PEMODELAN SPASIAL LAHAN KRITIS BERBASIS RASTER DI DAS MERAWU KABUPATEN BANJARNEGARA MELALUI INTEGRASI CITRA LANDSAT 7 ETM+ DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

BAMBANG SULISTYO, Prof. Dr. Totok Gunawan, MS

2011 | Disertasi | S3 Penginderaan Jauh

Penelitian ini bertujuan untuk menyusun model spasial lahan kritis yang sepenuhnya berbasis raster di DAS Merawu Kabupaten Banjarnegara melalui integrasi citra Landsat 7 ETM+ dan SIG. Metode penelitian yang dilakukan meliputi analisis secara digital, terhadap semua data yang mempengaruhi terjadinya lahan kritis. Lahan kritis secara garis besar dirumuskan sebagai (Erosi + Kemiringan Lereng + Persentase Tajuk + Manajemen), sedangkan erosi sendiri ditentukan dengan model USLE yang dirumuskan sebagai A = R x K x LS x C x P. Faktor R dihitung menggunakan rumus yang dikembangkan oleh Abdurachman. Faktor K dihitung, menggunakan rumus K yang dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith. Faktor K dan Faktor R selanjutnya dianalisis menggunakan teknik interpolasi spasial untuk memperoleh data yang sepenuhnya berbasis raster. Kemiringan Lereng dan Faktor LS diturunkan dari analisis DEM dengan memperhatikan arah aliran (flow direction) dari masing-masing piksel. Faktor C dan Persentase Tajuk dianalisis menggunakan analisis korelasi antara berbagai indeks vegetasi citra Landsat 7 ETM+ dengan Faktor C dan Persentase Tajuk yang diukur di lapangan. Dalam penelitian ini digunakan 11 indeks vegetasi yaitu ARVI, MSAVI, TVI, VIF, NDVI, TSAVI, SAVI, EVI, RVI, DVI dan PVI. Faktor P diturunkan menggunakan kriteria yang dikembangkan oleh Abdurachman. Analisis lainnya adalah penyusunan peta berat jenis tanah dan analisis perubahan penutupan lahan. Setelah semua parameter dianalisis, selanjutnya dihitung erosi model USLE, erosi total, erosi model Honda dan melakukan validasi model. Analisis korelasi antara erosi model USLE dengan berbagai indeks vegetasi kemudian dihitung untuk mengetahui kemungkinan nilai murni indeks vegetasi digunakan sebagai prediktor utama terjadinya lahan kritis. Langkah selanjutnya adalah mengkaji perumusan tingkat kekritisan lahan sehingga tidak terjadi duplikasi parameter. Setelah diperoleh rumus tingkat kekritisan lahan, kemudian dilakukan analisis tingkat kekritisan lahan dengan masukan erosi model USLE dan erosi model Honda. Hasilnya dilakukan uji dengan nilai ambang sebesar ≥ 0,8 atau ≥ 80%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1). pemodelan erosi model USLE berbasis raster, yang memanfaatkan berbagai indeks vegetasi dalam penentuan Faktor C, mempunyai korelasi yang tinggi dengan hasil erosi aktual (r = 0,835) serta menghasilkan ketelitian yang juga tinggi, berturut-turut MSAVI = (87,35%), TVI (= 85,05%), SAVI (= 84,97%), TSAVI (= 84,88%), VIF (= 84,66%) dan yang terkecil NDVI (= 84,41%); 2). hanya ada satu indeks vegetasi dalam penentuan Faktor C yang menghasilkan ketelitian hasil pemodelan secara absolut yang tinggi untuk menentukan erosi model Honda, yaitu TVI (= 81,20%); 3). Nilai murni indeks vegetasi tidak dapat digunakan secara mandiri sebagai prediktor utama dalam penentuan lahan kritis; 4). Tingkat Kekritisan Lahan (TKL) hanya menggunakan parameter erosi dalam perumusannya dan dirumuskan sebagai: TKL ≈ Erosi.

The objective of the research was to develop raster-based spatial modeling of degraded land in Merawu Catchment in Banjarnegara Regency by integrating Landsat 7 ETM+ data and GIS analysis. Methods applied was by analysing all factors affecting the degraded land digitally. Globally, degraded land is formulated as (Erosion + Slope + Canopy Cover + Management), while erosion itself is determined by using USLE model and is formulated as A = R x K x LS x C x P. Monthly R factor was evaluated based on the formula developed by Abdurachman. K factor was determined using the formula developed by Wischmeier and Smith. R and K factors were then analyzed using spatial interpolation technique to get data in raster format. Slope and LS factor were derived directly from DEM and by taking into consideration flow direction from each pixel. C factor and Percentage of Canopy were analyzed by applying regression analysis between various vegetation indices of Landsat 7 ETM+ and C Factor and Percentage of Canopy measured directly on the field. In this study 11 vegetation indices were used, i.e. ARVI, MSAVI, TVI, VIF, NDVI, TSAVI, SAVI, EVI, RVI, DVI and PVI. P factor was derived using criteria developed by Abdurachman. Another analysis was the creation of a map of bulk density and landcover change analysis. After data were analyzed, then could be calculated erosion of USLE model, gross erosion, erosion of Honda model and model validation. Then, correlation analysis between erosion and various vegetation indices were done to know the possibility for vegetation indices used as the main predictor for the occurence of degraded land. The next step was to build the formula of degraded land such that there is no redundancy in its parameter. Then, creation of maps of degraded land can be done using input either from erosion model of USLE or from erosion model of Honda. The final results were then validated by using a threshold value of 0.8 or ≥ 80%. The research results show that: 1). fully raster-based erosion model of USLE, using vegetation indices for determining C Factor, have high correlation with actual erosion ( r = 0.835), and their absolute accuracy were also high, that were MSAVI (= 87.35%), TVI (= 85.05%), SAVI (= 84.97%), TSAVI (= 84.88%), VIF (= 84.66%) and the smallest was NDVI (= 84.41%); 2). TVI was the only vegetation index, used for determining C Factor, resulted high absolute accuracy to compute erosion model of Honda (= 81.20%); 3) pure value of vegetation indices could not be used alone as the main predictor in determining the degraded land; 4). the formula of the level of degraded land (TKL) was only use erosion parameter and is formulated as: TKL ≈ Erosion.

Kata Kunci : model, lahan kritis, raster, Landsat 7 ETM+ , SIG