## PERBANDINGAN NILAI KLOROFIL-A MENGGUNAKAN CITRA LANDSAT DAN MERIS DI DANAU SENTANI, JAYAPURA

## COMPARISON CHLOROPHYLL-A VALUES USE LANDSAT AND MERIS IN SENTANI LAKE ,JAYAPURA
Jayeng Rangga Bhirawa 1 , Lalu Muhamad Jaelani 1
1 Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Email: lmjaelani@geodesy.its.ac.id

## Abstrak
Waduk  dan  Danau sangat penting dalam turut  menciptakan keseimbangan ekologi dan tata air. Dari  sudut  ekologi, waduk dan danau merupakan ekosistem yang terdiri dari unsur air, kehidupan akuatik, dan daratan yang dipengaruhi tinggi  rendahnya  muka  air,  sehingga  kehadiran  waduk  dan  danau  akan  mempengaruhi  tinggi  rendahnya  muka  air, selain  itu,  kehadiran  waduk  dan  danau  juga  akan  mempengaruhi  iklim  mikro  dan  keseimbangan  ekosistem  di sekitarnya. Dalam penelitian ini, dilakukan perbandingan klorofil-a  sebagai salah satu parameter kualitas air dengan menggunakan data Meris dan Landsat Parameter kualitas air dalam sifat fisiknya yang dapat dimodelkan secara optis antara lain yaitu Total Suspended Solid (TSS), Klorofil-a, dan Collored Dissolved Organic Matter(CDOM), dan lain-lain. Tetapi  pada  penelitian  ini  hanya  difokuskan  untuk  klorofil-a.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melihat  citra  manakah yang  lebih  sesuai  untuk  digunakan  penelitian    kualitas  air  pada  danau  sentani  selanjutnya.  Untuk  algoritma  dalam pengolahan  citra  Landsat,  hanya  Algoritma  Jaelani  paling  mendekati  C2WP-Eut  yaitu  dengan  R2  =  0,795  ;  RMSE  = 0,399 dan RE = 16,087
Kata Kunci: Danau Sentani, Klorofil-a, Landsat, MERIS, Algoritma

## Abstract
Reservoirs and lakes are very important in helping to make the balance of ecology and hydrology. From the point of ecology, reservoirs and lakes is an ecosystem that consists of elements of water, aquatic life, and land which affected by water surface height, so the presence of reservoirs and lakes will affect the level of the water surface, in addition, the presence of reservoirs and lakes also affect micro climate and balance of the surrounding ecosystem . Analysis  of  the  spatial  distribution  of  water  quality  parameters  using  Landsat  Data  MERIS  and  water  quality parameters  in  the  physical  properties  that  can  be  modeled  optically  among  others,  Total  Suspended  Solid  (TSS), Chlorophyll-a, and Collored Dissolved Organic Matter (CDOM). But in this study only for Chlorophyll-a This  study  is  looking  for  which    image  processing  is  suitable  for  Sentani  Lake,  In  Algorithm  for  Landsat  Image Processing, only the value of  Jaelani Algorithms closest to C2WP-EUT with R2 = 0,795; RMSE = 0,399 and RE = 16,08% .And only Chlorophyll-A Reg-Eut associated with an average R2 = 0,807; RMSE = 0,682 and RE = 21,02%.
Keywords: Sentani Lake, Chlorohyll-a, Landsat, MERIS, Algorithms

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Tantangan  dalam  penyediaan  sumber  daya dewasa ini adalah bagaimana mencapai keberlanjutan  ketersediaan  sumber  daya  air  baik dari  segi  kuantitas  maupun  kualitas  dengan memperhatikan  pengelolaan  yang  menjaga sumber daya tersebut  dari pemanfaatannya yang merusak.  Keberadaan  waduk  dan  danau  sangat penting  dalam  turut  menciptakan  keseimbangan
ekologi  dan  tata  air.  Dari  sudut  ekologi,  waduk dan danau merupakan ekosistem yang terdiri dari unsur  air,  kehidupan  akuatik,  dan  daratan  yang dipengaruhi  tinggi  rendahnya  muka  air,  sehingga kehadiran waduk dan danau akan mempengaruhi tinggi  rendahnya  muka  air,  selain  itu,  kehadiran waduk dan danau juga akan mempengaruhi iklim mikro dan keseimbangan ekosistem di sekitarnyaPengerukan  penting  dilakukan  secara regular  minimal  3  bulan,  khususnya  untuk perawatan  kolam  di  pelabuhan-pelabuhan  yang
sedimentasinya  tinggi  yang  banyak  membawa material  erosi  atau  sampah  dari  hulu  sungai. Berdasarkan  fungsi  tersebut,  banyak  faktor  yang perlu  dipertimbangkan  dalam  perencanaan pengerukan kolam pelabuhan.
Gambar 1 Peta Kawasan Danau Sentani (Sumber :

## Profil 15 Danau Prioritas Nasional 2009-2014)
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.
Danau  Sentani  mendapatkan  suplai  dari  sekitar ±34  sumber  mata  air  dari  pegunungan  Cycloop. Sumber air danau ini berasal dari 14 sungai besar dan kecil. Luas daerah tangkapan air danau sekitar 600  km2.  Ada  satu  muara  yaitu  Sungai  Djaifuri yang  terletak  di  sebelah  Timur  (daerah  Puay). Beberapa  inlet  Danau  Sentani  yaitu  Sungai  Belo, Sungai Flafouw, dan Sungai Harapan.

## METODOLOGI PENELITIAN
Data Dan Peralatan - Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Landsat tanggal 31 Mei 2003
2. Meris tanggal 3 Juni 2003
- Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Perangkat  lunak  VISAT  5.0  dan  ArcGIS 10.2.2

## Metode Penelitian
a. Koreksi Atmosfer
Algoritma  koreksi  atmosfer  dalam  tahap  ini digunakan  untuk  menghitung  nilai  reflektan  . Algoritma yang digunakan adalah Algoritma C2WP untuk MERIS dan 6S untuk Landsat. yang menjadi patokan adalah C2WP-Euthropical lakes Processor dan  algoritma  itu  selanjutnya  menjadi  patokan untuk  Keperluan  Estimasi  nilai  parameter menggunakan nilai reflektan dari Landsat.
Karena  data  Landsat  dalam  format  radian, selanjutnya  akan  dikoreksi  dari  efek  atmosfer menggunakan  parameter  koreksi  dari  hasil simulasi  6SV.  Adapun  parameter  koreksi  yang diperlukan adalah:
(1)
(2)
L 𝞴 = nilai radiance yang terukur  (w/m2/sr/mic)
Untuk  mendapatkan  nilai  Rrs  dari  6S  yang dijalankan  menggunkan  perangkat  lunak  berbasis web  yang  ada  di http://6sltdri.org/ . untuk mendapat  nilai  Xa,Xb,Xc  yang  setelah  itu  di
Gambar 2 Tahapan Pengolahan
jalankan  pada  rumus  (4)  dan  (5)  dan  setelah  itu untuk mendapatkan Rrs yaitu:
Rrs = (3)
b. Ekstraksi Nilai Parameter Kualitas Air
Setelah  mendapatkan  nilai  reflektannya,  setelah itu  dapat  dilakukan  Perhitungan  Nilai Chl-a ,  TSS, dan  CDOM  diterapkan  pada  setiap  data  citra sebagai model optis dari parameter kualitas air.
Untuk  Landsat  ada  2  cara  ekstraksi  yakni  dengan algoritma  Chl-a  Jaelani,  membuat  algoritma model  dari  nilai  ekstraksi  yang  dilakukan  dengan Case-2 water  processor dari  koreksi  atmosfer C2WP- Euthrophical. Berikut  adalah  Algoritma Ekstraksi Pada Landsat:
(2)
ETM Band adalah Nilai Reflektan permukaan dari Band  yang  terukur  pada  Landsat.  Sedangkan  dari C2WP-Eutrophical adalah sebagai berikut:
adalah koefesien absorpsi dari fitoplankton.
(2)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 3 Kondisi Awan yang berbeda yang direkam dari citra Landsat (sebelah kiri) dan Meris (sebelah kanan)
Sedangkan untuk hasil dengan algoritma referensi yaitu sebagai berikut:

## Gambar 4 Perbandingan Nilai Chl-a dari algoritma C2WP Eutrophical dengan Algoritma Chl-a Jaelani
Nilai hubungan dari  beberapa algoritma ekstraksi parameter  fisik  air  ini  menunjukkan  nilai  yang sangat  rendah.  Dan  menunjukkan  tidak  adanya hubungan  dengan  algoritma  C2WP  Eutrophical. Sedangkan  untuk  nilai  RMSE  dan  RE-nya  adalah sebagai berikut:
Tabel 1 Nilai Klorofil-a Landsat Jaelani dan Meris Eut beserta RMSE dan RE –nya
31 Mei 2003 Landsat-Jaelani 3 Juni 2003 Meris-Eut pin 1 pin 2 1,038 mg/m 3 0,521 mg/m 3 pin 3 1,114 mg/m 3 0,988 mg/m 3 pin 4 1,177 mg/m 3 1,618 mg/m 3 pin 5 1,217 mg/m 3 1,877 mg/m 3 pin 6 1,002 mg/m 3 0,571 mg/m 3 pin 7 1,150 mg/m 3 0,859 mg/m 3 pin 8 1,110 mg/m 3 1,389 mg/m 3 pin 9 1,144 mg/m 3 1,269 mg/m 3 RMSE 0,399 RE 16,08 %
Dengan  data  yang  berbeda  3  hari  dan  kondisi cuaca  yang  kemarau,  dapat  diasumsikan  bahwa kondisi  fisik  dari  air  danau  tersebut  masih  sesuai untuk  dibandingkan.  Karena  kondisi  awan  yang berbeda , nilai pin 1 tidak ikut  di hitung. Sehingga hanya 8 titik yang akan dibandingkan.

## Gambar 5 Perbandingan Nilai Chl-a dari algoritma C2WP Eutrophical dengan Modelnya
Terlihat  pada  gambar  5  bahwa  hubungan  yang dekat yaitu yaitu 0,7462 , dan rata-rata lebih dari 50%. Tetapi untuk lebih baiknya dapat dilihat hasil RMSE dan RE-nya.
Tabel 2 Nilai Klorofil-a Landsat Model dan Meris Eut beserta RMSE dan RE –nya 31 Mei 2003 Lansdat-Model 3 Juni 2003 Meris Eut pin 1 pin 2 0,1809 mg/m 3 0,5218 mg/m 3 pin 3 0,1802 mg/m 3 0,9885 mg/m 3 pin 4 0,1796 mg/m 3 1,6189 mg/m 3 pin 5 0,1793 mg/m 3 1,8771 mg/m 3 pin 6 0,1812 mg/m 3 0,5710 mg/m 3 pin 7 0,1799 mg/m 3 0,8596 mg/m 3 pin 8 0,1802 mg/m 3 1,3894 mg/m 3 pin 9 0,1799 mg/m 3 1,2697 mg/m 3 RMSE 1,059 RE 80,82 %
Kondisi  ini  menunjukkan  bahwa  algoritma  yang diterapkan  pada  Chl-a  masih  perlu  untuk  dikaji kembali  kesesuaian  algoritma  tersebut  dengan kondisi  lingkungan  pada  daerah  Danau  Sentani. Karena  nilai  RMSE  1,059  merupakan  nilai  yang berpotensi  memiliki  kesalahan  yang  lebih  besar lagi.

## PENUTUP

## Kesimpulan
Dari beberapa hasil dan diskusi yang telah dilakukan, kesimpulan yang didapat adalah sebagai berikut :
a. Metode yang paling baik untuk menentukan  ekstraksi  parameter  air danau  Sentani  adalah  menggunakan  data Meris  dan  menggunakan Case-2  Water
Processor – Eutrophical .
b. Hanya  algoritma  Jaelani  untuk  ekstraksi nilai  Klorofil-a  dari  data  landsat  yang berhubungan  dengan Case-2  Water Processor  –  Eutrophical dengan  RMSE  = 0,399 ; RE = 16,087 dan R 2 = 0,795.

## Saran
Saran  untuk  Penelitian  berikutnya  adalah  perlu adanya kajian lebih lanjut untuk adanya algoritma yang sesuai untuk ekstraksi parameter kualitas air danau  Sentani  untuk  citra  Landsat.  Karena kebutuhan  akan  resolusi  spasialnya  yang  bagus untuk  menganalisa  penyempitan  yang  terjadi pada  danau  Sentani  ini  membuat  citra  Landsat masih dibutuhkan untuk penelitian lebih lanjut.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua  pihak  yang  telah  turut  membantu  atas terselesaikannya  penelitian  ini,  terutama  kepada Ibu  Dian  dari  Jurusan  Biologi  ITS  atas  bantuan data lapangan. Tak lupa juga penulis mengucapkan  terima  kasih  kepada  dosen pembimbing  Bapak  Jaelani  serta  teman-teman satu tim penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
Alfina,  Tahta,  Santosa,  B.,  and  Barakbah,  R.  2012. “Analisa  Perbandingan  Metode  Hierarchical Clustering  ,  K-Means  Dan  Gabungan  Keduanya Dalam Cluster Data ( Studi Kasus : Problem Kerja Praktek  Jurusan  Teknik  Industri  ITS  ).”  Jurnal Teknik ITS 1.
Anonymous.  Sebuah  Perspektif  tentang  Kejadian Pemutihan Tahun 2010 http://id.coralwatch.org
(29 Oktober. 2014) Anonymous, 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 R isk in  Southeast  Asia.  72  pp.  World  Resources Institute, Washington, D.C.

## LAMPIRAN
PETA PERSEBARAN KLOROFIL-A 3 JUNI 2003 PETA PERSEBARAN KLOROFIL-A 31 MEI 2003