[Aplikasi Hiperspektral] Pemantauan Sianobakteri di Danau Taihu Berdasarkan Satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpeihao)

Pendahuluan Latar Belakang

Teknologi penginderaan jauh satelit memainkan peran penting dalam pemantauan kualitas air pedalaman, memungkinkan perolehan parameter kualitas air utama di area yang luas, relatif cepat, dan dengan biaya rendah. Namun, pemantauan kualitas air pedalaman juga menuntut teknologi penginderaan jauh satelit yang tinggi: badan air kecil membutuhkan resolusi spasial yang tinggi; kualitas air yang berubah dengan cepat memerlukan resolusi temporal yang tinggi; dan karakteristik optik badan air yang kompleks dan bervariasi memerlukan resolusi spektral yang tinggi. Oleh karena itu, data satelit yang secara simultan memenuhi resolusi spasial tinggi, resolusi temporal tinggi, dan resolusi spektral tinggi memiliki keunggulan signifikan dalam pemantauan air pedalaman.

Fikosianin (PC) adalah ko-pigmen umum pada sianobakteri. Puncak serapannya terkonsentrasi pada kisaran sekitar 620–650 nm, sehingga akan terjadi penurunan serapan lokal (atau reflektansi yang relatif rendah) pada pita ini.

Ketika terdapat komunitas sianobakteri yang melimpah di permukaan air, Rrs(l) akan relatif lebih kecil pada pita serapan ini, dan biasanya terdapat sedikit atau tidak ada serapan di kedua sisi pita. Berdasarkan prinsip "penurunan lokal" ini, kedalaman serapan dapat dikuantifikasi dengan metode "tinggi puncak/garis dasar", sehingga berfungsi sebagai indikator keberadaan dan konsentrasi PC.

Metode dan Prinsip

Data reflektansi permukaan dari satelit Sentinel-2 L2C dan Xiguang-1 05 (Tianxianpei) yang melintas di atas area tersebut sekitar tanggal 18 Juni 2025 dipilih untuk perhitungan. Tutupan awan kurang dari 10%, dan cuaca cerah sebelum dan sesudah satelit melintas di atas area tersebut.

Tabel 1. Parameter Satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei)

Tabel 2 Parameter pita Sentinel-2

Indeks Fikosianin (PCI)

Pita hiperspektral optimal adalah 620–650 nm. Interpolasi linier dilakukan antara 600 nm dan 650 nm sebagai garis dasar. Perbedaan antara nilai garis dasar ini pada 620 nm dan Rrs(620) sebenarnya kemudian digunakan sebagai PCI. Ketika perbedaannya negatif (absorpsi), nilai absolut atau tanda sebaliknya biasanya diambil untuk menyatakan "intensitas absorpsi".

Analisis Hasil

Perbandingan ini menggunakan data dari satelit Xiguang-105 (juga dikenal sebagai Tianxianpei) dan Sentinel-2. Hasil perbandingannya adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Citra komposit RGB Sentinel-2 20250616

Gambar 2. Sintesis RGB Xiguang No. 1 05 Star (Tianxianpeihao) 20250618

Gambar 3 Distribusi PCI Sentinel-2 (20250616)

Gambar 4. Peta sebaran PCI satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei) 20250618

Perbandingan peta distribusi di atas menunjukkan bahwa tren distribusi spasial satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei) dan Sentinel-2 PCI cukup konsisten dan serupa secara keseluruhan. Wilayah Danau Taihu bagian barat mengalami ledakan alga sianobakteri yang parah, kemungkinan karena konsentrasi sungai yang mengalir ke danau, membawa sejumlah besar nutrisi yang mendorong pertumbuhan alga, menyebabkan ledakan alga sianobakteri dan peningkatan konsentrasi klorofil a. Wilayah Danau Taihu bagian tengah dan timur kurang terpengaruh, sehingga kualitas airnya lebih baik daripada wilayah barat. Tanaman air tumbuh di bagian timur danau, dan konsentrasi klorofil a lebih rendah. Area tengah danau merupakan zona distribusi ledakan alga skala besar; begitu terjadi ledakan alga di musim panas, ia akan menutupi area yang luas. Ledakan alga jarang terjadi di area danau bagian barat daya, dan hampir tidak ada ledakan alga yang terjadi di Danau Taihu bagian timur, menunjukkan lingkungan yang lebih baik di Danau Taihu bagian timur. Beberapa perbedaan ada di area tengah danau, terutama karena variasi waktu transit satelit; ledakan alga sianobakteri musim panas di Danau Taihu menunjukkan perbedaan temporal yang signifikan.

Secara keseluruhan, indeks PCI dari satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpeihao) mempertahankan tingkat konsistensi dan kegunaan yang tinggi dengan hasil data Sentinel-2.