vii

ABSTRAK

Bali merupakan destinasi wisata yang terkenal di mancanegara. Pesisir

pantai di Bali Selatan sering kali menjadi tujuan wisata utama di Bali.

Keberagaman sumberdaya alam perairan seperti terumbu karang, hutan bakau,

pantai, ikan dan lainnya di pesisir Bali selatan yang membuat turis lokal dan

mancanegara berdatangan.Perkembangan pesat yang terjadi di Bali membuat

perairan di Bali beresiko tercemar dan pada akhirnya terjadi ketidakseimbangan

lingkungan. Ketidakseimbangan itulah yang akan menyebabkan hancurnya

destinasi wisata perairan di Bali. TSS (Total Solid Suspended) merupakan salah

satu parameter pencemaran air untuk mengukur kualitas perairan di Selatan Bali.

TSS mampu diidentifikasi dengan penginderaan jauh. Penginderaan jauh mampu

menampilkan informasi tentang perairan seperti kejernihan suatu perairan, tingkat

pencemaran perairan dan lain-lain. Analisis data penginderaan jauh dapat

menggunakan citra dari satelit LANDSAT 8. Citra LANDSAT dapat digunakan

untuk melihat dinamika fluktuasi besarnya nilai TSS. Ektraksi informasi TSS

menggunakan data penginderaan jauh dapat dilakukan dengan algoritma TSS

yang dikembangkan oleh Miller dan McKee (2004) : TSS = (1140.25 * Red Band)

– 1.91, dimana Red band adalah nilai reflektansi citra Landsat 8 band merah yang

sudah terkoreksi atmosfer. Algoritma ini telah teruji dan tervalidasi dengan data

lapangan dalam penilitian yang telah dipublikasikan. Kegiatan penelitian ini

bertujuan untuk menciptakan sebuah aplikasi yang dapat menentukan tingkat

pencemaran air berdasarkan kandungan TSS menggunakan algoritma TSS. Citra

yang diuji pada program ini merupakan citra dari satelit LANDSAT 8 dengan

cakupan wilayah Bali Selatan. Citra tersebut akan di proses dalam suatu program

aplikasi yang ditulis dalam bahasa MATLAB. Sistem ini memiliki tahapan

koreksi radiometrik, penggabungan citra komposit dan penghitungan nilai TSS.

Kata Kunci : TSS, Remote Sensing, Matlab, LANDSAT 8

viii

ABSTRACT

Bali is a famous tourism destination with the diversity of the natural

resources such as coral, mangrove, beach and the others especially in the South

Bali region. The rapid development that happens in Bali make the water in Bali

may get risk of polluted. TSS (Total Solid Suspended) is one of the parameter of

water pollution to measure the water quality. TSS can be identified by remote

sensing. The remote sensing is able to show the information about water like the

purity, the pollution level and the others. The data analysis of remote sensing can

use the satellite imagery LANDSAT 8. The LANDSAT imagery can be used to see

the contain of TSS. TSS algorithm that used in this research was developed by

Miller and McKee (2004) : TSS(mg/l) = 1140.25 x Red Band-1.91. where Red

band is the value of imagery reflect Landsat 8 red band. This research aimed to

create an application based on desktop which can determine level of water

pollution based on the contain of TSS. Results of this research is a TSS

distribution image that has TSS value in each pixel and wide of TSS distribution.

Keywords: TSS, Remote Sensing, Matlab, LANDSAT 8

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus, karena atas

berkat dan anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

”Klasifikasi Tingkat Pencemaran di Perairan Selatan Bali Menggunakan

Citra Satelit Landsat 8 Dengan Algoritma TSS”.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada

semua pihak yang telah memberikan bantuan, motivasi dan bimbingan dalam

penyusunan Skripsi ini, terutama kepada:

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana

2. Bapak Dr. Eng. I Putu Agung Bayupati, ST., MT. selaku Ketua Jurusan

Teknologi Informasi Universitas Udayana.

3. Bapak Dr. Eng I Dewa Nyoman Nurweda Putra, S.Si.,M.Si. Selaku

Dosen Pembimbing I dan Bapak I Ketut Adi Purnawan, ST., M.Eng.

Selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing. mengarahkan dan

memotivasi penulis selama penyusunan Skripsi ini.

4. Para Dosen Penguji atas segala saran dalam penyusunan Skripsi ini.

5. Segenap Dosen Pengajar di Jurusan Teknologi Informasi Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

6. Orang tua dan Adik yang telah memberikan motivasi dan mendoakan

selama penulis berkuliah di Bali.

7. Keluarga di Bali yang telah banyak membantu selama penulis berada di

Bali untuk menuntut ilmu.

8. Rekan-rekan Seperjuangan Angkatan 2012 Teknologi Informasi

Universitas Udayana yang telah memberikan sumbangan ide, pemikiran,

tenaga, dan pengetahuan sehingga membantu penulis dalam penyusunan

Tugas Akhir ini.

9. Keluarga Besar Mahasiswa Kristen Universitas Udayana, yang telah

membangun karakter penulis menjadi pribadi yang takut akan Tuhan.

10. Elony Efrata Bintoro (Beserta Elsa, Pasel, Bee, dan Ipaw) yang telah

banyak membantu dan memotivasi penulis selama duduk di bangku

perkuliahan dan dalam penyusunan Skripsi ini.

11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang

telah membantu memperlancar penyusunan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna baik dalam

materi maupun penulisannya. Untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun

dari semua pihak sangat diharapkan. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat

memberikan manfaat bagi semua pihak sesuai dengan yang diharapkan.

Jimbaran, Juni 2016

Penulis

(I Putu Andreas Waranu)

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL .................................................................................... i

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................ iii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ............................................... iv

BERITA ACARA TUGAS AKHIR .............................................................. v

ABSTRAK ........................................................................................................ vii

ABSTRACT ....................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvi

DAFTAR PERSAMAAN ............................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5

2.1 State of The Art ........................................................................................... 5

2.2 Penginderaan Jauh ...................................................................................... 6

2.2.1 Definisi Penginderaan Jauh ................................................................. 6

2.2.2 Proses Penginderaan Jauh ................................................................... 6

2.3 Citra ............................................................................................................. 7

2.3.1 Interpretasi Citra ................................................................................. 8

2.4 Pengolahan Citra Digital .............................................................................. 9

2.4.1 Operasi Pengolahan Citra.................................................................... 10

2.4.2 Aplikasi Pengolahan Citra .................................................................. 10

xii

2.5 Spektrum Elektromagnetik .......................................................................... 11

2.6 Satelit Landsat .............................................................................................. 13

2.7 Matlab ......................................................................................................... 17

2.8 TSS (Total Solid Suspended) ....................................................................... 18

2.8.1 Algoritma TSS ................................................................................... 19

BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM ................................ 21

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................... 21

3.2 Data ............................................................................................................. 21

3.2.1 Sumber Data ....................................................................................... 21

3.2.2 Jenis Data ........................................................................................... 21

3.2.3 Metode Pengumpulan Data ................................................................. 22

3.3 Alat Penelitian ............................................................................................. 22

3.4 Alur Penelitian ............................................................................................ 22

3.5 Use Case Diagram ...................................................................................... 24

3.6 Activity Diagram ......................................................................................... 24

3.6.1 Activity Diagram Sub-Menu Komposit ............................................. 25

3.6.2 Activity Diagram Sub-Menu TSS ...................................................... 26

3.7 Pemilihan Citra Satelit ................................................................................ 28

3.8 Subset Spatial .............................................................................................. 32

3.9 Pengolahan Citra ......................................................................................... 33

3.10 Perancangan User Interface ...................................................................... 36

3.10.1 Menu Home .................................................................................... 36

3.10.2 Menu Processing ........................................................................... 37

3.11 Jadwal Kegiatan ........................................................................................ 42

BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISA HASIL ...................................... 43

4.1 Menu Home .................................................................................................. 43

4.2 Menu Processing ........................................................................................ 43

4.2.1 Sub-Menu Komposit .......................................................................... 44

4.2.2 Sub-Menu TSS ................................................................................... 46

BAB V PENUTUP ........................................................................................... 53

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 53

xiii

5.2 Saran ........................................................................................................... 54

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Komponen Utama Dari Sistem PJ Satelit ...................................... 7

Gambar 2.2 Spektrum Elektromagnetik............................................................. 11

Gambar 2.3 Penggabungan Band pada Satelit Landsat 8 serta Fungsinya ....... 17

Gambar 3.1 Gambaran Umum Sistem .............................................................. 23

Gambar 3.2 Use Case Diagram ......................................................................... 24

Gambar 3.3 Activity Diagram Sub-Menu Komposit ......................................... 25

Gambar 3.4 Activity Diagram Sub-Menu TSS ................................................. 27

Gambar 3.5 Alur Pemilihan Citra Landsat 8 ..................................................... 29

Gambar 3.6 Halaman Awal Website https://earthexplorer.usgs.gov/ ................ 30

Gambar 3.7 Website USGS Menyediakan Berbagai Macam Citra Satelit ....... 30

Gambar 3.8 Pemilihan Citra Satelit ................................................................... 31

Gambar 3.9 Karakteristik Citra Landsat Sebelum Diolah ................................. 32

Gambar 3.10 Operasi Subset Spatial ................................................................. 32

Gambar 3.11 Karakteristik Band 5,4,3 pada Citra Landsat 8 ............................ 33

Gambar 3.12 Citra Komposit False Color ......................................................... 34

Gambar 3.13 Tampilan dari Menu Home ......................................................... 37

Gambar 3.14 Tampilan dari Sub-Menu Komposit ............................................ 37

Gambar 3.15 Tampilan dari Sub-Menu TSS .................................................... 39

Gambar 4.1 Tampilan Menu Home ................................................................... 43

Gambar 4.2 Hasil Proses Input Band ................................................................ 44

Gambar 4.3 Pembentukan Citra Komposit RGB .............................................. 45

Gambar 4.4 Citra Komposit yang Telah di Crop .............................................. 45

Gambar 4.5 Hasil Proses Input Band pada Sub-Menu TSS ............................... 46

Gambar 4.6 Nilai-nilai dari Metadata untuk Koreksi Radiometrik ................... 47

Gambar 4.7 Nilai-Nilai untuk Koreksi Radiometrik pada File txt ................... 47

Gambar 4.8 Citra Terkoreksi Radiometrik ....................................................... 48

Gambar 4.9 Pembentukan Citra Subset Spatial ................................................ 49

Gambar 4.10 Pembentukan Citra Komposit False Color .................................. 49

Gambar 4.11 Citra Komposit False Color ........................................................ 50

xv

Gambar 4.12 Pembentukan Citra Decorrelation Stretch .................................. 51

Gambar 4.13 Citra Decorrelation Stretch .......................................................... 51

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Aplikasi Pengolahan Citra Dalam Berbagai Bidang .......................... 10

Tabel 2.2 Daftar 9 Band Sensor OLI ................................................................ 15

Tabel 2.3 Band Sensor TIRS ............................................................................. 15

Tabel 2.4 Fungsi Kanal Landsat 8 ..................................................................... 16

Tabel 3.1 Kelas dan Konsentrasi Sebaran TSS ................................................. 36

Tabel 3.2 Figure dan Button Menu Komposit .................................................. 38

Tabel 3.3 Komponen Pembangun Sub-Menu TSS ............................................ 39

Tabel 3.4 Jadwal Kegiatan Penelitian ............................................................... 42

Tabel 4.1 Pemberian Simbol pada Panel Koreksi Radiometrik ....................... 48

xvii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 2.1 Algoritma TSS ........................................................................... 20

Persamaan 3.1 Algoritma TSS ........................................................................... 35

1

BAB I

PENDAHULUAN

Pada Bab I ini menjelaskan mengenai latar belakang permasalahan

sehingga proposal ini dibuat. Selain itu pada bab ini juga menjelaskan mengenai

rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, dan

sistematika penulisan.

1.1 Latar Belakang

Bali merupakan pulau di Indonesia yeng terkenal di mancanegara karena

keindahan tempat wisatanya. Bali dikeliling oleh daerah pesisir perairan yang

beragam akan sumber daya alam seperti hutan bakau, terumbu karang, ikan dan

habitat perairan lainnya. Perkembangan pesat yang terjadi di Bali membuat

perairan di Bali beresiko tercemar dan pada akhirnya terjadi ketidakseimbangan

lingkungan. Semua itu berbanding terbalik dengan keindahan dan keelokan

lingkungan di Bali. Ketidakseimbangan itulah yang akan menyebabkan hancurnya

destinasi wisata perairan di Bali.

TSS (Total Solid Suspended) merupakan salah satu parameter pencemaran

air untuk mengukur kualitas perairan. Pengaruh polusi TSS di badan air dapat

menjadi berbahaya bagi lingkungan dan organisme hidup. Pengaruh utamanya

adalah mengurangi kemampuan air untuk menerima energi cahaya dari matahari

sehingga mengganggu kehidupan perairan.

Teknologi penginderaan jauh (Remote Sensing) dapat melakukan

penghitungan kosentrasi TSS tanpa harus melakukan penelitian lapangan. Satelit

yang merupakan komponen utama dalam penginderaan jauh dapat menangkap

citra lokasi perairan dan dengan pengolahan data akan didapatkan suatu nilai

kosentrasi TSS pada perairan tersebut berdasarkan data dan informasi dari satelit.

Satelit Landsat 8 merupakan satelit yang dipakai untuk mengambil citra

perairan dalam penelitian ini. Satelit Landsat 8 memungkinkan tidak perlu

dilakukannya koreksi geometrik. Citra komposit dari penggabungan band pada

satelit Landsat 8 menjadi identifikasi awal adanya kandungan TSS dalam daerah

2

tersebut. Band merah pada satelit Landsat 8 digunakan juga pada algoritma TSS

untuk menghitung nilai kosentrasi TSS.

Matlab (Matrix Labolatory) merupakan aplikasi pemrograman dengan

bahasa berkemampuan tinggi untuk melakukan komputasi teknis. Matlab

memungkinkan penggabungan antara komputasi, visualisasi, dan pemrograman

dalam suatu kesatuan. Matlab juga memungkinkan dapat dilakukannya komputasi

untuk visual citra satelit.

Pembuatan aplikasi klasifikasi pencemaran air pada perairan di Selatan

Bali ini mengimplementasikan algoritma TSS dari citra satelit Landsat 8 dengan

menggunakan aplikasi Matlab sangat bermanfaat untuk memberikan informasi

kandungan TSS (mg/l) pada suatu perairan berdasarkan klasifikasi-klasifikasi

pencemaran tanpa perlu turun ke lapangan untuk melakukan penelitian.

Berdasarkan hal tersebut, maka perlu dibuatnya aplikasi penginderaan jauh

untuk mengklasifikasikan pencemaran air pada perairan di Selatan Bali

menggunakan data sensor satelit Landsat 8 menggunakan algoritma TSS dengan

harapan dapat menyadarkan masyarakat dalam menjaga kelestarian dan

kebersihan perairan guna menjaga keindahan pulau Bali sebagai destinasi

pariwisata mancanegara.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas, maka permasalahan yang

akan dikaji dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut.

1. Bagaimana membuat aplikasi penginderaan jauh klasifikasi pencemaran

air pada perairan di Selatan Bali dengan mengimplementasikan algoritma

TSS

2. Bagaimana cara kerja sistem penginderaan jauh melakukan klasifikasi

pada pencemaran perairan.

3. Bagaimana hasil klasifikasi pencemaran air pada perairan di Selatan Bali

dengan citra sensor satelit Landsat 8 dengan algoritma TSS

3

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian apapun yang dilakukan tentu memiliki tujuan akhir sebagai

hasil akhir dari penelitian. Tujuan penelitian ini yaitu :

1. Untuk mengetahui bagaimana cara membuat aplikasi penginderaan jauh

klasifikasi pencemaran air pada perairan di Selatan Bali dengan

mengimplementasikan algoritma TSS

2. Untuk mengetahui cara kerja sistem penginderaan jauh melakukan

klasifikasi pada pencemaran perairan.

3. Untuk mengetahui bagaimana penyajian hasil klasifikasi pencemaran air

pada perairan di Selatan Bali dengan citra sensor satelit Landsat 8 dengan

algoritma TSS

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian ini, diharapkan memiliki manfaat bagi akademisi dan praktisi

dalam melakukan analisis klasifikasi pencemaran perairan menggunakan

teknologi remote sensing. Jika diuraikan maka manfaat dari penelitian ini yaitu.

1. Bagi kalangan akademik diharapkan menambah pengetahuan dan

pengalaman, serta sebagai bahan referensi maupun informasi untuk

penelitian lebih lanjut dalam pengembangan pengetahuan di bidang

teknologi informasi khususnya teknologi remote sensing.

2. Memberikan informasi mengenai klasifikasi pencemaran perairan

berdasarkan sebaran TSS yang ada.

3. Menjelaskan alur kerja dari program analisis klasifikasi pencemaran

perairan yang dibuat.

4. Bahan pertimbangan dalam menjaga kelestarian dan kebersihan perairan

terkhususnya di daerah Selatan Bali guna menghindari akibat-akibat yang

terjadi.

1.5 Batasan Masalah

Skripsi ini dilakukan beberapa batasan masalah, antara lain :

1. Citra satelit yang digunakan adalah citra dari satelit Landsat 8.

4

2. Wilayah penelitian dikhususkan di perairan Selatan Bali

3. Program yang digunakan untuk melakukan penganalisisan citra yaitu

program desktop berpadu dengan aplikasi Matlab

4. Metode yang digunakan yaitu dengan Algoritma TSS untuk mencari nilai

solid yang tersuspensi dalam air.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan secara rinci dari penelitian ini adalah

sebagai berikut :

Bab I : Pendahuluan

Menjelaskan secara lengkap mengenai gambaran umum isi tulisan,

mulai dari latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian,

manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

Bab II : Tinjauan Pustaka

Bab ini menjelaskan secara lengkap mengenai teori-teori penunjang

yang diperlukan dalam analisis klasifikasi pencemaran air pada

perairan di Selatan Bali menggunakan data sensor satelit Landsat 8.

Bab III : Metodologi

Bab ini akan dibahas secara detail sistem akuisisi dan langkah-langkah

pengolahan citra yang dilakukan pada pengklasifikasian pencemaran

air pada perairan Selatan Bali menggunakan data sensor satelit Landsat

8.

Bab IV : Pengujian dan Analisa Hasil

Bab ini membahas mengenai pengujian sistem dan analisis dari hasil

pengujian tersebut. Terlebih dahulu dijelaskan tahap-tahap dari proses

pengujian. Selanjutnya akan dibahas mengenai hasil pengujian beserta

analisisnya.

Bab V : Penutup

Berisikan kesimpulan dari apa yang telah dibahas sebelumnya serta

saran-saran yang ditujukan untuk pengembangan analisa dan sistem

lebih lanjut.