Group Assignment-Pengolahan Data Landsat Dan DEM

8/17/2019 Group Assignment-Pengolahan Data Landsat Dan DEM

1/38

ANALISA DAERAH PROSPEK PANAS BUMI BERDASARKAN KELURUSAN CITRA

LANDSAT DAN DIGITAL ELEVATION MODEL (DEM) DAERAH GUNUNG LAWU

DENGAN SOFTWARE BEAM VISAT DAN ARCGIS

Dosen Pengampu :

Dr. Widya Utama, DEA

Disusun Oleh :

M. Afif Afianto (3712 100 017)

Rizal Taufiqurrahman (3713 100 010)

Anindya Putri R (3713 100 021)

Farid Hendra P (3713 100 033)

Paul Chemistra (3713 100 053)

Dara Felisia A (3713 100 054)

TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER


2/38

I. PENDAHULUAN

Salah satu wilayah di Indonesia yang menunjukkan indikasi adanya sumber energi panas

bumi adalah wilayah Gunung Lawu. Sistem rekahan yang merupakan media bagi fluida panas

bumi seperti fumarol dan mata air panas yang muncul ke permukaan dapat didelineasi dengankelurusan pada citra. Metode penelitian yang dilakukan meliputi analisis citra Landsat ETM dan

Digital Elevation Model (DEM). Kelurusan-kelurusan yang diperoleh dari hasil analisis citra akan

sangat membantu dalam melakukan analisis struktur geologi daerah Gunung Lawu. Daerah yang

memiliki struktur geologi paling intensif dan pola umum dari struktur geologi berkaitan dengan

sistem pembentukan panas bumi daerah tersebut. Metode yang digunakan dalam pengolahan data

pada data dari penelitian ini yaitu dengan cara menganalisis kelurusan daerah Gunung Lawu

dengan menggunakan citra Landsat ETM dan Digital Elevation Model (DEM). Citra Landsat yang

digunakan dalam untuk analisis kelurusan bersumber dari USGS (United State Geological Survey)

yang nantinya akan diolah dengan menggunakan software BEAM VISAT dan data DEM yang ada

akan diolah menggunakan ArcGis.

Jika dilihat berdasarkan geologi regionalnya Gunung Lawu yang terletak Pulau Jawa

merupakan salah satu daerah jalur subduksi dua lempeng besar dunia, yaitu lempeng Indo-

Australia di bagian selatan dan lempeng Eurasia di bagian Utara. Tumbukan kedua lempeng ini

menyebabkan pembentukan jalur gunung api yang memanjang dari bagian barat sampai bagian

timur. Salah satu gunung api ang terbentuk akibat tumbukan ini adalah Gunung Lawu di perbatasan

Provinsi Jawa Tengah dan Provinsi Jawa Timur. Gunung Lawu memiliki tipe gunung api strato

yang diklasifikasikan ke dalam gunung api tipe B.

Menurut Van Bemmelen (1949), Gunung Lawu berada di Zona Solo Sensu Stricto,

bersama gunung lain yang berderet ke bagian timur Pulau Jawa sampai Gunung Ijen di

Banyuwangi. Geomorfologi Gunung Lawu dapat dikelompokkan menjadi empat satuan, yaitu

satuan geomorfologi kubah intrusi, satuan geomorfologi vulkanik Gunung Jobolarangan, satuan

geomorfologi vulkanik Gunung Lawu, dan satuan geomorfologi dataran alluvial. Berdasarkan Peta

Geologi Lembar Ponorogo, Jawa Tengah oleh Sampurno dan H. Samodra, 1997 (Gambar 1),

batuan yang ada di sekitar Gunung Lawu dari tua ke muda terdiri dari:

1. Tma, merupakan satuan batuan terobosan berupa andesit yang menunjukkan tektur

porfiritik, subhedral, berukuran kristal 0,5 – 1 m. batuan ini terdiri dari andesine, ortoklas,


3/38

kuarsa, mineral bijih di dalam massa dasar mikrolit plagioklas dan gelas gunung api.

Sebagian feldspar pada batuan ini terubah menjadi klorit dan lempung.

2. Tmn, Formasi Nglanggran berupa runtuhan batuan gunung api bersusunan andesitbasal

yang tersusun oleh breksi gunung api dan batupasir. Runtutan batuan gunung api ini diduga

berumur Miosen Awal yang terbentuk di lingkungan darat hingga peralihan atau laut

dangkal. Tebal formasi ini sekitar 500 m.

3. Tmwl, Formasi Wonosari, terdiri dari batugamping terumbu dan kalkarenit, bersisipan

dengan batugamping konglomeratan dan napal. Kumpulan foraminifera kecil planktonic

dari formasi ini menujukkan umur akhir Miosen Tengah – Pliosen. Sedangkan foraminifera

kecil bentoniknya menunjukkan lingkungan laut dangkal, yaitu neritik pinggir hingga

neritik luar atau pada kedalaman 100 – 200 m. tebal formasi di daerah ini sekitar 75 m.

4.

Qvjt, Tuf Jobolarangan, terdiri dari tuf lapilli dan breksi batuapung, masing-masing

memiliki tebal rata-rata 4 – 5 m. satuan ini tersebar di bagian lereng selatan dan tenggara

G. Jobolarangan. Batuan gunung api ini dihasilkan oleh G. Jobolarangan atau Lawu Tua.

5. Qvbt, Tuf Butak, terdiri dari tuf bersusunan andesit, berwarna coklat merah, lapuk, sebagai

hasil letusan kerucut parasite G.Butak di tenggara G. Jobolarangan.

6. Qvbl, Lava Butak, tediri dari lava andesit berwarna hitam kelabu dan bersifat porfirit ik.

Aliran lava ini diduga berasal dari kerucut parasitik G.Butak dengan ketebalan lebih dari 2

m.

7. Qvjb, Breksi Jobolarangan, teriri dari breksi gunung api setempat bersisipan dengan lava

yang keduanya tersusun oleh andesit. Sebaran satuan ini terdapat di bagian puncak

kompleks Lawu tua. Tebal satuan ini mencapai puluhan meter.

8. Qvsl, Lava Sidoramping, terdiri dari lava bersusunan andesit berwarna abu-abu tua,

porfiritik. Lava berstrukur alir ini berasal dari kompleks G. Sidoramping, G. Puncakdalang,

G. Kukusan dan G. Ngampiyungan. Aliran lava ini umumnya ke barat.

9. Qvjl, Lava Jobolarangan, merupakan lava andesit yang mengandung andesin, kuarsa,

feldspar dan sedikit hornblenda. Aliran lava ke barat daya berasal dari G. Jobolarangan

yang merupakan puncak tertinggi di kompleks Lawu Tua

10. Qvl, Batuan Gunung Api Lawu, terdiri dari tuf dan breksi gunung api, bersisipan lava;

umumnya bersusunan andesit. Tebal lapisan sekitar 1 – 5 m.


4/38

11. Qval, Lava Anak, merupakan lava andsit yang mengalir dari pusat G. Anak. Aliran lava

mengarah ke timur laut membentuk pematang rendah hingga kerucut parasitik

12. G.Mijil. Tebal satuan ini tidak kurang dari 10 m.

13. Qvcl, Lava Condrodimuko, merupakan lava andesit yang dilelerkan dari kawah

Condrodimuko ke arah barat daya. Pelamparannya ke barat laut dibatasi oleh sesar turun

yang memotong puncak G.Lawu. Ke selatan oleh Sesar Cemorosewu.

14. Qlla, Lahar Lawu, komponen andesit, basalt dan sedikit batuapung beragam ukura yang

bercampur dengan pasir gunung api. Sebarannya terutama mengisi wilayah dataran di kaki

gunung api atau membentuk beberapa perbukitan rendah. Pada satuan ini ditemukan

banyak mata air.

Secara umum, struktur geologi di daerah Gunung Lawu didominasi oleh sesar-sesar dan kelurusan

berarah barat – timur dan barat laut – tenggara yang dipengaruhi gaya tektonik regional Pulau

Jawa.

Gambar 1. Peta geologi daerah penelitian (Sampurno dan H. Samodra, 1997)


5/38

II. PENGOLAHAN DATA

Gambar 2. Flowchart Pengolahan Data dengan BEAM VISAT dan ArcGIS

Download File

Landsat dari USGS

Open Product

(Import file GEOTIFF)

Image Clipping

Koreksi Radiometrik

Komposit Band

Delineasi

Analisa Hasil


6/38

II.2 Skema Kerja Pengolahan Data DEM dengan ArcGIS

II.2 CARA KERJA

II.2.1 PENGUNDUHAN DATA LANDSAT DARI USGS

Untuk mendownload data dari situs USGS, kita perlu melengkapi pendaftaran

untuk akun gratis. Bila kita telah memiliki sebuah akun maka akun tersebut dapat

digunakan. Disini kami melakukan pendaftaran akun dengan cara berikut ini :

1.

Buka web https://ers.cr.usgs.gov/login lalu pilih register pada tool bar atas,

maka akan muncul gambar seperti berikut ini

Download File dari USGS

Open File dalam ArcGIS)

Pembuatan Peta Kontur

Koreksi Radiometrik

Komposit Band

Delineasi

Analisa Hasil

https://ers.cr.usgs.gov/loginhttps://ers.cr.usgs.gov/loginhttps://ers.cr.usgs.gov/login


7/38

2. Selanjutnya akan muncul perintah untuk melakukan register seperti gambar

dibawah ini, karena kita belum memiliki akun USGS maka kita harus

mendaftarkannya terlebih dahulu dengan cara

Klik create new account

3. Sehingga nanti akan muncul pilihan untuk registras i user, tata cara mengis i

registrasi dapat dilihat dari gambar dibawah ini, dapat dilihat kami


8/38

menggunakan nama salah satu anggota untuk melakukan registrasi user baru,

lalu kita harus melengkapi semua inputan yang diminta oleh system pada

langkah pertama yaitu user credentials

4.

Langkah berikutnya adalah mengenai contact demographic, pada pilihan inwhat sector do you work maka pilih Other + student


9/38

5. Lalu untuk langkah berikutnya yaitu Contact information, maka kita harus

mengisi mengenai seperti nama dan alamat sebagai pengguna, dapat dilihat

dari gambar berikut

6. Selanjutnya step terakhir maka akan muncul seperti tampilan gambar dibawah

ini, bila sudah mencapai tahap ini maka registrasi akun dengan nama anda


10/38

telah selesai. Selanjutnya untuk mendownload data lansat 8 dari USGS ini

maka kita harus login terlebih dahulu menggunakan akun yang telah

didaftarkan tadi.

Mendownload data landsat dengan menggunakan USGS Global Visualiation Viewer

(GloVis).

7.

Glovis ini merupakan tool untuk menampilkan, menyeleksi dan memesan datadari berbagai koleksi citra satelit yang tersedia di USGS. Glovis memungkinkan

kita untuk melakukan peninjauan terhadap scene yang kita inginkan dengan

memasukkan nomor path/row yang inin kita download. Scene information

menunjukkan Scene-ID, presentase tutupan awan dan identifikasi lebih lanjut

berdasarkan tanggal pengambilan. Untuk lebih jelasnya akan ditampilkan

proses sebagai berikut

8. Sebelumnya lakukan register terlebih dahulu pada situs

https://earthexplorer.usgs.gov/register/ maka akan mucul tampilan seperti

berikut: Pada pilihan path/row kami memilih point Type, path, dan Row seperti

gambar berikut :

https://earthexplorer.usgs.gov/register/https://earthexplorer.usgs.gov/register/https://earthexplorer.usgs.gov/register/


11/38

9. Selanjutnya pada pilihan input address/place, pada pilihan coordinates kita

meilih degree/minute/second serta pilihan data range lalu pilih Use map + data

sets seperti gambar berikut:


12/38

10. Lalu pada map akan muncul seperti gambar location dengan warna merah

dibagian wilayah yang kita pilih

11. Kemudian pilih jenis data citra yang akan didownload dengan cara klik

additional criteria lalu lakukan pemilihan kriteria seperti landsat Archive lalu

klik Result


13/38

12. Selanjutnya akan ditampilkan pilihan kriteria download yang kita inginkan.

Klik download lalu tunggu hingga proses download selesai. Kelompok kami

mendownload data pada daerah Gunung Lawu dengan input Path 119 row 65

di tanggal 23 Juni 2015.

II.2.2 PENGOLAHAN DATA LANDSAT DENGAN BEAM VISAT

1.

Hal pertama yang dilakukan setelah mengunduh data Landsat dari USGS adalah

open data file GEOTIFF tersebut ke dalam software BEAM VISAT. Dalam

proses ini kami membuka semua file Landsat yang ada dimana data yang diolah

merupakan data pada band 5, 6 dan 7 untuk mengetahui geomorfologi daerah

penelitian.


14/38

Import Raster Data format GEOTIFF : Klik Icon Open Product → Pilih File

→ Klik Open Product

2. Selanjutnya akan muncul Data Product View di sebelah kiri Window pada

aplikasi BEAM VISAT.

3. Lalu dilakukan koreksi band dengan cara menginputkan persamaan matematika

dari koreksi radiometric yang ada. Tujuan utama dari koreksi radiometrik ini

adalah untuk mengubah data pada citra yang pada umumnya disimpan dalam

bentuk Digital Number (DN) menjadi radiance atau reflectance, dan bisa juga

ke brightness temperature (untuk kanal Termal Infra Red). Persamaan yang

digunakan yaitu


15/38

= +

Dimana :

Lλ = TOA spectral radiance (Watts/( m2 * srad * μm))

ML = Band-specific multiplicative rescaling fact or from the

metadata (RADIANCE_MULT_BAND_x, where x is the band number)

AL = Band-specific additive rescaling fact or from the met adata

(RADIANCE_ADD_BAND_x , where x is the band number)

Qcal = Quantized and calibrated standard product pixel va lues

(DN)

Klik kanan pada band yang dikoreksi → pilih Create Band Math Expression

Lalu akan muncul Dialog Box seperti di bawah ini dimana pada dialog box

diinputkan nama Band sesuai dengan Target → klik option virtual (save expression

only, don’t store data) → Lalu klik Edit Expression


16/38

4. Pada option Edit expression kita memasukkan nilai Radiometric Rescalling

untuk koreksi data sesuai dengan file MTL yang ada. Data tersebut disesuaikan

dengan jenis band yang akan dikoreksi.

Pada langkah di atas, pastikan “prod uct ” yang kita edit adalah b5 → klik

“band_1”→ Input Nilai radiometric scalling dan Radiance sesuai dengan

persamaan koreksi radiometric → klik OK


17/38

5. Cara kerja sebelumnya diulang kembali untuk band 5, 6 dan 7. Berikut

merupakan hasil koreksi radiometric untuk band 5, 6 dan 7.


18/38

Selanjutnya dilakukan komposit band. Dimana pada proses ini semua band yang

ada 5, 6 dan 7 akan digabungkan menjadi satu band atau dijadikan satu class.

Komposit band dilakukan dengan menjadikan target product menjadi band 5, sama

dengan cara sebelumnya yaitu dialog box diinputkan nama Band sesuai dengan

Target → klik option virtual (save expression only, don’t store data) → Lalu klik

Edit Expression. Yang berbeda adalah target menjadi B5

Pada dialog box di ata masukkan semua parameternya seperti di atas →

K emudian klik “edit expression”→ Product [B6]→ di bagian “Data Sources”

klik ” $2.b6″ → selanjutnya klik “OK” . Step ini dilakukan juga untuk band 5 dan

7


19/38

6.

Pada product view akan muncul data yang tela dikomposit sebagai berikut

7. Untuk menampilkan hasil komposit bisa dilihat dari klik kanan pada band 5 lalu

klik Open RGB Image View dan mengatur nilai channel nya yaitu b5, b6 dan

b7.


20/38

8. Setelah itu kita melakukan proses cropping dimana akan dirubah setting pada

spatial subset nya pada data hasil komposit dengan cara klik kanan pada gambar

→ pilih Spatial Subset from View → klik OK . Yang nantinya akan muncul

product data baru yang memuat hasil cropping


21/38

9. Hasil product yang telah dicropping akan diexport ke dalam ArcGIS dengan

format file GEOTIFF untuk didigitasi kemenerusan berdasarkan peta geologi

dan diinterpretasi.


22/38


23/38

II.2.3 PENGOLAHAN DATA DEM DENGAN ARCGIS

Pemrosesan dilakukan dengan output potongan/ cropping dari daerah yang

menjadi ketertarikan untuk dilakukan pengolahan lebih lanjut. Berikut adalah

langkah-langkah yang dilakukan dengan menggunakan ArcMap v10.3 :

1. Menyambungkan folder tempat data berada dan membukanya dengan klik and

drag pada file DEM

2. Hasil input citra DEM yang dibaca


24/38

3.

Selanjutnya digunakan fitur pembuatan Hillshade dan Contour pada toolbox

ArcToolbox


25/38

4. Pada fitur Hillshade dan Contour digunakan input data DEM pada folder yang

sudah disambungkan dan pengaturan sebagai berikut (Interval kontur yang

digunakan adalah tiap 100 Meter)

5. Tampilan hasil pembuatan Hillshade dan Contour

6. Selanjutnya dilakukan pengubahan pengaturan pada kontur dengan melakukan

double-click ke layer counter_tif1


26/38

7. Selanjutnya dilakukan pengubahan pengaturan pada hillshade dengan

melakukan double-click ke layer Hillshade_tif1

8. Didapatkan tampilan setelah pengubahan pengaturan pada hillshade dan kontur


27/38

9. Selanjutnya akan dilakukan proses pemotongan pada daerah yang menjadi

ketertarikan dengan melakukan pembuatan shp/ Shapefile dengan langkah klik

kanan pada folder yang disambungkan, kemudian pilih New dan pilih Shapefile

(seperti gambar dibawah)


28/38

10. Kemudian akan muncul toolbox seperti gambar dibawah dan dilakukan

pengubahan pada Nama , featured Type (dengan memilih Polygon) dan

description dan diklik edit (memilih korrdinat daerah yang dipilih, Gunung

lawu pada contoh memiliki koordinat WGS1984 dan zona 49S)


29/38

11. Untuk melakukan pemilihan area pemotongan dilakukan langkah Start Editing

pada Shapefile yang dibuat sebelumnya “Potong”, kemudian dipilih area yang

menjadi ketertarikan untuk diolah selanjutnya dan apabila sudah selesai diklik

kanan dan pilih Finish Sketch.


30/38

12. Selanjutnya akan dilakukan pemotongan pada area yang sudah dibuat dengan

memilih fitur Clip pada menu Geoprocessing dan memilih pengaturan seperti

gambar dibawah pada Toolbox Clip ( Input features data dari hasil pembuatan

kontur dan clip features hasil pembuatan shapefile hasil pemotongan)


31/38

13. Hasil pemotongan dari data kontur yang digunakan untuk pengolahan lebih

lanjut

III.

HASIL DAN PEMBAHASAN

III.1 ANALISIS KELURUSAN (PETA DELINEASI STRUKTUR)

Delineasi kelurusan struktur yang diperkirakan patahan maupun rekahan dilakukan

dengan menggunakan band 5,6,7. Hasil analisis data kelurusan dengan memerhatikan hasil

delineasi menunjukkan bahwa arah kelurusan struktur utama di daerah Gunung Lawu

terdiri dari 2 arah, yaitu timur-barat dan barat laut-tenggara. Arah kelurusan ini sesuai

dengan arah kelurusan yang ada di Jawa dimana arah barat-timur memiliki orientasi yang

sama dengan memanjangnya Pulau Jawa. Sedangkan arah kelurusan tenggara-barat laut

merupakan struktur regional. Namun keterdapatan kelurusan pola meratus di daerah

Gunung Lawu tidak begitu intensif. Hal ini dipengaruhi oleh keberadaan Gunung Lawu

yang cukup jauh dari zona Meratus sehingga arah kelurusan lebih didominasi oleh struktur

geologi regional.


32/38

Kerapatan kelurusan dan perpotongan kelurusan memberikan informasi mengena i

anomali kerapatan patahan dan rekahan yang digunakan untuk memprediksi daerah

recharge area. Pada sistem panas bumi, fluida panas bumi akan mengalir ke atas melalu i

zona permeabel yang umumnya berasal dari struktur geologi sehingga semakin besar

tingkat kerapatan struktur maka semakin besar tingkat permeabilitasnya. Oleh karena itu,

daerah yang memiliki anomali kerapatan kelurusan paling tinggi diasumsikan sebagai

daerah recharge area yang memiliki permeabilitas paling baik. Anomali kerapatan

kelurusan yang besar terdapat di dua bagian. Pertama, di daerah Gunung Lawu Tua yang

letaknya berada di sebelah selatan Gunung Lawu yang sekarang. Kedua, di bagian lereng

barat daya dari puncak Gunung Lawu.


33/38

Gambar 2. Perbandingan Peta Hasil Komposit dengan Peta geologi daerah penelitian

III.2 ANALISIS TEMPERATUR (PETA TEMPERATUR PERMUKAAN)

Berdasarkan peta ini dapat diprediksi lokasi manifestasi berada yang ditandai dengan

temperatur yang lebih tinggi dari sekitarnya dengan kisaran >31 derajat celcius.


34/38

Lingkaran kuning diduga sebagai manifestasi non-fumarol dan lingkaran merah diduga sebagai

manifestasi fumarol yang merupakan daerah upflow.

III.3 ANALISA DAERAH PROSPEK PANAS BUMI BERDASARKAN

KELURUSAN CITRA LANDSAT DANDIGITAL ELEVATION MODEL

(DEM) DAERAH GUNUNG LAWU DENGAN SOFTWARE ARCMAP 10.3

Berdasarkan data DEM yang telah diinput ke dalam software ArcMap 10.3 lalu

dilakukan pengolahan data dengan arc toolbox yaitu Hillshade dan Contour kemudian

dilakukan cropping atau didigit daerah interest yang ingin diinterpretasi sehingga

dihasilkan :

Gambar 3. Peta Kontur dan Hillshade daerah Gunung Lawu


35/38

Gambar 4. Daerah Interest dari Gunung Lawu

Setelah didapatkan daerah interest yang telah kita dapatkan hasil clippingnya

dengan ArcMap 10.3, kemudian kita bandingkan dengan peta data geologi/geosains daerah

tersebut. Dalam kasus ini daerahnya yaitu daerah Gunung Lawu. Selain itu kita bandingkan

dengan data yang didapatkan dari software Beam Visat. Berikut data geologi/geosains dan

data hasil software Beam Visat yang didapatkan :

Gambar 5. Peta kelurusan daerah Gunung Lawu berdasarkan analisis Citra Landsat (Beam

Visat)


36/38

Gambar 6. Peta kerapatan kelurusan daerah Gunung Lawu

Gambar 7. Peta kompilasi geosains daerah prospek panas bumi Gunung Lawu


37/38

Dari perbandingan data di atas dapat diinterpretasikan bahwa data yang dihasilkan

(daerah interest yang dipilih dari ArcMap 10.3) terdapat manisfestasi panas bumi berupa

mata air panas dan fumarol. Hal ini ditunjukkan dari peta kompilasi geosains Gunung

Lawu yang sesuai dengan daerah yang di clipping (sekitar puncak Gunung Lawu


38/38

REFERENSI

D. Hermawan, Y. Anna, D. Kusnadi, 2009. Penyelidikan Terpadu Geologi Dan Geokimia Daerah

Panas Bumi Gunung Lawu, Provinsi Jawa Tengah Dan Jawa Timur, Prosiding Hasil

Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi Bagian Kelompok Program Penyelidikan Panas Bumi,. Hlm 509-526

M.A. Mongillo, G.R. Cochrane, P.R.L. Browne, 1995. Application of Satellite Imagery to Explore

and Monitor Geothermal Systems, Proceedings of The World Geothermal Congress 1995.

Florence.

Pambudi, Dwi Yudaa dkk. 2014. DELINEASI DAERAH PROSPEK PANAS BUMI

BERDASARKAN KELURUSAN CITRA LANDSAT DAN DIGITAL ELEVATION

MODEL (DEM) DAERAH GUNUNG LAWU, PROVINSI JAWA TENGAH DAN

JAWA TIMUR. PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan

Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

Documents

Group Assignment-Pengolahan Data Landsat Dan DEM