PENDUGAAN KONSENTRASI KLOROFIL-a DAN TRANSPARANSI PERAIRAN TELUK JAKARTA DENGAN CITRA SATELIT LANDSAT DESSY NOVITASARI ROMAULI SIDABUTAR SKRIPSI DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini, saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul : PENDUGAAN KONSENTRASI KLOROFIL-a DAN TRANSPARANSI PERAIRAN TELUK JAKARTA DENGAN CITRA SATELIT LANDSAT Adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan pada Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, September 2009 DESSY NOVITASARI ROMAULI SIDABUTAR C54052125
RINGKASAN DESSY NOVITASARI ROMAULI SIDABUTAR. Pendugaan Konsentrasi Klorofil-a dan Transparansi Perairan Teluk Jakarta dengan Citra Satelit Landsat. Dibimbing oleh VINCENTIUS PAULUS SIREGAR dan SAM WOUTHUYZEN. Secara umum, terdapat dua parameter yang sering digunakan sebagai indikator penentu kualitas perairan yang diturunkan dari satelit, yakni muatan padatan terlarut dan konsentrasi klorofil-a (Chl-a). Dua parameter ini merupakan parameter yang aktif secara optis sehingga dapat mewakili kondisi kualitas suatu perairan. Akan tetapi batasan dalam penelitian ini hanya pada konsentrasi klorofila yang dihubungkan dengan nilai transparansi perairannya saja. Hubungan antara transparansi perairan dengan konsentrasi klorofil-a ini dapat dinyatakan dalam suatu model hubungan yang diperoleh dengan membandingkan reflektansi citra satelit Landsat dengan data in situ. Adapun penelitian ini bertujuan untuk membuat model penduga nilai transparansi dan konsentrasi klorofil-a perairan secara in situ dengan reflektansi citra satelit Landsat, lalu menerapkan model tersebut untuk memetakan distribusi transparansi serta kandungan klorofil-a pada Teluk Jakarta. Data in situ yang digunakan dalam pengembangan model adalah data sekunder dari P 2 O - LIPI. Data citra yang digunakan merupakan citra Satelit Landsat pada path 122 dan row 64 dan tipe sensor ETM+, dan sebagian berasal dari P 2 O - LIPI dan sebagian lagi merupakan hasil download pada situs Landsat USGS. Citra ini diolah dengan program IDRISI ANDES di mana koreksi citra dilakukan dengan modul ATMOSC pada IDRISI ANDES. Kanal yang digunakan dalam pengembangan model adalah kanal biru (kanal-1), hijau (kanal -2), dan merah (kanal -3) saja. Hasil koreksi yang dilakukan menghasilkan nilai reflektansi citra (kombinasi kanal terpilih) yang kemudian dikorelasikan dengan data in situ pada tanggal dan koordinat yang sama dengan akuisisi data citra. Hasil korelasi ini menghasilkan beberapa model klorofil-a dan transparansi perairan yang akan dipilih satu yang terbaik berdasarkan nilai R 2 dan RMS error-nya. Model transparansi perairan adalah menggunakan pilihan kanal kromatisiti biru dengan formula y = 415.8x 3-304.1x 2 + 75.97x - 6.204 pada musim kemarau, dan y = -3900.x 3 + 3947.x 2-1336.x + 151.4 pada musim hujan. Model klorofil-a menggunakan kombinasi kanal kromatisiti merah dengan formula yang didapat untuk musim kemarau adalah y = 415.8x 3-304.1x 2 + 75.97x - 6.204. Hasil pengujian model klorofil-a musim hujan menunjukkan bahwa model tidak dapat diandalkan. Transparansi perairan secara umum berkurang dari tahun 2004-2009, dengan pola distribusi mengikuti pola umum yakni rendah pada daerah pesisir terutama muara sungai, dan semakin bertambah ke arah lepas pantai. Konsentrasi klorofil-a rata-rata relatif seragam dan rendah dari tahun ke tahun. Adapun pola distribusi klorofil-a ini secara umum adalah relatif lebih tinggi di pesisir dan muara sungai serta semakin berkurang ke arah lepas pantai.
Hak cipta milik Dessy Novitasari Romauli Sidabutar, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotocopy, microfilm, dan sebagainya
PENDUGAAN KONSENTRASI KLOROFIL-a DAN TRANSPARANSI PERAIRAN TELUK JAKARTA DENGAN CITRA SATELIT LANDSAT DESSY NOVITASARI ROMAULI SIDABUTAR SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
SKRIPSI Judul : PENDUGAAN KONSENTRASI KLOROFIL-a DAN TRANSPARANSI PERAIRAN TELUK JAKARTA DENGAN CITRA SATELIT LANDSAT Nama : DESSY NOVITASARI ROMAULI SIDABUTAR NRP : C54052125 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA Dr. Ir. Sam Wouthuyzen, M.Sc. NIP. 19561103 198503 1 003 NIP. 320003368 Mengetahui, Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc NIP. 19580909 198303 1 003 Tanggal Lulus : 27 Agustus 2009
KATA PENGANTAR Syukur bagi TUHAN YESUS KRISTUS, karena anugerah dan hikmat-nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi berjudul "Pendugaan Konsentrasi Klorofil-a dan Transparansi Perairan Teluk Jakarta dengan Citra Satelit Landsat" dengan sebaik-baiknya. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Vincentius P. Siregar, DEA dan Dr. Ir. Sam Wouthuyzen, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan pengetahuan kepada penulis selama penelitian dan penulisan skripsi. 2. Dr. Ir. Jonson Lumban Gaol, M.Si. sebagai Dosen Penguji Tamu. 3. Dr. Ir. Henry M. Manik, M.T. sebagai Koordinator Program Pendidikan S1 Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 4. Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc. sebagai Pembimbing Akademik. 5. P 2 O LIPI atas perijinan penggunaan data lapangan klorofil-a dan transparansi perarian. 6. UPT Loka Pengembangan Sumberdaya Manusia Oseanografi Pulau Pari, atas kerjasamanya selama kegiatan pembimbingan berlangsung. 7. Kedua orang tua dan adik-adik dan seluruh keluarga besar yang turut memotivasi penulis selama penelitian. 8. Indah Budi Lestari selaku teman satu bimbingan dalam penelitian dan pembuatan skripsi, seluruh teman-teman ITK 42 pada khususnya dan ITK secara keseluruhan atas segala dukungan dan bantuan nyata bagi penulis, serta semua teman-teman seperjuangan 42 atas motivasi yang diberikan.
9. Semua pihak yang turut membantu dalam terselesaikannya penelitian dan penulisan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Bogor, 1 September 2009 DESSY NOVITASARI. R. SIDABUTAR
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... xi xii xiv 1. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 3 2. TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Kondisi umum perairan Teluk Jakarta... 4 2.2 Warna air laut, fitoplankton, dan klorofil-a... 5 2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi kandungan klorofil-a... 8 2.3.1 Intensitas cahaya matahari... 8 2.3.2 Nutrien dan curah hujan... 8 2.4 Transparansi perairan... 9 2.5 Penginderaan jauh untuk pendeteksian klorofil-a dan transparansi perairan... 10 2.6 Satelit Landsat... 14 3. METODOLOGI PENELITIAN... 16 3.1 Waktu dan lokasi penelitian... 16 3.2 Alat dan bahan... 17 3.3 Metode pengolahan citra... 18 3.3.1 Koreksi citra... 18 3.3.2 Pemodelan... 21 (1) Pengembangan model... 22 (2) Pengujian model... 24 3.3.3 Uji-t... 24 3.3.4 Uji-F... 25 3.3.5 Pemetaan klorofil-a dan transparansi perairan Teluk Jakarta... 26 4. HASIL DAN PEMBAHASAN... 27 4.1 Pemodelan... 27 4.1.1 Pengembangan model penduga klorofil-a perairan... 27 4.1.2 Pengembangan model penduga transparansi perairan... 31 4.2 Pengujian model... 36 4.2.1 Uji-t... 36 4.2.2 Uji-F... 38 4.3 Pemetaan klorofil-a dan transparansi perairan dari model... 40 4.3.1 Distribusi klorofil-a Teluk Jakarta musim kemarau... 40 4.3.2 Transparansi perairan Teluk Jakarta... 48
(1) Transparansi perairan Teluk Jakarta musim kemarau... 49 (2) Transparansi perairan Teluk Jakarta musim hujan... 57 4.4 Rata-rata konsentrasi klorofil-a dan transparansi perairan tahun 2004-2009 dari model... 64 4.4.1 Klorofil-a perairan Teluk Jakarta musim kemarau... 65 4.4.2 Transparansi perairan Teluk Jakarta musim kemarau... 67 4.4.3 Transparansi perairan Teluk Jakarta musim hujan... 69 4.5 Konsentrasi klorofil-a perairan Teluk Jakarta tahun 2004-2009... 72 4.6 Transparansi perairan Teluk Jakarta tahun 2004-2009... 76 4.6 Hubungan klorofil-a dengan transparansi perairan Teluk Jakarta... 80 5. KESIMPULAN DAN SARAN... 81 5.1 Kesimpulan... 81 5.2 Saran... 81 DAFTAR PUSTAKA... 82 LAMPIRAN... 86 RIWAYAT HIDUP... 98