Peubahan Lingkungan Sinabung.docx

PEMANFAATAN CITRA SATELIT LANDSAT UNTUK MENGAMATI PERUBAHAN LINGKUNGAN DAERAH GUNUNG SINABUNG Togi Tampubolon, Rita Juliani, Juniar Hutahean Program Studi Fisika, Universitas Negeri Medan,Medan Indonesia Jl. Willem IskandarPasar V Medan Estate Kode Pos 20222 [email protected] Telah dilakukan penelitian menggunakan metode remote sensing dengan judul Pemanfaatan Citra Satelit Landsat Untuk Mengamati Perubahan Lingkungan Daerah Gunung Sinabun g, Penelitian ini bertujuan untuk Mengetahui wilayah yang mengalami kerusakan akibat letusan Gunung Sinabung, tingkat vegetasi dan suhu akibat erupsi Gunung Sinabung dari tahun 2009 sampai tahun 2018, pengambilan data dilakukan secara acak dengan buffering 5 km dan data lapangan untuk citra satelit sebagai bahan perbandingan serta pengolahan data menggunakan softwere Arc GIS 10.3 Envi 4.7 Versi ke 5 dan Landsat 8 Oli serta GPS (Global Position System). Dari hasil penelitian diketahui luas wilayah yang rusak akibat erupsi di daerah Gunung Sinabung setiap tahunnya mengalami perubahan. dengan rata-rata LST mengalami kenaikan dan nilai rata-rata NDVI mengalami penurunan yang cukup signifikan Kata kunci: Termometer, GPS, Perubahan lingkungan,Landsat 8 OLI, NDVI , LST

I. PENDAHULUAN Di Sumatera Utara terdapat beberapa gunung berapi baik yang masih aktif maupun sudah tidak aktif lagi , salah satunya gunung Sinabung yang berada di Kabupaten Karo dengan ketinggian 2.475 mdpl (meter dalam Permukaan laut) dengan status gunung berapi yang masih aktif [1]. Setelah erupsi magmatik terakhir 1600 dan pada 27 agustus 2010 terjadi letusan yang bersifat freatik [2]. Erupsi menimbulkan kerusakan lingkungan. Mengamati efek Erupsi disekitarnya tidak dapat dilakukan secara manual, karena bahaya panas, gas beracun dan larva. Penelitian mengenai erupsi dengan memanfaatkan penginderaan jauh untuk mengidentifikasi : endapan lahar pasca erupsi, temperature, NDVI dan juga dapat mengidentifikasi kerusakan alam (air, tanah, tumbuhan) perlu dilakukan. Keadaan suhu dan penyebaran lava didaerah penelitian yang belum teridentifikasi sehingga ada kemungkinan akan terjadi perluasan daerah kerusakan yang dapat merugikan warga setempat[3]. Dengan Teknik pengindraan jauh dapat digunakan untuk memonitor efek negatif erupsi. Penginderaan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah, atau fenomena yang dikaji dan dilanjutkan dengan pengolahan, analisis, dan interpretasi terhadap data tersebut [4]. Penginderaan jauh terdiri atas 3 komponen utama yaitu obyek yang diindera, sensor untuk merekam obyek dan gelombang elektronik yang dipantulkan atau dipancarkan oleh permukaan bumi. Interaksi dari ketika komponen ini menghasilkan data penginderaan jauh yang selanjutnya melalui proses interpretasi dapat diketahui jenis obyek area ataupun fenomena yang ada [5]. Sebagai contoh untuk Landsat TM memiliki luasan terkecil yang mampu direkam adalah 30 x 30 m, 1 Scene citra landat memiliki luas 185 km x 185 km. Citra satelit dapat merekam suatu wilayah secara berulang dalam waktu 18 hari [6]. Image hasil foto secara teoritis dapat menangkap warna dan gradasinya tanpa batas melebihi media digital yang dapat diterima oleh monitor komputer serta peralatan output lainnya [7]. Sedangkan band termal (band 10 dan 11, Landsat OLI) sangat bermanfaat untuk mendeteksi perbedaan suhu permukaan bumi dengan resolusi 1

spasial 100 meter [8]. Mengetahui tingkat kerusakan wilayah, dan suhu akibat erupsi dan informasi daerah yang termasuk rentan terkena bencana erupsi yang dikategorikan awas dan aman dalam mitigasi bencana[9]. Penelitian ini difokuskan pada identifikasi : NDVI, LST dan kerusakan lahan, Sehingga dapat digunakan pemerintah dan masyarakat setempat untuk mitigasi bencana alam serta mengetahuiwilayahyangmengalamikerusakan. II. METODOLOGI PENELITIAN A. Lokasi dan Waktu Penelitian Secara Geografis letak Kabupaten Karo berada diantara 2º50’–3º19’ Lintang Utara dan 97º55’–98º38’ Bujur Timur dengan luas 2.127,25 Km2 atau 2,97 persen dari luas Propinsi Sumatera Utara. Lokasi penelitian secara geografis berada diantara 3008’45.61 Lintang Utara dan 980 20’12.54 Bujur Timur pada buffering 5 km daerah gunung sinabung. B. Alat dan Bahan Penelitian 1. Alat Penelitian GPS (Global Position System), satu perangkat laptop dengan ArcGIS 10.3, ENVI 4.7, DNS Garmin, Microsoft Office 2007, Kamera digital, Termometer Alkohol. 2. Bahan Peneletian Bahan penelitian berupa data spasial Citra Satelit tahun 2009, 2011, 2014,2015,2016,2017 dan 2018, data atribut Peta Rupa Bumi Sumatera Utara dan Peta Administrasi Kabupaten Tanah Karo (shp)[8]. C. Analisis Data 1. Melakukan Koreksi Radiometrik Menggunakan Software ENVI 2. Melakukan perhitungan NDVI dengan persamaan . NDVI = Band NIR – Band R Band NIR + Band R

3. Melakukan perhitungan LST Dengan Persamaan: 𝐾2 ) 𝐾 ln( 1 +1)

4. 𝑇𝐼 = (

𝐿𝜆

TI = suhu Di mana: K1 = Konstanta 1 (774.89) K2 = konstanta 2 ( 1321.08) 5. Melakukan Perhitungan Menggunakan Software Microsoft Excell 2007. III. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengolahan data citra landsat 8 OLI dibutuhkan data lapangan/survey sebagai titik acuan untuk pengolahan data tersebut, sedangkan data Citra satelit Band 1 sampai 11 sumber USGS, untuk menampilkan gambar permukaan dimana pada Landsat 8 OLI, true colour dari hasil RGB untuk 4,3,2 dimana R = Band 4 (Red), G = Band 3 (Green) dan B = Band 2 (Blue). Pada Landsat 8 OLI Digital Number yakni 16 bit, 216 = 65.356 harga minimum = 0 (Hitam) dan harga maksimum = 65.355 (Putih). Gambar , true colour citra pada Landsat 8 OLI.untuk melihat wilayah yang mengalami kerusakan diakibat gunung sinabung dengan nilai NDVI dan suhu di daerah tersebut.

2

3.1 NDVI Peta hasil perhitungan nilai NDVI di daerah Gunung Sinabung dari tahun 2009 sampai 2018 dapat dilihat pada Gambar 2.a, 2.b, 2.c dan 2.d berikut ini.

Gambar 1.b NDVI Landsat 8 Oli tahun 2014

Gambar 1.a NDVI Landsat 8 Oli tahun 2009

Gambar 1.c NDVI Landsat 8 Oli tahun 2016

Gambar 1.d NDVI Landsat 8 Oli tahun 2018

Gambar diatas menunjukkan bahwa nilai NDVI mengalami penurunan yang sangat drastis dan sangat jelas terlihat penurunan seperti pada gambar.1a tahun 2009 masih terlihat tinggi yaitu 0,8 emu dengan sedikit lahan gundul yang disebabkan para wisatawan lokal dan nasional yang melakukan pendakian sebelum meletusnya gunung sinabung, kemudian mengalami penurunan yang cukup signifikan dari pada tahun 2014,2016 dan 2018 dengan nilai 0,6 emu, 0,5 emu dan 0,60 emu dapat dilihat pada gambar.1.b,1.c dan 1.d dari gamabr diatas menyatakan aktivitas Gunung Sinabung sangat mempengaruhi perubahan nilai NDVI disekitarnya, aktivitas gunung semakin tinggi dengan mengeluarkan erupsi dan semburan awan panas ke arah selatan lereng gunung yang mengakibatkan

3

lahan hijau semakin berkurang. Dan untuk tabel penurunan NDVI dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini. Tabel 1. Nilai NDVI mengalami penurunan setiap tahunnya No 1 2 3 4

Tahun 2009 2014 2016 2018

Nilai NDVI 0.6 - 0.8 emu 0.4 - 0.6 emu 0.4 - 0.5 emu 0.5 – 0.6 emu

3.2 LST Untuk peta kontur index temperature di daerah gunung sinabung dari tahun 2009-2018 dapat dilihat pada gambar 2.a, 2.b,2.c, dan 2.d dibawah ini.

Gambar 2.a LST Landsat 8 Oli tahun 2009

Gambar 2.b LST Landsat 8 Oli tahun 2014

Gambar 2.c LST Landsat 8 Oli tahun 2014

Gambar 2.d LST Landsat 8 Oli tahun 2014

4

Gambar peta suhu diatas dapat disimpulkan bahwa suhu pada tahun 2009 masih rendah pada puncak gunung sinabung disebabkan belum ada erupsi pada gambar 2.a. mengalami peningkatan yang sangat tinggi diakibatkan setelah meletusnya gunung sinabung di tahun 2014 , 2016, dan 2018 terlihat pada warna merah memiliki nilai suhu 24 - 26 0C dan warna merah suhu 32- 530c pada suhu tersebut telah melampaui batas normal manusia dan tumbuhan untuk hidup serta tidak layak untuk hidup dan bercocok tanam, Suhu pada tahun 2018 terlihat meningat sangat signifkan dibanding tahun sebelumnya. Dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini. Tabel 2. Tabel suhu mengalami peningkatan setiap tahunnya No Tahun Nilai NDVI 1 2009 15 - 18 0C 2 2014 34 - 46 0C 3 2016 43 - 73 0C 4 2018 32 - 53 0C

3.3 PERUBAHAN LINGKUNGAN GUNUNG SINABUNG Sebelum gunung sinabung erupsi terlihat masih relatif hijau disekitar puncak sinabung sehingga belum ada kerusakan lahan karena menurut informasi yang didapat bahwa gunung sinabung adalah wisata favorite bagi wisatawan yang gemar dengan pendakian namun Sejak aktifitasnya kembali gunung Sinabung pada tahun 2010 hingga sekarang banyak sekali dampak yang ditimbulkan dari erupsi gunung tersebut. Salah satunya kerusakan lahan yang disebabkan aliran lahar dan semburan abu vulkanik. Dari perhitungan NDVI dan LST pada citra landsat 8 OLI pada tahun 2009, 2014, 2016,dan 2018 memberikan gambaran penyebaran wilayah dan luas yang mengalami kerusakan dalam buferring 5 km yang diakibatkan aktivitas Gunung Sinabung seperti pada gambar 3.a,3.d,3.c dan 3.d dibawah ini.

Gambar 2.b Kerusakan Lahan tahun 2014

Gambar 2.a Kerusakan Lahan tahun 2014

5

Gambar 2.d Kerusakan Lahan tahun 2014

Gambar 2.c Kerusakan Lahan tahun 2014

Dari gambar peta kerusakan lahan diatas disimpulkan bahwa setiap tahun kerusakan lahan terus menigkat yang diakibatkan dari erupsi gunung sinabung seperti terlihat pada tahun 2014 sangat signifikan karena setelah meletusnya gunung sinabung pada tahun 2013 sehingga pengaruhnya sangat besar tentang kerusakan lahan daerah sekitar gunung tersebut. Untuk melihat perubahan kerusakan lahan setiap tahun tabel 3 dibawah ini. Dari tabel dapat dinyatakan bahwa penurunan nilai NDVI membuktikan telah bertambah kerusakan lahan. Tabel 3. Perubahan wilayah kerusakan di daerah gunung Sinabung No 1 2 3 4

Tahun 2009 2014 2016 2018

Luas (Ha) 120.73 2492.12 1256.40 1301.32

3.5 Pembahasan Berdasarkan peta gambar 1.a,1.b,1.c, dan 1.d peta NDVI terlihat penurunan tingkat kehijauan disekitaran gunung sinabung, dan nilai suhu pada gambar 2.a,2.b,2.c dan 2.d terlihat semakin menigkat dan dapat dikatakan bahwa didaerah gunung sinabung mengalami perubahan lingkungan yang sangat signifikan. Untuk kerusakan lahan dapat dilihat pada gambar 3.a,3.b,3.c dan 3.d menyatakan telah terjadi perubahan lingkungan/kerusakan lahan. Dari semua gambar dan tabel membuktikan bahwa telah terjdi kerusakan lahan yang memungkinkan manusia tidak dapat tinggal dan bercocok tanam di daerah tersebut, artinya semua penduduk yang tinggal disekitar 5 km dari puncak gunung sinabung harus diungsikan atau mitigasi. IV. KESIMPULAN Ketika penurunan NDVI sangat drastis dan suhu semakin meningkat maka dapat disimpulkan bahwa perubahan lingkungan terjadi di lokasi tersebut dalam kategori lahan rusak. Dengan kerusakan lahan yang mengakibatkan pengungsian penduduk atau mitigasi serta untuk lahan pertanian harus berjarak 5 km dari puncak gunung sinabung .

6

VII. DAFTAR PUSTAKA [1] Febrianty, H.,(2017), dampak erupsi gunung Sinabung terhadap pendapatan sektor parawisata di kabupaten karo. USU Press, Sumatera Utara. [2] Sutawidjaja, I, S., (2013), The Agust 2010 phreatic eruption of mount Sinabung, North sumatera, Indonesian Journal of Geology, Vol.8 (1), 55 [3] Safitri, A, E., (2014) Simulasi Monitoring Emisi Gas So2 sebagai Indikator Bahaya Letusan Gunung Api Untuk Melatihkan Tindakan Evakuasi, Jurnal Fisika, Vol.3 (2), 21-29 [4] Howard, J. A., (1996), Penginderaan Jauh untuk Sumber Haya Hutan: Teori dan Aplikasi, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.. [5] Lillesand, T.M., dan F.W. Kiefer, (1979), Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra, Yogyakarta, Gadjah Mada University Press [6] ESRI, (2001), ArcGIS Spatial Analyst ; Advanced GIS Spatial Analysis Using Raster and Vector Data, ESRI Press, USA. Malaysian Journal of Society and Space 11 issue 1 (24 - 31) 26 © 2015, ISSN 2180-249111 issue [7] Prasetyo, A., (2011), Modul Dasar Sistem Informasi Geografis, Departemen Konservas [8] Mulyanta, E. S., (2006), Pengolahan Digital Image dengan Photoshop CS2, Penerbit Andi: Yogyakarta [9] Thoha, A. S., (2008), Sejarah Gunung Sinabung, USU Press, Sumatera Utara.

7