## PERBANDINGAN ALGORITMA C2WP BOUREAL LAKES PROCESSOR DAN REGIONAL WATER

## PROCESSOR DALAM EKSTRAKSI NILAI ESTIMASI DATA TOTAL SUSPESNDED SOLID DANAU SENTANI

## COMPARISON OF C2WP BOUREAL LAKES PROCESSOR AND REGIONAL WATER PROCESSOR ALGORITHM ON EXTRACTING ESTIMATED TOTAL SUSPENDED SOLID DATA OF LAKE SENTANI
Lalu Muhamad Jaelani 1 , M. Aldila Syariz 1
1 Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60111
Email: lmjaelani@geodesy.its.ac.id

## Abstrak
Danau  Sentani  adalah  salah  satu  danau  yang  termasuk  dalam  15  Danau  Prioritas  Nasional Indonesia.  Dalam  Jurnal Biologi  Papua,  Surbakti  (2011)  mengatakan  bahwa  Danau  Sentani  merupakan  danau  eutrofik. MEdium  Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) merupakan salah satu sensor yang terdapat di satelit Envisat yang dikhususkan untuk memantau kondisi perairan.  Dalam program aplikasi BEAM VISAT, citra MERIS dapat diolah dengan 3 (tiga) algoritma untuk  mengestraksi  kualitas  air.  Algoritma  tersebut adalah Case-2  Water  Processor (C2WP)  Euthropic  Lakes,  Case-2 Water  Processor  (C2WP)  Boureal Lakes, dan Regional  Water  Processor  Water  Processor  (WP). Dalam  penelitian  ini, dilakukan perbandingan performa C2WP Boureal dan Regional WP dalam melakukan ekstraksi data Total Suspended Solid (TSS).  Hasil esktraksi dengan  menggunakan C2WP Euthropic digunakan  sebagai  data valid.  Hal ini dikarenakan tipe Danau Sentani adalah eutrofik.
Kata Kunci: Danau Sentani, TSS, C2WP Euthropic, C2WP Boureal, Regional WP

## Abstract
Lake Sentani is one of fifteen Indonesian National Priority Lakes. In the Jurnal Biologi Papua, Surbakti (2011) said that Lake Sentani is an euthropic lake. MEdium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) is one of a few sensors at Envisat Satellite  which is  used  to  monitor  water-quality  conditions.  At  BEAM  VISAT,  MERIS  image  can  be  processed  using  3 algorithms  to  extract  water-quality.  Those  algorithms  are  Case-2  Water  Processor  (C2WP)  Euthropic  Lakes,  Case-2 Water  Processor  (C2WP)  Boureal  Lakes,  and  Regional  Water  Processor  Water  Processor  (WP).  In  this  research,  we compared  the  performance  of  C2WP  Boureal  and  Regional  WP  on  extracting  Total  Suspended  Solid  (TSS)  data. Extracting TSS data using C2WP Euthropic were used as data validation because Lake Sentani was an euthropic lake.
Keywords: Lake Sentani, TSS, C2WP Euthropic, C2WP Boureal, Regional WP

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Secara  geografis,  Danau  Sentani  terletak  di Kabupaten  Jayapura  pada  koordinat  140:23‘- 140:50‘  BT  dan  2:31‘-2:41‘  LS.  Danau  Sentani terletak  di  sebelah  Selatan  Kota  Sentani  yang merupakan  ibukota  Kabupaten  Jayapura.  Danau Sentani  terdapat  di  Kota  Sentani  yang  meliputi Distrik  Sentani,  Ebungfau,  Waibu,  dan  Sentani Timur. Danau Sentani dikelilingi oleh perkampungan  dimana  sebagian  besar  mata pencaharian  masyarakatnya  dari  budidaya perikanan dan pertanian.
Danau  Sentani  yang  memiliki  luas  9,630  hektar (ha)  dan  kedalaman  70  m  dpl  merupakan  satu kesatuan  dengan  Cagar  Alam  Pegunungan Cycloops  (Jayapura)  yang  berareal  245.000  ha. Pegunungan  Cycloops  yang  berbatasan  dengan Kota  Jayapura  ditetapkan  menjadi  cagar  alam (tahun  1995)  sebagai  pusat  penelitian  dan pengembangan  ilmu  pengetahuan  (Suwanto,
2011). Danau Sentani merupakan danau eutrofik. Kondisi  eutrofik  sudah  pada  taraf  penurunan kualitas perairan (Surbakti, 2011). Total padatan tersuspensi (TSS) mencakup semua partikel  tersuspensi  dalam  air  yang  tidak  akan melewati  filter.  Peningkatan  konsentrasi  TSS menyebabkan kekeruhan
yang dapat mengganggu penetrasi cahaya ke dalam perairan. Keberadaan TSS dapat mengganggu keseimbangan  ekosistem  perairan  yang  pada akhirnya akan berdampak buruk bagi kelangsungan
hidup manusia, seperti
pendangkalan  pelabuhan,  punahnya  beberapa ekosistem  perairan,  dan  kerusakan  lingkungan.
(Susiati dkk., 2011) Instrumen MERIS  memproduksi 15 citra multispektral (dalam 15 kanal spektral antara 390 nm dan 1040 nm). 15 kanal  tersebut terdiri dari sinyal tampak dan inframerah. (Bezy dkk., 2000) Koreksi atmosfer adalah koreksi untuk menghilangkan  kesalahan  radiansi yang  terekam pada  citra  sebagai  akibat  dari  hamburan atmosfer  ( path  radiance ).  Hamburan  atmosfer bervariasi menurut panjang gelombang dan nilai koreksi  atmosfer  berbeda-beda  pada  masing- masing  kanal  citra.  Koreksi  atmosfer  merupakan langkah  pertama  yang  sangat  penting  untuk melakukan  penginderaan  jauh  pada water-color . (Jaelani dkk, 2013)
Terdapat  beberapa  algoritma  yang  telah dikembangkan,  salah  satunya  adalah  Algoritma C2WP  ( Case  2  Water  Processor ).  Algoritma  ini meliputi tiga processor yang berbeda yaitu Case- 2  Regional  Water  Processor , C2WP  Euthropic , dan Boreal  Lakes  Processor .  Ketiga processor tersebut  memiliki  arsitektur  yang  sama,  tetapi model  dari  bio-optik  ketiga processor tersebut dioptimalkan  ke  dalam  beberapa  konsentrasi yang  berbeda  seperti  klorofil-a, Total  Suspended Matter (TSM),  dan  substansi  kuning  (CDOM). (Jaelani dkk, 2013)
Adapun  algoritma  dari  dari  TSS  adalah  sebagai berikut.
(1)
adalah  banyaknya  nilai scatter dari partikel  yang  tertangkap  oleh  sensor.  (Doerffer dan Schiller, 2008)

## METODOLOGI PENELITIAN

## Data
Data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini ditampilkan pada Tabel 1 dan Tabel 2. Sedangkan Gambar  1  menunjukkan  persebaran  titik pengamatan.

## Gambar 1. Persebaran Titik Pengamatan

## Tabel 1. Data Citra MERIS
No Tanggal Nama File 1 3 Juni 2003 MER_FRS_1PNUPA20030603_003 057_000000162017_00002_0656 9_4690.N1 2 1 Desember 2003 MER_FRS_1PNUPA20031201_004 227_000005512022_00088_0916 0_9573.N1 3 31 Juli 2005 MER_FRS_1PNUPA20050731_003 305_000001852039_00274_1786 3_1907.N1 4 19 November 2005 MER_FRS_1PNUPA20051119_004 415_000004472042_00360_1945 2_0813.N1 5 8 Februari 2007 MER_FRS_1PNUPA20070208_002 754_000005122055_00231_2583 6_0486.N1 6 12 Juni 2007 MER_FRS_1PNUPA20070612_003 027_000005122059_00002_2761 1_7283.N1 7 11 Januari 2009 MER_FRS_1PNUPA20090111_003 043_000005122075_00274_3589 9_6184.N1 8 26 Juni 2009 MER_FRS_1PNUPA20090626_001 631_000005122080_00145_3827 5_6516.N1 9 23 Mei 2011 MER_FRS_1PNUPA20110523_004 036_000005513102_00390_4824 9_6008.N1 10 25 November 2011 MER_FRS_1PNUPA20111125_002 319_000005513109_00045_5092 1_2634.N1 Tabel 2. Detil Stasiun Pemgamatan Nomor Koordinat Keterangan Stasiun LS BT Stasiun 1 2:34’38,8”  140:23’36,1”  Titik Sebaran 2 2:36’48,0”  140:30’18,2”  Inlet Sungai Belo dan Sekitar Bandara 3 2:37’7,3” 140:28’4,6” Titik Pendangkalan Danau 4 2:35’38,9”  140:31’59,7”  Inlet Sungai Flafouw
5 2:35’45,6”  140:35’25,2”  Inlet Sungai Harapan
6 2:40’45,9” 140:35’1,7” Outlet Sungai Jaifuri 7 2:36’45,4”  140:36’12,2”  Titik Sekitar Pemukiman 8 2:34’41,5”  140:35’29,3”  Titik Sebaran 9 2:37’6,6” 140:30’57,1”  Titik Sebaran 10 2:34’54,4”  140:26’16,3”  Titik Sebaran

## Metode Penelitian
Adapun tahapan pengolahan data adalah sebagai berikut.

## Gambar 2. Diagram Pengolahan Data
Analisa  data  dilakukan  dengan  menggunakan  nilai Relative  Error ( RE ).  Adapun  rumus RE ditunjukkan pada Pers (1) dan (2) berikut.
(1)
(2)
Dengan  menggunakan  data RE ini,  dapat  ditentukan algoritma  yang  lebih  baik. N merupakan  jumlah stasiun  pengamatan. X  estimated adalah  nilai  TSS estimasi  hasil  dari  ekstraksi  menggunakan  algoritma C2WP Boureal atau Regional  WP . X  measured merupakan  nilai  TSS  validasi  hasil  dari  ekstraksi menggunakan algoritma C2W P Euthropic .

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengolahan
Adapun  hasil  pengolahan  data  adalah  sebagai berikut.
Tabel 3. Nilai RMSE dan RE hubungan Regional WP dan C2WP Euthropic untuk parameter Total Suspended Solid Tanggal Reg WP dan C2WP Eut TSS RMSE RE (%) 3 Juni 2003 0,2182 31,7067 1 Desember 2003 0,4306 59,7248 31 Juli 2005 0,3292 48,3205 10 November 2005 0,3730 38,4063 8 Februari 2007 0,2681 44,2499 12 Juni 2007 0,2829 42,7059 11 Januari 2009 0,4151 67,6312 26 Juni 2009 0,2060 34,1511 23 Mei 2011 0,3920 61,5317 25 November 2011 0,2122 33,8913
Tabel 4. Nilai RMSE dan RE hubungan C2WP Boureal dan C2WP Euthropic untuk parameter Total Suspended Solid Tanggal C2WP Bou dan C2WP Eut TSS RMSE RE (%) 3 Juni 2003 3,7595 413,0023 1 Desember 2003 2,4091 201,2312 31 Juli 2005 2,2787 235,4679 10 November 2005 3,1417 312,5621 8 Februari 2007 1,9030 224,0066 12 Juni 2007 3,3330 345,6434 11 Januari 2009 1,8224 58,8553 26 Juni 2009 3,7704 542,3579 23 Mei 2011 1,8235 37,2433 25 November 2011 3,5925 458,1056

## Analisa Data
Mengacu  pada  tabel  3,  nilai RE tertinggi  terjadi pada tanggal 3 Juni 2003 dengan angka 31,7067% dan  terendah  terjadi  pada  tanggal  11  Januari 2009  dengan  angka  67,6312%.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  algoritma Regional  WP memiliki nilai yang dekat dengan algoritma C2WP Euthropic dalam mengekstraksi nilai TSS.
Mengacu  pada  tabel  4,  nilai RE tertinggi  terjadi pada  tanggal  23  Mei  2011  dengan  angka 37,2433%  dan  terendah  terjadi  pada  tanggal  26 Juni  2009  dengan  angka  542,3579%.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  algoritma C2WP  Boureal memiliki performa yang buruk apabila dibandingkan  dengan  algoritma C2WP  Euthropic dalam mengekstraksi nilai TSS.

## PENUTUP
Regional  WP memiliki  performa  yang  lebih  baik dari C2WP  Boureal dalam  melakukan  ekstraksi data TSS. Hal ini dapat dilihat dari rendahnya nilai RE dari Regional  WP terhadap C2WP  Euthropic yang berkisar di antara 30-70%. Sedangkan C2WP Boureal memiliki  performa  yang  buruk.  Hal  ini dikarenakan nilai RE dari C2WP Boureal terhadap C2WP Euthropic yang berkisar 30-550%.

## DAFTAR PUSTAKA
Bézy, J, S Delwart, and M Rast., 2000. MERIS – A
New  Generation  of  Ocean-  Colour  Sensor Onboard Envisat No 2001: 48–56.
Doerffer,  Roland,  and  Helmut  Schiller,  2008.
Algorithm  Theoretical  Basis  Document (ATBD)  Lake  Water  Algorithm for BEAM No 20436: 1–17.
Jaelani,  Lalu  Muhamad,  Bunkei  Matsushita,  Wei Yang,  and  Takehiko  Fukushima,  2013.
Evaluation  of  Four  MERIS  Atmospheric Correction Algorithms in Lake Kasumigaura, Japan.  International  Journal  of  Remote Sensing  Vol  34  No  24  Taylor  &  Francis:
8967–85.  doi:10.1080/01431161.2013.8606
60.
Surbakti,  Suriani  B  R.,  2011.  Biologi  Dan  Ekologi Thiaridae  (  Moluska :  Gastropoda  )  Di Danau  Sentani  Papua.  Jurnal  Biologi  Papua 3: 59–66.
Susiati, Heni, Eko Kusratmoko, and Aris Poniman, 2010.  Pola  Sebaran  Sedimen  Tersuspensi
Melalui  Pendekatan  Penginderaan  Jauh  Di Perairan Pesisir Semenanjung Muria, Jepara. Jurnal Teknologi Pengelolaan
Limbah 13 (1): 72–79. Suwanto,  Arif.  2011.  Profil  15  Danau  Prioritas Nasional.  Jakarta:  Kementerian  Lingkungan Hidup.

## LAMPIRAN
Nilai Relasi Regional WP dan C2WP Euthropic untuk paremeter Total Suspended Solid
Nilai Relasi Regional WP dan C2WP Euthropic untuk paremeter Total Suspended Solid
Nilai Relasi C2WP Boureal dan C2WP Euthropic untuk paremeter Total Suspended Solid
Nilai Relasi C2WP Boureal dan C2WP Euthropic untuk paremeter Total Suspended Solid