## EVALUASI JUMLAH AREA DAN SEBARAN  SEMBURAN LUMPUR DI WILAYAH BENCANA LUMPUR PORONG SIDOARJO DENGAN CITRA SATELIT MULTITEMPORAL

## Teguh Hariyanto dan Hepi Hapsari Handayani
Program Studi Teknik Geomatika FTSP-ITS, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya, 60111

## Abstrak
Pada tanggal 29 Mei 2006, di Desa Renokenongo, Kecamatan Porong, Kabupaten Sidoarjo, muncul semburan lumpur yang lokasinya berada sekitar 150 m  dari lokasi eksplorasi sumur Banjarpanji #1. Semburan lumpur panas di lokasi sudah berlangsung 65 bulan, tetapi proses penutupan lubang semburan lumpur panas belum juga berhasil. Semburan lumpur ini tiap harinya semakin besar. Perhitungan volume lumpur yang keluar setiap harinya merupakan parameter penting  dalam  menentukan  skenario  jika  lumpur  tidak  dapat  dihentikan  seterusnya.  Dari  data  yang  diambil  pada tanggal  yang  berbeda  dengan  citra  resolusi  tinggi  maka  diharapkan  dapat  memonitoring  sebaran  lumpur  serta prediksi yang tepat jumlah lumpur yang keluar setiap harinya dengan tepat dan pedugaan untuk waktu selanjutnya.
Tahap pengolahan citra meliput proses koreksi geometrik, interpretasi citra, dan klasifikasi citra. Citra yang digunakan adalah  citra  multispektral  Ikonos  dan  GeoEye  dengan  resolusi  sekitar  2,4  m.  Citra  tersebut  diambil  multitemporal yaitu pada bulan Juni, Agustus, dan Oktober 2011. Proses koreksi geometrik menggunakan titik kontrol tanah hasil pengukuran GPS geodetik.
Hasil dari koreksi geometrik yaitu RMSe rata-rata sebesar 0,078 piksel. Klasifikasi yang digunakan adalah supervised menggunakan metode mahalanobis dan maximum likelihood. Dari kedua metode tersebut tidak terdapat perbedaan signifikan pada luas area tiap-tiap kelas. Dari hasil klasifikasi ketiga citra tersebut, dapat disimpulkan bahwa luas area lumpur tidak mengalami penurunan yang berarti dan sebaran lumpur mengarah ke Barat dan Utara.
Kata kunci : citra resolusi tinggi,interpretasi dan klasifikasi citra, multitemporal,sebaran lumpur.

## PENDAHULUAN
Pada tanggal 29 Mei 2006, di Desa Renokenongo, Kecamatan  Porong,  Kabupaten  Sidoarjo,  muncul semburan  lumpur  yang  lokasinya  berada  sekitar 150  m    dari  lokasi  eksplorasi  sumur  Banjarpanji #1.  Debit  semburannya  pada  saat  ini  adalah sekitar 120.000 m3/hari (Teguh, 2007), dan debit tersebut dapat membesar setiap harinya. Luberan lumpur telah menenggelamkan rumah, bangunan sekolah,  bangunan  pabrik  dan  lahan  pertanian yang berada disekitar sumber semburan lumpur.
Pemerintah membentuk Tim
Nasional
Penanggulangan  Semburan  Lumpur  di  Sidoarjo (Timnas  PSLS)  melalui  Keputusan  Presiden No  13 Tahun 2006, September 2006, tepatnya 102 hari setelah  musibah  berlangsung.  Tugas  dari  Timnas adalah melaksanakan instruksi Presiden tentang 7 (tujuh)  langkah  penanganan  musibah  lumpur  di Sidoarjo  yang  diputuskan  pada  Sidang  Kabinet Paripurna 27 September 2006,
Berbagai kegiatan yang dilakukan tim BPLS sampai dengan  saat  ini  bertujuan  untuk  menghambat aliran  dari  pusat  semburan  dengan  membuat tanggul cincin serta mengusahakan aliran lumpur menuju  ke  area  pembuangan  di  Kali  Porong. Dalam mempertahankan ketinggian tanggul cincin dan  tanggul  yang  lainnya  diperlukan  volume urugan  dari  sirtu  yang  sangat  besar  jumlahnya. Hal  ini  dikarenakan  jumlah  volume  lumpur perharinya  antara  100.000  m 3 sampai  dengan 120.000  m 3 serta  adanya  penurunan  di  pusat semburan  atau  tanggul  cincin  sebesar  20  cm  per harinya  (Teguh,  2007/2008).  Pada  setiap  hari tidak  dapat  diprediksi  dengan  tepat  penurunan yang  sangat  ekstrim  pada  pusat  semburan, sehingga sering terjadi tanggul jebol. Berdasarkan pemberitaan di koran Jawa Pos tanggal 18 Maret 2009,  tanggul  cincin  sudah  sangat  susah  untuk dipertahankan,  artinya  faktor  penurunan  tanah yang sifatnya ekstrim sudah mengalami perluasan area  dari  pusat  semburan.  Hal  ini  akan membahayakan fasilitas infrastruktur yang ada di sekitar wilayah tersebut.
Semburan  lumpur  panas  di  lokasi  sudah berlangsung  65  bulan,  tetapi  proses  penutupan lubang  semburan  lumpur  panas  belum  juga berhasil.  Semburan  lumpur  ini  tiap  harinya semakin  besar.  Perhitungan  volume  lumpur yang keluar  setiap  harinya  merupakan  parameter penting  dalam  menentukan  skenario  jika  lumpur tidak dapat dihentikan seterusnya. Dari data yang diambil  pada  tanggal  yang  berbeda  dengan  citra resolusi tinggi maka diharapkan dapat memonitoring sebaran lumpur serta prediksi yang tepat  jumlah  lumpur  yang  keluar  setiap  harinya dengan  tepat  dan  pedugaan  untuk  waktu selanjutnya. Kegiatan penelitian yang dilakukan ini akan  menunjang  dalam  pengelolaan  bencana lumpur  di  Porong  Sidoarjo  dalam  jangka  waktu yang  panjang,  karena  diperkirakan  oleh  para  ahli geologi  bahwa  semburan  lumpur  akan  berakhir pada 20 tahun lagi.
Lokasi  penelitian  ini  mengambil  studi  di  daerah
Lumpur Sidoarjo yang terletak Dusun
Balongnongo  Desa  Renokenongo,  Kecamatan Porong, Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur.

## Gambar 1 Lokasi Penelitian

## METODOLOGI PENELITIAN
Data  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian  ini diantaranya adalah Data citra satelit Ikonos bulan Juni, Agustus, Oktober 2011
Perangkat  keras  (Hardware)  yang  digunakan adalah Notebook, Kamera  digital, GPS  handheld navigasi,  Total  Station,  GPS Geodetik.  Sedangkan perangkat  lunak  (Software)  yang  digunakan berupa Autodesk  Land  Desktop  2004 dan Er Mapper 7.0 .

## Tahap Pengolahan Data
Tahapan dalam pengolahan data ini adalah:

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Klasifikasi Mahalanobis
Dalam  statistik,  jarak  Mahalanobis  adalah pengukuran jarak yang diperkenalkan pada tahun 1936.  Hal  ini  didasarkan  pada  korelasi  antara variabel  dengan  pola  yang  berbeda  yang  dapat diidentifikasi  dan  dianalisis.  Nilai  ini  digunakan untuk  mengukur  pengukur  kesamaan  suatu sampel dengan ditetapkan satu sampel ditetapkan
Gambar 2  Tahap Pengolahan Data Lokasi Penelitian Mulai
Citra Satelit Ikonos Juni 2011 Citra Satelit Ikonos Agustus 2011 Citra Satelit Ikonos Oktober 2011 Koreksi Geometrik RMS ≤1 Citra Terkoreksi GCP hasil pengukuran GPS geodetik Interpretasi Visual Klasifikasi citra Peta Sebaran Lumpur Citra Terklasifikasi Uji Ketelitian ≥80% Ground Truth
untuk  satu  diketahui.  Secara  formal,  jarak Mahalanobis  dari  sebuah  vektor  multivariat  x  = (x 1 , x 2, x 3 , …x N ) T dari sekelompok nilai dengan μ = (μ 1 ,  μ 2, μ 3 ,  …,  μ N ) T dan  kovarians  matriks  S didefinisikan sebagai:
DM (x) =

## Maximum Likelihood
Klasifikasi  maximum  likelihood  adalah  metode parameter  yang  menggunakan  fungsi  distribusi kemungkinan normal (Gaussian) untuk menentukan  fungsi  distribusi  dan  sejumlah  set training  piksel  yang  telah  diketahui  kelasnya. Piksel-piksel  lain  yang  belum  diketahui  kelasnya ditetapkan  termasuk  salah  satu  dari  kelas-kelas training  sample  berdasarkan  kemungkinan terbesar (klasifikasi Bayes)

## Koreksi Geometrik
Koreksi  geometrik  dilakukan  pada  citra  Ikonos bulan  Juni  menggunakan  GCP  (ground  Control Point)  hasil  pengukuran  GPS  geodetik  sebagai acuan.  RMS  yang  dihasilkan  harus  kurang  atau sama  dengan  1  piksel.  Apabila  syarat  tersebut belum  memenuhi,  maka  harus  dilakukan  proses koreksi  geometrik  kembali  dengan  pengulangan pada tahap interpretasi visual, karena dimungkinkan ada kesalahan dalam
menempatkan posisi yang sesuai dengan GCP. Tabel berikut adalah nilai RMSe dari 18 GCP yang digunakan dalam proses koreksi geometrik citra Ikonos bulan Juni.

## Tabel 1. Tabel RMSe hasil koreksi geometrik pada
citra Ikonos bulan Juni
Rata 2 RMSe  dari  proses  koreksi  geometrik tersebut sebesar 0,078 piksel.
Koreksi geometrik yang dilakukan pada citra bulan Agustus  dan  Oktober  menggunakan  metode image  to  image ,  dimana  citra  bulan  Juni  yang telah terkoreksi digunakan sebagai acuan.

## Ground Truth
Cek lapangan dilakukan untuk mengevaluasi batas wilayah yang telah ditentukan dan melihat kondisi tanggul terkini
Gambar 3 Daerah Timur Laut tanggul, terlihat lumpur mulai mongering
Gambar 4 Daerah Tenggara tanggul, terlihat lumpur benar-benar kering
Gambar 5 Daerah Utara tanggul, terlihat lumpur mulai mongering

## .
Gambar 6 Daerah Selatan tanggul, terlihat lumpur benar benar kering
Dari  hasil  cek  lapangan  terlihat  bahwa  tanggul bagian  utara,  dan  timur  mulai  mongering, sedangkan  pada  bagian  selatan  benar 2 kering. Adapun  tanggul  bagian  barat  masih  tetap  berair dan berlumpur.

## Klasifikasi Citra
Citra bulan Juni diklasifikasi supervised menggunakan metode mahalanobis dan maximum likelihood. Hasil dari klasifikasi tersebut pada gambar di bawah ini
Gambar 7 Citra bulan Juni 2011 terklasifikasi supervised metode mahalanobis
Gambar 8 Citra bulan Juni 2011 terklasifikasi supervised metode maximum likelihood
Adapun  luasan  dan  kelas  dari  klasifikasi  tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel  2.  Kelas  dan  luas  area  hasil  klasifikasi supervised.
Apabila  dilihat  sebaran  lumpur  tiap  kelas  pada citra  secara  visual,  tidak  terlihat  perbedaan signifikan  antara  hasil  klasifikasi  menggunakan metode  mahalanobis  dan  maximum  likelihood. Hanya  pada  dua  area  di  dalam  daerah  lingkaran seperti  yang  terlihat  pada  gambar  7  dan  8 terdapat  perbedaan.  Pada  lingkaran  1  luas  area yang  mongering  untuk  metode  mximum likelihood  tampak  lebih  tersebar  dan  meluas  ke utara disbanding pada metode mahalanobis. Dan pada lingkaran 2 terlihat jelas untuk daerah yang berair  hasil  metode  mahalanobis  lebih  luas disbanding  dengan  hasil  dari  metode  maximum likelihood.
Ditinjau  dari  luas  area  yang  dihasilkan  2  metode tersebut, perbedaan yang signifikan tampak pada luas  dari  daerah  lumpur  berair  dan  lumpur  hasil semburan.  Karena  pada  dua  kelas  tersebut mempunyai  pattern  yang  tampak  sama  sehingga kedua metode yang berbasis threshold menghasilkan luas yang berbeda. Klasifikasi Warna Luas area dalam ha (mahalanobis) Luas area dalam ha (maximum likelihood) Air Berlumpur 17,141 18,097 Lumpur Berair 258,155 250,148 Lumpur Baru Mengering 75,700 76,901 Lumpur Mengering 89,989 89,962 Lumpur Hasil Semburan 624,283 630,160
1 2 1 2
Perubahan  dan  Sebaran  Lumpur  Citra  Juni- Agustus

## Lumpur dari citra bulan Juni

## Lumpur dari citra bulan Agustus
Luas  Lumpur  Semburan  hasil  Agustus  2011 mengalami  penurunan  sebesar  34.304  m 2 dari luas  bulan  Juni  2011.  Perubahan  arah  aliran  dan luasan  lumpur  antara  bulan  Juni-Agustus  2011 dominan  ke  arah  Barat  Daya  115.949  m 2 dan  ke arah Tenggara sebesar 105.132 m 2 .
Citra Agustus-Oktober
Lumpur dari citra bulan Agustus
Lumpur dari citra bulan Oktober
Luas  Lumpur  Semburan  hasil  Oktober  2011 mengalami  pertambahan  sebesar  7.662  m 2 dari luas  bulan  Agustus  2011.  Perubahan  arah  aliran dan luasan lumpur antara bulan Agustus - Oktober 2011 dominan menuju ke arah Barat dan Selatan yaitu  sekitar  Area  158.043,070  m 2 dan  4049,240 m 2

## Citra Juni- Agustus-Oktober
Dari ketiga citra di atas yaitu bulan Juni, Agustus, dan  Oktober  terlihat  bahwa  dalam  periode  satu tersebut sebaran lumpur cenderung mengarah ke Utara  dan  Barat  dengan  perubahan  luasan  yang tidak signifikan.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  klasifikasi  supervised  menggunakan metode  mahalanobis  dan  maximum  likelihood tidak  terdapat  perbedaan  signifikan  dalam  kelas- kelas klasifikasi.
Selama  periode  Juni-Oktober,  tidak  terdapat perubahan  luas  yang  berarti  di  area  semburan lumpur.
Selama  periode  Juni-Oktober,  sebaran  lumpur cenderung mengarah ke Barat dan Utara.

## DAFTAR PUSTAKA
Purwadhi,  F.  Hardiyanti,  Sri.  2001. Interpretasi Citra Digital . PT. Gramedia, Jakarta
Lillesand,  Kiefer.  1994. Penginderaan  Jauh  dan Interpretasi  Citra. Gadjah  Mada  University Press, Yogyakarta
Jensen,  John,  R.  1996. Introductory Digital  Image
Processing  A  Remote  Sensing  Prespective, second  edition .  Prantice  Hall  Upper  Saddle River, New Jersey
Konecny  G,Lehmann  G,  1984  , Photogrammetrie , Walter de Gruyter, Berlin Newyork.
Teguh  H,  2005, Photogrammetri  I,  Diktat  Kuliah , Teknik Geomatika FTSP-ITS,Surabaya

## LAMPIRAN
Data citra satelit Ikonos bulan Juni
Data citra satelit Ikonos bulan Agustus
Data citra satelit Ikonos bulan Oktober 2011