BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Satelit altimetri adalah sebuah teknologi dalam bidang geodesi satelit dengan manfaat yang cukup besar dalam pemantauan muka laut global dalam jangka waktu panjang. Hal ini menjadi sangat penting mengingat data permukaan laut dari waktu ke waktu menjadi indikator dari perubahan iklim. Isu perubahan iklim dan kenaikan muka laut ini menjadi hangat dibicarakan karena berdampak langsung pada sosial ekonomi masyarakat. Satelit altimetri adalah satelit yang memancarkan gelombang mikro dengan frekuensi berbeda-beda antara 3-15 GHz dan sinyalnya akan dipantulkan kembali ke satelit ketika menyentuh permukaan laut. Prinsip dasar satelit altimetri sebenarnya cukup sederhana, yaitu dengan menghitung waktu tempuh gelombang atau sinyal kembali ke satelit sehingga dapat diketahui jarak satelit dengan permukaan laut. Jarak ini masih mengandung kesalahan sehingga harus dikoreksi dengan koreksi geometris dan geofisis. Datangnya gelombang mikro dari satelit ke permukaan laut membentuk sebuah area pantulan yang dinamakan footprint. Awalnya footprint berbentuk titik dan kemudian membesar sampai akhirnya membentuk sebuah area. Gelombang mikro yang dipancarkan satelit dalam sebuah area footprint dipantulkan kembali oleh permukaan laut. Bentuk pantulan inilah yang dinamakan waveform yang dapat menyimpan berbagai keterangan mengenai kondisi permukaan laut dalam area footprint. Di laut lepas atau daerah terbuka, waveform yang diterima oleh satelit altimetri memiliki karakteristik tertentu yang biasanya disebut ocean waveform dan dapat didekati dengan model Brown-Like seperti pada Gambar 1.1. Dapat dikatakan bahwa variasi waveform tergantung pada area pantulan gelombang di permukaan laut. Permasalahannya, pengukuran waveform di wilayah pesisir menghasilkan gelombang pantulan dengan noise yang lebih tinggi sehingga waveform-nya menyimpang dari model Brown (Gambar 1.2). 1
Gambar 1.1 Waveform Ideal (Brown-Like) Gambar 1.2 Beberapa Contoh Waveform dengan Jarak Semakin Menjauhi Garis Pantai ke Arah Lautan Indonesia merupakan Negara kepulauan yang mayoritas penduduknya tersebar di sekitar wilayah pesisir. Secara harfiah, pesisir merupakan daerah pertemuan antara darat dan laut; ke arah darat meliputi bagian daratan, baik kering maupun terendam air, yang masih dipengaruhi sifat-sifat laut seperti pasang surut, angin laut, dan perembesan air asin; sedangkan ke arah laut meliputi bagian laut yang masih dipengaruhi oleh proses-proses alami yang terjadi di darat seperti sedimentasi dan aliran air tawar, maupun yang disebabkan oleh kegiatan manusia di darat (Dahuri, 2001) Wilayah pesisir merupakan wilayah yang sangat penting karena banyaknya kegiatan manusia terjadi di sini, kota-kota besar pun banyak yang berpusat di pesisir. Untuk itu perlu adanya perhatian khusus terhadap permasalahan-permasalahan di pesisir. Salah satunya adalah kenaikan muka laut. Informasi mengenai kenaikan muka laut seharusnya bisa didapat secara tepat dan teliti. Satelit altimetri adalah salah satu 2
penyedia informasi tersebut yang sayangnya memiliki kualitas data yang rendah di wilayah pesisir. Untuk itu, penelitian mengenai coastal altimetry, dalam hal ini pengindentifikasian karakteristik waveform, merupakan salah satu bentuk usaha perbaikan kualitas data satelit altimetri agar pemantauan tinggi muka laut dan turunannya dapat dilakukan di pesisir sebaik di laut lepas. Dalam tugas akhir ini, digunakan data waveform satelit altimetri Jason-2 yang melewati wilayah pesisir utara dan selatan Pulau Jawa. Pesisir Pulau Jawa tentu memiliki berbagai permasalahan dalam data waveform satelit altimetri. Selain karena perbedaan karakteristik antara laut utara dan selatan, terdapat pula beberapa daerah pesisir yang memiliki pulau-pulau kecil di sekitarnya sehingga data waveform-nya akan semakin buruk. Demikian pula perbedaan karakteristik bedasarkan arah lintasan satelit yaitu arah lintasan darat ke laut dan laut ke darat. Hal ini menjadikan pesisir Pulau Jawa sebagai sebuah wilayah penelitian yang menarik. Gambar 1.3 Track Satelit Altimetri Jason-2 yang Melewati Wilayah Pulau Jawa (Citra Google Earth) Tugas akhir ini akan mencoba mengidentifikasi waveform satelit altimetri Jason-2 di wilayah pesisir utara dan selatan Pulau Jawa yang terkontaminasi efek daratan dan efek lainnya. Proses identifikasi dan analisis ini merupakan sebuah langkah awal yang penting untuk keberlanjutan penelitian mengenai perbaikan bentuk waveform di wilayah pesisir. Dengan mengetahui karakteristik fisis dari waveform di pesisir Pulau Jawa, dapat ditentukan metode mana yang paling tepat untuk proses perbaikan (retracking) waveform di wilayah pesisir tersebut. 3
1.2 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah : a. Mengindentifikasi karakteristik fisis waveform di laut lepas dan di daerah pesisir utara dan selatan Pulau Jawa, b. Mengetahui jumlah waveform yang terkontaminasi sepanjang lintasan satelit altimetri di wilayah pesisir Pulau Jawa dalam jarak 200 kilometer dari garis pantai. 1.3 Ruang Lingkup Mengingat begitu luasnya bahasan mengenai satelit altimetri, maka perlu adanya pembatasan-pembatasan masalah dalam penelitian ini. Adapun ruang lingkup dari penelitian ini mencakup beberapa hal yaitu : a. Data yang digunakan adalah data 20 Hz satelit altimetri Jason-2 cycle 120 (6-14 Oktober 2011), cycle 121 (16-24 Oktober 2011),dan cycle 122 (26 Oktober- 3 November 2011), b. Studi kasus mencakup pass satelit yang melintasi wilayah Pesisir Pulau Jawa yaitu pass 229, 051, 127, 203, 242, 64, dan 140 dari satelit altimetri Jason-2, c. Jarak maksimum pada penelitian ini adalah 200 kilometer dari garis pantai. 4
1.4 Metodologi Penelitian Gambar 1.4 Diagram Alir Proses Kerja Gambar 1.4 mengilustrasikan metodologi yang dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir ini, yang terdiri dari beberapa tahapan, yaitu: a. Studi literatur dari jurnal ilmiah, presentasi seminar, makalah hasil penelitian, dan beberapa literatur lainnya yang berhubungan dengan satelit altimetri, coastal altimetry, dan waveform satelit altimetri di wilayah pesisir. b. Melakukan pengambilan data satelit altimetri, dalam penelitian ini data yang digunakan adalah data satelit Jason-2 pada bulan Oktober-November 2011 dengan mengambil tujuh pass dari tiga cycle yang melintasi wilayah Pulau 5
Jawa dan beberapa data pendukung seperti koordinat garis pantai, citra Google Earth, dan data track satelit Jason-2. c. Pengolahan data dibagi menjadi dua metode yaitu kualitatif dan kuantitatif. Pada metode kualitatif, individual waveform pada jarak 20 kilometer dari pesisir diamati dan ditentukan jarak konstannya. Jarak konstan dalam hal ini adalah jarak dari garis pantai dimana individual waveform sudah mendekati model teoritis yaitu model Brown. Selanjutnya individual waveform diklasifikasi berdasarkan bentuknya. Klasifikasi yang digunakan adalah PISTACH (CNES, 2010), sebuah metode pengolahan data satelit altimetri di wilayah pesisir yang dikeluarkan oleh CNES. d. Selanjutnya pengolahan data metode kuantitatif adalah menghitung nilai TLEP berdasarkan persamaan 50 % Threshold Retracking, yaitu salah satu metode retracking waveform. Setelah didapat nilai TLEP individual waveform pada jarak 200 kilometer dari garis pantai, dihitung banyaknya waveform yang memiliki nilai TLEP diluar range ideal. Penentuan range ideal nilai TLEP dijelaskan lebih lanjut pada subbab 2.5. e. Setelah pengolahan data selesai, dilakukan analisis mengenai hasil pengolahan data yang bertujuan untuk mengidentifikasi waveform di pesisir Pulau Jawa. Hasil identifikasi secara garis besar adalah berupa jarak konstan dari garis pantai, pembagian kelas waveform dan persentase waveform terkontaminasi terhadap jarak dari garis pantai. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah: BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan latar belakang penelitian tugas akhir, rumusan masalah, tujuan yang diharapkan, ruang lingkup masalah, batasan-batasan dalam pembahasan tugas akhir, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. 6
BAB 2 TEORI DASAR Bab ini menjelaskan tentang konsep dasar mengenai satelit altimetri termasuk sejarah, manfaat, metode pengukuran dan terminologi yang digunakan terutama dalam satelit yang digunakan pada penelitian ini yaitu Jason-2. Selain itu, bab ini menjelaskan mengenai perjalanan sinyal satelit yang berhubungan dengan bentuk pantulan ke satelit (waveform), perbedaan antara waveform di perairan lepas dan pesisir, serta konsep dari metode yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini. BAB 3 DATA DAN PENGOLAHAN DATA Pada Bab ini dijelaskan data-data yang digunakan dan sumber dari data-data tersebut. Selain itu akan dijelaskan mengenai proses pengolahan data yang dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir ini yaitu proses plotting individual waveform, klasifikasi waveform, dan penghitungan nilai TLEP dalam kelas-kelas tertentu. BAB 4 HASIL DAN ANALISIS Bab ini menyajikan hasil pengolahan data yang sudah diolah pada Bab 3. Secara garis besar penyajian data terdiri dari hasil plotting individual waveform, klasifikasi waveform, dan hasil penghitungan persentase kontaminasi waveform dari nilai TLEP. Analisis mengenai hasil yang didapatkan, dijabarkan pada setiap subbab yang ada. BAB 5 KESIMPULAN Bab ini membahas mengenai kesimpulan dari hasil-hasil yang didapat dari pengolahan data serta saran-saran yang berguna untuk penelitian lanjutan mengenai topik ini. 7