasi indeks vegetasi citra satelit ALOS AVNIR 62 23. Nilai histogram tiap kelas transformasi NDVI ALOS Pan-Sharpen 64 24. Nilai histogram tiap kelas transformasi GNDVI ALOS Pan-Sharpen 66 25. Nilai histogram tiap kelas transformasi IPVI ALOS Pan-Sharpen 68 26. Nilai histogram tiap kelas transformasi RVI ALOS Pan-Sharpen 69 27. Nilai hasil indeks vegetasi ALOS Pan-Sharpen dari algorithma tiap stasiun73 28. Hasil analisis ragam transformasi indeks vegetasi citra satelit ALOS Pan-Sharpen 75
DAFTAR GAMBAR No. Halaman 1. Komponen dasar penginderaan jauh 9 2. Mekanisme reflektansi dalam penginderaan jauh 10 3. Satellite ALOS 15 4. Pencitraan dan satelit sensor PRISM 16 5. Pencitraan dan satelit sensor AVNIR 17 6. Pencitraan dan satelit sensor PALSAR 18 7. Satellite SPOT-5 19 8. Karakteristik spektral citra satelit ALOS dan citra lainnya 20 9. Peta lokasi penelitian 22 10. Diagram alir tahap penelitian 24 11. Diagram alir pengolahan citra untuk tutupan vegetasi mangrove 25 12. Titik pengambilan data tutupan mangrove di dalam transek 31 13. Grafik nilai suhu air di tiap stasiun 34 14. Grafik nilai salinitas di tiap stasiun 35 15. Grafik nilai ph di tiap stasiun 36 16. Mosaic Citra ALOS sensor PRISM (Pankromatik) 37 17. (a) Citra SPOT-5 (b) Citra ALOS AVNIR hasil rektifikasi dengan citra SPOT-5 (c) Citra ALOS PRISM hasil rektifikasi dengan Citra ALOS AVNIR (RGB 123) 38 18. ALOS Pan-Sharpening antara citra sensor AVNIR dan PRISM (RGB 321)39 19. ALOS Pan-Sharpening antara citra sensor AVNIR dan PRISM (RGB 321) setelah diperbesar (zoom) 40 20. Klasifikasi terbimbing (supervised classification) 41
21. Tampilan tiap kombinasi kanal citra ALOS AVNIR 43 22. Tampilan tiap kombinasi kanal citra ALOS Pan-Sharpen 45 23. Citra komposit RGB 231 ALOS 47 24. Transformasi NDVI Citra ALOS AVNIR daerah Cilacap 49 25. Transformasi GNDVI Citra ALOS AVNIR daerah Cilacap 49 26. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi GNDVI ALOS AVNIR 51 27. Transformasi IPVI Citra ALOS AVNIR daerah Cilacap 52 28. Transformasi RVI Citra ALOS AVNIR daerah Cilacap 53 29. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi IPVI ALOS AVNIR 54 30. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi RVI ALOS AVNIR 55 31. Transformasi DVI Citra ALOS AVNIR daerah Cilacap 56 32. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi DVI ALOS AVNIR 57 33. Grafik regresi linear tutupan mangrove terhadap nilai transformasi indeks vegetasi citra ALOS AVNIR 61 34. Transformasi NDVI Citra ALOS Pan-Sharpen daerah Cilacap 63 35. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi NDVI ALOS Pan-Sharpen 65 36. Transformasi GNDVI Citra ALOS Pan-Sharpen daerah Cilacap 66 37. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi GNDVI ALOS Pan-Sharpen 67 38. Transformasi IPVI Citra ALOS Pan-Sharpen daerah Cilacap 68 39. Transformasi RVI Citra ALOS Pan-Sharpen daerah Cilacap 69 40. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi IPVI ALOS Pan-Sharpen 70 41. Peta klasifikasi mangrove Cilacap transformasi RVI ALOS Pan-Sharpen 71 42. Grafik regresi linear tutupan mangrove terhadap nilai transformasi indeks vegetasi citra ALOS Pan-Sharpen 74