## STUDI PEMETAAN PEMUTIHAN TERUMBU KARANG DENGAN CITRA RESOLUSI TINGGI (Studi Kasus :Perairan PLTU Paiton Probolinggo)
STUDY OF CORAL BLEACHING MAPPING USING HIGH RESOLUTION IMAGES (A case study: The Water Area of PLTU Paiton Probolinggo)
Lalu Muhamad Jaelani 1 , Zulfahmi Afifi 1
1 Jurusan Teknik Geomatika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Email: lmjaelani@geodesy.its.ac.id

## Abstrak
Pada  bulan  Mei  2010,  naiknya  suhu  di  laut  Andaman  menyebabkan  banyak  wilayah  perairan  Indonesia  mengalami kenaikan suhu  4°C. Hal ini memicu terjadinya pemutihan karang di beberapa perairan di Indonesia, salah satunya di Pantai  Probolinggo.Pantai  Probolinggo  merupakan  pantai  yang  memilki  sumber  daya  terumbu  karang  yang  sangat indah, dan salah satunya terletak di area PLTU Paiton.Unit Pembangit Paiton merupakan salah satu pembangkit yang dimilki oleh PT. PJB yang digunakan untuk menyuplai sebagian besar listrik di Jawa dan Bali.PLTU Paiton ini didirikan di tepi  pantai  Probolinggo  yang  memiliki  sistem  sirkulasi  pendinginan  langsung  dari  laut.Pemetaan  pemutihan  karang dengan  metode  penginderaan  jauh  dengan  data  lapangan  dilakukan  untuk  mendeteksi  luasan  daerah  yang mengalami  pemutihan  karang.Citra  yang  digunakan  adalah  WorldView-2  dengan  pemrosesan  dilakukan  pada  kanal biru  dan  kanal  hijau  yang  memilki  penetrasi  pada  kedalaman  air.Koreksi  kolom  air  dilakukan  untuk menghilangkan pengaruh  kedalaman.  Klasifikasi  supervisi  dilakukan  untuk  mendapatkan  spot  yang  diduga  mengalami  pemutihan karang.  Hasil  klasifikasi  menunjukan  total  luasan  karang  yang  mengalami  pemutihan  dari  lima  titik  pengamatan lapangan  (masing-masing  titik  100 m 2 )  sebesar  ±  726 m 2 .  Fenomena  pemutihan  karang  didaerah  perairan  PLTU  ini disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu pemanasan suhu permukaan air laut dan aktifitas dari PLTU Paiton sendiri. Adanya  aktifitas  pengerukan  untuk  pembangunan  unit  pembangkit  baru  dan  aktifitas  pembuangan  air  hasil  proses PLTU  turut  menyumbang  penyebab  pemutihan  selain  disebabkan  oleh  kenaikan  suhu  permukaan  air  laut  sebesar ±2°C.
Kata Kunci: kenaikan suhu, pemutihan karang, PLTU Paiton, WorldView-2

## Abstract
The rising temperature of Andaman Sea in May 2010 causing many Indonesia’s waters experienced 4°C temperature rise.  This  phenomena  triggers  coral  bleaching  in  many  Indonesia’s  coastal  area,  one  of  them  is  Probolinggo  beach. Probolinggo beach is a beach with very fascinating coral reefs, one of them is located near Paiton Power Plant area. Paiton plant unit is a power plant that is owned by PT. PJB which used to supply almost three of fourth part of the electricity  in  Java  and  Bali.  PLTU  Paiton  is  established  at  the  seaside  of  Probolinggo  beach,  which  has  a  coolant circulation system located adjacent to the sea. Coral bleaching mapping with remote sensing method with in situ data was used to detect the extent of areas experiencing coral bleaching. WorldView-2 Satellite Imagery was used with the processing performed on the blue bands and green bands which has the depth of water penetration. Water column correction is done to eliminate the effect of depth. Supervision classification is performed to get the alleged spot of coral  bleaching.  Classification  results  showed  that  the  total  area  of  the  bleached  corals  from  the  five-point  field observations with area of each point is 100 𝑚 2 is ± 726 𝑚 2 .The coral bleaching phenomenon in Paiton’s Power Plant coastal waters is caused by two main factors, the former is the rise of sea surface temperatures and the latter is the activity  of  Paiton  itself.  Dredging  activities  for  the  construction  of  new  generating  units  and  water  discharge processing activities plant added the negative effect for the bleaching, aside from rising sea surface temperatures of ± 4° C.
Keywords: the rising temperature, coral bleaching, PLTU Paiton, WorldView-2

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Indonesia  adalah  negara  kepulauan  terbesar  di dunia,  terdiri  dari  lebih  17.504  buah  pulau  besar dan  kecil  (Akhmad,  2005),  dengan  panjang  garis pantai mencapai hampir 95.181 km, terpanjang di dunia  setelah  Kanada,  Amerika  Serikat  dan  Rusia yang  dilindungi  oleh  ekosistem  terumbu  karang, ekosistem padang lamun dan ekosistem mangrove.Data  terbaru  tahun  2012  Pusat
Penelitian Oseanografi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) mengungkap Indonesia  merupakan  Negara  yang  memiliki sebagian  besar  persebaran  terumbu  karang  di dunia.
Laut    Indonesia    memiliki    terumbu    karang terluas    di    dunia    yaitu    sebesar    15%    dari seluruh    lautan    di    bumi.  LIPI  juga  mengungkap hanya  5,3%  terumbu  karang  Indonesia  yang tergolong  sangat  baik.  Sementara  27,18%-nya digolongkan  dalam  kondisi  baik,  37,25%  dalam kondisi  cukup,  dan  30,45%  berada  dalam  kondisi buruk.  Bahkan  menurut  Burke,  dkk.  (2002) setengah  abad  terakhir  ini  degradasi  terumbu karang  di  Indonesia meningkat  dari  10%  menjadi 50%.
Menurut  data Coralwatch Indonesia  tahun  2010, pemutihan karang massal telah dilaporkan terjadi di  Karibia,  Maladewa,  India,  Sri  Lanka,  Burma, Thailand,  Singapura,  Malaysia,  dan  di  berbagai bagian  Afrika  Timur.  Ini  menunjukkan  bahwa besaran  dan  skala  terjadinya  pemutihan  karang pada  tahun  2010-2011  merupakan  yang  paling parah sejak 1997-1998 dimana 16% dari terumbu karang dunia mati.
Di  Indonesia,  tingginya  suhu  permukaan  laut  di Laut  Andaman  selama  bulan  Mei  (2010)  telah menyebabkan  terjadinya  pemutihan  karang massal di seluruh wilayah tersebut. Menurut situs Coral  Reef  Watch  NOAA ,  suhu  permukaan  laut mencapai  puncaknya  pada  27  Mei  2010  yaitu 34°C, atau 4°C lebih tinggi dari rata-rata selama ini pada  waktu  yang  sama.  Pemutihan  massal  juga dilaporkan  terjadi  di  berbagai  wilayah  di Indonesia, dari Padang, Sumatra, Taman Nasional Kepulauan Seribu di Jawa, Kupang di Timor Barat, hingga Teluk Tomini di Sulawesi.
Salah  satu  bentuk  kerusakan  terumbu  karang massal  yang  terdeteksi  adalah  di  Perairan  PLTU Paiton,  Probolinggo,  Jawa  Timur.  Penyebab terjadinya  pemutihan  karang    di  daerah  ini disebabkan  oleh  faktor  pemanasan  global  yang terjadi  pada  tahun  yang  sama.  Pemetaan pemutihan karang di wilayah ini dilakukan dengan metode remote  sensing dengan  menggunakan citra  satelit WorldView-2 yang  bertujuan  untuk mengidentifikasi spot terumbu  karang  yang mengalami  pemutihan  dan  hasilnya  akan  dipakai untuk  memprediksi  fenomena  yang  sama  jika terjadi  dimasa  mendatang,  sehingga  akan menghasilkan prioritas pengelolaan dan penanganan yang tepat.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Data Dan Peralatan
- Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Data analisa pengamatan lapangan berupa  data  LIT  (Line  Intercept  Transect) bulan Juni tahun 2010
2. Data  citra  satelit  WorldView-2  wilayah PLTU Paiton akusisi 2 Agustus 2010
- Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Perangkat  keras  berupa  Laptop  Lenovo G470
2. Perangkat  lunak  VISAT  5.0  dan  ArcGIS 10.2.2

## Metode Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  berada  di  wilayah  perairan PLTU  Paiton,  Probolinggo,  Jawa  Timur.Daerah  ini merupakan  daerah  yang  unik  dimana  terumbu karang  bisa  hidup  di  lingkungan  yang  memiliki suhu  yang  cenderung  tinggi  dan  banyak diantaranya yang mengalami pemutihan.
Metode  penginderaan  jauh  dilakukan  untuk mengidentifikasi  spot  dugaan  karang  yang mengalami  pemutihan.  Data  primer  berupa  citra WorldView-2 dan data sekunder berupa data analisa Line Intercept Transect ( LIT ) daerah perairan  PLTU  Paiton  diolah  untuk  mendapatkan spot tersebut.
Kalibrasi  radiometrik  dilakukan  pada  citra  untuk mengkonversi  nilai  DN  ( Digital  Number )  citra  ke nilai radian
BOA ( Bottom of Atmosphere ).Selanjutnya koreksi atmosfer dilakukan untuk menghilangkan pengaruh aerosol permukaan  pada  daerah  penelitian  yang  memilki aerosol  dari  aktivitas  PLTU  Paiton  itu  sendiri. Proses  pengolahan  citra  ini  dapat  dilihat  pada diagral alir dibawah ini :
Selanjutnya  algoritma Lyzenga diterapkan  untuk melakukan  koreksi  kolom  air.  Hal  ini  bertujuan agar  efek  kedalaman  air  menghilang  dan  bisa dilakukan  proses  selanjutnya  yaitu  proses klasifikasi.  Proses  klasifikasi  dilakukan  untuk mengidentifikasi  spot  dugaan  terjadinya  karang yang  mengalami  pemutihan.  Dari  hasil  klasifikasi ini dilakukan proses analisa dan pembuatan peta
persebaran pemutihan karang di akhir proses.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses kalibrasi radiometrik dan koreksi atmosfer dilakukan pertama kali untuk mengolah data citra. Pertama  dilakukan  proses  konversi  dari  nilai  DN
citra  ke  radian  TOA  (Top  Of  Atmosphere). Selanjutnya  dilakukan  proses  koreksi  atmosfer dengan model 6S ( Second Simulation of a Satellite Signal  in  the  Solar  Spectrum ).  Parameter  kondisi cuaca  disesuaikan  dengan  keadaan  saat  akusisi citra.Hasil  dari  6S  ini  adalah  koefisien  untuk konversi  ke  nilai  reflektan  permukaan  yang selanjutnya  menghasilkan  hasil  akhir  nilai  radian BOA yang digunakan untuk pengolahan algoritma Lyzenga .  Untuk  membuktikan  proses  kalibrasi radiometrik  dan  koreksi  atmosfer  berhasil  sesuai dengan karakteristik kanal, maka dibuatlah uji titik sampel untuk  melihat nilai spektral pada masing- masing kanal.
Hasil  dari  titik  sampel  tersebut  menunjukan  nilai yang  sesuai  dengan  karakteristik  masing-masing kanal  saat  melakukan  penetrasi  kedalam  air, dimana  pada  kanal  biru  dan  hijau  menunjukan nilai  yang  cenderung  tinggi  karena  dipantulkan oleh  air.Sedangkan  kanal  merah  dan  NIR1 cenderung  memiliki  nilai  yang  rendah  karena gelombangnya diserap oleh air.
Selanjutnya  algoritma  Lyzenga  diterapkan  untuk melakukan  koreksi  kolom  air  dengan  Pers  (1) dibawah ini :
Dimana nilai ki/kj didapatkan dari Pers (2)
𝑘𝑖 𝑘𝑗 =  𝛼 +   𝛼 2 + 1 (2)
mencari nilai a digunakan Pers(3) dengan mencari
Gambar 2.Diagram pengolahan citra
Gambar 1.Lokasi Penelitian (sumber : Citra
WorldView-2 RGB 321)
Gambar 3.Titik sampel uji spektral
Gambar 4. Nilai Reflektan pada titik sampel
𝑌 =  𝑙𝑛 𝐵𝑎𝑛𝑑1   + 𝑘𝑖 𝑘𝑗 𝑙𝑛 𝐵𝑎𝑛𝑑2 (1)
dahulu nilai varian dan  kovarian dari kanal 1 dan kanal 2.

## 𝛼 = 𝑉𝑎𝑟 𝐵𝑎𝑛𝑑 1 – 𝑉𝑎𝑟 𝐵𝑎𝑛𝑑 2 2 𝑥 𝐶𝑜𝑣𝑎𝑟 𝐵𝑎𝑛𝑑 1 𝐵𝑎𝑛𝑑 2 (3)
Untuk  membuktikan  algoritma  ini  berhasil mengoreksi  kedalaman  air,  maka  dibuat  garis transek  dari  darat  ke  laut  untuk  menampilkan profile plot nilai dari citra.
Hasil profile  plot menunjukan  kedua  kanal semakin menurun seiring bertambahnya kedalaman.  Hal  ini  menunjukan  masih  adanya pengaruh  kedalama  pada  kanal.  Sedangkan gambar  7  menunjukan profile plot setelah proses koreksi  kedalaman  dengan  algoritma Lyzenga . Gambar  menunjukan  adanya  nilai  positif  pada garis  yang  menandakan  pengaruh  kedalaman  air menghilang.
Gambar 7.Hasil Profile Plot Dari Nilai Lyzenga
Akan  tetapi  proses  algoritma  pada  perairan  ini tidak  mempunyai  pengaruh  untuk  klasifikasi karena karakteristik  dari perairan PLTU Paiton ini berupa  lereng  yang  curam  dan  tidak  mempunyai kedalaman  yang  bervariasi,  sehingga  objek perairain dangkal terutama karang yang mengalami pemutihan tetap tidak bisa terlihat. Untuk  proses  klasifikasi,  metode  supervisi dilakukan  karena  faktor  klasifikasi  objek  secara visual  tidak  dapat  dilakukan.  Selain  itu  algoritma Lyzenga juga  tidak  bisa  memberikan  pengaruh yang  cukup  banyak  untuk  proses  klaisifikasi ini.Untuk  memperoleh  nilai  batas  antar  kelas klasifikasi,  dibuatlah  garis  transek  pada  titik mercusuar yang memilki tutupan karang tertinggi dari semua titik untuk mendapatkan nilai spektral kelas.Titik  yang  diduga  mengalami  pemutihan karang  ditandai  dengan  adanya  fluktuasi  nilai  di sepanjang garis transek.
Berikut adalah gambar profile  plot  dari  nilai garis transek pada gambar 8dibawah.
Gambar 8. Garis Transek di Titik Mercusuar
Gambar 5.  Garis transek untuk profile plot
Gambar 6.Hasil Profile Plot Garis Transek Untuk
Kanal Biru dan Hijau
Garis  transek  juga  dilakukan  pada  beberapa sampel  kelas  seperti  pasir  dan  serta  lautan.  Hasil klasifikasi membagi menjadi 4 kelas, yaitu lautan, karang hidup, titik karang yang diduga mengalami pemutihan, dan pasir. Perhitungan luas titik yang diduga  mengalami  pemutihan  dilakukan  pada luasan  100m 2 pada  masing-masing  titik  sekitar pengamatan lapangan (hasil peta pada lampiran).
Pada  gambar  terlihat  wana  biru  merupakan lautan,  warna  kuning  merupakan  kelas  untuk pasir,  sedangkan  hijau  adalah  terumbu  karang yang  hidup,  sedangkan  warna  putih  menunjukan titik  dugaan  terjadinya  pemutihan  karang,  dan warna abu-abu adalah daratan. Hasil perhitungan luasan  pemutihan  karang  pada  setiap  titik pengamatan  dapat  dilihat  pada  tabel  1  dibawah ini :
Selanjutnya uji statistik dilakukan untuk menghitung  tingkat  kepercayaan  klasifikasi  pada masing-masing  titik  pengamatan.  Uji  statistik dilakukan  dengan  tingkat  kepercayaan  90% dengan  data  sampel  pada  masing-masing  titik. Berikut adalah nilai tingkat kepercayaan pada titik sampel di masing-masing titik pengamatan :

## PENUTUP
Dari  hasil  pengolahan  dan  analisa  didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Hasil  proses  klasifikasi  secara  supervisi didapatkan  luasan  total  pemutihan  karang sebesar  ±  726 𝑚 2 hasil  akumulasi  pada
Gambar 9. Grafik Nilai Transek

## Tabel 2.Nilai Tingkat Kepercayaan
Titik Pengamatan Nilai Rata- rata Kelas Standar Deviasi Tingkat kepercayaan (%) Bhinor 0,8918481 0,0011021 15,91 Mercusuar 0,8939704 0,0004706 26,04 Water Intake 0,8946685 0,0010069 17,95 WD Barat 0,8946896 0,0004531 18,99 WD Timur 0,8931208 0,0008251 12,20 (d) (e) (a) (b) (c) (f)
Gambar 10.  (a) Tampilan keseluruhan daerah PLTU Paiton, (b) Titik Bhinor, (c) Titik Mercusuar, (d) Titik Water Discharge Barat, (e) Titik Water Intake , dan (f) Titik Water Discharge Timur Tabel 1. Luas Pemutihan Karang Titik Pengamatan Luas Pemutihan (m²) Bhinor 88,2 Mercusuar 203,7 Water Intake 79,8 Water Discharge Barat 168 Water Discharge Timur 187
daerah  seluas  100 𝑚 2 di  setiap  titik pengamatan lapangan
2. Hasil  analisa  lapangan  dan  pengolahan didapatkan  fenomena  pemutihan  karang  di daerah  perairan  PLTU  Paiton  ini  disebabkan oleh  2  faktor  utama,  yaitu  pemanasan  suhu permukaan laut dan aktifitas PLTU itu sendiri berupa pengerukan untuk pembuatan outlet baru  dan  pembuangan  air  sisa  hasil pengolahan  PLTU  yang  cenderung  memiliki suhu yang lebih tinggi daripada suhu perairan sekitar PLTU.
Adapun  saran  yang  bisa  diberikan  oleh  penulis untuk  penelitian  serupa  dimasa  mendatang adalah sebagai berikut :
1. Untuk  penelitian  serupa  dimasa  mendatang, pemetaan  pemutihan  karang  bisa  dilakukan jika  pemutihan  karang  terjadi  di  perairan yang  dangkal  sehingga  dapat  dilakukan klasifikasi  secara  visual  objek  dengan  luas pemutihan  minimal  yang  dapat  terlihat secara  visual  objek  3x3  dar  resolusi  piksel untuk  citra resolusi tinggi dan 1 piksel untuk citra resolusi rendah.
2. Penelitian  ini  akan  lebih  akurat  jika  adanya data lapangan berupa foto penyelaman yang memilki  nilai Digital  Number karang  yang mengalami  pemutihan  serta  data  suhu  yang diambil langsung di lapangan.
3. Penelitian  juga  dapat  didukung  dengan  data citra  multi-temporal  untuk  melihat  adanya nilai fluktuasi pada masing-masing kanal yang digunakan untuk interpretasi.

## DAFTAR PUSTAKA
Akhmad  Fauzi,  2005.  Kebijakan  Perikanan  dan Kelautan: Isu, Sintesisi, dan Gagasan. Jakarta..Jurnal  Fisheries  and  Marine  Policy: Synthesis of Issues and Ideas. Gramedia.
BLH-LPPM,  2013.  Laporan  Akhir  Identifikasi  Kerusakan Ekosistem  Terumbu  Karang.  Kerjasma  antara Badan  Lingkungan  Hidup  Provinsi  Jawa  Timur dan  Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian Masyarakat.Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013.
Burke L , E . S elig, and M. Spalding., 2002.Reefs at Risk in  Southeast  Asia.72  pp.  World  Resources Institute, Washington, D.C.
Coralwatch.“Sebuah  Perspektif  tentang  Kejadian
Pemutihan Tahun 2010”. 2014. http://id.coralwatch.org  (29Okt. 2014).

## LAMPIRAN
Titik Bhinor Water Intake 3 m
Water Discharge Barat Water Discharge Timur
Mercusuar Water Intake 10 m