Penentuan Poligon DAS Dengan Arc Hydro Tools : Sebuah Alternatif

Teringat penggalan lirik lagu Iwan Fals yang ini “… Sungai kotor, bau, dan beracun / Penuh limbah kimia / Kita mandi, mencuci di sana / Lihatlah! Lihatlah! / Ikan-ikan pergi atau mati / Tak kulihat yang pasti / Kau yang tidur bangunlah segera / Lihatlah! Lihatlah! / Tuan …” Itu adalah bagian dari lagu Pinggiran Kota Besar nya Iwan Fals. Dia menceritakan bahwa sungai adalah bagian dari kehidupan rakyat.

Baik dan buruknya pengelolaan serta kondisi sungai akan ikut mempengaruhi kehidupan. Itulah makanya saat ini banyak analisis permasalahan lingkungan menggunakan pendekatan Daerah Aliran Sungai, dan tentunya termasuk dalam analisis spasial. Banyak jalan di software SIG untuk analisis penentuan atau delineasi poligon Daerah Aliran Sungai (DAS) / Watershed. Bahkan tools nya sudah merupakan bawaan, namun khusus di ArcGIS selain bawaan ada juga cara lain menggunakan tools tambahan yang disebut Arc Hydro Tools, hal ini dilakukan jika tools bawaan tidak jalan.

Arc Hydro Tools ini memang buatan tim ESRI namun entah kenapa tidak menjadi tools bawaan dan harus diinstal terpisah, mungkin supaya tidak membingungkan pengguna karena toolbox untuk analisis watershed (saja) memang sudah ada di hydrology nya spatial analyst (di ArcMap) dan kalau di ArcGIS Pro pada raster function (Watershed Analysis). Adapun Arc Hydro Tools tersebut bersifat free alias gratis dan bisa diunduh di sini, karena berbagai versi maka sesuaikan dengan versi ArcGIS Desktop atau ArcGIS Pro yang anda miliki.

Daftar isi :

Arc Hydro Tools ini banyak sekali manfaatnya selain untuk penentuan DAS juga bisa untuk analisis raster lainnya terkait dengan hidrologi, seperti misalnya penentuan aliran terpanjang, basin, dan sebagainya. Lintasbumi kali ini memposting tentang penentuan poligon DAS menggunakan tahapan yang ada di Arc Hydro Tools, dengan menggunakan data dasar DEMNAS yang dimosaic.

Baca Juga : Baru! Unduh DEM Indonesia Versi BIG (DEMNAS) Resolusi 8 Meter

 

A Penentuan Arah Aliran Air

1 Buka ArcMap, jangan dulu meng add data apapun tapi simpan dulu project (mxd) dengan nama dan folder yang anda inginkan. Misal Lintasbumi menyimpannya di c:/temp/arc_hydro_crm/lintasbumi.mxd.

2 Setelah itu Aktifkan toolbar Arc Hydro Tools

3 Cek Setting folder di mana data hasil pengolahan akan disimpan, agar kelak tidak bingung mengecek hasil olahan Arc Hydro Tools. Secara default jika kita sudah menyimpan mxd di folder tertentu maka data akan disimpan mengikuti folder di mana mxd berada. Jika belum menyimpan mxd maka semua data olahan Arc Hydro Tools akan disimpan di c:/user/appdata/local/temp/…., dan itu adalah temporary file, user di sini adalah sesuai nama akun di komputer anda dan hanya bisa dilihat jika hidden nya dihilangkan dari view properties windows explorer.



Cara mengecek nya di toolbar – ApUtilities – Set Target Location, di situ akan ada 3 lokasi yang harus ditentukan targetnya yaitu ApUtilities Config, Default Config, dan Hydro Config. Jika ini ditentukan sendiri maka akan terjadi error, maka jangan sekali-kali mengubah ini.

4 Sekarang Siapkan data DEM dalam hal ini Lintasbumi menggunakan datan DEMNAS, memilih area dari gunung sampai pantai


5 Lakukan pengolahan fill pada data DEM yang akan digunakan untuk mengisi kemungkinan piksel-piksel kosong ketika DEM tersebut diolah oleh pembuatnya. Sehingga tools akan optimal membedakan mana basin atau bukan. Perintah fill juga terdapat di tools spatial analyst – hydrology.

Sayangnya ketika memproses perintah fill, ternyata terdapat error seperti terlihat di bawah, di beberapa forum GIS dan ESRI secara umum error tersebut terjadi pada versi update dari Arc Hydro. Solusi dari error tersebut adalah klik Geoprocessing – Environments, lalu pada Parallel Processing set nilainya = 0.

Pastikan ketika menggunakan tool fill pada spatial analyst, setting environment . Secara visual tidak ada perbedaan penampakan antara DEM sebelum dan sesudah fill, secara default hasil fill akan disimbolkan warna gradasi biru sampai putih, gunakan DEM hasil fill untuk proses selanjutnya.

5 Selanjutnya buat file Flow Direction, file hasil fill secara default adalah Fill dan dijadikan file tersebut sebagai Hydro DEM pada tool Flow Direction ini, klik OK.

Fungsi Flow Direction adalah untuk menentukan ke mana arah aliran air berdasarkan sel-sel (piksel), berdasarkan arah penurunan paling curam di setiap sel, bisa ditentukan arah aliran. Juga berdasarkan perbedaan nilai-z dan kemiringan yang dihitung antara sel-sel tetangga. Berikut ini adalah hasil dari Flow Direction, apapun yang nampak bergaris biarkan saja, nama file nya adalah Fdr.

6 Setelah dihasilkan Flow Direction, selanjutnya buat file Flow Accumulation. Analisis ini menghitung akumulasi aliran sebagai akumulasi berat semua sel yang mengalir ke setiap sel lereng bawah dalam raster keluaran. Jika tidak ada raster bobot yang disediakan, bobot 1 diterapkan ke setiap sel, dan nilai sel dalam raster keluaran adalah jumlah sel yang mengalir ke setiap sel. File Fdr jadikan sebagai Flow Direction Grid dalam tool ini.

Berikut adalah hasil Flow Accumulation, dengan nama Fac, nampak seperti garis-garis sungai.

7 Dari file Flow Accumulation kita bisa menentukan secara lebih tegas lagi ke mana tempat berkumpulnya air (aliran) yaitu dengan perintan Stream Definition. Number of cells bisa default atau dirubah pada nilai maksimum piksel yang menurut kita paling ideal mereprsentasikan piksel-piksel aliran / sungai (ditebak saja, karena setiap DEM akan berbeda kalau kurang puas bisa diulangi).

Hasil Stream Definition adalah sebagai berikut, dengan nama Str. Nampak piksel-piksel yang sudah ditentukan tadi membentuk arah aliran sungai secara tersendiri di mana piksel lain yang tidak ditentukan sudah terhapus.

8 Setelah didapat Stream Definition, selanjutnya adalah melakukan Stream Segmentation atau orde sungai, mana yang anak sungai dan sungai utama dalam beberapa level. Secara otomatis tool akan mengarahkan hasil Flow Direction dan Stream Definition

Berikut adalah hasil Stream Segmentation dengan nama StrLnk, hasil ini lebih menegaskan bentuk aliran sungai dari Stream Definition.

9 Saatnya kini menggabungkan hasil Stream Link dengan Sink Link hasil Stream Definition.

Hasil Stream Link ini lagi-lagi menegaskan bentuk arah aliran, secara tampilan sama dengan Stream Segmentation hanya saja dengan nama Lnk.

10 Proses selanjutnya adalah mengeksekusi tool Catchment Grid Delination, dengan maksud membentuk poligon-poligon (dalam format raster) sub daerah aliran sungai dari masing-masing segmentasi aliran.

Hasilnya bisa dilihat dari gambar berikut, yang kemudian jika kita ingin maka bisa dirubah menjadi vektor di bawah.

11 Yaitu dengan perintah Catchment Polygon Processing berikut.

Kini telah dihasilkan poligon sub Das dari masing-masing anak sungai (aliran) dalam format vektor.

12 Selanjutnya adalah mengkonversi arah aliran menjadi vektor dengan perintah Drainage Line Processing

Nah berikut inilah vektor garis dari arah aliran air hasil analisis tahap 1. Jika ingin baik tampilannya, bisa menggunakan fasilitas smooth di ArcMap.

13 Terakhir menjalankan perintah AdJoint. Sampai proses Adjoint ini maka modal untuk mendelineasi poligon DAS sudah siap untuk dianalisis ke tahap selanjutnya.

Hasil Adjoint

 

B Penentuan Titik Outlet (Pour Point)

Setelah dihasilkan vektor arah aliran, tahapan berikutnya adalah menentukan titik-titik di mana masing-masing segmen aliran bertemu khusunya untuk menentukan mana sub DAS-sub DAS nya. Titik-titik ini sangat bergantung kepada keperluan kita, kalau menentukan DAS besar maka cukup 1 titik di muara sungai ujung aliran yang terakhir (di pantai). Untuk keperluan ini kita harus membuat dulu sebuah shp bertipe titik dan di dalam tabel atributnya dibuat kolom-kolom yang dipersyaratkan Arc Hydro Tools.



Cara membuatnya adalah melalui Batch Point Generation, klik saja icon tersebut, biasanya akan muncul terlebih dulu nama default dari feature class nya, silahkan bisa diganti atau tetap mengikuti defaultnya. Lalu langsung buat titik di mana outlet akan dibuat di pertemuan aliran. Isikan Name dan Description,sebaiknya berurutan, klik OK setelah selesai dan ulangi klik pada titik lainnya. Tools tersebut mengaktifkan Start Editing, jika sudah selesai maka klik Stop Editing dan Save.

 

Berikut adalah contohnya, Lintasbumi membuat 3 titik, nama file nya Titik_Outlet. Biasanya akan otomatis tersimpan di Geodatabase Arc Hydro Tools di feature dataset Layer.

 

C Membuat / Mendelineasi Poligon DAS / Sub DAS

Setelah kita menentukan di mana titik outlet nya, maka tahapan selanjutnya adalah menentukan batas Daerah Aliran Sungai atau DAS nya, atau bahkan sub DAS nya juga. Untuk melakukannya klik menu Watershed Processing lalu arahkan ke Batch Watershed Delineation. Terlihat bahwa menu ini memerlukan semua file yang kita telah analisis dari pertama, dari mulai Flow Direction sampai Adjoint, dan tentu saja Titik Outlet yang kita tentukan tadi.

Nama file akhir poligon DAS defaultnya adalah Watershed dan berikut dengan Watershed Point nya, berikut adalah notifikasi ketika poligon DAS / Sub DAS berhasil didelineasi. Adapun untuk gambar di bawah titik nomor 1 nya digeser ke bibir pantai.

Sedangkan berikut adalah hasil delineasi DAS yang disajikan di ArcGIS Pro 2.8 dengan di blend dengan layer temporary hillshade dan kontur. Arc Hydro Tools juga terdapat / bisa diinstal di ArcGIS Pro, tahapannya juga sama saja dengan di atas.

Tools Arc Hydro Tools di ArcGIS Pro dan tampilan hasil delineasi DAS nya

 

Kesimpulan

Arc Hydro Tools adalah tool mumpuni untuk membantu analisis poligon Daerah Aliran Sungai / Watershed khususnya di ArcGIS. Ini sebagai alternatif karena tools Hydrology khususnya pada ArcMap terkadang gagal dalam menentukan poligon DAS. Kelemahannya adalah tahapan pada Arc Hydro Tools memang lebih panjang, tapi pasti berhasil.



Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *