BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi radar pertama kali diaplikasikan sejak tahun 1950-an oleh pihak militer Inggris. Sejak saat itu, teknologi ini semakin berkembang dengan pesat, dan aplikasinya tidak hanya untuk keperluan militer saja, melainkan sudah diaplikasikan untuk berbagai keperluan. Salah satu aplikasi teknologi radar yang sangat berguna bagi keilmuan Geodesi adalah aplikasinya untuk pencitraan dan pemetaan, serta untuk keperluan pengukuran teliti seperti pengukuran deformasi. Metode yang digunakan dalam pencitraan menggunakan radar salah satunya adalah InSAR. Kata InSAR sebenarnya merupakan singkatan yang bertingkat. Dikatakan bertingkat karena singkatan InSAR itu sendiri terdiri atas tiga istilah pembentuknya, yaitu Interferometry, Synthetic Aperture Radar (SAR), dan Radar (Radio detection and Ranging)itu sendiri. Walaupun pada awalnya teknologi radar lebih banyak digunakan untuk keperluan militer, namun perkembangan teknologi radar untuk meperluan sipil berkembang dengan sangat cepat setelah perang dunia ke-2. Bidang astronomi adalah bidang yang pertama memperoleh keuntungan dari teknologi ini. Sistem radar bumi terbukti sangat ideal untuk mempelajari benda-benda langit terutama planet dan satelitnya, seperti bulan, planet Mars, Planet Venus, bahkan juga matahari. Pada bulan Januari 1946, gelombang pantul dari bulan diterima untuk pertama kalinya. Kemudian pada tahun 1961 (planet Venus), dan pada tahun 1963 (planet Mars), juga berhasil di observasi dengan menggunakan antena radio-astronomi (Goldstein dan Gillmore, 1963 dalam Hanssen; Goldstein dan Carpenter, 1963 dalam Hanssen). Parameter-parameter yang ditentukan waktu itu adalah kecepatan, delay waktu, dan intensitas untuk berbagai macam polarisasi (Goldstein, 1964, 1969 dalam Hanssen). Percobaan pertama membawa teknologi radar ke luar angkasa dimulai pada tahun 1962 oleh Jet Propulsion (JPL) NASA. Di Indonesia sendiri, penggunaan radar untuk berbagai keperluan sudah dilakukan sejak lama, terutama untuk keperluan pertahanan dan keamanan (militer). Untuk keperluan I-1

2 pemantauan deformasi, radar belum banyak digunakan di Indonesia jika di bandingkan dengan penggunaannya di luar negeri. Padahal potensi radar kearah itu sangatlah besar. Misalnya untuk pemantauan aktivitas gunung berapi dan penurunan muka tanah yang diakibatkan oleh berbagai sebab (contohnya eksploitasi air tanah yang berlebihan). Isu penurunan tanah di Indonesia saat ini sudah menjadi isu yang cukup dipertimbangkan oleh para pihak pengambil keputusan. Informasi mengenai penurunan tanah ini sangat berguna untuk menentukan tata rencana suatu kota dimasa yang akan datang. Penurunan tanah dapat terjadi dikarenakan berbagai hal, misalkan kondisi eksisting geologi di suatu daerah, eksploitasi air tanah yang berlebihan, aktifitas pertambangan yang berlebihan, dan lain sebagainya. Efek dari penurunan tanah ini juga bermacam-macam, mulai dari semakin bertambah parahnya banjir disuatu daerah, hingga graben. Untuk menghindari masalah yang diakibatkan oleh penurunan tanah, maka pemantauan penurunan tanah sangat perlu dilakukan untuk menentukan tindakan yang harus dilakukan untuk mencegah terjadinya penurunan tanah itu. Di kota-kota besar Indonesia, khususnya yang memiliki banyak industri besar atau berada di wilayah pesisir, efek dari penurunan tanah ini menjadi semakin buruk. Dampak yang ditimbulkan luar biasa besar karena menyangkut kehidupan warga kota yang tidak sederhana. Kerugian yang diderita pun sangat beragam, mulai dari kerugian secara finansial, hingga kerugian secara sosial. Gambar 1.1 : Dampak penurunan tanah di Kota Semarang yang menyebabkan banjir pasang (rob) di Jalan Citarum Semarang (kiri), dan Tanjung Mas (kanan). Kedua foto diambil pada tanggal 8 Juni I-2

3 Penggunaan teknologi InSAR untuk pengamatan gunung api juga merupakan salah satu kemajuan penting dalam bidang pemantauan gunung api. Pemantauan yang biasanya dilakukan secara insitu, dengan teknologi InSAR, pengamatan deformasi gunung api dapat dilakukan secara ek-situ. Hal ini sangat menguntungkan terutama bagi gunung-gunung api yang sulit dijangkau, namun penting sekali untuk dilakukan pengawasan. Di Indonesia sendiri, terdapat banyak sekali gunung api yang aktif. Hal ini dikarenakan wilayah Indonesia terletak diantara tiga benua. Wilayah Indonesia juga dikenal terletak pada lingkaran api (ring of fire), seperti yang terlihat pada Gambar 1.2 dibawah ini, Gambar 1.2 : Sebagaran gunung api aktif (titik merah), sebaran lempeng tektonik, dan lokasi lintgkaran api (sumber : Jumlah gunung api di Indonesia cukup banyak dan tersebar di hampir semua pulau utama di Indonesia kecuali Kalimanatan (seperti terlihat pada gambar 1.2 diatas). Hal ini juga menjadikan wilayah Indonesia rentan terhadap bencana letusan gunung api. Dalam 400 tahun terakhir, telah terjadi setidaknya 70 letusan di Indonesia ( termasuk diantaranya beberapa letusan besar yang sangat hebar seperti letusan Gunung Tambora di Nusa Tenggara Barat, dan Gunung Krakatau di Selat Sunda. Tabel 1.1 berikut memperlihatkan jumlah gunung api di Indonesia yang tersebar di berbagai pulau, I-3

4 Tabel 1.1 : Sebaran Gunung Api di Indonesia ( diakses pada tanggal 25 Juni 2009) Pulau Jumlah Gunung Api Sumatra 30 Jawa 35 Bali dan Nusa Tenggara 30 Maluku 16 Sulawesi 18 Jumlah 129 Penggunaan teknologi InSAR untuk pemantauan gunung api di negara-negara maju sudah banyak dilakukan. Di Indonesia sendiri, penggunaan teknologi ini belum banyak dilakukan, sehingga teknologi InSAR belum dijadikan metode pengawasan gunung api standar di Indonesia. Gambar 1.3 : Pemantauan salah satu gunung api di Hawai USA ( Informasi yang diberikan oleh teknologi InSAR memiliki karakteristik yang unik dibandingkan dengan teknologi pengawasan deformasi lainnya. Dengan menggunakan teknologi InSAR, informasi deformasi di seluruh area pengamatan dapat diperoleh tanpa harus dilakukan interpolasi terlebih dahulu. Selain itu, ketelitian yang diberikan juga cukup teliti, hingga 4 mm (Hanssen, 2000). I-4

5 1.2 Permasalahan Kajian mengenai teknologi InSAR untuk pemantauan deformasi di Indonesia masih belum banyak dilakukan. Karakteristik wilayah Indonesia yang memiliki tutupan kanopi yang tinggi di wilayah Indonesia memiliki korelasi yang positif dengan hasil pengolahan data InSAR, namun penelitian mengenai hal ini masih belum banyak dilakukan. Data DEM di wilayah Indoensia yang masih belum cukup baik membuat pengolahan data InSAR menjadi kurang baik. Data DEM yang banyak digunakan untuk berbagai keperluan di Indonesia adalah data SRTM global. Namun kajian mengenai penggunaan data DEM untuk keperluan pengolahan data InSAR juga belum banyak dilakukan. Penurunan tanah yang terjadi di kota-kota besar di Indonesia disebabkan oleh banyak faktor, seperti eksploitasi air tanah, kompaksi tanah akibat pembebanan diatasnya, kondisi geologis setempat, dan lain sebagainya. Namun, pola deformasi yang dipengaruhi secara dominan dari faktor-faktor tersebut sulit dilihat dari pengukuran yang sudah dilakukan selama ini. Teknologi InSAR diharapkan dapat melihat pola ini. Pemantauan penurunan tanah selama ini memerlukan biaya dan waktu yang cukup besar. Pemantauan dengan biaya dan waktu yang cukup besar ini memerlukan usaha yang besar, sehingga pemanfaatan teknologi InSAR diharapkan dapat mengidentifikasi penurunan tanah yang terjadi di kota besar, yang memang selama ini belum dilakukan penelitian diwilayah itu. Penelitian sebelumnya mengenai pemantauan Gunung Batur dengan mengunakan data InSAR (Suganda, 2008) dirasakan masih belum maksimal. Penggunaan software dan algoritma pengolahan yang berbeda diharapkan akan menghasilkan informasi yang lebih baik lagi. Pemantauan penurunan tanah di kota besar dan deformasi gunung api di Indonesia saat ini masih banyak yang dilakukan secara insitu. Padahal untuk melakukan pemantauan secara in-situ, diperlukan resource yang cukup besar, terutama jika dilakukan pada daerahdaerah yang cukup jauh dari perkotaan. I-5

6 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari thesis ini diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Melihat pengaruh tutupan lahan terhadap kualitas pengolahan data InSAR 2. Melihat pengaruh penggunaan data DEM dari SRTM pada pengolahan data InSAR di wilayah Indoensia 3. Mengetahui karakteristik gelombang SAR yang baik digunakan di wilayah Indonesia 4. Mengetahui pola deformasi yang dominan diakibatkan oleh faktor eksploitasi air tanah, dan pengaruh kompaksi tanah akibat pembebanan diatasnya. 5. Dapat mengidentifikasi penurunan tanah yang terjadi di kota besar (studi kasus : Medan) 6. Mengetahui pola deformasi gunung Api di daerah terpencil secara episodik 7. Memperoleh hasil pengolahan data SAR secara lebih baik dari sebelumnya. 1.4 Daerah Studi Terdapat beberapa daerah studi yang dilakukan dalam kajian thesis ini, yaitu: 1. Gunung Api Batur, yang terletak di Provinsi Bali Pemantauan Gunung Api Batur dengan menggunakan teknologi InSAR sudh dilakukan pada penelitian sebelumnya (Suganda, 2008), namun dirasakan masih belum optimal dalam hal pengolahannya. Aplikasi metoda dan software yang berbeda, diharapkan dapat memberikan hasil yang lebih baik. 2. Gunung Api Ibu, yang terletak di Pulau Halmahera Letak Gunung Ibu yang berada cukup jauh dari perkotaan membuat pemantauan deformasi gunung ini secara episodik cukup sulit dilakukan. Padahal aktivitas gunung api ini selama beberapa tahun terakhir sangat aktif. Teknologi InSAR diharapkan dapat membantu kegiatan pemantauan gunung api ini. 3. Kota Bandung Kota dengan 7 juta lebih penduduk ini memiliki banyak detail topografi. Mulai dari dataran yang cukup luas, wilayah perbukitan yang banyak, hingga wilayah pegunungan yang mengelilingi kota ini. Selain itu, tutupan lahan di wilayah Bandung juga cukup beragam. Hutan yang masih cukup lebat, rawa, dan wilayah perkotaan terdapat diwilayah ini. Analisis mengenai berbagai pengaruh tutupan lahan terhadap pengoalahan data InSAR dilakukan pada area studi ini. I-6

7 Selain alasan diatas, pemilihan kota Bandung sebagai area studi adalah karena di wilayah ini terdapat industri-indurtri besar yang mengeksploitasi air tanah. Eksploitasi air tanah ini menjadi penyebab terbesar dalam kasus penurunan tanah di wiayah Bandung (Abidin, 2001). Teknologi InSAR diharapkan dapat mengetahui pola deformasi yang terjadi akibat ekspliotasi air tanah ini. 4. Kota Semarang Deformasi yang terjadi di bagian utara kota Semarang lebih diakibatkan oleh pengaruh beban urugan tanah diatasnya (Marsudi, 2001). Pemantauan penurunan tanah di kota Semarang diharapkan dapat melihat pola penurunan tanah yang diakibatkan oleh faktor ini. 5. Kota Medan, Kota besar ketiga di Indonesia ini letaknya berada di wilayah pesisir, dan memiliki industri besar yang jumlahnya cukup banyak. Hal ini ditandai dengan dibangunnya dua area industri di kota ini. Sayangnya, pemantauan penurununan tanah akibat adanya aktifitas industri ini belum banyak dilakukan. Data SAR yang digunakan pada thesis ini diharapkan dapat mengidentifikasi penurunan tanah di Kota Medan. 1.5 Kebutuhan Data Data yang digunakan adalah sebagai berikut, 1. Data ALOS PALSAR pada masing-masing area pengamatan. Pengambilan data pada masing-masing area disesuaikan dengan ketersesiaan data yang ada 2. Data Envisat untuk wilayah Bandung dan Sekitarnya 3. Data ERS-1 dan ERS-2 untuk wilayah Gunung Batur 4. Data DEM yang diperoleh dari data SRTM 5. Citra Landsat 1.6 Metodologi Penelitian Secara garis besar, metode penelitian yang dilakukan dalam kajian ini adalah sebagai berikut, 1. Studi literatur baik dari buku-buku mengenai topik terkait, maupun karya-karya ilmiah yang terkait dengan studi InSAR, studi deformasi, dan lain sebagainya. I-7

8 2. Pengambilah dan pengumpulan data yang diperlukan, sebagaimana disebutkan pada sub-bab Kebutuhan Data 3. Pengolahan data untuk melihat deformasi yang terjadi di area pengamatan. 4. Analisa hasil pengolahan data, dan 5. Visualisasi hasil pengolahan data Secara garis besar, metodologi penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada diagram alir dibawah ini, Mulai Data InSAR Studi Literatur Pengumpulan Data DEM SRTM Citra Landsat SAR processing Pengolahan Data InSAR processing Diferential InSAR processing Geocoding dan visualisasi hasil Peta Deformasi Overlay dengan citra Landsat Overlay dengan citra Koherensi Analisis Kesimpulan Gambar 1.4 : Metodologi Penelitian I-8

9 1.7 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi mengenai latar belakang mengapa dilakukan kajian ini, termasuk identifikasi masalahnya, data yang digunakan, area pengamatan, metodologi penelitian secara umum, serta sistematika penulisan pada thesis ini. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penjelasan mengenai teori InSAR, seperti sejarahnya, dasar teori, teori pengolahan data, dan penjelasan mengenai sistem InSAR secara umum BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini menjelaskan metodologi dan cara kerja yang dilakukan pada kajian ini. Penjelasan mengenai metodologi dari BAB I dijelaskan secara lebih rinci pada bab ini. BAB IV HASIL DAN ANALISIS Hasil pengolahan data berupa peta deformasi di masing-masing wilayah studi dijelaskan pada bab ini. Selain itu, analisis juga dijabarkan pada bab ini dengan membaginya berdasarkan area pengamatan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dari hasil analsis yang telah dilakukan secara keseluruhan, dan beberapa saran yang diajukan oleh penulis sehingga kajian yang telah dilakukan dapat lebih disempurnakan lagi. I-9