studi literatur-uji akurasi penggunaan citra satelit dan metode fusi terhadap ekosistem terumbu...

7/25/2019 Studi Literatur-Uji Akurasi Penggunaan Citra Satelit Dan Metode FUSI Terhadap Ekosistem Terumbu Karang

1/13

i

Algoritma Indraja Kelautan Review Jurnal

REVIEW JOURNAL

Uji Akurasi Penggunaan Citra Satelit dan Metode FUSI Terhadap Ekosistem Terumbu

Karang

Di susun oleh

Saiful Alimudi

C552140181

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2016


2/13

ii


Daftar isi

Daftar isi .................................................................................................................................. ii

Abstrak .................................................................................................................................... iii

1.

Pendahuluan ....................................................................................................................... 1

2. Metode dan objek ................................................................................................................ 2

3. Pemetaan habitat terumbu karang berdasarkan jenis citra satelit dan tingkat akuisisi........ 2

3.1Pemetaan habitat terumbu karang menggunakan citra LANDSAT ......................... 2

3.2Pemetaan habitat terumbu karang menggunakan citra ALOS ................................. 3

3.3Pemetaan habitat terumbu karang menggunakan citra Quickbird ............................ 4

4. Peningkatan akurasi habitat berdasarkan teknik FUSI (penggabungan) ............................. 6

4.1Metode Fusion .......................................................................................................... 6

4.2Jenis data yang digunakan ....................................................................................... 6

5.

Kesimpulan dan Saran ....................................................................................................... 8

ii


3/13

iii


Abstrak

Terumbu karang merupakan ekosistem kompleks yang sering dimanfaatkan oleh biota

yang hidup berasosiasi dengannya. Secara ekologi terumbu karang memberikan manfaat sebagai

penunjang kehidupan, memiliki sumber keanekaragaman hayati yang tinggi, sebagai pelindung

pantai dan pesisir, serta membantu dalam mengurangi pemanasan global. Pengembangan

pengambilan data terumbu karang sekarang ini tidak lagi bertumpu pada metode konvensional,

melainkan penggunaan sarana pengindraan jauh akustik maupun citra satelit. Penelitian ini

bertujan untuk mengetahui tingkat akurasi pengambilan data terumbu karang menggunakan citra

satelit dan penggunaan metode FUSI untuk melihat seberapa besar akurasi yang diperoleh, dimana

studi ini berfokus pada kajian literature penelitian sebelumnya untuk membandingkan tingkat

akurasi pengambilan data terumbu menggunakan satelit. Manfaat yang diharapkan pada penulisan

ini adalah pengetahuan terkait pengambilan data terumbu karang menggunakan citra satelit serta

mengetahui jenis citra yang memiliki kualitas baik dalam pengambilan data.

Kata kunci: habitat terumbu karang, citra satelit, tampilan citra terumbu.

iii


4/13

1


1. Pendahuluan

Terumbu karang adalah ekosistem laut yang paling beragam di bumi (Bellwood and Hughes,

2001; Chabanet et all, 2015). Terumbu karang membentuk ekosistem paling produktif secara

biologis dan beragam di laut (Odum dan Odum 1995; Tseng, Hsu dan chen, 2015). Terdapat jutaan

spesies yang berasosiasi pada ekosistem ini dan banyak ilmuan yang menemukan temuan spesies

terbaru. karena itu ekosistem terumbu karang sering juga dikenal sebagai oasis di laut karena

mendukung keseimbangan berbagai ekosistem (Wilkinson, 1999; Tseng, Hsu dan chen, 2015).

Terumbu karang hanya 1% dari luasan laut, namun mendukung sekitar 25% dari kehidupan biota

laut (NOAA, 2015). Pemantuan terumbu karang merupakan kegiatan yang penting untuk

mengetahui perubahan luasan dan bentuk ekosistem terumbu serta mengetahui pengelolaan dalam

peningkatan degradasi terhadap ekosistem pesisir (Chabanet et all, 2015). Bagaimanapun

ekosistim ini sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan dan penaikan temperatur yang dapat

berdampak pada kelansungan ekosistem terumbu.

Pengindraan jauh satelit menawarkan cakupan data baik secara spasial maupun temporal

yang efektif untuk pemantauan in situterumbu karang secara rutin (Bahuguna et al.,2008; Botha

et all, 2013). Namun pemetaan terumbu karang menggunakan citra satelit umumnya terhambat

oleh parameter air (Lubin et al, 2001). Kebanyakan sensor satelit multispectral mampu secara

efektif memberikan informasi terkait substrat karang, pemutihan karang dan bentuk gangangan,

meskipun jumlah terbatas (umunya empat) dan kurangnya spesifitas dari band spektral yang ada

(Hochberg et al., 2003). Namun, generasi baru sensor satelit dengan spektral tinggi dan resolusi

spasial, seperti sensor Quickbird, WorldView-2, dengan band-band spektrum yang luas dan dapat

berkontribusi untuk solusi dari masalah ini.

Penulisan karya ilmiah ini bertujuan untuk mengetahui jenis citra yang digunakan untuk

mengakuisisi terumbu karang dan penggunaan metode FUSI untuk meningkatkan akurasi data

yang diperoleh. Dimana dengan penulisan ini diharapkan pengetahuan mengenai jenis citra yang

baik digunakan untuk pemantauan terumbu karang dapat diketahui baik dari segi hasil perolehan

citra maupun informasi terkait citra yang tersebut.


5/13

2


2. Metodologi dan objek

Makalah ini dibuat dengan menggunakan data sekunder yang mengkompilasi makalah atau

laporan penelitian terkait dengan topik. Sedangkan yang menjadi objek dari makalah ini adalah

penjelasan mengenai penggunaan beberapa jenis citra dan penggunaan metode FUSI dalam

penyajian data citra terumbu karang.

3. Pemetaan habitat terumbu karang berdasarkan jenis citra satelit dan tingkat akuisisi

3.1Pemetaan Habitat Terumbu Karang Menggunakan Citra LANDSAT

Rencana akusisi jangka panjang (LTAP) dari LANDSAT-7 adalah misi

mengkoordinasikan data cakupan terumbu karang di seluruh dunia yang telah dilakukan

sejak April 1999 (Arvidson et al., 2001). Umunya TM mampu mengenali 4-6 habitat

termasuk area sedimen, padang lamun, terumbu karang dan zona ganggang dengan akurasi

70 % dalam batas wajar (Mumby et al., 1997; Capolsini et all., 2003). Untuk menganalisis

citra satelit Landsat TM dapat menggunakan validasi klasifikasi matriks kesalahan

(confusion matrix) (Jupp 1988; Suhana, 2015). Beberpa metode lain yang juga sering

digunakan untuk menganalisis citra Landsat TM diantaranya, interpretasi citra dengan

menggunakan kaca pembesar (Saripin, 2003) dan pengolahan lanjutan (Asriningrum, et all.,

2004).

Hasil akurasi yang diperoleh untuk pemetaan studi reef chekdiBarrier Reef(Australia)

untuk individual data diperoleh presentase 12-72 % (Joyce., et all, 2004). Hasil yang

diperoleh menunjukan bahwa data Landsat ETM+ dapat digunakan untuk peta substrat

karang (meskipun memiliki tingkat akurasi yang rendah pada umumnya) dengan

menggunakan sistem klasifikasi secara benar, meskipun demikian diperlukan pengecekan

lapangan untuk memfalidasi data secara optimal untuk mencocokan hasil sampling dan citra

gambar dari Landsat ETM+.


6/13

3


Gambar 1. Petaoutput reef chekLandsat 7 ETM + data koleksi 18 dan 27 mei 2001

Sumber (Joyce., et all, 2004)

Penelitian lain yang dilakukan untuk memperoleh informasi hasil akurasi peta habitat

terumbu karang yang dengan menggunakan citra LANDSAT 8 OLI yang mencapai 69 %

over all accuracy (Wahidin et all,. 2014.). Terkait dengan penjelsan tersebut (Green et all.,

2000) menjelaskan bahwa nilai akurasi antara 60-80% dapat direkomendasikan sebagai

kegiatan inventarisasi untuk pemantauan sumberdaya. Hasil akurasi peta tersebut dapat

dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2. Contoh hasil Klasifikasi habitat terumbu karang 1999-2013

Sumber: (Wahidin et all,. 2014)

Perhitungan akurasi citra hasil klasifikasi dilakukan dengan membuat matrik

kontingensi, atau matrik konfusi. Matrik konfusi dihasilkan dari perbandingan nilai piksel

hasil klasifikasi dengan data dari lapangan (Congalton dan Green, 1999). Terdapat 3

perhitungan uji akurasi yang pertama over all accuracy merupakan persentase dari piksel

yang terkelaskan dengan tepat, sedang producers accuracyadalah peluang rata-rata suatu

piksel yang menunjukkan sebaran dari masing-masing kelas yang telah diklasifikasikan di

lapangan dan users accuracy adalah peluang rata-rata suatu pixel secara aktual yang

mewakili kelas-kelas tersebut.


7/13

4


3.2Pemetaan habitat terumbu karang menggunakan citra ALOS

ALOS (Advanced Land Observing Satellites) merupakan satelit observasi bumi yang

dimiliki oleh negara Jepang. Satelit yang biasa disebut juga dengan nama Satelit Daichi ini,

mempunyai tiga instrumen penginderaan jauh, dimana salah satunya adalah instrumen

AVNIR-2. Pada instrumen AVNIR-2 (the Advanced Visible and Near Infrared Radiometer

type-2), data citra satelit yang dihasilkan memiliki resolusi spasial sebesar 10 meter dan

resolusi spektral sebanyak 4 band (www.satimagingcorp.com). Salah satu contoh

pengamatan Akurasi yang diperoleh dari pengamatan terumbu karang menggunakan citra

Alos diperoleh sebesar 71.21% (Mustapha, Lihan dan Kahalid., 2014).

Gambar 3. Contoh hasil Klasifikasi Unsupervised (a) dan Supervised (b)

Sumber: (Mustapha et all. 2014)

Untuk menghindari variasi dalam tingkat akurasi klasifikasi maka digunakan hasil

kalsifikasi terbimbing dan tidak terbimbing (gambar.3) serta peta distribusi yang

diperlukan untuk menginterpretasikan hasil klasifiasi yang diperoleh, dengan cara ini maka

hasil klasifikasi pada satu kelompok dapat di ketahui. Proses klasifikasi di lakukan minimal

dua kali yaitu daerah wilayah dangkal dan laut dalam yang bertujuan untuk mengekstrak

lokasi terumbu karang di dua zona tersebut.

3.3Pemetaan habitat terumbu karang menggunakan citra Quickbird

Merupakan citra observasi bumi yang komersial dengan kemampuan resolusi tinggi

yang dimiliki oleh Digital Globe. Mempunyai ketinggian orbit 450 km dan orbit yang

melintasi ekuator pada pukul 10.30 waktu setempat dengan periode ulangan mencapai 3-5

hari. Hasil uji akurasi yang diperoleh dari citra Quickbird relatif bervariasi. Hal tersebut

terlihat dari beberapa penelitian yang diperoleh antara lain, (Damayanti., 2012) hasil
http://www.satimagingcorp.com/http://www.satimagingcorp.com/http://www.satimagingcorp.com/http://www.satimagingcorp.com/


8/13

5


akurasi terumbu karang menggunakan citra Quickbird menunjukan 60% hal ini

menjelaskan bahwa pemetaan pada lokasi penelitian (P. Tabuhan) dapat memberikan

informasi yang cukup mewakili keaadan lokasi penelitian. Namun pada penelitian ini tidak

dilakukan masking antara darat dan laut sehingga mengakibatkan nilai akurasi menjadi

kecil. Selain itu metode klasifikasi yang digunakan untuk pemetaan tidak menggunakan

klasifikasi terbimbing (supervised), hal ini memungkinkan nilai uji akurasi yang diperoleh

juga lebih rendah.

Gambar 4. Peta Penutupan Terumbu Karang Berdsarkan Pengolahan Citra

Sumber: (Damayanti., 2012)

(Campbell 1987; Selamat et all.,2002) menjelaskan uji akurasi dilakukan denganmembandingkan dua peta, satu peta bersumber dari hasil analisis penginderaan jauh (yang

diuji) dan peta acuan dari sumber lainnya.

Hasil akurasi yang diperoleh pada penelitian lainnya dengan menggunakan citra yang

sama (Quickbird) menunjukan hasil akurasi yang lebih baik yaitu sebesar 72.19%

(Hidayah, 2012). Hasil akurasi diperoleh dengan menggunakan pengukuran hasil survey

klasifikasi yang disusun dalam matriks dua dimensi (confusion matrix) untuk mengetahui

nilai overall accuracy(OA).


9/13

6


Gambar 6. Peta penutupan substrat dasar perairan Pulau Tabuhan

Sumber(Hidayah, 2012)

4. Peningkatan akurasi habitat berdasarkan teknik FUSI (penggabungan)

4.1Metode Fusion

Metode Fusi adalah sebuah format kerja tentang cara dan alat bantu untuk

menggabungkan data yang diperoleh dari sumber yang berbeda. Data fusion bertujuan

mendapatkan informasi dengan kualitas yang lebih baik. Kualitas yang baik akan bergantung

pada aplikasinya (Wald, 1999). Fusi citra (image fusion) secara umum diartikan sebagai

teknik untuk mengintegrasikan detail geometri atau spasial dari suatu citra pankromatik

(hitam putih) beresolusi tinggi dengan citra multispektral beresolusi rendah.

Metode Fusi dapat dikelompokan menjadi tiga kategori: piksel-level fusion, fitur- level

fusion dan keputusan-level fusion (Zhang, 2010). Tujuan yang hendak dicapai dalam

tahapan ini adalah didapatkannya tepian objek (edge) yang semakin jelas serta

didapatkannya informasi warna yang paling tajam dan representatif engan mengacu pada

citra multispektral awal.

4.2Jenis data yang digunakan

Dalam penggunaannya jenis data yang sering digunakan meliputi data citra, foto udara,

batimetri dan peta habitat bentik. Salah satu contoh dari penggunaan data fusion adalah

(zhang, 2015) penelitian yang dilakukannya adalah menggabungkan data citra

hyperspectral, foto udara, data kedalaman (bathymetry) dan habitat bentik. Hasil yang

diperoleh data gabungan ini terlihat dari gambar berikut,


10/13

7


Gambar5. (a) Data peta referensi habitat dan (b) hasil klasifikasi gabungan (citra,

foto udara dan kedalaman). Sumber(Zhang, 2015)

Hasil yang diperoleh pada penelitian diatas menjelaskan bahwa dengan penggunaan

teknik prosesing yang didalamnya terdapat data fusion untuk menganalisis pemetaanhabitat terumbu karang, diperoleh tingkat akurasi keseluruhan mencapai 89.6% dan 85.0%

yang terbagi atas kelompok (3 kelas) dan code level (9 kelas) klasifikasi. Dari hasil yang

diperoleh menggunakan data Fusi terbukti meningkatkan akurasi dalam melakukan

pemetaan terhadap terumbu karang. (Zang dan Xie, 2013a) juga menjelaskan bahwa

dengan penggunaan data fusi (gabungan) akan meingkatkan akurasi untuk pemetaan dan

hal tersebut berlaku juga untuk pemetaan habitat bentik.


11/13

8


5. Kesimpulan

Dari hasil review diperoleh beberapa kesimpulan diantaranya:

Dengan penggunaan citra Landsat 7 ETM + diperoleh akurasi mencapai 12-72%, dan

untuk Landsat 8 yang menggunakan OLI hasil akuras mencapai 69%. Hasil tersebut

menjelaskan bahwa tingkat akurasi suatu data sangat ditentukan oleh metode yang

digunakan.

Hasil akusisi menggunakan citra Alos, diperoleh sebesar 71.21%.

Untuk hasil akurasi menggunakan citra Quickbird diperoleh hasil akurasi sebesar 60%,

hal ini dikarenakan beberapa metode klasifikasi yang mengakibatkan hasil yang

diperoleh juga rendah. Namun pada penelitian lainnya yang juga menggunakan citra

yang sama (Quickbird) hasil akurasi yang diperoleh sebesar 72.19%.

Dengan menggunakan metode Fusi (penggabungan) terbukti hasil akurasi yang

diperoleh meningkat dan metode ini sangat baik untuk digunakan guna memperoleh hasil

akurasi yang mumpuni.

Penggunaan metode dan jenis citra yang digunakan akan sangat berpengaruh terhaadaphasil akurasi yang diperoleh.

Saran

Pentingnya penggunaan metode dalam melakukan hasil akusisi data akan memberikan hasil

yang maksimal.


12/13

9


PUSTAKA

Arvidson, T., Gasch, J., and Goward, S.N. 2001. Landsat 7s Long Term Acquisition Plan

Innovative Approach To Building A Global Imagery Archive. Remote Sensing of

Environment, Vol. 78, pp. 1326.Asriningrum, W., Dault, A., Arifin, P. 2004. Studi Identifikasi Karakteristik Terumbu Karang

untuk Pengelolaan dan Penentuan Pulau Kecil Menggunakan Data Landsat.

Bellwood, D.R., Hughes, T.P., 2001. Regional-scale assembly rules and biodiversity of coral reefs.

Science 292 (5521), 1532e1535.

Botha E.J., Brando V.E., Anstee J.M., Dekker A.G., Segar R., 2013, Increased Spectral Resolution

Enhances Coral Detection Under Varying Water Conditions.

Chabanet P., Bigot L., Nicet J.B., Durville P., Masse L., Mulochau T., Russo C., Tessier E., Obura

D., 2013. Coral Reef Monitoring In The Iles Eparses, Mozambique Channel (2011e2013).

Congalton, R.G dan K. Green. 1999. Assessing The Accuracy Of Remotely Sensed Data :

Principles And Practices. CRC Press, Inc., Florida. 130 hal.

Deskripsi Citra Alos http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/other-satellite-

sensors/alos/

Damayanti R., 2012. Pemetaan Terumbu Karang di Perairan Pulau Tabuhan Kab. Banyuwangi

Menggunakan Citra Satelit Quickbird.

Green, E., A.J. Edwards, and C. Clark. 2000. Remote Sensing Handbook For Tropical Coastal

Management.Unesco Pub. Paris. 361p.

Hochberg, E. J., & Atkinson, M. J. (2003). Capabilities Of Remote Sensors To Classify

Coral,Algae, And Sand As Pure And Mixed Spectra. Remote Sensing Of Environment,

85,174189.

Hidayah Z., 2012. Pemantauan Sebaran dan Kondisi Terumbu Karang Dd Pulau Tabuhan

Kabupaten Banyuwangi Memanfaatkan Data Citra Satelit Quickbird dan Line Intercept

Transect.

Joyce, K. E., Phinn, S. R, Roelfsema, C. M, Neil, D. T, Dennison, W. C,. 2004. Combining Landsat

ETM+ And Reef Check Classifications For Mapping Coral Reefs: A Critical Assessment

From The Southern Great Barrier Reef, Australia

Lubin, D., Li, W., Dustan, P., Mazel, C. H., & Stamnes, K. (2001). Spectral signatures of coral

reefs: Features from space. Remote Sensing of Environment, 75, 127137.

Mustapha M.A, Lihan. T, Khalid. L.I., 2014 Coral Reef And Associated Habitat Mapping Using

ALOS Satellite Imagery.NOAA Panel Guidelines for Value Elicitation Surveys, 1993. Fed. Regist. 58 (10), 46014614.

Selamat M.B., Siregar V.P., Jaya I., Hestirianoto T., 2012. Thematic Accuracy Evaluation of

Quickbird and Ikonos Satellite Images for Large Scale Coral Reef Habitat Map Making.

Suhana,. 2015. Pemetaan Sebaran dan Kondisi Terumbu Karang dengan Memanfaatkan Citra

Satelit Quickbird, Landsat-TM, EO-1 Hyperion dan ALOS-AVNIR.
http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/other-satellite-sensors/alos/http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/other-satellite-sensors/alos/http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/other-satellite-sensors/alos/http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/other-satellite-sensors/alos/http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/other-satellite-sensors/alos/


13/13

10


Saripin, I. 2003. Identifikasi Penggunaan Lahan dengan Menggunakan Citra Satelit Landsat

Thematic Mapper. Buletin Teknik Pertanian. Volume 8. Nomor 2, 2003.

Wahidin N., Siregar V P., Nababan B., Jaya I., Wouthuyzen S. 2014. Deteksi Perubahan Habitat

Terumbu Karang Menggunakan Citra Landsat di Pulau Morotai Provinsi Maluku Utara.

Wald L. 1999. Some terms of reference in data fusion. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol.

37, no. 3, Mei 1999. hlm 1190-1193.

WilliamWei-Chun Tseng, Shu-Han Hsu, Chi-Chung Chen.2015. Estimating the willingness to pay

to protect coral reefs from potential damage caused by climate change-The evidence from

Taiwan.

Zhang, J., 2010. Multi-source remote sensing data fusion: status and trends. Int. J.Image Data

Fusion 1, 524.

Zhang C., 2015. Applying data fusion techniques for benthic habitat mapping and monitoring in

a coral reef ecosystem

studi literatur-uji akurasi penggunaan citra satelit dan metode fusi terhadap ekosistem terumbu...

Documents