Abstrak —Urban  Heat  Island  (UHI)  adalah  suatu  fenomena dimana  suhu  udara  pada  wilayah  yang  padat  bangunan  atau kawasan  perkotaan lebih tinggi daripada  suhu udara  di wilayah dengan ruang terbuka yang lebih banyak atau wilayah pedesaan. Salah  satu  cara  untuk  mengamati  terjadinya  fenomena  UHI adalah  dengan  mengamati  dinamika  suhu  permukaan  yang terdapat pada suatu wilayah dalam beberapa periode.  Penelitian ini  menggunakan  analisis  remote  sensing  untuk  dapat mengkonversikan  nilai-nilai  digital  number  pada  citra  satelit LANDSAT  masing-masing  periode  menjadi  nilai  land  surface temperature/suhu  permukaan  suatu  wilayah  serta  analisis overlay untuk mengetahui dinamika perubahan suhu permukaan dari beberapa periode waktu yang telah ditentukan. Berddasarkan  hasil  penelitian  dapat  diketahui  bahwa  terdapat peningkatan  yang  cukup  signifikan  yaitu  selama  periode  tahun 2001-2016 telah terjadi peningkatan sebesar 6,612°C atau sekitar 25,41%  dari  nilai  suhu  permukaan  rata-rata  pada  tahun  2001. Daerah  yang  memiliki  intensitas  peningkatan  suhu  permukaan tertinggi merupakan bagian timur dan selatan wilayah Surabaya Timur.
Kata  Kunci —Urban  Heat  Island,    Suhu  Permukaan, Remote Sensing .

## I. PENDAHULUAN
RBAN Heat Island (UHI) adalah suatu fenomena dimana suhu  udara  pada  wilayah  yang  padat  bangunan  atau kawasan perkotaan lebih tinggi daripada suhu udara di wilayah dengan  ruang  terbuka  yang  lebih  banyak  atau  wilayah pedesaan.  Pada  umumnya  suhu  udara  yang  tertinggi  akan terdapat  di  pusat  kota  dan  menurun  secara  bertahap  kearah pinggir kota sampai ke rural  area (wilayah pedesaan). Urban Heat Island atau pulau panas  perkotaan terjadi karena adanya perbedaan  dalam  pemakaian  energi,  penyerapan,  dan pertukaran  panas  antara  daerah  perkotaan  dengan  pedesaan [1][2][3].  Urban  Heat  Island  dapat  berdampak  pada berkurangnya kenyamanan hidup pada suatu  kota akibat suhu udara yang semakin meningkat. Selain itu, Urban Heat Island (UHI) juga dapat menyebabkan perubahan iklim secara mikro akibat adanya perubahan suhu, kelembapan, dan tekanan udara di wilayah tersebut.
Salah  satu  faktor  penyebab Urban  Heat  Island adalah wilayah  padat  bangunan  dan  minim  ruang  terbuka  sehingga mempengaruhi  material  penutup  permukaan  lahan  yang menyebabkan  meningkatnya  temperatur  permukaan,  hal  ini merupakan salah satu kecenderungan pola penggunaan lahan di
kawasan  perkotaan.  Dalam  hal  ini,  dapat  dikatakan  bahwa fenomena Urban Heat Island dapat diamati perkembangan dan intensitasnya  berdasarkan  dinamika  perubahan  temperatur permukaan di wilayah tersebut
Berdasarkan pengamatan yang dilakukan pada beberapa kota besar  di  Amerika  Serikat,  peningkatan  temperatur  permukaan terjadi  seiring  dengan  semakin  luasnya  kota  tersebut berkembang  dan  maju.  Hal  tersebut  ditandai  dengan  semakin banyaknya  lahan  yang  dimanfaatkan  sebagai  lahan  terbangun tanpa memperhatikan proporsi ruang terbuka. Selain itu, pada kota-kota yang mengalami peningkatan temperatur permukaan terdapat kecenderungan memiliki suhu yang lebih tinggi 3-4°C dibandingkan  dengan  wilayah  di  sekitarnya.  Selain  itu,  kota tersebut  juga  lebih  rawan  terkena  serangan  gelombang  panas ( heatwave ) pada musim panas.
Pada  penelitian  ini  lokasi  yang  digunakan  sebagai  studi kasus adalah Kota Surabaya, lebih tepatnya wilayah Surabaya Timur  dimana  dalam  15  tahun  terakhir  ini  mengalami perkembangan  yang  cukup  pesat  dan  terdapat  banyak pembangunan.  Fenomena  Urban  Heat  Island  yang  terjadi  di Kota Surabaya ditunjukkan dengan rata-rata suhu udara di Kota Surabaya yaitu sekitar 24°C pada rata-rata minimum dan 35°C pada  rata-rata  maksimum.  Kondisi  suhu  udara  di  Kota Surabaya secara umum mengalami peningkatan sebesar 1-1,4% sejak  5  tahun  terakhir.  Berdasarkan  hasil  analisis  tren  suhu yang dilakukan oleh BMKG, wilayah Kota Surabaya memiliki tren  peningkatan  suhu  yang  tertinggi,  yaitu  sebesar  0,5°C/10 tahun  [4].
Kenaikan  temperatur  di  Kota  Surabaya  ini  membuat perbedaan  temperatur  di  Kota  Surabaya  dengan  wilayah  di sekitarnya  menjadi lebih besar, antara lain dengan  Kabupaten Gresik  yang  memiliki suhu rata-rata  maksimum sebesar 33°C dan  Kabupaten  Sidoarjo  dengan  suhu  rata-rata  maksimum sebesar 33,3°C. Kenaikan tersebut diiringi dengan kecenderungan  intensitas  Urban  Heat  Island  yang  semakin meningkat  dan  luasan  area  terdampak  yang  semakin  besar. [5][6],
Terjadinya  akselerasi  pembangunan  yang  cukup  cepat  di Wilayah Surabaya terutama pada Surabaya Timur menyebabkan  semakin  banyaknya  terjadi  peningkatan  luasan lahan terbangun tanpa diimbangi dengan proporsi lahan terbuka yang  cukup.  Hal  ini  dapat  menyebabkan  meningkatnya  suhu permukaan  oleh  karena  lahan  terbangun  memiliki  penutup tanah  yang  cenderung  menyerap  dan  sulit  melepaskan  panas sehingga  akan  semakin  meningkatkan  intensitas  dan  luasan

## Analisis Perubahan Temperatur Permukaan Wilayah Surabaya Timur Tahun 2001-2016 Menggunakan Citra LANDSAT
Anoraga Jatayu dan Cahyono Susetyo
Departemen Perencanaan Wilayah dan Kota, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : cahyono_s@urplan.its.ac.id
U
terjadinya  fenomena Urban  Heat  Island .  Oleh  karena  itu, penelitian ini perlu dilakukan untuk mengamati kecenderungan perubahan  temperatur  permukaan  pada  wilayah  Surabaya Timur  seiring  dengan  semakin  pesatnya  pembangunan  yang terjadi.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Metode Pengumpulan Data
Data  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  data  citra satelit  LANDSAT  7  untuk  mendapatkan  nilai  temperatur permukaan  pada  periode  tahun  2001,  2006,  dan  2011  serta LANDSAT 8 untuk mendapatkan nilai temperatur permukaan pada periode tahun 2016. Pengumpulan data dilakukan melalui survei  sekunder  dengan  melakukan  pengunduhan  citra LANDSAT  pada    https://earthexplorer.usgs.gov/  berdasarkan periode waktu yang telah ditentukan

## B. Metode Analisis
Gambar 1. Alur Analisis Penelitian.
Terdapat 2 tahapan analisis yang dilakukan dalam penelitian ini,  yaitu  pengolahan  citra  satelit  LANDSAT  7  dan  8  untuk mendapatkan nilai suhu permukaan dan analisis overlay untuk mengetahui perubahan suhu permukaan pada wilayah Surabaya Timur.

## C. Identifikasi Nilai Suhu Permukaan Surabaya Timur
Untuk  memperoleh  nilai  suhu  permukaan  dari  data  citra LANDSAT  terdapat  beberapa  langkah  yang  harus  dilakukan, yaitu dengan mengekstrak nilai DN ( Digital Number ) dari band thermal yang memiliki kepekaan terhadap geothermal (Band 6 VCID 1 danVCID 2 pada LANDSAT 7 serta Band 10 dan 11 pada LANDSAT 8) [7][8].
 Konversi nilai DN menjadi Spektral Radian Nilai spektral radian merupakan fluks radian per unit pada sudut  tertentu  yang  diradiasikan  oleh  suatu  objek  ke  arah tertentu.  Nilai  spektral  radian  pada  LANDSAT  7  dihitung dengan rumus berikut:
𝐿 ʎ = 𝐿𝑚𝑎𝑥 − 𝐿𝑚𝑖𝑛 𝑄𝐶𝐴𝐿𝑚𝑎𝑥 − 𝑄𝐶𝐴𝐿𝑚𝑖𝑛 𝑥(𝑄𝐶𝐴𝐿 − 𝑄𝐶𝐴𝐿𝑚𝑖𝑛) + 𝐿𝑚𝑖𝑛              (1)
Sedangkan untuk LANDSAT 8 sebagai berikut: 𝐿 ʎ = 𝑀 𝐿 𝑄𝐶𝐴𝐿 + 𝐴 𝐿 (2) Dimana:
L ʎ
= Spektral radian Band x (watts/(m 2 *srad*µm)
QCAL = Nilai piksel citra satelit band x (DN)
Lmax = Spektral radian QCALmin
Lmin
= Spektral radian QCALmax
QCALmax  = Nilai  kalibrasi  maksimum  dari  nilai  piksel
citra
QCALmin  = Nilai kalibrasi minimum dari nilai piksel citra M L
= Band-specific multiplicative rescaling factor  Konversi  nilai  Spektral  Radian  menjadi  nilai Brightness Temperature Brightness  Temperature merupakan  nilai  suhu  permukaan berdasarkan  pengukuran  satelit  sebelum  dilakukan penghitungan  lebih  lanjut  menggunakan  nilai  emisivitas. Nilai  brightness  temperature  dihitung  dengan  formula berikut:
𝑇 𝑏 = 𝐾 2 𝑙𝑛( 𝐾 1 𝐿 ʎ + 1) − 273,15                                                                             (3)
Dimana: Tb  = Temperatur kecerahan (oC) K1  = Konstanta kalibrasi K2  = Konstanta kalibrasi Lʎ  = Spektral Radian dalam (watts/(m2*srad*µm) Nilai  273,15  yang  terdapat  pada  formula  tersebut merupakan  nilai  yang  dimasukkan  untuk  melakukan konversi  satuan  pengukuran  suhu  dari  Kelvin  menjadi satuan derajat Celcius.
 Menghitung nilai suhu permukaan Nilai suhu permukaan dihitung berdasarkan nilai brightness temperature yang kemudian dilakukan penghitungan lebih lanjut  dengan  memperhatikan  nilai  emisivitas.  Nilai  suhu permukaan  Surabaya  Timur  dihitung  dengan  formula berikut:
𝐿𝑆𝑇 = 𝑇 𝐵 1 + 𝑤 ∗ ( 𝑇 𝐵 𝑝 ) ∗ ln(𝜀)                                                                      (4)
Dimana:
Tb  = Brightness Temperature hasil rekaman citra satelit w  = Panjang gelombang dari emitted radiance (11,5 µm) p = h*c/s (1,438*10-2mK) ε = emisivitas h = Konstanta Planck (6,626*10-34Js) c = velocity of light (2,998*108m/s) s = Konstanta Boltzman (1,38*10-23J/K)
Tabel 1 .
Unit Conversion Coefficient LANDSAT 7 Band TIR Lmax Lmin QC AL max QC AL min K 1 K 2 6 VCID 1 17,04 0,00 255 1 666, 09 1282, 71 6 VCID 2 12,65 3,20 255 1 666, 09 1282, 71 Tabel 2. Unit Conversion Coefficient LANDSAT 8 Band TIR Lmax Lmin QC AL max QC AL min K 1 K 2 6 VCID 1 17,04 0,00 255 1 666, 09 1282, 71 6 VCID 2 12,65 3,20 255 1 666, 09 1282, 71

## D. Analisis  Perubahan  Suhu  Permukaan  Wilayah  Surabaya Timur Periode Tahun 2001-2016
Gambar 2.  Ilustrasi Analisis Overlay.
Dalam identifikasi suhu permukaan yang dilakukan melalui pengolahan  data  citra  LANDSAT  7  dan  8,  didapatkan  suhu permukaan  pada  periode  tahun  2001,  2006,  2011,  dan  2016. Keempat  basis  data  tersebut  kemudian  akan  dianalisis  lebih lanjut  untuk  mengetahui  perubahan  suhu  permukaan  yang terjadi  selama  kurun  waktu  tersebut.  Dalam  melakukan  hal tersebut dilakukan
analisis
overlay
untuk menumpang-tindihkan  keempat  basis  data  tersebut  sehingga muncullah  suatu  basis  data  terbaru  yang  mampu  menyimpan informasi dari keempat basis data awal. Pada proses overlay ini juga  dilakukan  penghitungan  untuk  mengetahui  agregat  suhu permukaan  pada  suatu  kawasan  sehingga  dapat  mengetahui kawasan  yang  mengalami  perubahan  suhu  permukaan  paling rendah maupun tinggi [9].

## III. HASIL DAN DISKUSI
A. Suhu Permukaan Wilayah Surabaya Timur Periode Tahun 2001-2016
Berdasarkan  hasil  identifikasi  Suhu  Permukaan  (Land Surface  Temperature)  yang  telah  dilakukan  dengan  analisis remote  sensing  pada  citra  LANDSAT  7  dan  LANDSAT  8 periode 2001, 2006, dan 2016, dapat diketahui persebaran suhu permukaan  selama  periode  tahun  2001-2016  di  wilayah Surabaya  Timur.  Pada  periode  tahun  2001,  persebaran  suhu permukaan  di  wilayah  Surabaya  Timur  adalah  antara  16,64  – 31,65°C  dengan  rata-rata  suhu  permukaan  sebesar  24,995°C. Pada  periode  tahun  2006,  persebaran  suhu  permukaan  di wilayah Surabaya Timur adalah antara 20,95 – 32,29°C dengan rata-rata  suhu  permukaan  sebesar  26,035°C.  Pada  periode tahun  2011, persebaran  suhu  permukaan  di  wilayah  Surabaya Timur  adalah  antara  21,07  –  33,14°C  dengan  rata-rata  suhu permukaan  sebesar  27,11°C.  Sedangkan  pada  periode  tahun 2016, persebaran suhu permukaan di wilayah Surabaya Timur adalah  antara  24,57  –  36,39°C  dengan  rata-rata  suhu permukaan sebesar 31,60°C.
Tabel 3. Persebaran Suhu Permukaan Wilayah Surabaya Timur No. Tahun LST Presentase (%) 1. 2001 <18 °C 0.120 18-23 °C 24.927 23-28 °C 69.627 28-33 °C 5.326 >33 °C 0.000 2. 2006 <18 °C 0.000 18-23 °C 15.554 23-28 °C 74.968 28-33 °C 9.477 >33 °C 0.000 3. 2011 <18 °C 0.000 18-23 °C 3.641 23-28 °C 61.689 28-33 °C 34.670 >33 °C 0.000 4. 2016 <18 °C 0.000 18-23 °C 0.000 23-28 °C 13.565 28-33 °C 65.123 >33 °C 21.313
Gambar 3. Persebaran Suhu Permukaan Tahun 2001.
Gambar 4. Persebaran Suhu Permukaan Tahun 2006.
Gambar 6. Persebaran Suhu Permukaan Tahun 2016.

## B. Analisis  Perubahan  Suhu  Permukaan  Wilayah  Surabaya Timur Periode 2001-2016
Berdasarkan  hasil  analisis  yang  telah  dilakukan,  dapat diketahui bahwa terjadi tren peningkatan suhu permukaan dari tiap periode. Hal tersebut ditandai dengan peningkatan rata-rata suhu permukaan dan semakin meningkatnya presentase luasan wilayah  yang  memiliki  suhu  permukaan  tinggi.  Pada  periode tahun  2001  –  2006  terjadi  peningkatan  sebesar  1,041°C  atau sebanyak  3,99%.  Pada  periode  tahun  2006  –  2011  terjadi peningkatan  suhu  permukaan  sebesar  1,075°C  atau  sebanyak 3,97%.  Kemudian  pada  periode  tahun  2011  –  2016  terjadi peningkatan  suhu  permukaan  yang  paling  signifikan  yaitu sebesar 4,496°C atau sebanyak 14,22%.
Gambar 7. Grafik Kenaikan Rata-Rata Suhu Permukaan Surabaya Timur.
Besaran  kenaikan  suhu  permukaan  di  wilayah  Surabaya Timur pada periode tahun 2001-2016 terjadi cukup beragam dengan  tingkat  kenaikan  0-13°C.  Rincian  presentase  dan persebaran  kenaikan  suhu  permukaan  di  wilayah  Surabaya Timur  periode  tahun  2001-2016  dapat  dilihat  pada  Tabel  4 dan Gambar 8.
Tabel 4. Presentase Kenaikan Suhu Permukaan Surabaya Timur No. Kenaikan Suhu Permukaan Presentase (%) 1. 0 – 2°C 7.091 2. 2 – 4°C 30.673 3. 4 – 6°C 42.415 4. 6 – 8 °C 15.029 5. > 8°C 4.790
Gambar 8. Peta Perubahan Suhu Permukaan Wilayah Surabaya Timur Tahun 2001-2016.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  yang  telah  dilakukan,  maka dapat  diperoleh  kesimpulan  bahwa  terdapat  kecenderungan peningkatan suhu permukaan pada periode tahun 2001-2016 dengan peningkatan pada periode 2001-2006 sebesar 1,041°C atau  sekitar  3,99%  dari  suhu  permukaan  pada  tahun  2001, pada  periode  tahun  2006  –  2011  terjadi  peningkatan  suhu permukaan  sebesar  1,075°C  atau  sekitar  3,97%  dari  suhu permukaan pada tahun 2006, serta pada periode tahun 2011 –
Gambar 5. Persebaran Suhu Permukaan Tahun 2011
2016  terjadi  peningkatan  suhu  permukaan  yang  paling signifikan  yaitu  sebesar  4,496°C  atau  sekitar  14,22%  dari suhu  permukaan  pada  tahun  2011.  Peningkatan  suhu permukaan  ini  memiliki  suatu  pola  tersendiri  yaitu peningkatan  yang  terjadi  lebih  besar  dan  lebih  pesat cenderung  terjadi  pada  bagian  timur  dan  selatan  Surabaya Timur.  Bagian  timur  merupakan  wilayah  yang  awalnya berupa  pertambakan  dan  banyak  berubah  menjadi  kawasan permukaan,  sedangkan  pada  bagian  selatan  merupakan kawasan industri SIER.
DAFTAR PUSTAKA [1] “Overlay Analysis,” 2016. [Online]. Available: http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisdesktop/com/gp_toolref/geo processing/overlay_analysis.htm.
[2] S.  M.  E.  S.  Adiningsih,  S.  H.  Soenarmo, Kajian  Perubahan
Distribusi  Spasial  Suhu  Udara  Akibat  Perubahan  Penutup  Lahan .
LAPAN, 2000.
[3] B. S. A. H. Aditiyanti, L. M. Sabri, “Analisis Pengaruh Perubahan NDVI  Dan  Tutupan  Lahan  Terhadap  Suhu  Permukaan  Di  Kota Semarang,” J. Geod. UNDIP , pp. 10–19, 2013.
[4] A. M. Bernales, “Modelling The Relationship Between Land Surface Temperature  And  Landscape  Patterns  of  Land  Use  Land  Cover Classification  Using  Multi  Linear  Regression  Models,” Int.  Arch.
Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. , pp. 851–856, 2016.
[5] J. B. Campbell, Introduction to Remote Sensing . London, 1996.
[6]
N.  Debbage  and  M.  Shepherd, The  Urban  Heat  Island  Effect  And City Contiguity . 205AD. [7] T.  M.  Lillesand  and  R.  W.  Kiefer, Penginderaan  Jauh  Dan
Interpretasi Citra . Gajah Mada University Press, 1997.
[8] W. P. Lowry, “Empirical Estimation Of Urban Effects On Climate: A Problem Analysis,” J. Appl. Meteorol. , pp. 129–135, 1977.
[9] T.  N.  C.  T.  W.  Owen  and  R.  R.  Gillies,  “Assessment  Of  Satelite Remotely-Sensed Land Cover Parameters In Quantitively Describing The  Climatic  Effect  Of  Urbanization,” Int.  J.  Remote  Sens. ,  pp. 1663–1681, 1975.