Vol.1, No.1, Februari 2017, hal. 44-50 ISSN 2549-3698 (printed)/ 2549-3701 (online)

## Deteksi Kesuburan Perairan Aceh Menggunakan Citra Klorofil-A Satelit Aqua Modis
Mursyidin, Yuswardi Teknik Informatika Fakultas Teknik Universitas Jabal Ghafur Sigli e-mail: mursyidin46@ymail.com

## Abstract
The fertility a body of water can be studied based of oceanographic parameters. The fertility of a body of water is closely related to high and low distribution of chlorophyll-a in the water High and low distribution of chlorophyll-a in a body of water can be studied by using satellite imagery. One of them by using satellite imagery Aqua Modis. Steps being taken: download imagery from MODIS website, cutting the image. Extract information from images, interpolation, and the division of classes. Aceh waters more fertile  in  June,  July,  and  August  compared  to  September  and  October.  Aceh  waters  more  fertile in  the coastal area compared to the offshore area.
Keywords : The fertility waters, Chlorophyll-a, Aceh waters, Aqua Modis.

## Abstrak
Kesuburan  suatu  perairan  dapat  dikaji  berdasarkan  parameter  oceanografi.  Subur  tidaknya suatu  perairan  sangat  erat  kaitannya  dengan  tinggi  rendahnya  sebaran  klorofil-a  di  perairan  tersebut. Tinggi  rendahnya  sebaran  klorofiil-a  di  suatu  perairan  dapat  dikaji  dengan  dengan  menggunakan  citra satelit.  Salah  satunya  dengan  menggunkan  citra  satelit  Aqua  Modis.  Tahapan  yang  dilakukan:  unduh citra dari website MODIS, pemotongan citra. ekstrak informasi dari citra, interpolasi, dan pengkelasan. Perairan  Aceh  lebih  subur  pada  bulan  Juni,  Juli,  dan  Agustus  dibandingkan  dengan  bulan  September dan Oktober. Perairan Aceh lebih subur di sekitar kawasan pantai dibandingkan dengan kawasan lepas pantai.
Kata kunci: Kesuburan Perairan, Klorofil-a, Perairan Aceh, Aqua Modis.

## 1. Pendahuluan
Perairan  laut  Aceh  yang  memiliki  luas  sebesar  295.370  km 2 dengan  garis  pantai mencapai  2.310  km  dikelilingi  oleh  Samudera  Hindia  (bagian  barat),  Selat  Malaka  (sebelah timur)  dan  laut  Andaman  (sebelah  utara)  serta  memiliki  kekayaan  laut  yang  melimpah  seperti produk perikanan laut yang mencapai 1.8 juta ton/tahun, namun baru tergarap sekitar 10%.
Minimnya  Informasi tentang  penyebaran daerah penangkapan ikan bagi para nelayan Aceh menjadi  salah  satu  kendala  rendahnya  hasil   tangkap  yang  mereka  peroleh  tiap melakukan  proses  penangkapan  ikan  sehingga  potensi    perikanan  laut  Aceh    belum  bisa dimanfaatkan  dengan  optimal.  Hal  ini  dikarenakan  pada  umumnya  para  nelayan  Aceh  masih mengandalkan  cara -cara  tradisional  untuk    menentukan    area    penangkapan    seperti, mengikuti    gerombolan    burung -burung    di  permukaan  laut,  adanya  riak -riak(buih  air  di
e-ISSN  2549-3701
permukaan laut) dan juga dengan melihat warna air laut. Hal seperti ini membuat para nelayan harus  mengitari  lautan  untuk  menemukan  area  tangkapan  ikan  sehingga waktu,  tenaga  dan biaya operasional yang dibutuhkan masih cukup tinggi.
Informasi        daerah      penangkapan      ikan      menjadi      salah      satu      dasar keberhasilan      usaha  penangkapan  ikan  serta  menghemat  waktu,  tempat,  dan  biaya penangkapan  [1].  Informasi daerah  penangkapan  ikan  dapat  diperoleh  melalui  analisis parameter lingkungan seperti suhu perairan dan kosentrasi klorofil-a.
Klorofil-a  merupakan    parameter    oseanografi  penting    dalam  menentukan  tingkat kesuburan  perairan.  Variabilitas  klorofil-a  dapat  dikaji  berdasarkan  data-data  penginderaan jauh, cara ini memiliki kelebihan cakupannya yang luas sehingga  penggunaan penginderaan jauh  lebih    efektif  dari  pada  data-data  sampling  insitu    (pengukuran  lapangan)  [1].  Klorofil-a berkaitan erat dengan produktivitas primer  yang  ditunjukkan  dengan  besarnya  biomassa fitoplankton  yang  menjadi   rantai  pertama makanan ikan.
Penelitian  ini  mengkaji  variabilitas  klorofil-a  dalam    hubungannya  dengan    daerah potensi    ikan.  Informasi  yang  akan  diperoleh  nantinya  dapat  digunakan  sebagai  salah  satu petunjuk untuk merencanakan operasi penangkapan ikan bagi nelayan Aceh.

## 2. Landasan Teori

## 2.1. Penginderaan Jauh
Kegiatan  penentuan  area  gerombolan  ikan  yang  terdapat  di  perairan  dapat  dilakukan dengan  menggunakan teknologi  citra  satelit  atau  penginderaan  jauh.  Penginderaan  jauh merupakan ilmu  untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah atau gejala, dengan jalan menganalisis  data  yang  diperoleh  dengan  menggunakan  alat,  tanpa  kontak  langsung  dengan objek,  daerah  atau  gejala  yang  akan  dikaji  [2,  3].  Penginderaan jauh    memiliki    dua    jenis sensor, sensor  pasif  dan sensor aktif. Sensor pasif mendeteksi radiasi alami yang dipancarkan atau  dipantulkan  oleh  suatu  obyek  atau  area  sekitar  yang  sedang  diteliti.  Pantulan  sinar matahari  merupakan  sumber  radiasi  yang  sangat    sering  diukur  oleh  sensor-sensor  pasif. Sedangkan sensor aktif, memancarkan energi untuk mendeteksi  obyek-obyek atau area [4].
Hasil      yang  diperoleh    dengan    pemantauan    menggunakan    satelit,    jauh    lebih akurat    dalam  menentukan  area  perairan  yang  banyak  terdapat  gerombolan  ikan.  Teknologi penginderaan  jauh  dapat  digunakan      untuk  membantu  kegiatan  penangkapan  ikan,  salah satunya  adalah dengan satelit  AQUA/TERRA  Moderate Imaging Spektroradiometer (MODIS). MODIS  adalah  salah  satu  perangkat/piranti    utama    yang    dibawa    oleh    Earth    Observing System      (EOS)    satelit    TERRA,    yang  merupakan  bagian  dari  program  antariksa  Amerika Serikat,  National  Aeronautics  and  Space  Administration  (NASA).  MODIS  dapat  mengamati tempat  yang  sama  di  permukaan  bumi  setiap  hari,  untuk  kawasan  di    atas  lintang  30,  dan setiap 2 hari, untuk kawasan di bawah lintang 30, termasuk Indonesia [4]. Sebaran konsentrasi khlorofil-a  yang  diolah  dari  data  citra  Aqua  Modis  menunjukkan  kondisi  sebaran  khlorofil-a yang ada di lapangan [5].

## 2.2 Klorofil-a
Klorofil-a  adalah  salah  satu  pigmen  fotosintesis  yang  paling  penting  bagi  organisme yang ada di perairan. Salah satu fungsi dari klorofil-a adalah menyerap energi elektromagnetik (cahaya)  yang  datang  untuk  digunakan  dalam  proses  fotosintesis,  penyerapan  cahaya  yang maksimum terjadi pada panjang gelombang 430 nm dan 663 nm [6].
Ada  tiga  macam    klorofil    yang  dimiliki    fitoplankton  yaitu  klorofil-a,  klorofil-b  dan klorofil-c.  Klorofil-a merupakan    pigmen    yang    paling    umum    terdapat    pada    fitoplankton, oleh    karena    itu    konsentrasi  fitoplankton  sering  dinyatakan  dalam konsentrasi  klorofil-a  [7]. Dalam  lingkungan  laut,  permukaan  klorofil-a  sering  dianggap  sebagai  indeks  produktivitas biologis dan dapat berhubunga n dengan produksi ikan [8].
Ada  tidaknya   Sebaran  kandungan  klorofil-a  di  suatu  perairan  dapat  diprediksi berdasarkan  pengukuran  langsung  di  lapangan  (in-situ)  maupun  melalui  data  penginderaan jauh.    Banyak  satelit  penginderan  jauh  yang  bisa  dimanfaatkan  untuk  mendeteksi    klorofil-a pada  suatu  perairan  diantaranya  satelit  MODIS,  SeaWIFS,  NOAA,  dan  sebagainya. Pengukuran  klorofil-a  didasarkan  pada  nilai  pantulan  (reflek  tans)  dari  partikel    yang mengadung  zat  hijau  pada permukaan  perairan  yang  ditangkap  oleh  sensor  satelit penginderaan  jauh.  Semakin  tinggi  nilai    zat  hijau  yang  didapatkan  sensor  pada  suatu perairan, maka semakin tinggi kandungan klorofil-a yang terkandung di dalamnya [9].
Berdasarkan  penelitian [10],  konsentrasi  klorofil-a    di  pantai  Barat- Selatan  NAD bervariasi  dan  cenderung  menurun,  kisaran  konsentrasi  klorofil-a  adalah  0.15-0.45  mg/m3. kandungan klorofil-a  lebih  tinggi  di  daerah  pantai  di  bandingkan  di  daerah  lepas  pantai. Pada  musim    barat konsentrasi   klorofil-a  paling  tinggi    setiap  tahun  dibanding  musim-musim lain, hal   ini   disebabkan oleh curah  hujan  yang tinggi pada musim ini mengakibatkan suplai nutrien lebih banyak. Sedangkan pada musim timur konsentrasi klorofil-a paling rendah, hal ini dipengaruhi oleh musim kemarau.

## 3. METODOLOGI
Data  citra  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini    adalah  data    citra    level-3  Standart Mapped  Image  (SMI)  tahun  2010.  Data  L3  merupakan  data  yang  telah  disempurnakan dengan  penambahan  resampling  spasial  dan  temporal,  data  L3  didistribusikan  dalam  skala global dan tersedia dalam  rentang waktu harian, 8-harian, bulanan, musiman, dan  tahunan. Data  citra  tersebut  di  unduh  dari      website  resmi MODIS http://modis.gs  fc.nasa.  go  v/  atau http://oceanco lor.gs fc.nasa.go v/.
Citra  yang  sudah  di  unduh  selanjutnya  dilakukan  pemotongan  citra  (cropping)  sesuai dengan daerah yang diinginkan yang meliputi perairan Aceh Besar, Banda Aceh, dan Sabang. Untuk menampilkan citra yang lebih informatif maka dilakukan perbaikan tampilan citra antara lain  dengan  menyisispkan  landmask,  skala  warna  dan  garis  pantai.  Proses  analisis  data dilakukan dengan menggunakan ekstraksi data Aqua MODIS dan proses pembuatan gridding data Klorofil.
Pertama-tama  citra  klorofil-a  yang  sudah  dilakukan  pemotongan  sesuai  dengan wilayah yang diinginka dan dilakukan proses ekstrak informasi dari citra dengan menggunakan aplikasi  SeaDas  7.3.2.  Dari  proses  ekstrak  menghasilkan  data  ASCII  sebaran  klorofil-a  di perairan  Aceh  serta  data  tabulasi  nilai-nilai  sebaran  klorofil-a  tiap  piksel  dan  koordinatnya. Tahap      selanjutnya  adalah  filterisasi  dari  data  ASCII  yang  dilakukan  dengan  menggunakan
e-ISSN  2549-3701
perangkat  lunak  Microsoft  Excel  2010.  Filterisasi  data  bertujuan  untuk  menghilangkan  data nilai intensitas tutupan awan dan nilai intensitas dari daratan.
Gridding  data  Klorofil  merupakan  proses  interpolasi  data-data  pengukuran  atau hitungan  menjadi  data  raster,  yaitu  raster  konsentrasi  klorofil-a.  Proses  interpolasi  dilakukan dengan  menggunakan      metode      kriging.      Kriging      merupakan      suatu      metode      yang digunakan      untuk  menganalisis  data  geostatistik,  yaitu  untuk  menginterpolasi  suatu  nilai kandungan  berdasarkan  data  sampel.  Setelah  proses  interpolasi,  selanjutnya  dilakukan pengkelasan  konsentrasi  klorofil-a  sesuai  dengan  klasifikasi  klorofil-a  di  suatu  perairan  yaitu, konsentrasi klorofil-a rendah (≤ 0,2  mg/m³), cukup   (0,2 -0,4   mg/m³), subur    (0,4-2   mg/m³). Pemrosesan data-data  di   atas   dilakukan menggunakan aplikasi Surfer 12.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebaran  klorofil-a  (Chl)  hasil  ekstrak  dari  citra  satelit    Aqua    MODIS    perekaman  dari bulan Juni    tahun 2010     sampai   dengan     bulan   Oktober    2010 di  perairan Aceh memiliki nilai variasi kosentrasi klorofil-a antara 0.08 mg/m-3 sampai dengan 1.20 mg/m-3.
Sebaran  klorofil-a  pada  bulan  Juni  tahun  2010  memiliki  nilai  rata-rata  sebesar  0,26 mg/m-3 dengan nilai kandungan sebaran klorofil-a terendah sebesar  0,8  mg/m-3,  dan  nilai kandungan sebaran klorofil-a tertinggi sebesar 0,90 mg/m-3. Peta karakteristik sebaran klorofil- a bulan Juni 2010 dapat dilihat pada Gambar a.
Sebaran klorofil-a pada bulan Juli tahun 2010 memiliki nilai rata-rata sebesar 0,28 mg/m -3 dengan nilai kandungan sebaran klorofil-a terendah sebesar 0,11 mg/m -3 , dan nilai kandungan sebaran klorofil-a tertinggi sebesar 1,20  mg/m -3 .  Peta karakteristik sebaran klorofil-a bulan Juli 2010 dapat dilihat pada Gambar b.
Sebaran klorofil-a pada bulan Agustus tahun 2010 memiliki nilai rata-rata sebesar 0,26 mg/m -3 dengan nilai kandungan sebaran klorofil-a terendah sebesar  0,8 mg/m -3 ,  dan nilai kandungan sebaran klorofil-a tertinggi sebesar 0,90  mg/m -3 . Peta karakteristik sebaran klorofil-a bulan Agustus 2010 dapat dilihat pada Gambar c.
Sebaran  klorofil-a  pada  bulan  September tahun  2010  memiliki  nilai  rata-rata sebesar  0,18  mg/m -3 dengan  nilai  kandungan  sebaran  klorofil-a terendah  sebesar      0,10 mg/m -3 ,  dan  nilai  kandungan    sebaran  klorofil-a tertinggi  sebesar  0,54  mg/m -3 .  Peta karakteristik sebaran klorofil-a bulan September 2010 dapat dilihat pada Gambar d.
Sebaran klorofil-a pada bulan Oktober tahun 2010 memiliki nilai rata-rata sebesar 0,23 mg/m -3 dengan nilai kandungan sebaran klorofil-a terendah sebesar 0,10 mg/m -3 , dan nilai kandungan sebaran klorofil-a tertinggi sebesar 0,48 mg/m -3 . Peta karakteristik sebaran klorofil- a bulan Oktober 2010 dapat dilihat pada Gambar e.
Gambar.1 Peta Kesuburan Perairan Aceh
e-ISSN  2549-3701
Berdasarkan peta hasil pemetaan sebaran klorofil-a, di perairan Aceh pada bulan Juni 2010 daerah yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur terdeteksi di sepanjang pantai Aceh Besar, Banda Aceh, sebelah  utara kepulauan Sabang dan sekeliling pulo Aceh. Hal ini seperti terlihat pada Gambar 1a. Pada bulan Juli 2010 di perairan Aceh seperti terlihat pada Gambar 1b, daerah yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur terdeteksi di sebelah utara pulo Aceh, di sekitar pantai Banda Aceh, dan di sebagian pantai Aceh Besar.
Pada bulan Agustus  2010 di perairan Aceh memiliki daerah yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur di sepanjang pantai Aceh Besar, Banda Aceh, sebelah utara kepulauan Sabang dan sekeliling pulo Aceh. Hal ini seperti terlihat pada Gambar 1a.      Daerah yang memiliki klorofil-a  dengan kategori subur pada bulan Agustus hampir sama seperti yang terdeteksi pada bulan Juni  2010. Hal ini disebabkan sebaran klorofil-a yang pada bulan Agustus hampir sama dengan sebaran klorofil-a pada bulan Juni.
Pada bulan September 2010 daerah yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur di perairan Aceh seperti yang terlihat pada Gambar 1d terdeteksi          di sekitar ujung pulau Sumatra. Pada bulan Oktober 2010 daerah yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur terdeteksi  di sekitar pantai sebelah selatan Aceh Besar yaitu di sekitar pelabuhan Malahayati.
Kawasan yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur di perairan Aceh lebih banyak terdeteksi pada bulan Juni, Juli, dan Agustus, sedangkan pada bulan September dan Oktober Kawasan yang memiliki klorofil-a  dengan kategori subur di perairan Aceh lebih banyak terdeteksi lebih sedikit hal ini disebabkan  oleh banyaknya area kosong pada citra. Banyaknya area kosong  pada citra disebabkan  oleh tingginya tutupan awan yang ada pada waktu perekaman sehingga informasi yang ada pada citra tidak terbaca.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Kawasan yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur di perairan Aceh lebih banyak terdeteksi pada bulan Juni, Juli, dan Agustus, sedangkan pada bulan September dan Oktober Kawasan yang memiliki klorofil-a  dengan kategori subur di perairan Aceh lebih banyak terdeteksi lebih sedikit. Dapat dikatakan  bahwa perairan Aceh lebih subur pada bulan Juni, Juli, dan Agustus dibandingkan dengan bulan September dan Oktober.
Kawasan yang memiliki klorofil-a dengan kategori subur di perairan Aceh lebih banyak terdeteksi  di sekitar pantai pulo Aceh dan di sekitar ujung pulau Sumatra. Dapat dikatakan bahwa  perairan Aceh lebih subur di sekitar kawasan pantai dibandingkan dengan kawasan lepas pantai.

## 5.2 Saran
Penelitian ini menggunakan citra dengan resolusi yang rendah sehingga banyak piksel yang kosong yang membuat data klorofil-a yang dihasilkan kurang  akurat. Bagi peneliti selanjutnya untuk dapat menggunakan citra yang beresolusi lebih tinggi.
Penelitian ini hanya menggunakan parameter oceanografi klorofil-a dalam memprediksi  tingkat kesuburan perairan. Diharapkan  bagi peneliti selanjutnya untuk dapat menambahkan  parameter  oceanografi yang lain di antaranya suhu permukaan laut, zat tersuspensi, dan arus yang diperlukan.

## Referensi
[1] Sinaga M P. Analisis Hasil Tangkapan Pukat Ikan Kaitannya Dengan Kandungan Klorofil-A dan Suhu Permukaan Laut di Perairan Tapanuli Tengah. Thesis Pada Sek olah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. 2009
[2] Miler L, C  E  D Castillo. Using  Multi-Temporal  MODIS  250  M  Data  To  Calibrate  And Validate  A Sediment Transport Model For Environmental Monitoring Of Coastal Waters. IEEE , 5-19. 2005.
[3] Lillesand T M, Kiefer W R,  Chipman J W. Remote  Sensing  And Image Interpretation. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. 2004.
[4] Annas R. Pemanfaatan  Data Satelit  Modis  Untuk  Menentukan  Suhu  Permukaan  Laut. Skripsi  Pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia. 2009.
[5] Muhammad  Taufik,  Nico  Wiliyanto. Analisa  Persebaran  Klorofil-A  Menggunakan  Citra  Meris  Dan Citra  Aqua  Modis  (Studi  Kasus :  Perairan  Pantai  Banyuwangi). Geoid  Vol.  11  No.  02 ,  199-204. Februari 2016.
[6] Nababan B. Analisis  Sebaran  Konsentrasi  Klorofil-A  Dalam  Kaitannya  Dengan  Jumlah  Hasil Tangkapan  Ikan  Cakalang  Di  Perairan  Binuangeun,  Banten. Skripsi,  Fakultas  Perikanan  Dan  Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Bogor. 2008.
[7] Arafat H  F. Variasi  Distribusi  Spasial  Dan    Temporal  Klorofil-A    Dan    Suhu  Permukaan    Laut Menggunakan      Data      Satelit      Aqua      Modis      Di      Pantai      Barat- Selatan Nanggroe      Aceh Darussalam. Skripsi  Pada   Fakultas  Perikanan   Dan Ilmu Kelautan Institut  Pertanian Bogor. 2012.
[8] Zainuddin M,  A.  Nelwan,  S.  A.  Farhum,  Najamuddin,  M.  A.  I.  Hajar,  M. Kurnia, Sudirman. Characterizing  Potential  Fishing  Zone   Of  Skipjack Tuna  During  The  Southeast Monsoon   In The   Bone   Bay-Flores  Sea   Using Remotely Sensed  Oceanographic  Data. International Journal Of Geosciences, 4, 259-266. 2013.
[9] Andini M R. Interpretasi  Citra Remote Sensing Seawifs Dan Modis Untuk Penentuan Potensi Fishing Ground Di Laut Utara Aceh. Skripsi Pada Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. 2011.
[10] Azis M. Gerak Air Dilaut. Oseana, 31, 9 - 21. 2006.