BAB 3 PEMANTAUAN PENURUNAN MUKA TANAH DENGAN METODE SURVEY GPS Ada beberapa metode geodetik yang dapat digunakan untuk memantau penurunan tanah, diantaranya survey sipat datar (leveling), Interferometric Synthetic Aperture Radar (INSAR), dan Survey GPS (Abidin, 2001; Mahdi Motagh, dkk, 2006). Dalam memantau penurunan muka tanah di Semarang, metode geodetik yang digunakan adalah metode survey GPS. Pergerakan penurunan muka tanah merupakan suatu fenomena yang tidak dapat dirasakan seperti halnya gempa bumi. Penurunan muka tanah terjadi sedikit demi sedikit dalam skala milimeter sampai centimeter per/tahun. Oleh karena itu Untuk mengetahui penurunan muka tanah, diperlukan metode yang tingkat presisinya milimeter. GPS memberikan nilai vektor pergerakan tanah dengan tingkat presisi sampai beberapa millimeter (Abidin, 2008). 3.1. GPS (Global Positioning System) GPS adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang berbasiskan pada pengamatan satelit-satelit Global Positioning System [Abidin, 2000; Hofmann-Wellenhof et al., 1997]. Prinsip studi penurunah tanah dengan metode survei GPS yaitu dengan menempatkan beberapa titik pantau di beberapa lokasi yang dipilih, secara periodik atau kontinyu untuk ditentukan koordinatnya secara teliti dengan menggunakan metode survei GPS. Dengan mempelajari pola dan kecepatan perubahan koordinat dari titik-titik tersebut dari survei yang satu ke survei berikutnya atau hasil data kontinyu, maka karakteristik penurunan muka tanah ( land subsidence ) akan dapat dihitung dan dipelajari. Konsep Teknologi GPS Konsep penentuan posisi dengan GPS adalah reseksi jarak dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit GPS yang koordinatnya telah diketahui. Sinyal GPS tersebut memberikan informasi : 1. Jarak (kode), 2. Informasi posisi satelit (navigation message), Informasi posisi satelit (navigation message) berisi informasi tentang koefisien koreksi jam satelit, parameter orbit, almanac satelit, parameter koreksi ionosfer, dan 20
informasi spasial lainnya seperti konstelasi dan kesehatan satelit. Navigation message tersebut dikirimkan ke pengguna menggunakan satelit GPS. 3. Gelombang pembawa (carrier wave). Gelombang pembawa (carrier wave) yang digunakan oleh GPS adalah L1 yang membawa kode-kode P(Y), C/A, dan pesan navigasi, serta L2 yang membawa kode P(Y) dan pesan navigasi. 3.2. Penentuan Tinggi Dengan GPS Dalam penentuan tinggi titik pengukuran, Ketinggian titik yang diberikan oleh GPS adalah ketinggian titik di atas permukaan ellipsoid yaitu ellipsoid WGS 84. Tinggi ellipsoid (h) tidak sama dengan tinggi orthometrik (H) yang biasa digunakan dalam pengukuran sipat datar (lavelling). Karena, tinggi orthometrik suatu titik adalah tinggi titik diatas geoid yang diukur sepanjang garis gaya berat yang melalui titik tersebut, sedangkan tinggi ellipsoid suatu titik adalah tinggi titik tersebut di atas ellipsoid dihitung sepanjang garis normal ellipsoid titik tersebut, Survey GPS untuk pemantauan penurunan muka tanah dengan menentukan koordinat secara teliti beberapa titik pada lokasi yang dipilih dilakukan secara periodik dengan interval waktu tertentu menggunakan metode survey GPS. Dengan demikian maka akan didapat pola dan kecepatan perubahan tinggi ellipsoid dari titik titik tersebut dari survey yang satu ke survey berikutnya, dengan didapatkannya pola dan kecepatan perubahan tinggi tersebut maka besar penurunan tanah dapat diketahui. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.1di bawah ini: 21
Gambar 3.1. Prinsip pemantauan penurunan tanah dengan GPS (Abidin, 2008) Dari gambar 3.1, data hasil pengukuran dengan GPS beberapa tahun pada titik yang sama akan menghasilkan perbedaan koordinat horizontal (X dan Y) dan vertikal (Z). Dengan diperolehnya perbedaan koordinat maka besarnya pergerakan tanah dapat diketahui. Nilai pergerakan tanah yang diperoleh maka diketahui karakteristik pergerakan tanahnya. 3.3. Metoda GPS Yang Digunakan Dalam Pemantauan Penurunan Tanah Dalam pengukuran di Semarang,mode pengukuran yang digunakan adalah GPS radial di mana setiap titik diukur secara diferensial dengan satu titik sebagai titik referensinya. Titik referensi tersebut telah diketahui koordinatnya sehingga semua titik ditentukan koordinatnya dengan menggunakan koordinat titik referensi tersebut.. Pada penelitian ini difokuskan dalam hal penentuan beda tinggi geodetik yang teliti. Untuk mendapatkan nilai beda tinggi geodetik yang baik, maka pada penelitian ini dilakukan penentuan beda tinggi geodetik dilakukan menggunakan metoda GPS diferensial dengan moda radial. Pengamatan GPS diferensial menggunakan moda radial dianggap lebih efektif dan efisien daripada penggunaan moda jaring. Dengan kemampuan perangkat lunak yang semakin baik dan canggih, serta semakin baiknya informasi orbit dan informasi pendukung lainnya, maka pengolahan vektor baseline menggunakan moda radial saat ini menjadi lebih baik. Sedangkan pada pengolahan data moda jaring, akan terdapat kekurangan ketika terdapat satu baseline yang memiliki kesalahan yang cukup besar maka akan mempengaruhi baseline lainnya yang memiliki kesalahan yang kecil. Hal ini disebabkan karena pada pengolahan data moda jaring menggunakan prinsip perataan dimana kesalahan dibagi rata pada semua baseline. Gambar di bawah menunjukkan pengukuran GPS mode radial. 22
Pengolahan data dari setiap baseline GPS pada dasarnya adalah bertujuan menentukan nilai estimasi vektor baseline atau koordinat relatif. Gambar mode radial yang digunakan dalam pengolahan data dapat dilihat pada Gambar 3.2 di bawah ini: Gambar 3.2. Mode Radial (Abidin, 2002) 3.4. Pelaksanaan Survey GPS Untuk Pemantauan Penurunan Tanah Semarang Untuk pelaksanaa survey GPS untuk monitoring land subsidence Semarang, pihak kelompok keilmuan geodesi telah melakukan survey sejak tahun 2008. Alat yang digunakan untuk pengukuran penurunan muka tanah ini adalah dua jenis receiver GPS yaitu TRIMBLE4000SSi dan Leica. Data yang diolah berasal dari 4 kali data pengmatan GPS yang dilakukan pada tanggal, yaitu pada 7-13 Juli 2008, dan 5-11 Juni 2009, 21-25 Juli 2010 dan 22-28 Juni 2011 untuk distribusi persebaran titik dan lokasi titik ditunjukan pada Tabel 3.1 dan untuk distribusi persebaran titik pada Gambar 3.3 23
Tabel 3.1. Survey GPS untuk pemantauan penurunan tanah Semarang No Tahun Tahun Nama Tahun 2010 Tahun 2011 2008 2009 Stasiun (7-13 Juli) (5-11 Juni) (21-25 Juli) (22-28 Juni) 1 259 2 1106 3 1114 4 1124 5 1125 6 1303 7 AY15 8 BM01 9 BM05 10 BM11 11 BM16 12 BM30-13 BTBR 14 CTRM 15 ISLA 16 JOHR 17 K371 18 KO16 19 MP69 20 MSJD 21 MTIM 22 PMAS 23 PRPP 24 SD01 25 SD02 26 SFCP 27 SMG2 28 SMG3 29 SMG5 30 SMPN 31 SP05 32 T447 33 VTRN 34 SMKN - 35 T374 36 CPMR - 37 RMPA - 38 DRI1-39 K370 40 KOP8 41 PAMU 42 PBR1 43 QBLT - 24
Sistem Proyeksi : Transverse Mercator Sistem Koordinat : UTM Zona : 49 S Gambar 3.3. Lokasi persebaran titik pemantaun penurunan tanah di Semarang (2011) Tabel 3.2. Lokasi titik GPS penurunan tanah periode 2008-2009 di Semarang No Nama Stasiun Lintang Bujur Lokasi 1 0259 6 59' 01.53848" S 110 24' 34.29757" E Tugu Muda Semarang 2 1106 6 59' 41.43484" S 110 25' 49.83667" E Jalan. Atmodirono 3 1114 6 59' 13.97440" S 110 24' 24.99820" E Jalan H.O.S. Cokroaminoto 4 1124 6 58' 48.63423" S 110 25' 16.09457" E Jalan Gajah Mada 5 1125 6 58' 49.64402" S 110 25' 50.23961" E Jalan Karang Saru 25
Lanjutan Tabel 3.3. Lokasi titik GPS penurunan tanah periode 2008-2009 di Semarang No Nama Stasiun Lintang Bujur Lokasi 6 1303 6 58' 01.84841" S 110 17' 55.51349" E SMPN 28 Semarang 7 AY15 7 00' 28.24934" S 110 24' 58.06149" E Jalan Sultan Agung 8 BM01 6 57' 39.19822" S 110 26' 22.83099" E Jalan.Kaligawe 9 BM05 6 57' 06.95602" S 110 25' 09.20122" E Pelabuhan Tanjung Mas 10 BM11 6 57' 21.49755" S 110 23' 43.83551" E Jalan R.E. Martadinata 11 BM16 6 57' 57.83834" S 110 25' 33.21357" E Jalan Merak 12 BM30 6 59' 16.34017" S 110 22' 07.07929" E Taman Sriwibowo 13 BTBR 6 56' 15.22961" S 110 27' 34.55448" E Briket Tambang Batubara 14 CTRM 6 58' 18.65108" S 110 26' 31.71239" E Jalan Citarum 15 DRI1 6 58' 08.704624" S 110 25' 28.768514" E jalan Kaligawe 16 ISLA 6 57' 22.29716" S 110 27' 33.11412" E Jalan Kaligawe 17 JOHR 6 58' 09.78469" S 110 25' 51.25401" E Pasar Johar 18 K370 6 58' 16.723797" S 110 23' 25.626647" E Jalan Puri Anjasmoro 19 K371 6 58' 45.27787" S 110 22' 36.38864" E Dekat bandara Ahmad Yani 20 KO16 7 00' 16.67290" S 110 24' 31.55626" E Jalan Mayjen S. Parman 21 KOP8 6 58' 23.916197" S 110 24' 54.109307" E Jalan Imam Bonjol 22 MP69 6 59' 12.25143" S 110 24' 50.23725" E Pertigaan Jalan Pandaran, Jalan Kyai Saleh, Jalan Pekunden 23 MSJD 6 57' 22.92705" S 110 25' 26.49862" E Mesjid Nurul Bahari, Pelabuhan Tanjung Mas 24 MTIM 6 56' 53.02872" S 110 25' 12.20669" E BMG Stasiun, Jalan Deli Semarang 25 PAMU 6 59' 15.220335" S 110 23' 22.911480" E Jalan Pamularsih Raya no.83 26 PBR1 6 58' 14.096126" S 110 19' 59.403666" E Lokasi industri Wijaya Kusuma, Jalan Tugu Industri Raya 27 PMAS 6 56' 47.60685" S 110 25' 28.95131" E Pelabuhan Tanjung Mas 28 PRPP 6 57' 44.19683" S 110 23' 30.20259" E Jalan. Madukoro 29 QBLT 6 57' 18.982396" S 110 18' 53.439961" E Jalan Mangkang Wetan - Mangunharjo dan Gang Kutuk 30 SD01 6 57' 51.75513" S 110 24' 57.68862" E Lamisin Dara 31 SD02 6 58' 37.82884" S 110 21' 56.58179" E Tambaklorog 32 SFCP 6 59' 09.28187" S 110 25' 43.68791" E Kampung Kali, Jalan Kimangun Jatikoro 33 SMG2 6 59' 02.25589" S 110 22' 50.98895" E Kantor BMG, Jalan Siliwangi no.291 34 SMG3 6 57' 48.92545" S 110 23' 47.38281" E Kantor Yayasan Tri Tunggal, Perumahan Semarang Indah IV no.1 35 SMG5 6 57' 05.62171" S 110 28' 42.28930" E SD Trimulia, Jalan Trimulia Raya 36 SMPN 6 59' 42.84922" S 110 27' 24.55411" E SMP 15 Semarang, Jalan Supriadi no.72 37 SP05 6 59' 20.73137" S 110 25' 22.27051" E Mesjid Baiturahman Semarang, Simpang Lima 38 T347 6 58' 33.059812" S 110 21' 09.091662" E Jalan Tugu Rejo 39 T447 7 01' 25.10252" S 110 25' 13.90672" E Jalan Teuku Umar 40 VTRN 6 59' 52.40809" S 110 25' 09.88486" E Jln Diponegoro 41 CPMR 6 56' 43.876272" S 110 25' 59.823423" E jalan teratai 42 RMPA 6 57' 27.979790" S 110 26' 56.573285" E Jalan Kaligawe 26
Titik SMG1 sebagai titik referensi dalam metoda jaring radial survey GPS untuk pemantauan penurunan tanah ini. Titik SMG1 dianggap sebagai titik yang stabil koordinatnya. Pada Tugas Akhir ini akan difokuskan pada pembahasan penurunan tanah antara survey-1 survey-2, survey-3 dan survey-4. Pada selang waktu ini hanya terdapat 43 titik pantau yang dapat dihitung penurunan tanahnya, antara 0259, 1106, 1114, 1124, 1125, 1302, 1303, AY15, BM01, BM05, BM11, BM16, BM30, BTBR, CTRM, DRI1,ISLA, JOHR, K370, K371, KO16, KOP8, MP69, MSJD, MTIM, PAMU, PBR1, PMAS, PRPP,,QBLT, SD01, SD02, SFCP,, SMG2, SMG3, SMG4, SMG5, SMPN, SP05, T347, T447, VTRN, CPMR, TMAS, CP04, RMPA. Beberapa titik pengamatan GPS untuk pematauan penurunan muka tanah Semarang diperlihatkan pada Gambar 3.4 Gambar 3.4. Beberapa titik pengamatan GPS untuk pemantauan 27