05. Bab Iii Metodologi Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Tempat Penelitian

3.1.1 Lokasi Pemetaan Pemetaan distribusi logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd dalam air sungai Code dilaksanakan di Laboratorium AAN, Bidang Kimia dan Teknologi Proses Bahan PTAPB-BATAN Yogyakarta.

3.1.2 Lokasi Sampling

Gambar 3.1 Lokasi sampling., (Sumber : http://bakosurtanal.go.id)

25

26

3.1.3 Karakteristik Sungai Code Sungai Code merupakan salah satu sungai yang memiliki peranan dalam kehidupan warga Yogyakarta dan khususnya bagi masyarakat yang bertempat tinggal di Daerah Aliran Sungai Code. Selain itu, sungai Code membelah propinsi Yogyakarta menjadi dua bagian dan melewati pusat kota dengan pemukiman penduduk yang sangat padat. Sebelum memasuki kota Yogyakarta sungai Code melewati areal pertanian subur dan luas. Selanjutnya setelah memasuki kota Yogyakarta, melewati daerah pemukiman dan areal instansi pemerintahan.

3.1.4 Letak Geografis Stasiun Sampling Pengambilan sampel air sungai Code dilakukan di 11 lokasi yaitu dari hulu sampai hilir sungai Code Yogyakarta. Letak geografis yang diukur menggunakan GPS V (Global Positioning System), personal navigator buatan Garmin, dengan hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut: Tabel 3.1 Letak geografi lokasi pengambilan sampel Stasiun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Lokasi Mata Air Turgo Jembatan Boyong Jembatan Sinduharjo Jembatan Ringroad Utara Jembatan Sarjito Jembatan Tukangan Jembatan Tungkak Jembatan Karangkajen Jembatan Ringroad Selatan Jembatan Ngoto Jembatan Pacar,Wonokromo

Bujur Timur 110°, 25’, 566” 110°, 24’, 750” 110°, 23’, 359” 110°, 22’, 499” 110°, 22’, 223” 110°, 22’, 182” 110°, 22’, 478” 110°, 22’, 511” 110°, 22’, 517” 110°, 22’, 519” 110°, 22’, 999”

Lintang Selatan 07°, 35’, 065” 07°, 37’, 436” 07°, 43’, 365” 07°, 45’, 108” 07°, 46’, 720” 07°, 47’, 648” 07°, 48’, 927” 07°, 49’, 529” 07°, 50’, 176” 07°, 50’, 527” 07°, 52’, 361”

27

Gambar 3.2 Peta lokasi pengambilan sampel di kabupaten Sleman

28

110˚21'

110˚22'

110˚24' 7˚46'

7˚46'

110˚23'

7˚47'

7˚47'

St. Tukangan

7˚48'

7˚48'

St. Tungkak

Kota Madya Yogya

7˚49' 110˚21'

7˚49'

St. Karangkajen

110˚22'

110˚23'

110˚24'

PETA LOKASI PENGAMBILAN SAMPEL DI KOTA YOGYAKARTA Skala 1 : 130.000 Legenda :

Rel Sepur

Stasiun Sampling

TUGAS AKHIR PENERAPAN PERANGKAT LUNAK ArcGIS 9.2 UNTUK PEMETAAN DISTRIBUSI POLUSI LOGAM BERAT As, Hg, Cr, Co, DAN Cd PADA AIR SUNGAI CODE DALAM FUNGSI WAKTU DAN LOKASI SAMPLING

Sungai Code Batas Kota

ABDURRACHMAN NUR ICHSAN STTN‐BATAN YOGYAKARTA 2009

Gambar 3.3 Peta lokasi pengambilan sampel di kota Yogyakarta

29

St. Ringroad Selatan

St. Ngoto

St. Wonokromo

Gambar 3.4 Peta lokasi pengambilan sampel di kabupaten Bantul

30

3.2

Peralatan dan Bahan

3.2.1 Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1.

Perangkat keras (hardware) a) Notebook Acer Aspire 4720 Intel Core™2 Duo processor T5450 b) Memory 512 MB DDR2 c) 120 GB HDD d) Mobile Intel® Graphic Media Accelerator X3 100 e) Printer Canon PiXMA iP 1880

2.

Perangkat lunak (software) a) Sistem Operasi Windows XP-SP3 b) ArcGIS v9.2 c) Microsoft Office Word 2007 d) Microsoft Office Excel 2007 e) Microsoft Office Visio 2003

3.2.2 Bahan 1.

Data Hasil Analisis (sekunder) Laboratorium AAN PTAPB-BATAN periode 2004-2006.

2.

Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) Yogyakarta tahun 2000 dengan skala 1 : 130.000. Sumber : Bakosurtanal.

31

3.3

Prosedur penelitian

3.3.1 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.5 Diagram alir penelitian

32

3.3.1.1 Identifikasi Masalah Pada tahap ini adalah membuat daftar permasalahan yang akan dipecahkan, yaitu cara pemetaan polusi logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd dalam air sungai Code menggunakan perangkat lunak Sistem Informasi Geografis ArcGIS versi 9.2. Diharapkan dengan penggunaan software ArcGIS dapat dipantau secara kontinyu pola distribusi polusi logam berat agar tidak melampui baku mutu yang berlaku. 3.3.1.2 Studi Literatur Tahap ini mencakup studi literatur mengenai cara instalasi ArcGIS 9.2 di Notebook, studi literatur karakteristik logam berat As, Hg, Cr, Co, dan studi literatur mengenai pemetaan dengan ArcGIS. 3.3.1.3 Pengumpulan Data Pada tahapan ini selain mengumpulkan data konsentrasi logam berat hasil analisis Laboratorium AAN PTAPB-BATAN (data sekunder) dan peta Rupa Bumi Indonesia Propinsi DIY, juga termasuk melengkapi peralatan yang dibutuhkan. 3.3.1.4 Pengolahan Data Pengolahan data meliputi digitasi peta RBI Propinsi DIY menggunakan software ArcGIS. Selanjutnya data konsentrasi logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd ditampilkan untuk setiap stasiun pengukuran.

33

3.3.1.5 Analisis Proses analisis dilakukan pada hasil digitasi peta RBI Propinsi DIY, analisis pola distribusi logam berat untuk setiap stasiun pengukuran, dan memetakan logam yang dominan dengan ArcGIS 9.2. 3.3.1.6 Penyusunan Laporan Tahapan ini adalah bentuk pertanggungjawaban terhadap penelitian yang telah dilakukan dengan mengikut sertakan rincian pelaksanaan penelitian, peralatan yang digunakan, dan hasil yang diperoleh dari penelitian.

3.4

Pengolahan Data dengan ArcGIS 9.2

3.4.1 Digitasi Peta Digitasi adalah proses konversi data analog ke dalam format digital. Objekobjek pada peta, seperti: jalan, sungai, sawah, area industri, merupakan data raster yang dapat diubah kedalam format digital dengan proses digitasi. 3.4.2 Proses Digitasi 1. ArcMap dijalankan dengan klik Start > All Programs > ArcGIS > ArcMap

Gambar 3.6 Mengaktifkan ArcMap pada software ArcGIS 2. Pada saat ArcMap dijalankan, tampak kotak dialog Startup. Kemudian dipilih An Existing Map > Browse for Maps > Ok.

34

3. Kursor diarahkan ke directory D:\TA oriented\Data ArcGIS\Lokasi Sampling di Kodya DIY\Sampling di Kodya.mxd

Gambar 3.7 Tampilan peta sampling di Kodya dengan ArcMap 4. Selanjutnya, membuat shapefile atau layer WilayahKodya, dengan cara mengaktifkan

ArcCatalog

>

Directory

D:\TA

Oriented\Data

ArcGIS\Lokasi sampling di Kodya DIY. Selanjutnya diklik kanan jendela kanan ArcCatalog, dan dipilih New > Shapefile.

Gambar 3.8 Membuka AcCatalog lewat ArcMap

35

5. Muncul jendela Create New Shapefile, dan pada kotak dialog diisikan WilayahKodya. Dikotak berikutnya dipilih Polygon di dropdown list Feature Type.

Gambar 3.9 Kotak dialog pembuatan Shapefile 6. Langkah berikutnya menentukan sistem koordinat shapefile. Dengan cara ditekan tombol Edit > Spatial Reference Properties > Select > Browse for Coordinate System > Projected Coordinate Systems > untuk DIY ditentukan sistem koordinatnya adalah UTM (Universal Transverse Mercator) zone 50S, dengan datum WGS 1984, maka dipilih Utm > Wgs 1984 > Wgs 1984 UTM Zone 50S.prj 7. Kembali ke ArcMap untuk memulai digitasi. Selanjutnya shapefile WilayahKodya ditambahkan ke Layer menggunakan tombol Add Data.

Gambar 3.10 Tombol Add Data pada ArcMap 8. Digitasi dimulai dengan cara pada menu Editor > Start Editing

Gambar 3.11 Memulai digitasi peta

36

Gambar 3.12 Proses digitasi 9. Proses digitasi selesai dan disimpan. Proses digitasi seperti di atas, diteruskan untuk membuat Peta Lokasi Sampling di Kodya Yogyakarta, Kabupaten Sleman, dan Kabupaten Bantul serta membuat model distribusi polusi logam berat. 3.4.3 Proses Pembuatan Model Distribusi Logam Berat 3.4.3.1 Penyiapan Data Spasial Data spasial adalah semua data yang memuat keterangan tentang lokasi dan bentukannya di permukaan bumi serta keterkaitan satu aspek dengan lainnya. Biasanya data spasial menyimpan koordinat dan topologi bentukan tersebut. Definisi lainnya menyebutkan data spasial adalah semua data yang dapat dipetakan.

37

Data spasial dalam penelitian ini berupa data konsentrasi logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd hasil analisis (data sekunder) dari Laboratorium AAN PTAPB-BATAN Yogyakarta. Data spasial tersebut harus dibuat dengan standar tertentu agar mempermudah proses analisis spasial untuk mengetahui pola distribusi/penyebaran logam berat dalam air sungai. Standar data spasial konsentrasi logam berat untuk setiap stasiun sampling meliputi kesamaan dalam sistem proyeksi dan sistem koordinat yang digunakan serta kesamaan data atributnya. Dan dalam penelitian ini sistem proyeksi dan sistem koordinat yang digunakan adalah Geografi (latitude dan longitude). Data spasial konsentrasi logam berat yang disusun memiliki data atribut yang menjelaskan tentang dimana lokasi sampling dan besar konsentrasi untuk masing-masing logam berat. Sedangkan data atribut yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Tabel 3.2 Spesifikasi data atribut pada data spasial konsentrasi logam berat Nama Kolom Lokasi Sampling Konsentrasi logam

Spesifikasi kolom Tipe Lebar Desimal String/character 25 Number/numerik

16

5

Keterangan Diisi lokasi stasiun sampling Diisi besar konsentrasi logam berat

Dengan menggunakan spesifikasi data atribut tersebut, selanjutnya disusun data atribut distribusi polusi logam berat berdasarkan lokasi pengambilan, yaitu wilayah Kabupaten Sleman, Kota Madya Yogyakarta, dan Kabupaten Bantul. Data atribut untuk masing-masing wilayah adalah sebagai sebagai berikut :

38

Gambar 3.13 Data atribut konsentrasi logam berat di wilayah Sleman (Sumber : Data Lab AAN PTAPB-BATAN 2005)

Gambar 3.14 Data atribut konsentrasi logam berat di wilayah Kodya (Sumber : Data Lab AAN PTAPB-BATAN 2005)

Gambar 3.15 Data atribut konsentrasi logam berat di wilayah Bantul (Sumber : Data Lab AAN PTAPB-BATAN 2005) 3.4.3.2 Tampilan Data Konsentrasi Selanjutnya setelah membuat data tribut dibuat tampilan konsentrasi logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd dalam ArcGIS untuk setiap lokasi sampling yang dalam hal ini dibagi menjadi tiga wilayah yaitu : wilayah Sleman, Kodya, dan Bantul. Proses penampilan data konsentrasi logam berat berkaitan dengan data atribut yang telah dibuat. Setelah mengecek kembali data atribut mengenai

39

konsentrasi logam berat tahap berikutnya adalah mengaktifkan charts pada Layer Properties. Untuk menjalankan Layer Properties, klik kanan pada layer > Properties.. > Layer Properties > Charts. Kotak dialog Layer Properties tampak dalam gambar berikut :

Gambar 3.16 Kotak dialog Layer Properties Untuk menampilkan data konsentrasi di setiap lokasi sampling di wilayah Kodya dan Bantul, dilakukan dengan cara yang sama. 3.4.3.3 Pembuatan Kontur Distribusi Logam Berat Dalam pembuatan kontur distribusi logam berat yang tersebar di 11 lokasi sampling yaitu dalam satu garis sungai Code, perlu ditambahkan titik atau points dalam peta. Kegunaan dari penambahan titik adalah untuk membantu dalam proses pembuatan garis kontur dalam peta. Setelah menambahkan titik-titik dalam peta, tahap berikutnya adalah membuat data atribut berupa data konsentrasi untuk

40

logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd di setiap lokasi sampling. Adapun tampilan data atribut untuk masing-masing logam tertera dalam gambar berikut :

Gambar 3.17 Data atribut konsentrasi logam berat di setiap lokasi sampling (Sumber : Data Lab AAN, 2005) Tahap selanjutnya adalah menginterpolasi data atribut dengan metode Spline pada extensions yang terdapat dalam ArcGIS 9.2, yaitu Spatial Analyst > Interpolate to Raster > Spline seperti pada gambar berikut ini :

41

Gambar 3.18 Mengaktifkan extensions Spatial Analyst berupa Spline

Kemudian pada kotak dialog Spline diisikan StasiunSampel pada kotak Input points, ARSEN sebagai data konsentrasi logam berat Arsen di setiap lokasi sampling disikan pada kotak Z value field, Splien type Regularized, Weight 0.1, Number of points 12, Output cell size akan teriisi secara otomatis, kemudian disimpan dalam bentuk format ESRIGrid.

Gambar 3.19 Kotak dialog Spline Selang beberapa waktu akan muncul tampilan interpolasi data konsentrasi yang diproses pada extensions Spline. Dengan hasil interpolasi tersebut dapat dibuat garis kontur untuk masing-masing titik. Titik-titik yang terdapat dalam garis kontur adalah visualisasi dari data konsentrasi.

42

Pengertian secara umum mengenai garis kontur adalah garis khayal yang menghubungkan antara titik-titik dalam peta dengan nilai ketinggian yang sama. Nilai ketinggian dalam penelitian ini berupa konsentrasi dari logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd. Garis kontur distibusi logam berat mempunyai bentuk dan pola bukan sebagai garis patah-patah. Secara umum sifat dari garis kontur adalah sebagai berikut : Tabel 3.3 Sifat garis kontur No 1.

Sifat Kontur Kontur tidak mungkin bercabang

2.

Kontur selalu menutup bentuknya. Menutupnya dapat di dalam muka peta ataupun di luar. Jika menutupnya di luar, maka pada muka peta terlihat kontur itu tidak menutup.

3.

Interval kontur dimaksudkan sebagai beda harga antara dua kontur yang terdekat

4.

Daerah yang datar akan mempunyai kontur yang jarang.

5.

Daerah yang terjal (curam) akan mempunyai kontur yang rapat.

Keterangan Gambar

43

Untuk tampilan kontur konsentrasi logam berat dengan interval kontur 0,0001 tampak pada gambar berikut ini :

St.1

0.00 1

St.1 Mata Air Turgo

0.00 12

0.00 09

St.2

0.00

15

0.00 16

St.3

St.4

St.5 St.6

St.7 St.10 Stasiun Ngoto

St.8

St.2 Stasiun Boyong

Legenda St. 1 & 2

St.9 2

St.10

0.00

Konsentrasi Arsen (ppm)

St.11

Legenda St. 10 & 11 KonsentrasiArsen (ppm)

01 0.0 02 0.0

St.11 Stasiun Wonokromo

PETA KONTUR KONSENTRASI LOGAM BERAT ARSEN DI DAS CODE Skala 1:130.000 St. : StasiunSampling Tabel Konsentrasi Logam Arsen (ppm) Konsentrasi

St1. 0,001 St2. 0,001 St3. 0,001 St4. 0,001 St5. 0,002 St6. 0,002

± ± ± ± ± ±

0,00008 0,00004 0,00009 0,00006 0,00017 0,00019

Konsentrasi

St7. 0,002 St8. 0,002 St9. 0,002 St10. 0,002 St11. 0,002

± ± ± ± ±

0,00015 0,00010 0,00007 0,00006 0,00022

TUGAS AKHIR PENERAPAN PERANGKAT LUNAK ArcGIS 9.2 UNTUK PEMETAAN DISTRIBUSI POLUSI LOGAM BERAT As, Hg, Cr, Co, DAN Cd PADA AIR SUNGAI CODE DALAM FUNGSI WAKTU DAN LOKASI SAMPLING

ABDURRACHMAN NUR ICHSAN STTN‐BATAN YOGYAKARTA 2009

Gambar 3.20 Kontur konsentrasi logam berat Arsen (Sumber : Data LAB AAN, 2005)

44

3.4.3.4 Pembuatan Digital Elevation Model (DEM) Konsentrasi Logam Berat Elevation pada penelitian ini adalah nilai konsentrasi dari logam berat As, Hg, Cr, Co, dan Cd dalam air sungai. Sebagai dasar pembuatan DEM adalah kontur distribusi logam berat yang telah dibuat. Adapun tahap-tahap pembuatan DEM adalah sebagai berikut :

1.

Arsen_Grid yang telah ada ditampilkan di ArcScene dengan menekan tombol Add Data

2.

Secara otomatis akan tampil data kontur konsentrasi logam Arsen dengan warna hitam putih.

3.

Klik kanan pada layer Arsen_Grid pilih Properties > Base Height tab > Obtain heights for layer from surface > Ok.

4.

Pada Table of Contents klik kanan Scene Layer > Scene Properties > General tab > klik Calculate from extents.

Akan tampil DEM untuk

distribusi konsentrasi logam berat.

Gambar 3.21 DEM distribusi konsentrasi logam Arsen (Sumber : Data Lab AAN, 2005)

45

Dengan metode yang sama, DEM distibusi logam berat untuk Raksa (Hg), Krom (Cr), Kobalt (Co, namun pada tahun 2005 logam ini tidak terdeteksi), dan Kadmium (Cd) tampak pada gambar berikut :

Gambar 3.22 DEM distribusi konsentrasi logam Raksa (Sumber : Data Lab AAN, 2005)

Gambar 3.23 DEM distribusi konsentrasi logam Krom (Sumber : Data Lab AAN, 2005)

Gambar 3.24 DEM distribusi konsentrasi logam Kadmium (Sumber : Data Lab AAN, 2005)

46

Adapun kontur untuk logam Raksa, Krom, dan Kadmium seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 3.25 Kontur konsentrasi logam berat Raksa di DAS Code (Sumber : Data Lab AAN, 2005)

47

2 03 0,

Gambar 3.26 Kontur konsentrasi logam berat Krom di DAS Code (Sumber : Data Lab AAN, 2005)

48

Gambar 3.27 Kontur konsentrasi logam berat Kadmium di DAS Code (Sumber : Data Lab AAN, 2005)