DETEKSI GEJALA ERUPSI STROMBOLIAN GUNUNGAPI RAUNG JAWA TIMUR MENGGUNAKAN NORMALIZED THERMAL INDEX DARI DATA MODIS (DETECTING THE PRECURSOR OF RAUNG VOLCANO

## STROMBOLIAN ERUPTION USING NORMALIZED THERMAL INDEX FROM MODIS)
Suwarsono, Hidayat, Totok Suprapto, Fajar Yulianto, Nurwita Mustika Sari, Parwati, Wikanti Asriningrum Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Kalisari Lapan No. 8, Pekayon, Pasar Rebo, Jakarta Timur 13710, Indonesia e-mail: suwarsono@lapan.go.id/landsono@yahoo.com
Diterima 8 Desember 2015; Disetujui 26 Desember 2015; Disetujui 26 Desember 2015

## ABSTRACT
Geologically,  most  of  Indonesia  is  located  on  subduction  zone  of  the  Pacific  ring  of  fire  that causes many emerging active volcanoes. The existence of active volcanoes has an implications that the volcanic  eruption  could  occur  at  any  time.  This  study  aims  to  detect  the  precursors  of  volcanic eruption  by  using  parameters  NTI  (Normalized  Thermal  Index)  derived  from  MODIS  data.  Volcanic object selected is Raung Volcano in East Java, where around June to July 2015 showed an increase in volcanic  activity  and  was  erupted.  Data  processing  method  includes  processing  of  Landsat-8  for  the determination  of  the  area  of  interest  (caldera  and  active  crater),  MODIS  image  processing  for  NTI measurement,  and  analysis  of  spatial  and  temporal  patterns  of  NTI.  The  results  showed  that  the precursors of a volcanic eruption can be detected from the increasing of the NTI value in the kaldera and  its  value  which  relatively  higher  than  in  the  surrounding  area.  NTI  parameters  have  proven  to have  a  good  ability  to  distinguish  between  the  kaldera  and  other  objects  during  eruption  period.  In case of Raung Volcano, NTI value = 0.06 can be applied as a threshold value for the eruption of this volcano.
Keywords: Eruption precursor, Raung Volcano, Strombolian, MODIS, NTI

## ABSTRAK
Secara  geologi,  sebagian  besar  wilayah  Indonesia  berada  pada  jalur  subduksi  cincin  api  pasifik ( pacific  ring  of  fires )  yang  menyebabkan  banyak  bermunculan  gunungapi  aktif.  Keberadaan  gunungapi aktif  tersebut  membawa  implikasi  tersendiri  akan  munculnya  ancaman  erupsi  vulkanik  yang  sewaktu- waktu  dapat  terjadi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendeteksi  gejala  erupsi  gunungapi  dengan menggunakan  parameter Normalized  Thermal  Index (NTI)  yang  diturunkan  dari  data  MODIS.  Obyek gunungapi  yang  dipilih  adalah  Gunungapi  Raung  di  Jawa  Timur  dimana  sekitar  Juni  hingga  Juli 2015  menunjukkan  peningkatan  aktivitas  vulkanisme  serta  mengalami  erupsi.  Metode  pengolahan data meliputi pengolahan citra Landsat-8 untuk penentuan area of interest (kaldera), pengolahan citra MODIS  untuk  pengukuran  NTI,  serta  analisis  pola spasial dan temporal NTI.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  gejala  suatu  gunungapi  akan  mengalami  erupsi  dapat  diketahui  dari  adanya nilai  NTI  pada  daerah  kaldera  yang  meningkat  dan  relatif  lebih  tinggi  dari  daerah  di  sekitarnya. Parameter NTI telah teruji memiliki kemampuan yang baik dalam membedakan antara  kaldera yang sedang meningkat aktivitas vulkaniknya dan obyek-obyek lainnya. Nilai NTI = 0,06 dapat diterapkan sebagai nilai ambang batas ( threshold ) suatu gunungapi menunjukkan gejala akan erupsi.
Kata kunci: Gejala erupsi, Gunungapi Raung, Strombolian,MODIS, NTI

## 1 PENDAHULUAN
Secara  geologi,  sebagian  besar wilayah  Indonesia  berada  pada  jalur subduksi cincin api pasifik ( pacific ring of fires ) yang menyebabkan banyak bermunculan gunungapi aktif. Di wilayah Indonesia sendiri dijumpai 129 gunungapi aktif yang terdiri dari gunungapi aktif tipe A (80 buah), tipe B (28 buah), dan tipe C (21 buah) (Bemmelen,
1949;
Kusumadinata, 1979; Sutawidjaja, et al. , 2013). Gunungapi tipe A adalah gunungapi yang  pernah  mengalami letusan  magmatik  sejak  1600,  tipe  B adalah  yang  diketahui  pernah  meletus sebelum  1600,  dan  tipe  C  adalah lapangan solfatara dan fumarola.
Keberadaan gunungapi aktif tersebut  membawa  implikasi  tersendiri akan munculnya ancaman erupsi vulkanik yang sewaktu-waktu dapat terjadi. Erupsi gunungapi  mampu  mengeluarkan  lava, sejumlah  besar  gas,  serta  material piroklastik (hancuran batuan, lava bomb , abu halus, dan debu) (Lutgens & Tarbuk, 2012).  Material-material  tersebut  mampu menghancurkan  obyek-obyek  di  per- mukaan  bumi  yang  dilewatinya  sehingga berpotensi  besar  menelan  korban  dan menimbulkan bencana besar.
Menurut
Badan
Koordinasi Penanggulangan  Bencana/Bakornas  PB
(2007),
sekarang
BNPB, upaya pengurangan bencana yang dapat dilakukan  sebelum  terjadinya  bencana (erupsi)  salah  satunya  adalah  dengan memantau  kegiatan  gunungapi  setiap saat untuk memprediksi kapan gunungapi akan  meletus.  Gejala-gejala  yang  dapat diamati  akibat  pergerakan  magma  (yang memicu  erupsi)  pada  suatu  gunungapi adalah;  meningkatnya  aktivitas  gempa (gempa  vulkanik),  perubahan  (meningkat- nya)  suhu  kawah,  perubahan  bentuk tubuh  gunungapi,  dan  meningkatnya emisi gas dan uap air (Marshak, 2013).
Upaya monitoring aktivitas vulkanisme  dapat  dilakukan  dengan membangun Pos Pengamatan Gunungapi yang  dilakukan  oleh  Pusat  Vulkanologi dan  Mitigasi  Bencana  Geologi.  Upaya pemantauan lainnya yang dapat dilakukan  adalah  dengan  menggunakan data satelit penginderaan jauh (Lutgens & Tarbuk, 2012).
Salah satu jenis data penginderaan jauh  yang  sering  dipergunakan  untuk pemantauan aktivitas erupsi (vulkanisme) adalah  MODIS.  Sensor  MODIS  yang terpasang  pada  satelit  Terra  dan  Aqua memiliki karakteristik spektral yang dapat dimanfaatkan  untuk  mengukur  abu vulkanik,  es,  sulfat,  dan  belerang  oksida dengan menggunakan rekaman data infra
merah termal (8 – 12 µm) yang dimilikinya (Watson et al ., 2004).
Secara  normal  gunungapi  aktif mengemisikan  sejumlah  besar  energi panas  (Wright  &  Pilger,  2008).  Hasil penelitian dari kedua peneliti dari Hawaii Institute  of  Geophysics  and  Planetology USA  tersebut,  yang  mencoba  melakukan pengukuran  panas  yang  diradiasikan  ke atmosfer bumi dari 65 gunungapi aktif di dunia  dari  26  Februari  2000  hingga  31 Desember  2006  menggunakan  data MODIS,  memperlihatkan  bahwa  radiasi heat  flux yang  berasal  dari  aktivitas vulkanik  ke  dalam  atmosfer  terjadi  pada steady  level ,  dan  pada  saat  terjadi pergerakan lava basaltis (aktivitas vulkanisme  meningkat),  memperlihatkan anomali berupa peningkatan emisi panas.
Data MODIS juga dapat diperguna- kan  untuk  memahami  karakter  erupsi efusif dan strombolian  dari energi radiasi yang  dihasilkan  pada  saat  terjadinya erupsi  berdasarkan  besarnya  energi radiasi  yang  diukur  dari  kanal  panjang gelombang  4  µm.  Energi  radiasi  erupsi pada  dasarnya  dikontrol  oleh  besarnya debit lava. Namun, pada erupsi non-efusif (strombolian),  intensitas  dan  frekuensi erupsi  dikontrol  oleh  ketinggian  kolom magma  yang  naik  ke  permukaan.  Energi radiasi pada erupsi efusif sekitar 186 MW, sedangkan pada erupsi Strombolian lebih rendah  sekitar  9  MW.  (Coppola et  al ., 2012).
Satelit  Terra  dan  Aqua  (dengan lebar  sapuan  2.330  km)  memiliki kemampuan  dalam  merekam  wilayah gunungapi  di  seluruh  Indonesia.  Sensor MODIS memiliki merekam data ke dalam 36 kanal spektral pada spektrum tampak dan  inframerah  di  spektrum  0,4  hingga 14,4  µm.  Dua  kanal  memiliki  resolusi spasial  250  meter,  lima  kanal  memiliki resolusi 500 meter dan 29 kanal  memiliki resolusi  spasial  1.000  meter  (termasuk kanal-kanal  inframerah  termal.  (http:// modis.gsfc.nasa.gov/).
Keunggulan data MODIS dibandingkan  dengan  data  citra  lainnya yang memiliki sensor termal dan resolusi
spasial  lebih  besar  (seperti  TM,  ETM+, TIRS dan ASTER) adalah resolusi temporal yang  dimilikinya,  dalam  satu  hari  dapat dilakukan  dua  kali  perekaman  di  daerah yang  sama  oleh  satelit  Terra  maupun Aqua,  sehingga  data  MODIS  ini  dapat memenuhi  untuk  keperluan  operasional pemantauan  gunungapi  (Wright et  al., 2002).
MODIS  memiliki  kanal  yang mampu  merekam  data  pada  panjang gelombang  ~4  µm  dan  ~11  µm  dimana kedua  kanal  tersebut  sangat  penting untuk monitoring aktivitas  vulkanisme. Dengan  mempergunakan  kanal-kanal tersebut  Wright et  al .  (2002,  2004) kemudian  mengembangkan  algoritma MODVOLC.  Algoritma  ini  dikembangkan atas  dasar  sifat  hubungan  antara  suhu dan  radians  pada  panjang  gelombang  ~4 µm  (MODIS  kanal  21/22)  dan  panjang gelombang ~11 µm (MODIS kanal 32) yang dapat  dipergunakan  untuk  membedakan suhu  pada  permukaan  yang  homogen berdasarkan  perbedaan  nilai slope pada kurva Planck .  Pada  kisaran  -80  hingga 100  °C  (kisaran  yang  sesuai  untuk mencakup seluruh kisaran suhu ambient permukaan bumi), perbedaan nilai radians  yang  terdeteksi  pada  panjang gelombang ~4 µm dan ~11 µm mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu permukaan Wright et al . (2002).
Dengan menggunakan kanal-kanal panjang gelombang 4 µm dan ~12 µm dari data  MODIS,  Wright et  al .  (2002) merumuskan parameter Normalized Thermal  Index (NTI)  yang  telah  diuji  dan memberikan  hasil  yang  baik  (mampu membedakan  antara lava  flow dan  tipe tutupan  lahan  lainnya  pada  citra). Berdasarkan  ambang  batas  NTI  yang mendasari  algoritma  MODVOLC,  maka dapat dibangun sistem otomatis pemantauan  titik  panas  gunungapi ( volcano  hotspot )  sebagai  indikasi  ter- jadinya peningkatan aktivitas vulkanisme suatu gunungapi aktif. Algoritma MODVOLC  akan  menyediakan  sumber yang  terintegrasi  untuk  deteksi,  peng-
arsipan  dan  diseminasi  informasi  terkait dengan  kejadian  erupsi  gunungapi  di seluruh dunia (Wright et al ., 2004).
Mengingat  bahwa  di  Indonesia banyak  dijumpai  gunungapi  aktif  dan belum  semuanya  memiliki  pos  peng- amatan yang dilengkapi dengan peralatan yang  memadai,  maka  pemanfaatan  data MODIS  untuk  pemantauan  aktivitas vulkanisme  akan  menjadi  sebuah  cara alternatif  yang  efisien  dan  efektif. Penelitian  ini  diarahkan  dengan  tujuan untuk mengaplikasikan algoritma MODVOLC  dari  data  MODIS  yang direkam  oleh  stasiun  bumi  penginderaan jauh  LAPAN  Parepare  untuk  mendeteksi gejala-gejala  erupsi  dengan  mengambil obyek gunungapi aktif di Indonesia.

## 2 METODOLOGI

## 2.1 Lokasi  dan  Sejarah  Gunungapi Raung
Obyek  gunungapi  yang  dipilih adalah Gunungapi Raung yang berlokasi di  Provinsi  Jawa  Timur.  Gunungapi  ini dipilih  karena  merupakan  gunungapi stratovolcano yang  masih  aktif  dan sekitar Juni hingga
Juli 2015
menunjukkan  peningkatan  aktivitas vulkanisme  serta  mengalami  erupsi. Gambar
2-1 menunjukkan letak Gunungapi  Raung  di  Provinsi  Jawa Timur.
Menurut  Kusumadinata  (1979), Gunungapi  Raung  adalah  gunungapi yang  besar  dan  unik.  Keunikan  dari puncak  Gunungapi  Raung  adalah kalderanya mempunyai kedalaman sekitar 500 m, selalu berasap dan sering menyemburkan  api.  Pusat  kegiatan Gunungapi  Raung  saat  ini  berada  pada dasar kaldera.  Karakter  letusan  bersifat eksplosif,  menghasilkan  abu  yang dilontarkan ke udara dan pernah terjadi awan panas yang meluncur menyelimuti sebagian  tubuh  gunungapinya  pada 1953. Bahaya utama letusan Gunungapi Raung (bahaya primer) adalah luncuran awan panas dan lontaran piroklastik.
Berdasarkan  keterangan  yang terdapat  pada  Peta  Kawasan  Rawan Bencana Gunungapi Raung yang disusun  oleh  Mulyana et  al. (2007), sejarah  letusan  Gunungapi  Raung pertama  kali  yang  tercatat  pada  1586, yaitu  berupa  letusan  dahsyat  yang melanda sejumlah daerah, dan memakan  korban  jiwa  manusia.  Dalam sejarah  setidaknya  tercatat  lima  kali letusan  besar  yakni  pada  tahun  1586, 1597, 1638, 1953 (letusan abu mencapai  radius  200  km  dan  awan panas  mengalir  menyelimuti  sebagian tubuh  gunungapi),  dan  1956.  Letusan dahsyat pada 1638 diikuti dengan banjir besar  dan  aliran  lahar.  Dua  letusan terakhir  sebelum  letusan  pada  2015 (letusan 1973 dan 1989) berupa letusan abu dan aliran lava. Sepanjang sejarah, letusan  Gunungapi  Raung  menunjukkan sifat  eksplosif  dan  efusif.  Erupsi eksplosif menghasilkan letusan abu dan awan  panas,  sedangkan  letusan  efusif menghasilkan aliran lava. Tinggi letusan abu 1953 mencapai lebih kurang 6 km, penyebarannya  mencapai  lebih  kurang 200  km  dari  pusat  erupsi.  Sementara, tiang asap letusan pada 1956 mencapai 12  km,  suara  dentuman  terdengar hingga  di  Surabaya  dan  Malang  lebih kurang  selama  4  jam,  dan  abu  yang tertiup angin menyebar hingga Surabaya  dan  Bali.  Interval  waktu antara  dua  kenaikan  kegiatan/letusan Gunungapi Raung tercatat dalam sejarah  sejak  1586  hingga  1989  adalah 1  –  9  tahun  (interval  waktu  terpendek), 12 – 26 tahun (interval waktu menengah), dan  41-92  tahun  (interval  waktu terpanjang).

## 2.2 Data
Data  utama  yang  digunakan dalam penelitian ini adalah citra MODIS baik  dari  Terra  maupun  Aqua  yang merekam daerah Gunungapi Raung dan sekitarnya.  Level  data  MODIS  yang dipergunakan  adalah  level  2  dari MOD14.  MOD14  selain  berisikan  data
fire  hotspot ,  juga  berisikan  data  suhu kecerahan  kanal  21  (T21) dan 32  (T32). Perekaman  dilakukan  dari  21  Juni hingga  31  Juli  2015  (41  hari).  Dalam satu  hari  diharapkan  akan  diperoleh empat  kali  perekaman,  Terra  dua  kali (siang  dan  malam)  dan  Aqua  dua  kali (siang  dan  malam).  Dengan  demikian dalam  kurun  waktu  tersebut  diharapkan akan  diperoleh  164  kali  perekaman. Parameter  yang  diekstraksi  dari  data MODIS ini adalah suhu kecerahan kanal 21  dan  32.  Nilai-nilai  suhu  kecerahan ini  merupakan  variabel  untuk  mengukur nilai NTI.
Data citra  lain yang dipergunakan adalah  Landsat-8  yang  meliput  daerah Gunungapi  Raung  dan  sekitarnya (path/row 117/066). Data Landsat-8 ini dipergunakan  untuk  mengetahui  posisi dan  lokasi  kaldera    Gunungapi  Raung. Segala bentuk manifestasi dari aktivitas erupsi  akan  berpusat  pada  kaldera tersebut. Data
Landsat-8 dipilih perekaman pada  12  Oktober 2014  yang memperlihatkan kondisi
kaldera Gunungapi Raung yang bebas dari awan.
Data  pendukung  yang  diper- gunakan  adalah  Peta  Kawasan  Rawan Bencana  (KRB)  Gunungapi  Raung  yang dibuat  oleh  Mulyana et  al .  (2007)  dari Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG).

## 2.3 Metode  Pengolahan  dan  Analisis Data
a) Pengolahan  citra  Landsat-8  untuk penentuan area of interest (kaldera)
Area of interest (kaldera Gunungapi  Raung)  ditentukan  posisi dan  lokasinya  dengan  menggunakan citra  Landsat-8  terkini  yang  bebas  dari awan,  yang  mampu  menampilkan morfologi kaldera secara jelas.
Citra Landsat-8 level 1T yang masih berupa  nilai  kecerahan  ( brightness value )  dikonversi  ke  dalam  nilai reflektansi dengan menggunakan Persamaan  2-1  dan  2-2  (USGS,  2015). Kanal-kanal  yang  dipilih  adalah  6 (SWIR),  5  (NIR),  4  (red),  dan  8 (pankromatik).
Gambar 1-1: Letak  Gunungapi  Raung  (kotak  warna  merah)  di  Provinsi  Jawa  Timur  dengan  latar belakang citra DEM SRTM dengan batas administrasi kabupaten
Jurnal Penginderaan Jauh Vol. 12  No. 2  Desember 2015 :133-145
ρλ ' = M ρ Q cal + A ρ (2-1)
dimana ρλ ' adalah Top  of  Atmosphere (TOA) planetary reflectance (tanpa koreksi solar  angle ). M ρ adalah Band-specific multiplicative  rescaling  factor diambil dari  metadata  ( REFLECTANCE_MULT_ BAND _x, dimana x adalah band number ), A ρ adalah band-specific additive rescaling factor diambil dari metadata ( REFLECTANCE_ADD_BAND _x, dimana x adalah band  number ),  dan Q cal adalah quantized  and  calibrated  standard product pixel values (DN).
Kemudian, sun  angle  correction  of  TOA reflectance dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan berikut:
= = (2-2)
Dengan ρλ adalah  TOA planetary
reflectance , θ SE adalah local sun elevation  angle . Sun  elevation  angle (dalam  derajat)  untuk  pusat scene tersedia  dalam  file  metadata  (SUN_ ELEVATION). θ SZ adalah local solar zenith angle , θ SZ = 90° - θ SE .
Hasil  proses  pengolahan  di  atas adalah citra reflektansi TOA kanal 6, 5, 4, dan 8. Kanal 6, 5, dan 4 memiliki resolusi 30  meter,  sedangkan  kanal  8  memiliki resolusi 15 meter.
Proses  selanjutnya  adalah  fusi kanal  dan  pembuatan  citra  komposit warna  serta  penajaman  citra.  Data  yang digabungkan adalah data kanal 6, 5, dan 4  dan  8.  Citra  Landsat-8  komposit warna  yang  dibuat  adalah  RGB  654, dimana untuk saluran merah dimasukkan  kanal  6,  saluran  hijau untuk kanal 5, serta saluran biru untuk kanal 4. Tampilan citra yang dihasilkan dari  komposisi  tersebut  adalah  citra komposit  warna  semu  alami  ( natural color ).
Untuk menampilkan citra dengan tampilan visual wilayah gunungapi yang
lebih  kontras  dan  jelas  maka  perlu dilakukan  proses  penajaman  citra. Penajaman  citra  yang  perlu  dilakukan meliputi penajaman kontras dan penajaman  spasial.  Penajaman  kontras dilakukan  dengan  teknik  perentangan kontras  secara  linier  dengan  nilai default  1  %.  Sementara  itu  untuk penajaman  spasial  dilakukan  dengan menggabungkan  citra  kanal  8  (resolusi spasial 15 meter) dengan  kanal multispektral 6, 5, dan 4 yang memiliki resolusi  spasial  30  meter.  Teknik penajaman  spasial  yang  dipergunakan adalah  transformasi  Brovey.  Dengan teknik  ini  akan  dihasilkan  citra  baru dengan  resolusi  15  meter  (nilai  saluran 6,  5,  dan  4  di- resampling, dengan metode  tetangga  terdekat , ke  ukuran piksel dari saluran 8).
b) Pengolahan  citra  MODIS  untuk pengukuran NTI
Metode pengolahan data mencakup reproyeksi  data  MOD14  perekaman  ke dalam sistem geodetik dengan datum WGS 84  sekaligus  diekstraksi  untuk  meng- hasilkan data T21 dan T32 menggunakan piranti  lunak MODIS  Reprojection  Swath Tool .  Berdasarkan  citra  T21  dan  T32 kemudian  diolah  untuk  menghasilkan citra NTI dengan menggunakan persamaan 2-3.
(2-3)
Dimana  T21  dan  T32  berturut-turut adalah  suhu  kecerahan  kanal  21  (~4  µm) dan kanal 32 (~12 µm).
c) Analisis pola spasial dan temporal NTI Analisis  pola  spasial  dan temporal pada  citra  NTI  dengan  fokus  piksel- piksel kaldera dan sekitarnya diarahkan pada  pola  spasial  kondisi  NTI  pada kaldera  dibandingkan  dengan  daerah sekitarnya.  Selain  itu  juga  dianalisis tren  nilai  NTI  pada  kaldera  dari  waktu
ke  waktu,  yaitu  pada  kondisi  aktif normal  ( steady  level )  dan  erupsi.  Hasil yang  terpenting  dari  analisis  ini  adalah diketahuinya  nilai  ambang  batas  NTI yang  menunjukkan  bahwa  gunungapi tersebut berada dalam kondisi erupsi.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Area of interest Kaldera Gunungapi
Raung
Gambar  3-1  menunjukkan  citra Landsat-8  RGBpan  6548  yang  mem- perlihatkan kenampakan visual morfologi vulkanik Gunungapi Raung yang mencakup  kaldera  dan  tubuh  vulkanik stratovulkano.  Pada  citra  tersebut tampak  dengan  jelas  bentukan  kaldera yang  masih  aktif  beserta  piroklastik yang diendapkan di sekitar  kaldera dan lereng atas (berwarna ungu) (Gambar 3-1).
Gambar 3-1: Kenampakan visual puncak Gunungapi  Raung  (kaldera)  pada citra  Landsat-8  RGBpan  6548 tanggal  12  Oktober  2014.  Warna violet    menunjukkan  endapan " fresh " lava dan piroklastik
Analisis  morfologi  pada  puncak
Gunungapi Raung
memperlihatkan morfologi utama berupa kaldera gunungapi  (diameter  sekitar  2  km) dengan  dinding  yang  sangat  terjal.  Di dalam  kaldera  yang  berukuran  besar tersebut  muncul  kerucut  gunungapi sinder (diameter sekitar 1,5 km) dimana pada  bagian  tengahnya  terbentuk  kawah aktif  dengan  diameter  sekitar  500  m. (Gambar 3-2).
Berdasarkan Peta Geologi Gunungapi  Raung  (Sutawidjaja et  al ., 1996), kaldera Gunungapi Raung tersusun oleh  endapan  primer lava basal  dan jatuhan  piroklastik  (berupa  skoria, pasir-lapili,  dan  bersifat  sangat  lepas). Pada citra, jelas terlihat bahwa piroklastik juga  diendapkan  pada  daerah  sekitar igir kaldera dengan lebar sekitar 0,5 - 1 km mengelilingi kaldera. Bentuklahan- bentuklahan  dan  batuan  penyusunnya tersebut  merupakan  indikasi  yang  kuat bahwa  Gunungapi  Raung  merupakan gunungapi  aktif  dan  sewaktu-waktu dapat mengalami erupsi.
Apabila terjadi erupsi yang bersifat eksplosif,  maka  material  sebagian material  sinder  yang  berada  di  sekitar mulut  kaldera  akan  ikut  terlontar bersama  magma  baru  yang  tersembur ke udara selama proses eksplosif.
Berdasarkan  analisis  morfologi pada  citra  tersebut,  maka  dapat ditetapkan  bahwa area  of  interest sebagai  fokus  pemantauan  aktivitas erupsi  yang  berpusat  pada  kaldera tersebut  mempunyai  radius  2  km  dari kawah  aktif.  Apabila  diukur  dalam format grid  pixel ,  dapat  ditetapkan piksel-piksel dalam area 4 x 4 km (4 x 4 piksel MODIS 1 km).
3.2 Tren Temporal dan Pola Spasial NTI
Berdasarkan data MODIS gabungan  Terra  dan  Aqua  (perekaman dari  21  Juni  –  31  Juli  2015)  yang tersedia di Pustekdata LAPAN, diperoleh sebanyak 167 set data. Gambar 3-3 dan 3-4 memperlihatkan grafik suhu kecerahan  T21  dan  T32  pada  daerah kaldera,  dalam  kurun  waktu  tersebut. Nilai  T21  berkisar  antara  301  hingga 454 K (rerata 357 K dan deviasi standar 34  K),  sedangkan  nilai  T32  berkisar antara  251  hingga  333  K  (rerata  297  K dan  deviasi  standar  16  K).  Gambar  3-5 menunjukkan  grafik  NTI  pada  daerah yang sama (kaldera).
Gambar 3-2: Interpretasi  morfologi  kaldera  pada  bagian  puncak  Gunungapi  Raung.  Aktivitas  erupsi berpusat  pada  bagian  kerucut  sinder  (yang  ditengahnya  telah  terbentuk  kawah  aktif baru)  dan  akan  memberikan  pengaruh  secara  langsung  pada  radius  2  km  dari  kawah tersebut
Hasil  perhitungan  menunjukkan nilai  NTI  obyek  kaldera  berkisar  mulai dari  0,0456  hingga  0,1642  dengan rerata  0,0915  dan  deviasi  standar 0,0297.  Pada  grafik  tersebut  terlihat bahwa  terjadi  peningkatan  aktivitas vulkanisme  sejak  24  Juni  2015  dan terus berlangsung hingga 25 Juli 2015.
Pada  grafik  juga  terlihat,  bahwa terdapat  indikasi  erupsi  besar  pada  24 Juni  (T21=390  K, T32=296  K, dan  NTI= 0,1361), 1 Juli (T21=418 K, T32=306 K, dan  NTI=0,1542),  10  Juli  (T21=454  K, T32=326  K,  dan  NTI=0,1642),  dan  22 Juli  (T21=391  K,  T32=296  K,  dan NTI=0,1374).
Apabila  dibandingkan  dengan obyek-obyek yang lain (tanah & vegetasi, air  laut,  dan  awan),  obyek-obyek  lain tersebut  memiliki  nilai  NTI  yang  lebih rendah,  yaitu  tanah  &  vegetasi  sekitar 0,0090,  air  laut  0,0136  dan  awan sekitar 0,0250 (Tabel 3-1).
Hasil  perhitungan  menunjukkan bahwa  material  pada  kaldera  Gunungapi Raung  memiliki  nilai  NTI  yang  relatif lebih  tinggi  dengan  obyek-obyek  lain  di
sekitarnya  (tanah  &  vegetasi,  air  laut dan  awan),  terutama  pada  saat  terjadi peningkatan aktivitas vulkanik. Gambar 3-6  memperlihatkan  gambaran  tiga dimensi  citra  NTI  wilayah  Gunungapi Raung dan sekitarnya pada beberapa hari menjelang  erupsi  dan  puncak-puncak erupsi. Gambar tersebut memperlihatkan secara  spasial  kondisi  nilai  NTI  daerah kaldera  yang  relatif  lebih  tinggi  dari obyek-obyek lainnya.
Tabel 3-1: PERBANDINGAN  NILAI  NTI  ANTARA OBYEK  KALDERA  (PADA  SAAT
PENINGKATAN AKTIVITAS VULKANISME)  DAN  OBYEK  LAIN  DI SEKITARNYA No Obyek Min Maks  Rerata  Sdev 1  Kaldera 0,0456  0,1642  0,0915  0,0297 2 Tanah  & vegetasi 0,0070  0,0109  0,0090  0,0008 3  Air Laut  0,0124  0,0176  0,0136  0,0011
4  Awan 0,0100  0,0319  0,0250  0,0054

## Sumber: analisis
Berdasarkan  pola  tersebut  dapat diketahui bahwa gejala-gejala  gunungapi
akan mengalami erupsi  dapat diketahui dari  adanya  nilai  NTI  pada  lokasi kaldera yang meningkat dan relatif lebih tinggi  daripada  daerah  di  sekitarnya. Secara  teoritik  dapat  dijelaskan  bahwa adanya  nilai  NTI  pada  lokasi  kaldera yang  meningkat  dan  relatif  lebih  tinggi dari daerah di sekitarnya terjadi karena pada saat magma naik dari dalam bumi ke dalam saluran magma akan menimbul- kan  perubahan  (meningkatnya)  suhu daerah kawah (marshak, 2013).
Selanjutnya,  panas  yang  diemisikan  ini akan  terekam  oleh  sensor  MODIS.  Nilai NTI  =  0,06  (Rerata  –  1  Sdev)  dapat diterapkan  sebagai  nilai  ambang  batas ( threshold )  suatu  gunungapi  menunjuk- kan gejala akan erupsi.

## 3.3 Kemampuan Parameter NTI untuk Deteksi Gejala Erupsi
Untuk menguji kemampuan parameter  NTI  untuk  deteksi  gejala erupsi  dilakukan  dengan  menghitung nilai separabilitas berdasarkan nilai NTI antara  obyek  kaldera  dan  non  kaldera. Untuk  dapat  mengetahui  separabilitas maka dilakukan dengan mengukur nilai D-value ( Discrimination  ability )  yang  telah dirumuskan  oleh  Kaufman  &  Remer (1994).  Tabel  3-2  menunjukkan  nilai separabilitas  parameter  NTI  dalam membedakan  obyek  kaldera  dengan obyek-obyek  non  kaldera  lainnya,  yaitu tanah  dan  vegetasi,  air  laut,  dan  awan. Berdasarkan data tersebut, maka dapat diketahui bahwa parameter NTI memiliki  kemampuan  yang  baik  dalam membedakan  antara  kaldera  yang sedang meningkat aktivitas vulkaniknya dengan obyek-obyek lainnya ( D-value > 1).
Tabel 3-2: SEPARABILITAS  PARAMETER  NTI DALAM
MEMBEDAKAN OBYEK KALDERA (PADA SAAT PENINGKATAN AKTIVITAS VULKANISME)  DAN  OBYEK  LAIN  DI SEKITARNYA No. Obyek NTI 1.  Kaldera vs Tanah & Vegetasi 2,70 2.  Kaldera vs Air Laut 2,40 3.  Kalderavs Awan 1.76 Sumber: analisis 3.4 Rekaman  Aktivitas  Gunungapi Raung dari Pos
Pengamat

## Gunungapi
Rekaman  aktivitas  Gunungapi Raung  dari  Pos  Pengamat  Gunungapi dipergunakan  sebagai  data  pembanding dari hasil deteksi dari satelit.
Menurut catatan aktivitas gunungapi  yang  dilakukan  oleh  Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (http://www.vsi.esdm.go.id/index.php/ gunungapi/aktivitas-gunungapi)  24  Juli 2015,  kegiatan  Gunungapi  Raung umumnya  dicirikan  oleh  hembusan asap  kawah  berwarna  putih  tipis, tekanan  lemah  dengan  ketinggian berkisar antara 50 hingga 75 meter dari puncak  yang  umumnya  condong  ke arah  utara.  Ancaman  erupsi  berupa material vulkanik yang sebaran materialnya  berupa  aliran  lava,  hujan abu  lebat  dan  lontaran  batu  (pijar)  di sekitar kawah dalam radius tiga km dari pusat  erupsi.  Sementara  itu    wilayah diluar  tiga  km  dari  pusat  erupsi merupakan  kawasan  yang  berpotensi terlanda  hujan  abu,  bergantung  arah dan kekuatan angin.
Gambar 3-3: Grafik time series nilai T 21 (dalam Kelvin) dari kaldera Gunungapi Raung
Gambar 3-4: Grafik time series nilai T 32 (dalam Kelvin) dari kalderaGunungapi Raung
Gambar 3-5: Grafik Time Series Nilai NTI dari Kaldera Gunungapi Raung. pada grafik terlihat terjadi erupsi besar yang diindikasikan oleh adanya puncak-puncak nilai NTI (lingkaran warna biru) pada 24 Juni (NTI=0.1361),  1 Juli (NTI=0,1542), 10 Juli (NTI=0,1642), dan 22 Juli NTI=0,1374)
21 Juni 2015 09.15 WIB 24 Juni 2015 09.47 WIB 10 Juli 2015 09.46 WIB
Gambar 3-6: Gambar tiga dimensi citra NTI wilayah Gunungapi Raung dan sekitarnya pada beberapa tanggal  yang  memperlihatkan  pola  spasial  nilai  NTI  wilayah  kaldera  Gunungapi  Raung dan  daerah  sekitarnya  pada  beberapa  hari  menjelang  erupsi  (a),  awal  erupsi  (b)  dan puncak erupsi (c).
Kaldera G. Raung Kaldera G. Raung Kaldera G. Raung
Jurnal Penginderaan Jauh Vol. 12  No. 2  Desember 2015 :133-145

## Selama  2014  tingkat  aktivitas
Gunungapi Raung sempat dinaikkan dari Level  I  (Normal)  ke  Level  II  (Waspada) pada  05  Januari  2014  dan  diturunkan dari  Level  II  (Waspada)  ke  Level  I (Normal)  pada  17  Juni  2014.  Tingkat aktivitas  dinaikan  lagi  dari Level  I (Normal)  ke Level  II (Waspada)  pada  13 November  2014.  Adapun  pada  21  Juni 2015,  kembali  terjadi  peningkatan aktivitas  yang  ditandai  dengan  letusan abu  dan  lontaran  material  pijar  di kawah puncak serta terekamnya Gempa Tremor  dengan  amplituda  maksimum yang terus meningkat secara signifikan, sehingga ti ngkat  aktivitas  Gunungapi Raung terhitung  mulai  29  Juni  2015, pukul  09.00  WIB dinaikan dari  Level  II (Waspada) menjadi Level III (Siaga).
Pengamatan  visual  memberikan informasi sebagai berikut:
 22  –  30  Juni  2015, cuaca  cerah- mendung  -  hujan,  angin  tenang  dari utara,  gunungapi  jelas   -  tertutup kabut, suhu udara berkisar 17-25 °C, pada saat cerah teramati asap kawah putih - kelabu, tipis - tebal, bertekanan lemah,  tinggi   asap  sekitar  100  –  300 meter  dari  puncak  kawah.  Teramati sinar  api,  terdengar  suara  gemuruh, dan dentuman lemah,
 1 – 8 Juli 2015, cuaca cerah - mendung- hujan,  angin  tenang  dari  utara, gunungapi jelas  - tertutup kabut, suhu udara  berkisar  17-29  °C,  pada  saat cerah  teramati  asap  kawah  putih  - kelabu, tipis-tebal, bertekanan lemah, tinggi   asap  sekitar  100  –  500  meter dari  puncak  kawah.  Teramati  sinar api,  terdengar  suara  gemuruh  dan dentuman lemah-sedang,
 9 – 15 Juli 2015, cuaca cerah-mendung, angin  tenang  pada  umumnya  bertiup ke  arah  barat  -  barat  daya  -  selatan, gunungapi jelas  - tertutup kabut, suhu udara  berkisar  18-28  °C,  pada  saat cerah  teramati  asap  kawah  kelabu, tipis  -  tebal,  bertekanan  lemah,  tinggi asap  sekitar  500  –  1500  meter  dari puncak  kawah.  Teramati  sinar  api,
terdengar suara gemuruh dan dentuman lemah,
 16 – 23 Juli  2015,  cuaca  cerah, mendung  -  hujan,  angin  tenang  pada umumnya bertiup ke arah barat-barat daya-selatan, gunungapi jelas - tertutup kabut, suhu udara berkisar 17-28 °C, pada saat cerah teramati asap kawah kelabu, tipis-tebal, bertekanan lemah, tinggi   asap  sekitar 500  – 2000 meter dari  puncak  kawah.  Teramati  sinar api.
Perekaman  kegempaan  mem- berikan informasi sebagai berikut:
 22 – 30  Juni  2015, terekam  Tremor menerus dengan amplituda maksimum 1  –  32  mm  (dominan  11  –  22  mm), 130  kali  Gempa  Tremor  dengan amplituda maksimum 19  –  32  mm, 1 kali Gempa Tektonik Lokal (TL),
 1 – 8  Juli  2015, terekam  Tremor menerus dengan amplituda maksimum 4 – 32 mm (dominan 23 – 29 mm),
 9 – 15 Juli 2015, terekam Tremor menerus dengan amplituda maksimum 4 – 32 mm (dominan 23 – 29 mm),
 16 – 23 Juli  2015, terekam  Tremor menerus dengan amplituda maksimum 5 – 32 mm (dominan 22 – 29 mm).
Hasil rekaman kegempaan menunjukkan  bahwa  sejak  21  Juni 2015  hingga  24  Juli  2015,  Gempa Tremor  kembali  menerus  yang  diikuti oleh  kecenderungan  naiknya  secara tajam  nilai Realtime  Seismic  Amplitude Measurement (RSAM)  hingga  11  Juli 2015, meski kemudian sempat menurun, namun  pada   17  Juli  2015  nilai  RSAM secara  berfluktuatif  kembali  mengalami peningkatan.
Catatan aktivitas gunungapi yang dilakukan  oleh  Pusat  Vulkanologi  dan Mitigasi  Bencana  Geologi  tersebut dipergunakan sebagai pembanding hasil deteksi  gejala  erupsi  dari  data  MODIS yang dilakukan ini. Secara umum dapat diketahui  bahwa  hasil  deteksi  gejala erupsi  dari  data  MODIS  berdasarkan parameter NTI sesuai dengan kondisi di
hasil  perekaman  dari  Pos  Pengamat Gunungapi Raung.

## 4 KESIMPULAN
Gejala  suatu  gunungapi  akan mengalami  erupsi  dapat  diketahui  dari adanya  nilai  NTI  pada  daerah kaldera yang  meningkat  dan  relatif  lebih  tinggi dari daerah di sekitarnya. Parameter NTI telah  teruji  memiliki  kemampuan  yang baik dalam membedakan antara kaldera yang sedang meningkat aktivitas vulkaniknya  dan  obyek-obyek  lainnya. Nilai NTI=0,06 dapat diterapkan sebagai nilai  ambang  batas  ( threshold )  suatu gunungapi  menunjukkan  gejala  akan erupsi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Makalah  ini  adalah  pengem- bangan  dari  hasil  kegiatan  riset "Pemanfaatan  data  penginderaan  jauh untuk  mitigasi  bencana  gunungapi"  di Pusat  Pemanfaatan  Penginderaan  Jauh LAPAN.  Terima  kasih  kepada  Dr.  M. Rokhis  Khomarudin  selaku  Kepala Pusat  Pemanfaatan  Penginderaan  Jauh LAPAN,  yang  telah  memfasilitasi  ter- selenggaranya  penelitian  ini.  Terima kasih  kami  sampaikan  kepada  pihak Pusat Teknologi dan Data Penginderaan Jauh  LAPAN  yang  telah  menyediakan data  citra  MODIS  dan  Landsat-8  yang dipergunakan  dalam  penelitian  ini. Terima kasih juga kepada Bapak Taufik Maulana  yang  selama  proses  diskusi memberikan banyak saran dan masukan.

## DAFTAR RUJUKAN
Badan Koordinasi Nasional Penanganan Bencana, 2007. Pengenalan  Karakteristik  Bencana dan  Upaya  Mitigasinya  di  Indonesia , Direktorat  Mitigasi,  Lakhar  Bakornas PB, Jakarta.
Bemmelen,  R.W.  van,  1949. The  Geology  of Indonesia , Martinus Nijhoff, The Hague, Netherland.
Coppola,  D.,  Piscopo,  D.,  Lailolo,M.,    Cigolini, C.,  Delle  Donne,  D.,  &  Ripepe,  M., 2012. Radiative Heat Power at Stromboli
Volcano During 2000-2011:Twelve years of  MODIS  Observations ,  Journal  of Volcanology  and  Geothermal  Research, 215-216, 48-60.
Kusumadinata,  K.,  1979. Data  Dasar  Gunung api  Indonesia ,  Direktorat  Vulkanologi , Bandung.
Lutgens, F.K., & Tarbuk, E.J., 2012. Essentials of  Geology ,  Prentice  Hall,  11 th Edition. New Jersey.
Marshak,  S.,  2013. Essentials  of  Geology ,
Fourth  Edition.  W.W.  Norton  & Company, Inc. New York.
Mulyana,  A.R.,  Sumpena,  A.D.,  Pujowarsito, Ridwan,  I.,  &  Rukada,  T.,  2007, Peta Kawasan  Rawan  Bencana  Gunungapi Raung,  Provinsi  Jawa  Timur ,  Pusat Vulkanologi  dan  Mitigasi  Bencana Geologi,  Badan  Geologi,  Departemen Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral.
Bandung.
Sutawidjaja,  I.S.,  Suparman,  &  Sitorus,  K.,
1996. Peta  Geologi  Gunungapi  Raung,
Provinsi Jawa Timur, Direktorat Vulkanologi, Bandung.
USGS,  2015.  Landsat  8  (L8)  Data  Users Handbook  Version  1.0.  EROS  Sioux Falls, South Dakota.
Watson, I.M., Realmuto, V.J., Rose, W.I., Prata,
A.J., Bluth, G.J.S., Gu, Y., Bader, C.E.,
&  Yu,  T.,  2004. Thermal  Infrared Remote  Sensing  Of  Volcanic  Emissions Using  the  Moderate  Resolution  Imaging Spectroradiometer.
Journal of
Volcanology  and  Geothermal  Research,
135, 75-89.
Wright,  R.,  &    Pilger,  E.,  2008. Radiant  Flux from  Earth’s Subaerially Erupting Volcanoes .  International  Journal  of Remote Sensing (29), 22, 6443-6466.
Wright, R., Flynn, L., Garbeil, H., Harris, A., &
Pilger,  E.,  2002. Automated  Volcanic Eruption Detection using MODIS , Remote Sensing of Environment, 82, 1350-155.
Wright, R., Flynn, L., Garbeil, H., Harris, A., &
Pilger,  E.,  2004. MODVOLC:  Near-real- Time  Thermal  Monitoring  of  Global Volcanism ,  Journal  of  Volcanology  and Geothermal Research, 135, 29-49.