Analisis Dinamika Polusi Cahaya

di Sekitar Observatorium Bosscha

Berdasarkan Citra Satelit VIIRS-DNB

Hendra Agus Prastyo1*), Dhani Herdiwijaya2

1Program Magister Astronomi, FMIPA – ITB, Bandung, Indonesia

2Kelompok Keahlian Astronomi dan Observatorium Bosscha, FMIPA – ITB, Bandung, Indonesia

Outline

Latar Belakang

Metode

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan

Daftar Pustaka

Latar Belakang Observatorium Bosscha merupakan satu-satunya

observatorium di Indonesia yang masih aktif melakukan penelitian astronomi sejak tahun 1928.

Pada awalnya, Observatorium Bosscha sangat sesuai sebagai tempat pengamatan objek-objek astronomi karena kondisi langit malamnya yang ideal dan mencakup sebagian besar area langit utara dan selatan.

Namun, mulai akhir tahun 1980, kualitas langit malam di Observatorium Bosscha mengalami penurunan seiring dengan pertambahan penduduk dan perkembangan kota-kota di sekitar observatorium.

Salah satu penyebab utama penurunan kualitas langit malam di Observatorium Bosscha adalah polusi cahaya.

Polusi cahaya merupakan salah satu bentuk polusi

akibat adanya cahaya berlebihan di luar ruangan

yang dilepas ke langit, sehingga menyebabkan

terjadinya peningkatan kecerahan langit malam.

Permasalahan polusi cahaya di sekitar

Observatorium Bosscha merupakan permasalahan

spasial, sehingga untuk mengatasinya diperlukan

analisis dinamika polusi cahaya secara spasial, salah

satunya dengan menggunakan citra satelit VIIRS-

DNB.

Falchi dkk. (2016) telah memanfaatkan citra satelit

VIIRS-DNB yang diintegrasikan dengan data hasil

pengukuran kecerahan langit menggunakan CCD dan

SQM untuk membuat atlas polusi cahaya di seluruh

dunia.

Metode

Polusi Cahaya

Citra Satelit VIIRS-DNB

Lokasi dan Tahap Penelitian

Analisis Data

Polusi Cahaya Menurut International Dark Sky

Association (IDSA) (2010) dalam Wu

dan Wong (2012), polusi cahaya

adalah cahaya buatan yang

berlebihan dan tidak terkontrol

dengan baik.

Polusi cahaya menghalangi para

astronom untuk mendapatkan langit

malam yang bersih dan mengurangi

visibilitas bintang-bintang

(Elsahragty dan Kim, 2015).

Sky glow terbentuk dari pemantulan

dan penghamburan cahaya oleh

molekul dan aerosol di atmosfer

(Duriscoe dkk., 2018) dan banyak

kota yang menghasilkan sky glow

yang dapat diamati hingga sejauh

100 mil (Gallaway dkk., 2010).

Citra Satelit Malam Hari VIIRS-DNB

Citra satelit VIIRS-DNB (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite-Day/Night

Band) merupakan citra satelit malam hari yang dikelola oleh Earth

Observation Group, National Oceanic and Atmospheric Administration

(NOAA).

Citra satelit VIIRS-DNB mengukur radiansi dari pencahayaan malam hari yang

dipancarkan ke atas dari permukaan dan ditransformasikan oleh atmosfer

(Duriscoe dkk., 2018; Netzel dan Netzel, 2016).

Citra satelit VIIRS-DNB menyediakan citra awan pada siang hari dan juga

menyediakan beberapa data citra dalam saluran inframerah untuk aplikasi

pencitraan awan pada siang dan malam hari.

Selain itu, data citra VIIRS-DNB juga digunakan untuk mengukur radiansi

cahaya lemah untuk studi estimasi energi pencahayaan (Cao dan Bai, 2014).

Analisis Data

Analisis data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisis deskriptif.

Analisis deskriptif dilakukan untuk mendeskripsikan dinamika polusi cahaya di

sekitar Observatorium Bosscha dengan radius 20 km berdasarkan citra satelit

VIIRS-DNB tahun 2013-2017.

Sumber-sumber polusi cahaya di seluruh cekungan Bandung, Kawasan Bandung

Utara (KBU) dan daerah Gunung Tangkuban Perahu, meliputi Kota Bandung,

Kabupaten Bandung, Kota Cimahi, Kabupaten Bandung Barat, Kabupaten

Subang dan kabupaten Purwakarta akan terjangkau dengan pemilihan radius

20 km berpusat di Observatorium Bosscha.

Lokasi dan Tahap Penelitian

Objek dalam penelitian ini adalah polusi cahaya di sekitar Observatorium Bosscha (107o 37’ BT; 6o 49’ LS; ketinggian 1300 m dpl) dengan radius 20 km dari observatorium yang diperoleh dari data citra satelit malam hari VIIRS-DNB tahun 2013-2017.

Tahap pertama pembuatan peta polusi cahaya adalah dengan melakukan klasifikasi tingkat polusi cahaya berdasarkan data citra satelit malam hari VIIRS-DNB.

Metode yang digunakan dalam proses klasifikasi adalah metode unsuperviseddengan algoritma K-Means. Algoritma K-Means melakukan klasifikasi berdasarkan jarak terdekat piksel-piksel sampel terhadap titik-titik pusat gugus atau pusat kelas.

Proses klasifikasi dengan menggunakan algoritma K-Means diiterasi sebanyak 10 kali sehingga mendapatkan hasil klasifikasi yang stabil.

Tahap kedua adalah proses overlay peta polusi cahaya dengan peta dasar. Tahap ini dilakukan untuk menghasilkan peta polusi cahaya di sekitar Observatorium Bosscha dengan radius 20 km.

Kategori Nilai Digital Number (nWm-2sr-1)

Rendah -0,06 – 2,78

Sedang 2,79 – 10,25

Tinggi 10,27 – 60,16

Tabel Rentang Nilai Digital Number Rata-Rata untuk

Setiap Kategori Tingkat Polusi Cahaya

Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan peta tingkat polusi cahaya di sekitar

Observatorium Bosscha, diketahui bahwa distribusi

tingkat polusi cahaya di sekitar Observatorium

Bosscha relatif tidak merata.

Pengelompokan tingkat polusi cahaya di sekitar

Observatorium Bosscha sangat dipengaruhi oleh

kondisi geografisnya dan menyebabkan perbedaan

distribusi pencahayaan artifisial luar ruangan.

Grafik Perubahan Luas Setiap Kategori Tingkat

Polusi Cahaya di Sekitar Observatorium Bosscha

0

200

400

600

800

1000

1200

2013 2014 2015 2016 2017

Luas

(km

2)

Tahun

Rendah

Sedang

Tinggi

Kategori Rata-rata perubahan luas/tahun

Rendah -10,82 km2/tahun (0,90%/tahun)

Sedang -2,97 km2/tahun (0,94%/tahun)

Tinggi 13,79 km2/tahun (9,38%/tahun)

Tabel Rata-Rata Perubahan Luas Setiap Kategori Tingkat Polusi

Cahaya per tahun di Sekitar Observatorium Bosscha

Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dinamika polusi cahaya pada radius 20 km dari Observatorium Bosscha pada tahun 2013-2017 dengan menggunakan citra satelit VIIRS-DNB, diketahui bahwa terjadi perubahan luas polusi cahaya untuk kategori rendah, sedang, dan tinggi.

Luas polusi cahaya untuk kategori rendah dan sedang mengalami laju penurunan masing-masing sebesar 10,82 km2/tahun dan 2,97 km2/tahun, sedangkan luas polusi cahaya untuk kategori tinggi mengalami laju peningkatan sebesar 13,79 km2/tahun.

Laju peningkatan luas polusi cahaya untuk kategori sedang dan tinggi terjadi di selatan Observatorium Bosscha, yaitu ke arah Kota Bandung. Dengan demikian, langit malam pada arah azimuth 90-270 derajat di Observatorium Bosscha relatif sudah tidak ideal sebagai lokasi pengamatan objek-objek astronomi.

Daftar PustakaAubé, M., dan Roby, J., (2014). Sky Brightness Levels Before and After the Creation of the First

International Dark Sky Reserve, Mont-Mégantic Observatory, Québec, Canada. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 139, 52–63.

Cao, C., dan Bai, Y., (2014). Quantitative Analysis of VIIRS DNB Nightlight Point Source for Light Power Estimation and Stability Monitoring. Remote Sensing, 6, 11915-11935.

Duriscoe, D. M. dkk., (2018). A simplified model of all-sky artificial sky glow derived from VIIRS Day/Night band data. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 214, 133–145.

Elsahragty, M., dan Kim, J., (2015). Assessment and Strategies to Reduce Light Pollution using Geographic Information Systems. Procedia Engineering, 118, 479-488.

Falchi, F. dkk., (2016). The new world atlas of artificial night sky brightness. Science Advances, 2:e1600377, 1-25.

Gallaway, T. dkk., (2010). The economics of global light pollution. Ecological Economics, 69, 658–665

Hu, Z. dkk., (2018). Association between nighttime artificial light pollution and sea turtle nest density along Florida coast: A geospatial study using VIIRS remote sensing data. Environmental Pollution, 239, 30-42.

Netzel, H., dan Netzel, P., (2016). High resolution map of light pollution over Poland. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 181, 67–73.

Pun, C. S. J. dkk., (2014). Contributions of artificial lighting sources on light pollution in Hong Kong measured through a night sky brightness monitoring network. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 139, 90–108.

Wu, B., dan Wong, H., (2012). Visualization and Analysis of Light Pollution: A Case Study in Hong Kong. ISPRS Annals of the Photogrametry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, (I-2), 171-176.

Terima Kasih