BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Radar (Radio Detection and Ranging)

Radar merupakan metode penginderaan jauh gelombang mikro aktif yang

meliputi pencitraan pulsa energi gelombang mikro dari sensor ke target dan

kemudian mengukur pulsa balik atau sinyal pantulan (backscatter). Pemanfaatan

radar dikalangan militer antara lain untuk menentukan dan pendeteksian objek

pada kondisi malam hari, tersamarkan atau tertutupi kamuflase dan dalam cuaca

yang berawan serta untuk navigasi pesawat udara dan kapal laut, sedangkan radar

untuk keperluan sipil dimulai tahun 1960-an (Lo 1996).

Menurut Lillesand dan Kiefer (1990), radar merupakan suatu cara yang

menggunakan gelombang radio untuk mendeteksi adanya objek dan menentukan

letak posisinya, prosesnya meliputi transmisi ledakan pendek dan atau pulsa

tenaga gelombang mikro ke arah yang dikehendaki dan merekam kekuatannya

dari asal gema ”echo” atau pantulan yang diterima dari objek dalam sistem

medan pandang.

Sistem penginderaan jauh dengan sistem radar (microwave remote

sensing) ini sangat berbeda dengan sistem optik karena permukaan bumi yang

diindera tidak menggunakan energi matahari tetapi menggunakan energi yang

disuplai dari sensor sendiri (sensor aktif). Sistem optik sangat bergantung pada

scattering dan penyerapan yang disebabkan oleh klorofil, struktur daun, ataupun

biomassa, sedangkan sensor dari sistem radar tergantung dari struktur kasar tajuk,

kadar air vegetasi, sebaran ukuran bagian-bagian tanaman dan untuk panjang

gelombang tinggi tergantung pada kondisi permukaan tanah (Jaya 2007).

Sifat sistem radar dipengaruhi oleh: (1) Panjang gelombang dan

kemampuan daya tembusnya terhadap atmosfer dan permukaan tanah, dan (2)

Sudut depresi antena merupakan salah satu aspek geometrik pada citra radar dan

penyebab terjadinya efek backscatter radar, efek bayangan pada objek (Purwadhi

2001).

4

Daya tembus terhadap atmosfer paling baik pada panjang gelombang yang

lebih besar karena tidak terpengaruh hambatan atmosfer, sedangkan daya tembus

terhadap permukaan tanah tergantung panjang gelombang dan konstanta dielektrik

objeknya. Daya tembus besar pada panjang gelombang lebih besar dan material

penutup kurang dari 1/10 panjang gelombangnya (biasanya sekitar 2-3 meter),

daya tembus kecil pada konstanta dielektrik tinggi (objek yang kelembabannya

tinggi) (Daulay 2011).

Panjang gelombang radar lebih dari 3 cm hanya sedikit berpengaruh oleh

awan, kabut tebal, asap dan kabut tipis, dan hanya panjang gelombang yang besar

yang benar-benar mampu menembus hujan lebat. Pada panjang gelombang yang

lebih kecil, pantulan radar oleh tetes-tetes air masih dapat berpengaruh sehingga

memberikan faktor gangguan yang sangat tinggi. Panjang gelombang yang lebih

besar akan menghasilkan informasi yang jauh lebih sedikit mengenai kekasaran

permukaan vegetasi dibandingkan panjang gelombang yang lebih kecil, tetapi

panjang gelombang yang lebih besar akan banyak memberikan informasi

mengenai kondisi medan. Di bidang kehutanan, panjang gelombang yang kecil

lebih disukai, sedangkan para ahli tanah dan geologi biasanya lebih menyukai

panjang gelombang yang lebih besar, karena akan diperoleh lebih banyak

informasi yang relevan (Howard 1996).

2.2 Parameter Sistem Radar

2.2.1 Panjang Gelombang

Salah satu faktor utama yang mempengaruhi sifat khas transmisi sinyal

sistem radar adalah panjang gelombang. Riansyah (2008) menyatakan bahwa

intensitas hambatan balik tergantung pada sifat kekasaran muka objek (surface

ruoghness), daerah panjang gelombang mikro yang digunakan dan polarisasi yang

diamati. Panjang gelombang sinyal radar menentukan bentangan yang terpencar

oleh atmosfer. Daya tembus pulsa radar dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu daya

tembus terhadap atmosfer dan terhadap permukaan. Makin rendah panjang

gelombang maka daya tembusnya semakin rendah, dan sebaliknya, semakin tinggi

panjang gelombang maka daya tembusnya akan semakin tinggi pula. Kisaran

panjang gelombang (λ) pada band radar ditunjukkan pada Tabel 1.

5

Tabel 1 Kisaran panjang gelombang (λ) pada saluran / band radar

Saluran / BandPanjang gelombang (λ)

(mm)Frekuensi (f) = Cλ-1

Megaherts (106 putaran-detik-1)Ka 7,5 – 11 40.000 – 26.500K 11 – 16,7 26.500 – 18.000K4 16,7 – 24 18.000 – 12.500X 24 – 37,5 12.500 – 8.000C 37,5 – 75 8.000 – 4.000S 75 – 150 4.000 – 2.000L 150 – 300 2.000 – 1.000P 300 – 1.000 1.000 – 300

Sumber : Lillesand dan Kiefer (1990)

2.2.2 RADAR Polarimetry

RADAR Polarimetry (Polar : Polarisasi, Metry : Menghitung) adalah

bidang ilmu untuk memproses dan menganalisa polarisasi dari sebuah bidang

elektromagnetik (Kusumardana 2005).

Polarisasi merupakan sifat penting dari suatu gelombang elektromagnetik.

Menurut Raimadoya (2007), komponen terprediksi gelombang ini mempunyai

suatu karakteristik struktur geometrik yang menentukan sifat geometrinya. Ketika

dilihat sepanjang arah perambatannya dan mengasumsikan sumbu horizontal dan

vertikal merujuk pada suatu sistem koordinat yang spesifik (misalnya sumbu

didefinisikan paralel terhadap antena RADAR), maka ujung dari vektor medan

listrik mengikuti suatu pola beraturan. Jika panjang dan kecepatan rotasi vektor

medan listrik masing-masing mewakili amplitudo dan frekuensi gelombang, maka

polarisasi merujuk pada orientasi dan bentuk dari pola yang diikuti oleh vektor

medan listrik (Gambar 1). Vektor gelombang listrik merupakan penciri dari jenis

polarisasi yang bervariasi dalam ruang dan waktu (Bariguna 2008).

Gambar 1 Gelombang bidang elektromagnetik (Canada Center of Remote Sensing2009).

6

RADAR dirancang untuk memancarkan radiasi gelombang mikro baik

terpolarisasi horizontal maupun vertikal. Dengan cara serupa, antena menerima

energi hamburan balik baik yang terpolarisasi horizontal atau vertikal. Simbol

arah polarisasi pemancar dan antena (penerima) ditunjukkan oleh huruf H dan V

untuk horizontal dan vertikal. Polarisasi HH dan VV merupakan rambatan sinyal

RADAR yang dipancarkan serta diterima oleh sensor masing-masing secara

horizontal dan vertikal pesawat. Polarisasi HV merupakan rambatan sinyal

RADAR yang dipancarkan secara horizontal dan diterima secar vertikal relatif

terhadap pesawat. Demikian berlaku sebaliknya untuk polarisasi VH (Gambar 2).

Pencitraan radar yang dilakukan menggunakan berbagai kombinasi polarisasi dan

panjang gelombang, dapat menghasilkan berbagai informasi yang komplementer

bagi sasaran di permukaan bumi (Raimadoya 2007). Ada empat kemungkinan

kombinasi sinyal transmisi dan penerimaan yang berbeda, yaitu HH, HV, VH, dan

VV. Citra yang mempunyai keempat polarisasi ini disebut citra yang full

polarization. Bentuk polarisasi sinyal mempengaruhi kenampakan objek pada

citra yang dihasilkan, karena berbagai objek diubah polarisasi tenaga yang

dipantulkannya dalam berbagai tingkatan.

Gambar 2 Ilustrasi gelombang hamburan balik.

2.3 Satelit TerraSAR-X

TerraSAR-X adalah sebuah satelit observasi bumi milik Jerman,

merupakan joint venture yang dilakukan di bawah kemitraan public-private antara

Aerospace Center DLR Jerman dan EADS Astrium GmbH, pemegang hak

eksploitasi komersial eksklusif yang dimiliki oleh penyedia layanan geo-informasi

7

Infoterra GmbH. TerraSAR-X diluncurkan pada tanggal 15 Juni 2007 di Boikonur

Cosmodrome, Kazakhstan, dan telah beroperasi penuh sejak Januari 2008. Setelah

peluncuran satelit kedua, TanDEM-X tahun 2010 awal, kenyataannya kedua

satelit tersebut sebagai pasangan (Infoterra 2011). Satelit TerraSAR-X dapat

dilihat pada Gambar 3, sedangkan sistem parameter dan orbitnya dapat dilihat

pada Tabel 2 dan 3. Bagian dari komponen citra TerraSAR-X sendiri dapat dilihat

pada Gambar 4.

Produk TerraSAR-X terdiri dari beberapa tahap (infoterra.de), antara lain :

1. RaNSAR Radiometrically Corrected Images, untuk peningkatan

interpretasi objek topografi.

2. ORISAR Orthorectified Images, untuk menampilkan peningkatan

ketepatan lokasi piksel berdasarkan integrasi eksternal berkualitas tinggi

DEMs.

3. MCSAR Radar Mosaics, untuk perakitan gambar yang berdekatan

menjadi satu sebagai Dataset yang harmonis.

4. ADMSAR Ascending-Descending Merges, untuk mengurangi efek

samping yang tampak seperti bayangan dan layover secara signifikan.

Gambar 3 Satelit TerraSAR-X (Infoterra 2011).

8

Tabel 2 Sistem parameter dari TerraSAR-XSistem Parameter

Carrier rocket Dnepr rocketSatellite mass 1230 kgSatellite size 5 m height by 2,4 m diameterType Low Earth OrbitRadar carrier frequency 9,65 GHzRadiated RF Power 2 kWNominal radar duty cycle ~18 %Incidence angle range forstripmap/scanSAR

20º - 45º full performance (15º - 60ºaccessible)

Polarizations HH, VH, HV, VVAntenna lenght 4,8 mNominal look direction rightAntenna width 0,7 mNumber of stripmap/scanSAR elevationbeams

12 (full performance range) 123 (accessrange)

Number spotlight azimuth beams ca. 249Incidence angle range for spotlightmodes

20º - 55º full performance (15º - 60ºaccessible)

Pulse Repetition Frequency (PRF) 2,0 kHz – 6,5 kHzRange Bandwidth max. 150 MHz (300 MHz experimental)Sumber : Fritz and Eineder (2006)

Tabel 3 Orbit dan attitude parameter dari TerraSAR-XOrbit dan attitude parameter

Nominal orbit height at the equator 514 kmOrbits/day 15 2/11

Revisit time (orbit repeat cycle) 11 daysInclination 97,44ºAscending node equatorial crossing time 18:00 + 0,25 h (local time)Attitude steering “Total Zero Doppler Steering”Sumber : Fritz dan Eineder (2006)

Gambar 4 Bagian Satelit TerraSAR-X (DLR 2010).

9

10 km

5-10 km

2.3.1 Mode Pencitraan

Instrumen waktu dan arah dari antena elektronik menurut Fritz dan

Eineder (2006) dapat diprogram dengan kemungkinan berbagai kombinasi. Dari

banyak kemungkinan teknis, empat mode pencitraan telah dirancang untuk

mendukung berbagai aplikasi mulai dari pencitraan resolusi polarimetrik

menengah hingga pencitraan resolusi tinggi. Karena antena yang pendek, sistem

dioptimalkan untuk resolusi azimut yang lebih tinggi. Akibatnya,

Pulse Repetition Frequency (PRF) harus tinggi yang membatasi lebar maksimum

petak lapangan yang dapat direkam.

Mode pencitraan berikut ini ditetapkan untuk perkembangan produk dasar:

1. Stripmap mode (SM) dalam single atau dual polarization

2. High Resolution Spotlight mode (HS) dalam single atau dual polarization

3. Spotlight mode (SL) dalam single atau dual polarization

4. ScanSAR mode (SC) dalam single polarization

2.3.2 Mode Spotlight

Menurut Fritz dan Eineder (2006) mode spotlight menggunakan sistem

kemudi phased array beam pada arah azimut untuk menambah waktu

pencahayaan, yaitu ukuran synthetic aperture. Aperture yang terbesar dalam

resolusi azimut yang lebih tinggi berpengaruh pada biaya ukuran scene azimut.

Dalam kasus ekstrim dari mode spotlight, rekaman antena akan berhenti

beroperasi pada scene dan panjang scene sesuai dengan panjang rekaman antena

(Gambar 5).

Gambar 5 Penggambaran geometri pada mode spotlight (Fritz dan Eineder 2006).

10

Berdasarkan Fritz dan Eineder (2006) rekaman antena X-Band pada mode

spotlight tidak diprediksi untuk digunakan pada TerraSAR-X karena ukurannya

yang kecil. Sebaliknya, dua varian sliding mode spotlight dirancang dengan nilai

yang berbeda untuk resolusi dan ukuran scene azimut. Untuk identifikasi produk

tersebut diberi nama "spotlight" dan "high resolution spotlight". Pencitraan

spotlight ini hanya membutuhkan beberapa detik dan membutuhkan kemudi

antena yang tepat secara simultan sebagai sensor yang melewati scene, sehingga

sapuan area yang diinginkan akan membutuhkan sasaran dan waktu yang tepat.

TerraSAR-X menawarkan fleksibilitas yang tinggi untuk citra penggunaan

kawasan yang penting. Dalam elevasi, elevasi spotlight 123 dimaksudkan untuk

menyesuaikan pusat scene sedikit demi sedikit sehingga luas yang diperlukan

dapat ditempatkan di tengah-tengah scene. Pada azimut sekitar 125 beams dari

satu set 249 beams digunakan bersama dalam satu data yang diperlukan untuk

memperpanjang synthetic aperture. Proses pencitraan dimulai ketika global

positioning system (GPS) dioperasikan, yaitu ketika satelit mencapai posisi

sepanjang orbit yang dihitung dari koordinat pusat scene yang dibutuhkan

pengguna. Dengan cara ini pengaruh kesalahan prediksi sepanjang jalur orbit pada

lokasi produk akhir dapat dikompensasi.

Mode high resolution spotlight (HS) dirancang untuk resolusi azimut 1

meter dan mengakibatkan dalam sebuah scene azimut berukuran 5 km.

Karakteristik Mode high resolution spotlight (HS) disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 Parameter high resolution spotlight modeParameter Nilai

Scene extension 5 km (azimuth) x 10 km (ground range)Full performance incidence angle range 20º - 55ºData access incidence angle range 15º - 60ºNumber of elevation beams 95 (full performance)

123 (data access)Number of azimuth beams ca. 249Azimuth steering angle + 0,75ºAzimuth resolution 1 m (single polarization)

2 m (dual polarization)Ground range resolution 1,34 m – 3,21 m (@ 55°..20° incidence angle)Polarizations HH or VV (single)

HH/VV (dual)Sumber : Fritz dan Eineder (2006)

11

2.3.3 Resolusi Geometrik

Kisaran teoritis resolusi maksimum slant range TerraSAR-X menurut

Fritz dan Eineder (2006) pada polarisasi tunggal adalah 0,89 meter yang

didasarkan pada bandwidth kisaran 150 MHz jika tidak ada bobot spektral yang

diterapkan. Untuk produk yang terdeteksi bobot spektral, resolusi maksimumnya

dikurangi dengan bobot kisaran spektrum dengan Hamming window (koefisien

0,75) untuk menekan sidelobe dari fungsi point target response (PTR) hingga -20

dB. Hal ini menghasilkan resolusi slant range sebesar 1,0 meter. Bandwidth

kisaran 150 MHz tidak dapat dicapai untuk semua incidence angle, tergantung

pada parameter waktu yang sebenarnya, hal ini disebabkan karena keterbatasan

waktu instrumen. Jangkauan sorotan yang jauh dapat dioperasikan dengan

mengurangi berbagai pengaturan bandwidth pada 100 MHz. Hal ini juga dapat

menyebabkan berbagai pengaturan bandwidth yang berbeda dalam ScanSAR 4

sorotan.

Dalam teori menurut Fritz dan Eineder (2006), resolusi azimut pada mode

stripmap adalah setengah dari panjang antena (4,8 m / 2 = 2,4 m). Karena batas

sampling merupakan sin (x)/x maka pembentukan spektrum Doppler selalu

terjadi. Dalam prosesor, bandwidth dikurangi dan pembentukan spektral

dilakukan untuk mengurangi ketidakteraturan yang disebabkan oleh aliasing

(peningkatan rasio ketidakteraturan sinyal azimut "SAAR") dan untuk

memperbaiki bentuk PTR. Sebuah resolusi konstan sebesar 3 meter merupakan

tujuan desain untuk semua produk stripmap polarisasi tunggal. Pemrosesan

bandwidth Doppler pada mode polarisasi tunggal dan polarisasi ganda masing-

masing sekitar 2266 Hz dan 1066 Hz. Dalam mode polarisasi ganda PRF efektif

per channel menurun dan resolusi efektif dari produk tersebut akan disesuaikan

hingga 6 meter, yaitu setengah dari resolusi polarisasi tunggal. Strategi analog

diterapkan pada data spotlight polarisasi ganda.

2.4 Digital Number

Digital Number (DN) merupakan variasi intesitas suatu piksel, yang

ditunjukkan oleh komposisi warna dari apa yang di tampilkan pada citra. Lebih

lanjut Bariguna (2008) menjelaskan bahwa nilai intensitas mempengaruhi posisi

12

pada tiap lapisan RGB. Band dengan nilai intensitas pada DN yang paling tinggi,

maka warnanya akan dominan dan posisinya berada pada lapisan Red. Demikian

seterusnya untuk band dengan nilai intensitas yang semakin rendah secara

berurutan akan menempati posisi lapisan Green dan Blue.

Digital Number (DN) juga dapat disebut sebagai salah satu bentuk output

data statistik yang mengekspresikan kunci polarisasi (ITT Visual Information

Solutions 2008). Kedua definisi DN tersebut saling berkaitan, karena secara

statistik nilai intensitas menentukan nilai Coefisien Backscetter. Rumus yang

menjelaskan hubungan antara keduanya adalah sebagai berikut := 10 log 10 ( )Keterangan : σ adalah Coefisien backscatter (dB)

I adalah intensitas dalam 16 bit

Besarnya nilai Coefisien Backscetter menunjukkan besarnya intensitas

sinyal hamburan balik (Arifin 2007). Pada Horizontal Profile, nilai instensitas

sinyal hamburan balik tersebut ekuivalen dengan nilai Digital Number (DN) (ITT

Visual Information Solutions 2008). Sehingga baik nilai intensitas hamburan balik

pada Horizontal Profile maupun nilai DN, dapat digunakan untuk mempelajari

karakteristik hamburan balik suatu objek. Suatu objek biasanya memiliki

karakteristik hamburan balik yang khas untuk suatu polarisasi tertentu.

2.5 Speckle Filter

Interferensi acak yang ditimbulkan oleh penyinaran RADAR koheren dan

hamburan balik mengakibatkan fluktuasi rata-rata sel resolusi meningkatkan

intensitas acak yang tajam dari area yang gelap dan terang pada citra SAR.

Intensitas acak yang tajam tersebut dinamakan speckle. Speckle merupakan bentuk

esensial dari noise yang dapat mendegradasi kualitas citra dan menyulitkan

interpretasi visual dan digital suatu citra. Oleh karenanya sebelum dilakukan

interpretasi dan analisis, speckle perlu direduksi. Reduksi speckle dapat dilakukan

melalui 2 cara yaitu pengolahan multi-look dan pemfilteran spasial (Raimadoya

2007). Piksel yang telah difilter akan menempati piksel asli dengan nilai baru hasil

13

perhitungan yang berdasarkan jarak dari pusat filter, faktor kabut, dan variasi

lokal (ITT Visual Information Solutions 2008).

Filter Lee dan filter Frost merupakan aplikasi pemfilteran spasial (adaptive

filter) yang menggunakan standar deviasi untuk menghitung nilai baru sebuah

pixel yang berada di sekitar kotak lokal (kesatuan pixel yang digunakan untuk

memfilter citra digital). Berbeda dengan filter penghalus berfrekuensi rendah,

adaptive filter menjaga ketajaman dan detil citra ketika mereduksi noise (ITT

Visual Information Solutions 2008).

2.6 Penutupan Lahan

Tutupan lahan merupakan material dasar dari suatu lingkungan (sitis),

yang diartikan dengan sejumlah karakteristik alami, yaitu iklim, geologi, tanah,

topografi, hidrologi dan biologi (Hendayanti 2008).

Secara nasional, peta penutupan lahan/penggunaan lahan tertua adalah peta

penggunaan lahan tahun 1969 yang dibuat oleh Badan Pertanahan Nasional

(BPN), Departemen Dalam Negeri. Berdasarkan peta ini, penutupan lahan dibagi

menjadi 14 tipe penggunaan lahan, pada skala 1:250000. Pada tahun 2003 dan

2008 Direktorat Planologi mempublikasikan data penutupan lahan untuk seluruh

Indonesia. Data ini dibuat berdasarkan interpretasi visual citra Landsat dengan

mempertimbangkan tingkat gangguan hutan (primer atau sekunder) dan kondisi

lahan (rawa/lahan kering). Klasifikasi Direktorat Jendral Planologi Kehutanan

menggunakan 23 kelas (Baplan 2008).

Setiap tutupan lahan memiliki karakteristik spektral yang berbeda. Hal ini

terjadi karena bagi material-material yang mnjadi target sensor, jumlah radiasi

sinar matahari yang dipantulkan, diserap, atau bahkan diteruskan kembali akan

bervariasi sesuai dengan beberapa panjang gelombang yang dipancarkan.

Karakter istik dari setiap materi tersebut diantaranya :

a. Nilai pantulan dari target clear water (unsur air jernih/bersih) pada

umumnya rendah (cenderung berwarna biru-gelap). Walaupun demikian,

pantulan ini akan mencapai nilai maksimum pada akhir spektrum biru dan

kemudian menurun sejalan dengan meningkatnya panjang gelombang. Air

14

jernih menyerap tenaga pada panjang gelombang kurang dari 0,6 µm

(Prahasta 2008).

b. Turbid water (air keruh), kemungknan besar , mengandung endapan atau

sedimen (biasanya pada layer bagian atas perairan yang bersangkutan)

yang dapat meningkatkan nilai pantulan pada domain merah-akhir

spektrum hingga kenampakannya bisa jadi kecoklatan (nilai pantulannya

“lebih baik” dan kenampakannya lebih cerah). Sementara warna

kenampakannya akan memperlihatkan suatu pergeseran yang mulus ke

arah gelombang yang lebih panjang. Ada kalanya fakta (fenomena) pada

air keruh tidak jauh berbeda dengan kondisi pada perairan dangkal

(shallow water) yang bersih. Pada kasus ini, keberadaan klorofil alga (jika

banyak terdapat di dalam perairan yang bersangkutan) lebih banyak

menyerap radiasi gelombang pada domain biru dan memantulkan yang

hijau. Oleh karena itu kehadiran alga dalam shallow water akan

menyebabkan perairan yang bersangkutan berwarna kehijauan (kadang

juga berwarna biru-hijau atau cyan).

c. Secara umum, pada wilayah perairan, radiasi elektromagnetik visible yang

lebih panjang dan near-infrared lebih banyak diserap daripada radiasi

elektromagnetik visible yang panjang gelombangnya lebih pendek. Oleh

karena itu, wilayah perairan sering juga Nampak berwarna kebiruan atau

kehijau-biruan karena pantulan yang lebih kuat dari gelombang yang lebih

pendek tadi. Walaupun demikian, tubuh air akan Nampak lebih gelap jika

menggunakan band-band merah (visible paling kanan [lebih panjang]) atau

near-infrared.

d. Beberapa faktor yang mempengaruhi pantulan tanah ialah kandungan

kelembaban tanah, tekstur tanah (susunan pasir, debu, dan lempung),

Kekasaran permukaan, adanya oksidasi besi, dan kandungan bahan

organik (Prahasta 2008). Adanya kelembaban di tanah akan mengurangi

pantulanya. Pengaruh ini terjadi paling besar pada spektrum 1,4 µm, 1,9

µm dan 2,7 µm. Kandungan kelembaban tanah berhubungan kuat dengan

tekstur tanah. Misalnya pada tanah berpasir dengan tekstur kasar

menghasilkan kandungan kelembaban tanah rendah dan pantulanya relatif

15

tinggi. Dengan tidak adanya kandungan air tanah akan bertekstur kasar dan

akan tampak lebih gelap pada tanah bertekstur halus. Dua faktor lain yang

memperkecil pantulan tanah yaitu kekasaran permukaan dan kandungan

bahan organik (Lillesand dan Kiefer 1990 ).

e. Vegetasi memiliki spectral signature yang unik dan memungkinkan untuk

membedakan tipe-tipe penutupan lahan pada iage near-infrared.

Pantulanya akan bernilai rendah pada spektrum biru dan merah. Hal ini

terjadi karena terjadi penyerapan klorofil untuk proses fotosintesis

(Prahasta 2008). Vegetasi memiliki pantulan puncak pada spektrum hijau.

Hal ini dipengaruhi oleh pigmen daun pada tumbuhan. Klorofil misalnya,

banyak menyerap energi pada panjang gelombang yang terpusat antara

0,45 µm – 0,65 µm. Apabila terjadi gangguan pada tumbuhan dan

mengakibatkan penurunan produksi klorofil, maka serapan klorofil pada

spektrum merah dan biru akan berkurang. Hal ini akan mengakibatkan

warna untuk tumbuhan tersebut menjadi kuning (gabungan antara hijau

dan merah karena pantulan pada spektrum merah bertambah) . Setelah

panjang gelombang 1,3 µm, tenaga yang datang pada vegetasi pada

dasarnya akan diserap atau dipantulkan, dan tidak ada atau sedikit yang

ditransmisikan. Penurunan pantulan pada daun akan terjadi pada panjang

gelombang 1,4 µm, 1,9 µm dan 2,7 µm karena air yang terdapat pada daun

pada panjang gelombang ini kuat sekali serapannya. Sehingga pada

panjang gelombang ini sering disebut spektrum penyerap air (Lillesand

dan Kiefer 1990).

2.7 Klasifikasi Penutupan Lahan

Klasifikasi merupakan upaya ekstraksi informasi dari data penginderaan

jauh. Klasifikasi dilakukan untuk mengelompokkan atau mengkelaskan data ke

dalam kelompok yang memiliki karakteristik yang homogen (Barus 1997).

Klasifikasi penutupan lahan dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu digital dan

visual. Kalsifikasi tutupan lahan menggunakan metode digital memiliki beberapa

keterbatasan seperti adanya bayangan topografi dan topografi yang menghadap ke

arah sensor. Pada objek-objek yang berada pada bayangan topografi dan topografi

yang menghadap arah sensor cenderung terjadi kesalahan klasifikasi tutupan

16

lahan. Hal ini disebabkan karena nilai digital pada daerah bayangan topografi dan

topografi arah sensor terkadang tidak sesuai dengan nlai digital tutupan lahan

yang seharusnya.

Penafsiran tutupan lahan secara visual menggunakan elemen interpretasi

tertentu seperti warna, tekstur, bentuk, pola, asosiasi dan situs. Berbeda dengan

klasifikasi secara digital, penafsiran tutupan lahan secara visual bersifat kualitatif,

sehingga perlu dilakukan proses kuantifikasi. Proses kuantifikasi ini penting

karena perhatian penafsir pada apa yang terdapat pada citra hampir selalu disertai

dengan memperhatikan dimana kedudukan objek yang diamati tersebut di

lapangan dan bagaimana bentangan arealnya (Lillesand dan Kiefer 1990).

Ada tiga faktor yang mempengaruhi hasil penafsiran visual, yaitu ragam

jenis tutupan lahan, keberadaan alat bantu, dan penafsir. Ragam jenis tutupan

lahan dapat dikategorikan tetap dikarenakan pada suatu wilayah ragam jenis

tutupan lahan cenderung tetap, sementara penafsir pada umumnya memiliki

kemampuan yang berbeda pada setiap individu. Keberadaan manual sebagai alat

bantu penafsiran visual menjadi penting karena penafsir yang berbeda dapat

menghasilkan hasil yang berbeda. Kualitas hasil penafsiran tutupan lahan

kemudian ditentukan oleh kualitas alat bantu penafsiran, dalam hal ini manual

penafsiran tutupan lahan (Salman 2011).

Klasifikasi penutupan lahan secara digital menggunakan elemen piksel

sebagai interpretsi yang dilakukan oleh komputer. Klasifikasi digital dapat

dilakukan secara terbimbing dan tidak terbimbing. Klasifikasi terbimbing

merupakan teknik umum yang menggunakan informasi yang berasal dari beberapa

area yang diketahui identitasnya untuk mengklasifikasikan piksel yang tidak

diketahui pada citra. Sedangkan klasifikasi tak terbimbing merupakan teknik

otomatis yang mencari kelompok natural atau klaster dari piksel-piksel

berdasarkan kecerahannya pada beberapa band (ITT Visual Information Solutions

2008).

2.8 Hutan Mangrove

Perkataan mangrove berasal dari kombinasi antara istilah dari bahasa

Portugis mangue dan bahasa Inggris grove (Macne 1968 dalam Kusmana 1995).

17

Menurut bahasa Inggris kata mangrove digunakan untuk komunitas tumbuhan

yang tumbuh di laut, atau setiap individu jenis tumbuhan yang berasosiasi

dengannya. Sedangkan dalam bahasa Portugis, kata mangrove digunakan untuk

setiap individu tumbuhan yang tumbuh di laut, dan kata mangal untuk

menunjukkan komunitas tumbuhan yang terdiri atas jenis-jenis mangrove.

Kata mangrove menurut FAO (1982) sebaiknya digunakan untuk individu

jenis tumbuhan maupun komunitas tumbuhan yang tumbuh di daerah pasang

surut. Dengan demikian hutan mangrove adalah hutan yang dipengaruhi pasang

surut air laut.

Nybakken (1982) menyebutkan hutan bakau atau mangal adalah sebutan

umum yang digunakan untuk menggambarkan suat varietas komunitas pantai

tropik yang didominasi oleh beberapa spesies pohon-pohon yang khas atau

semak-semak yang mempunyai kemampuan untuk tumbuh dalam perairan asin.

Lebih lanjut dikatakan bakau adalah tumbuhan daratan berbunga yang mengisi

kembali pinggiran laut. Sebutan bakau ditujukan untuk semua individu tumbuhan,

sedangkan mangal ditujukan bagi seluruh komunitas atau asosiasi yang

didominasi oleh tumbuhan ini.

Menurut Undang-Undang no 5 tahun 1967 tentang Ketentuan Pokok

Kehutanan, hutan mangrove terdiri dari dua kata, yaitu hutan dan mangrove.

Hutan adalah suatu lapangan tetumbuhan pohon-pohonan yang secara keseluruhan

merupakan persekutuan hidup alam hayati beserta alam lingkungannya yang

ditetapkan oleh pemerintah sebagai hutan. Arti kata mangrove adalah vegetasi

hutan yang tumbuh di antara garis pasang dan surut, tetapi dapat juga tumbuh

pada pantai karang, dataran koral mati yang di atasnya ditimbuni selapis tipis pasir

atau ditimbuni lumpur (Bappeda Sidoarjo 2008).

2.9 Keragaman Mangrove dan Kondisi Mangrove di Sidoarjo

Keberadaan mangrove di Pesisir Kabupaten Sidoarjo menarik untuk dikaji.

Baik menarik dari aspek kelimpahan jenis maupun model zonasinya. Berdasarkan

data dari Bappeda Sidoarjo, sepanjang garis pantai dan arah daratan zonasi

mangrove sangat sulit untuk ditentukan. Hal ini karena sepanjang garis pantai

terdapat berbagai jenis yang berbeda-beda antar lokasi (desa sepanjang garis

18

pantai). Demikian pula ke arah daratan zonasi mangrove sulit untuk dilakukan

pengelompokan.

Berdasarkan data pengamatan yang dilakukan Bappeda Sidoarjo tahun

2010 dari plot yang terletak di Dusun Bromo pada Muara sungai Kepitingan

diketahui terdapat kurang lebih 19 spesies mangrove tegakan yaitu; Acrosticum

speciosum, Aegiceras flororidum, Avicenia marina, Avicenia lanata, Avicenia

officianalis, Avicenia alba, Excocaria agallocha, Nypa fruticans, Rhizophora

mucronata, Soneratia alba, Soneratia caseolaris, Xylocarpus molucensis,

Calotropis gigantea, Hibiscus tiliaceus, Ipomea pes-caprae, Morinda citrifolia,

Passiflora foetida, Sesuvium portulacastrum dan Terminalia catappa.

Avicennia alba merupakan mangrove yang dominan pada kawasan

tersebut, hal ini ditunjukkan dari nilai Dominasi relatif yang tertinggi dibanding

dengan jenis mangrove yang ada lainnya. Dengan demikian mangrove Avicennia

alba merupakan jenis tumbuhan utama yang mempengaruhi dan mengkontrol

komunitas pada kawasan tersebut. Avicennia Alba dan Sonneratia Alba

menunjukkan sebaran dengan frekuensi tertinggi pada akawasan tersebut.

Avicennia Alba juga merupakan mangorove yang paling adaptif terhadap kondisi

lingkungan setempat dibanding dengan mangrove lainnya.

Hasil perhitungan luasan hutan mangrove berdasarkan data Bappeda

Sidoarjo menggunakan citra satelit Spot rekaman september 2010 adalah

sebagaimana tabel berikut berikut.

Tabel 5 Luas hutan mangrove di Kabupaten Sidoarjo

Kecamatan Luas Hutan Mangrove (Ha)

BuduranCandiJabonPorongSedatiSidoarjoTanggulanginWaru

68,844136,240

1.006,72215,461

472,690221,57510,83853,875

Total 1.986,245Sumber : Bappeda Sidoarjo (2010)

Data dari Bappeda Sidoarjo juga menyebutkan bahwa ancaman terbesar

komunitas hutan mangrove di pesisir Kabupaten Sidoarjo adalah berupa

19

perubahan fungsi hutan mangrove menjadi tambak yang sebelumnya dilakukan

penebangan vegetasi/kayu mangrove. Ancaman ke depan terkait dengan lahan

hutan mangrove adalah perkembangan kawasan yang membutuhkan lahan

sebagai tempat beraktifitas seperti industri, pergudangan, perdagangan, dan

permukiman. Kondisi ini akan semakin meningkat dengan ditetapkannya kawasan

timur Kecamatan Sedati sebagai kawasan strategis yang pada akhirnya akan

merubah kondisi lingkungan setempat.

Penebangan vegetasi mangrove oleh masyarakat masih sering dijumpai

mengingat kayu mangrove mempunyai nilai ekonomi yang cukup baik. Sebagian

kelompok masyarakat sudah memahani peran dan fungsi hutan mangrove bagi

kelangsungan ekosistem dipesisir. Hal ini ditunjukkan dengan kesadaran untuk

penanaman mangrove secara swadaya.