Poligon DAS Sesuai Titik Outlet Yang Ditentukan

Hampir semua software GIS dilengkapi tool untuk mengolah data ketinggian permukaan semacam DEM. Misalnya tools untuk membuat kontur, lereng, hillshade, 3D melalui TIN, dan sebagainya. Analisis DEM lainnya yang terkenal adalah watershed atau delineasi poligon Daerah Aliran Sungai (DAS). Nah dalam penentuan poligon DAS itu ada yang dilakukan secara otomatis (basin) dan ada juga yang customize atau sesuai titik outlet yang ditentukan.

Kali ini penjelasan analisisnya akan menggunakan software QGIS, di mana pada contohnya digunakan DEMNAS gabungan Pulau Lombok. Pada postingan delineasi DAS ini juga sebelumnya pernah dibahas namun menggunakan software ArcGIS (baca : Penentuan Poligon DAS Dengan Arc Hydro Tools : Sebuah Alternatif).

Menurut Peraturan Pemerintah No. 37 Tahun 2012, Daerah Aliran Sungai atau DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan.

Delineasi Poligon DAS Di QGIS

Proses mendelineasi poligon DAS di QGIS tidaklah terlalu sulit, secara umum ada 2 ‘mazhab’ yaitu yang pertama menggunakan GRASS dan yang kedua menggunakan SAGA GIS. Di keduanya tahapan umumnya adalah;

1. Proses Fill DEM, untuk menghilangkan atau memperbaiki nilai raster yang ‘anomali’ atau ‘kosong’ pada semua DEM. Sebetulnya ini optional, tapi mengingat kita tidak tahu seberapa bagus kualitas DEM yang kita punya maka sebaiknya melakukan ini.
2. Membuat Flow Direction atau arah aliran
3. Membuat Flow Accumulation atau ke mana aliran air berkumpul
4. Membuat jaringan aliran (bisa diasumsikan jaringan anak sungai/sungai)
5. Menentukan titik outlet Sub DAS / DAS yang diinginkan
6. Membuat Basin atau Sub DAS

Nah, dalam postingan ini Lintasbumi akan membahas versi GRASS, namun demikian sebetulnya secara prinsip yang di tool SAGA juga sama saja bedanya hanya di beberapa istilah dan letak tools nya itu yang berbeda.

Pertama, tentu saja kita tampilkan dulu file DEM nya, di mana yang Lintasbumi gunakan adalah SRTM dari Earthexplorer untuk wilayah Ciamis dan sekitarnya, dengan resolusi 30 m. Ada beberapa blog yang menyarankan jika koordinat DEM nya adalah geografis, maka sebaikanya DEM direproject (warp) dulu menjadi UTM (jenis koordinat yang satuannya meter). Nah yang digunakan adalah DEM reproject tersebut. Namun Lintasbumi tetap menggunakan yang SRTM aslinya yaitu berkoodinat Geografis dengan Datum WGS 1984.

Kedua, lakukan Fill di mana perintah atau tools nya adalah GRASS –> Raster –> r.fill.dir.

Toolsnya akan terlihat seperti berikut, kita tentukan Elevation = file SRTM, lalu pada Advance Parameter untuk extentnya samakan dengan file SRTM nya. Di bawahnya lagi pastikan yang dicentang/output hanya Depressionless DEM, beri nama misal SRTM_Filled dengan tipe file .tif, output lain biarkan kosong (tidak dicentang).

Lalu klik Run, dan pada prosesnya akan muncul keterangan Error … atau tulisan lainnya berwarna merah, itu tidak apa-apa biarkan saja. Lama proses bergantung besar file DEM dan kecepatan komputer anda. Jika selesai atau 100% (finished) file SRTM_Filled.tif akan muncul di layer order sebelah kiri.

Ketiga, buat Flow Accumulation dan Flow Direction menggunakan perntah GRASS –> Raster –> r.watershed. Pada tools ini untuk parameter Elevation = SRTM_Filled.tif, parameter lainnya yang harus diisi adalah Minimum Size of exterior watershed basin, untuk besarannya bebas namun pada contoh ini ditentukan 500, lalu tipe flow direction bisa juga (Enable) Single Flow Direction (D8), namun di sini dipakai default (tidak dicentang), pada Advanced Parameter samakan extent dengan SRTM_Filled. 

Untuk output pastikan yang ditentukan (centang) hanya dua yaitu Number of cells that drain through each cell misal diberi nama Flow_Accumulation.tif, sedangkan Drainage Direction diberi nama file Flow_Direction.tif, hilangkan centang pada output lainnya. Klik Run dan tunggu sampai kedua file output tadi muncul di panel Layer Order QGIS.

Hasilnya seperti ditunjukan gambar berikut, di mana untuk Flow Accumulation rentang nilai pikselnya antara -3.847.700 sampai 4.073.830, sedangkan untuk Flow Direction berkisar antara -8 sampai 8. Nilai tersebut akan berbeda-beda bergantung DEM yang digunakan.

Keempat, mengekstrak jaringan aliran (stream). Setelah kini didapatkan flow accumulation, maka kita bisa mengekstrak akumulasi aliran yang akan berupa jaringan sungai. Caranya dengan menggunakan tools GRASS –> Raster –> r.stream.extract. Pada input Elevation Map tentu saja kita tentukan SRTM_Filled, lalu untuk accumulation map adalah Flow_Accumulation, nah pada Minimum flow accumulation for streams tentukan nilai yang > 0, misal nya 100, 200, 1000 (bebas), di mana pada contoh ini digunakan nilai 500. Nilai ini adalah nilai minimum (threshold) kedetailan berkumpunya nilai piksel aliran (stream), semakin besar maka semakin tidak detail (jaringannya pendek).

Di bawahnya ada Advanced Parameters, di mana di dalamnya yang penting untuk ditentukan adalah extent (samakan dengan SRTM_Filled, lalu Maximum memory to be used juga bisa diisi sesuai RAM yang dimiliki oleh komputer anda, misal alokasikan saja 1024 (mb), lalu pada v.out.ogr output type pilih line di mana maksudnya jika sukses juga dibuat ke dalam vektor tipe line (shp). Setelahnya baru tentukan outputnya di mana yang dipilih hanya 2 yaitu Unique stream ids (rast) beri nama misalnya Stream_Raster.tif dan satu lagi adalah  Unique stream ids (vect) misalnya Stream_Vector.shp. Setelah semuanya ditentukan kini klik Run.

Setelah proses selesai selesai, maka akan muncul raster jaringan arah aliran. Namun untuk yang berupa vector atau shp ternyata tidak muncul (kadang sukses dan kadang tidak). Namun itu tidak masalah karena untuk vektor nanti bisa dibuat dengan perintah r.to.vect.

Kelima yaitu membuat atau mendelineasi basin (poligon DAS) dan ditentukan titik outletnya terlebih dulu. Perintahnya ada di GRASS –> Raster –> r.water.outlet. Terlebih dulu zoom ke lokasi pertemuan aliran yang diinginkan, lau jalankan r.water.outlet.  Pada input Drainage direction raster tentukan Flow_Direction, nah untuk Coordinate of outlet point jika diklik titik tiga di kanannya maka akan berpindah menjadi pointer dan anda tinggal klik kiri mouse di peta di mana titik itu (titik pertemuan aliran) ingin diletakan nantinya koordinat x y nya akan muncul setelahnya. Di bawahnya ada Advanced Parameters, di mana di dalamnya yang penting untuk ditentukan adalah extent (samakan dengan SRTM_Filled. Lalu pada output basin pilih atau tentukan nama, misal DAS_Citanduy.tif. Setelah semua yang harus ditentukan diisi, maka klik Run.

Berikut ini adalah hasil penentuan basin atau DAS nya (warna kuning) yang masih berupa raster, sedangkan untuk vektor jaringan alirannya (sungai/stream) diperoleh dari mengkonversi Stream_Raster menjadi vektor dengan perintah r.to.vect.

Kalau yang berikut ini adalah tampilannya ketika sudah diblending dengan Hillshade dari Google Earth Engine. Jika anda ingin merubah poligon DAS menjadi vektor (shp) maka tinggal mengkonversinya dengan perintah r.to.vect. Tampilan lengkap bisa dilihat pada ilustrasi postingan ini.

Bisa dikatakan membuat poligon DAS/Sub DAS berdasar outlet di QGIS tidaklah sulit, hanya saja salah satu kelemahannya adalah titik outletnya hanya bisa satu dalam satu kali proses. Padahal kalau di ArcGIS kita bisa membuat beberapa titik outlet dan menghasilkan beberapa poligon DAS/Sub DAS dalam satu kali analisis saja.