BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Fletcher

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Fletcher (1980, dalam Siegal, 1980) mengatakan penginderaan jauh
mempunyai kemampuan dalam memahami dan mempelajari objek dari jarak jauh,
sekaligus usaha manusia untuk meningkatkan kemampuan dalam menemukan
sumber daya yang penting dan informasi tentang kondisi lingkungan. Memasuki
akhir abad 20, perkembangan teknologi telah mampu membantu manusia untuk
menemukan data yang melebihi persepsi, memperoleh data dari luar angkasa yang
sebelumnya tidak dapat dijangkau, dan menyusun akusisi data dengan basis global.
Penemuan ini mampu meningkatkan evolusi dalam perkembangan teknologi
penginderaan jauh baik dari segi teknologi maupun teknik pengolahan datanya.
Teknik Penginderaan jauh telah digunakan secara rutin untuk beberapa bidang
terutama pada objek yang nampak pada permukaan bumi seperti pertanian,
kelautan, dan eksplorasi sumber daya alam (Fletcher, 1980 dalam Siegal, 1980).
Perkembangan teknik penginderaan jauh semakin canggih seiring dengan
perkembangan teknologi itu sendiri baik dari wahana yang membawanya maupun
dari segi sensor. Kemampuan sensor dalam merekam saluran spektral banyak
dimulai dari era sensor Landsat MSS (Multispectral Scanner) yang dilucurkan pada
tanggal 5 Maret 1978 yang dibawa oleh Landsat 1, 2, dan 3. Perangkat data Landsat
MSS pada saluran gelombang tampak Infra-merah dekat, merupakan yang pertama
dikembangkan untuk identifikasi mineral oksida besi dengan rasio citra. Kemudian
dilanjutkan oleh sensor Landsat TM 5/7 (Thematic Mapper) yang secara ektensif
telah digunakan untuk pemetaan dengan kajian geologi selama bertahun-tahun
hingga sekarang (Van der Meer et al., 2011).
Perkembangan teknologi sensor satelit yang mampu merekam julat spektral
yang lebih sempit, mengarahkan pada sebuah penemuan sistem citra yang
membawa saluran spektral yang lebih banyak. Sistem Sensor satelit yang dapat
membawa saluran tersebut disebut sebagai citra “Hiperspektral”. Pemanfaatan
teknik penginderaan jauh sistem hiperspektral yang berasal dari wahana luar
angkasa, pertama kali setelah diluncurkannya satelit EO-1 yang membawa dua
sensor ALI dan Hyperion. Satelit tersebut diluncurkan pada 21 November 2000 dari
stasiun peluncuran luar angkasa milik NASA (National Atmospheric and Space
Administration) dengan misi Earth Observing Mission One (EO-1). Sensor
Hyperion sendiri memiliki resolusi spasial sebesar 30 meter dengan liputan
perekaman sejauh 7,5 kilometer (Bishop et al., 2011). Hyperion memiliki saluran
spektral sebanyak 242 band yang mampu merekam pada gelombang-tampak inframerah dekat (Visibel-Near Infrared; 0,4 µm – 0,9 µm) dan gelombang-pendek
Infra-merah (Short-wave Infrared; 1,0 µm – 2,5 µm) (Raj, 2015). Sensor
hiperspektral Hyperion telah bekerja secara signifikan dan berimprovisasi dengan
baik dalam studi tentang ekplorasi mineral secara detail karena kemampuannya
untuk membedakan jenis mineral dan bentuk suatu alterasi secara spesifik.
Hyperion telah digunakan secara ekstensif di tempat yang telah terkalibrasi di
Amerika Serikat atau wilayah lain yang terkenal dengan kondisinya yang kering
atau Arid terutama di daerah Australia dan Amerika Selatan, yang telah dibuktikan
untuk lokasinya dan karakterisasi dari alterasi mineral dan zonanya (Bishop et al.,
2011).
Perkembangan teknologi hiperspektral baik dari segi sensor dan teknik
analisisnya telah membantu manusia dalam memahami pendekatan penginderaan
jauh untuk eksplorasi mineral (Raj, 2015). Hal tersebut didukung oleh
kemampuannya untuk merekam respon spektral objek yang menjadi konsen di
penginderaan jauh geologi yaitu respon terhadap material yang menjadi komposisi
lapisan kulit di permukaan bumi berupa tanah, mineral, dan batuan (Hunt, 1980
dalam Siegal, 1980) secara lebih spesifik. Penggunaan citra hiperspektral Hyperion
secara signifikan telah membantu proses pemetaan dan identifikasi mineral (Bishop
et al., 2011; Kodikara, 2011) salah satunya adalah untuk identifikasi mineral oksida
besi yang terdapat di dalam tanah pada permukaan bumi (Raj, 2015).
Tanah adalah material lepas-lepas di permukaan bumi yang menjadi media
alami tempat tumbuhnya tanaman. Tanah merupakan material yang telah
mengalami proses pelapukan yang berada diantara atmosfer yang berada di
permukaan bumi dan batuan induk di bawah permukaan sedalam 200 cm. Tanah
terdiri dari partikel padat yang dapat berupa mineral atau bahan organik yang telah
melapuk disertai zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang diantara partikelpartikel tersebut (USDA, 1988 dalam Jensen, 2007). Tanah sangat penting untuk
menyokong kehidupan di bumi karena berpengaruh pada ketahanan pangan dan air.
Selain itu, keberadaan bahan organik dan mineral pada tanah juga berpengaruh
terhadap tingkat penggunaan tanah yang diwujudkan dalam menejemen lahan dan
kepekaan terhadap perubahan lingkungan (Khasanah, 2013).
Mineral adalah kandungan yang essensial keberadaanya di dalam tanah.
Mineral oksida besi merupakan salah satu mineral metal oksida yang paling
berlimpah kandungannya di dalam tanah (Schwertmann dan Taylor, 1989). Mineral
oksida besi dapat mempengaruhi kondisi tanah walaupun pada jumlah konsentrasi
yang sangat kecil. Oksida besi dapat mempengaruhi warna tanah, agregrat tanah,
kapasitas tukar anion dan kation pada permukaan tanah (Cornell dan Schwertmann,
1996). Identifikasi tanah yang paling mudah adalah dengan melihat warna yang
terdapat pada tanah tersebut. Kandungan mineral oksida besi pada tanah akan
menyebabkan tanah mejadi berwarna kemerahan, kecoklatan, atau kekuningan
yang berasosiasi dengan oksida besi (Schwertmann dan Taylor, 1989). Warna
kemerahan tersebut jika dilihat dari pendekatan penginderaan jauh, disebabkan oleh
aktivitas pantulan yang sangat kuat pada spektrum merah dan serapan yang juga
kuat pada spektrum biru (Danoedoro, 2012).
Tanah yang mengandung oksida besi dapat ditemukan di beberapa kawasan
topografi Karst Gunungsewu di Pulau Jawa yang biasanya berwarna kemerahan.
Berdasarkan sistem klasifikasi tanah digolongkan pada jenis tanah mediteran merah
kuning atau dalam istilah yang lebih umum dikenal dengan tanah terra rossa
(Soepraptohardjo, 1961). Warna yang terdapat pada tanah terra rossa umumnya
muncul akibat pengendapan-pengendapan besi oksida dari larutan alkalis yang
bersentuhan dengan batu kapur (Vinassa de Regny, 1964 dalam Darmawijaya,
1990). Tanah yang mengandung oksida besi tersebut juga dapat ditemukan di
Perbukitan disekitarnya yang termasuk dalam Formasi Nglanggeran.
1.2. Perumusan masalahan
Tanah dipermukaan bumi memiliki nilai pantulan spektral yang dapat
dipengaruhi oleh kandungan material di dalam tanah salah satunya adalah mineral
oksida besi. Kandungan mineral oksida besi dalam tanah akan mempengaruhi sifat
fisik dan kimiawi yang akan memberikan ciri khas tersendiri pada tanah, contohnya
adalah munculnya warna kemerahan, kecoklatan, dan kekuningan (Cornell dan
Schwertmann, 2003). Informasi nilai pantulan spektral pada tanah dapat di peroleh
melalui perekaman langsung menggunakan spektrometer lapangan atau melalui
citra hiperspektral. Citra hiperspektral memiliki kemampuan untuk merekam julat
panjang gelombang yang sempit (10 nm) sehigga mampu memberikan gambaran
informasi spektral tanah secara lebih detail. Penelitian tentang tanah di Indonesia
yang menggunakan citra hiperspektral masih sangat minim dilakukan, karena
kondisi alam Indonesia yang terletak pada iklim tropis sehingga banyak liputan citra
yang tertutup oleh vegetasi maupun awan. Selain itu, terbatasnya ketersediaan data
hiperspektral juga menjadi kendala dalam penelitian menggunakan citra
hiperspektral.
Identifikasi tanah yang mengandung mineral oksida besi masih banyak
dilakukan dengan metode kuantitatif. Metode tersebut hanya akan mengetahui
kandungan mineral oksida besi yang berada di dalam tanah dan belum mampu
memberikan gambaran tentang persebaran secara spasial. Teknik penginderaan
jauh mampu memberikan gambaran secara spasial tentang fenomena persebaran
tersebut. Namun, diperlukan sebuah metode untuk mengkombinasikan teknik
penginderaan jauh dan metode kuantitatif agar dapat memberikan gambaran tentang
kandungan mineral oksida besi, sekaligus persebarannya dipermukaan bumi.
1.3. Pertanyaan Penelitian
Berdasarkan latar belakang dan uraian permasalahan maka timbul
pertanyaan penelitian, sebagai berikut:
a. Bagaimana hubungan antara respon spektral tanah yang terekam pada
spektrometer dengan tanah yang mengandung oksida besi pada
topografi Karst Pegunungan Sewu dan sekitarnya?
b. Seberapa akurat citra Hyperion yang digunakan untuk memetakan
persebaran tanah yang mengandung oksida besi pada topografi Karst
Pegunungan Sewu dan sekitarnya?
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini antara lain :
a. Untuk mengkaji hubungan antara respon spektral tanah yang terekam
pada spektrometer dengan tanah yang mengandung oksida besi pada
topografi Karst Pegunungan Sewu dan sekitarnya.
b. Untuk mengetahui tingkat akurasi citra Hyperion untuk persebaran
tanah yang mengandung oksida besi pada topografi Karst Pegunungan
Sewu dan sekitarnya.
1.5. Kegunaan Penelitian
Kegunaan penelitian ini antara lain:
a. Mengetahui hubungan antara respon spektral tanah yang terekam pada
spektrometer dengan tanah yang mengandung oksida besi pada
topografi Karst Pegunungan Sewu dan sekitarnya.
b. Memberikan informasi tentang persebaran persebaran tanah yang
mengandung mineral oksida besi di pada topografi Karst Pegunungan
Sewu dan sekitarnya.
1.6. Hasil yang diharapkan
Hasil yang diharapkan dari penelitian ini antara lain:
a. Analisa hubungan antara respon spektral tanah yang terekam pada
spektrometer dengan tanah yang mengandung oksida besi pada
topografi Karst Pegunungan Sewu dan sekitarnya.
b. Peta sebaran tanah yang mengandung mineral oksida besi di topografi
Karst Pegunungan Sewu dan sekitarnya.