## APLIKASI CITRA SATELIT LANDSAT 8 UNTUK IDENTIFIKASI DAERAH PROSPEK PANAS BUMI DAERAH SONGGORITI BATU DAN SEKITARNYA

## B Harjo Agung, Alifiansyah Faizal, Arwin Anggi, Ayi Syaeful Bahri, Utama Widya
Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil, Lingkungan dan Kebumian, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya e-mail : tricahyoagung18@gmail.com
Abstrak. Dalam  menentukan  daerah  prospek  panas  bumi,  pemetaan  permukaan  diperlukan  untuk menentukan titik atau area prospek yang dapat dikaji bawah permukaannya. Pemetaan permukaan bumi dapat dilakukan menggunakan citra satelit landsat 8. Penelitian ini dilakukan untuk memetakan struktur , temperatur  permukaan  tanah  dan  batuan  permukaan.  Hasil  yang  didapatkan  dikorelasikan  dengan geologi. Data citra yang digunakan pada penelitian ini adalah citra satelit landsat 8 dengan band 4, band 5,  band  7  dan  band  11.  Untuk  memperoleh  informasi  struktur  bawah  permukaan  dilakukan  komposit pada  band  4,  band  5,  band  7.  Untuk  menentukan  temperatur  permukaan  digunakan  band  11  yang dikoreksi atmosfer terlebih dahulu untuk menghilangkan pengaruh atmosfer dalam wilayah termal. Untuk menentukan  titik  batuan  teralterasi  maka  dilakukan  komposit  band  7,  band  4,  band  2.  Hasil  yang didapatkan adalah struktur bawah permukaan, temperature permukaan dan batuan permukaan tanah.
Kata Kunci : Citra Satelit 8 , struktur, alterasi, temperatur permukaan tanah
Abstract. Research has been conducted with the aim of mapping structure, surface temperature, surface rock  and  geological analysis to  determine the geothermal prospect of Songgoriti, Batu and  surrounding areas  with  Landsat  8.  On  this  research,  Data  are  bands  4,5,7  and  11.  To  structural  information,  a composite of 4,5.7 seconds was used to obtain the thermal satellite used by band 11 corrected bands to eliminate atmospheric influence in the thermal region. To determine the point of alteration of rocks then made a composite band 7, band 4, band 2. The result is a structural map, surface temperature map and surface rocks.
Keywords : Satellite Imagery 8, geomorphology, geothermal manifestation, ground surface temperature

## PENDAHULUAN
Salah  satu  kegiatan  eksplorasi  panas  bumi berupa  identifikasi  manifestasi  panas bumi seperti air  panas  dan  alterasi  batuan.  Apabila  identifikasi dilakukan dengan cara langsung ke lapangan tanpa adanya petunjuk apapun, maka kegiatan eksplorasi akan memakan waktu dan biaya yang tidak sedikit. Diperlukan  suatu  metode  yang  dapat  memberikan informasi awal untuk mengidentifikasi daerah atau titik  prospek  panas  bumi  yaitu  metode penginderaan jauh. Oleh karena itu pada penelitian ini  dilakukan  analisis  daerah  prospek  panas  bumi daerah  Songgoriti  Batu  dan  sekitarnya  melalui penginderaan  jauh.  Proses  pemetaan  ini  dilakukan dengan cara menganalisis struktur yang tampak ke permukaan, peta temperatur permukaan tanah dan batuan  permukaan.  Data  citra  yang  digunakan adalah  citra  satelit  8  karena  memiliki  kemudahan dalam  mendapatkan  data  dan  juga  dalam pengolahannya  dengan  area  cakupan  yang  luas. (Purwanto dkk, 2016; Utama dkk, 2012)

## Deskripsi Wilayah Songgoriti, Batu

## Gambar 1. Peta Potensi Panas Bumi Jawa Timur
Songgoriti  terletak  di  kelurahan  Songgokerto, Kecamatan Batu, Kota Batu, Jawa Timur. Daerah ini terletak di sebelah barat Kota Batu dan merupakan daerah  yang  memiliki  potensi  panas  bumi  sebesar 25Mwe  seperti  pada  Gambar  1  (ESDM,  2013). Lokasi  penelitian  terletak  pada  koordinat 07 o 51’44,30’’ - 07 o 52’02,97’’ LS dan 112 o 29’ 31,40’’- 112 o 29’59,9’’BT.

## GEOLOGI DAERAH PENELITIAN
Daerah  Batu  dan  sekitarnya  termasuk  dalam pegunungan  dan  perbukitan  vulkanik  berumur kuarter.
Gambar 2. Peta Geologi Batu (Modifikasi Lembar Kediri- Batu,Santosa1992)
Berdasarkan  Peta  Geologi  Lembar  Kediri  dan lembar  Batu  pada  Gambar  2,  daerah  Songgoriti berada  di    kaki  gunung  Butak  -  Kawi,  Gunung Arjuna-Welirang,  Gunung  Anjasmara  Tua  dan Panderman.  Aktivitas  Gunung  Anjasmara  Tua (Qpat)  yang  berumur  Plistosen  Awal  -  Tengah menghasilkan breksi gunung-api, breksi tuf, tuf dan lava. Pada akhir  plistosen terjadi  aktivitas  vulkanik Gunung Kawi - Butak (Qpvp) yang berada di selatan songgoriti  dan  Gunung  Arjuna  Welirang  (Qvaw) berada  di  sisi  timur  dan  utara  songgoriti.  Hasil letusan  Gunung  api  Gunung  Kawi  -  Butak  (Qpvp) berupa  lava  andesit,  tuf,  dan  breksi  vulkanik. Sedangkan  Gunung  Arjuna  -  welirang  (Qvaw) berupa  breksi  gunung  api,  lava,  breksi  tufan  dan tuf.  Pada  umur  Holosen  terbentuk  Gunung Panderman yang berada di selatan Songgoriti. Hasil endapan  aktifitas  Gunung  Panderman  (Qvp)  ini berupa  breksi  gunungapi,  tuf  breksi,  lava  dan  tuf. Struktur  geologi  yang  mempengaruhi  daerah  ini berupa  sesar  -  sesar  mendatar  di  bagian  selatan dan sebagian berupa sesar turun akibat dari letusan gunung  api.  Sesar  -  sesar  inilah  yang  membawa manisfestasi  dari  dalam  keluar  permukaan  (Nuha, 2012)

## Konversi ke Temperatur
Data band termal dapat dikonversi dari sensor
spectral  radiance kedalam  sensor  temperatur. Sensor temperatur mengasumsikan  bahwa permukaan  bumi  adalah black  body ( spectral emisivitas  1 ).  Persamaan  konversi  dari  sensor spectral radiance kedalam temperatur adalah :
𝑇 =
(1)
keterangan:
T  adalah  temperatur  efektif  sensor  (K),  K2  adalah konstanta  kalibrasi  2  (K),  K1  adalah  konstanta kalibrasi  1  (W/(m 2 sr  µm),  L T adalah spectral radiance pada sensor (W/(m 2 sr µm) (Sofani, 2011)

## Koreksi Radiometrik dan koreksi Geometrik
Koreksi  geometrik  diperlukan  dalam  analisis citra satelit landsat 8 untuk mengkoreksi kesalahan atau  eror  yang  diakibatkan  pergerakan  satelit ketika  mengorbit.  Semua  data  digital remote sensing satelit mengandung  kesalahan  geometrik ( systematic  and  unsystematic  error )  (Berstein, 2013).  Pada  penelitian  ini,  kesalahan  tersebut dapat dikoreksi dengan menggunakan variabel yang diketahui  dalam  internal  sensor  Dalam  koreksi geometrik  dikenal  dua  jenis  metode  yaitu rektifikasi dan ortho-rektifikasi.
Rektifikasi  merupakan  proses  koreksi  yang sesuai  dengan  koordinat  peta,  GPS atau  citra-citra lainnya  yang  sudah  terkoreksi.  Sedangkan  ortho- rektifikasi  merupakan  proses  koreksi  geometrik dengan memasukan  data ketinggian  dan  informasi posisi platform  satellite (Rina,  2011).  Sebelum dilakukan  koreksi  geometrik,  dilakukan  terlebih dahulu melalui proyeksi peta. dibutuhkan penyamaan  posisi  antara  satu  citra  dengan  citra lainnya  dengan  sistem  koordinat  DMS  ( Degree minute second ) dalam WGS84 (Sukartono, 2015) Pada  penelitian  ini  dilakukan  juga  koreksi radiometrik  yang  bertujuan  untuk  memperbaiki nilai piksel agar sesuai dengan keadaan sebenarnya dengan  mempertimbangkan  faktor  gangguan atmosfer  sebagai  sumber  kesalahan  utama. Efek atmosfer  menyebabkan nilai  pantulan  obyek dipermukaan  bumi  yang  terekam  oleh  sensor menjadi  beda  dengan  nilai  aslinya,  tetapi  menjadi lebih  besar  oleh  karena  adanya  hamburan  atau lebih kecil karena proses serapan (Projo, 2016)
Konversi Digital Number ke TOA Radiance Data  citra  satelit  8  yaitu  band  11  digunakan untuk  menghitung  temperatur  permukaan  tanah. Persamaan  yang  digunakan  untuk  mengkonversi digital  number (DN)  ke radiance angkasa  atau top of  atmosphere (TOA) radiance adalah  sebagai berikut :
𝐿 ℷ = ℷ ℷ (𝐷𝑁 −   𝑄 ) + 𝐿𝑀𝐼𝑁 ℷ (2)
𝐿 ℷ adalah  TOA radiance pada  lubang  bidik  kamera sensor  dalam    W/m2*sr*µm,  Lmax  adalah  TOA radiance terskala terhadap Qcalmax (Sofani, 2011) Koreksi atmosfer diperlukan untuk pengolahan citra termal  .  Hal  ini  dikarenakan  sinyal  emisi  yang meninggalkan  target  di  permukaan  akan dilemahkan  dan  dikuatkan  oleh  atmosfer  .  Efek atmosfer  pada  citra  termal  dapat  dihilangkan dengan  mengkonversi  radiance  TOA  ke radiance yang meninggalkan permukaan. (Barsi, 2003).

## Metode Penelitian

## Gambar 3. Metodologi Penelitian
Metodologi  penelitian  ini  dijelaskan  pada Gambar 3. Data landsat 8 band 11 memiliki rentang panajang  gelombang  (11,50  –  12,51 𝞵 m)  yang diunduh  melalui website  earth  explorer pada januari 2017. Data ini diperbarui oleh badan geologi amerika (USGS) pada januari 2017. Dengan bantuan software beam  visat setiap  piksel  digital  number dari band 11 dikonversikan ke TOA radiance melalui persamaan ( 1). Untuk data citra lainnya yaitu band 4,5,7,2 juga diunduh di website yang sama.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Citra  satelit  landsat  8  dalam  penelitian  ini menggunakan  koordinat  DMS  ( degree  minute  and second )  datum  WGS84  dengan  tipe  data  raster. Hasil  pengolahan  data  band  citra    landsat  8, didapatkan  peta  struktur,  peta  temperatur permukaan  tanah  dan  peta  batuan  permukaan yang digunakan sebagai informasi daerah atau titik prospek panas bumi.

## Peta Geomorfologi
Gambar 4. Peta Struktur Daerah Batu dan Sekitarnya
Data  yang  digunakan  untuk  memetakan struktur adalah komposit band 4 , band 5 dan band 7.  Komposit  band  ini  memiliki  rentang  panjang gelombang  yang  lebar  sehingga  dapat  mendeteksi kenampakkan  struktur  geologi.  Analisis  struktur dilakukan dengan cara menganalisis kelurusan yang terlihat pada Gambar 4.  Dilakukan penarikan  garis pada  kemelurusan-kemelurusan  yang  tampak. Analisis kelurusan ini dilakukan untuk mendapatkan lokasi  yang  diperkirakan  sebagai  patahan  yang dikorelasikan  dengan  peta  geologi  daerah penelitian dan kontras warna peta struktur dengan indikasi  kemelurusan.  Dari  Gambar  4,  didapatkan bahwa  terdapat  2  patahan  dominan  dilokasi penelitian  (tanda  garis  biru).  Adanya  patahan disekitar  vulkanisme  (gunung  panderman)  dapat dijadikan indikator bahwa daerah tersebut memiliki prospek  panas  bumi.  Patahan  ini  diasumsikan menjadi  media  fluida  panas  yang  muncul  ke permukaan.

## Peta Temperatur Permukaan Tanah

## Gambar 5. Peta Temperatur Permukaan Tanah
Data  yang  digunakan  untuk  memetakan temperatur  tanah  adalah  band  11  (11,50  – 12,51 𝞵 m).  Rentang  panjang  gelombang  ini merupakan jendela atmosfer gelombang elektromagnetik  inframerah  termal.  Pada  panjang gelombang  tersebut  hambatan  atmosfer  relatif kecil,  sehingga  energi  termal  dapat  melaluinya.
Sensor  termal  merekam  energi  pancaran  bukan energi kinetik benda.  Energi  pancaran benda lebih kecil  daripada  energi  kinetiknya.  Nilai  temperatur akhir  yang  didapatkan  pada  pengolahan  band  11 (termal)  ini  memiliki  rentang  11,7164 0 C-30,084 0 C. Daerah  di  sekitar  manifestasi  memiliki  pancaran temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah  sekitarnya  yaitu  pada  daerah  kotak  kuning Gambar  5.  Untuk  meminimalkan  ambiguitas  citra termal  maka  dilakukan  korelasi  dengan  peta geologi  Gambar  2  .  Daerah  yang memiliki  struktur patahan diidentifikasi sebagai daerah yang menjadi media  manifestasi  ke  permukaan.  Disekitar patahan,  terdapat  pancaran  temperatur  tinggi Gambar 5.
Peta Batuan Permukaan Pembuatan citra komposit batuan permukaan  menggunakan  3  saluran  yaitu  band  7, band  4  dan  band  2,  metode  ini  untuk mengidentifikasi penyebaran batuan yang mengalami alterasi (ubahan). Pembuatan komposit ini  disesuaikan  dengan  panjang  gelombang  yang menonjolkan litologi dan struktur yaitu band 7.
Gambar 6. Batuan Permukaan Batu dan Sekitarnya
Daerah penelitian memiliki indikasi persebaran batuan  alterasi  berdasarkan  kontras  atau perbedaan  warna  (tanda  panah)  yang  terdapat pada  Gambar 6. Berdasarkan korelasi peta geologi Gambar 2 daerah ini dekat dengan indikasi patahan dominan  di  formasi  butak  kawi  (qpkb)  dan  juga manifesatasi  air  panas  Songgoriti.  Hal  ini  menjadi informasi  untuk  menentukan  titik  persebaran batuan teralterasi.

## Simpulan
Terdapat 2 patahan dominan yang terdapat di daerah  penelitian,  daerah  prospek  panas  bumi  di Songgoriti,  Batu  ditandai  dengan  manifestasi  air panas  yang  memiliki  titik  pancaran  tinggi  yaitu temperatur  sekitar  30,084 0 C  berdasarkan  citra termal.  Di  daerah  penelitian  terdapat  indikasi adanya batuan teralterasi berdasarkan peta batuan permukaan. Batuan ini diindikasikan akibat adanya interaksi  fluida  hidrotermal  dengan  batuan sekitarnya.

## Saran
Penelitian  ini  dapat  dikembangkan  untuk membuat  rancangan  desain  pengukuran  metode geofisika  dalam  mengidentifikasi  daerah  prospek panas bumi Songgoriti.

## DAFTAR PUSTAKA
Badan  Beologi,  (2009).  Potensi  Energi  Panas  Bumi Indonesia. PSDG,Bandung
Barsi,  (2013).An  atmospheric  Correction  Parameter Calculator  for  a  Single  Thermal  Band  Earth- Sensing Instrument. IEE
Bernstein,  R.,2013. Image  Geometry  and  Recti_cation. Chapter 21 in The Manual of Remote Sensing R. N.
Colwell,  ed.,  Bethesda,  MD.American  Society of Photogram-metry, 1:875-881.
Danoedoro,Projo.,2016. Pengolahan Citra  Digital :  Teori dan Aplikasinya Dalam Bidang Penginderaan Jauh . Fakultas
Geografi  UGM.  Yogyakarta.  Geoscience  and Remote Sensing.
Nuha.  2012.Pemodelan  Struktur  Bawah  Permukaan Daerah  Sumber  Air  Panas  Songgoriti  Kota  Batu Berdasarkan Data Geomagnet. Jurnal Neutrino.
Purwanto,  M.S.,  Bashri,  A.,  Harto,  M.,  Syahwirawan,  Y., 2016.  Citra  Satelit  Landsat  8  +  Tris  Sebagai Tinjauan  Awal  Dari  Manifestasi  Panas  Bumi  Di Wilayah  Gunung  Argopura.  J.  Geosaintek  3,  13–
16.
Rina Candra Noor Santi. 2011. Teknik Perbaikan Kualitas Citra  Satelit  Cuaca  dengan  Sataid Volume  16,
No.2.
Sofani,Riski.(2011).Delineasi Prospek panas bumi daerah
Tiris  Probolinggo  dan  sekitarnya  dengan  analisa citra satelit landsat 7 ETM+. Fisika. ITS Surabaya
Utama,  W.,  Bahri,  A.S.,  Warnana,  D.D.,  2012.  Analisis Citra Landsat ETM+ untuk Kajian Awal Penentuan Daerah Potensi Panas Bumi di Gunung Lamongan, Tiris, Probolinggo. JFA J. Fis. Dan Apl. 8, 120103|1- 4. https://doi.org/10.12962/j24604682.v8i1.858.
Wahyu Sukartono. 2017. Tekhnik Perbaikan Data Digital (Koreksi  dan  Penajaman)  Citra  Satelit .  Buletin
Teknik Pertanian Vol 7 No.1
Website earthexplorer.com dibuka pada 24 januari 2017 , 23:12

## LAMPIRAN
Peta Temperatur Permukaan Tanah
Peta Geologi Batu (Modifikasi Lembar Kediri-Batu,Santosa1992)