Pemanfaatan Citra Sentinel-2 Untuk Pemetaan Sebaran Total Suspended Solids (TSS) di Muara Sungai Porong Sidoarjo

Abstract

ABSTRAK

Muatan padatan yang terlarut dalam air (Total Suspended Solids) merupakan salah satu fenomena yang dapat mempengaruhi sifat optik perairan laut dan dapat diobservasi melalui teknik penginderaan jauh. Tingginya konsentrasi TSS dalam suatu badan perairan dapat menghambat laju fotosintesis, sehingga mengurangi kandungan oksigen terlarut dan berdampak negatif terhadap metabolisme biota akuatik. Penelitian dilakukan di perairan muara Sungai Porong Kabupaten Sidoarjo. Tujuan penelitian ini adalah (1) untuk mengetahui perubahan multi-temporal konsentrasi TSS yang diduga disebabkan oleh tingginya sedimentasi di muara sungai dan (2) menguji hasil pengukuran TSS berdasarkan hasil penginderaan jauh dan data lapang. Citra satelit yang digunakan pada penelitian ini adalah Citra Sentinel-2 akuisisi tahun 2020 sampai dengan 2023. Algoritma yang digunakan untuk estimasi nilai TSS adalah algoritma Liu, Parwati, Laili dan Syarif. Sebanyak 25 titik sampling digunakan untuk perbandingan dan validasi data TSS hasil pengolahan citra dengan pengukuran lapang.Uji akurasi dilakukan mengugunakan 3 parameter yaitu RMSE, MAE dan MAPE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengukuran nilai TSS in-situ berada pada kisaran 48-366 mg/L. Sementara itu, kisaran rata-rata nilai TSS yang diperoleh dari 4 algoritma antara 50 – 250 mg/L. Uji akurasi hasil pengukuran TSS in-situ dibandingkan dengan hasil pengolahan citra satelit mendapatkan nilai MAPE yang bervariasi antara 14.8% - 50.3%. Algoritma Liu menunjukkan hasil nilai TSS yang cukup mewakili pengukuran lapang (R²=0.75). Penelitian ini menunjukkan bahwa citra satelit dapat digunakan untuk mengestimasi konsentrasi TSS di perairan dengan akurasi yang sedang. Modifikasi algoritma atau pre-processing pada tahap awal pengolahan citra dapat dilakukan untuk meningkatkan akurasi pengukuran.

Kata kunci: muatan padat terlarut; algoritma; citra Sentinel-2; multi temporal;

ABSTRACT

Total Suspended Solids (TSS) is a phenomenon that can affect the optical properties of marine waters and can be observed through remote sensing techniques. High concentrations of TSS in a body of water can inhibit photosynthesis, which reduces the dissolved oxygen content and negatively impacts the metabolism of aquatic biota. This study was conducted in the estuarine waters of the Porong River in Sidoarjo Regency. The objectives were (1) to determine multi-temporal changes in TSS concentrations believed to be caused by high sedimentation in the estuary and (2) to evaluate TSS measurements derived from remote sensing against field data. The satellite imagery utilized in this study consisted of Sentinel-2 images acquired from 2020 to 2023. The algorithm employed to estimate TSS values was the Liu, Parwati, Laili, and Syarif algorithm. A total of 25 sampling points were established for comparison and validation of TSS data from image processing and field measurements. Accuracy tests were conducted using three parameters: RMSE, MAE, and MAPE. The study's results indicated that in situ TSS values ranged from 48 to 366 mg/L. In contrast, the average TSS values derived from the four algorithms ranged from 50 to 250 mg/L. The accuracy test comparing in situ TSS measurements with satellite image processing results yielded MAPE values between 14.8% and 50.3%. The Liu algorithm produced TSS values that were fairly representative of field measurements (R² = 0.75). This study demonstrates that satellite imagery can be used to estimate TSS concentrations in water bodies with moderate accuracy. Improvements to the algorithm or preprocessing during the initial stages of image processing may enhance measurement accuracy.

Keywords: total suspended solids, algorithm, Sentinel-2 images; multi-temporal