PENDAHULUAN Gempa bumi Tsunami Earthquake Analysis and Tsunami Run-Up Modeling

Transkripsi

1 PENDAHULUAN Gempa bumi adalah getaran yang terjadi pada permukaan bumi yang disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi). Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan. Sering kali gempa bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itu lah gempa bumi akan terjadi. Tsunami adalah kumpulan gelombang lautan yang sangat panjang, disebabkan oleh terjadinya gempa tektonik sehingga menyebabkan disposisi air secara vertikal. Istilah Tsunami berasal dari bahasa Jepang dimana tsu berarti pelabuhan dan nami berarti gelombang, yang secara harafiah berarti ombak besar di pelabuhan. Tenaga setiap tsunami adalah tetap, fungsi ketinggiannya dan kelajuannya. Dengan itu, apabila gelombang menghampiri pantai, ketinggiannya akan meningkat sementara kelajuannya menurun. Tsunami dapat terjadi jika terdapat gangguan yang menyebabkan perpindahan sejumlah besar air, seperti letusan gunung api, gempa bumi, longsor maupun meteor yang jatuh ke bumi. Namun, 90% tsunami terjadi akibat gempa bumi bawah laut. Dalam rekaman sejarah beberapa tsunami diakibatkan oleh gunung meletus, misalnya ketika meletusnya Gunung Krakatau. Earthquake Analysis and Tsunami Run-Up Modeling adalah sebuah aplikasi yang memproses parameter dari data gempa sehingga menghasilkan keluaran berupa nilai numerik yang kemudian divisualisasikan secara grafis. Selain itu aplikasi juga mampu menghasilkan keluaran berupa data numerik, model propogasi dan run-up tsunami. Aplikasi ini terdiri dari 2 program yaitu Earthquake Analysis dan Tsunami Run-Up Modeling. Aplikasi ini dibangun dengan menggunakan 2 bahasa pemrograman, yaitu Fortran dan Java. Secara teknis, sebagai program utama Java akan memanggil kompiler Fortran untuk melakukan proses perhitungan dari parameter parameter yang dimasukkan, kemudian Java akan memproses kembali menjadi keluaran berupa grafis yang sesuai. User interface aplikasi ini dirancang sesederhana mungkin serta user friendly agar user/pemakai dapat dengan mudah menggunakannya. Selain itu aplikasi ini dilengkapi dengan fasilitas Help yang berfungsi sebagai panduan bagi user/pemakai. 1

2 TENTANG APLIKASI EARTHQUAKE ANALYSIS AND TSUNAMI RUN-UP MODELING Berikut dijelaskan parameter-parameter apa saja yang harus diinputkan pada masing-masing aplikasi dan juga diagram alir kerja aplikasi. I. Aplikasi Earthquake Analysis Sebagai sebuah aplikasi yang memproses data gempa, Earthquake Analysis membutuhkan beberapa input(masukan). Input yang berupa parameter kemudian akan diproses dengan berbagai mekanisme dan perhitungan sehingga menghasilkan output(keluaran) berupa nilai numerik dan grafis patahan. Berikut akan dijelaskan parameter(input) apa saja yang dibutuhkan aplikasi ini untuk menghasilkan output yang diinginkan. Parameter masukannya adalah sebagai berikut : 1. Earthquake Parameter (Parameter Gempa) a. HH Parameter masukan nilai dari Hypocentrum dengan satuan meter. b. D Parameter masukan nilai dari besaran dislokasi gempa dengan satuan meter c. DL, TH, RD Parameter masukan nilai dari sudut gempa (dip angle, strike angle, rake/slip angle) dengan satuan derajat. d. L Parameter masukan nilai dari panjang fault (patahan gempa) dengan satuan meter. e. W Parameter masukan nilai dari lebar fault (patahan gempa) dengan satuan meter. f. Cols Jumlah Kolom pada domain terbesar, misalnya A. g. Rows Jumlah Baris pada domain terbesar, misalnya A. h. DX Parameter masukan nilai dari ukuran grid spatial pada domain terbesar dengan satuan meter domain A (m).

3 2. Episentrum a. X b. Y Parameter masukan jarak relative sejajar sumbu x dihitung dari koordinat asal (kiri bawah) pada domain A (m). Parameter masukan jarak relative sejajar sumbu Y dihitung dari koordinat asal (kanan bawah) pada domain A (m). Setelah seluruh parameter tersebut di-input, aplikasi akan memprosesnya dengan memanfaatkan prosedur yang terdapat dalam program. Parameter yang di-input akan dicompile oleh kompiler Fortran untuk menghasilkan sebuah file yang berisi hasil proses perhitungan. File Output tersebut kemudian di-compile lagi oleh Java untuk menghasilkan grafis berupa patahan dari gempa. Proses tersebut dapat digambarkan sebagai sebuah mekanisme yang dapat kita lihat dalam diagram alir berikut. User Interface (GUI Java) Input Get Parameter Compile use Fortran File Compile use Java Earthquake Graphics Gambar 1. Diagram alir earthquake analysis

4 II. Aplikasi Tsunami Run-Up Modeling Sebagai sebuah aplikasi yang memproses data data gempa, Tsunami Run-Up Modeling membutuhkan beberapa input(masukan). Input berupa data yang kemudian diproses dengan berbagai mekanisme dan perhitungan, output(keluaran) berupa data numerik tiap langkah waktu yang telah ditetapkan pada setting program. Data numerik tersebut kemudian divisualisasikan oleh interface program menjadi grafis/image dan animasi program. Berikut akan dijelaskan parameter(input) apa saja yang dibutuhkan aplikasi ini untuk menghasilkan output yang diinginkan. Parameter Masukan : 1. Delta Nilai masukan dari tiap Grid 2. File Output (Outzmn) Nilai masukan dari parameter Outzmn 3. File Input (Hname) Nilai masukan yang diambil dari file file suse.txt (a-d). 4. News Nilai masukan berupa arah masuknya air dari 4 mata angin. 5. Total second Nilai masukan berupa waktu yang diinginkan untuk memproses data. 6. Tide Level Nilai masukan dari ketinggian air pasang surut. Setelah seluruh parameter tersebut di masukkan, aplikasi akan memprosesnya dengan menggunakan prosedur prosedur yang terdapat pada program. Parameter yang dimasukkan akan di-compile oleh kompiler Fortran untuk menghasilkan file-file yang berisi hasil proses perhitungan (file ZA, ZB, ZC, ZD). File Output tersebut kemudian di-compile lagi oleh Java untuk menghasilkan grafis berupa elevasi muka air laut. Proses tersebut dapat digambarkan sebagai sebuah mekanisme yang dapat kita lihat dalam diagram berikut :

5 User Interface (GUI Java) Input Get Parameter Compile use Fortran File Compile use Java Tsunami Animation

6 PENJELASAN APLIKASI EARTHQUAKE ANALYSIS AND TSUNAMI RUN-UP MODELLING Berikut ini akan dijelaskan langkah pembuatan, alur proses pada Java dan juga alur proses berdasarkan form untuk masing-masing program yaitu Earthquake Analysis dan Tsunami Run-Up Modeling. I. Aplikasi Earthquake Analysis Seperti telah dijelaskan di atas aplikasi ini dibangun menggunakan 2 bahasa pemrograman yaitu Fortran dan Java. Sebagai bahasa utama Java berfungsi sebagai pengendali keseluruhan program seperti pembuatan interface, memanggil kompiler Fortran serta memproses keluaran berupa data nilai numerik dan grafis. Alur Proses berdasarkan Form : User Interface Earthquake Analysis Set Parameter Parameter Earthquake Episentrum Set HH,D,DL,TH,RD,L,W,Cols,Rows, DX Set X,Y Proses View

7 II. Aplikasi Tsunami Run-Up Modeling Seperti telah dijelaskan di atas aplikasi ini dibangun menggunakan 2 bahasa pemrograman yaitu Fortran dan Java. Sebagai bahasa utama Java berfungsi sebagai pengendali keseluruhan program seperti pembuatan interface, memanggil kompiler Fortran serta memproses keluaran berupa grafis dan nilai numerik. Sebelum kita masuk kita penjelasan listing program, ada baiknya kita mengenal bagaimana langkah-langkah pembuatan aplikasi Java sebagai berikut : 1. Membuat teks program (source code) dengan memakai syntax bahasa Java (.Java). 2. Meng-compile teks program menjadi aplikasi Java (.class). 3. Menjalankan aplikasi Java dengan intepreter. Alur Proses berdasarkan Form User Interface Tsunami Run-Up Modelling Set Parameter Level Dimensi Grid Delta File Input File Output News Tide Proses

8 USER INTERFACE APLIKASI EARTHQUAKE ANALYSIS AND TSUNAMI RUN-UP MODELLING Aplikasi Earthquake Analysis and Tsunami Run-Up Modelling ini terdiri dari 2 aplikasi yang saling mendukung yaitu, aplikasi Earthquake Analysis dan aplikasi Tsunami Run-Up Modelling. Output dari aplikasi Earthquake Analysis akan digunakan untuk simulasi pada aplikasi Tsunami Run-Up Modelling. Berikut akan dijelaskan user interface dan cara penggunaan dari masing-masing aplikasi. I. Main Menu Aplikasi Earthquake Analysis and Tsunami Run-Up Modelling Main Menu (menu utama) dari aplikasi ini memuat 4 buah tombol, yaitu tombol Tsunami Run-Up Modelling (untuk menjalankan aplikasi Tsunami Ru-Up Modelling), tombol Earthquake Analysis (untuk menjalankan aplikasi Earthquake Analysis), tombol Help, dan tombol Exit. Tampilan menu utama dari aplikasi ini adalah sebagai berikut : Gambar 1.1 Main Menu

9 II. Aplikasi Earthquake Analysis 1. Form Earthquake Analysis Parameter Apabila aplikasi Earthquake Analysis dijalankan akan muncul form Earthquake Analysis Parameter, yang berisi tombol untuk menginput parameterparameter yang dutuhkan oleh aplikasi. Terdapat 2 macam tombol set parameter yaitu SET (Earthquake Parameter) dan SET (Episentrum). Di halaman ini juga terdapat tombol Process untuk menjalankan aplikasi setelah parameter lengkap diinput-kan dan tombol Cancel untuk kembali ke menu utama. Tampilan form Earthquake Analysis Parameter adalah sebagai berikut : Gambar 1.2 Earthquake Analysis Parameter 2. Form Setting Parameter (Earthquake Parameter) Form Setting Parameter (Earthquake Parameter) adalah form untuk menginput parameter gempa (HH, D, DL, TH, RD, L, W, Cols, Rows, DX). Nilai HH, DL, L, W, dan DX harus dalam satuan meter. Pada form ini terdapat 2 tombol yaitu OK dan Cancel. Tombol OK digunakan untuk menyimpan input yang telah dimasukkan kemudian memanggil form Earthquake Analysis Parameter kembali dan tombol Cancel digunakan untuk membatalkan masukan atau menutup form Setting Parameter. Berikut ini adalah tampilan dari form Setting Parameter : Gambar 1.3 Setting Parameter (Earthquake Parameter)

10 3. Form Setting Parameter (Episentrum) Form Setting Episentrum adalah form untuk menginput data episentrum gempa (X,Y), kedua parameter ini harus dalam satuan meter. Pada form ini terdapat 2 tombol yaitu OK dan Cancel. Tombol OK digunakan untuk menyimpan input yang telah dimasukkan kemudian memanggil form Earthquake Analysis Parameter kembali dan tombol Cancel digunakan untuk membatalkan masukan dan menutup form Setting Parameter. Berikut ini adalah tampilan dari form Setting Parameter (Episentrum): Gambar 1.4 Setting Parameter (Episentrum) 4. Progress Bar Setelah semua parameter diinputkan lengkap dan tombol Process pada form Earthquake Analysis Parameter ditekan maka aplikasi akan memulai perhitungan dengan ditandai munculnya progress bar sebagai berikut: Gambar 1.5 Progress Bar Selama proses berlangsung, aplikasi akan membentuk file output perhitungan numerik yang diberi nama source.txt, yang nantinya akan dapat ditampilkan secara grafis pada form View (Source Viewer).

11 5. Form Source Viewer Berikut tampilan form Source Viewer : Gambar 1.6 Source Viewer to Image Pada form ini terdapat 3 buah tombol pada bagian kiri atas jendela. Untuk detailnya : Gambar 1.7 Tombol pada form Source Viewer to Image Tombol 1 digunakan untuk memanggil form Open untuk mengambil letak file source.txt untuk kemudian diproses oleh software. Berikut ini adalah tampilan form Open: Gambar 1.8 Form Open 1

12 Setelah file Source dibuka, maka pada jendela Source Viewer akan tapil output seperti contoh berikut : Gambar 1.9 Output source.txt Tombol 2 digunakan untuk memanggil form Save. Fungsi dari form ini adalah untuk menyimpan hasil output grafis di atas dalam format PNG (Portable Network Graphic). Tampilan form Save : Gambar 1.10 Form Save Tombol 3 digunakan untuk memanggil form Select Color yang berupa color box untuk mengganti warna air pada ouput grafis.

13 Gambar 1.11 Form Select Color III. Aplikasi Tsunami Run-Up Modelling Bagian kedua dari aplikasi ini adalah aplikasi Tsunam Run-Up Modelling. Aplikasi ini menggunakan file output source.txt yang dihasilkan oleh aplikasi Earthquake Analysis sebagai input parameter-parameter gempa untuk kemudian diproses hingga menjadi simulasi gelombang tsunami. Untuk dapat menjalankan aplikasi ini, terlebih dahulu user harus menjalankan aplikasi Earthquake Analysis agar menghasilkan file output source.txt. Apabila user langsung menjalankan aplikasi Tsunami Run-Up Modelling ini, maka sistem tetap akan memaksa user untuk menjalankan aplikasi Earthquake Analysis. Langkah-langkah untuk menjalankan aplikasi Earthquake Analysis dapat dilihat sebelumnya. Berikut penjelasan user interface dari aplikasi Tsunami Run-Up Modelling (dengan asumsi telah terdapat file source.txt) : 1. Form Setting Parameter (Modelling Parameter) Form Setting Parameter ini memuat tombol-tombol yang digunakan untuk memanggil form-form setting parameter yang lain, yaitu: form Set Delta Parameter (1), form Set OutZmn Parameter (2), form File HName Parameter (3), form Set NEWS Parameter (4). Dan juga memuat edit text untuk parameter Total second (lama simulasi dijalankan) dan Tide level (tinggi ombak pasang surut). Tombol Cancel untuk membatalkan nput dan menutup form dan tombol Process untuk memulai perhitungan ketika semua parameter telah lengkap diinputkan

14 Gambar 1.12 Form Setting Parameter (Modelling Parameter) 2. Form Set Delta Parameter Bila tombol Set... (D) pada form Setting Parameter di-klik maka akan ditampilkan form Set Delta Parameter seperti berikut ini : Gambar 1.13 Form Set Delta Parameter Untuk mengisi parameter-parameter delta (dt, dx, dy) cukup klik ganda pada tiap-tiap field, kemudian tuliskan nilai yang akan diinput. Tombol OK digunakan untuk menutup jendela dan menyimpan nilai yang diinput sedangkan tombol Cancel digunakan untuk menutup jendela dan membatalkan input. 3. Form Set File Output (OutZmn Parameter) Bila tombol Set... (Outzmn) pada form Setting Parameter di-klik maka akan ditampilkan form Set Outzmn Parameter seperti berikut ini :

15 Gambar 1.14 Form Set Outzmn Parameter Form Set Outzmn Parameter ini digunakan untuk menentukan pada grid apa sajakah file output akan di-generate. Klik pada check box untuk memberi tanda agar file output pada grid tersebut di-generate. Tombol OK digunakan untuk menutup jendela dan menyimpan nilai yang diinput sedangkan tombol Cancel digunakan untuk menutup jendela dan membatalkan input. 4. Form Set File Input (HName Parameter) Bila tombol Set... (HName) pada form Setting Parameter di-klik maka akan ditampilkan form Set HName Parameter seperti berikut ini : Gambar 1.15 Form Set Hname Parameter

16 Form ini digunakan untuk menentukan letak file-file bathymetry. Untuk meletakkan input, klik pada tombol dalam lingkaran merah, kemudian akan ditampilkan form Open File sebagai berikut: Gambar 1.16 Form Open File Pilih file bathymetry yang dingiinkan kemudian klik Open. Ulangi proses ini sehingga semua grid yang dingiinkan terisi. 5. Form Set NEWS Parameter Bila tombol Set... (NEWS) pada form Setting Parameter di-klik maka akan ditampilkan form Set NEWS Parameter seperti berikut ini : Gambar 1.17 Form Set NEWS Parameter Form ini digunakan untuk menginpt arah masuknya air dari 4 mata angin (North, East, West, South) pada tiap grid. Klik pada check box untuk memberi tanda arah mata angin yang diinginkan. Tombol OK digunakan untuk menutup jendela dan menyimpan nilai yang diinput sedangkan tombol Cancel digunakan untuk menutup jendela dan membatalkan input.

17 6. Progress Bar Setelah semua parameter diinputkan dan tombol Process pada form Setting Parameter (Modelling Parameter) maka program akan melakkan perhitungan numerik sesuai dengan nilai parameter-parameter yang diinputkan. Akan muncul progress bar sebagai berikut : Gambar 1.18 Progress Bar 7. Form Result Output Animator Setelah proses perhitungan selesai, maka akan ditampilkan form Result Output Animator sebagai berikut. Gambar 1.19 Form Result Output Animator

18 Pada form ini terdapat 5 buah tombol pada bagian kiri atas jendela. Untuk detailnya : Gambar 1.20 Tombol pada form Result Output Animator Tombol 1 akan menampilkan form Open File yang digunakan untuk membuka folder temp yang menyimpan hasil proses perhitungan aplikasi untuk kemudian ditampilkan sebagai animasi. Gambar 1.21 form Open File Setelah membuka folder temp, akan tampil form Select Z untuk memilih file Z mana yang akan dirender untuk dijadikan animasi. Gambar 1.22 form Select Z Setelah itu akan tampil Progress Bar creating Animation.

19 Gambar 1.23 Progress Bar Creating Animation Setelah proses render selesai maka akan tampil form Result Output Animator kembali Gambar 1.24 Form Result Output Animator Pada state ini, animasi siap dijalankan klik pada tombol Play (lingkaran merah) untuk memainkan animasi.

20 Gambar 1.25 Animasi berjalan Tombol 2 (Create Movie) digunakan untuk membuat dan menyimpan file movie yang berekstensi *.mov (QuickTime Movie). Apabila tombol di-klik, maka akan tampil form Save (Gambar 1.26), ketikkan nama file kemudian klik Save. Gambar 1.26 Form Save to Movie

21 Tombol 3 (Change Gradation) digunakan untuk mengubah gradasi ombak pada lautan. Apabila tombol di-klik, maka akan tampil form Wave Color Gradation (Gambar Klik Add untuk menambahkan gradasi baru dan klik Remove untuk menghapus gradasi yang ada. Gambar 1.27 Form Select Color Tombol 4 (Change FPS) digunakan untuk mengubah frame per second dari animasi. Apabila tombol di-klik, maka akan tampil form Input FPS (Gambar1.28). Masukkan nilai FPS yang baru kemudian klik OK. Gambar 1.28 Form Input FPS 1