Cara Delineasi Batas Daerah Tangkapan

Bendungan Riam Kanan, Kalimantan Selatan

Artikel ini adalah sebuah tutorial bagaimana melakukan delineasi batas Daerah Tangkapan (Catchment Area) dengan menggunakan input berupa data DEM dan software ArcGIS Desktop (ArcMap) versi 10.4. Meskipun mungkin ada sedikit banyak perbedaan, versi ArcGIS lain harap dapat menyesuaikan. Sebelum meneruskan membaca artikel ini, ada baiknya baca terlebih dahulu tulisan tentang Delineasi Batas Daerah Alisan Sungai (DAS) atau Daerah Tangkapan. Sehingga dapat diketahui perbedaan dan persamaan antara DAS dan Catchment Area

Tahap 1 – Persiapan

Siapkan software ArcGIS dan data Model Elevasi Digital (DEM). Jika anda belum memiliki lisensi software ArcGIS sebaiknya gunakan versi trial. Lihat tutorial instalasi ArcGIS Desktop versi trial, yang juga digunakan untuk tutorial ini.

Data yang digunakan untuk analisis terkait dengan topografi, termasuk delineasi batas Catchment adalah Digital Terrain Model (DTM), yang sudah menghilangkan nilai-nilai ketinggian fitur (pohon, bangunan, dsb) dari data DEM. Nilai2 elevasi pada DTM adalah elevasi ground atau permukaan tanah. Tetapi untuk cakupan yang cukup luas seperti delineasi batas Catchment, DEM seringkali digunakan daripada DTM.

Data lain yang diperlukan adalah lokasi outlet yang merupakan titik interest seperti lokasi bendungan, stasiun pengamatan air, dan sebagainya.

Analisis hidrologi sebaiknya dilakukan pada data frame (Layers) planar, misalnya dengan proyeksi UTM.

delineasi-das-01
Data Model Elevasi Digital (DEM) SRTM pada ArcMap

Tahap 2 – Rekondisi DEM (opsional)

Rekondisi DEM dilakukan untuk melakukan rekayasa terhadap data DEM agar mengikuti kewajaran topografi dalam kaitannya analisis hidrologi. Ada banyak alasan mengapa data DEM seharusnya direkondisi. Data DEM pada areal yang relatif datar akan sangat berpotensi membuat hasil analisis hidrologis kacau, dikarenakan data DEM masih mengandung error akibat bangunan atau pohon. Data DEM juga seperti SRTM memiliki pembulatan 1 meter pada nilai elevasinya. Sehingga saluran2 (sungai) atau gigir/punggung bukit yang sudah eksis akan kecil kemungkinan akan sama dengan data DEM.

Melakukan rekondisi dapat dilakukan dengan menggunakan ekstensi seperti ArcHydro atau, favorit saya, adalah dengan melakukannya secara ‘manual’ dengan MapAlgebra. Silakan pelajari tulisan ini untuk melakukan rekondisi DEM.

Tahap 3 – Membuat Depressionless DEM

Depresionless DEM dilakukan untuk menghilangkan sink, yaitu cekungan seperti kolam atau danau kecil pada DEM. Mengapa perlu dilakukan demikian? Sink akan dianggap sebagai tempat pemberhentian akhir dari aliran air sehingga dapat dianggap sebagai muara. Jika sink tidak dihilangkan, maka batas Catchment tidak akan valid lagi. Pengecualian tentu ada dimana sink tidak dapat dihilangkan dari data DEM jika ukurannya sangat signifikan seperti danau besar.

Tool Fill yang terdapat pada ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology digunakan untuk mengisi sink sehingga diasumsikan pada kondisi semua sink terpenuhi oleh air. Dengan demikian, sink tidak lagi menjadi masalah dalam analisis hidrologi selanjutnya.

delineasi-das-02
Menjalakan tool FILL

Tahap 4 – Analisis Hidrologi-topografi

Analisis hidrologi yang terkait dengan topografi berjumlah cukup banyak. Namun yang terkait dengan delineasi batas Catchment hanya diperlukan dua saja, yaitu (1) Flow Direction dan (2) Flow Accumulation. Analisis tersebut dilakukan dengan tool Flow Direction dan tool Flow Accumulation yang terdapat pada ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology.

Kedua analisis tersebut dilakukan terhadap data DEM yang sudah di-Fill pada tahap sebelumnya.

delineasi-das-03
Menjalankan tool Flow Direction
delineasi-das-04
Menjalankan tool Flow Accumulation

Sampai tahap ini di dalam TOC harus sudah tersedia tiga layer yaitu, dem_fill.tif, dem_fill_flowdir.tif dan dem_fill_acc.tif.

Tahap 5 – Penentuan Outlet (pour point)

Dalam analisis DAS dan atau Daerah Tangkapan, outluet harus ditentukan. Untuk delineasi batas DAS, outlet ditentukan otomatis oleh software yaitu berupa pertigaan sungai atau muara. Namun untuk penentuan daerah tangkapan, outlet harus ditentukan secara manual.

Outlet adalah fitur yang dapat direpresentasikan sebagai titik yang menjadi interest dari analisis, misalnya bendungan, check dam, pengambilan sample, dan sebagainya. Dengan demikian, daerah tangkapan selalu melekat kepada fitur tersebut misalnya Daerah Tangkapan Bendungan Riam Kanan, Daerah Tangkapan SPAS, dan sebagainya.

Tahapan yang krusial dalam penentuan outlet adalah melakukan penyesuaian posisi outlet agar tepat berada di atas jejaring aliran versi DEM. Sangat besar kemungkinan posisi outlet tidak tepat berada pada akumulasi aliran tertinggi, melainkan agak bergeser beberapa piksel. Jika terjadi demikian, lokasi outlet harus digeser sehingga tepat berada akumulasi aliran. Meskipun posisi outlet sudah ditentukan dengan menggunakan GPS paling akurat, jika posisinya tidak tepat pada posisi aliran harus digeser.

Cara menggeser titik outlet dapat dilakukan dengan salah satu cara berikut.
1. Menggeser outlet secara manual dengan meletakannya tepat pada akumulasi aliran terdekat. Lakukan editing terhadap layer titik outlet, zoom lebih besar sehingga piksel data Flow Accumulation dapat terlihat, dan geser titik outlet secara visual. Cara ini adalah favorite saya.
2. Menggunakan tool Snap Pour Point. Cara ini akan menghasilkan titik outlet baru secara otomatis yang tepat berada pada akumulasi aliran dengan format raster.

Menggeser titik outlet (pour point) secara visual
Menggeser titik outlet (pour point) secara visual
Menggeser titik outlet dengan tool Snap Pour Point
Menggeser titik outlet dengan tool Snap Pour Point

Tahap 6 – Menjalankan Delineasi Batas Daerah Tangkapan

Batas Daerah Tangkapan didelineasi dengan tool Watershed yang juga ada pada ArcToolbox > Spatial Analyst Tools > Hydrology. Input dari tool ini adalah arah aliran (flow direction), titik outlet (pour point) vektor/raster.

Delineasi batas Catchment dengan tool Watershed
Delineasi batas Catchment dengan tool Watershed

Jika terdapat beberapa outlet yang dianalisis, maka batas Catchment yang dihasilkan akan memiliki value mengikuti dari pour point.

Tahap 7 – Analisis lanjutan (opsional)

Analisis lanjutan dapat berupa konversi batas catchment (raster) ke vektor, analisis jejaring aliran (stream network) dan sebagainya. Analisis lanjutan tersebut tidak dibahas lebih lanjut pada tulisan ini.

Catatan: Tutorial ini membahas delineasi batas daerah tangkapan (catchment), untuk tutorial delineasi batas DAS disajikan pada tulisan lain berikut.
http://www.rsgis.info/2016/06/17/cara-delineasi-batas-das/

SHARE

Leave a Reply