MANUAL PELATIHAN POST PROCESSING PEMODELAN NUMERIK RUN UP TSUNAMI Oleh: Sapto Nugroho (BPDP BPPT)

Transkripsi

1 MANUAL PELATIHAN POST PROCESSING PEMODELAN NUMERIK RUN UP TSUNAMI Oleh: Sapto Nugroho (BPDP BPPT) Cilacap Nusa Kambangan Cilacap Nusa Kambangan PELATIHAN PENGENALAN RUN-UP MODELLING TSUNAMI Bagi Pemerintah Daerah Propinsi, Perguruan Tinggi dan LPND RISTEK Kementrian Negara Riset dan Teknologi Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Jakarta, Agustus 2007

2 PENDAHULUAN Pemodelan Numerik Run-up Tsunami secara umum mempunyai tiga tahapan utama, yaitu: 1. Pre-Processing (input data sumber/parameter tsunami, input/format data dasar) 2. Processing (running model/pacu model), 3. Post Processing (Interpretasi, kartografi, animasi dan report). Kualitas dari sebuah model, khususnya pemodelan run-up tsunami bergantung pada keakuratan data, baik data sumber tsunami (gempa bumi/tektonik, gunung api/vulkanik, longsoran dll), data batimetri, data topografi, landcover dan landsuse. Penentuan skenario model juga tak kalah pentingnya, karena untuk mengatasi keterbatasan data yang ada, perlu pemilihan skenario yang paling logis. Untuk itulah diperlukan pemahaman dan pengetahuan dari seorang tsunami modeller tentang mekanisme dan karakteristik fisis terjadinya tsunami sehingga pemakaian perangkat lunak dan model pendekatan numerik dipahami sebagai proses konstruksi dan simplifikasi dari proses alam yang sesungguhnya. Hasil dari sebuah pemodelan harus bersifat informatif dan komunikatif sehingga dapat dipahami oleh pengguna. Untuk keperluan tersebut, hasil pemodelan perlu dilakukan interpretasi, dan disajikan dengan beberapa presentasi yang informatif dan menarik. Presentasi hasil pemodelan meliputi: - Penyajian Peta (Pembangkitan, detail run-up dan genangan, 3Dimensi) - Penyajian Grafik (tinggi muka air, sumber gempa) - Penyajian video animasi - Penyajian Laporan Pada tahap inilah yang biasa disebut dengan post processing model. Pada pelatihan ini akan diberikan penyajian hasil pemodelan numerik tsunami run-up secara sederhana, yaitu penyajian peta maksimum rendaman dan peta run-up tsunami untuk waktu yang berbeda setelah pembangkitan gelombang tsunami. Beberapa tahapan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Interpretasi Hasil Pemodelan 2. Penyajian Peta dan Interpretasi Visual: Penyiapan citra ikonos (dari google earth) Penyiapan image file hasil simulasi model (Konversi Data txt menjadi image file) Tumpang Susun (overlay) citra Ikonos dengan image hasil simulasi model Layout peta Penyajian peta dalam bentuk hardcopy (print-out) 1

3 1. Interpretasi Hasil Pemodelan Hasil dari sebuah model numerik bukanlah sesuatu yang sudah pasti kevalidannya, bahkan sangat mungkin jauh dari kondisi yang terjadi di lapangan. Oleh karena itu penting sekali dipahami bahwa hasil model ini perlu dilakukan interpretasi dan kalibrasi dengan hasil penelitian lapangan. Apapun masukan yang ada, sebuah model numerik mungkin akan selalu memberikan hasil, hanya saja hasil di sini perlu sekali diperhatikan bahwa keberhasilan penyusunan model numerik untuk Tsunami Run-up sangat tergantung dari keakuratan data yang ada (batimetri, topografi dan parameter gempa) serta proses pemodelan itu sendiri. Interpretasi Hasil Pemodelan Numerik Tsunami Run-up meliputi interpretasi numerik dan interpretasi visual. Interpretasi numerik meliputi maksimum run-up, waktu tempuh tsunami ke daratan, kecepatan, luas rendaman. Interpretasi visual dilakukan setelah presentasi hasil pemodelan dengan peta atau video animasi. Dari contoh Studi-Kasus Tsunami Run-up di Cilalcap, maka dapat diambil contoh output dari numerical domain D untuk empat kategori, yaitu: - 1 jam setelah pembangkitan (filename: ZD txt) - 2 jam setelah pembangkitan (filename: ZD txt) - 3 jam setelah pembangkitan (filename: ZD txt) - Maksimum Tsunami Run-up selama waktu simulasi (filename: ZDMAX.M) Untuk tahap-tahap berikutnya, interpretasi dan penyusunan peta hanya dilakukan untuk rendaman tsunami run-up maksimum dan untuk numerical domain D, karena domain inilah yang paling detail. Beberapa aplikasi yang digunakan untuk interpretasi adalah Textpad, Surfer 8.0, Microsoft Excel, Xview, Transform, Global Mapper, Envi dan aplikasi lain yang kompatibel. File yang dipergunakan dalam proses ini Interpretasi Maksimum Tsunami Run-up Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: - Buka Aplikasi Transform (Double-klik transform.exe atau shortcutnya) - Buka file ZDMAX.TXT (File Open) - Pada Kotak Dialog Import File Format, pilih : Text Matrix OK - Akan tampil Text Matrix dialog, yang berisi dimensi file yang akan dibuka (dimension: header: bila ada biasanya berisi info metafile, rows: jumlah baris, columns: jumlah kolom), View File: untuk melihat isi file, klik OK 2

4 - 3

5 Untuk mengetahui besarnya maksimum run-up, klik Tool MinMax (Max adalah maksimum run-up yang terjadi, angka minimal bukan run-up minimal) Aplikasi lain yang bisa untuk mengetahui run-up maksimal adalah dengan menggunakan Surfer 8. Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: - Buka aplikasi Surfer 8 dari Start Menu All Program - Golden Software Surfer Surfer 8 - Klik File Open (Masuk ke folder dimana file ZDMAX.TXT berada) - Pada File of Type pilih All Files (*.*) - Pilih file ZDMAX.TXT OK - Pada dialog Data Import Option cek delimiters untuk Space dan Tab, Cek juga Skip leading spaces - OK 4

6 Klik Sini untuk Select All Data - Select all data dengan klik di pojok kiri atas (gambar di atas) - Klik Data - Statistic - Un-Check semua pilihan kecuali Maximum OK (Tunggu beberapa saat) - Copy Hasil statistik maximum cara klik di baris maximum tarik scroll bar ke kanan tekan shift (ditahan) + klik pada kolom data terakhir copy - close - Buka Microsoft Excell Paste (eliminasi angka -15) Klik Sini Shift tahan + Klik Sini Geser Copy - Buat Grafik Select Data Klik Chart Wizard Line - OK - Maksimum bisa ditampilkan juga dengan fungsi (=max(number1,number2,.) 5

7 6

8 2. PENYAJIAN PETA DAN INTERPRETASI VISUAL a. Penyiapan citra ikonos (dari google earth) Aplikasi yang dipergunakan: Google Earth, Global Mapper dan Image Processing yang lain. Syarat tambahan: komputer online internet (atau daerah kajian sudah tersimpan dalam cache memory). Untuk pelatihan ini sudah disediakan image file untuk domain D Cilacap nama file: google-d.jpg. Tahapan yang harus dilakukan: - Buka aplikasi google earth, explore ke daerah kajian (cilacap) - Siapkan koordinat domain-d (derajat), ini terdapat di bukunya p Aris halaman 4) (S-7.68 E108.96) (S-7.68 E109.08) Domain D (S-7.80 E108.96) (S-7.80 E109.08) - Buat titik kontrol dengan cara: Klik Add - Place mark (CTRL-Shift-P) pada kiri bawah dan masukkan nilai latitude: S-7.80 dan longitude: E untuk titik kontrol kiri bawah. - Hapus saja untuk name-nya, klik toolbar ini, ganti dengan icon seperti ini OK. 7

9 - Lakukan hal yang sama untuk tiga titik kontrol yang lain, sehingga dihasilkan seperti pada gambar berikut: - Simpan image dengan : klik menu File Save Save Image as (CTRL-ALT-S) - Beri nama file dengan google.jpg simpan di folder Input (file ini yang akan di overlay dengan image hasil pemodelan tsunami run-up) - Dengan global mapper, panggil file ini dan dilakukan rectify images dengan titik-titik kontrol yang sudah ada Note: File yang dihasilkan masih sangat kasar resolusinya, sehingga dengan cara yang sama dapat diperoleh resolusi yang lebih bagus, yaitu dengan membuat titik-titik kontrol yang banyak dan proses capture image (save image) yang berulang-ulang. b. Penyiapan image file hasil simulasi model (Konversi data txt menjadi image file) Aplikasi yang dipergunakan adalah: Transform, surfer, global mapper atau image processing yang lain (Envi, ERMapper, Arcview dll). Pada studi Kasus Tsunami Run-up Cilacap, penyiapan image hasil simulasi dilakukan dengan Xview dan Global Mapper. 8

10 File yang digunakan adalah file output simulasi Tsunami run-up, yaitu: - ZD txt, - ZD txt, - ZD txt dan - ZDMAX.M (File-file tersebut terdapat pada folder Hasil Numerik) KONVERSI DATA TXT KE IMAGE FILE DENGAN XVIEW Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: - Buka aplikasi Xview (dengan double klik atau klik kanan pada file xview.exe open) - Lakukan setting: Klik E (edit) A (add/all) - Pengaturan warna: C (color) W (atur seperti pada gambar: ) 9

11 - Buka Windows Explorer, buka folder output/hasil - Atur agar windows xview terlihat di desktop - Pilih file-file yang akan diubah menjadi image - Drag file-file tersebut ke aplikasi xview (lihat gambar) - Klik A (seperti pada gambar), -??? OK Klik Sini 10

12 - Lihat pada folder Hasil Numerik, file keluaran berupa image dengan ekstensi bmp. - Move image file ini ke folder input Move ke Folder ini Image File Hasil Sampai disini sudah tersedia di folder input: 4 file image hasil simulasi dan 1 file citra Ikonos dari google earth. PROSES TUMPANG SUSUN (OVERLAY) IMAGE HASIL SIMULASI Image hasil pemodelan tsunami run-up belum merupakan hasil yang langsung dapat dipahami oleh pengguna. Disamping belum mempunyai georeferensi, juga belum menampilkan informasi yang cukup, sehingga perlu ditambahkan informasi dan disusun layoutnya. Pada studi kasus ini akan disusun peta run-up tsunami pada seri waktu yang berbeda, yaitu 1 jam, 2 jam dan 3 jam setelah pembangkitan gelombang tsunami. Juga peta rendaman maksimum dari seluruh waktu simulasi yang dilakukan. Untuk lebih memudahkan interpretasi visual, image yang dihasilkan oleh pemodelan tsunami ditumpang susun (overlay) dengan peta tematik (penggunaan lahan, penutup lahan) atau dengan citra satelit (quickbird atau ikonos). Pada studi kasus ini overlay dilakukan dengan citra ikonos dari google earth. Aplikasi yang digunakan untuk proses ini antara lain: Global Mapper dan Envi 4.0, disamping dapat juga dengan aplikasi yang lain seperti AutoCAD, Arcview, ER Mapper atau image processing yang lain. 11

13 Data yang harus disiapkan adalah: 1. Image file hasil pemodelan (4 file: 3 file run-up, 1 file maksimum rendaman) 2. Citra Ikonos (dari Google Earth) untuk numerical domain D (terdiri 3 file: Google-D.jpg, Google-D.jgw, Google-D.prj g) Berikutnya adalah tahap-tahap proses overlay: - Buka aplikasi Global Mapper 8 - Klik Menu Tool Configure Projection Pilih Geographic (Latitude-Longitude) - OK - Open Data File (masuk folder Input) - pilih file google-d.jpg - Pada kotak dialog klik yes untuk manual rectify image - Lakukan zoom pada kotak di tengah, pada sudut kiri atas image (lihat gambar) - Klik kanan untuk zoom-out bila terjadi kesalahan Zoom di sini - Klik (kiri) pada titik referensi sudut kiri atas pada zoomed view (tengah) - Masukkan koordinat pada X/Easting/Lon: dan Y/Northing/lat: Kalau kurang tepat pada posisi sudutnya, dapat langsung klik lagi pada posisi yang diinginkan - Sesudah tepat benar, klik Add GCP (Ground Control Point) Point 1 OK (lihat gambar) - Lakukan hal yang sama untuk ketiga sudut yang lain, sehingga diperoleh hasil seperti pada gambar berikut: 12

14 - Simpan GCP dengan klik File Save Control Point to a File beri nama file - OK - Klik OK untuk mengahiri proses rectify - Jika benar seluruh proses dan masukan koordinatnya maka dihasilkan seperti gambar tersebut: 13

15 Rectify Image Hasil Pemodelan: - Open Data File (masuk folder Input) - pilih file ZD TXT.BMP (1 jam) - Pada kotak dialog klik yes untuk manual rectify image - Lakukan prosedur rectify sebagaimana proses sebelumnya. Metode yang lain adalah Rectify Image to image: Ini dapat kita lakukan apabila dua image mempunyai titik kontrol yang sama-sama diketahui. Yang paling mudah adalah titik kontrol pada tiap sudut/pojok dari image yang dipergunakan. Untuk keperluan itu perlu diexport file google.jpg dengan batasan yang sama dengan batas domain D. Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut: - Ubah Proyeksi menjadi UTM, dengan cara: klik Tool Configure Projection Pilih UTM OK (pastikan datum: WGS84) - Klik File Export Raster and Elevation Data jpg - Pilih Export Bounds klik Lat/Lon (degrees) masukkan batas domain D seperti gambar dibawah ini: - Klik OK masukkan nama file : Domain-D.jpg - Klik tool control center (atau Alt-C) atau klik toolbar 14

16 - Pilih Google-D.jpg Close Overlay Close (Kalau ada Pertanyaan untuk menyimpan Yes) - Dengan prosedur yang sama buka file ZD TXT.BMP dan lakukan manual rectify. Note: Perbedaan dengan rectify sebelumnya adalah titik kontrolnya adalah masingmasing sudut dari image reference dan image yang akan di-rectify - Zoom pada kedua image (tengah dan kanan) pada sudut yang sama - Klik pada masing-masing sudut tepat pada sudutnya (bila perlu zoom in sebesar mungkin) - Klik Add GCP to List - Lakukan dengan cara yang sama untuk ketiga sudut yang lain 15

17 - Hasilnya seperti gambar tersebut dibawah: - Simpan GCP dengan klik File Save Control Point to a File beri nama file OK - Klik OK untuk mengahiri proses rectify image to image Klik Setelah save GCP 16

18 Overlay Setting - Klik tool control center (atau Alt-C) atau klik toolbar - Klik ZD72000.TXT.BMP Options - Geser Slide bar Translucency (mengatur transparansi) sampai pada angka 40.2% - Klik Transparent Set Transparent Color Red (merah) 17

19 - Hasil Overlay seperti gambar dibawah ini: Export Image Hasil Overlay dengan proses seperti sebelumnya: - File-Export Raster adn Elevation Data-Export JPG - Pastikan chek untuk generated world file dan generate projection file (PRJ) - OK beri nama file Run-up-2-jam.jpg, masukkan di dalam folder OUTPUT. 18

20 LAYOUT PETA HASIL OVERLAY DAN PRINT OUT HARDCOPY Aplikasi yang digunakan: ENVI 4.0 File Input: - Run-up-2-jam.jpg - Run-up-2-jam.prj - Run-up-2-jam.jgw Prosedur: - Buka Aplikasi Envi File - Open Image File pilih file Run-up-2-jam.jpg - Masukkan proyeksi: UTM, zone: 49, Datum: WGS84 - OK - Load RGB - Pada display #1(R:R ) Klik File QuickMap New QuickMap - OK 19

21 - Ukuran Width: Height: cm (A3) - Orientation: Potrait - Map Scale: 1:50,000 OK - Pilih Area yang akan dicetak dengan menggeser di QuickMap Image Selection sbb: - Atur dan isikan informasi judul peta, projection info, scale bar, grid line, dan Logo untuk Legenda Apply, sbb: 20

22 - Pilih windows #2(R:R ) - File Menu Print OK (untuk membuat file pdf) - Chek Output QuickMap to Printer (untuk membuat printout Hardcopy) - Pilih Adobe PDF untuk printer name Klik Properties - atur seperti pada gambar berikut: - Klik OK Untuk membuat file pdf nya, beri nama Run-Up-2-jam.pdf. 21