Prosldlng Semlnar Geoteknologl Kontlbusl llma Kebumlan Dalam pembangunan BerkcbnJuranBandung J Desember 2007 ISBN : g7g-979_79g-2s|_s

Optimalisasi Data Citra SRTM

I. Hadi S.Pusat Penelitian Geoteknologi, Lembaga llmu pengetahuan rndonesia,Komplelrs LIPI, JI Sanglariang Banduig, 40i 35,

ABSTRAK: Dari tanggal ll '22 Februari 2000, wahana NASA Space Shuttle Endeavour meluncur di luarangkasa dimana salah satu misinya adalah meiakukan melakukan perekaman muka bumi dengan teknikinterferometry (perekaman suatu titik dari dua arah antena radar), dengan r;";;;;";"k"*-r";, dikenaldengan nama SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), sehingga aup-ut diperoleh a"tu t.ti"ggian. DataSRTM yang diperoleh adalah berupa data-ying-meliputi daerah-iise d"ngun resolusi spatial yang cukupbagus (30m) dan daerah luar USA dettgan iesolusi spasial yang lebih renda-h (90m). Dengan menggunakan-data

ketinggian digital dari SRTM ini silanjutnya daiat diperoGh peta topografi dan visualisasi muka bumibagi.berbagai kepentingan. Salah satunya adalatr-bagi penelitian hidrologi d'arigeotogi.Puslit Geoteknologi - LIPI selama tahun 2007 tel;h mencoba kegrinaan iata tersebut untuk menjawabbeberapa permasalahan berkenaan dengan aspek hidrologi/geoi-idrologi dengan menggunakan TIN(Triangulated Irregular Network) dan Kriging, ,rrtu mengintegraslkan dengai hasil analisa visual citra satelitlain' Adapun contoh kasus- adalah meliputi Penyebaran J, puyuu pada wilay ah dataranAceh pasca Tsunami2004; Pengaruh bentang alam terhadap penyebaran aliran aiipermuta"";;; daerah porong pra semburanlumpur Sidoarjo; Penyebab banjir *rrii*utr pada daerah Karanganyar selatan, Kabupaten Kebumen, JawaTengah. secara keseluruhan kasus-kasus di atas masih bersifat studi awal.

Kata Kunci: Citra satelit, SRTM, interpolasi dataran aluvial, tinggian, sumberdaya air

Bagi Kepentingan studi Hidrologi Dan Geohidrologi

PENDAHULUAN

Penginderaan jauh melalui radar luar angkasa telahlama memainkan peranan penting ada studimengenai bumi melalui citra satelit. Sejumlahcontoh di antaranya adalah : SEASAT (NASA,1978), E-ERS-1 (ESA, (1991), J_ERS_l (NASDA,1992), dan RADARSAT (Canada, 1995).

Tanggal ll - 22 Februari 2000, wahana NASASpace Shuttle Endeavour meluncur di luar angkasadengan membawa salah satu misi yaitu melakukanperekaman muka bumi melalui pendekatan teknikinterferometry (perekaman suatu titik dari dua arahantena radar), dengan sensor perekam yang dikenaldengan nama SRTM (Shuttle Radar TopographyM i s s i o n'). D ata y ang diperol eh secara langsung

kemudian di proses oleh JpL (Jet propulsionLaboratory) berupa data ketinggian, untuk resolusispasial 30 m (data I arc-second, SRTM-I) yangmeliputi daerah Amerika Serikat, sedang untufbelahan bumi diluar Amerika (+ g0 %), benparesolusi yang lebih rendah yaitu 90 m (data 3 aic_second, SRTM-3). Data ketinggian digital dariSRTM, yang dikenal dengan DEM (DigitalElevation Model) -SRTM ini telah memberikaninformasi topografi dan visualisasi muka bumi.

Karena data SRTM yang bersifat global tersebut,sejumlah penelitian telah dilakukan mulai darikarakterisitik dan ketelitian data ( Anonym, 2005 ;Bridget R. Smith and David T. Sandwell, 2003 ;Felus, Y.A, dkk., 2006 ; poon, J. dkk., 2006 ;Sefercik, U., dkk., 2007) hingga penggunaan bagikepentingan aplikasi seperti di bidang kartogah

131

(Gamache, M., 2004 ; Jarvis, A., dkk., 2004),hrtupan lahan ( Reinartz P., dkk, 2005) ; Shorhidge,A., 2006), tektonik (Bridget R. Smith and David T.Sandwell, 2006), geomorfiologi (De Ruyver, R.,2004 ; Gamache, M.,2004 ; Rossetti, D. de Fatima,and Valeriano, Marcio M., 2007), gerakan tanah(Robssner, S., 2001) dan sumber daya air (DeRuyver, R.,2004 ; El Fahem, T., Reichert, B.,2005 ;

Rossetti, D. de Fatima, and Valeriano, Marcio M.,2007).

Tulisan berikut bermaksud menyampaikan hasilstudi penggunaan data SRTM pada beberapa kasusyang telah dilakukan di Puslit Geoteknologi LIPI,khususnya berkenaan dengan sumber daya air didaerah dataran aluvial.

METODOLOGI

Dari sudut pandang sedimentologi suatu dataranaluvial terbentuk karena proses-proses alam yangterjadi mulai dari lingkungan pengendapan fluvialhingga marine transisi maupun asosiasi kedualingkungan pengendapan tersebut. Karena proses-proses yang terjadi di masa purba (Kwarter dansebelumnya) tersebut menyebabkan di masa kini(Holosen) dijumpai adanya sejumlah tinggianpematang pada dataran aluvial tersebut y^ngmerupakan manifestasi dari pengendapan pasir baikpada sistem fluvial yang berupa gosong sungai (sandbar, point bar) pada sungai purba, maupunpematang pantai (beach ridge) dari sistem marinetransisi. Daerah tinggian pematang tersebut padasaat kini umumnya merupakan daerah yang selalukering, terbebas dari genangan air. Beda ketinggiandapat mencapai * 5 m, dari daerah sekitarnya yanglebih rendah, walaupun ternyata pematang pantaiyang berkembang pada dataran aluvial di selatanJawa Tengah ternyata dapat mencapai ketinggian l1m dari muka laut.

Karakteristik di atas selanjutnya dijadikan dasarbagi melakukan interpolasi data tinggian SRTMguna memperoleh level yang lebih detail bagikepentingan analisa aplikasi. Interpolasi dilakukandengan pendekatan pemodelan permukaan padat(solid surface modeling) dengan Tlt{ (TriangulatedIrregular Network ) serta Krigrng (Anonym, 2004 ;

S.I. Hadi, 2005, Grohmann, C.H., 2006).Untuk pemetaan dataran aluvial dalam studi ini

digunakan sejumlah citra satelit seperti LANDSAT,IKONOS, SPOT, dan Google Earth.

Adapun contoh kasus yang telah dikerjakanadalah meliputi :

l. Penyebaran air payau pada wilayah dataranAceh pasca Tsunami, Agustus 2006

2. Pengaruh bentang alam terhadap penyebaranaliran air permukaan pada daerah Porong prasemburan lumpur Sidoarjo.

3. Penyebab banjir musiman yang selalu terjadidi daerah Karanganyar Selatan, KabupatenKebumen, Jawa Tengah.

Pada kasus l, citra SRTM yang digunakan adalahversi l, dimana data beberapa lokasi perlu dilakukankriging (Grohmann, C.H., 2006) untuk penyesuaiandengan hasil citra yang lain, sedang untuk kasus 2dan 3 citra yang digunakan adalah versi 3, denganacuan kontur DEM-SRTM adalah l0 m vertikal.

PEMBAHASAN DAN ANALISA

Kasus L

Sejumlah citra satelit pengamatan bumi telahdigunakan seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 1.

Gambar I Citra satelit yang digunakan dalam studikasus ini.

Dari penafsiran sejumlah citra tersebutselanjutnya diperoleh peta geomorfologi sepertiyang ditunjukkan oleh Gambar 2.

t32

Gambar 2.Peta Geomorfologi dataran aluvial Aceh.

.^ Sedang interpolasi dari citra DEM_SRTMlg"qbg 3) diperoleh pera detail seperri yangditunjukkan gambar 4 dan 5.

Gambar 4 dan 5 menudulckan bahwa tinggianyang

.berkembang pada padl sebelah timur lifasistudl berupa pematang pantai dengan ketinggian 6-12 m,.sedang daerah yang lebi[ renduti"frr"iOl1?3p.1*n .t:lyngun -plntli (Gambar 21. mdml*iketinggian lebih kecil dari 6 m. pada'daerah initerutama yang dekat pantai sangat dipemganrhi olehpasang surut air laut.

Gambar 3. Citra DEM-SRTM dataran aluvial Aceh.

Keadaan tersebut menjelaskan mengapa sumber

3i5 tala| agskat lang diwakili oleh su*ui gali pada

lokasi Ac-17, Ac-20, Ac-27, dan Ac-26 (Ci'mUar ijmemiliki ka{3r garam yang cukup tinggi, pada nilai!ft!- (Oafa Hantar Listrik) adalah OOO -tZbO pS/cm( S.I. Hadi, dkk,2006).

Kasus 2.

Cita satelit Gambar 6 berasal dari Harian Kompasyang di muat pada peitengahan tahun 2007 dankemudian dimuat kembali dilam De Rosari, A.S.BL(ed),2007, secara hitam putih. Sedang citra DEM-SRTM pada Gambar 7 menunjukkan- lokasi studiyang terletak pada dataran aluvial yang berlanjut kedelta Porong.

9q*bqr 5. Peta htaidalam bentuk garis koniur

' . ----- r-"'

Gambar 4. Peta tt;;i

Gambar 6. Citra satelit daerah porong.

r33

Gambar 7. Citra SRTM daerah Porong.

Adapun hasil interpolasi pada Gambar 8

menunjukkan bahwa pada daerah studi ternyataterbentuk cekungan-cekungan kecil, dan cendenrngsemakin meluas kearah timur dan timur laut.Keadaan ini mengindikasikan bahwa pola aliran airpermukaan dan air tanah mengikuti pola penyebarandan perluasan dari cekungan-cekungan tersebut.

Gambar 8, Hasil pemodelan permukaan padat daerahPorong.

Kasus 3.

Gambar 9 menunjukkan citra kerja yang digunakanpada penelitian di daerah ini (S.L Hadi.,Tjiptasmara, Arsadi,E.M.,2004; Rizka, M dan S. I.Hadi,2A06).

Gambar 9. Citra Landsat dan SRTM daerah Studi.

Penafsiran citra yang dilengkapi oleh studilapangan telah menghasilkan Peta Sebaran Pematangseperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.1, sedanghasil pemodelan permukaan padat dari citra DEM-SRTM ditunjukkan oleh Gambar 10.2.

Gambar 10. Hasil analisa morfologi yang berupqPeta Sebaran Pematang (l) dan Peta interpolasiDEM detail daerah lokasi (2).

Dengan dilengkapi oleh data lapangan sepertipemboran dangkal dan kualitas air tanah dangkal,hasil studi secara keseluruhan menghasilkan peta

hidromorfologi seperti ditunjukkan oleh Gambar 11,

dengan penampang utara selatan seperti padaGambar 12.

Peta hidromorfologi ini menjelaskan bahwapada:

Satuan fluvial :

-Tinggian berarah utara - selatan, 3 - l7 m dpl (diatas muka laut), umumnya bersifat pasiran.

- Muka air tanah bebas berkisar 1,5 - 6 m, airtawar terdapat pada daerah tinggian, lebih dalamlagi dijumpai air payau.

Safianfluvio-marine :

- Arah tinggian bervariasi dari utara-selatan hinggabarat-timur, ketinggian 2-5 m dpl

- Muka air tanah bebas berkisar l- 2,5 m, air tawarumumnya terdapat pada daerah tinggian, pada

134

daerah rendahan hanya bersifat setempat. Lebihdalam lagi air bersifat payau-asin

Satuan pematang pantai :

- Tinggian berarah barat-timur, ketinggian dapatmencapai ll m-dpl, beda ketinggiin dengandaerah rendahan dapat mencapai 4 m,

- J9r!m dari lapisan pasir dapai mencapai 30 m.- Muka air tanah bebas berkisar l-2 m, air masih

tawar hingga kedlman 30 m- Di pantai hingga kedalaman 12 m air masih

bersifat tawarSelain itu, aliran air permukaan yang berasal dari

utara cenderung tertahan pada daerah iatuan fluvio_marine, hal tersebut selain dikarenakan adanyasatuan pematang pematang pantai yang cukup tebil,topografi pada satuan ini lebih rendah dibandingkansatuan fluvial di utara dan satuan pematang pantai diselatannya. (Gambar l2).

KESIMPULAN

Hasil pembahasan kasus I di atas menunjukkanbahwa ldanya beda tinggi yang tak terlalu iaitr 1f _Z

m) dari muka laut pada daerah cekungin pantaimemungkinkan bahwa daerah tersebut iangutdipengaruhi oleh

-pasang-surut air laut. Adariyakecenderungan kadar garam yang tinggi pada airtgnah- yapg tgrdapat pada tepian pematang pantui Aidaerah ini lebih dipengaruhi oleh peristiwa ini,bukan karena peristiwa Tsunami tahun 2004

_ Hasil pembahasan kasus 2 menunjukkan bahwadaerah studi memiliki kemiringan ,efional ke arahtimur-timur laut. Arah kemiringan regional initentunya sangat berpengaruh pada aliran air, baikpada air permukaan maupun air tanah.

Hasil pembahasan kasus 3 menunjukkan bahwaternyata satuan fluvio-marine berfilngsi sebagaidlerah 'parkir air', terutama pada musim hujln.Akibatnya tet'adinya genangan air yang bersifatmusiman pada daerah ini tak dapat dihftda;.

Walau masih merupakan tahap awal, hasil studisecara keseluruhan menunjukkan bahwa data yangberasal dari citra SRTM ternyata merupakan bagianinformasi yang berharga bagi studi hidromorfololi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym, 2004, Groundwater Modeling System,Tutorials GMS ver 5.0, EMRL, Brigham VoungUniversity, 546 p.

Anonym, 2005, Patch Holes in SRTM DEMs.Sample Geospatial Script. processed SRTMDEM with holes filled. and feathered. Smallportion of a l-arc second SRTM, www.microimages.com/documentation/cplates/7 I SRTMfi ll.pdf

Bridget R. Smith and David T. Sandwell, 2003Accuracy and resolufion of shuttle radartopography mission data, Geophys. Res. Letters,vol.30, No 9, 4 pages.

Bridget R. Smith and David T. Sandwell, 2006, Amodel of the earthquake cycle along the SanAndreas Fault System for the past 1000 years,lGeophys. Res., 1ll, 801405, doi:l0.L0ZglZ005J8003703, 20 pages.

De Rosari, A.S.BL (ed), 2007, Banjir Lumpur BanjirJanji, Penerbit Buku Kompas, 462hal.

De Ruyver, R., 2004, DEM optimization forhydrological modelling using Snfir,t. for the'Pantanal' region, Brazil, Thesis,www.itc.nl /llbrary

_. lPapers]004/msc/wrem/de_ruyver. pdf .

El Fahem, T., Reichert, B., 2005, Development of athree-dimensional Finite Element Model forsimulation of groundwater flow in the tropicalriver catchment of the Upper Ou6m6 (genin I

135

Gambar I l. Peta hidromorfologi daerah studi.

Penampang morfologi utara-selatin

West Africa). ModelCare 2005, FifthInternational Conference on Calibration andReliability in Ground water Modelling: FromUncertainty to Decision Making, 06.-09. June2005, The Hague Scheveningen, TheNetherlands, pp. 568-573.

Felus, Y,A., Burtch, R.C., Schaeding, C., 2006,Experiments with National Digital ElevationModels,www.ngs.noaa. gov/heighhnod/MlFSU.ppt

Gamache, M.,2004, Free and Low Cost Dataset forInternational Mountain Cartography, www.terrainmap. com/downloads/Gamachefinal_web.pdf

Grohmann, C.H., 2006, Resampling SRTM 03"-data with kriging, Gras/OSGeo-News, vol. 4,December 2006,p20-25

Jarvis, A., Rubiano, J., Nelson, A., Farrow, A. andMulligan, M (2004) Practical Use of SRTM Datain The Tropics: Comparisons With DigitalElevation Models Generated From CartographicData (Working document no. 198). CentroInternacional de Agricultura Tropical (CIAT), 32p.

Poon, J., Fraser, C.S., Zhang, C., 2006, High-Resolution Satellite Imaging For Digital SurfaceModels,www.isprs. orglcommission 1 /ankaraO6/makaleler/Poon_High_ Resolution.pdf

Reinartz P, Miiller R, Hoja D, Lehner M, SchroederM, 2005, Comparison and Fusion of DEMderived from Spot HRS Stereo Data and SRTMdata and estimation of forest heights.Proceedings on Earsel Workshop: 3D RemoteSensing, 10-11 June, Porto, Portugal, lOp.

Rizka, M dan S. I. Hadi, 2006, KarakteristikKualitas Air Tanah Di Kawasan Pesisir JawaTengah Selatan, Studi Kasus Pada DataranAlluvial Karanganyar, Jawa Tengah,Sumberdaya Air Pesisir dan Pulau Kecil, PuslitGeoteknologi LIPI, hal 195-208

Roessner, S., Wetzel H.U., Kaufmann, H.,Sarnagoev, A., 2001, Satellite remote sensing forregional assessment of landslide hazard inKyrgystan (Central Asia) www.dkkv.org/forum200llDatei60.pdf

Rossetti, D. de Fatima, Valeriano, Marcio M.,2007,Applying SRTM topographic data tocharacterize a Quatemary paleovalley in.northern Brazil, Anais XII Simp. Brasileiro deSensoria mento Remoto, Florianopolis, Brasil,2l-26 Abril 2007, INPE, p. 2125-2132.

Shortridge, A., 2006, Shuttle Radar TopographyMission elevation data enor and its relationshipto land cover. 2006http : //www. ac cessmylibrary. com/coms2/summ ary _0286 -139 87 25 4 ITM

S. I. Hadi., Tjiptasmara, Arsadi, E.M., 2004,Karakteristik Air tanah Dataran Alluvial JawaTengah Selatan: Studi kasus di daerah

Gombong-Karanganya4 &ISET, jilid 14, no 2,hal4l-59

S.I. Hadi, 2005, Metode Kriging untuk memetakankonfigurasi air tawar pulau kecil, dalam :

Sumber Daya Air di Pulau Kecil, LIPI, hal 239-258.

S.I. Hadi, Suherman, D., Yuniati M.D, Sulcnayadi,D., Tatang, A., 2006, Daya Dukung LingkunganPasca Bencana Tsunami Di Propinsi NAD(Kajian Berdasarkan Potensi Sumber Daya AirTanah), Puslit Geoteknologi LIP! lap. teknis(tidak dipublikasikan), 48 hal.

S.I. Hadi, Bakti, Hendra, Yuniati, M.D., ,Rizka M.,Hartanto, P., 2006, Sumber Daya Air TanahKawasan Pesisir Jawa Tengah Selatan: DaerahPuring-Petanahan, Kabupaten Kebumen,Peluang dan Peran Ilmu Kebumian dalamP emb angunan B erkelanjutan, Prosiding SeminarGeoteknologi, Puslit Geoteknologi LIPI,Bandung, hal 181-192

Sefercik, U. , Jacobsen, K., Oruc, M., Marangoz, A.,2007, Comparison Of Spot, Srtm and AsterDems,www. ipi.unihannover. de/fi leadmir/institut/pdf/Sefercikjac _ oruc_ maramgoz.pdf .

t36