Halaman Judul ESTIMASI PRODUKSI PADI SAWAH …eprints.ums.ac.id/72535/2/Halaman Depan.pdfHalaman...
Transcript of Halaman Judul ESTIMASI PRODUKSI PADI SAWAH …eprints.ums.ac.id/72535/2/Halaman Depan.pdfHalaman...
i
Halaman Judul
ESTIMASI PRODUKSI PADI SAWAH BERDASARKAN
METODE ENHANCED VEGETATION INDEX (EVI)
MAKSIMUM PADA CITRA LANDSAT 8
DI KABUPATEN BANYUMAS
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S-1
Fakultas Geografi
Diajukan oleh:
Fita Anggraini Yuliana
E100181058
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
ii
Kamis
04 April 2019
iii
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu 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, 04 April 2019
Fita Anggraini Yuliana
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Hiduplah sederhana Berjalanlah dengan rendah hati
Dan lakukan semua hal karena Allah SWT
PERSEMBAHAN
Alhamdillahirobbil’alamin, hanya atas rahmat, karunia seta izin Allah SWT penelitian ini dapat terselesaikan.
Karya ini saya persembahkan untuk Ibu dan Bapak tercinta.
Semoga setiap peluh dan keringat yang telah jatuh dalam perjuanganmu, menjadi sungai untukmu di Jannah nanti.
vi
ESTIMASI PRODUKSI PADI SAWAH BERDASARKAN METODE
ENHANCED VEGETATION INDEX (EVI) MAKSIMUM
PADA CITRA LANDSAT 8
DI KABUPATEN BANYUMAS
Fita Anggraini Yuliana1, Agus Anggoro Sigit
2
1Mahasiswa Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta
2Dosen Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta
Email:[email protected]
ABSTRAK
Permasalahan ketahanan pangan yang terjadi di Kabupaten Banyumas, salah
satunya ialah pada tingkat produksi padi sawah. Produksi padi yang dihasilkan
berfluktuasi namun cenderung menurun dikala peningkatan laju pertumbuhan
penduduk. Kondisi tersebut mendesak penggunaan pengetahuan serta teknologi
terkini yaitu Penginderaan Jauh dan data citra satelit. Berdasarkan hal tersebut
penelitian ini dilakukan. Tujuanya ialah (1) Mengetahui fase pertumbuhan padi
sawah.(2) Mengetahui penggunaan metode EVI Maksimum untuk mengestimasi
produksi padi. (3) Menganalisis ketepatan estimasi produksi padi. Penelitian ini
menggunakan metode Enhanced Vegetation Index (EVI) yang diterapkan pada
citra satelit Landsat 8 dan menjadikan variasi nilai EVI sebagai sumber analisis
pengolahan data. Metode stratified proportional sampling digunakan pada tahap
pengambilan sampel dan survei lapangan. Hasil penelitian ini yaitu pertama, fase
pertumbuhan padi dikelaskan menjadi 4 sesuai nilai EVI yaitu fase air -0,77 -
0,196, fase vegetatif 0,196 - 0,726, fase generatif 0,726 - 0,217, dan fase bera
0,197 - 0,216, dengan nilai overall acuracy sebesar 80,20 % dan nilai ketepatan
koefisien Cohen’s Kappa sebesar 0,7 %, yang berarti nilai keeratan kesepakatan
disetiap fase kuat (good). Kedua, estimasi produksi padi yaitu 149.120 Ton, yang
didasarkan pada hasil perkalian antara luas panen (fase generatif) dan nilai
produktifitas. Ketiga, hasil uji ketepatan perbandingan estimasi produksi padi
sawah dengan berdasar pada metode EVI di Kabupaten Banyumas yaitu sebesar
101,05 %.
Kata Kunci : EVI, Fase pertumbuhan padi, Produksi padi
vii
THE PADDY PRODUCTION ESTIMATION
BASED ON MAXIMUM ENHANCED VEGETATION INDEX (EVI)
USING LANDSAT 8 SATELLITE IMAGES
IN BANYUMAS REGENCY
Fita Anggraini Yuliana1, Agus Anggoro Sigit
2
1Undergraduate Student at the Faculty of Geography,
Universitas Muhammadiyah Surakarta 2Lecturer at the Faculty of Geography, Universitas Muhammadiyah Surakarta
Email:[email protected]
ABSTRACT
One of the problems concerning food security existing in Banyumas Regency is
the level of paddy production. The production of rice produced fluctuates but
tends to decrease when the rate of population growth increases. This condition
demands the use of the latest knowledge and technology, namely Remote Sensing
and satellite imagery data. Grounded on such an explanation, the research was
conducted. The purpose of research is: (1) To find out the growth phase of paddy.
(2) To find out the results of using the Maximum EVI method to estimate paddy
production. (3) To analyze the accuracy of paddy production estimation. The
research used the Enhanced Vegetation Index (EVI) method applied to Landsat 8
satellite images and made the variations of EVI value as a source of data
processing analysis. The proportionate stratified sampling method was used at the
sampling and in the field survey stage. The results of this research are first, the
growth phase of the paddy was categorized into four (4) classes, namely water
phase at -0.77 - 0.196, vegetative phase at 0.196 - 0.726, generative phase at 0.726
- 0.217, and fallow phase at 0.197 - 0.216, with overall accuracy value at 80.20
%, and which value of the Cohen’s Kappa coefficient accuracy value is 0.7%,
meaning that the closeness value of the agreement in each phase is strong (good).
Second, the estimation of rice production is 149.120 tons, which is based on the
results of multiplication between the harvest area (generative phase) and
production value. Third, the results of the test of the accuracy of the comparison
of estimates of paddy rice production based on the EVI method in Banyumas
Regency, which amounted to 101.05%.
Keywords: EVI, growth phase of paddy, paddy production
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Alhamdulillahirobil ‘alamin, hanya kepada Allah SWT penulis
panjatkan puji syukur atas karunia, limpahan rahmat, hidayah dan inayah-Nya
seheninggi penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Analisis Estimasi
Tingkat Produksi Padi Sawah Berdasarkan Metode Enhanced Vegetation Index
(EVI) Maksimum pada Citra Landsat 8 di Kabupaten Banyumas”. Skripsi ini
disusun dan diajukan guna memenuhi syarat untuk menyelesaikan studi pada
jenjang sarjana di Fakultas Geografi Program Studi Geografi, Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan dan
dorongan yang sangat berarti bagi penulis. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :
1. Bapak Drs Yuli Priyana, M.Si selaku Dekan Fakultas Geografi, Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan kesempatan kepada
penulis untuk menimba ilmu pengetahuan.
2. Bapak Drs. Priyono, M.Si selaku Wakil Dekan Bidang Akademik Fakultas
Geografi, Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan
arahan kiat belajar di Fakultas Geografi.
3. Bapak Agus Anggoro Sigit, S.Si.,M.Sc selaku Dosen Pembimbing Skripsi
dalam penyusunan skripsi ini yang telah memberikan arahan, dan motivasi
selama proses awal sampai dengan akhir penyusunan skripsi.
4. Bapak Aditya, S.Si., M.Sc, Ph.D. selaku Dosen Penguji Skripsi yang telah
memberikan masukan dalam penyusunan skripsi.
5. Bapak Choirul Amin, S.Si, M.Si. selaku Dosen Penguji Skripsi yang telah
memberikan masukan dalam penyusunan skripsi.
6. Seluruh Dosen serta pihak dari Fakultas Geografi yang telah memberikan
bantuan selama kuliah.
ix
7. Kedua orangtua penulis Bapak Mohamad Sukur dan Ibu Masriyah yang
selalu senantiasa mendoakan, mendampingi, dan menjadi sumber motivasi
terbaik bagi penulis dalam melakukan segala hal.
8. Kakak peneliti Fajar Nurochman yang senantiasa juga mendoakan, dan
memotivasi peneliti agar selalu semangat dalam meraih mimpi.
9. Teman – teman satu angkatan belajar di Fakultas Geografi Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah bersama – sama saling memberi
semangat satu sama lain.
10. Seluruh pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan penelitian
skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga Allah SWT
membalas segala kebaikan yang telah diberikan.
Peneliti menyadari bahwa penyusunan penelitian ini masih banyak
kekurangan karena keterbatasan dan kemampuan peneliti, untuk itu peneliti
mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak guna
perbaikan selanjutnya. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat untuk kajian dan
penelitian berikutnya. Amin.
Wassalamu’alaikum wr.wb
Surakarta, 04 April 2019
Peneliti,
Fita Anggraini Yuliana
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................................... iii
PERNYATAAN................................................................................................................ iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................................... v
INTISARI ......................................................................................................................... vi
ABSTRACT ..................................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................................... viii
DAFTAR ISI...................................................................................................................... x
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
A. Latar Belakang ............................................................................................................. 1
B. Perumusan Masalah ..................................................................................................... 7
C. Tujuan Penelitian ......................................................................................................... 7
D. Kegunaan Penelitian .................................................................................................... 8
E. Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya .............................................................. 9
1.1 Tanaman Padi ..................................................................................................... 9
1.1.1 Sejarah Padi ....................................................................................................... 9
1.1.2 Jenis Varietas Padi .......................................................................................... 10
1.1.3 Fase Pertumbuhan Padi ................................................................................... 11
1.1.4 Produktivitas dan Produksi Padi ..................................................................... 17
1.2 Penginderaan Jauh................................................ Error! Bookmark not defined.
1.2.1 Pengertian Penginderaan Jauh ......................................................................... 18
1.2.2 Elemen – Elemen Penginderaan Jauh .............................................................. 19
1.3 Citra Satelit Landsat ......................................................................................... 20
1.3.1 Sensor Pencitra pada Satelit LDCM (LANDSAT-8) ...................................... 22
1.3.2 Kelebihan dan Kekurangan Satelit LDCM (LANDSAT-8) . Error! Bookmark
not defined.
1.4 Indeks Vegetasi (Vegetation Index) .................................................................. 26
1.5 Konsep Geografi ................................................................................................ 26
1.6 Penelitian Sebelumnya ..................................................................................... 30
xi
1.7 Kerangka Penelitian......................................................................................... 32
BAB II Metode Penelitian ............................................................................................. 34
1. Populasi atau Objek Penelitian .......................................................................... 34
2.Metode Pengambilan Sampel .............................................................................. 34
3.Metode Pengumpulan Data ................................................................................. 37
4.Instrumen dan Bahan Penelitian ........................................................................ 37
4.1 Alat .................................................................................................................... 37
4.2 Bahan ................................................................................................................ 38
5. Teknik Pengolahan Data .................................................................................... 38
5.1 Tahap persiapan ................................................................................................ 38
5.2 Tahap pelaksanaan ............................................................................................ 38
5.2.1Tahap pra lapangan ........................................................................................... 39
5.2.2 Tahap survei lapangan ..................................................................................... 39
5.3 Tahap pasca lapangan ...................................................................................... 42
6. Metode Analisis Data .......................................................................................... 42
6.1 Analisis deskriptif kualitatif .......................................................................... 42
6.2 Analisis data perhitungan produksi padi ........................................................ 43
6.3 Analisis ketepatan estimasi produksi padi sawah dengan menggunakan
metode EVI maksimum.….…………………………………………………………45
F. Diagram Alir Penelitian.......................................................................................... 47
BAB III DESKRIPSI GEOGRAFIS DAERAH PENELITIAN ................................. 48
3.1 Kondisi Fisik .................................................................................................. 48
3.1.1 Letak, Luas dan Batas Wilayah ..................................................................... 48
3.2 Geologi dan Geomorfologi ........................................................................... 50
3.2.1 Geologi .......................................................................................................... 50
3.2.2 Geomorfologi ................................................................................................ 52
3.3 Iklim ............................................................................................................. 54
3.4 Tanah ............................................................................................................. 56
3.5 Penggunaan Lahan ........................................................................................ 56
3.6 Kondisi Demografi ....................................................................................... 59
3.6.1 Kependudukan .............................................................................................. 59
3.6.2 Sosial ............................................................................................................. 61
BAB IV HASIL PENELITIAN ...................................................................................... 62
xii
4.1 Fase Pertumbuhan Padi Sawah berdasarkan Nilai EVI di Kabupaten
Banyumas .................................................................................................................. 62
4.1.1 Transformasi indeks vegetasi EVI ................................................................ 62
4.1.2 Pemodelan fase tumbuh beradasarkan EVI .................................................. 63
4.1.3 Peta fase tumbuh padi beradasarkan EVI ..................................................... 66
4.1.4 Ketepatan fase tumbuh padi beradasarkan EVI ............................................ 75
4.2 Hasil Estimasi Produksi Padi Sawah di Kabupaten Banyumas berdsarkan
EVI………………… ................................................................................................ 81
4.2.1 Estimasi Rata – rata Panen Padi ................................................................... 81
4.2.2 Estimasi Produktifitas Padi .......................................................................... 84
4.2.3 Estimasi Produksi Padi................................................................................. 85
4.3 Uji Ketepatan Estimasi Produksi Padi Sawah dengan menggunakan Metode
EVI Maksimum di Kabupaten Banyumas ……………… ........................................ 87
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN .................................................................... 90
5.1 Fase Pertumbuhan Padi Sawah berdasarkan Nilai EVI di Kabupaten
Banyumas .................................................................................................................. 90
5.1.1 Transformasi indeks vegetasi EVI ................................................................. 90
A. Sumber data untuk transformasi indeks vegetasi EVI .................................. 90
B. Transformasi indeks vegetasi EVI ................................................................ 92
5.1.2 Peta fase tumbuh padi beradasarkan EVI ..................................................... 97
5.1.3 Akurasi fase tumbuh padi beradasarkan EVI .............................................. 101
5.2 Hasil Estimasi Produksi Padi Sawah di Kabupaten Banyumas berdsarkan
EVI………………… .............................................................................................. 104
5.2.1 Estimasi Rata – rata Panen Padi ................................................................. 104
5.2.2 Estimasi Produksi Padi............................................................................... 105
5.3 Uji Ketepatan Estimasi Produksi Padi Sawah dengan menggunakan Metode
EVI Maksimum di Kabupaten Banyumas ……………… ...................................... 107
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 111
6.1 Kesimpulan ................................................................................................. 111
6.1 Saran ........................................................................................................... 112
DAFTAR PUSTAKA
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Daftar Kabupaten dengan Jumlah Penduduk dan Laju Pertumbuhan Penduduk
Tertinggi di Provinsi Jawa Tengah, 2015, 2016, dan 2017……………………2
Tabel 1.2. Klasifikasi Tanaman Padi …………………………………………….……….8
Tabel 1.3. Parameter – parameter Orbit Satelit Landsat-8………………….……...........21
Tabel 1.4. Penelitian – penelitian Sebelumnya ………….…………………………........31
Tabel 2.1. Kriteria Nilai EVI Fase Pertumbuhan Padi………….………………..............35
Tabel 2.2. Jumlah Sampel Nilai EVI di Citra Satelit………….………………................36
Tabel 2.3. Ketentuan Kelas Produksi Padi………….…………………………................40
Tabel 2.4. Jumlah Sampel di Lapangan………….…………………………....................41
Tabel 3.1. Curah Hujan dari Stasiun Penak.aran Hujan di Kabupaten Banyumas Tahun
2015………………………………………………………………………………………55
Tabel 3.2.Jumlah Penduduk Menurut Kelompok Umur dan Jenis Kelamin di Kabupaten
Banyumas Tahun 2015…………………………………………………………………...60
Tabel 3.3. Indeks Pembangunan Manusia Kabupaten Banyumas Tahun 2012 – 2017
……………………………………………………………………………………………61
Tabel 4.1. Daftar Waktu Perekamaran Citra Satelit 8 di Kabupaten Banyumas…….......62
Tabel 4.2. Rentang Nilai EVI terhadap Fase Pertumbun Padi……………………..……64
Tabel 4.3. Representasi Kenampakan Fase Tumbuh di Citra ………….……………...65
Tabel 4.4. Nilai Koefisien Cohen’s Kappa……………………………….……………...75
Tabel 4.5. Hasil Survei Lapangan Fase Tumbuh Padi…………………………………..76
Tabel 4.6. Ketepatan Fase Tumbuh Padi berdasarkan EVI………………………………81
Tabel 4.7. Nilai Ubinan berdasarkan Survei Lapangan…………………………………82
Tabel 4.8. Luas Fase Pertumbuhan Padi Periode MT 1…………………………………86
Tabel 4.9. Ketepatan Perbandingan Estimasi Produksi Padi di Kabupaten Banyumas.....88
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Grafik Laju Pertumbuhan Penduduk Provinsi Jawa Tengah………...……...2
Gambar 1.2. Provinsi dengan Produksi Padi Terbesar 2017….………….………..……...4
Gambar 1.3. Produksi Padi Sawah Tahun 2013 – 2017 Kab. Banyumas…….…………...4
Gambar 1.4. Fase/Stadia Vegetatif ………………………………………........................12
Gambar 1.5. Fase/Stadia Generatif ……………………………………………………...14
Gambar 1.6. Elemen – elemen Penginderaan Jauh ………………………………….….19
Gambar 1.7. Gambaran pencitraan permukaan Bumi dengan Satelit Landsat-8 di orbit..21
Gambar 1.8. Spesifikasi Kanal Spektral Sensor Pencitra Landsat-8……………………23
Gambar 1.9. Perbandingan Spektral Sensor Pencitra OLI/Landsat-8 dan ETM+.………23
Gambar 1.10. Pandangan Skematik Rancangan Instrument (Sensor Pencitra)…………..24
Gambar 2.1. Diagram Alir Penelitian……..……………………………………………...47
Gambar 3.1. Peta Administrasi Kabupaten Banyumas…………………………………..49
Gambar 3.2. Peta Geologi Kabupaten Banyumas………………………………………..51
Gambar 3.3. Peta Kemiringan Lereng Kabupaten Banyumas…………………………...53
Gambar 3.4. Peta Penggunaan Lahan Kabupaten Banyumas…………………………...58
Gambar 4.1. Grafik Korelasi Umur Padi dengan Nilai EVI di Kabupaten Banyumas…..64
Gambar 4.2. Kurva Pertumbuhan Padi Berdasarkan Nilai EVI………………………….65
Gambar 4.3. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 05 Januari 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………...67
Gambar 4.4. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 21 Januari 2015 di Kabupaten
Banyumas…………………………………………………………………………….…..68
Gambar 4.5. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 06 Februari 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………...69
Gambar 4.6. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 22 Februari 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………...70
Gambar 4.7. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 10 Maret 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………..71
xv
Gambar 4.8. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 26 Maret 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………..72
Gambar 4.9. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 11 April 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………...73
Gambar 4.10. Peta Fase Pertumbuhan Padi Periode 27 April 2015 di Kabupaten
Banyumas………………………………………………………………………………...74
Gambar 5.1. Fase Vegetatif……..………………………………………………………..95
Gambar 5.2. Fase Generatif………………………………………………………………96
Gambar 5.3. Fase Bera……………………………………………………………….…..97
Gambar 5.4. Uji Akurasi Fase Pertumbuhan Padi…………………………...…………103
Gambar 5.5. Grafik Perbandingan Produksi Olah dan Produksi BPS……...…………..109