pengukuran dominasi gulma pada lahan budidaya …
TRANSCRIPT
PENGUKURAN DOMINASI GULMA PADA LAHAN BUDIDAYA
SINGKONG GAJAH (Manihot esculenta Crantz) MENGGUNAKAN
PESAWAT TANPA AWAK
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana S-1
Jurusan Agronomi
Oleh:
ABDUL WAHAB SYUHADA
NIM. 201410200311011
JURUSAN AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN - PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2020
i
ii
iii
iv
PERSEMBAHAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunianya memudahkan
saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir ini saya persembahkan
kepada:
1. Orang tua saya bapak Bahru Sipah dan ibu Herawati yang selalu ikhlas
dan penuh kasih sayang menuntun saya memberi semangat, doa serta
kesempatan agar dapat menyelesaikan kuliah dengan baik dan dapat menjadi
manusia yang berguna.
2. Kakak dan adik saya M Darul Qutni, Ahmad Mujahidin, Usman
Effendi, Abu Ghafar Arrizki, Patimah Intan Nuraeni, dan M Ali Bahar yang
juga memberi doa dan dukungan serta saran baik sehingga memotivasi, serta
memberi saya kesempatan kedua untuk kembali berkuliah sehingga dapat
menyelesaikan kuliah, serta Nurul Yuli Hariyanti dengan segala
kebaikannya membantu pengerjaan tugas akhir dan tugas lainya memberi
arahan ketika tidak paham, memberi masukan - masukan yang baik serta
memberi motivasi sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Dosen - dosen pembimbing Ir. Henik Sukorini, M.P, Ph.D dan Dr. Ir.
Wahono, MT yang membimbing saya dengan penuh kesabaran dan keuletan
sehingga dapat mengerjakan tugas akhir ini dengan baik.
4. Sahabat serta Teman – teman dari Alumni Al Mujahidin dan Asrama
Benuo Taka yang sudah menjadi bagian di saat susah maupun senang, serta
terimakasih atas segala bantuannya.
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaiakum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat
dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian skripsi
dengan judul, “Pengukuran Dominasi Gulma Pada Lahan Budidaya Singkong
Gajah (Manihot esculenta Crantz) Menggunakan Pesawat Tanpa Awak”.
Shalawat serta salam kepada baginda nabi Muhammad SAW yang telah
membimbing umatnya menuju karunia Islam.
Selama proses penelitian dan penulisan laporan, penulis mendapatkan
banyak bantuan serta dukungan dari berbagai pihak sehingga penelitian ini dapat
bermanual dengan baik. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan banyak
terima kasih kepada semua pihak terutama:
1. Dr. H. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Dr. Ir. David Hermawan, M.P. selaku Dekan Fakultas Pertanian Peternakan.
3. Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. Selaku Ketua Jurusan Agroteknologi.
4. Ir. Henik Sukorini, M.P, Ph.D selaku Pembimbing Utama yang telah bersedia
membimbing dengan sabar selama penyusunan skripsi ini hingga selesai.
5. Dr. Ir. Wahono, MT selaku Pembimbing Pendamping yang bersedia
membimbing dengan sabar selama penyusunan skripsi ini hingga selesai.
6. Dr. Ir. Muhidin, M.Si dan Dr. Ir. Erny Ishartati, MP selaku Dosen Penguji
yang bersedia menguji hasil penelitian skripsi saya serta segenap dosen –
dosen Agroteknologi.
7. Dosen – dosen Agroteknologi yang telah mengajar dengan sangat baik dan
sabar, sehingga mendapat banyak ilmu selama masa kuliah.
Penulis berharap penelitian ini dapat berguna sebagai referensi penelitian
selanjutnya. Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih perlu banyak
perbaikan agar dapat menjadi lebih baik. Maka dari itu penulis berharap masukan
dan saran yang baik, serta semoga penelitian ini dapat diterima dan bermanfaat
bagi kita semua. Aamiin.
Wassalamulaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Malang, 20 Oktober 2020
Penulis
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ iii
PERSEMBAHAN ............................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ......................................................................................... v
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi
DAFTAR TABEL ............................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... x
ABSTRAK........................................................................................................... xi
I. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang........................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................... 2
1.3. Tujuan ........................................................................................................ 2
1.4. Hipotesis .................................................................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 4
2.1. Singkong .................................................................................................... 4
2.2. Gulma ........................................................................................................ 5
2.3. Pesawat Tanpa Awak ................................................................................ 7
2.4. Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ..................................... 8
III. METODOLOGI PENELITIAN .................................................................. 9
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 9
3.2.1. Alat ................................................................................................ 9
3.2.2. Bahan ............................................................................................. 9
3.3. Metode Penelitian ...................................................................................... 9
3.3.1. Tahap Persiapan ........................................................................... 10
3.3.2. Tahap Persiapan Data .................................................................. 10
vii
3.3.3. Tahap Pengolahan Data ............................................................... 10
3.4. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................ 12
3.4.1. Pemetaan menggunakan Pesawat Tanpa Awak ........................... 12
3.4.2. Pengolahan Data dengan Metode Digitasi Manual Menggunakan
QGIS...............................................................................................13
3.4.3. Pengolahan Data dengan Klasifikasi Berdasarkan Metode NDVI
dengan Menggunakan QGIS .......................................................... 13
3.4.4. Uji Korelasi Pearson Menggunakan SPSS .................................... 14
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 15
4.1. Lokasi Penelitian ..................................................................................... 15
4.2. Pengukuran Luas Tajuk Menggunakan Digitasi Manual ........................ 16
4.3. Pengukuran Luas Tajuk Berdasarkan Metode NDVI .............................. 20
4.4. Hasil Uji Korelasi Digitasi Manual dan Klasifikasi NDVI ..................... 25
V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 29
5.1. Kesimpulan.......................................................................................... 29
5.2. Saran .................................................................................................... 30
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 31
LAMPIRAN ....................................................................................................... 34
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... 37
viii
DAFTAR TABEL
NO. TABEL HAL
1. Hasil Digitasi Manual Luas Tajuk pada Lahan Percobaan ............................. 20
2. Hasil Klasifikasi Luas Tajuk Berdasarkan NDVI ........................................... 25
3. Hasil Korelasi Spearman Digitasi Manual dan Klasifikasi Berdasarkan NDVI
........................................................................................................................ 26
4. Selisih Hasil Digitasi Manual dan Klasifikasi NDVI...................................... 27
ix
DAFTAR GAMBAR
NO. GAMBAR HAL
1. Bagan Tahap Penelitian................................................................................... 12
2. Peta Lokasi Penelitian ..................................................................................... 15
3. Hasil foto udara sensor RGB dengan pesawat tanpa awak ............................. 16
4. Kenampakan tajuk singkong hasil foto udara dengan pesawat tanpa awak .... 17
5. Kenampakan gulma hasil foto udara dengan pesawat tanpa awak ................. 17
6. Kenampakan tanah terbuka hasil foto udara dengan pesawat tanpa awak ...... 17
7. Kenampakan bayangan hasil foto udara dengan pesawat tanpa awak ............ 17
8. Hasil Digitasi Manual Luas Tajuk Foto Udara Lahan Percobaan Sensor RGB
dengan Pesawat Tanpa Awak ......................................................................... 18
9. Hasil Pengukuran Luas Tajuk dengan Metode NDVI .................................... 21
10. Kenampakan tajuk singkong pada metode NDVI ......................................... 21
11. Kenampakan gulma pada metode NDVI ...................................................... 21
12. Kenampakan tanah terbuka pada metode NDVI ........................................... 22
13. Kenampakan bayangan pada metode NDVI ................................................. 22
14. Digitasi Luas Tajuk dengan Teknik NDVI ................................................... 23
15. Digitasi Hasil Foto Udara Pesawat Tanpa Awak .......................................... 28
16. Digitasi Hasil NDVI Foto Udara Pesawat Tanpa Awak ............................... 28
x
DAFTAR LAMPIRAN
NO. LAMPIRAN HAL
1. Lampiran 1. Uji Normalitas ............................................................................ 34
2. Lampiran 2. Lokasi Lahan Penelitian, Proses Pengambilan Foto Udara dan
Pengolahan Foto Udara .................................................................................. 35
xi
PENGUKURAN DOMINASI GULMA PADA LAHAN BUDIDAYA
SINGKONG GAJAH (Manihot esculenta Crantz) MENGGUNAKAN
PESAWAT TANPA AWAK
Oleh:
Abdul Wahab Syuhada(1)
, Ir. Henik Sukorini, M.P, Ph.D(2)
,
Dr. Ir. Wahono, MT(3)
(1) Mahasiswa Jurusan Agronomi Fakultas – Pertanian Peternakan UMM.
(2) Dosen Jurusan Agronomi Fakultas – Pertanian Peternakan UMM.
RINGKASAN
Produksi singkong tahun 2012 mencapai 24.177.372 ton dan mengalami
penurunan pada tahun 2013 (23.936.921 ton), 2014 (23.436.384 ton) dan 2015
(21.801.401 ton). Penyebab penurunan ini diduga karena keberadaan gulma.
Penanganan gulma dapat dioptimalkan menggunakan pemetaan akurat dengan
pesawat tanpa awak sehingga pengaplikasian herbisida lebih optimal. Singkatnya
waktu pengambilan gambar dan analisis pemetaan mempercepat pengendalian gulma sehingga mencegah kerugian hasil produksi. Tujuan penelitian ini untuk
mengetahui keakuratan dan kelayakan pesawat tanpa awak dalam mengukur
dominasi gulma lahan singkong gajah(Manihot esculenta Crantz). Penelitian
dilaksanakan selama tiga hari yaitu tanggal 07-10 November 2019 di lahan
budidaya singkong Jl.Raya Kasin, Bunder, Ampeldento, Karangploso, Malang.
Metode yang digunakan adalah pengambilan citra menggunakan pesawat tanpa
awak tipe DJI Phantom 4 Pro V2.0 dengan kamera 20MP dan dibantu pilot.
Pengambilan citra dilakukan pada ketinggian 100m. Pengolahan data foto udara
dilakukan manual oleh pilot sehingga didapatkan peta jadi kemudian diolah
menggunakan QGIS dengan 2 metode yaitu diinterpretasi dengan mendigitasi peta
secara manual dan diolah menggunakan metode NDVI. Hasil analisis data kedua
metode mendapatkan nilai yang tidak normal(1-tailed) karena nilai rerata tidak
berada ditengah nilai maksimum dan minimum serta pada uji korelasi spearman
kedua metode tersebut mendapat nilai 0,91 yang berarti terdapat hubungan antara
digitasi manual dan klasifikasi NDVI dengan derajat hubungan sempurna. Hasil
selisih digitasi langsung dan NDVI yaitu luas tajuk singkong sebesar 6,63m2;
0,93m2 luas gulma; 0,97m
2 luas tanah terbuka; 6,42m
2 luas bayangan, sehingga
penggunaan metode NDVI lebih baik daripada metode digitasi manual
dikarenakan dapat menekan luas bayangan, menangkap nilai refleksi klorofil pada
tajuk tanaman maupun gulma.
Kata kunci: Singkong, Dominasi Gulma, Pesawat Tanpa Awak
xii
MEASUREMENT OF SUGAR DOMINATION ON SINGKONG ELEPHANT
CULTIVATION LAND (Manihot esculenta Crantz) USING UNMANED AERIAL
VEHICLE
By:
Abdul Wahab Syuhada(1)
, Ir. Henik Sukorini, M.P, Ph.D(2)
,
Dr. Ir. Wahono, MT(3)
(1) Student of Agronomy Faculty of Agriculture - Farm UMM.
(2) Agronomy faculty lecturer at Agriculture - Farm UMM.
SUMMARY
Cassava production in 2012 reached 24,177,372 tons and decreased in 2013
(23,936,921 tons), 2014 (23,436,384 tons) and 2015 (21,801,401 tons). The cause
of this decline is thought to be due to the presence of weeds. Weed handling can
be optimized using accurate mapping with unmanned aircraft so the herbicide
application can be optimized. Shorter shooting times and mapping analysis speed
up weed control, thereby preventing yield losses. The purpose of this study was to
determine the accuracy and feasibility of drones in measuring the dominance of
elephant cassava weeds (Manihot esculenta Crantz). The research was conducted
for three days, from 7-10 November 2019 in the cassava cultivation area, Jl. Raya
Kasin, Bunder, Ampeldento, Karangploso, Malang. The method used is image
capture using a DJI Phantom 4 Pro V2.0 drone type with a 20MP camera and pilot
assistance. The image was taken at an altitude of 100m. Aerial photo data
processing is done manually by the pilot the map was obtained to be processed
using QGIS with two methods, namely interpreted by digitizing the map manually
and processed using the NDVI method. The results of data analysis of the two
methods get an abnormal value (1-tailed) because the mean value wasn’t in the
middle of the maximum and minimum values and in the Spearman correlation
test, the two methods get a value of 0.91 which means there was a relationship
between manual digitization and NDVI classification with degrees perfect
relationship. The results of the difference between direct digitization and NDVI
were cassava crown area of 6.63m2; 0.93m
2 of weed area; 0.97m
2 of open land
area; 6.42m2 of the shadow area, so the use of the NDVI method was better than
the manual digitization because it can suppress the shadow area, capturing the
reflection value of chlorophyll on plant cans and weeds.
Keywords: Cassava, Weed Domination, Unmanned Aircraft
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad Suhaizi, M. S., Norida, M., Nik Norasma, C, Y., & Wan Fazilah, F. I.
(2017). Teknologi Aplikasi Dron Untuk Pertanian. 44–48.
https://www.researchgate.net/publication/321777035
Amliana, D., Prasetyo, Y., & Sukmono, A. (2016). Analisis Perbandingan Nilai
NDVI Landsat 7 Dan Landsat 8 Pada Kelas Tutupan Lahan (Studi Kasus :
Kota Semarang, Jawa Tengah). Jurnal Geodesi Undip, 5(1), 264–274.
Borra Serrano, I., Peña, J. M., Torres Sánchez, J., Mesas Carrascosa, F. J., &
López Granados, F. (2015). Spatial Quality Evaluation of Resampled
Unmanned Aerial Vehicle-Imagery for Weed Mapping. Sensors
(Switzerland), 15, 19688–19708. https://doi.org/10.3390/s150819688
BPS. (2019). Produksi Ubi Kayu Menurut Provinsi (Ton), Tahun 1993 - 2015.
Badan Pusat Statistik. https://e-pepper.ru/news/internet-torgovlya-v-rossii-
2019-analitika-data-insight.html
de Castro, A. I., Torres Sánchez, J., Peña, J. M., M., F., Brenes, J., Csillik, O., &
Granados, F. L. (2018). An Automatic Random Forest OBIA Algorithm for
Early Weed Mapping Between and Within Crop Rows Using UAV Imagery.
Remote Sensing, 10(285), 1–21. https://doi.org/10.3390/rs10020285
Hasibuan, A., & Pohan, T. H. (2017). Aplikasi Pemetaan Bayangan Untuk
Mengubah Citra Dua Dimensi Menjadi Tiga Dimensi Menggunakan
Algoritma Z-Buffer. Water Science and T Echnology, 53, 304–313.
https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004
Howeler, R. (2013). Save and Grow: Harvest, Post Harvest and Value Addition
(Diana Gutiérrez (ed.)). FAO.
Ishidaa, T., Kuriharaa, J., Virayb, F. A., Namucoc, S. B., Paringitb, E. C., Perezc,
G. J., Takahashia, Y., & Jr.d, J. J. M. (2018). A Novel Approach for
Vegetation Classification Using UAV Based Hyperspectral Imaging.
Computers and Electronics in Agriculture, 144, 80–85.
https://doi.org/doi.org/10.1016/j.compag.2017.11.027
Kouakou, J., Nanga, S. N., Plagne Ismail, C., Pali, A. M., & Ognakossan, K. E.
(2016). Cassava Production and Processing. The Pro-Agro Collection.
www.isf-cameroun.org ©
Lilik, K., Arwan, P. W., & Abdi, S. (2016). Analisis Pengaruh Koreksi Atmosfer
Terhadap Estimasi Kandungan Klorofil-A Menggunakan Citra Landsat 8.
Jurnal Geodesi Undip, 5(4), 254–262.
Palijama, W., Riry, J., & Wattimena, A. Y. (2012a). Komunitas Gulma Pada
Pertanaman Pala (Myristica fragrans H.) Belum Menghasilkan dan
Menghasilkan di Desa Hutumuri Kota Ambon. Agrologia, 1(2), 134–142.
Palijama, W., Riry, J., & Wattimena, A. Y. (2012b). Komunitas Gulma Pada
Pertanaman Pala (Myristica Fragrans H) Belum Menghasilkan Dan
Menghasilkan Di Desa Hutumuri Kota Ambon. Agrologia, 1(2), 134–142.
Peña, José M., Torres-Sánchez, J., Serrano-Pérez, A., de Castro, A. I., & López-
Granados, F. (2015). Quantifying Efficacy and Limits of Unmanned Aerial
Vehicle (UAV) Technology for Weed Seedling Detection as Affected by
Sensor Resolution. Sensors (Switzerland), 5609–5626.
https://doi.org/10.3390/s150305609
Peña, José Manuel, Torres Sánchez, J., de Castro, A. I., Kelly, M., & López
Granados, F. (2013). Weed Mapping in Early Season Maize Fields Using
Object Based Analysis of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Images. PLoS
ONE, 8(10), 1–11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0077151
Purwanto, A. (2015). Pemanfaatan Citra Landsat 8 Untuk Identifikasi
Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) di Kecamatan Silat Hilir
Kabupaten Kapuas Hulu. Edukasi, 13(1), 27–36.
Putra, S. H. J., & Jeclin, M. (2019). Identifikasi Gulma Pada Kebun Singkong
(Manihot esculenta Crantz) di Desa Nitakloang Kecamatan Nita Kabupaten
Sikka Tahun 2018. Lumbung, 18(2), 60–73.
https://doi.org/10.32530/lumbung.v18i2.158
Rakhmawati, M. (2012). Hubungan Biomassa Penutup Lahan dengan Indeks
Vegetasi di Kabupaten Mamuju Utara, Sulawesi Barat. Majalah Ilmiah
Globe, 14(2), 157–169.
Saleh, N., Rahayu, M., Indiati, S. W., Radjit, B. S., & Wahyuningsih, S. (2013).
Hama, Penyakit dan Gulma Pada Tanaman Ubi Kayu. IAARD Press.
Salim, H. L., Afi Ati, R. N., & Kepel, T. L. (2018). Pemetaan Dinamika Hutan
Mangrove Menggunakan Drone dan Penginderaan Jauh di P. Rambut,
Kepulauan Seribu. Jurnal Kelautan Nasional, 13(2), 89–98.
https://doi.org/10.15578/jkn.v13i2.6639
Setiawan, D. P., Karyawati, A. S., & Sebayang, H. T. (2014). Pengaruh
Pengendalian Gulma Pada Tumpang Sari Ubi Kayu (Manihot esculenta)
dengan Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.). Jurnal Produksi Tanaman,
2(3), 239–246.
Shofiyanti, R. (2011). Teknologi Pesawat Tanpa Awak Untuk Pemetaan dan
Pemantauan Tanaman dan Lahan Pertanian. Informatika Pertanian, 20(2),
58–64.
Siska Wahyu, A., Yudo, P., & Sukmono, A. (2018). Analisis Sebaran Vegetasi
Dengan Citra Satelit Sentinel Menggunakan Metode NDVI Dan
Segmentasi. Jurnal Geodesi Undip, 7(1), 14–24.
Solahudin, M., Seminar, K. B., Astika, I. W., & Buono, A. (2010). Pendeteksian
Kerapatan dan Jenis Gulma dengan Metode Bayes dan Analisis Dimensi
Fraktal untuk Pengendalian Gulma Secara Selektif. Jurnal Keteknikan
Pertanian, 24(2), 129–135.
Sugeng, Putra, R. A., Muslim, R. F., & Septianto, Y. (2019). Pesawat Tanpa
Awak Untuk Pemetaan Area Perkebunan. TELEKONTRAN, 7(1), 79–89.
https://doi.org/10.34010/telekontran.v7i1.1642
Torres Sanchez, J., Lopez Granados, F., Castro, A. I. De, & Pena Barragan, J. M.
(2013). Configuration and Specifications of an Unmanned Aerial Vehicle
(UAV) for Early Site Specific Weed Management. PLoS ONE, 8(3), 1–15.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0058210
Uktoro, A. I. (2017). Analisis Citra Drone Untuk Monitoring Kesehatan
Tanaman Kelapa Sawit. Jurnal Agroteknose, 7(2), 8–15.
Winanto, Y. C. (2019). Kecamatan Karangploso Dalam Angka 2019 (S. Retno
& F. Wahyu (eds.)). BPS Kabupaten Malang. https://doi.org/35070.1934
