Abstrak— Kebakaran  hutan  dan  lahan  telah  menjadi  ancaman yang cukup serius bagi masyarakat secara global pada satu dekade terkahir,  hal  ini berkaitan erat dengan rusaknya  lingkungan dan sumber daya alam yang ada di dunia terutama pada Negara tropis yang  memiliki  banyak  hutan  seperti  Indonesia.  Provinsi  Riau merupakan  salah  satu  dari  delapan  provinsi  yang  dinyatakan rawan  terhadap  bencana  kebakaran  hutan.  Dalam  penelitian  ini akan  dilakukan  pengolahan  citra  satelit  dengan  resolusi  spasial yang  berbeda  dan  menggunakan  metode  yang  sama  untuk mendapatkan  hasil  yang  sama  yaitu  area  terbakar.  Citra  yang digunakan adalah citra Landsat 8 dengan resolusi spasial 30 m dan citra MODIS dengan resolusi spasial 250 m menggunakan metode NBR ( Normalized Burned Ratio ). Dengan  membandingkan  kedua data  yang  berbeda  tersebut  maka  dapat  ditentukan  penilaian akurasi dari kedua citra yang memiliki resolusi berbeda. Penilaian akurasi  yang  akan  dicapai  adalah  luasan burned  area  agreement , related comission error, related omission error, independent omission error. Hasil  dari  penelitian  ini  menunjukkan  luas  area  terbakar hasil  klasifikasi citra  Landsat 8 30 m adalah 125.923,790 Hektar, luas  area  terbakar  hasil  klasifikasi  citra  MODIS  250  m  adalah 171.045,154 Hektar. Sedangkan  hasil penilaian akurasi dari citra MODIS  dan  citra  Landsat  8  didapatkan  hasil  luas burned  area agreement 40.200,882  Hektar, related  comission  error 94.633,149 Hektar, related  omission  error 44.744,897    Hektar, independent comission  error 23.165,602  Hektar,  dan independent  ommission error 21.766,780 Hektar.
Kata Kunci— Landsat 8, MODIS, Normalized Burn Ratio

## I. PENDAHULUAN
ADA tahun 2014, sebuah sistem online Global Forest Watch yang menggunakan data dari NASA mendeteksi bahwa Negara Indonesia  telah  kehilangan  hutan  sebanyak  1.490.457  hektar wilayah  hutannya.  Angka  tersebut  meningkat  sejak  tahun  2001 dimana pada tahun tersebut terdapat 745.239 hektar wilayah hutan yang hilang. Penyebab dari hilangnya hutan di Indonesia antara lain karena  adanya  penebangan  hutan  liar,  pembukaan  lahan  maupun kebakaran  hutan.  Kebakaran  hutan  yang  terjadi  pada  tahun  2014 sebagian  besar  terjadi  di  Sumatera  dan  Kalimantan.  Kebakaran hutan  di  Sumatera  dan  Kalimantan  meningkat  sepanjang  musim kemarau sekitar bulan April hingga Oktober. Delapan provinsi di Sumatera  dan  Kalimantan  yang  ditetapkan  sebagai  daerah  rawan kebakaran hutan dan lahan adalah Riau, Jambi, Sumatera Selatan, Lampung,  Kalimantan  Barat,  Kalimantan  Tengah,  Kalimantan Timur  dan  Kalimantan  Selatan  [1].  Salah  satu  provinsi  yang mengalami  kebakaran  adalah  provinsi  Riau.  Pada  tahun  2014,
terdapat  230.139  hektar  hutan  dan  lahan  yang  hilang  akibat kebakaran hutan.
Pengukuran  area  terbakar  secara  langsung  di  lapangan,  selain relatif  mahal,  juga  memerlukan  waktu  yang  lama.  Lebih-lebih dilakukan pada wilayah yang luas dan sulit terjangkau. Salah satu alternatif metode yang dapat dilakukan untuk penyediaan informasi daerah bekas kebakaran hutan dan lahan secara relatif lebih cepat, dapat dilakukan secara serentak pada daerah yang relatif luas dan sulit terjangkau, biaya yang relatif lebih murah serta dengan tingkat akurasi  yang  dapat  dipertanggungjawabkan  adalah  dengan memanfaatkan citra penginderaan jauh [1].
Berdasarkan  hasil-hasil  penelitian  sebelumnya  dapat  diketahui bahwa  data  penginderaan  jauh  yang  digunakan  untuk  analisis burned  area sebagian  besar  berupa  data  optis  dengan  berbagai tingkat  resolusi  spasial  seperti  MODIS,  Landsat,  VIIRS  hingga Ikonos  dan  Quickbird. Burned  area dapat  dianalisis  berdasarkan perubahan  nilai  reflektansi,  indeks  vegetasi,  dan  indeks-indeks lainnya seperti NBR ( Normalized Burn Ratio ) [3]
Dalam  penelitian  ini  akan  dilakukan  pengolahan  citra  satelit dengan  resolusi  spasial  yang  berbeda  dan  menggunakan  metode yang sama untuk mendapatkan hasil yang sama yaitu area terbakar. Citra yang digunakan adalah citra Landsat 8 dengan resolusi spasial 30 m menggunakan metode NBR ( Normalized Burned Ratio ) dan citra MODIS ( Moderate  Resolution  Imaging  Spectroradiometer ) dengan  resolusi  spasial  250  m  menggunakan  metode  NBR ( Normalized Burned Ratio ). Penggunaan citra Landsat 8 dan citra MODIS  dipilih  dengan  mempertimbangkan  kelanjutan  dari penelitian  sebelumnya  karena  kedua  citra  ini  memiliki  resolusi temporal yang tetap dan setiap bulan dapat dilakukan pemantauan lebih  lanjut  serta  memiliki  cakupan  yang  cukup  luas.  Dengan membandingkan  kedua  data  yang  berbeda  tersebut  maka  dapat ditentukan penilaian akurasi dari kedua citra yang memiliki resolusi berbeda. Penilaian akurasi yang akan dicapai adalah luasan burned area  agreement,  related  comission  error,  related  omission  error, independent comission error dan independent omission error .

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  dilakukan  di  Provinsi  Riau.  Secara geografis tertetak pada koordinat antara 1°15’ Lintang Selatan sampai 4° 45’ Lintang Utara atau antara 100°3’ - 109° 19’ Bujur Timur seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

## Studi Akurasi Citra Landsat 8 dan Citra MODIS untuk Pemetaan Area Terbakar (Studi Kasus: Provinsi Riau)
Agita Setya Herwanda, Bangun Muljo Sukojo Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : bangunms@gmail.com
P
Gambar 1. Lokasi penelitian (Sumber : Badan Informasi Geospasial)
B. Data dan Peralatan
a. Data
Data yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini yaitu:
1. Citra MODIS wilayah Provinsi Riau pada tahun 2014
2. Citra Landsat 8 wilayah Provinsi Riau pada tahun 2014
3. Data Hotspot Provinsi Riau pada tahun 2014
4. Data Vektor batas wilayah Indonesia 2010
b. Peralatan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  tugas  akhir  ini yaitu:
1. Perangkat  Lunak  ( sofware )  yang  digunakan  dalam pengerjaan tugas akhir ini antara lain:
i. ArcGIS 10.2.2
ii. Perangkat lunak pengolah citra

## C. Tahap Pengolahan Data
Adapun  tahap  pelaksanaan  penelitian  ini  dapat  dilihat  pada gambar 2.
a. Data
Data-data  yang  akan  diolah  meliputi  data  citra  MODIS  1B, citra Landsat 8 1G dan data hotspot Provinsi Riau tahun 2014. b. Pola sebaran hotspot temporal dan spasial Menentukan  pola  sebaran hotspot secara  temporal  dalam kurun waktu satu tahun dalam bentuk grafik data statistik untuk mendapatkan  bulan  puncak  kebakaran  ( peak  fire )  dan  data spasial hotspot puncak kebakaran. c. Pemilihan citra MODIS dan citra Landsat 8
Citra MODIS dan citra Landsat 8 dipilih masing–masing pada bulan  sebelum  puncak  kebakaran  dan  pada  bulan  sesudah puncak kebakaran di Provinsi Riau tahun 2014.
d. Koreksi geometrik dan koreksi radiometrik
Koreksi geometrik dilakukan pada citra MODIS menggunakan  file  geolokasi  yang  terdapat  pada  citra  dengan metode bow tie dan pada citra Landsat 8 tidak dilakukan koreksi geometric karena  pada  level  1G  sudah  terkoreksi  secara geometric .  Sedangkan  koreksi  radiometrik  dilakukan  untuk mengubah nilai digital number menjadi nilai reflektan.
e. Perhitungan nilai normalized burn ratio Melakukan perhitungan nilai normalized burn ratio pada citra MODIS  dan  citra  Landsat  8  untuk  kemudian  dilakukan klasifikasi area terbakar. Area  terbakar  diidentifikasi berdasarkan nilai threshold ( t ) dimana threshold yang digunakan untuk menentukan area terbakar adalah µ-1σ.
NBR = NIR−SWIR NIR+SWIR (1)
Dimana  NIR  adalah  nilai  reflektansi  band  NIR  ( Near Infrared ) dan SWIR adalah nilai reflektansi band SWIR ( Short Wave Infrared ).
ΔNBR = 𝑁𝐵𝑅 2 − 𝑁𝐵𝑅 1 (2)
Dimana NBR 1 adalah nilai NBR sesaat sebelum terbakar dan NBR 2 adalah nilai NBR sesaat setelah terbakar.
f. Identifikasi Area Terbakar
Area terbakar diidentifikasi berdasarkan model ambang batas ( tresholds )  µ-1σ.  Sebuah  piksel  (Xij)  dinyatakan  sebagai  area terbakar apabila memenuhi persyaratan:
Xij < t BA (3)
Dimana  t BA merupakan  niali  ambang  batas  ( tresholds )  dari suatu piksel yang dinyatakan sebagai area terbakar. g. Pemrosesan Spasial Pemrosesan spasial data antara data area terbakar MODIS 250 m  dan  area  terbakar  Landsat  30  m  untuk  mendapatkan  area burned  area  agreement,  related  commission  error,  related omission  error,  independent  omission  error  dan  independent omission  error lalu  dibuat  grafik  perbandingan  luasnya  pada masing–masing kota di Provinsi Riau.
h. Kartografi Burned area agreement merupakan perpotongan kedua citra area terbakar MODIS 250 m dan citra Landsat 30 m dilakukan
proses  kartografi  untuk  menghasilkan  Peta  Area  Terbakar Provinsi Riau tahun 2014.
Studi Literatur Hotspot Tahun 2014 Provinsi Riau
Pola Sebaran Hotspot Temporal Analisa Periode Puncak Kebakaran Waktu Citra Sebelum Kebakaran Waktu Citra Setelah Kebakaran Data Spasial Hotspot Puncak Kebakaran Pemilihan Citra Modis dann Citra Landsat 8 Citra Modis 1B Sebelum Kebakaran Citra Modis 1B Setelah Kebakaran Citra Landsat 8 1G Setelah Kebakaran Citra Landsat 8 1G Sebelum Kebakaran Koreksi Geometrik Koreksi Radiometrik Mozaicking Citra Layer Stacking CItra Perhitungan Nilai NBR (Normalized Burn Ratio) Scene Citra Hasil Klasifikasi Persebaran Sesuai Tidak Area Terbakar Citra Modis 250 m Area Terbakar Citra Landsat 8 30 m Ya Ya Pemrosesan Spasial Area dan Luasan Burned Area Agreement
Area dan Luasan
Related Omission Error Area dan Luasan Related Comission Error Area dan Luasan Independent Omission Error Area dan Luasan Independent Comission Error Kartografi Peta Area Terbakar Provinsi Riau Tahun 2014 Gambar 2. Tahap pengolahan data

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pola  Sebaran  Hotspot  Temporal  dan  Sebaran  Hotspot
Spasial
Hasil  pola  sebaran hotspot temporal  dihasilkan  dari pengolahan data hotspot secara temporal di Provinsi Riau pada tahun 2014 dari bulan januari s/d desember. Pola sebaran hotspot temporal digunakan untuk menentukan waktu terjadinya puncak kebakaran  ( peak  fire ).  Hasil  pola  sebaran hotspot spasial dihasilkan  dari  pengolahan  data hotspot temporal  yaitu  pada hotspot bulan peak fire , bulan pre peak fire dan bulan post peak fire .  Pola  sebaran hotspot spasial peak  fire nantinya  akan digunakan  untuk  validasi  persebaran  area  terbakar  dan  untuk mengetahui berapa jumlah hotspot pada masing–masing daerah. Gambar 3. Pola sebaran hotspot temporal
Dari  hasil  sebaran hotspot temporal  dapat  diketahui  bahwa titik hotspot tertinggi terjadi pada bulan Maret dengan 3729 titik hotspot dan  bulan  Februari  dengan  2980  titik hotspot .  Maka dapat  disimpulkan  bahwa  kebakaran  telah  terjadi  pada  bulan Februari hingga Maret pada tahun 2014. Dari data tersebut maka ditentukan  bulan  puncak  kebakaran  ( peak  fire )  terjadi  pada bulan  Februari  dan  Maret  tahun 2014. Sedangkan untuk bulan sebelum  puncak  kebakaran  ( pre  peak  fire )  terjadi  pada  bulan januari  tahun  2014  dan  bulan  setelah  puncak  kebakaran  ( post peak fire ) terjadi pada bulan april tahun 2014.
Gambar 4. Hotspot spasial Januari 2014
Gambar 5. Hotspot spasial Februari 2014 Gambar 6 . Hotspot spasial Maret 2014
Gambar 7. Hotspot spasial April 2014
Tabel 1. Hotspot spasial peak fire bulan Maret 2014
Kabupaten/Kota Jumlah Hotspot Bengkalis 875 Indragiri Hilir 232 Indragiri Hulu 39 Kampar 2 Dumai 1.469 Pelalawan 173 Rokan Hilir 297 Siakk 706 Jumlah 3.793
Berdasarkan  hasil  sebaran hotspot spasial  dapat  diketahui bahawa titik hotspot dengan jumlah terbesar terletak pada Kota Dumai dengan jumlah 1469 titik, Kabupaten Bengkalis dengan 875 titik dan Kabupaten Siakk dengan 706 titik.
B. Penentuan Ambang Batas (Tresholds) Area Terbakar
Nilai ambang batas dihasilkan dari perhitungan nilai rata–rata (µ) dan standar deviasi (σ) dari hasil pengolahan citra Landsat 8 dan  citra  MODIS  menggunakan  algoritma Normalized  Burn Ratio .  Nilai  ambang  batas  ( tresholds )  yang  akan  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  µ-1σ.  Berikut  adalah  tabel  hasil pengolahan  ambang  batas  yang  akan  digunakan  untuk mengidentifikasi area terbakar:

## Tabel 2.
Nilai rata–rata dan standar deviasi indeks NBR
NBR Pre Fire NBR Post Fire Citra µ σ µ σ Landsat 8 -0,00414 0,45914 0,31942 0,56112 MODIS 0,59967 0,12030 0,61343 0,11045
Tabel 3. Perubahan nilai rata–rata dan standar devias i NBR Perubahan Citra µ σ Landsat 8 0,32356 0,10198 MODIS 0,01376 -0,00986 Tabel 4. Nilai ambang batas Ambang Batas (µ-1σ) Citra Nilai Perubahan Landsat 8 -0,24170 0,22158 MODIS 0,50298 0,02362

## C. Luas Area Terbakar Citra MODIS dan Citra Landsat 8
Berdasarkan  hasil  klasifikasi normalized  burn  ratio dengan model threshold µ-1σ  pada  citra  MODIS  dan  citra  Landsat  8 didapatkan hasil area terbakar sebagai berikut.
Gambar 8. Area terbakar citra MODIS 250 m

## Gambar 9. Area terbakar citra Landsat 8 30 m
Dari hasil identifikasi area terbakar pada kedua citra tersebut, maka  didapatkan  perbedaan  hasil  luasan  area  terbakar  pada masing–masing  daerah  dan  hasil  luasan  area  terbakar  seluruh Provinsi  Riau.  Luas  area  terbakar  Provinsi  Riau  pada  citra MODIS  adalah  171045.154  Ha  sedangkan  luas  area  terbakar pada citra Landsat 8 adalah 125923.790 Ha. Berikut adalah tabel perbandingan luas area terbakar pada masing – masing daerah:
Gambar 10. Perbandingan luasan area terbakar
Tabel 5. Luasan Area Terbakar Tiap Kabupaten dan Kota Kabupaten MODIS 250 m (Ha) Landsat 30 m (Ha) Bengkalis 58.502,386 40.011,077 Dumai 15.791,747 13.056,898
Indragiri Hilir 5.724,162 677,985 Indragiri Hulu 808,929 105,465 Kampar 939,219 226,457 Kuantan Singingi 1.881,651 0 Karimun 0 0 Pekan Baru 0 0 Pelalawan 21.546,530 15.222,864 Rokan Hilir 8.314,721 9.577,771 Rokan Hulu 281,250 47,950 Siak 55.611,228 27.806,299

## D. Penilaian Akurasi
Penilaian  akurasi  dilakukan  dengan  membandingkan  data hasil  klasifikasi  area  terbakar  dari  citra  satelit  resolusi  rendah terhadap  hasil  delineasi  maupun  klasifikasi  area  terbakar  dari citra satelit resolusi yang lebih baik.
Burned  area  agreement merupakan  area  terbakar  yang disetujui  dari  perpotongan  hasil  klasifikasi  area  terbakar  citra satelit dan area terbakar referensi dan dinyatakan sebagai batas akurat perimeter api [2]. Secara umum burned area agreement merupakan  area  hasil  klasifikasi  daerah  terbakar  yang  saling berpotongan  satu  sama  lain  antara  kedua  citra  yang  memiliki resolusi yang berbeda.
Related  omission  error merupakan  area  terbakar  dari  area terbakar referensi yang berkaitan dengan batas akurat perimeter api [2].
Related commission error merupakan area terbakar dari hasil klasifikasi area terbakar citra satelit yang berkaitan dengan batas akurat perimeter api [2].
Unrelated  omission  error :  area  terbakar  dari  area  terbakar referensi yang tidak berkaitan dengan perimeter api [2].
Unrelated  commission  error :  area  terbakar  dari  klasifikasi area terbakar citra satelit yang tidak berkaitan dengan perimeter api [2].
Dari  hasil  pemrosesan  spasial  didapatkan  hasil  sebagai berikut:
Gambar 11. Penilaian akurasi
Dimana: BAA = burned area agreement RCE = related commission error ROE = related omission error ICE = independent commission error IOE = independent omission error Dari  hasil  data  diatas  apabila  ditampilkan  dalam  tabel  maka dapat diketahui luasan masing–masing sebagai berikut:
Tabel 5. Luasan penilaian akurasi Hektar BAA 40.200,882 RCE MODIS 94.633,149 ROE Landsat 8 44.744,897 ICE MODIS 23.165,602
IOE Landsat 8 21.766,780
Gambar 12. Peta penilaian akurasi

## Gambar 13. Peta area terbakar Provinsi Riau IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Luas  area  terbakar  hasil  klasifikasi  citra  Landsat  8  30  m adalah  125.923,790  Hektar  dengan  nilai  luasan  terbesar berada  pada  Kabupaten  Bengkalis  dengan  area  terbakar seluas  40.011,077  Hektar  dan  nilai  luasan  terkecil  berada pada Kabupaten Rokan Hulu seluas 47,950 Hektar b. Luas  area  terbakar  hasil  klasifikasi  citra  MODIS  250  m adalah  171.045,154  Hektar  dengan  nilai  luasan  terbesar berada  pada  Kabupaten  Bengkalis  dengan  area  terbakar seluas  58.502,386  Hektar  dan  nilai  luasan  terkecil  berada pada Kabupaten Rokan Hulu seluas 281,250 Hektar.
c. Berdasarkan  hasil penilaian akurasi dari  citra  MODIS dan citra Landsat 8 didapatkan hasil luas burned area agreement 40.200,882  Hektar, related  comission  error 94.633,149 Hektar, related  omission  error 44.744,897    Hektar, independent  comission  error 23.165,602  Hektar,  dan independent ommission error 21.766,780 Hektar.
Saran  yang dapat diambil dari penelitian  ini adalah sebagai berikut:
a. Untuk  pemetaan  area  terbakar  skala  Provinsi,  lebih  baik digunakan  citra  MODIS.  Hal  ini  dikarenakan  daerah cakupan  cukup  luas  dengan  resolusi  spasial  250  m  dan resolusi  temporal  1  hari  sehingga  cukup  sesuai  untuk pemantauan area terbakar.

## V. PENUTUP
Penulis  menyadari  bahwa  laporan  ini  masih  banyak kekurangan  baik  dalam  penulisan  maupun  isi  dari  laporan  ini, karena  itu  kami  sangat  mengharapkan  saran  dan  kritik  yang membangun  guna  perbaikan  kelak.  Akhir  kata,  penulis menyampaikan banyak terima kasih.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Suwarsono. 2013. Pengembangan Model Identifikasi Daerah Kebakaran Hutan  dan  Lahan  (Burned  area)  Menggunakan  Citra  MODIS  di Kalimantan . Jakarta: Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional.
[2] Olivia, Patricia., 2011. Burned area  mapping  with  MERIS  post-fire image . USA: University of Maryland.
[3] Suwarsono. 2012. Daerah Kebakaran Hutan dan Lahan (Burned area) di Kalimantan. Jakarta: FMIPA Universitas Indonesia.