## PENGEMBANGAN METODE PENDUGAAN KEDALAMAN PERAIRAN DANGKAL MENGGUNAKAN DATA SATELIT SPOT-4 STUDI KASUS: TELUK RATAI, KABUPATEN PESAWARAN (METHODE DEVELOPMENT FOR SHALLOW WATER DEPTH BATHYMETRIC ESTIMATION USING SPOT-4 SATELLITE DATA, A CASE STUDY: RATAI BAY, PESAWARAN DISTRICT)
Muchlisin Arief, Maryani Hastuti,Wikanti Asriningrum, Ety Parwati, Syarif Budiman,Teguh Prayogo, Rossi Hamzah Peneliti Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh, Lapan e-mail: muchlisin.arief@yahoo.com Diterima 15 Februari 2013; Disetujui 16 Mei 2013

## ABSTRACT
Bathymetric  estimation    of  shallow  water  depth  using  satellite  remote  sensing data becomes more prevalent. However, when these methods are implemented for areas with  different  environments,  the  results  indicate  the  presence  of  irregularities.  To minimize  the  deviation,    conducted  the  merger  of  the  information  obtained  from  field measurements  with  reflectance values SPOT-4 satellite  imagery.   This  paper proposed the methode development for bathymetric estimation of shallow water depth  based on the  correlation  function  between  the  depth  value  of  direct  measurements  using  a "handheld  echo-sounder"  to  the  resultante    of  reflectance  values  (band1  and  band3). The  algorithm  for  bathymetric  estimation  of  a  shallow  water  depth    consists  of thresholding method and correlation functions. Threshold value  (T) depth of 0.5 meters is determined from observations of the correlation function graph polynomial ordre five and magnitude is 0.35 <T <0.47.  Based on the results of the calculations show that the SPOT-4  satellite  data  can  be  used  to  estimate  the  shallow  water  depths  up  to approximately 18 meters
Key Words: Bathymetry,  Shallow  water  depth,  SPOT-4,  Resultante  of  reflectance  value, Threshold, Ratai bay

## ABSTRAK
Pendugaan batimetri  perairan dangkal menggunakan data satelit penginderaan jauh  semakin  umum  dilakukan.  Namun,  ketika  metode  tersebut  diimplementasikan untuk wilayah dengan lingkungan yang berbeda, maka hasilnya  menunjukkan adanya penyimpangan.  Untuk  meminimalkan  penyimpangan  tersebut,  maka  dilakukan penggabungan informasi  diperoleh dari pengukuran lapangan dengan nilai reflektansi citra  satelit  SPOT-4.  Pada  makalah  ini  diusulkan  pengembangan  metode  pendugaan kedalaman perairan didasarkan pada fungsi korelasi antara nilai  kedalaman dari hasil pengukuran  langsung  menggunakan  alat  “ handheld  echo-sounder ”  dengan  penjumlahan resultante nilai    reflektansi  ( band1 dan band3 ).  Algorithma  pendugaan  batimetri  di perairan dangkal di Teluk Ratai  terdiri  dari  metode thresholding dan fungsi korelasi. Nilai threshold (T)  untuk  kedalaman  0.5  meter  ditentukan  dari  pengamatan  grafik fungsi korelasi polynomial ordre lima dan besarnya adalah  0.35 <T<0.47. Berdasarkan hasil  perhitungan  menunjukkan  bahwa  data  satelit  SPOT-4  dapat  digunakan  untuk menaksir kedalaman perairan dangkal  hingga kurang lebih 18 meter.
Kata-Kunci: Batimetri, Perairan Dangkal, SPOT-4, Resultante nilai reflektansi, Threshold, Teluk ratai

## 1  PENDAHULUAN
Istilah  batimetri  merujuk  pada kedalaman laut relatif terhadap permukaan  laut.  Informasi  kedalaman perairan  dangkal  di  wilayah  pesisir merupakan  salah  satu  informasi  utama untuk  navigasi.  Informasi  batimetri  ini juga  sangat  penting  untuk  mengelola sarana  dan  fasilitas  pelabuhan,  men- dukung  operasi  pengerukan,  dan  mem- prediksi sedimen yang berasal dari sungai yang  bermuara  kelaut  (Mumby  et  al., 1998).  Disamping  itu,  kegunaan  lain dari    peta  batimetri  adalah:  1)  Sebagai informasi  dasar  untuk  mempelajari ecosystem dasar perairan, seperti pemetaan  kondisi  habitat  karang, 2) Sebagai informasi dasar zona potensi wisata  laut  dan  budidaya  perairan. Namun,  saat  ini  informasi  batimetri maupun terumbu karang sulit diperoleh dan biasanya informasinya tidak akurat lagi (Arief, 2012).
Pemetaan batimetri secara konven- sional dengan kapal menggunakan echo- sounder memberikan  hasil  yang  cukup akurat  untuk  titik  pengukuran  tertentu (Leu  and  Chang,  2005;  Lyzenga,  1985). Namun cara ini mempunyai keterbatasan antara  lain:  cakupan  wilayah  yang terbatas  dan  sangat  sulit  diterapkan pada perairan pesisir yang sangat dangkal serta  membutuhkan  biaya  operasi  yang tinggi  (Liu  et  al.,  2003).  Pemetaan batimetrik  menggunakan  penginderaan jauh  sudah  dimulai  sejak  perang  dunia ke  dua  ketika  teknik  fotogramtrik  yang menggunakan foto udara untuk mengukur kedalaman  dekat  pantai  di  Pasifik (Lundahl, 1948;  George,  1997).  Anjuran penggunaan  teknik  penginderaan  jauh termasuk pengukuran LIDAR udara dan penginderaan jauh optik untuk digunakan dalam  pemetaan  batimetri    (Mas,  2004; Lyon et al., 1992; Guenther, et al., 1996) serta  menawarkan  metode  yang  lebih fleksibel,  efisien  dan  hemat  biaya  serta cakupan wilayah yang lebih luas.
Berbagai metode telah dikembang- kan  untuk  memetakan  batimetri  meng- gunakan  penginderaan  jauh,  antara  lain:
Teknik  yang  paling  sering  digunakan adalah    koreksi  kolom  air  (Fonstad  and Marcus, 2005; Gordon and Brown, 1974; Lyzenga, 1978) menerapkan koreksi kolom air  sebagai  kompensasi  kedalaman perairan  dengan  persyaratan:  kejernihan air konstan dan komposisi substrat dasar homogen.  Metode  Jupp  (Jupp,  1988) melanjutkan algorithma batimetri Lyzenga yang  dalam  implementasinya  dilakukan penghitung  zona  penetrasi  kedalaman, interpolasi  dan  kalibrasi.  Kemudian Green et  al .,  (2000)  mengimplementasi- kan metode Lyzenga, dengan kedalaman yang  diperoleh  mencapai  sekitar  30 meter.  Penelitian  Louchard  et  al.  (2003) telah  melakukan  klasifikasi  jenis  dasar ( bottom  type )  dan  kedalaman  perairan dengan menggunakan perhitungan fungsi transfer radiasi ( radiative transfer calculations ).  Penelitian  dari  Lafon  dan Liceaga  (Lafon  et  al.  2002;  Liceaga  and Euan  2002)  telah  melakukan  peng- gabungan  data  pengukuran  lapangan dengan remote sensing imagery . Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Arief (Arief,  2012)  menentukan  kedalaman perairan  dangkal  di  teluk  Popoh menggunakan    fungsi  empiris  korelasi yang diperoleh dengan cara mengkorela- sikan  titik-titik  kedalaman  dari  peta DIHIDROS  (Angkatan  Laut  Republik Indonesia)  dengan  nilai  reflektansi  dari band-1 SPOT-4.  Akan  tetapi  berbagai metode  tersebut  di  atas,  bila  diimple- mentasikan  di  wilayah  yang  berbeda apalagi  dengan  kondisi  atmosfer  yang berbeda akan terjadi penyimpangan.
Oleh  karena  itu,  pada  makalah ini, diusulkan metode penentuan batimetri perairan dangkal dengan menggabungkan data  kedalaman  yang  diukur  secara langsung  dilapangan  yang  dilakukan pada tanggal 7 hingga 10 Agustus 2012 dengan data satelit SPOT-4 yang direkam pada  tanggal  16  Juni  2012.  Metode tersebut diturunkan secara  eksperimen dengan assumption keadaan  atmosfer waktu  pengukuran  dilapangan  sama dengan kondisi atmosfer waktu perekaman citra.  Algorithma  tersebut  terdiri  dari
thresholding dan  fungsi  korelasi,  yang mana  fungsi  korelasi  diperoleh  dengan cara  mengkorelasikan  data  pengukuran lapangan  menggunakan  alat handheld echo-sounder dengan hasil penjumlahan resultante nilai  reflektansi  antara  dua band dari  citra  SPOT-4.  Kedua band yang dijumlahkan tersebut adalah band yang  dapat  saling  melengkapi  informasi spektral antara satu dengan yang lainnya atau  dikatakan  dua band yang  tidak terkorelasi  linier  (dua band yang  mem- punyai  nilai  koefisien  korelasi  yang paling  kecil)  yaitu band1 dan band3. Karena  Berdasarkan  percobaan  nilai koefisien  korelasi  yang  paling  kecil adalah R 2 (B1,B3) (R 2 (B1,B3) < R 2 (B2,B3) ).

## 2  PENENTUAN BATIMETRI
Batimetri  dapat   diartikan  sebagai ukuran  kedalaman  laut,  baik  sebagai elevasi maupun mengenai depresi dasar laut  yang  dapat  memberikan  informasi tentang  topografi  dasar  laut  dan  mem- berikan  petunjuk  tentang  struktur  dan kedalaman  laut.  Kedalaman  laut  dapat diukur  dengan  menggunakan    dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman  dasar  laut  dapat  dihitung dari  perbedaan  waktu  antara  pengiriman dan  penerimaan  pulsa  suara,  atau menggunakan  sistem Side-Scan Sonar yang dapat  mengukur  kedalaman dasar laut  dan  pemetaan  dasar  laut  ( Sea  Bed Mapping )  dan  pengidentifikasian  jenis- jenis  lapisan  sedimen  di  bawah  dasar laut, atau dengan menggunakan teknologi penginderaan jauh.
Pendugaan batimetri dengan pemodelan  empiris  menggunakan  data penginderaan jauh telah banyak dilakukan, yang mana pemodelan tersebut didasarkan pada pemilihan kanal spektral  yang  berkemampuan  untuk menembus  air.  Secara  teoritis,  energi matahari  pada  spektrum  biru  yang ditangkap  oleh    sensor    SPOT-4    (0,45- 0,52 µm) dapat menembus perairan hingga mencapai  dasar  perairan,  kemudian dipantulkan  oleh  dasar  perairan  tersebut dan  diterima  oleh  sensor  biru  yang terdapat di satelit SPOT-4. Namun band spektral  yang  dapat digunakan  secara optimal  untuk  mengukur  kedalaman perairan    mempunyai    kisaran  panjang gelombang  0,5-0,6  µm  (Kumar  et  al., 1997).  Sedangkan  spektrum  panjang gelombang  pendek  (seperti  ultra  violet) tidak  dapat  digunakan  untuk pemetaan batimetri karena energinya akan diserap oleh air (terjadi pelemahan energi). Hasil pengukuran reflektansi terhadap kedalaman  perairan  yang  dilakukan oleh  Lafon  et  al.,  2002    dapat  dilihat seperti pada Gambar 2-1.
Pada  Gambar  tersebut  terlihat bahwa  nilai  reflektansi  berbanding terbalik  dengan  kedalaman  perairan, yaitu nilai  reflektansi  bertambah  besar bila  perairan  menjadi  dangkal  dan terjadi  sebaliknya  reflektansi  betambah kecil    bila  perairan  bertambah  dalam. Selain itu, gambar tersebut menunjukkan bahwa kedalaman perairan hanya dapat dideteksi sampai  maksimum  15 meter pada  kisaran  spektrum  dari  0.450  µm sampai dengan 0.650 µm.
Gambar 2-1: Reﬂektansi spektral perairan dangkal dari kedalaman 0.02 to 15 m Source (Lafon et al., 2002)

## 3  MATERIAL DAN METODE
Survei  lapangan  dilakukan  dari tanggal  7  sampai  dengan  11  Agustus 2012  dan  citra  satelit  SPOT-4  yang digunakan hasil rekaman pada  tanggal 16  Juni  2012.  Data  sekunder  (seperti peta wilayah dan tata ruang)   diperoleh dari  pemerintah  daerah  Kabupaten Pesawaran.  Peralatan  yang  digunakan untuk mendukung penelitian ini adalah alat pengukur kedalaman ( echosounder ),
Global  Positioning  System (GPS)  Garmin 12  XL,  komputer  berikut software pendukung  untuk  pengolahan  data seperti: Arc View berfungsi untuk meng- integrasikan  data  primer  maupun skunder, ER Mapper 6.4 berfungsi untuk mengolah  data  satelit  dan  melakukan operasi arithmatika dan ENVI 4.5 melihat distibusi  nilai  spektral,  menampilkan dan  menganalisa    hasil  pemerosesan serta software lainnya. Peta Rupa Bumi daerah  penelitian  dapat  dilihat  pada Gambar 3-1.
Ruang  lingkup  makalah  ini difokuskan  pada  ekstraksi  batimetri menggunakan  data  satelit  SPOT-4 dengan  wilayah  studi  perairan  Pantai Teluk  Ratai  kabupaten  Pesawaran, Provinsi  Lampung.  Sedangkan  data satelit  yang  digunakan  dalan  penelitian ini direkam pada  tanggal 16 Juni 2012 dan  data    lapangan  yang  diperoleh  dari pengukuran  lapangan  yang  dilakukan
pada  tanggal  7  sampai  dengan  11 Agustus 2012.
Urut-urutan  proses  untuk  meng- hasilkan  informasi  bathimetri    terdiri dari:
 Process koreksi radiometrik dan geometrik citra,  dengan demikian citra yang  akan  diproses  sudah    tidak mempunyai  kesalahan  radiometrik dan  citra dapat mempunyai korodinat yang sama dengan koordinat peta.
 Merubah  citra  digital  number  ( gray level )  dalam  bentuk  integer  ke  citra reflektansi dalam bentuk real .
 Menjumlahkan  vektor  nilai  reflektansi band1  dengan  band3  secara  vektor atau Res(i,j) = Sqrt ((ref B1 (i,j)) 2 + (ref B3 (i,j)) 2 .  Mengkorelasikan  kedalaman  perairan yang diperoleh dari pengamatan dengan nilai resultante reflektansi,  kemudian menentukan fungsi korelasinya
 Menghitung  batimetri  atau  menaksir kedalaman  perairan  dangkal  dengan menggunakan  fungsi  korelasi,  secara bersamaan menggunakan metode thresholding  dengan bertujuan  untuk memisahkan  daratan  dengan  lautan. Hasil yang diperoleh kemudian dimasking  kecitra  aslinya,  untuk mendapatkan wilayah laut saja.
Ekstraksi  informasi    batimetri dilanjutkan  dengan  proses density slicing atau  pembuatan  kontur  untuk merepresentasikan hasilnya.
Gambar 3-1: Peta rupa bumi Kabupaten Pesawaran

## 4  HASIL DAN PEMBAHASAN
Integrasi    titik-titk  pengukuran kedalaman  perairan  yang  dilakukan pada tanggal 7 hingga 10  Agustus 2012 dengan  citra  SPOT-4  dapat  dilihat  pada Gambar  4-1.  Pengukuran  dimulai  dari muara  sungai  Endas  Siji  (Pulau Sumatera)      yang  airnya  sangat  keruh kecoklat-coklatan dan berlumpur dengan  kedalamannya  0.1  meter  0.5 meter  hingga  ke  Pulau  Kelagian  dan Pulau  Anak  Kelagian  dan  kembali    ke Pulau Sumatera.
Gambar 4-1: Data  satelit  SPOT-4    RGB  321 Teluk  Ratai  yang  diintegrasikan titik-titik pengamatan
Untuk melihat variasi nilai reflektansi  dari  seluruh band citra SPOT-4    terhadap  hasil  pengukuran kedalaman perairan, maka  setiap posisi titik  pengukuran  kedalaman  diamati nilai  reflektansi  seluruh  band  dari  citra SPOT-4. Variasi nilai reflektansi seluruh band SPOT-4 terhadap kedalaman dapat dilihat pada Tabel 4-1.
Pada  Tabel  4-1  menunjukkan bahwa:  Variasi nilai reflektansi seluruh band dari  citra  SPOT-4  terhadap kedalaman hasil pengukuran  kedalaman perairan  terdistribusi  secara  acak. Akibatnya  pada  kedalaman  yang  sama pada  titik  yang  berbeda  mempunyai nilai reflektansi yang berbeda  (misalnya kedalaman  1.30  meter  mempunyai  nilai reflektansi 0.167544 dan 0.141663 pada
band 1).  Sebaliknya,  nilai  reflektansi yang sama mempunyai kedalaman yang berbeda  (misalnya  nilai  reflektansi 0.129404  pada band1 mempunyai kedalaman 18  meter di tempat tertentu dan  22.9  meter  dan  1  meter    ditempat lainnya).  Oleh  karena  itu,  untuk  setiap pengamatan/pengukuran parameter perlu  dilakukan  secara  berulang-ulang. Dengan mengamati data tersebut diatas, dapat disimpulkan bahwa setiap perubahan  kedalaman  perairan    selalu dibarengi  dengan  perubahan  nilai reflektansi  (perubahan  nilai  untuk semua band). Akan  sebaliknya  pada perubahan  nilai  reflektansi  tidak  selalu diikuti  dengan  perubahan  kedalaman perairan.
Tabel 4-1:  HASIL  PENGUKURAN  KEDALAMAN

## PERAIRAN PENGAMATAN NILAI
REFLEKTANSI BAND DARI  DATA SPOT-4 No. Kedalaman (meter) B1 B2 B3 B4 1 -1.30 0.141663  0.07301  0.038797  0.025663 2. -1.50 0.137577  0.073912  0.031407  0.013449 3. -1.00 0.129404  0.063997  0.025601  0.013449 4. -1.10 0.160733  0.100953  0.092375  0.005479 5. -0.80 0.153923  0.08563  0.044868  0.004732 6. -1.00 0.156647  0.091939  0.044868  0.003487 7. -5.50 0.144388  0.062194  0.03659  0.002989 8. -1.30 0.167544  0.095545  0.047507  0.003736 9. -9.80 0.137577  0.058589  0.03695  0.004234 10. -14.90 0.12668  0.054082  0.034313  0.002989 11. -14.30 0.128042  0.055588  0.034313  0.002491 12. -18.10 0.132128  0.05949  0.03695  0.002989 13. -18.50 0.121231  0.052279  0.034316  0.002989 14. -16.20 0.132128  0.05949  0.039589  0.002491 15. -18.00 0.125318  0.054082  0.034312  0.002989 16. -20.70 0.125318  0.054082  0.034312  0.002989 17. -22.10 0.123955  0.054082  0.034312  0.003238 18. -20.10 0.125318  0.055885  0.034312  0.002989 19. -21.20 0.128042  0.056786  0.034312  0.00274 20. -21.80 0.128042  0.056786  0.034312  0.004483 21. -22.90 0.128042  0.056786  0.034312  0.002989 22. -22.40 0.125318  0.054983  0.034312  0.00274 23. -24.00 0.128042  0.054983  0.034312  0.00274 24. -22.90 0.129404  0.055885  0.03695  0.002989 25. -24.30 0.12668  0.055885  0.034312  0.00274 26. -22.80 0.129404  0.055885  0.03695  0.003238 27. -22.60 0.130766  0.056786  0.03695  0.00274 28. -18.00 0.129404  0.055885  0.03695  0.002889
Untuk   memperjelas pemahaman perubahan  nilai reflektansi band SPOT- 4  terhadap  kedalaman  perairan,  maka diplotkan  nilai  reflektansi  seluruh band terhadap  nomor  pengamatan  dan  juga
diplotkan  kedalaman  perairan  terhadap nomor  pengamatan.  Kedua  plot  grafik tersebut  dapat  dilihat  pada  grafik  di bawah ini  (Gambar 4-2).
Pada Gambar 4-2 adalah  variasi nilai  tiap band SPOT-4  terhadap  nilai kedalaman  perairan  hasil  pengamatan, yang menunjukkan bahwa:
 Untuk band 4,    nilai  reflektansi dengan cepat menurun dan cenderung menuju  ke  suatu  nilai  yang  konstan (menuju ke titik nol)  setelah melewati titik  pengamatan  nomor  5  (setelah mencapai    kedalaman  satu  meter), berarti  apabila  spektrum  melewati perairan maka energinya akan dilemahkan/ fully  attenuated (Jupp; 1988)  sehingga band 4  tidak  dapat digunakan untuk menentukan kedalaman  perairan  dangkal  ( Shallow
Water Depth ).
 Band3 mempunyai  nilai  yang  hampir konstan setelah titik pengamatan nomor 10  (artinya band 3  akan  mempunyai mempunyai  respon  spektral  yang hampir  konstan  setelah  mencapai
kedalaman
14 meter). Dengan demikian, band3 dari  citra  SPOT-4 dalam kasus ini hanya dapat digunakan untuk menduga kedalaman perairan  dangkal  hingga  maksimum 14 meter.
 Band dan band2 mempunyai  nilai yang  hampir  konstan  setelah  titik pengamatan  nomor  17  (artinya band1 dan band2 akan  mempunyai  mem- punyai  respon  spektral    yang  hampir konstan  setelah  mencapai  kedalaman 20  meter).  Dengan  demikian, band1 dan band2 dari  citra  SPOT-4  dalam kasus  ini  hanya  dapat  digunakan untuk  menduga  kedalaman  periaran dangkal hingga maksimum 20 meter.
 Pola grafik distribusi reflektansi band1 dan band2 mempunyai pola perubahan terhadap  kedalaman  hampir  sama atau  boleh  dikatakan  ekuivalen.  Hal ini berarti band1 dan band2 mempunyai  respon  yang  ekuivalen, atau dapat dikatakan band1 berkorelasi dengan band2 (dapat  disebutkan terkorelasi  linier).
Berdasarkan  analisa  di  atas, untuk menambah  informasi  pada band , maka  dilakukan  penggabungan band . Penggabungan band ini,  dipilih  dua band yang tidak berkorelasi secara linier (kalau band terkorelasi  secara  linier, maka tidak ada penambahan informasi). Untuk  memilih band mana  yang  tidak terkorelasi  maka  dipilih  korelasi  diantara band1 dengan band3 atau band2 dengan band3 yang mempunyai koefisien korelasi paling kecil. Artinya semua nilai reflektansi (Tabel  4-1)  dikorelasikan.  Hasil  dari grafik  korelasi  antara band1 dengan band3 dan band2 dengan dengan band3 dapat dilihat pada Gambar 4-3.
Pada  Gambar  4-3a  dan  4-3b adalah  grafik  korelasi  antara band3 dengan band1 dan grafik korelasi antara band3 dengan band2 dengan  meng- gunakan fungsi polynomial, exponensial dan  liner.    Gambar  4-3  menunjukkan bahwa  koefisien  korelasi  ( Band1,band3 ) lebih  kecil  dari  pada  koefisien  korelasi ( band2,  band3 )  atau  dituliskan  dengan R 2 (B1,B3) < R 2 (B2,B3) .  Hal ini berarti bahwa band2 berkorelasi dengan band3 , sedangkan band1 dengan band3 tidak berkorelasi. Sehingga band yang diguna-
kan  untuk  analisis  selanjutnya  adalah band1 dan band3 .
Agar  supaya  nilai  reflektansi kedua band dapat dikorelasikan dengan nilai  kedalaman  secara  bersamaan, maka  harus  digambar  dalam  koordinat Cartesian 3  dimensi,  dengan  masing- masing  sumbunya  berturut-turut band1 , band3 dan  kedalaman  (Gambar  4-3a). Akan  tetapi  agar  memudahkan  peng- gambarannya,  maka  penggambaran  3 dimensi  tersebut  dapat  disederhanakan dalam  2  dimensi  dengan  sumbu horinzontalnya  merupakan  hasil  pen- jumlahan  dari  nilai  reflektansi  dari band1 dan band3 (Gambar  4-3b). Karena nilai sumbu koordinat merupakan besaran  vektor,  maka  penjumlahannya pun harus mengikuti aturan penjumlahan vektor atau dengan menggunakan operator vektor.  penjumlahan band1 dan band3 dilakukan dengan menggunakan  rumus akar  pangkat  dua  dari  penjumlahan kuadrat dari nilai reflektansi band1 dan band3 atau  dapat  dituliskan  dengan persamaan:
(a) Korelasi band1 dengan band 3
(b)
Korelasi band2 dengan band 3 Gambar 4-3: Grafik korelasi  antara band3 dengan band1 dan band2
(a) Penggambaran 3 Dimensi ( b) Penyederhanaan 3 Dimensi
Gambar 4-3: Penggambaran 3 dimensi dan penyederhanaannya
(a)
Citra RGB dan garis transek (b)
Nilai reflektansi pada lokasi transek pada gambar a Gambar 4-4: Citra  RGB  321  dengan  garis  transek  garis    horizontal  (a)  dan  nilai  reflektansi  hasil penjumlahan vektor dari setiap panjang gelombang
Untuk  melihat  hasil  dari  pen- jumlahan  vektor  dibandingkan  dengan masing-masing  nilai  spektral  dari band SPOT-4  pada  sepanjang  garis  transek pada  Gambar  4-4a  dapat  dilihat  pada Gambar 4-4b.
Gambar  4-4a      memperlihatkan bahwa  transek  horizontal  mengikutserta- kan  daratan,  perairan  jernih  dan  keruh dan  sungai  dan  Gambar  4-4b  adalah nilai  spektral  masing-masing band SPOT-4 ( band 1 , band 2 , band 3 , band 4 dan nilai  penjumlahan  vektor (b1,b3) ).  Gambar 4-4b menunjukkan bahwa:
a. Nilai band4 untuk  lautan  hampir mendekati nol.
b. Nilai  reflektansi band2 sepanjang garis  transek  selalu  lebih  kecil  dari pada  nilai  reflektansi band1 dan mempunyai  pola  yang  sama.  Hal  ini membuktikan bahwa band2 terkorelasi linier  dengan band1 ,  sehingga  dalam analisis  selanjutnya  dapat  digunakan salah band1 saja.
c. Nilai  reflektan band3 untuk  wilayah lautan/perairan selalu lebih kecil dari pada nilai band1 dan band2 sedangkan diluar itu (didarat), band3 selalu lebih besar.
d. Nilai  hasil  penjumlahan  vektor (b1,b3) selalu  lebih  besar  dan  mempunyai nilai  kisaran  lebih  lebar  (0.3  sampai dengan  0.9).  Hal  ini  memudahkan
dalam  menginterpretasi  citra  untuk memisahkan daratan dari lautan atau memisahkan  perairan  jernih  dan keruh.
e. Nilai  reflektansi  hasil  penjumlahan untuk  perairan  jernih  terdegradasi secara jelas, tidak datar seperti band1 maupun band2 (Gambar 4-4b).
Integrasi  citra  hasil  penjumlahan nilai  reflektansi  ( band1,  band3 )  dengan titik lokasi pengamatan kedalaman serta fungsi  korelasi  antara  nilai  hasil penjumlahan    ( band1,  band3 )  terhadap kedalaman  dapat dilihat berturut-turut pada Gambar 4-5a dan 4-5b.
Beberapa  fungsi  korelasi  yang telah dicoba antara lain: linier, logarithmic dan polynomial, sedangkan fungsi power dan  exponensial  tidak  dapat  dicoba, karena  distribusi  titiknya  yang  tidak memungkinkan  untuk  menggambarkan kedua  fungsi  tersebut.  Hasil  fungsi korelasi  dari  Gambar  4-5b  dan  nilai koefisien  korelasinya  dapat  dilihat  pada persamaan di bawah ini:
a. y = 39.48 x - 28.65 R² = 0.376 b. y = 39.48 x -28.65  R² = 0.376 c. y = -235.4x 2 +  296.7x  –  85.32 R² = 0.617 d. y = 1026.x 3 – 1941x 2 + 1163.x – 219.4 R² = 0.732 e. y = 5740.x 5 –  20163x 4 +  27592x 3 – 18318x 2 + 5874x – 726.0 R² = 0.774
(a)
Extraksi nilai reflektansi hasil kombinasi band 1 dan band 3 pada lokasi pengamatan (b) Fungsi korelasi antara kedalaman dengan citra resultante reflektansi Gambar 4-5: Citra resultante dan fungsi korelasinya Dengan mengamati koefisien korelasi dari kelima fungsi di atas, maka yang  digunakan  untuk  menghitung kedalaman  perairan  dangkal    adalah persamaan  orde  5.  Akan  tetapi,  pada Gambar  4-5b  memperlihatkan  bahwa fungsi  polynomial  orde  5  mempunyai kelemahan, antara lain: Pertama,  untuk nilai  reflektansi  dalam  interval  0.35 sampai  dengan  0.47  fungsi  bernilai positif.  Sedangkan  nilai  kedalaman harus selalu negatif. Persoalan ini dapat diatasi dengan menggunakan pendekatan metode pengambangan/ thresholding pada saat  pemerosesannya.  Kedua  untuk kedalaman  nol  hingga  satu  meter  nilai fungsi terjadi oscilation (satu nilai fungsi terdapat lebih dari dua nilai reflektansi), ini  menyebabkan  kesalahan  perhitungan kedalaman  perairan.  Akibatnya  fungsi tersebut tidak optimal digunakan untuk menduga  kedalaman  di  perairan  pada kedalaman tersebut. Hal ini disebabkan oleh  kondisi  perairan  yang  keruh material padat yang tersuspensi/ melayang didalam air. Sedangkan untuk kedalaman  lebih  dari  satu  meter  dan kondisi  air  jernih,  nilai  fungsi  hanya ditentukan  oleh  satu  nilai  refklektansi atau dapat dikatakan terjadi relasi satu- satu (satu nilai fungsi hanya ditentukan oleh  satu  nilai  reflektansi).  Oleh  karena itu, persamaan polynomial orde 5 dapat digunakan secara optimal untuk
menduga  kedalaman  perairan  secara optimal  bila  kedalamannya  lebih  dari satu meter.
Untuk  menghindari  beberapa kelemahan  yang  telah  disebutkan  di atas,  maka  algorithma  untuk  menduga kedalaman perairan dilakukan beberapa pendekatan  yaitu:  pertama  bila band3 lebih  besar  dari band1 maka  citra diklaskan sebagai daratan (agar memudahkan  dalam  pewarnaan  diberi nilai  pixel  200).  Kedua  melakukan thresholding apabila  nilai  reflektansi hasil  penjumlahan  Res (i,j) lebih  besar dari 0.35 dan lebih kecil dari 0.47 maka pixel diklaskan ke kedalaman 0.5 meter. Ketiga  apabila  hasil  perhitungan  fungsi polynomial  lebih  besar  dari  nol,  maka pixel  diklaskan  ke  kedalaman  satu. Urut-urutan  proses  tersebut  di  atas, dapat diformulasikan sebagai berikut ini.
Dimana:
Z(i,j)  = 5740*X 5 - 20163*X 4 + 27592*X 3 - 18318*X 2 + 5874*X – 726 B1, B3 = nilai reflektansi dari band 1 dan band 3
Hasil  perhitungan  formulasi  di atas  diaplikasikan  pada  citra  nilai reflektansi  hasil  kombinasi band1 dan band 3 dapat dilihat pada Gambar 4-6.

## Gambar 4-6: Citra kedalaman hasil perhitungan
Gambar 4-6 menunjukkan bahwa kedalaman  nol  sampai  0.5  meter terdapat  di  muara  sungai,  di  pinggir pantai    dan  beberapa  daratan  (perairan tambak),  diikuti  dengan    kedalaman  1 meter  hingga  1,5  meter  dan  kedalaman maximum diteluk Ratai dari data satelit penginderaan  jauh  SPOT-4  hanya  18 meter.  Walaupun  dalam  pengukuran lapangan ada kedalaman yang mencapai 22  meter,  akan  tetapi  berdasarkan perhitungan  bahwa  kedalaman  maksi- mum  di  teluk  Ratai  yang  terdeteksi hanya  sampai  kedalaman  18  meter (kedalaman  22  meter  tidak  nampak pada  citra).  Hal  ini  diduga  bahwa daerah  yang  mempunyai  kedalaman lebih  dari  20  meter  merupakan  daerah palung  yang  kemungkinan  ukuran spasialnya  kurang  (lebih  kecil)  dari ukuran  pixel  (kurang  dari  20X20  m) atau  karena  kemampuan  citra  SPOT-4 untuk  kondisi  saat  itu  hanya  mampu mendeteksi kedalaman  hingga  18 meter saja.  Juga  pada  Gambar  4-6,  menunjuk-
kan  bahwa  citra  seperti  terlihat  agak bergaris-garis  sehingga  kedalaman  laut seperti kumpulan dari beberapa kumpulan  garis  lurus/ stripping (yang menandakan  bahwa  kualitas  Citra SPOT-4  yang  kurang  baik).  Untuk memperjelas visualisasi kedalaman berdasarkan citra SPOT-4 dapat dilakukan dengan  penggambaran  garis  kedalaman (kontur  batimetri)  sebagaimana  terlihat pada Gambar 4-7.
Gambar  4-7a  adalah  kedalaman antara  P.  Kelagian  dengan  P.  Anak kelagian  dengan  interval  0.5  meter (kedalaman  nol tidak tervisualisasikan), sehingga  garis  yang  paling  dangkal adalah  0,5  meter  dan  terlihat  juga  ada beberapa kontur kedalaman yang tertutup  (berbentuk  polygon).  Hal  ini disebabkan software yang  digunakan hanya  dapat  melakukan  pembuatan garis  pada  batas/tepi  region  homogen saja.  Akibatnya  kadang  kala  suatu region  dengan  kedalaman  tertentu direpresentasikan dengan dua garis tepi.
a)
Citra kontur kedalaman perairan interval 0.5 meter (b) Citra kontur kedalaman perairan interval 1 meter
Gambar 4-7: Citra Kontur kedalaman perairan antara P. Kelagian dengan P. Anak Kelagian
Begitu  pula  Gambar  4-7b  adalah kedalaman antara P. Kelagian dengan P. Anak  kelagian  dengan  interval  1  meter (kedalaman  nol  tidak  tervisualisasikan), sehingga garis kontur yang tervisualisasi mulai dari 1 meter   (mulai 1 meter dari pantai)  dan  juga  garis  kontur  masih berbentuk polygon.
Jika  dibandingkan  kedua  gambar tersebut (Gambar 4-7a dan 4-7b), maka dapat  ditarik  kesimpulan:    kontur  pada Gambar  4-7b  terlihat  lebih  sederhana dari  pada  kontur  pada  Gambar  4-7a serta  kedua  citra  masih  menampilkan kontur polygon. yang diperoleh dari citra satelit  SPOT-4  tampak  kurang  halus ( smooth )  dikarenakan  garis  tersebut merupakan hasil konversi raster menjadi  polygon,  dimana  bentuk  piksel masih terlihat pada tepi obyek.
Selain  itu,  garis  kedalaman  0,5 meter  dapat  menunjukkan  bentuk  yang mendekati bentuk garis pantai (kontur 0 meter),  dimana  kedalaman  0  meter merupakan batas antara daratan dengan laut. Berdasarkan perbandingan kedua tampilan garis kontur tersebut di atas  maka  metode  ini  dapat  diterapkan untuk  menentukan  garis  kedalaman atau  menentukan  kondisi  batimetri khusunya  di  perairan  dangkal  dan pendekatan  ini  dapat  digunakan  untuk
menentukan  garis  pantai  (menghitung panjang  garis  pantai)  dalam  skala terbatas  sesuai  dengan  resolusi  spasial citra SPOT-4.

## 5  KESIMPULAN
Pada penelitian ini, telah dikembangkan  suatu  metode  yang mengkorelasikan band spektral  dengan kedalaman perairan laut dangkal. Suatu metode untuk menduga batimetri perairan dangkal  di  Teluk  Ratai  kabupaten Pesawaran  Provinsi  Lampung  telah dibangun dengan pendekatan thresholding dan  fungsi  korelasi.  Algorithma  dari metode tersebut  terdiri dari tiga bagian yaitu: pertama, pemisahan lautan dengan daratan  dengan  cara  mengurangkan band3 dengan band1 . Kedua  pendugaan perhitungan  kedalaman  perairan  itu sendiri  menggunakan  fungsi  korelasi. Fungsi  korelasi  diperoleh  dengan  cara mengkorelasikan titik pengukuran dilapangan  menggunakan    “ handheld echo-sounder ”  dengan    hasil  resultante nilai  reflektansi band1 dengan band3 dari data satelit SPOT-4. Ketiga melakukan thresholding apabila  nilai  reflektansi hasil  penjumlahan  vektor  lebih  besar dari  0.35  dan  lebih  kecil  dari  0.47 (0.47>Res(i,j)>0.35).
Fungsi  korelasi  yang  mempunyai nilai  koefisien  tertinggi  adalah  fungsi polynomial  ordre  5  dengan  nilai koefisiennya  0,774  dan  fungsi  tersebut akan  mempunyai    kesalahan  yang  kecil (sedikit  kesalahan)  bila  digunakan  untuk menduga kedalaman perairan lebih dari satu meter. Akan tetapi, akan mempunyai kelemahan bila digunakan untuk perairan dengan kedalaman kurang dari satu  meter.  Kelemahan  tersebut  bisa diakibatkan  oleh  faktor  reflektansi  dari material  yang  tersuspensi/melayang  di dalam air.
Berdasarkan analisa hasil perhitungan  analisa,    algorithma  yang telah  dibangun  dengan  menggunakan data  satelit  SPOT-4  hanya  dapat menduga  kedalaman  perairan  dangkal hingga  kedalaman  kurang  lebih  18 meter.

## DAFTAR RUJUKAN
Arief M., 2012. Pendekatan Baru Pemetaan Bathymetric  Menggunakan  Data Penginderaan  Jauh  SPOT , Studi Kasus  Teluk  Perigi  dan  Teluk Popoh , Jurnal Terknologi
Dirgantara,  Vol.  10  no.1  Juni 2012, ISSN 1412-8063, Pp. 71-80 No  akreditasi:  208/AU1/P2MBI/ 08/ 2009.
Fonstad,  M.A.,  Marcus,  W.A.,  2005.
Remote  Sensing  of  Stream  Depths wth Hydraulically Assisted Bathymetry (HAB) Models , Geomorphology 72 (4), 320e339. George, D. G., 1997. Bathymetric Mapping Using a Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI) ,
International  Journal  of  Remote Sensing 18, 2067–71.
Gordon,  H.R.,  Brown,  O.B.,  1974. Influence  of  Bottom  Depth  and Albedo  on  the  Diffuse  Reflectance of  a  Flat  Homogeneous  Ocean,
Applied Optics 13, 2153– 2160.
Green E., MUMBY P., EDWARDS A. (ed.) and    CLARK  C.,  2000. Remote
Sensing  Handbook  for  Tropical Coastal Management , Coastal
Management Sourcebooks, 3,
Paris, UNESCO.
Guenther,  G.C.,  Thomas,  R.W.L.,  and LaRocque,  P.E.,  1996. Design
Considerations  for  Achieving  High Accuracy with the SHOALS Bathymetric  Lidar  System ,  SPIE: Laser  Remote  Sensing  of  Natural Waters,  From  Theory  to  Practice, Vol. 2964, 26-37.
Jupp  D.,  1988. Background  and  Exten- sions to Depth of Penetration ( DOP ) Mapping in Shallow Coastal Waters , Proceedings of the Symposium on Remote  Sensing  of  the  Coastal Zone,  Brisbane,  Department  of Geographic  Information,  pp.  IV.
2.1–IV.2.19.
Kumar,  V.K.,  Palit,  A.    and  Bhan,  S.K.,
1997. Bathymetric  mapping  in Rupnarayan–Hooghly
River
Conﬂuence  Using  IRS  Data ”. International  Journal  of    Remote Sensing 18, 2269–70.
Lafon,  V.,  Froidefond,  J.M.,  Lahet,  F. and  Castaing,  P.,  2002. SPOT Shallow  Water  Bathymetry  of  a Moderately  Turbid  Tidal  Inlet based  on  Field    Measurements, Remote  Sensing  of  Environment 81, pp. 136–48.
Leu,  L.,  and  Chang,  H.,  2005. Remotely Sensing  in  Detecting  the  Water Depths  and  Bed  Oad  of  Shallow Waters and Their Changes , Ocean Engineering 32, pp. 1174-1198. Liceaga-Correa,  M.A.,  Euan-Avila,  J.I., 2002. Assessment  of  Coral  Reef Bathymetric Mapping Using Visible Landsat  Thematic  Mapper  Data . International  Journal  of  Remote Sensing 23 (1), pp. 3– 14.
Liu,  Y.,  Anisul,  I.  M.,  and  Jay  Gao,  J., 2003. Quantification  of  Shallow Water
Quality Parameters,
Progress  in  Physical  Geography 27(1), pp. 24–43.
Louchard,  E.M.,  Reid,  R.P.,  Stephens, F.C.,  Davis,  C.O.,  Leathers,  R.A., Downes, T.V., 2003. Optical Remote Sensing  of  Benthic  Habitats  And
Bathymetry in Coastal Environments at  Lee  Stocking  Island,  Bahamas: a  Comparative  Spectral  Classifi- cation  Approach ,  Limnology  and Oceanography 48 (1, 2), 511-521. Lyon, J.G., Lunetta, R.S., Williams, D.C.,
1992. Airborne Multi-Spectral Scanner  Data  for  Evaluating Bottom Sediment Types and Water Depths  of  St.  Mary’s  River Michigan , Photogrammetric
Engineering & Remote Sensing 58 (7), 951-956.
Lyzenga D., 1978. Passive Semote Sensing Techniques  for  Mapping  Water Depth and Bottom Features , Applied Optics, 17(3), Washington, Optical Society of America, pp. 379-383. Lyzenga,  D.,  1981. Remote  Sensing  of Bottom  Reflectance  and  Water Attenuation Parameters in Shallow Water  Using  Aircraft  and  LANDSAT Data ,  International  Journal  of Remote Sensing, vol. 2, no. 1, pp. 71-82.
Lyzenga,  D.R.,  1985. Shallow-Water Bathymetry Using Combined Lidar and Passive Multispectral Scanner Data .  International  Journal  of Remote Sensing 6 (1),pp. 15-125. Lundahl,  A.C.,  1948. Underwater  Depth Determination by Aerial Photography . Photogrammetric Engineering 14 (4),pp.  454–462 . Mas, J.F., 2004. Mapping Land
Use/Cover  in  a  Tropical  Coastal Area  Using  Satellite  Sensor  Data , GIS and Artificial Neural
Networks,  Estuarine,  Coastal  and Shelf Science 59, pp. 219-230. Mumby  P.J.,  Clark  C.D.,  Green  E.P.  & Edwards  A.J.,  1998. Benefits  of Water  Column  Correction  and Contextual  Editing  for  Mapping Coral Reefs , International Journal of Remote Sensing, 19(1), London, Taylor  &  Francis  Ltd,  pp.  203- 210.