PENGUKURAN SUHU PERMUKAAN LAHAN UNTUK PREDIKSI LETUSAN GUNUNG API
Heru Noviar, Wikanti Asriningrum, Maryani Hartuti, Yon Rijono Peneliti Bidang Penginderaan Jauh, LAP AN

## ABSTRACT
Temperature is one of the important parameter for volcano eruption prediction. Remote Sensing Data  c a n be  u s e d to  m e a s u r e land surface temperature. The land surface temperature can be calculated with the  b a n d 4  a n d 5 of NOAA Satellite  d a t a by implementing the land surface temperature algorithm (LST). From field observation  a n d m e a s u r e m e n t of volcano Merapi temperature indicate a significant  p a t t e r n between the crater  t e m p e r a t u r e  a n d  t h e land surface temperature derived from satellite  d a t a which shows increasing  n e a r eruption.

## ABSTRAK
S u h u  m e r u p a k a n salah  s a t u parameter penting  u n t u k prediksi  l e t u s a n  g u n u n g api.  D a t a penginderaan  j a u h  d a p a t  d i g u n a k a n  u n t u k estimasi  s u h u  p e r m u k a a n lahan. S u h u  p e r m u k a a n  l a h a n  d a p a t dihitung  m e n g g u n a k a n kanal 4  d a n 5  d a t a NOAA, d e n g a n  m e n e r a p k a n algoritma Land Surface Temperature (LST). Hasil  p e n g u k u r a n lapangan  u n t u k  t e m p e r a t u r  G u n u n g Merapi  m e n u n j u k k a n pola yang signifikan  a n t a r a s u h u  k a w a h  d a n  s u h u  u d a r a  d i  a t a s  k a w a h (yang meningkat  k a r e n a meningkatnya s u h u  p e r m u k a a n lahan) menjelang letusan.
Kata kunci: Suhu permukaan lahan, Gunung Merapi, Data satelit NOAA-AVHRR

## 1 PENDAHULUAN
Suhu permukaan lahan merupakan salah  s a t u parameter penting  u n t u k prediksi letusan  g u n u n g api, selain awan panas, guguran, api diam, kubah tumbuh, g e m u r u h , kegempaan, inflasi, magnetik, SO2, gejala panjang, gejala pendek, dan hujan (Ratmonopurbo, 2000). Setiap g u n u n g api memiliki karakter tersendiri dalam  m e n a m p a k k a n  t a n d a - t a n d a awal sebelum letusan.  T a n d a - t a n d a itu bisa b e r u p a  s a t u  p a r a m e t e r  a t a u beberapa p a r a m e t e r secara  b e r s a m a a n , seperti G u n u n g  P a p a n d a y a n  u n t u k letusan t a h u n 2002 ditandai oleh gempa  t a n p a a d a  p e r u b a h a n  s u h u ,  s e d a n g k a n G u n u n g Merapi  u n t u k letusan  t a h u n 1997 ditandai oleh  p e r u b a h a n  s u h u , gempa, inflasi, api diam, guguran, gejala
panjang  d a n gejala pendek.  P e n g u k u r a n s u h u fumarol  ( l u b a n g / a r e a yang me- ngeluarkan  g a s / u a p vulkanik) di Gendol, puncak Gunung Merapi tercatat berkisar 700° C, besarnya  s u h u ini menunjukkan b a h w a  s u m b e r  m a g m a sangat dekat dengan  p e r m u k a a n .  S u h u ini dicatat dengan sistem telemetri digital dengan m e m a s a n g sensor di  t e m p a t yang  d i u k u r (Gambar 1-1). Menjelang letusan  G u n u n g Merapi  b u l a n  J a n u a r i 1997 terjadi kenaikan  s u h u fumarol yaitu 75CPC pada I b u l a n November 1996 dan meningkat menjadi 780°C  p a d a \JM\SSX ^ssssfemJ 1996 (Gambar 1-2). Kenaikan  s u h u ini secara jelas  m e n u n j u k k a n adanya p e r u b a h a n  s u h u fumarol  p a d a  s a t u setengah  b u l a n sebelum letusan.
G a m b a r 1  - 1 : Topografi  p u n c a k Merapi. Titik T  a d a l a h lokasi sensor  s u h u gendol
P e n g u k u r a n  s u h u  u d a r a akibat meningkatnya  s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n di tempat yang  s a m a tercatat  r a t a - r a t a sekitar 18°C mulai tiga minggu sebelum letusan  s u h u naik menjadi 30°C (Gambar 1-3).  P e r u b a h a n ini menunjuk- kan  b a h w a  p a d a saat  a k a n meletus, panas gas magmatik yang keluar mendahului  m a g m a  d a n  m e m a n a s k a n lingkungan  p u n c a k sehingga  s u h u per- m u k a a n  l a h a n  d a n  u d a r a  d i  p u n c a k ikut naik.
H a m b a t a n  u t a m a  p e n g u k u r a n terestrial ini  a d a l a h  b a h w a  p e m a s a n g a n sensor  s u h u di  p u n c a k  h a r u s diletakkan dekat dengan fumarol yang  b e r s u h u tinggi. Di tempat seperti ini tingkat korosi  j a u h lebih tinggi dari  p a d a lokasi yang  j a u h dari fumarol.
Berbagai  p a r a m e t e r  d i p a n t a u u n t u k  m e n d a p a t k a n informasi prediksi sedini mungkin, mengingat bahwa letusan gunung api mengakibatkan korban  d a n kerugian tidak sedikit. Di Indonesia terdapat sistem  p e m a n t a u a n yang baik seperti di  G u n u n g Merapi  d a n  G u n u n g
Kelud,  s e d a n g k a n  g u n u n g api aktif lain yang berjumlah sekitar 129  b u a h belum d i b a n g u n sistem  p e m a n t a u a n .
Pemantauan ini perlu pengulangan dengan periode temporal yang pendek. Data penginderaan  j a u h satelit cuaca NOAA  m e m p u n y a i periode  p e r e k a m a n beberapa kali sehari  d a n memiliki  k a n a l termal, dapat  d i g u n a k a n  u n t u k menge- t a h u i  s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n . Resolusi spasial data citra NOAA yang direpresenta- s i k a n  d a l a m 1 (satu) pixel,  y a i t u 1.1  k m , s e d a n g k a n  u k u r a n  k a w a h  g u n u n g  a p i a d a l a h  k u r a n g dari 1 km, sehingga bisa terjadi mixed pixel dengan  l a h a n sekitarnya.  P a d a analisis ini  p e n d e k a t a n analisisnya menggunakan trend estimasi s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n  r a t a - r a t a pixel tersebut  b u k a n  s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n secara absolut.
Penelitian ini  d i m a k s u d k a n  u n t u k mengeksplorasi penggunaan kanal-kanal citra NOAA melalui aplikasi algoritma s u h u permukaan lahan guna mengamati pola  p e r u b a h a n  s u h u  k a w a h  g u n u n g api.
G a m b a r 1-3:  S u h u  u d a r a kawah gendol

## 2 KARAKTERISTIK AVHRR DATA NOAA-
Satelit NOAA  m e r u p a k a n satelit cuaca yang berfungsi mengamati ling- k u n g a n  d a n cuaca. Satelit ini dimiliki oleh Departemen Perdagangan AS, diluncurkan oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA),  d a n dioperasikan oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). NOAA-1  d i l u n c u r k a n  t a h u n 1972. Sekarang di atmosfer Indonesia melintas empat seri NOAA setiap hari, yaitu NOAA-12, NOAA-14, NOAA-15,  d a n NOAA-16.
NOAA  m e m p u n y a i orbit polar sunsynchronous. Ketinggian  8 3 3 km (NOAA-12) dengan  s u d u t inklinasi terhadap equator 98,9° (NOAA-12). Periode orbitalnya 101,4 menit. Satelit
NOAA  d a p a t mengamati  d a e r a h yang s a m a  d u a kali sehari (malam  d a n siang hari), bila  e m p a t satelit  d a p a t meliput d a e r a h yang  s a m a  s e b a n y a k  d e l a p a n kali sehari.
Sensor  u t a m a satelit NOAA adalah AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer Model 2). Gelom- b a n g elektromagnetik  p a d a  k a n a l sensor AVHRR terdapat  p a d a Tabel  2 - 1 .
Kecepatan  s a p u a n (scanning) sensor AVHRR dalam  m e r e k a m  d a t a adalah 360 baris (scan line) per menit. Tiap pixel  m e m p u n y a i  l u a s  p a n d a n g s e s a a t  a t a u IFOV (Instantenous Field of View) 1.4 milirad  p a d a sensor,  d i m a n a p a d a  p e r m u k a a n  b u m i  s e t a r a dengan resolusi 1,1  k m .  J a d i  p a d a citra NOAA, 1 pixel  m e n u n j u k k a n  d a e r a h sepanjang 1,1 km.  P a d a titik nadir  l i n t a s a n cross
l

## G a m b a r  3 - 1 : Diagram alir  p e n g u k u r a n LST dari  d a t a NOAA-AVHRR

## 4 PENGOLAHAN SUHU PERMUKAAN LAHAN DARI DATA NOAA MENG- GUNAKAN ER-MAPPER
Pengolahan yang digunakan  u n t u k menerapkan algoritma perhitungan  s u h u permukaan  l a h a n  a d a l a h program ER- Mapper, dengan langkah-langkah sebagai berikut
(i) Import  d a t a NOAA perkanal (5 kanal) dari format ASCII 16 bit ke format ER-Mapper. Dalam import  d a t a ini
diisi  j u m l a h kolom baris  d a n kolom s t a n d a r  d a t a NOAA, yaitu baris 768 d a n kolom 1024.
(ii) Menggabung  s e m u a  k a n a l menjadi 1 file.
(iii) Merotasi citra  u n t u k  d a t a NOAA dengan perolehan  d a t a siang hari, k a r e n a  d a t a yang diperoleh terbalik 180°, sedang  u n t u k  d a t a  m a l a m hari tidak perlu dirotasi. Menu yang di- g u n a k a n di program ER-Mapper adalah Process, lalu Rotate Dataset, isi
C I T R A  S U H U  P E R M U K A A N  D A R A T  D A E R A H  S A N G E A N G A P I ,  N T B T A N G G A L  0 2  M E I  2 0 0 2 B E R D A S A R K A N DATA  N O A A  1 2  P K L . 15.46  W I B I I SUHU KAWAH SANGEANGAPI : 29.61 C CITRA SUHU  P E R M U K A A N DARAT  D A E R A H  S A N G E A N G A P I ,  N T B TANGGAL 03 MEI 2002 BERDASARKAN DATA NOAA 12 PKL. 15.23  W I B • SUHU KAWAH SANGEANGAPI : 31.88 C C I T R A  S U H U  P E R M U K A A N  D A R A T  D A E R A H  S A N G E A N G A P I ,  N T B T A N G G A L  0 4  M E I  2 0 0 2 B E R D A S A R K A N DATA  N O A A  1 2  P K L . 16.37  W I B f tSUHU KAWAH SANGEANGAPI : 28.93 C C I T R A  S U H U  P E R M U K A A N DARAT  D A E R A H  S A N G E A N G A P I , NTB T A N G G A L 05 MEI  2 0 0 2 B E R D A S A R K A N DATA  N O A A 12  P K L . 16.14  W I B | ISUHU KAWAH SANGEANGAPI : 29.27 C C I T R A  S U H U  P E R M U K A A N  D A R A T  D A E R A H  S A N G E A N G A P I ,  N T B T A N G G A L  0 7  M E I  2 0 0 2 B E R D A S A R K A N DATA  N O A A  1 2  P K L . 16.27  W I B C I T R A  S U H U  P E R M U K A A N  D A R A T  D A E R A H  S A N G E A N G A P I , NTB
T A N G G A L  0 8  M E I  2 0 0 2
B E R D A S A R K A N DATA  N O A A 12 PKL. 16.42  W I B I | SUHU KAWAH SANGEANGAPI : 30.4 C

## I I SUHU KAWAH SANGEANGAPI 0 C (BERAWAN)
G a m b a r  5 - 1 : Citra  s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n  d a e r a h Sangeangapi tanggal 2-5 Maret
2002  d a n 7-8 Mei 2002
input  d a n output  d a t a  d a n rotation isi 180°.
(iv) Koreksi geometrik hasil rotasi citra, k a r e n a  d a t a NOAA belum terkoreksi s i s t e m a t i k .  L a n g k a h - l a n g k a h n y a , antara lain: pertama yaitu menentu- kan GCP dengan  m e n g g u n a k a n  d a t a yang telah terkoreksi sistematik sebagai  d a t a referensi, dengan  m e n u yang  d i g u n a k a n , adalah Process, lalu
Rectification, berikutnya Define Ground Control Points. Kemudian cari GCP minimal 10 titik menyebar  p a d a s e l u r u h citra. Selanjutnya  u n t u k proses rektifikasinya,  m e n u yang digunakan, adalah Process, lalu Rectification, berikutnya klik Rectify Dataset using Ground Control Points, (v) Menghitung nilai gain intercept dan LST dalam  s a t u formula. Adapun
langkahnya,  p e r t a m a open formula di ER-Mapper, kemudian tulis  r u m u s gain intercept  d a n LST, sebagai contoh: if(i2/il)>0.9then (1.438833*929.5878/) (log ( 1 + ( 1.1910659*0.00001 * 929.5878*929.5878 *  9 2 9 . 5 8 7 8 / ( i3* gain b4 + intercept b4))))))+ 3.33
*(1.438833*929.5878/((log(l +
(1.1930659 * 0.00001 * 929.5878 *929.5878 *  9 2 9 . 5 8 7 8 / (i3* gain b4
+ intercept b4))))) - 1.438833* 835.374/((log(l + (1.1910659 * 0.00001 * 835.374 *835.374 * 8 3 5 . 3 7 4 / (i4* gain b5 + intercept b_5)))))) else null, setelah itu m a s u k k a n input  b a n d 1,2,4,dan 5 kemudian klik GO  u n t u k menjalankan program, lalu simpan hasilnya dalam f i l e  b a r u .
(vi) Cropping lokasi  g u n u n g api  d a n p e m b u a t a n layout.
Tabel 5-1: REKAPITULASI SUHU HARIAN DARI DATA NOAA

## BULAN MEI 2002 KAWAH SANGEANGAPI
Tanggal NOAA 01-05-2002 02-05-2002 03-05-2002 04-05-2002 05-05-2002 06-05-2002 07-05-2002 08-05-2002 09-05-2002 10-05-2002 11-05-2002 12-05-2002 13-05-2002 14-05-2002 15-05-2002 16-05-2002 17-05-2002 18-05-2002 19-05-2002 20-05-2002 21-05-2002 22-05-2002 23-05-2002 24-05-2002 25-05-2002 26-05-2002 27-05-2002 28-05-2002 29-05-2002 30-05-2002 31-05-2002 Seri NOAA N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 N12 J a m NOAA (WIB) 15.46 15.23 16.37 16.14 16.27 16.42 16.18 15.54 15.31 16.46 16.22 15.58 15.35 16.50 16.26 16.30 16.06 15.43 16.34 16.10 15.47 15.24 16.38 16.14 15.51

## Suhu Kawah (°C)
29.61 31.88 28.93 29.27 0 30.4 33.41 26.88 21.82 - 28.48 27.80 22.20 - 29.79 25.69 26.9 23.92 28.68 27.36 26.04 29.69 30.51 27.73 29.11

## Keterangan
tidak  a d a  d a t a
tidak  a d a  d a t a s u h u  a w a n s u h u awan
tak  t e r p a n t a u
tak  t e r p a n t a u tidak  a d a  d a t a tidak  a d a  d a t a tidak  a d a  d a t a
tidak  a d a  d a t a

## 5 HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut  a d a l a h  s a l a h  s a t u contoh hasil pengolahan  s u h u  p e r m u k a a n l a h a n / d a r a t  h a r i a n  b u l a n Mei 2002 dari G u n u n g Sangeangapi yang terletak di Propinsi  N u s a Tenggara Barat. Citra s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n  d a e r a h Sangeangapi tanggal 2-5 Maret 2002 d a n 7-8 Mei 2002  d a p a t dilihat  p a d a gambar  5 - 1 .
Hasil pengolahan  s u h u  p e r m u k a a n l a h a n selama periode  b u l a n Mei 2002 u n t u k  k a w a h  G u n u n g Sangeangapi  d i N u s a Tenggara Barat  d a p a t dilihat d a l a m T a b e l 5-1.
Beberapa tanggal tidak  a d a data, k a r e n a  r e k a m a n  d a t a NOAA  r u s a k  a t a u tidak terekam, yaitu tanggal 1, 6, 18, 19, 20  d a n 24 Mei 2002. Sedang b e b e r a p a tanggal tidak  t e r p a n t a u  k a r e n a ditutupi oleh  a w a n tebal  p a d a lokasi kawah, yaitu tanggal 12  d a n 16 Mei 2 0 0 2 . Sedang  p a d a tanggal 7 Mei 2002
t e r u k u r  s u h u  k a w a h 0°C  k a r e n a di daerah kawah diliputi oleh  a w a n tipis. Sementara tanggal-tanggal yang lain berhasil  t e r u k u r  s u h u  p e r m u k a a n lahan,  m e s k i p u n ini  b u k a n  s u h u sebenarnya, tetapi  s u h u  y a n g  t e r u k u r oleh satelit NOAA, tetapi  d a p a t dilihat kecenderungan  p e r u b a h a n  s u h u  y a n g terjadi. Hal ini  d a p a t dilihat dari Grafik 5-2 yang diperoleh dari  d a t a  s u h u h a r i a n kawah Sangeangapi  h a r i a n selama  b u l a n Mei 2002.

## 6 KESIMPULAN
S u h u  p e r m u k a a n  l a h a n  y a n g dihitung  m e n g g u n a k a n  k a n a l 4  d a n 5 d a t a NOAA, dapat  d i g u n a k a n sebagai s u h u  p e r m u k a a n  l a h a n yang  t e r u k u r  d i a t a s kawah. Di sisi lain, resolusi spasial NOAA  a d a l a h 1,1 km,  s e d a n g k a n  u k u r a n kawah  g u n u n g api adalah  k u r a n g dari l k m (bisa terjadi mixed pixel dengan l a h a n sekitarnya) sehingga  s u h u yang diperoleh  m e r u p a k a n  s u h u  p e r m u k a a n
G a m b a r 5-2: Grafik  s u h u  h a r i a n  p e r m u k a a n  l a h a n kawah Sangeangapi  b u l a n Mei 2002 dari  d a t a NOAA
lahan  r a t a - r a t a pixel tersebut  b u k a n suhu  p e r m u k a a n lahan secara absolut.
Dengan  m e n g a m a t i trend  a t a u pola  p e r u b a h a n  s u h u  p e r m u k a a n lahan di  a t a s  k a w a h  b e r d a s a r k a n  d a t a NOAA dapat diprediksi pola  s u h u kawah yang apabila  m e n i n g k a t secara signifikan dapat menjadi  p e r t a n d a  a k a n terjadinya letusan.
P e n g a m a t a n pola  s u h u permu- kaan  l a h a n  h a r i a n  m e n g g u n a k a n  d a t a satelit seperti NOAA  d i h a r a p k a n bisa dimanfaatkan  u n t u k memberikan peri- ngatan dini  a k a n terjadinya letusan.
Mengingat banyaknya  j u m l a h gunung api aktif di Indonesia, yaitu 129 buah  d i m a n a lokasi kawah sulit dijang- kau,  d a n  p e m a s a n g a n alat  p e n g u k u r s u h u di dekat kawah  m u d a h berkarat.

## DAFTAR RUJUKAN
Direktorat Vulkanologi, Dirjen Pertam- b a n g a n Umum, Dep.Pertambangan d a n Energi, 1979. Data Dasar
Gunung api Indonesia.
Direktorat Vulkanologi,  2 0 0 0 . Merapi. Yogyakarta.
Lillesand,  T h o m a s M, dan Ralph W. Kiefer 1997. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra (cetakan ketiga) Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Nath, A.N., 1993. Retrieval of Sea Surface Temperature using NOAA-AVHRR Data for Identification of Potential Fishing Zones-Dissemination and Validation. International Workshop on Application of Satellite Remote Sensing for Identifying  a n d Forecast- ing Potential Fishing Zones in Developing Countries, Hyderabad, India 7-11 December.
Qin, Z  a n d Karnieli, A., 1999. Progress in the remote sensing of land surface temperature and ground emissivity using NOAA-AVHRR data. Int. J.
Remote Sensing, Vol.  2 0 , No. 12, 2 3 6 7 - 2 3 9 3 .
Ratmonopurbo, A; Sulistiyo, Y dan
S u h a r n a ,  2 0 0 0 . Prekursor Entpsi
Gunung Merapi, Yogyakarta, Direktur Vulkanologi.
Price,  J . C . , 1984. Land Surface Temperature Measurements from The Split Window Channels of The NOAA-7 AVHRR, J. Geophysics Res., 89,  7 2 3 1
S a u n d e r s , R.W.  a n d Kriebel, K. T., 1988.
An improved method for detecting clear sky and cloudy radiances from AVHRR data. Int. J. Remote Sensing, Vol. 9, No. 1, 123-150.
Web Addresses : www.pu.go.id/ publik/ b e n c a n a / gn-api /  g u n u n g api.  h t m www.volcanoIive.com