identifikasi fase pertumbuhan tanaman padi berbasis …
TRANSCRIPT
IDENTIFIKASI FASE PERTUMBUHAN TANAMAN PADI
BERBASIS OBIA (OBJECT-BASED IMAGE ANALYSIS)
MENGGUNAKAN FOTO UDARA FORMAT KECIL
(Studi Kasus : Desa Sidoharjo, Kecamatan Polanharo, Kabupaten Klaten)
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S-1
Fakultas Geografi
Oleh:
MAHARDHIKA NOOR RAHMADANA PUTRA
E100170008
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2021
`
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan
Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis
diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Maret 2021
Mahardhika Noor R P
iv
`
HALAMAN PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan kepada :
1. Bapak dan Ibu tercinta, Drs. Joni Pramuharto dan Dewi Noor Ellyta, A.Md
serta adik saya Rizky Noor Jaya Noor Pramuditya yang telah memberikan
nasehat, semangat dan bimbingan, sehingga saya bisa menyelesaikan tugas
akhir ini dengan lancar dan hasil yang memuaskan. Semoga kita semua
mendapatkan keberkahan dari Allah SWT. Aamiin.
2. Bapak Aditya Saputra, S.Si., M.Sc., Ph.D selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan bimbingan dan nasehat dalam membantu menyelesaikan
tugas akhir ini.
3. Bapak Agus Anggoro Sigit, S.Si., M.Sc dan Bapak Jumadi, Ph.D selaku
dosen pembahas yang telah memberikan kritik dan saran selama
menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak dan ibu dosen serta segenap civitas akademika di lingkup Fakultas
Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta, terimakasih telah sabar
mendidik kami dengan ilmu serta pengalaman yang tak pernah dilupakan.
Semoga Allah SWT memberikan balasan yang setimpal. Aamiin.
5. Segenap kawan dan rekan yang senantiasa mendukung hinggat saya sampai
pada tahap ini, semoga Allah SWT memberikan balasan yang setimpal.
Aamiin.
v
`
INTISARI
Indonesia merupakan negara agraris dengan luas lahan pertanian dengan peringkat
ke 3 terbesar di dunia dengan produksi beras 83,04 juta ton setelah negara India
dan China. Tingginya nilai produktivitas padi tidak lepas dari peran penting
daerah di tingkat tapak atau desa, salah satunya adalah Desa Sidoharjo yang
terletak di Kabupaten Klaten yang mempunyai semboyan lumbung padi nasional.
Namun seiring berjalannya zaman, data terkait produktivitas padi pada tiap daerah
mengalami informasi yang berbeda-beda sehingga akan menghambat
pengambilan keputusan untuk analisa lanjutan oleh masyarakat. Perkembangan
teknologi revolusi industri 5.0 memberikan kemudahan dalam mendapatkan data
produktivitas tanaman padi, salah satunya yaitu menggunakan foto udara format
kecil melalui pemotretan udara menggunakan teknologi drone untuk menunjang
hasil dari penelitian ini. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui
persebaran fase pertumbuhan tanaman padi berdasarkan foto udara format kecil
dan menganalisis estimasi produktivitas tanaman padi berdasarkan fase
pertumbuhan berbasis OBIA (Object-Based Image Analysis). Metode penelitian
yang digunakan adalah metode deskriptif kuantitatif dengan pendekatan survei
lapangan berupa pemotretan udara untuk mendapatkan foto udara format kecil
serta survei titik sampel validasi fase pertumbuhan serta produktivitas tanaman
padi di Desa Sidoharjo. Hasil dari penelitian ini berupa peta persebaran fase
pertumbuhan tanaman padi dan estimasi produktivitas tanaman padi dengan
estimasi fase pertumbuhan petunasan sebesar 51,38 ton, pembentukan anakan
sebesar 16,75 ton, pemanjangan batang sebesar 12,63 ton, pembentukan malai
sampai bunting sebesar 7,60 ton, heading sebesar 6,51 ton, pembungaan sebesar
10,65 ton, gabah matang susu sebesar 8.95 ton, gabah ½ matang sebesar 7,22 ton
dan gabah matang penuh sebesar 8,97 ton yang diperkirakan panen pada bulan
Januari 2021. Untuk mempermudah masyarakat dalam melihat informasi tersebut,
adapun hasil penelitian divisualisasi kedalam platform WebGIS.
Kata Kunci : Pertanian, Produktivitas, Teknologi Drone, OBIA, WebGIS
vi
`
ABSTRAK
Indonesia merupakan negara agraris dengan luas lahan pertanian dengan peringkat
ke 3 terbesar di dunia dengan produksi beras 83,04 juta ton setelah negara India
dan China. Tingginya nilai produktivitas padi tidak lepas dari peran penting
daerah di tingkat tapak atau desa, salah satunya adalah Desa Sidoharjo yang
terletak di Kabupaten Klaten yang mempunyai semboyan lumbung padi nasional.
Namun seiring berjalannya zaman, data terkait produktivitas padi pada tiap daerah
mengalami informasi yang berbeda-beda sehingga akan menghambat
pengambilan keputusan untuk analisa lanjutan oleh masyarakat. Perkembangan
teknologi revolusi industri 5.0 memberikan kemudahan dalam mendapatkan data
produktivitas tanaman padi, salah satunya yaitu menggunakan foto udara format
kecil melalui pemotretan udara menggunakan teknologi drone untuk menunjang
hasil dari penelitian ini. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui
persebaran fase pertumbuhan tanaman padi berdasarkan foto udara format kecil
dan menganalisis estimasi produktivitas tanaman padi berdasarkan fase
pertumbuhan berbasis OBIA (Object-Based Image Analysis). Metode penelitian
yang digunakan adalah metode deskriptif kuantitatif dengan pendekatan survei
lapangan berupa pemotretan udara untuk mendapatkan foto udara format kecil
serta survei titik sampel validasi fase pertumbuhan serta produktivitas tanaman
padi di Desa Sidoharjo. Hasil dari penelitian ini berupa peta persebaran fase
pertumbuhan tanaman padi dan estimasi produktivitas tanaman padi dengan
estimasi fase pertumbuhan petunasan sebesar 51,38 ton, pembentukan anakan
sebesar 16,75 ton, pemanjangan batang sebesar 12,63 ton, pembentukan malai
sampai bunting sebesar 7,60 ton, heading sebesar 6,51 ton, pembungaan sebesar
10,65 ton, gabah matang susu sebesar 8.95 ton, gabah ½ matang sebesar 7,22 ton
dan gabah matang penuh sebesar 8,97 ton yang diperkirakan panen pada bulan
Januari 2021. Untuk mempermudah masyarakat dalam melihat informasi tersebut,
adapun hasil penelitian divisualisasi kedalam platform WebGIS.
Kata Kunci : Pertanian, Produktivitas, Teknologi Drone, OBIA, WebGIS
ABSTRACT
Indonesia is an agrarian country with the 3rd largest agricultural land area in the
world with rice production of 83.04 million tons after India and China. The high
value of rice productivity can not be separated from the important role of the
region at the site or village level, one of which is Sidoharjo Village located in
Klaten Regency which has the motto of the national rice barn. But over time, data
related to rice productivity in each region experienced different information so
that it will hinder decision making for further analysis by the community. The
development of industrial revolution 5.0 technology provides convenience in
obtaining rice crop productivity data, one of which is using small format aerial
photography through aerial shooting using drone technology to support the results
of this study. The purpose of this study is to find out the distribution of rice plant growth phase based on small format aerial photos and analyze rice crop
productivity estimates based on OBIA (Object-Based Image Analysis) based
vii
`
growth phase. The research method used is a quantitative descriptive method with
a field survey approach in the form of aerial shooting to obtain small format aerial
photographs as well as sample point surveys validation of the growth phase and
productivity of rice plants in Sidoharjo Village. The results of this study in the
form of a map of the distribution phase of rice crop growth and estimated
productivity of rice plants with an estimated growth phase of 51.38 tons, the
formation of sap sapings of 16.75 tons, lengthening of stems by 12.63 tons,
formation of malai to bunting of 7.60 tons, heading of 6.51 tons, flowering of
10.65 tons, mature milk grain of 8.95 tons, 1/2 ripe grain of 7.22 tons and fully
mature grain of 8.97 tons estimated to harvest in January 2021. To make it easier
for the public to see the information, the results of the research are visualized into
the WebGIS platform.
Keywords : Agriculture, Productivity, Drone Technology, OBIA, WebGIS
viii
`
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI ................................................................. iii
PERNYATAAN ........................................................................................................ iv
HALAMAN PERSEMBAHAN................................................................................ v
INTISARI.................................................................................................................. vi
ABSTRAK ............................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ............................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL..................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xii
KATA PENGANTAR ............................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 5
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 5
1.4 Kegunaan Penelitian.................................................................................... 6
1.5 Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya ................................................. 6
1.5.1 Telaah Pustaka ................................................................................. 6
1.5.2 Penelitian Sebelumnya ................................................................... 17
1.6 Kerangka Penelitian ................................................................................... 22
1.7 Batasan Operasional .................................................................................. 24
BAB II METODE PENELITIAN .......................................................................... 25
2.1 Objek Penelitian ......................................................................................... 25
2.2 Metode Pengambilan Sampel ..................................................................... 25
2.3 Metode Pengumpulan Data ........................................................................ 25
2.4 Instrumen dan Bahan Penelitian................................................................. 34
2.5 Teknik Pengolahan Data ............................................................................ 35
2.6 Metode Analisis Data ................................................................................. 47
2.7 Diagram Alir Penelitian ............................................................................. 49
ix
`
BAB III DESKRIPSI GEOGRAFIS DAERAH PENELITIAN ......................... 50
3.1 Letak, Luas, dan Batas .............................................................................. 50
3.2 Geologi ..................................................................................................... 51
3.3 Geomorfologi ............................................................................................ 52
3.4 Tanah ......................................................................................................... 53
3.5 Iklim .......................................................................................................... 57
3.6 Penggunaan Lahan .................................................................................... 57
3.7 Penduduk ................................................................................................... 59
BAB IV HASIL PENELITIAN .............................................................................. 61
4.1 Peta Hasil Segmentasi Tahap 1 ................................................................. 61
4.2 Peta Hasil Segmentasi Tahap 2 ................................................................. 63
4.3 Produktivitas Tanaman Padi ..................................................................... 67
4.4 Visualisasi Data ke Platform WebGIS ...................................................... 70
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN ............................................................ 73
5.1 Analisis Persebaran Fase Pertumbuhan Tanaman Padi ............................ 73
5.2 Analisis Estimasi Produktivitas Tanaman Padi Berdasarkan Fase ........... 75
BABVI PENUTUP .................................................................................................. 77
6.1 Kesimpulan ............................................................................................... 77
6.2 Saran .......................................................................................................... 78
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 79
DAFTAR SINGKATAN ......................................................................................... 81
Lampiran A Form Check List Fase Pertumbuhan Tanaman Padi .................... 82
Lampiran B Form Check List Produktivitas Tanaman Padi ............................. 93
Lampiran C Pengambilan Data Foto Udara Format Kecil ................................ 94
Lampiran D Dokumentasi Pengambilan Titik Ukur GCP ................................. 95
x
`
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Luas Tanaman Padi di Kecamatan Polanharjo, Klaten ............................... 2
Tabel 1.2 Fase Pertumbuhan Tanaman Padi ............................................................... 8
Tabel 1.3 Ringkasan Penelitian Sebelumnya ............................................................ 19
Tabel 2.1 Data Sekunder Yang Digunakan ............................................................... 26
Tabel 2.2 Keterangan overlap ................................................................................... 28
Tabel 2.3 Hasil Pengumpulan Data ........................................................................... 30
Tabel 2.4 Form Check List Fase Pertumbuhan Tanaman Padi ................................. 33
Tabel 2.5 Form Check List Produktivitas Tanaman Padi .......................................... 34
Tabel 2.6 Instrumen Penelitian ................................................................................. 34
Tabel 2.7 Bahan Penelitian ....................................................................................... 35
Tabel 2.8 Tahap Pemrosesan Data ............................................................................ 37
Tabel 2.9 Titik Ukur Koordinat GCP ........................................................................ 39
Tabel 3.1 Pembagian Administrasi Desa Sidoharjo .................................................. 50
Tabel 3.2 Hari Hujan dan Curah Hujan Menurut Bulan ........................................... 57
Tabel 3.3 Penggunaan Lahan Desa Sidoharjo........................................................... 58
Tabel 3.4 Jumlah Penduduk Menurut Desa .............................................................. 59
Tabel 3.5 Jumlah Penduduk Menurut Jenis Kelamin dan Desa ................................ 60
Tabel 4.1 Hasil Segmentasi Tahap 2 ......................................................................... 63
Tabel 4.2 Kriteria Pengenalan Fase Pertumbuhan Tanaman Padi ............................ 64
Tabel 4.3 Data Hasil Survei Lapangan ..................................................................... 67
Tabel 4.4 Luas Berdasarkan Fase Pertumbuhan ....................................................... 67
Tabel 4.5 Hasil Estimasi Produktivitas Tanaman Padi ............................................. 69
xi
`
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Konsep Fotogrametri ............................................................................... 4
Gambar 1.2 Sistem Penginderaan Jauh ..................................................................... 10
Gambar 1.3 Sistem Penginderaan Jauh Aktif dan Pasif ............................................ 12
Gambar 1.4 Teknik Pengambilan Data Fotogrametri ............................................... 14
Gambar 1.5 (Kiri) Drone Quadcopter dan (Kanan) Fixed Wing .............................. 15
Gambar 1.6 Kerangkan Penelitian ............................................................................ 23
Gambar 2.1 Aplikasi yang digunakan ....................................................................... 27
Gambar 2.2 Tampilan aplikasi DJI GO 4.................................................................. 27
Gambar 2.3 Tampilan aplikasi Pix4d Capture .......................................................... 28
Gambar 2.4 Peta Rencana Jalur Terbang Drone ....................................................... 29
Gambar 2.5 Alur Persiapan Pemetaan ...................................................................... 29
Gambar 2.6 Peta Rencana Titik GCP ........................................................................ 31
Gambar 2.7 Peta Lokasi Titik Sampel Uji Akurasi................................................... 33
Gambar 2.8 Diagram Tahapan Pemrosesan Data ..................................................... 36
Gambar 2.9 Data Pengukuran Titik GCP .................................................................. 38
Gambar 2.10 Tahapan Koreksi Geometrik ............................................................... 41
Gambar 2.11 Input Data ke Aplikasi eCognition 8.7 ................................................ 43
Gambar 2.12 Proses Segmentasi Multiresolution ..................................................... 44
Gambar 2.13 Hasil Proses Segmentasi Multiresolution ............................................ 45
Gambar 2.14 Pembagian Kelas Klasifikasi ............................................................... 45
Gambar 2.15 Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 49
Gambar 3.1 Peta Administrasi Desa Sidoharjo ......................................................... 51
Gambar 3.2 Peta Penggunaan Lahan Desa Sidoharjo ............................................... 58
Gambar 4.1 Diagram Hasil Segmentasi Tahap 1 ...................................................... 61
Gambar 4.2 Peta Hasil Segmentasi Tahap 1 ............................................................. 62
Gambar 4.3 Peta Persebaran Fase Pertumbuhan Tanaman Padi……….…………...66
Gambar 4.4 Peta Estimasi Produktivitas Tanaman Padi ........................................... 68
Gambar 4.5 Grafik Luas Tiap Fase Pertumbuhan ..................................................... 69
Gambar 4.6 Tampilan WebGIS Estimasi Produktivitas Padi pada Desktop ............ 70
xii
`
Gambar 4.7 Tampilan WebGIS Fase Pertumbuhan Padi pada Desktop ................... 71
Gambar 4.8 Tampilan WebGIS Penggunaan Lahan pada Desktop .......................... 71
Gambar 4.9 Tampilan menu pada WebGIS .............................................................. 72
Gambar 4.10 Tampilan WebGIS pada perangkat mobile / smartphone ................... 72
xiii
`
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayahnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
Skripsi ini.
Tugas akhir ini dibuat berdasarkan hasil penelitian penulis dilapangan
guna memenuhi persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1. Dalam penyusunan
Tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan beberapa pihak yang telah memberikan
bimbingan selama penelitian. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ucapkan
terima kasih kepada :
1. Aditya Saputra, S.Si., M.Sc., Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
2. Agus Anggoro Sigit, S.Si., M.Sc dan Jumadi, Ph.D selaku Dosen Pembahas
Tugas Akhir
3. Segenap keluarga, teman serta civitas akademika Fakultas Geografi
Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan semangat,
masukan serta saran dalam menyusun Tugas Akhir
Tak ada gading yang tak retak, mungkin itulah peribahasa yang tepat untuk
menggambarkan laporan ini, karena tak ada satu hal yang sempurna di dunia ini.
Untuk itu penulis mengucapkan maaf apabila terdapat kesalahan dalam penyajian
pada laporan ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
sifatnya membangun dari setiap pembaca yang diharapkan oleh penulis demi
kesempurnaan laporan ini.
Surakarta, Maret 2021
Penulis
xiv