Abstrak — Perairan  Bintan  memiliki  sumberdaya  pesisir  dan laut  yang  sangat  potensial  untuk  wisata  bahari  dan  kehidupan biota  laut.  Akan  tetapi,  adanya  kegiatan  manusia  seperti penambangan,  pembuangan  limbah  rumah  tangga  akan memberikan  dampak  negatif  terhadap  penurunan  kualitas perairan  dan  sumber  daya  pesisir.  Faktor  utama  yang mempengaruhi  kualitas  perairan  pada  badan  air  pada  setiap bentang  lahan  adalah  padatan  tersuspensi  dan  transparansi. Analisis  padatan  tersuspensi  dan  transparansi  menggunakan metode penginderaan jauh dengan didukung data in situ.  Data in situ digunakan  untuk  melakukan validasi data estimasi citra menggunakan NMAE. Pada penelitian ini konsentrasi TSS yang dihasilkan  memiliki  rentang  nilai  antara  0-45  mg/l.  Sedangkan sebaran nilai transparansinya memiliki rentang nilai antara 3-6 meter.  Kondisi  TSS  dan  transparansi  tersebut  masih  berada pada  batas yang  ditentukan  dalam  Keputusan  Menteri  Negara Lingkungan Hidup No 51 Tahun 2004.
Kata Kunci — Konsentrasi, NMAE , Transparansi, TSS

## I. PENDAHULUAN
ABUPATEN  Bintan  merupakan  sebuah  kepulauan  di Propinsi  Kepulauan  Riau  yang  memiliki  luas  1.318  km 2 yang  terletak  di  bagian  selatan  Laut  Cina  Selatan  dan berbatasan  dengan  Kabupaten  Batam  dan  Singapura  [1]. Topografi  daratan  yang  cukup  landai,  banyak  muara  sungai dan  teluk,  membuat  kawasan  pesisir  Kabupaten  Bintan memiliki  ekosistem  pantai  pesisir  yang  lengkap.  Perairan  ini memiliki  berbagai  ekosistem  laut  dangkal  yang  merupakan tempat  hidup  dan  memijah  ikan-ikan  laut  seperti  ekosistem mangrove ,  lamun  dan  terumbu  karang.  Kondisi  perairan Bintan  Timur  mengalami  penurunan  kualitas  disebabkan semakin  pesatnya  pembangunan  di  segala  bidang  serta  krisis ekonomi  yang  berkelanjutan  telah  memberikan  tekanan  yang lebih  besar  terhadap  lingkungan  sekitarnya,  khususnya lingkungan perairannya [1].
Faktor  utama  yang  mempengaruhi  kualitas  perairan  pada badan air pada setiap bentang lahan adalah padatan tersuspensi (TSS, Total Suspended Sediment ), kekeruhan air,  transparansi (transparansi),  klorofil  [2].  Faktor–faktor  tersebut  mengubah karakteristik  pantulan  atau  pancaran  suhu  air  yang  dapat diukur  dan  dideteksi  menggunakan  teknik  penginderaan  jauh [3]. Pada umumnya faktor kimia dan bakteriologi tidak secara langsung  mempengaruhi  perubahan  karakteristik  spektral pantulan  atau  pancaran  air,  sehingga  hanya  dapat  diketahui pengaruhnya secara tidak langsung melalui parameter kualitas
air  lainnya  yang  terpengaruh  oleh  faktor  kimia  atau bakteriologi tersebut [3].
Analisis  tingkat  pencemaran  air  laut  dilakukan  pendekatan metode  penginderaan  jauh  agar  efektif  dan  efisien.  Pada umumnya, sebagian besar sinar matahari yang masuk ke tubuh air jernih diserap pada kedalaman kurang lebih dua meter dari permukaan  [3].  Material  yang  terkandung  di  dalam  air  dapat secara  siginifikan  mengubah  karakteristik  hamburan  balik  air tersebut  [3].  Teknik  penginderaan  jauh  ialah  mendasarkan kepada  kemampuan  untuk  mengukur  perubahan  pada karakteristik spektral  yang dipantulkan dari air dan kemudian membandingkan  hasil  pantulan  tersebut  dengan  parameter kualitas  air  [3].  Panjang  gelombang  yang  dapat  dengan  baik digunakan  untuk  mengukur  parameter  kualitas  air  tergantung kepada  material  yang  hendak  diukur  atau  diketahui konsentrasinya  dan  karakteristik  sensor  penginderaan  jauh yang digunakan [3].
Penelitian ini menggunakan citra Landsat 8. Citra Landsat 8 dipilih karena area studi tidak begitu luas dan memilki resolusi spasial yang baik, yaitu 30 meter.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Lokasi Penelitian
Penelitian  dilakukan  di  perairan  Bintan  Timur.  Perairan Bintan  terletak  di  Kabupaten  Bintan  yang  secara  geografis terletak  antara  0 o 6'17”LU -  1 o 34'52”LU dan 104 o 12'47''  BT  - 108 o 2'27”  BT  [1].  Luas  wilayah  Kabupaten  Bintan  mencapai 88.038,54  Km 2 ,  luas  daratan  hanya  2,21%,  sedangkan  luas perairan  1.946,13  Km 2 [1].  Kecamatan  terluas  adalah Kecamatan  Gunung  Kijang  dengan  luas  344,28  Km 2 dan kecamatan  terkecil  adalah  Tambelan  yaitu  90,96  Km 2 [1]. Kabupaten  Bintan  saat  ini  terdiri  dari  240  buah  pulau  besar dan  kecil  [4].  Daerah  Kabupaten  Bintan  berbatasan  dengan Kabupaten  Natuna  di  sebelah  utara,  dan  berbatasan  dengan Kabupaten  Liangga  di  sebelah  selatan,  berbatasan  dengan Kota Tanjung Pinang dan Kota Batam serta berbatasan dengan Propinsi Kalimantan Barat di sebelah timur [1].

## Analisis Sebaran Padatan Tersuspensi dan Transparansi Perairan Menggunakan Landsat 8 (Studi Kasus: Perairan Bintan, Kepulauan Riau)
Irma’atus Sholihah, Lalu Muhamad Jaelani, Salam Tarigan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : Lmjaelani@geodesy.its.ac.id, Saltargir@yahoo.com, Irmaatuss2@gmail.com
K
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian (Sumber: http://tanahair.indonesia.go.id/)

## B. Data yang digunakan
Pada  penelitian  ini,  data  yang  digunakan  adalah  data  citra Landsat  8  L1T  akuisisi  tanggal  5  September  2015  dan  data pengukuran  lapangan  oleh  LIPI  sebanyak  23  titik  akuisisi tanggal  3  September  2015.  Penelitian  ini  menggunakan  data citra  Landsat  8  L1T  perekaman  data  tanggal  05  September 2015.

## C. Pengolahan Citra
 Kalibrasi Radiometrik
Kalibrasi  radiometrik  bertujuan  untuk  mendapatkan  nilai radiance _toa ( Top of Atmospheric ) dengan cara mengkonversi  nilai  citra  asli  hasil  unduhan  yaitu  nilai  digital (DN)  menjadi radiance  ToA  (Top  of  Atmospheric) [5] menggunakan algoritma:
𝐿 𝜆 = 𝑀 𝐿 × 𝑄 𝑐𝑎𝑙 + 𝐴 𝐿 (1)
𝐿 𝜆 merupakan  ToA spectral  Radiance , 𝑀 𝐿 merupakan  nilai Radiance  Mult  Band yang  terdapat  pada  metadata, 𝐴 𝐿 merupakan Radiance  Add  Band pada  metadata,  sedangkan 𝑄 𝑐𝑎𝑙 merupakan nilai digital (DN) kanal yang digunakan.
 Koreksi Atmosfer
Koreksi atmosfer dalam penelitian menggunakan parameter koreksi  dari  hasil  simulasi Second  Simulation  of  a  Satellite Signal  in  the  Solar  Spectrum-Vector  (6SV) [5]  dengan persamaan:
𝑦 = 𝑥𝑎 × 𝐿 𝜆 − 𝑥𝑏 (2) 𝑎𝑐𝑟 = 𝑦 (1.+𝑥𝑐×𝑦) (3)
𝑅𝑟𝑠 𝜆 = 𝑎𝑐𝑟/𝜋 (4)
acr adalah atmospheric correction reflectance , 𝐿 𝜆 adalah nilai radian ToA , 𝑅𝑟𝑠 𝜆 adalah remote  sensing  reflectance ,  dan xa, xb, xc adalah koefisien parameter koreksi atmosfer.

##  Pengolahan TSS dan Transparansi Perairan
Ekstraksi  algoritma  dilakukan  untuk  memperoleh  nilai konsentrasi  TSS  dan  transparansi.  Pada  penelitian  ini, algoritma  yang  digunakan  dalam  proses  ekstraksi  terdiri  dari masing-masing 3 algoritma, yaitu:
1. Algoritma Jaelani (2015)
Algoritma  tersebut  menggunakan  perbandingan  kanal  2 (kanal  biru)  dan  kanal  3  (kanal  hijau)  dalam  format remote sensing reflectance [6].
𝑙𝑜𝑔𝑇𝑆𝑆( 𝑚𝑔 𝑙 ⁄ ) = 1,5212 ( log 𝑅𝑟𝑠(𝜆2) 𝑙𝑜𝑔𝑅𝑟𝑠(𝜆3) ) − 0,3698 (5)

## 2. Algoritma Laili (2015)
Algoritma  tersebut  menggunakan  perbandingan  kanal  2 (kanal  biru)  dan  kanal  4  (kanal  merah)  dalam  format remote sensing reflectance [7] .
𝑇𝑆𝑆( 𝑚𝑔 𝑙 ⁄ ) = 31,420 ( log 𝑅𝑟𝑠(𝜆2) log 𝑅𝑟𝑠(𝜆4) ) − 12,719 (6)

## 3. Algoritma Parwati (2014)
Algoritma  tersebut  menggunakan  kanal  4  (kanal  merah) merupakan data reflektan yang sudah terkoreksi efek atmosfer [8].
𝑇𝑆𝑆( 𝑚𝑔 𝑙 ⁄ ) = 3,3238 × exp (34,099 ×  𝜌(𝐵𝑜𝐴) (7)

## 4. Algoritma Transparansi Shodiqin (2015)
Algoritma tersebut menggunakan Reflektan permukaan dari rasio Log kanal 1 dengan log kanal 3 (Log K1 / Log K3) yang di simbolkan dengan 𝑥 [9].
𝑆𝐷𝑇(𝑚) = 1000000000 𝑒 −24,93𝑥 (8)
5. Algoritma Transparansi Tarigan (2012)
Algoritma tersebut menggunakan nilai hasil kromatisi kanal 3 (kanal hijau) dengan format data nilai digital [10].
𝑆𝐷𝑇(𝑚) = −159,73𝑥 + 57,845 (9) 𝑥 = 𝑑𝑛(2) (𝑑𝑛(2)+𝑑𝑛(3)+𝑑𝑛(4)) (10)
6. Algoritma Transparansi Chipman (2004)
Algoritma tersebut menggunakan perbandingan kanal 1 dan kanal 2 dalam format radian
𝑆𝐷𝑇(𝑚) = 1,135 × 𝐿1 𝐿2 − 3,193 (11)
 Validasi Algoritma Hasil  konsentrasi  parameter  kualitas  perairan  dari pengolahan  citra  di  validasi  dengan  data in  situ parameter kualitas  perairan  menggunakan Normalized  Mean  Absolute Error  (NMAE). Syarat  minimum NMAE yaitu  sebesar < 30%
[5].

##  Analisis
Analisa  dari  sebaran  konsentrasi  TSS  dan  kecerahan terhadap  keputusan  menteri  negara  lingkungan  hidup  no  51 tahun 2004

## III. HASIL DAN ANALISA

## A. Hasil Kalibrasi Radiometrik (Radian-Sensor)
Setelah  nilai  digital  (ND)  di  kalibrasi  radiometrik didapatkan hasil sebagai berikut:
Gambar 2. Nilai Radian sensor tiap stasiun pengamatan
Pada gambar 2 tersebut dapat dilihat bahwa radian 2 sampai radian  5 memiliki  pola yang  sama.  Hal  tersebut memperlihatkan  hasil  kalibrasi  radiometrik  yang  dilakukan tidak  mengalami  kesalahan  dalam  memasukkan  data,  nilai radian tertinggi yaitu radian 5 pada stasiun 16, sedangkan nilai radian terendah adalah radian 2 pada stasiun pengamatan 18.
B. Hasil Koreksi Atmosfer (Reflektan-Permukaan)
Setelah nilai radiance ToA (Top of Atmospheri c) diperoleh, maka  selanjutnya  dilakukan  proses  koreksi  atmosfer menggunakan Second  Simulation  of  a  Satellite  Signal  in  the Solar  Spectrum-Vector  (6SV). Adapun  parameter  6s  adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Parameter 6sv Kanal Xa Xb Xc 2 0,00316 0,19157 0,21279 3 0,00311 0,11316 0,17251 4 0,00337 0,07208 0,14192 5 0,00467 0,03690 0,09959
Gambar 3. Nilai Reflektan tiap stasiun pengamatan

## C. Hasil Akurasi Algoritma
Berikut  didapatkan  hasil  akurasi  algoritma  menggunakan Normalized Mean Absolute Error (NMAE) Algoritma TSS:
Tabel 2.
Hasil NMAE Algoritma TSS No Algoritma TSS NMAE (%) 1 Laili (2015) 92,778 2 Jaelani (2015) 91,836 3 Parwati(2014) 47,312
Dari  hasil  perhitungan NMAE tersebut NMAE terbaik adalah NMAE algoritma Parwati (2014) memiliki nilai NMAE 47,  312  %,  dimana NMAE berada  diatas  syarat  maksimum NMAE 30%  agar  bisa  digunakan  untuk  mengekstrak  data kualitas  air  dari  data  penginderaan  jauh.  Hal  ini  bisa disebabkan  karena  antara  waktu  pengambilan  data  lapangan dengan  waktu  pengambilan  data  citra  berbeda,  serta  kondisi perairan yang mudah berubah. Nilai NMAE yang ≤ 30 % juga bisa  di  pengaruhi  oleh  proses  koreksi  atmosfer  yang mengalami  kesalahan  dan  kesalahan  tersebut  menjalar  ke pengolahan citra menggunakan algoritma-algoritma tersebut.
Berikut  adalah  hasil  akurasi  algoritma  Transparansi menggunakan Normalized Mean Absolute Error (NMAE) :
Tabel 3. Hasil NMAE algoritma Transparansi No Algoritma TSS NMAE(%) 1 Shodiqin (2015) 40,825 2 Tarigan (2012) 10,843 3 Chipman (2014) 75,075
Dari  hasil  perhitungan NMAE tersebut NMAE terbaik adalah  NMAE  algoritma  Tarigan  (2012),  dimana  memiliki nilai  10,843  %,  dimana NMAE masih  berada  dibawah  syarat maksimum NMAE 30%  agar  bisa  digunakan  untuk mengekstrak data kualitas air dari data penginderaan jauh. Hal ini  bisa  disebabkan  karena  kondisi  daerah  penelitian  Tarigan (2012)  memiliki  karakteristik  yang  sama  dengan  lokasi penelitian ini.

## D. Pemetaan Konsentrasi TSS dan Transparansi
Setelah melakukan  koreksi  radiometrik,  selanjutnya melakukan  pemetaan  konsentrasi  TSS  dan  transparansi menggunakan  algoritma  yang  sudah  ditentukan  (1)  dan  (2). Konsentrasi  TSS  yang  didapatkan  memiliki  rentang  nilai  0 mg/l sampai 45 mg/l. Konsentrasi TSS di daerah dekat dengan daratan  memiliki  nilai  diatas  21  mg/l  yang  menunjukkan bahwa ada pengaruh sedimentasi dari aktifitas manusia seperti limbah  rumah  tangga,  pertanian,  ataupun  kegiatan  tambang bauksit,  pasir  dan  sebagainya.  Konsentrasi  TSS  yang  besar akan  mengakibatkan  terjadi  kekeruhan  didaerah  tersebut. Selain  itu,  meskipun  kondisi  TSS  di  perairan  Bintan  tinggi namun  masih  sesuai  dengan  ambang  batas  pada  Baku  Mutu No.51 Tahun 2004.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 N il ai Re fl ek tan -p erm u k aan Stasiun Pengamatan Rrs(λ5) Rrs(λ4) Rrs(λ3)
Rrs(λ2)
Gambar 4. Sebaran Konsentrasi TSS
Sedangkan  sebaran  transparansi  diperairan  Bintan  Timur adalah sebagai berikut :
Gambar 5. Sebaran Transparansi
Dari  gambar  6  transparansi  diperairan  Bintan  memiliki rentang nilai antara 3 – 6 meter. Kondisi transparansi perairan seperti  berikut  masih  sesuai  untuk  kehidupan  biota  laut  dan juga  untuk  kepeningan  pariwisata.  Transparansi  di  dekat perairan memiliki nilai yang rendah, itu berarti kekeruhan dan TSS meningkat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pranowo,  W.  S.  &  Husrin,  S.  in Kondisi  Ekosistem  Pesisir  Pulau Bintan 34–39 (2003).
[2] Kepmen  LH  No  51.  Keputusan  Menteri  Negara  Lingkungan  Hidup Tentang Baku Mutu Air Laut. 0, (2004).
[3] Liliesand, M.  T. &  Kiefer, W. R. Penginderaan Jauh dan  Interpretasi Citra . (Gadjah Mada University Press, 1979).
[4] Adriman,  Purbayanto,  A.,  Budiharso,  S.  &  Damar,  A.  Pengaruh Sedimentasi  Terhadap  Terumbu  Karang  di  Kawasan  Konservasi  Laut Daerah Bintan Timur Kepulauan Riau. Berk. Perikan. Terubuk 41, 90– 101 (2012).
[5] Jaelani,  L.  M.,  Setiawan,  F.  &  Matsushita,  B.  Uji  Akurasi  Produk Reflektan-Permukaan Landsat Menggunakan Data In situ di Danau Uji Akurasi Produk Reflektan-Permukaan Landsat. Pros. Pertem. Ilm. Tah.
XX 2015 467 (2015). doi:10.13140/RG.2.1.1391.9446
[6] Jaelani,  L.  M.,  Limehuwey,  R.,  Kurniadin,  N.  &  Pamungkas,  A. Estimation  of  TSS  and  Chl  -  a  Concentration  from  Landsat  8  -  OLI : The Effect of Atmosphere and Retrieval Algorithm. 27, 16–23 (2016). [7] Laili,  N.dkk . Development  of  Water  Quality  Parameter  Retrieval Algorithms  for  Estimating  Total  Suspended  Solids  and  Chlorophyll-a Concentration  Using  Landsat-8  Imagery  At  Poteran  Island  Water. ISPRS Ann.  Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. II-2/W2 , 55–62 (2015).
[8] Parwati, E. & Purwanto, D. Analisis Algoritma Ekstraksi Informasi Tss Menggunakan  Data  Landsat  8  Di  Perairan  Berau. Semin.  Nas. Penginderaan Jauh 2014 518–528 (2014).
[9] Shodiqin, A. M. Studi Total Suspended Solid dan Transparansi Perairan Menggunakan  Citra  Satelit  Worldview  2  Sebagai  Faktor  Pembatas Pertumbuhan Terumbu Karang. (Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2015).
[10] Tarigan,  M.  Aplikasi  Satelit  Aqua  MODIS  untuk  Memprediksi  Model Pemetaan  Kecerahan  Air  Laut  di  Perairan  Teluk  Lada,  Banten. ILMU Kelaut. Indones. J. Mar. … 14 , 126–131 (2012).