## ANALISA CITRA SATELIT LANDSAT 8 UNTUK IDENTIFIKASI POTENSI MATA AIR (STUDI KASUS : KABUPATEN BOJONEGORO)

## ANALYSIS OF LANDSAT 8 SATELLITE IMAGERY TO IDENTIFY POTENTIAL OF SPRING
(Case Study: District Bojonegoro)
Bangun Muljo Sukojo 1 , Bayu Aristiwijaya 1
1 Departemen Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia E-mail: bangunms@gmail.com

## Abstrak
Dengan  mengintegrasikan  teknologi  penginderaan  jauh  dengan  melakukan  analisa  citra  satelit  Landsat  8  untuk mengidentifikasi,  diharapkan  mampu  memberikan  solusi  dan  kemudahan  dalam  pemantauan  secara  berulang  dan kontinu  dengan  cakupan  wilayah  yang  luas.  Ekplorasi  sumber  daya  air  perlu  terus  dilakukan  demi  memenuhi kebutuhan hidup masyarakat. Kabupaten Bojonegoro diketahui sebagai kabupaten yang sering mengalami kesulitan air di beberapa sub bagian daerahnya, terutama saat musim kemarau. Tindakan berupa penelitian mengenai potensi keberadaan  mata  air  dilakukan  sebagai  tindakan  awal  dalam  upaya  identifikasi  dan  pencarian  sumber  air  demi memenuhi  kebutuhan  masyarakat.  Dari  sisi  ilmu  penginderaan  jauh,  identifikasi  potensi  mata  air  dilakukan  dengan pengamatan  kerapatan  vegetasi  dari  hasil  olahan  citra  satelit  Landsat  8,  terutama  citra  keluaran  bulan  Mei  hingga September 2014.  Data  pendukung yang digunakan ialah data  topografi seperti jaringan sungai, tutupan lahan serta hipsografi.  Upaya  validasi  menggunakan  data  geologi  dan  hidrogeologi.  Dari  penelitian  ini,  didapatkan  bahwa Kabupaten  Bojonegoro  dapat  dibagi  dalam  4  kelas  potensi,  yaitu  Tinggi,  Sedang,  Rendah,  dan  Langka.  Potensi kemunculan mata air teridentifikasi berada di kawasan  dataran tinggi dengan akuifer produktif yang terpotong oleh patahan-patahan geologi. Sistem informasi geografis digunakan sebagai alat bantu dalam proses analisa secara spasial sehingga  akan  didapatkan  kesimpulan  berupa  besarnya  korelasi  antara  besar  kecilnya  kerapatan  vegetasi  dengan besar kecilnya potensi keberadaan mata air.
Kata Kunci: Landsat 8, Kerapatan Vegetasi, Hidrogeologi.

## Abstract
By  integrating  remote  sensing  technology  to  the  analysis  of  Landsat  8  satellite  imagery  to  identify,  is  expected  to provide  solutions  and  services  in  a  repeated  and  continuous  monitoring  with  wide  regional  coverage. Exploration of water  resources needs to be done in order to meet  community needs. Bojonegoro known as districts often experience water shortages in some regions of sub-section, especially during the dry season. Action in the form of research on the potential presence of springs made as early action in an effort to identify and search for the source of water to meet the needs of society. From the science of remote sensing, identification of potential springs do with observations  of  vegetation  density  of  processed  Landsat  8  satellite  image,  especially  the  image  output  May  to September 2014. The data supporting the use of topographic data is like a river network, land cover and hipsografi. Efforts  to  use  data  validation  geology  and  hydrogeology.  From  this  research,  it  was  found  that  Bojonegoro  can  be divided into four classes of potential, ie High, Medium, Low and Rare. The potential emergence of springs identified in the area of the plateau with prolific aquifer truncated by faults geology. Geographic information system is used as a tool in the process of spatial analysis is the conclusion that would be the magnitude of the correlation between the size of the vegetation density to the size of the potential presence of springs.
Keywords: Landsat 8, density of vegetation, hydrogeology .

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Air  tanah  merupakan  sumberdaya  yang  esensial bagi kehidupan manusia dan semua makhluk yang ada di bumi. Di sisi lain, penggunaan air umumnya masih  terbatas  untuk  air  minum,  rumah  tangga, sebagian  industri,  serta  usaha  pertanian  pada wilayah  dan  musim  tertentu.  Ketersediaan  air sebagai sumberdaya yang terbarui sudah menjadi bagian  penting  dari  kehidupan  masyarakat, karena  hal  tersebut  akan  sangat  berpengaruh terhadap dinamika ekonomi pada sektor pertanian,  perikanan,  industri,  perdagangan, transportasi, energi, pariwisata, dan lain sebagainya.
Sebagai  salah  satu  sumberdaya  alam,  volume  air di  muka  bumi  tidak  tersebar  secara  merata. Distribusi  air  dari  satu  tempat  ke  tempat  lain  di muka  bumi  berbeda-beda  menurut  iklim,  curah hujan, serta kondisi kawasan. Banyak daerah yang mempunyai  potensi  air  yang  cukup,  tetapi  tidak jarang  dijumpai  daerah-daerah  yang  mempunyai potensi  air  yang  sangat  minim,  bahkan  hanya pada  waktu-waktu  tertentu  saja  dapat  tersedia air. Dari waktu ke  waktu cadangan air cenderung berkurang, di lain pihak populasi manusia semakin hari  makin  bertambah  besar.  Berkurangnya cadangan  air  permukaan  terutama  disebabkan oleh  perubahan  areal-areal  yang  semula  daerah resapan  air  menjadi  lapisan  kedap  air  seperti kompleks  perumahan,  lahan  parkir,  jalan  aspal dan  sebagainya yang kesemuanya   menyebabkan recharge air  permukaan  dari  peresapan  air  hujan berkurang.
Perkembangan  wilayah  Bojonegoro  saat  ini  telah mengakibatkan  perubahan  berbagai  aspek  baik kondisi  fisik,  lingkungan,  ekonomi,  sosial,  dan budaya. Pertumbuhan daerah juga diikuti dengan peningkatan ekploitasi sumber daya air yang ada. Pemanfaatan  air  bawah  tanah  terus  mengalami peningkatan  seiring  dengan  berkembangnya kegiatan  industri,  jasa  dan  perdagangan,  serta untuk  pemenuhan  kebutuhan  pemukiman.  Pada kawasan  sub-urban  dan  pedesaan,  sumber  daya air dimanfaatkan untuk menunjang kebutuhan air pada jaringan irigasi pertanian.
Melihat  bahasan  di  atas,  maka  diperlukan  suatu penelitian kawasan Kabupaten Bojonegoro sebagai  upaya  identifikasi  potensi  sumber  daya
air.  Terkait  dengan  hal  tersebut  ditawarkan sebuah  solusi  berupa  penelitian  dalam  bentuk upaya  identifikasi  zona  yang  berpotensi  terdapat mata  air  di  kawasan  Kabupaten  Bojonegoro dengan  metode  penginderaan  jauh.  Sesuai dengan  filosofi  metode  penginderaan  jauh, penelitian  ini  merupakan  upaya  identifikasi  awal tanpa  melakukan  kontak  langsung  dengan  objek. Dalam  melakukan  penelitian  ini,  digunakan  data citra  satelit  Landsat  8  untuk  mengidentifikasi tingkat  kerapatan  vegetasi  dalam  cakupan kabupaten Bojonegoro, sedangkan untuk pengamatan kondisi morfologi kawasan digunakan data kontur serta peta geologi. Potensi Mata Air Kabupaten Bojonegoro. Diharapkan hasil penelitian ini juga dapat menjadi salah satu bahan pertimbangan  dalam  upaya  pengelolaan  sumber daya air di Kabupaten Bojonegoro.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  adalah  kawasan  Kabupaten Bojonegoro pada koordinat 6° 59'  -  7° 37' LS dan 112° 09' - 112° 25' BT. Dari sisi penginderaan jauh, upaya  identifikasi  potensi  mata  air  dilakukan dengan  menganalisa  kerapatan  dan  kenampakan vegetasi pada area penelitian.

## Gambar 1. Lokasi Penelitian

## Data dan Peralatan
Data yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah:
1. Data citra satelit Landsat 8 pada bulan Mei hingga September 2014.
2. Peta RBI Kabupaten Bojonegoro skala 1:25.000
3. Peta Geologi Kabupaten Bojonegoro skala 1:100.000
4. Data Hidrogeologi Kabupaten Bojonegoro
5. Data Klimatolotgi Kabupaten Bojonegoro 2007- 2014.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Laptop
2. GPS Handheld
3. Rollmeter

## Tahapan Penelitian
Diagram  alir  pengolahan  data  dapat  dilihat  pada lampiran  1. Berikut  adalah  penjelasan  dari diagram alir tahapan pengolahan data :
1. Data yang digunakan pada tahap pengamatan  kerapatan  vegetasi  adalah  data citra  satelit  Landsat  8  pada  musim  kemarau tahun  2014  yaitu  bulan  Mei  hingga September  2014.  Proses  pengolahan  citra menggunakan algoritma Soil Adjusted
Vegetation Index (SAVI). Kemudian dilakukan klasifikasi  kerapatan  dalam  3  kelas  yaitu  :
Jarang,  Sedang,  Rapat.  Berdasarkan  hasil klasifikasi berupa tampilan tingkat kerapatan vegetasi pada citra, ditentukan titik pengecekan  lapangan  (pengambilan  sampel lapangan) sebanyak 5 sampel untuk tiap jenis klasifikasi  melalui  citra  tersebut.  Tiap  titik sampel pada citra tersebut  memiliki koordinat  serta  nilai Digital  Number yang nantinya  akan  digunakan  saat  melakukan pengecekan di lapangan.
2. Data  yang  digunakan  pada  tahap  analisa morfologi  kawasan  adalah  data  kontur  RBI digital skala 1:25000, Peta Hidrogeologi, serta Peta  Geologi  Bojonegoro  skala  1:100000.
Data kontur dikonversi ke dalam format DEM raster untuk kemudian diklasifikasikan
elevasinya  dalam  warna  tertentu  agar memudahkan  pengamatan  elevasi  serta bentuk  kontur.  Dilakukan  juga  pemetaan Gradient  Slope (Kemiringan  lereng)  serta pemetaan  akumulasi  aliran  air  permukaan untuk  melihat  area  berkumpulnya  air permukaan.
3. Pengamatan  struktur  geologi  berupa  sesar serta  jenis  batuan  dilakukan  dengan memanfaatkan  peta  geologi.  Analisa  di  atas dilanjutkan  dengan  analisa  menggunakan peta  hidrogeolgi  untuk  melihat  area  mana saja  yang  memiliki  akuifer  potensial. Dilakukan juga pengamatan data curah hujan pertahunnya  pada  sebaran  stasiun  curah hujan  di  area  penelitian.  Hasil  yang
diharapkan  adalah  zona/area  yang  diduga terdapat  sekumpulan  air  tanah  yang berpotensi memunculkan sumber air.
4. Pada tahap selanjutnya, dilakukan overlaying
hasil dari tahapan di atas untuk mengerucutkan area potensial mata air yang dicari. 5. Tahap  pengecekan  parameter  vegetasi  di lapangan dilakukan untuk meninjau kebenaran data data sekunder yang didapat. Pada  tahap  ini  dilakukan  pengambilan koordinat  lapangan  berdasarkan  titik  sampel yang  ditetapkan  pada  tahap  sebelumnya (pemetaan  kerapatan  vegetasi  pada  citra). Hasil akhir yang diharapkan dari penelitian ini adalah  Peta  Potensi  Mata  Air  Kabupaten Bojonegoro.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisa Vegetasi
Proses  pengamatan  kerapatan  vegetasi  kali  ini menggunakan  algoritma Soil  Adjusted  Vegetation Index (SAVI).  Untuk  mendapatkan  tampilan kerapatan  vegetasi  dengan  algoritma  SAVI, digunakan kanal pada saluran Near Infrared (NIR) dan  Visible  Red  (RED).  Pada  algoritma  SAVI, terdapat  konstanta  yang  berperan  sebagai  faktor koreksi,  dimana  nilainya  0  untuk  area  dengan tutupan  vegetasi  yang  banyak  (tinggi),  1  untuk area  yang  sangat  sedikit  terdapat  vegetasi. Umumnya  digunakan  nilai  L  sebesar  0.5  untuk area dengan jumlah vegetasi yang sedang.
(1)

## Identifikasi Melalui Data Sekunder
Berdasarkan  pengolahan  data  DEM  menjadi  peta kelerengan, dapat diketahui bahwa dataran tinggi di Kabupaten Bojonegoro terdapat di sisi selatan. Di  area  ini  terdapat  pola-pola  kelurusan, perbedaan  kemiringan  lereng  yang  cukup signifikan.  Setelah  ditumpang-tindihkan  dengan peta  geologi,  diketahui  bahwa  di  kawasan tersebut  juga  terdapat  banyak  patahan  geologi yang  umunya  berpotensi  memotong  aliran  air tanah (akuifer).
Dari  hasil  interpolasi  curah  hujan  di  atas,  dapat diamati seberapa besar curahan yang  didapatkan pada  beberapa  area  di  kawasan  kabupaten
Bojonegoro.  Pada  CAT  Surabaya-Lamongan, diketahui  bahwa  jumlah  aliran  air  tanah  bebas (Q1) sebesar 843 juta m 3 /tahun sedangkan jumlah aliran  air  tanah  tertekan  (Q2)  sebesar  37  juta m 3 /tahun. CAT Randublatung memiliki Q1 sebesar 23 juta m 3 /tahun dan Q2 sebesar 9 juta m 3 /tahun kemudian  CAT  Ngawi-Ponorogo  memiliki  Q1 sebesar  1547  juta  m 3 /tahun  dan  Q2  sebesar  66 juta m 3 /tahun.
Berdasarkan analisa morfologi serta sebaran jenis dan  sifat  akuifer  yang  ada  di  wilayah  Kabupaten Bojonegoro, maka dapat dilihat arah kemana arah aliran  air  tanah.  Potensi  munculnya  sumber  air (mata  air)  juga  dapat  diidentifikasi  dari keberadaan sesar maupun patahan yang memotong akuifer di wilayah tersebut. Hasil akhir yang  didapatkan  dapat  dilihat  pada  gambar  7  di atas.

## PENUTUP

## Kesimpulan
Wilayah  Kabupaten  Bojonegoro  memiliki  sistem akuifer  yang  produktif  di  daerah  dataran  tinggi selatan,  tepatnya  di  sekitar  Gunung  Pandan.  Di kawasan  ini  terdapat  banyak  sesar  yang memotong aliran akuifer-akuifer produktif tersebut  sehingga  terdapat  potensi  kemunculan mata  air.  Pemetaan  kerapatan  vegetasi  masih cukup  konsisten  digunakan  sebagai  salah  satu parameter  upaya  identifikasi  potensi  munculnya mata  air.  Namun  parameter  kerapatan  vegetasi tidak  dapat  berdiri  sendiri  sehingga  perlu didukung banyak data sekunder.

## DAFTAR PUSTAKA
Bowles,  J.E.  1986. Sifat-Sifat  Fisis  dan  Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah) . Jakarta : Erlangga.
Gong,  P.,  R.  Pu,  G.S.  Biging  and  M.  R.  Larrieu,
2003. Estimation  of  Forest  Leaf  Area  Index
Using  Vegetation  Indices  Derived  from Hyperion Hyperspectral Data . IEEE
Transactions  on  Geoscience  and  Remote Sensing, 41, No 6.
Hanafi,  Rendy  Arta.  2010. Pemetaan  Geologi dengan  Menggunakan  Data  Citra  Alos  di Daerah  Pegunungan  Selatan  (Kabupaten Wonogiri  –  Jawa  Tengah). Fakultas  Teknik Sipil  dan  Perencanaan  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.
Lillesand, T.M., dan R.W. Kiefer. 1994.
Penginderaan  Jauh  dan  Interpretasi  Citra . Alih  Bahasa  :  Dulbahri.  Yogyakarta  :  Gajah Mada University Press.
Prahasta, Eddy. 2009. Sistem Informasi Geografis : Konsep-konsep  Dasar  (Perspektif  Geodesi  & Geomatika) . Penerbit Informatika, Bandung. Purwadhi,  S.H.  2001. Interpretasi    Citra    Digital . Grasindo. Jakarta.
Ray,  T.W.  1995  A  FAQ  on  Vegetation  in  Remote Sensing. Division of Geological and Planetary Sciences  California  Institute  of  Technology. California-USA.
Sutanto.  1986. Penginderaan  Jauh,  Jilid  I  dan  II . Gadjah Mada University Press : Yogyakarta Sitanggang,  Gokmaria.  2010.  Kajian  Pemanfaatan
Satelit  Masa  Depan:  Sistem  Penginderaan Jauh  Satelit  LDCM  (LANDSAT-8).  Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional.

## LAMPIRAN

## Diagram Alir Pengolahan Data
Citra Satelit LANDSAT-8 Bulan Mei-September 2014 Pemotongan Citra Sesuai Area Penelitian Algoritma Indeks Vegetasi Klasifikasi Kerapatan Vegetasi Kontur RBI Bojonegoro interval 12,5 m Format Digital Pemotongan Sesuai Area Penelitian Pembuatan Model TIN Klasifikasi Ketinggian Lahan Penentuan Titik Pengecekan Lapangan Interpretasi Morfologi Kawasan dan Jenis Batuan Peta Geologi Skala 1:100000 Analisis Akuifer Data Hidrogeologi Kabupaten Bojonegoro Overlay Data Pengecekan Parameter di Lapangan Analisis Potensi Sumber Air Data Klimatologi Kabupaten Bojonegoro Peta Potensi Sumber Air Kabupaten Bojonegoro Pembuatan DEM Pembuatan Flow Accumulation Pembuatan Gradient Slope
Peta Kemiringan Lereng Kabupaten Bojonegoro
Peta Cekungan Air Tanah Kabupaten Bojonegoro
Peta Zona Potensi Mata Air Kabupaten Bojonegoro