2 TINJAUAN PUSTAKA Konsep Pertanian Presisi Pertanian presisi merupakan sebuah konsep manajemen yang mengumpulkan data dari berbagai sumber untuk menghasilkan sebuah keputusan yang berkenaan dengan produksi pertanian (Shields, 1998). Menurut Brase (2005), pertanian presisi (precision agriculture) juga disebut sebagai pertanian spesifik lokasi yang bertujuan mengumpulkan data untuk pengambilan keputusan mengenai produksi pertanian yang sesuai dengan lokasi tertentu. Secara umum, pertanian presisi didefinisikan sebagai sistem menejemen produksi pertanian yang berbasis teknologi informasi untuk mengidentifikasi, menganalisis, dan mengelola faktor-faktor produksi untuk mengoptimumkan keuntungan, daya tahan, dan perlindungan sumber daya lahan (Singh, 2007). Menurut Chartuni (2007) ada tiga tahapan dalam penerapan pertanian spesifik, yaitu: pengumpulan data, intrepretasi data, dan aplikasi di lapangan. Gambar 1 menunjukkan tahapan penerapan pertanian spesifik. Gambar 1 Tahapan pertanian presisi (Chartuni, 2007) Pengumpulan data dilakukan untuk mengetahui kondisi komponen-komponen pendukung produksi, seperti topografi, hara tanah, dan kondisi lingkungan. Data-data tersebut kemudian diolah dan diinterpretasikan sebagai hasil (keputusan) mengenai teknis produksi dilapangan. Selanjutnya, aplikasi dari keputusan tersebut dilaksanakan sebagai pekerjaan produksi di lapangan. Penerapan konsep pertanian presisi memberi warna baru dalam usaha produksi pertanian di seluruh dunia.
14
Embed
2 TINJAUAN PUSTAKA · 5 2 TINJAUAN PUSTAKA Konsep Pertanian Presisi Pertanian presisi merupakan sebuah konsep manajemen yang mengumpulkan data dari berbagai sumber untuk ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
2 TINJAUAN PUSTAKA
Konsep Pertanian Presisi
Pertanian presisi merupakan sebuah konsep manajemen yang mengumpulkan
data dari berbagai sumber untuk menghasilkan sebuah keputusan yang berkenaan
dengan produksi pertanian (Shields, 1998). Menurut Brase (2005), pertanian presisi
(precision agriculture) juga disebut sebagai pertanian spesifik lokasi yang bertujuan
mengumpulkan data untuk pengambilan keputusan mengenai produksi pertanian yang
sesuai dengan lokasi tertentu. Secara umum, pertanian presisi didefinisikan sebagai
sistem menejemen produksi pertanian yang berbasis teknologi informasi untuk
mengidentifikasi, menganalisis, dan mengelola faktor-faktor produksi untuk
mengoptimumkan keuntungan, daya tahan, dan perlindungan sumber daya lahan (Singh,
2007). Menurut Chartuni (2007) ada tiga tahapan dalam penerapan pertanian spesifik,
yaitu: pengumpulan data, intrepretasi data, dan aplikasi di lapangan. Gambar 1
menunjukkan tahapan penerapan pertanian spesifik.
Gambar 1 Tahapan pertanian presisi (Chartuni, 2007)
Pengumpulan data dilakukan untuk mengetahui kondisi komponen-komponen
pendukung produksi, seperti topografi, hara tanah, dan kondisi lingkungan. Data-data
tersebut kemudian diolah dan diinterpretasikan sebagai hasil (keputusan) mengenai
teknis produksi dilapangan. Selanjutnya, aplikasi dari keputusan tersebut dilaksanakan
sebagai pekerjaan produksi di lapangan. Penerapan konsep pertanian presisi memberi
warna baru dalam usaha produksi pertanian di seluruh dunia.
6
Sejak diaplikasikannya GPS (Global Positioning System) lima belas tahun lalu,
konsep pertanian presisi mulai bermunculan di banyak negara. Penggunaan GPS dalam
pertanian banyak dimanfaatkan untuk: aplikasi pestisida, aplikasi kapur, aplikasi pupuk,
dan untuk pemantauan proses panen pada lahan yang sangat luas (Grisso, 2009).
Penggunaan sistem navigasi berbasis GPS membantu operator mengurangi kesalahan
aplikasi dan tumpang tindih dalam pekerjaan lahan yang sebelumnya sangat bergantung
pada akurasi visual.
Selain untuk mengurangi kesalahan faktor manusia dalam pekerjaan,
keuntungan penerapan pertanian presisi dapat dilihat dari dua aspek lainnya, yaitu:
aspek ekonomi dan lingkungan. Keuntungan ekonomi dapat diperoleh karena konsep
pertanian presisi memberi hasil keluaran (keputusan) yang meminimalkan biaya operasi
dan meningkatkan pendapatan. Sementara itu, keuntungan dari sisi lingkungan dapat
diperoleh karena konsep pertanian presisi memiliki kemampuan untuk mengelola
keputusan dalam mengurangi dampak pada sumber daya alam (Brase, 2005). Beberapa
komponen teknologi yang menjadi syarat diterapkannya konsep pertanian presisi antara
lain: Geographical Information Systems (GIS), Global Positioning Systems (GPS),
sensors, Variable Rate Technology (VRT), dan Yield Monitoring (YM) (Rains dan
Thomas, 2009).
Global Positioning System (GPS)
Posisi dari sebuah titik di sebuah ruang dapat diketahui jika dilakukan
pengukuran jarak dari titik tersebut terhadap titik lain yang telah diketahui posisinya
(Bao, 2005). Global Positioning System (GPS) adalah salah satu teknologi kunci yang
memungkinkan penentuan posisi sebuah titik pada pola keruangan. GPS terdiri atas
konstelasi 24 satelit pada ketinggian orbit di atas bumi yang menempati 6 orbit yang
mengelilingi bumi. Satelit ini secara terus menerus mentransmisikan sinyal radio yang
diambil dan diuraikan dengan penerima khusus (Rains dan Thomas 2009). Penentuan
lokasi titik dilakukan menggunakan persamaan (1), (2), dan (3) (Bao, 2005):
√ (1)
√ (2)
√ (3)
7
Karena terdapat tiga parameter yang tidak diketahui dan tiga persamaan
penyelesaian, maka ketiga parameter tersebut seharusnya dapat dicari solusinya. Secara
teoritis, seharusnya terdapat dua solusi pada tiap persamaan karena bentuk persamaan
yang ada adalah persamaan kuadrat ordo kedua. Menggunakan linearisasi dan
pendekatan iterasi, maka ketiga parameter yang tidak diketahui dapat dicari solusinya.
Ilustrasi perhitungan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Ilustrasi penentuan lokasi menggunakan GPS (Bao, 2005)
Pembacaan GPS memberikan informasi posisi dalam pasangan latitude-longitude,
tetapi ditransformasikan menjadi koordinat x,y untuk penggunaan dalam sistem
koordinat lapangan. Srivastava et al. (2006) menyatakan bahwa Transformasi
mengasumsikan bumi sebagai elips dengan properti yang diberikan oleh J.P Snyder
pada tahun 1978 dalam Srivastava et al (2006) dan memanfaatkan persamaan (4) dan
(5):
[ ] (4)
( )
[ ] (5)
√
(6)
Di mana : Lat = latitude (radian)
Lon = longitude (radian)
dLat = diferensial dari latitude
Satelit 1 Satelit 3
Satelit 2
Titik yang diukur
8
dLon = diferensial dari longitude
dx = diferensial dari dimensi x (timur-barat)
dy = diferensial dari dimensi y (utara-selatan)
a = jari-jari equator (6.378.135 m)
b = jari-jari polar (6.356.750 m)
Persamaan (4) dan (5) harus diintegralkan untuk memperoleh koordinat bidang. Jika dua
titik di lapangan cukup dekat (biasanya dalam perubahan 1 menit dalam longitude atau
latitude), hasil integrasi berikut mendekati bentuk persamaan (7) dan (8) dengan
beberapa variabel yang dijelaskan oleh persamaan (9) dan (10) :
(7)
(8)
Di mana : x – x0 = perpindahan dalam arah timur-barat (m)
y – y0 = perpindahan dalam arah utara selatan (m)
x0 = posisi referensi x
y0 = posisi referensi y
Lon0 = posisi referensi longitude
Lat0 = posisi referensi latitude
[ ] (9)
( )
[ ] (10)
Akurasi GPS dalam menentukan posisi dipengaruhi oleh cuaca dan aktivitas
penerima. Menurut Ehsani (2003) akurasi GPS biasa yang bekerja pada aktivitas
dinamis akan menurun dibandingkan jika dioperasikan pada aktivitas statis. Untuk
meningkatkan akurasi penentuan lokasi, maka digunakan metode Real Time Kinematic
(RTK) dimana pada metode tersebut dua receiver GPS melakukan tracking pada satelit
yang sama sehingga akurasi pengukuran dapat meningkat hingga 2-5 cm (El-Rabbany,
2002). Selain itu, dikenal juga metode penentuan Real Time Differensial GPS yang
menggunakan receiver base dengan posisi statis dan dapat memberi koreksi jarak pada
rover melalui format Radio Technical Commission for Maritime Service (RTCM)
sehingga posisi rover dilapangan dapat menjadi lebih akurat. Ilustrasi penggunaan
DGPS diperlihatkan pada Gambar 3.
9
Gambar 3 Penggunaan DGPS (El-Rabbany, 2002)
Kemampuan DGPS untuk memberikan data posisi hingga akurasi sentimeter
telah membuat sebuah revolusi pada teknis pertanian. Beberapa contoh penerapan
DGPS untuk kegiatan pertanian antara lain: pengambilan data sampel tanah berdasarkan
posisi sampling dapat mempermudah pembuatan peta kesuburan tanah, jika DGPS
diintegrasikan dengan sistem pemandu udara maka proses penyemprotan menggunakan
pesawat udara (baik untuk pupuk ataupun pestisida) dapat lebih akurat dan memiliki
dosis variabel sesuai data kesuburan tanah atau kondisi tanaman yang telah ada
(Gambar 3). Selain itu, kegunaan DGPS dalam proses panen sangat membantu petani
skala besar untuk membuat panduan bagi mesin panen agar bekerja pada posisi lahan
yang telah siap dipanen (El-Rabbany, 2002).
Gambar 4 Penggunaan DGPS untuk penyemprotan (El-Rabbany, 2002)
10
Geographic Information System (GIS)
Sistem Informasi Geografi (GIS dalam bahasa Inggris) merupakan suatu sistem
yang terdiri dari komponen perangkat keras, perangkat lunak, data geografis, dan
sumber daya manusia yang bekerja bersama secara efektif untuk memasukkan,