Analisis NDVI Untuk Kesehatan Tanaman Hutan Tanaman Industri

Indonesia merupakan negara agraris dengan luas hutan tanaman industri yang besar. Secara tidak langsung sektor ini juga ikut andil dalam menumpu pertumbuhan perekonomian Indonesia. Peningkatan produksi tentu saja menjadi tujuan utama demi memperbesar keuntungan hasil produksi yang diperoleh.  Peningkatan jumlah produksi harus berimbang dengan kegiatan perawatan dan monitoring yang dilakukan.  Kegiatan monitoring dan perawatan ini bertujuan untuk mengontrol pertumbuhan dan perkembangan dari tanaman itu sendiri. Saat ini kemajuan teknologi di bidang pemetaan fotogrametri memungkinkan dilakukannya analisis mengenai kesehatan dari vegetasi dengan menggunakan NDVI.

Apa itu NDVI?

NDVI atau Normalized Difference Vegetation Index adalah indikator tingkat kepadatan, tingkat kehijauan serta kondisi dari vegetasi suatu wilayah. Indikator ini dipengaruhi oleh tutupan tanah oleh vegetasi, kerapatan hingga tingkat kehijauan suatu vegetasi. Ini menunjukkan kapasitas fotosintesis dari vegetasi yang menutupi permukaan tanah. Indeks vegetasi merupakan kombinasi matematis antara band merah dan band NIR (Near-Infrared Radiation) yang telah lama digunakan sebagai indikator keberadaan dan kondisi vegetasi (Lillesand dan Kiefer, 1997).

Setiap objek di muka bumi memiliki kemampuan untuk menyerap atau memantulkan berkas sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya dalam hal ini matahari. Vegetasi tanaman hijau menyerap berkas sinar gelombang visible light (red, blue) sebagai bagian dari proses fotosintesis, sehingga berkas sinar ini tidak dipantulkan dengan baik. Pada waktu yang sama berkas sinar gelombang NIR dipantulkan dengan sangat baik oleh vegetasi hijau. Perbedaan kemampuan menyerap berkas sinar gelombang ini memungkin dilakukannya penelitian mengenai kesehatan serta tingkat kehijauan suatu vegetasi. 

Nilai dari NDVI dapat dikalkulasikan dengan menggunakan gelombang cahaya pada kanal merah dan Near Infrared (NIR) dari citra multispektral.

NDVI = (rNIR-rRED)/(rNIR+rRED)

Dimana :

rNIR : radiasi gelombang cahaya Near Infrared (NIR)

rRed : radiasi gelombang cahaya merah

Nilai dari NDVI akan selalu berada pada angka -1 atau +1. Daerah hutan akan memiliki nilai NDVI yang besar akibat kepadatan tanaman yang besar serta tutupan kanopi yang hijau. Semakin kecil nilai NDVI dari vegetasi maka kemungkinan terjadi tekanan air pada tanaman, atau sakit bahkan kematian pada vegetasi tersebut. Nilai vegetasi pada tanah dan urban area biasanya mendekati nol sedangkan nilai NDVi dari badan air seperti sungai, saluran air, danau, serta genangan air memiliki nilai NDVI negatif mendekati -1.  Tanaman/vegetasi yang sehat memantulkan lebih banyak NIR dan gelombang cahaya hijau dibandingkan dengan gelombang lainnya, dan paling banyak menyerap gelombang cahaya merah dan biru. Inilah yang menyebabkan mata manusia melihat vegetasi sebagai warna hijau.

Gambar di atas memperlihatkan bahwa tanaman/vegetasi yang hijau dan sehat memantulkan lebih banyak NIR dibandingkan dengan tanaman yang tidak hijau. Vegetasi yang sehat dan hijau hanya memantulkan sedikit visible light, dan pantulan tersebut merupakan gelombang cahaya hijau, karena gelombang merah dan biru terserap dengan baik.

Pada mulanya, analisis NDVI menggunakan citra yang diambil dengan wahana satelit yang dikhususkan sebagai satelit penginderaan jauh seperti Landsat, IKONOS, QuickBird, dsb. Namun dewasa ini, mulai digunakan kamera dengan sensor multispektral yang diangkut dengan wahana terbang tanpa awak atau yang lebih populer dengan sebutan UAV. Penggunaan metode ini dapat menghasilkan data yang jauh lebih teliti dibandingkan dengan citra satelit. Namun tentunya cakupan wilayah yang dapat diambil dengan menggunakan metode ini jauh lebih sedikit dan membutuhkan waktu yang lama untuk mendapatkan cakupan wilayah yang sama dengan citra satelit. Cakupan wilayah yang kecil tidak telak membuat metode dengan wahana UAV tidak berkembang di Indonesia.

Gambar diatas merupakan citra multispektral yang dihasilkan dari kamera multispektral jenis  Micasense RedEdge. Kamera jenis ini memiliki kanal gelombang cahaya merah, biru, hijau, RedEdge, dan NIR. Data citra multispektral tersebut kemudian diolah lagi menggunakan software pengolahan data citra seperti ArcGIS. Salah satu hasil dari olahan data citra multispektral diatas adalah NDVI yang dapat dilihat pada gambar dibawah

Dapat dengan jelas dilihat pada citra NDVI diatas perbedaan antara vegetasi,bangunan,serta permukaan tanah. Bagian citra yang berwarna putih merupakan objek yang teridentifikasi sebagai vegetasi. Kemudian objek dengan warna abu-abu ke hitam merupakan urban area dan permukaan tanah.

Penggunaan analisis  NDVI pada hutan tanaman industri seperti kelapa sawit, eucalyptus, akasia, dan lainnya akan sangat membantu dalam usaha meningkatkan nilai hasil produksi. Peningkatan produksi ini dapat dilakukan dengan melakukan monitoring sekaligus menganalisis kesehatan tanaman yang berpengaruh pada kemampuan tanaman untuk tumbuh dan berkembang dengan baik sampai proses produksi dilakukan.  Dalam proses penanaman bibit hingga produksi terdapat banyak hal-hal yang mengakibatkan tumbuh dan berkembangnya individu tanaman terganggu. Mulai gangguan yang hanya menyebabkan si tanaman sakit, sampai yang dapat menyebabkan tanaman itu mati. Maka dari itu, mengikutsertakan metode NDVI ini dalam proses monitoring tanaman dirasa perlu agar dapat membantu proses pencegahan dan penanganan yang efektif dan efisien.

Sumber Referensi:

Ryan L.  1997. Creating a Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) image Using MultiSpec.  University of New Hampshire

Lillesand T.M dan R.W. Kiefer. 1997. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. Diterjemahkan : Dulbahri, Prapto Suharsono, Hartono, Suharyadi. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

http://www.bom.gov.au/climate/austmaps/about-ndvi-maps.shtml. Diakses pada 17/10/2019 pukul 10.21

https://gisgeography.com/ndvi-normalized-difference-vegetation-index/ . Diakses pada 17/10/2019 pukul 10.21