BAB 3 DATA DAN PENGOLAHAN DATA 3.1 Pemilihan Lokasi Penelitian Pulau Jawa adalah Pulau dengan jumlah penduduk terbesar di Indonesia. Pulau yang terletak di 02 00 LS 07 00 LS dan 105 00 BT 120 00 BT ini menjadi jantung bagi kehidupan di Indonesia karena pusat pemerintahan dan bisnis terletak di pulau ini. Adanya perbedaan karakteristik antara perairan utara dengan selatan Jawa juga menjadi pertimbangan pemilihan lokasi penelitian. Perairan utara Jawa yang cenderung lebih tenang dibandingkan dengan Selatan Jawa yang berbatasan langsung dengan Samudera Hindia dengan garis pantai yang lebih lurus dibandingkan pantai utara Jawa. Perairan dengan ombak yang lebih liar dibandingkan utara Jawa yang menjadi muara banyak sungai, menjadikan daerah pesisir Pulau Jawa menarik untuk dijadikan objek penelitian. Batas lokasi penelitian sepanjang 200 kilometer dari garis pantai yang berpotongan dengan track satelit Jason-2 didasari karena pada jarak tersebut diharapkan efek daratan dari pesisir sudah tidak ada lagi. 3.2 Data dan Sumber Data Data-data yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah : 1. Pass Satelit Jason-2 Pass satelit Jason-2 diunduh dalam format.kmz file. Format file ini dapat dibuka di Google Earth dan dijadikan sebagai layer. Dengan fokus pengerjaan Tugas Akhir hanya pada pass pulau Jawa, didapat tujuh pass yang melewati perairan Pulau Jawa yaitu : a. Ascending track : pass 229; 051; 127; 203. b. Descending track : pass 242; 064; 140. 16
Gambar 3.1 Pass satelit Jason-2 yang Melewati Pulau Jawa (Citra Google Earth) 2. Data Waveform Satelit Jason-2 Data waveform satelit Jason-2 diekstrak dari file NetCDF yang diakses dari ftp://data.nodc.noaa.gov/pub. Kemudian pilih data-nodc jason2 gdr s_gdr cycle 120. Menurut Colorado Center for Astrodynamics Research, SGDR (Superset Geophysical Data Records) merupakan superset dari data GDR yang merupakan data final dimana koreksi dilakukan menggunakan DORIS dengan ephemeris berpresisi tinggi yang dikombinasikan dengan pengamatan GPS dan SLR, grid meteorologi final, dan dilengkapi dengan data-data pelengkap lainnya (Dumont, et al. 2009). Data superset adalah data tambahan yang berisi data waveform 20 Hz. Data yang digunakan adalah data pass satelit Jason-2 cycle 120 yang melintasi Pulau Jawa pada tanggal 6-14 Oktober 2011, cycle 121 pada tanggal 1-24 Oktober 2011, dan cycle 122 pada tanggal 26 Oktober- 3 Nopember 2011. Untuk lebih jelas mengenai epok setiap pass dan cycle, dapat dilihat pada Tabel 3.1. 17
Tabel 3.1 Pass yang Digunakan dan Waktu Saat Satelit Melewati Pulau Jawa Pass cycle 120 cycle 121 cycle 122 tanggal jam tanggal jam tanggal jam 51 6 Okt 2011 23.00 16 Okt 2011 21.00 26 Okt 2011 19.00 64 7 Okt 2011 12.00 17 Okt 2011 9.00 27 Okt 2011 7.00 127 9 Okt 2011 23.00 19 Okt 2011 20.00 29 Okt 2011 18.00 140 10 Okt 2011 11.00 20 Okt 2011 8.00 30 Okt 2011 6.00 203 12 Okt 2011 22.00 22 Okt 2011 19.00 1 Nov 2011 19.00 229 13 Okt 2011 22.00 23 Okt 2011 20.00 2 Nov 2011 20.00 242 14 Ok 2011 10.00 24 Okt 2011 8.00 3 Nov 2011 6.00 3.3 Penentuan Garis Pantai Garis pantai adalah pertemuan antara daratan dan lautan. Dalam pengerjaan tugas akhir ini, garis pantai yang dimaksud adalah pertemuan antara daratan dan lautan dari citra satelit di Google Earth dan perpotongan dengan track satelit Jason-2. Hasil perpotongannya adalah berupa koordinat dalam Geographic Coordinate System (GCS). Tabel 3.3 menunjukkan koordinat hasil perpotongan garis pantai dengan track satelit Jason-2: Tabel 3.2 Koordinat Garis Pantai Pass Arah Lintasan Lintang Bujur ascending pass 229 051 127 203 242 064 140 laut ke darat 6 48' 48.22" S 105 58' 43.21" E darat ke laut 5 57' 59.43" S 106 17' 8.40" E laut ke darat 7 49' 11.62" S 108 26' 47.32" E darat ke laut 6 43' 52.17" S 108 50' 32.52" E laut ke darat 8 15' 21.26" S 111 7' 16.88" E darat ke laut 6 44' 23.26" S 6 44' 23.26" E laut ke darat 8 33' 12.83" S 113 50' 49.87" E darat ke laut 7 42' 52.47" S 114 9' 15.92" E descending pass laut ke darat 5 58' 23.01" S 106 18' 45.11" E darat ke laut 7 26' 11.38" S 106 50' 37.47" E laut ke darat 6 49' 50.97" S 109 27' 27.88" E darat ke laut 7 49' 56.86" S 109 49' 20.91" E laut ke darat 6 52' 21.39" S 112 18' 29.45" E darat ke laut 8 23' 45.02" S 112 51' 51.96" E 18
3.4 Plotting Individual Waveform Waveform pada setiap pass diekstraksi untuk diambil data setiap 200 kilometer dari garis pantai. Proses plotting ini dilakukan dengan perangkat lunak Matlab. Langkah-langkah pengerjaannya adalah sebagai berikut : 1. Mengekstrak data NetCDF yang telah diunduh lalu ambil data yang dibutuhkan yaitu Lat_20Hz, Lon_20Hz, Waveform_20Hz, 2. Mengekstrak data-data yang dibutuhkan saja yaitu pada koordinat garis pantai yang sudah ditentukan sebelumnya, 3. Menghitung jarak antar waveform dengan perintah distance, 4. Melakukan proses plotting dengan perintah plot. Dari hasil plotting, ditentukan jarak konstan untuk setiap pass baik di utara maupun selatan Pulau Jawa. Seperti dijelaskan sebelumnya, jarak konstan adalah jarak dari garis pantai dimana waveform sudah mendekati model teoritis. 3.5 Klasifikasi Individual Waveform Setelah proses plotting dan penentuan jarak konstan, dilakukan proses klasifikasi waveform untuk melihat karakteristik waveform. Klasifikasi yang dilakukan mengacu pada PISTACH (Coastal and Hidrology Altimetry Product) yang dikeluarkan oleh CNES. Klasifikasi ini berdasarkan pada bentuk waveform yang secara garis besar dapat berupa Brown-Like, peaky, noise, dan berbagai kombinasinya. Proses klasifikasi ini dibatasi hanya pada jarak 20 kilometer dari garis pantai atau 70 buah waveform per pass-nya. hal ini berdasarkan pada hasil pengolahan data di subbab 3.4 dan penelitian-penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa pada jarak 20 kilometer dari garis pantai, individual waveform cenderung sudah mendekati bentuk teoritis. Klasifikasi waveform yang digunakan ditunjukkan oleh Gambar 3.2. 19
Gambar 3.2 Klasifikasi Waveform (CNES, 2010) 3.6 Penentuan Kelas Data Penentuan kelas data digunakan pada proses penghitungan nilai TLEP. Berbeda dengan metode kualitatif, metode kuantitatif ini menggunakan jarak hingga 200 kilometer dari garis pantai. Hal ini dimaksudkan untuk melihat perbedaan karakteristik antara wilayah pesisir dan laut lepas. Pada jarak 200 kilometer dari garis pantai, terdapat kurang lebih 680 waveform. Untuk itu, disusun set data dengan interval tertentu dalam jarak 200 kilometer. Tabel 3.2 menunjukkan kelas data yang digunakan pada pengerjaan tugas akhir ini. Tabel 3.3 Kelas Data yang Digunakan Kelas Set Data Banyak Data Waveform 1 0-3 km 12 2 3-6 km 10 3 6-9 km 10 4 9-20 km 38 5 20-30 km 34 6 30-50 km 68 7 50-100 km 168 8 100-150 km 170 9 100-200 km 170 Total 680 20
Untuk jarak 0-9 kilometer dari garis pantai, interval jarak yang digunakan adalah per tiga kilometer. Hal ini berdasarkan pada diameter footprint satelit yaitu sekitar 6-10 kilometer sehingga pada jari-jarinya yaitu jarak 3 kilometer dari garis pantai sangat mungkin waveform dipengaruhi seluruhnya oleh daratan dan begitu pula sebaliknya, untuk itu jarak 0-3 kilometer dibuat dalam satu kelas. Sedangkan pada jarak 9-200 kilometer, interval jarak antar set data dibuat semakin besar yaitu 10, 20, dan 50 kilometer dengan asumsi semakin berkurangnya pengaruh daratan maka data waveform akan lebih mendekati model teoritis pada jarak ini. 3.7 Penghitungan Nilai TLEP Waveform Sembilan kelas data waveform dalam jarak 200 kilometer dari bibir pantai yang sudah ditentukan intervalnya di atas, digunakan dalam penentuan nilai TLEP. Nilai TLEP dihitung dari individual waveform lalu dikelompokkan sesuai klasifikasi jarak di atas dan dihitung persentase waveform terkontaminasi per kelasnya. Daerah laut lepas dengan area pantulan jauh dari pesisir memiliki nilai TLEP yang normal yaitu untuk Jason-2 terletak pada gate 30. Namun nilai TLEP ideal tidak selalu bulat pada angka 30, dapat terjadi perbedaan kecil karena perbedaan kondisi laut sehingga berpengaruh pada kinerja on-board retracker. Pada pengerjaan tugas akhir ini, Penentuan nilai TLEP ideal didapat dengan mengambil nilai TLEP dari titik-titik terjauh yaitu 200 km dari garis pantai pada setiap pass satelit Jason-2 yang melintasi Pulau Jawa. Dengan asumsi bahwa titik tersebut bebas dari pengaruh daratan, maka nilai TLEP pada titik tersebut dianggap ideal. Pada area 200 km pesisir Pulau Jawa didapat range antar 29-31. Sudah cukup banyak metode untuk penentuan nilai TLEP ini, metode yang digunakan dalam menentukan Time of Leading Edge Position (TLEP) waveform pada tugas akhir ini adalah 50% threshold. Untuk menentukan TLEP dalam metode ini, tahapan penghitungannya adalah sebagai berikut (Khusuma, 2011) : a. Menghitung shift yang terbentuk karena thermal noise menggunakan rata-rata nilai beberapa data di awal waveform: P N = 1 5 p 5 1 i (3.1) 21
b. Menghitung nilai threshold: T h = P N + q(a P N ) (3.2) dengan q adalah skala threshold, dan A adalah nilai amplitudo dari waveform. c. Menentukan posisi retracked gate dari array data dengan cara menghitung kekuatan dari LEP menggunakan: G r = G k 1 + T h P k 1 P k P k 1 (3.3) Dengan: k : Nomor array dari gate pertama yang melewati batas threshold (T h ), G k : Kekuatan dari gate ke k, G r : Estimasi kekuatan dari LEP. 22