Calibration of Numerical Model for Shoreline Change Prediction Using Satellite Imagery Data

Authors

Sigit Sutikno, Department of Civil Engineering, Universitas Riau, Pekanbaru 28293, IndonesiaFollow
Keisuke Murakami, Department of Civil Engineering, University of Miyazaki, 1-1 Gakuen Kibanadai Nishi, Miyazaki, 889-2192, Japan
Dwi Puspo Handoyo, Department of Civil Engineering, Universitas Riau, Pekanbaru 28293, Indonesia
Manyuk Fauzi, Department of Civil Engineering, Universitas Riau, Pekanbaru 28293, Indonesia

Abstract

This paper presents a method for calibration of numerical model for shoreline change prediction using satellite imagery data in muddy beach. Tanjung Motong beach, a muddy beach that is suffered high abrasion in Rangsang Island, Riau province, Indonesia was picked as study area. The primary numerical modeling tool used in this research was GENESIS (GENEralized Model for Simulating Shoreline change), which has been successfully applied in many case studies of shoreline change phenomena on a sandy beach.The model was calibrated using two extracted coastlines satellite imagery data, such as Landsat-5 TM and Landsat-8 OLI/TIRS. The extracted coastline data were analyzed by using DSAS (Digital Shoreline Analysis System) tool to get the rate of shoreline change from 1990 to 2014. The main purpose of the calibration process was to find out the appropriate value for K1 and K2 coefficients so that the predicted shoreline change had an acceptable correlation with the output of the satellite data processing. The result of this research showed that the shoreline change prediction had a good correlation with the historical evidence data in Tanjung Motong coast. It means that the GENESIS tool is not only applicable for shoreline prediction in sandy beach but also in muddy beach.

Bahasa Abstract

Kalibrasi Model Numerik untuk Prediksi Perubahan Garis Pantai menggunakan Data Citra Satelit. Artikel ini menyajikan metode kalibrasi model numerik untuk memprediksi perubahan garis pantai menggunakan data citra satelit pada pantai berlumpur. Lokasi penelitian ini dipilih Pantai Tanjung Motong, yang merupakan pantai berlumpur yang telah mengalami tingkat abrasi yang tinggi, di Pulau Rangsang, Provinsi Riau, Indonesia. Perangkat lunak utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah GENESIS (GENEralized Model for Simulating Shoreline Change) yang telah banyak digunakan di banyak studi kasus perubahan garis pantai berpasir. Model ini kemudian dikalibrasi dengan dua data garis pantai yang telah diekstraksi dari citra satelit, seperti Landsat-5 TM dan Landsat-8 OLI/TIRS. Data tersebut kemudian dianalisis menggunakan DSAS (Digital Shoreline Analysis System) untuk mendapatkan tingkat perubahan garis pantai dari tahun 1990 sampai tahun 2014. Tujuan utama dari proses kalibrasi ini adalah untuk mendapatkan nilai yang optimum untuk koefisien K1 dan K2 sehingga perubahan garis pantai yang telah diprediksi memiliki korelasi yang sesuai dengan hasil proses data satelit. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa prediksi perubahan garis pantai memiliki korelasi yang baik dengan data historis di pantai Tanjung Motong. Hal ini menunjukkan bahwa program GENESIS tidak hanya dapat digunakan untuk memprediksi garis pantai berpasir tetapi juga pantai berlumpur.

References

1. C. Pereira, C. Coelho, A. Ribeiro, A.B. Fortunato, C.L. Lopes, J.M. Dias. J. Coast. Res. 65 (2013) 2161.
2. H. Hanson. J. Coast. Res. 5/1 (1989) 1.
3. C. Coelho, F. Taveira-Pinto, F. Veloso-Gomes, J. Pais-Barbosa. Procedings of the 29th International Conference on Coastal Engineering, Lisboa, Portugal, 2004, p.3914.
4. J. Darsan, C. Alexis. Environ. Nat. Resour. Res. 4/1 (2014) 94. DOI: http://dx.doi.org/10.5539/enrr.v4n1p94.
5. J. Mėžinė, P. Zemlys, S. Gulbinskas. Baltica. 26/2, (2013) 69.
6. L. Balas, A. Inan, E. Yılmaz. J. Coast. Res. 64 (2011) 460.
7. E.R. Thieler, E.A. Himmelstoss, J.L. Zichichi, A. Ergul. U.S. Geological Survey Open-File Report. USA, 2009.
8. H. Hanson, N.C. Kraus. Technical Report CERC-89-19, Army Corps of Engineers, USA, 1991.
9. USACE. Coastal Engineering Research Center, U.S. Army Corps of Engineers, USA, 1984.
10. S. Sutikno, The 31st Annual Meeting of Indonesian Association of Hydraulic Engineer (HATHI), Padang, Indonesia, 2014, p. 616, DOI:10.13140/RG.2.1.2074. 5766. [In Indonesia]

Recommended Citation

Sutikno, Sigit; Murakami, Keisuke; Handoyo, Dwi Puspo; and Fauzi, Manyuk (2015) "Calibration of Numerical Model for Shoreline Change Prediction Using Satellite Imagery Data," Makara Journal of Technology: Vol. 19: Iss. 3, Article 3.
DOI: 10.7454/mst.v19i3.3042
Available at: https://scholarhub.ui.ac.id/mjt/vol19/iss3/3