PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
APLIKASI REMOTE
SENSING DALAM MENENTUKAN DAERAH PENANGKAPAN IKAN (Fishing
Ground) DI PERAIRAN MOTUI KABUPATEN KONAWE UTARA
BIDANG KEGIATAN :
PKM BIDANG PENELITIAN
Diusulkan Oleh
:
|
Nama
|
|
Stambuk
|
Tahun Angkatan
|
|
LINDA PRATIWI (Ketua)
|
:
|
21206013
|
2012
|
|
FIRMAN
(Anggota)
|
:
|
21206011
|
2012
|
|
AHMAD JAYADI (Anggota)
|
:
|
21306005
|
2013
|
UNIVERSITAS
MUHAMMADIYAH KENDARI
KENDARI
2015
BAB
I. PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Provinsi Sulawesi
tenggara yang terdiri dari 651 pulau dengan panjang garis pantai 1.740
kilometer, bukan hanya mengandung potensi kekayaan perikanan dan biota laut,
tetapi juga sangat potensial untuk pengembangan budidaya ikan dan industri
perikanan. Perairan
laut Sulawesi Tenggara sangat menjanjikan kesejahteraan rakyat bila di kelola
dengan baik, karena di bawah alam laut Provinsi ini di huni beragam jenis ikan
dan biota laut bernilai ekonomi tinggi.
Perikanan merupakan salah satu sektor
ekonomi potensial yang diharapkan dapat memenuhi kebutuhan manusia yang semakin
sulit. Peningkatan pertumbuhan manusia tidak sebanding dengan peningkatan
sumber daya alam yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Hal ini
mendorong sektor perikanan untuk meningkatkan hasil tangkapannya. Indonesia
merupakan negara perairan yang masih memiliki kendala dalam bidang penangkapan
ikan. Salah satu kendala yang dihadapi oleh nelayan-nelayan Indonesia adalah
keterbatasan pengetahuan dalam penentuan posisi penangkapan yang efisien atau
daerah penangkapan ikan yang potensial.
Penginderaan jauh (remote sensing) merupakan suatu teknik untuk mengumpulkan informasi
mengenai objek dan lingkungannya dari jarak jauh tanpa sentuhan fisik. Biasanya
teknik ini menghasilkan beberapa bentuk citra yang selanjutnya diproses dan
diinterpetasikan guna menghasilkan data yang bermanfaat untuk aplikasi di
bidang pertanian, perikanan, arkeologi, dan bidang-bidang lainnya (Purbowaseso
1995).
Satelit-satelit penginderaan jauh
dilengkapi dengan peralatan “scanner” yang berspektra ganda, yakni suatu alat
untuk mencatat radiasi yang dipantulkan melalui beberapa “band” (interval
panjang gelombang elektromagnetik), yang mencakup reaksi yang berbeda-beda
terhadap pantulan dan radiasi setiap objek, baik yang berada di atmosfer maupun
di permukaan bumi (Suyarso 1995).
Citra Satelit adalah hasil pemotretan
satelit angkasa di permukaan bumi yang berbentuk foto atau yang dikenal dengan
sebutan Sin yang berbentuk jajaran genjang. Hasil pemotretan satelit tersebut
akan memuat semua fenomena kejadian dipermukaan bumi termasuk fenomena perairan
laut. Citra satelit memiliki resolusi yang berbeda berdasarkan ketinggian
satelitnya sehingga citra yang akan digunakan dalam mengidentifikasi sebaran
plankton sebagai lokasi penangkapan ikan berdasarkan klasifikasi ketajaman
dalam pemotretan dilapangan dan akan mempermudah dalam mengambil suatu
keputusan atau rekomendasi penangkapan ikan secara berkelanjutan.
1.2.Rumusan Masalah
Kemampuan nelayan dalam menetukan daerah
penangkapan diketahui masih secara alami dan masih menggunakan alat tradisional
dikarenakan pemahaman teknologi oleh masyarakat nelayan masih sangat terbatas.
Sehingga, kemampuan yang dimiliki masyarakat selalu berdasarkan prakiraan atau
pengalaman. Adapun masalah yang diketahui berdasrkan uraian latar belakang
diatas adalah :
1. Bagaimana
mengetahui sebaran plankton dan suhu permukaan laut ?
2. Bagaimana
menentukan lokasi penangkapan ikan berdasarkan sebaran plankton dan suhu
permukaan laut dengan menggunakan citra satelit ?
1.3.Tujuan
Penelitian
Adapun
tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengidentifikasi
sebaran plankton dan suhu permukaan laut pada citra satelit
2. Menentukan
daerah penangkapan ikan berdasarkan sebaran plankton dan suhu permukaan laut
dengan menggunakan citra satelit.
1.4.Luaran
Yang Diharapkan
Luaran yang diharapkan dalam Prograqm
Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian ini adalah:
-
Data Penentuan Daerah Peangkapan Ikan Menggunakan
Teknologi Remote Sensing di Perairan Motui
Kabupaten Konawe Utara
-
Peta Daerah Peangkapan Ikan Menggunakan
Teknologi Remote Sensing di Perairan
Motui Kabupaten Konawe Utara sehingga dapat dikomersilkan kepada perusahaan
penangkapan berskala besar di Indonesia
-
Artikel Ilmiah mengenai Penentuan Daerah
Peangkapan Ikan Menggunakan Teknologi Remote
Sensing di Perairan Motui Kabupaten Konawe Utara
1.5.Manfaat
Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu untuk
memberikan informasi terhadap nelayan dan masyarakat sekitar, agar dapat
melakukan penangkapan ikan secara produktif dengan mengetahui penyebaran daerah
penangkapan ikan yang potensial dan juga peneliti memperoleh informasi yang
dapat memperkaya pengetahuan pada bidang daerah penangkapan ikan.
BAB
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Daerah Penangkapan
Menurut Yusfiandayani (2004), penentuan
daerah penangkapan ikan yang umum dilakukan oleh nelayan sejauh ini masih
menggunakan cara-cara tradisional, yang diperoleh secara turun-temurun.
Akibatnya, tidak mampu mengatasi perubahan kondisi oseanografi dan cuaca yang
berkaitan erat dengan perubahan daerah penangkapan ikan yang berubah secara
dinamis. Ekspansi nelayan besar ke daerah penangkapan nelayan kecil
mengakibatkan terjadi persaingan yang kurang sehat bahkan sering terjadi konflik
antara nelayan besar dengan nelayan kecil.
Secara garis besarnya daerah
penangkapan, penyebaran dan migrasi sangat luas, yaitu meliputi daerah
tropis dan sub tropis dengan daerah penangkapan terbesar terdapat disekitar
perairan khatulistiwa. Daerah penangkapan merupakan salah satu faktor penting
yang dapat menentukan berhasil atau tidaknya suatu operasi penangkapan. dalam
hubungannya dengan alat tangkap, maka daerah penangkapan tersebut haruslah baik
dan dapat menguntungkan. Dalam arti ikan berlimpah, bergerombol, daerah aman,
tidak jauh dari pelabuhan dan alat tangkap mudah dioperasikan
(Sudirman, 2004).
Menurut BBPPI (2000), suatu perairan
memenuhi kriteria sebagai daerah penangkapan ikan, maka:
1. Perairan
tersebut harus merupakan lingkungan yang cocok untuk hidup ikan yang menjadi
sasaran penangkapan.
2. Perairan
itu mempunyai kandungan makanan yang cocok bagi ikan yang menjadi sasaran
penangkapan.
3. Perairan
itu merupakan tempat perbiakan dan pemijahan yang cocok bagi ikan yang menjadi
sasaran penangkapan.
1.2 Sistem Penginderaan Jauh (Remote Sensing)
Penginderaan jauh adalah ilmu dan seni
untuk memperoleh informasi mengenai objek dan lingkungannya dari jarak jauh
tanpa sentuhan fisik. Biasanya teknik ini menghasilkan beberapa bentuk citra
yang selanjutnya diproses dan
diinterpretasikan guna menghasilkan data yang bermanfaat untuk aplikasi
di bidang pertanian, perikanan, kelautan, arkeologi dan bidang-bidang lainnya
(Purbowaseso, 1995). Teknologi penginderaan jauh pada dasarnya meliputi tiga
bagian utama yaitu: perolehan data, pemrosesan data dan interpretasi data.
Wahana yang dipergunakan adalah pesawat udara atau satelit buatan yang telah
dilengkapi dengan peralatan perekam data (sensor). Komponen dasar dari sistem
penginderaan jauh antara lain : (1) gelombang elektromagnetik sebagai sumber
radiasi (sumber energi) yang digunakan; (2) atmosfer sebagai media lintasan
dari gelombang elektromagnetik; (3) sensor sebagai alat yang mendeteksi
gelombang elektromagnetik; (4) objek.
Sumber energi yang digunakan dalam pencitraan
adalah gelombang elektromagnetik. Sumber energi dipisahkan menjadi dua, yaitu
sumber energi pasif yaitu sumber energi berupa radiasi gelombang
elektromagnetik matahari, dan sumber energi aktif yaitu sumber energi buatan,
misalnya radar. Energi elektromagnetik
adalah paket elektris dan magnetik yang bergerak tegak lurus dengan kecepatan
sinar pada frekuensi pada panjang
gelombang tertentu (Sutanto, 1987).
Sensor adalah alat yang digunakan untuk
mendeteksi radiasi elektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan oleh suatu
benda dan mengubahnya menjadi nilai nyata yang dapat direkam atau diproses
(Butler et al, 1989). Sensor dibedakan
menjadi dua berdasarkan energinya yaitu sensor aktif dan sensor pasif. Sensor
aktif adalah sensor yang mengiluminasikan objek dan akan menginduksi benda
tersebut untuk memancarkan radiasi sehingga menyebabkan pantulan radiasi
tersebut. Sensor pasif adalah sensor yang akan menerima dan merekam baris demi
baris gelombang elektromagnetik yang dipantulkan atau dipancarkan bumi dan
atmosfer. Semua sensor mempunyai kepekaan spektral tertentu sehingga sensor
tidak peka terhadap seluruh panjang gelombang.
2.3. Suhu Permukaan Laut (SPL)
Suhu
merupakan besaran fisika yang menyatakan banyaknya bahang yang terkandung dalam
suatu benda. Suhu air laut terutama di lapisan permukaan sangat tergantung pada
jumlah bahang dari sinar matahari (Weyl, 1970). Suhu perairan bervariasi baik secara vertikal maupun
horizontal. Secara horizontal suhu bervariasi sesuai dengan garis lintang dan secara
vertikal sesuai dengan kedalaman. Variasi suhu secara vertikal di perairan
Indonesia pada umumnya dapat dibedakan menjadi tiga lapisan, yaitu lapisan
homogen (mixed layer) di bagian atas, lapisan termoklin di bagian tengah dan
lapisan dingin di bagian bawah. Lapisan homogen berkisar sampai kedalaman 50-70
meter, pada lapisan ini terjadi pangadukan air yang mengakibatkan suhu lapisan
menjadi homogen (sekitar 28oC), lapisan termoklin merupakan lapisan
dimana suhu menurun cepat terhadap kedalaman, terdapat pada lapisan 100-200
meter. Lapisan dingin biasanya kurang dari 5oC, terdapat pada
kedalaman lebih dari 200 meter (Nontji, 1993).
Suhu permukaan laut dipengaruhi oleh
panas matahari, arus permukaan, keadaan awan, upwelling, divergensi dan
konvergensi terutama pada daerah muara dan sepanjang garis pantai ( Hela dan
Laevastu, 1981). Faktor-faktor meteorologi juga berperan yaitu curah hujan,
penguapan, kelembaban udara, suhu udara, kecepatan angin dan intensitas radiasi
matahari. Variasi suhu musiman pada permukaan untuk daerah tropis sangat kecil,
dimana variasi rata-rata musiman kurang dari 2oC yang terjadi di
daerah khatulistiwa. Suhu di perairan
nusantara umumnya berkisar antara 28oC – 31oC. Pada
lokasi yang sering terjadi penaikan air (upwelling) seperti di Laut Banda, suhu
air permukaan bisa turun sampai 25oC karena air yang dingin di
lapisan bawah terangkat ke permukaan. Suhu dekat pantai biasanya sedikit lebih
tinggi dibandingkan dengan suhu di lepas pantai (Nontji, 1993). Suhu permukaan
laut Indonesia secara umum berkisar antara 26oC – 29oC,
dan variasinya mengikuti perubahan musim (Birowo, 1979). SPL hangat untuk
perairan Indonesia berkisar antara 27oC-31oC dan SPL
dingin berada pada kisaran dibawah 27oC.
BAB
III. METODE PENELITIAN
Metode pelaksanaan Program Kreativitas
Mahasiswa bidang Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan, yaitu:
3.1.Penentuan Lokasi Penelitian
Penelitian ini ditetapkan di perairan Kec.
Motui Kab. Konawe Utara. Penentuan lokasi target penelitian akan dilakukan secara
purposive (sengaja), lokasi ini diambil dengan berbagai pertimbangan karena
nelayan di daerah tersebut melakukan kegiatan penangkapan ikan masih
mengandalkan pengalaman dan masih menggunakan alat tradisional dikarenakan
pemahaman teknologi oleh masyarakat nelayan masih sangat terbatas.
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian
3.2. Alat
Alat dan bahan yang digunakan pada
penelitian ini dapat dilihat pada Tabel
1.
Tabel
1. Alat
|
No
|
Alat
|
Fungsi
|
|
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
|
Alat
tulis
Global
Positioning System
(GPS)
Kapal
/ Perahu
Kuisioner
Laptop
/ Komputer
Printer
Camera
Digital
Thermometer
|
Mencatat
data pengamatan
Menentukan
posisi/letak stasiun
Transportasi
Pengumpulan
data primer
Mengolah
data
Mencetak
hasil pengolahan data
Dokumentasi
Mengukur
Suhu
|
3.3.Jenis Dan Sumber Data
Jenis dan
sumber data yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sebagai
berikut :
1.
Pengambilan data primer
3.4.Tehnik Pengambilan Data
Tehnik
pengambilan data yang digunakan dalam Penelitian ini, yaitu sebagai berikut :
-
Observasi bertujuan untuk mengetahui
lokasi penangkapan ikan oleh nelayan sebagai data dasar dalam penelitian.
-
Menentukan titik koordinat lokasi DPI
menggunakan GPS yang disesuaikan dengan lokasi penangkapan ikan oleh nelayan.
-
Pengambilan data suhu pada saat proses penangkapan
ikan dilakukan.
3.5.Analisis Data
Analisis data yang digunakan dalam
penelitian ini yaitu :
1.
Sebaran
suhu permukaan laut
Data sebaran suhu permukaan laut
diperoleh dari satelit Aqua MODIS yang telah terkoreksi secara geometrik dan
radiometrik, sehingga tidak diperlukan lagi pengolahan algoritma untuk
mendapatkan citra sebaran SPL dan klorofil-a. Analisis citra ini menggunakan
program ENVI 4.7. Adapun tahapan dalam
analisis citra SPL mengacu pada Muklis (2008) dan Madjid (2010) sebagai berikut
: pemilhan citra, pemotongan dan penajaman citra, simulasi citra, penyebaran dan pemusatan data.
2.
Pemilihan
citra
Citra setelit yang digunakan pada
penelitian ini adalah citra satelit Aqua MODIS level 3, pada level ini sudah terkoreksi
radiometrik maupun geometrik dengan resolusi 4 km x 4 km. Citra yang dipilih
adalah citra bulanan antara tahun 2008 – 2010 dan harian antara bulan Oktober 2015 – Februari
2016 yang disesuaikan dengan waktu pengamatan lapangan (in-situ).
3. Pengolahan citra
Citra satelit Aqua MODIS diolah dengan
menggunakan perangkat lunak ENVI 4.7. Citra level 3 ini sudah terolah dalam
format HDF (Hierachical Data Format)
menjadi konsentrasi suhu
permukaan laut dan klorofil-a.
Algoritma yang dipakai untuk
menghasilkan nilai distribusi suhu permukaan laut (SPL) adalah sebagai berikut (Brown dan Minnet,
1999) :
SST = C1+(C2 x
T31)+ [C3 x (T31-32) + [C4 x (Sec(θ)-1) x (T31-32)]
Keterangan
: T31 dan T32
= kecerahan temperatur dari kanal
31 dan 32
θ = Sudut zenith Satelit (0,001)
C1,C2,C3
dan C4 merupakan konstanta.
Algoritma OC3M adalah algoritma yang
dipakai dalam pengolahan citra satelit
Aqua MODIS untuk menghasilkan konsentrasi klorofil-a. Persamaan algoritma OC3M (O' Reilly et al. 2000) adalah
:
Keterangan
: Ca
= Konsetrasi klorofil-a (mg/m3)
R =
Rasio reflektansi
Rrs
= Remote sensing reflektansi
4. Pemotongan dan penajaman citra
Pemotongan citra dilakukan untuk membatasi
ruang lingkup secara spasial agar sesuai dengan area yang diteliti. Hal ini
dimaksudkan untuk mempermudah menganalisis
fenomena yang terjadi pada area penelitian. Dalam proses ini data yang
dimasukkan adalah pixel line awal dan
akhir serta nilai lintang/bujur awal dan
nilai lintang/bujur akhir.
Penajaman citra bertujuan untuk
menghilangkan gangguan noise (inherent
noise) agar tidak terdapat suatu titik gelap (spotting effect) dan untuk mendapatkan
gambar yang jelas dan tegas dari fenomena oseanografi yang terlihat pada citra.
Penajaman yang digunakan adalah melalui warna sehingga untuk setiap kelas nilai digital yang berbeda diberi
warna yang berlainan.
5. Penyebaran dan pemusatan data
Analisis pemusatan dan penyebaran data
bertujuan untuk melihat kecenderungan data hasil ekstraksi citra suhu permukaan laut dan klorofil-a antara tahun 2008-2010. Adapun rumus yang digunakan yaitu perhitungan
nilai tengah (mean) dan standar deviasi (S) (Mattijik dan Jaya, 2006)
Keterangan
:
: Rataan/Mean
n
:
Ukuran sampel
Xi
: Data ke-i
Standar deviasi (S) atau simpangan baku
merupakan akar kuadrat dari variance (ragam). Secara matematis rumus standar
deviasi, yaitu :
Keterangan
: S =
Standart Deviasi (simpangan baku)
=
Rataan
Xi = Data ke-i
Uji akurasi citra suhu permukaan laut
(SPL) dan klorofil-a satelit AquaMODIS menggunakan persamaan root mean square
error (RMSE) mengacu pada Muhsoni et
al (2009). Uji RMSE mencerminkan
perbedaan antara nilai data lapang
dengan nilai hasil ekstraksi citra satelit
Keterangan
: Zi = Nilai ekstrkasi citra
Zj
= Nilai hasil pengukuran lapangan
n =
Jumlah titik sampel
Kriteria yang
digunakan untuk menilai tingkat akurasi citra Aqua MODIS level 3 mengacu pada
Purwadhi (2001), dimana jika nilai RMSE
lebih kecil atau sama dengan 1 pixel (≤ 1) menandakan tingkat akurasi
yang baik, sedangkan jika nilai RMSE lebih tinggi dari 1 pixel
mengindikasikan tingkat akurasi yang kurang baik.
DAFTAR PUSTAKA
BBPPI.2000.Daerah Penangkapan Ikan.
Balai Besar Pengembangan Penangkapan Ikan. Semarang
Birowo, S. 1979. Kemungkinan Terjadinya Upwelling di
Laut Flores dan Teluk Bone. Jakarta: Lembaga Oseanologi Nasional-LIPI. Hal
1-12.
Brown J.O and Minnet J.P. 1999. MODIS Infrared Sea
Surface Temperature Algorithm. Algorithm
Theoretical Basic Document Version 2.0. University of Miami. Miami-Florida.
Butler, M. J. A.,
M. C. Mouchot, V. Berale dan C. Leblanc. 1989. The Aplication of The
Remote Sensing Technologi to Marine Fisheries, An Introduction Manual. Rome:
FAO Fisheries Paper 295. 165 p.
Hela, I. and Laevastu, T. 1970. Fisheries
Oceanography and Ecology. London: Fishing News Book Ltd.
Madjid I.Y. 2010. Study of potential fishing ground
for skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) in sawu sea east nusa tenggara province
using satellite remote sensing and fishery data [thesis]. Denpasar:
Postgraduate Program, Udayana University.
Mattjik A.A dan Jaya I.S. 2006. Perancangan
Percobaan Dengan Aplikasi SAS dan MINITAB. IPB Press. Bogor.
Muklis. 2008. Pemetaan daerah penangkapan ikan
cakalang (Katsuwonus pelamis) dan tongkol (Euthynnus affinis) di perairan utara
Nangroe Aceh Darussalam [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut
Pertanian Bogor.
Muhsoni F.F, Efendy M, Triajie H. 2009.
Concentration Estimate Alogarithm Model Klorofil-a Based on Satellite Image
Data Lansat TM For Location Mapping Fishing Ground at Madura. Materi Seminar
Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan.
Nontji, A. 1993. Laut Nusantara.
Jakarta: Penerbit Djambatan.
Purbowaseso, B. 1995. Penginderaan Jauh Terapan.
Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Purwadhi S.H. 2001. Interpretasi Citra Digital. PT. Gramedia
Widiasarana Indonesia, Jakarta.
Sudirman.2004.Teknik
Penangkapan Ikan. Rineka Cipta.Jakarta.
Weyl, P.K. 1970. Oceanography An Introduction to the
Marine Environment. New York: John Wiley & Sons Inc.
Yusfiandayani, R. 2004. Studi
tentang Mekanisme Berkumpulnya Ikan Demersal dan Pengembangan Perikanan di
Perairan Pasauran, Propinsi Banten. Disertasi. Sekolah Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor.
