IDENTIFIKASI DAN ANALISIS KARAKTERISTIK FISIS WAVEFORM SATELIT ALTIMETRI STUDI KASUS: PESISIR PULAU JAWA TUGAS AKHIR Karya ilmiah yang diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNIK Pada Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Oleh Dewi Sekar Arum 15108033 PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2012
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir berjudul Indentifikasi dan Analisis Karakteristik Waveform Satelit Altimetri (Studi Kasus: Pesisir Pulau Jawa). Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika, Institut Teknologi Bandung. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu selama proses penyelesaian Tugas Akhir: 1. Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan dukungan dan doanya untuk kelancaran Tugas Akhir ini, 2. Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc selaku dosen pembimbing I, 3. Dr. Tech. Dudy Dharmawan Wijaya, ST., M.Sc selaku dosen pembimbing II, 4. Dr. Ir. Agung Budi Harto, M.Sc selaku dosen wali penulis yang selalu memberi arahan dan masukan selama masa perkuliahan di Teknik Geodesi dan Geomatika, 5. Teman-teman penulis atas dukungannya, terutama kepada teman-teman Teknik Geodesi dan Geomatika 2008, 6. Semua pihak yang telah membantu proses penyusunan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis maupun pihakpihak yang membutuhkan. Bandung, 27 Juli 2012 Penulis ii
ABSTRAK Wahana satelit altimetri adalah salah satu teknologi terbaik yang digunakan dalam memantau ketinggian muka laut global secara kontinyu. Pada satelit alimetri, tinggi muka laut didapat dari bentuk pantulan gelombang satelit yang dinamakan waveform. Waveform laut lepas memiliki bentuk pantulan yang baik dan mendekati bentuk teoritisnya yaitu Model Brown. Namun pada daerah pesisir, waveform yang dipantulkan mengandung kesalahan karena terkontaminasi daratan. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi karakteristik waveform satelit altimetri yang melintasi Pulau Jawa. Pendekatan yang dilakukan adalah dengan kualitatif dan kuantitatif. Pendekatan kualitatif menggunakan individual waveform untuk menentukan kelas dan jarak waveform konstan dari pesisir. Sedangkan pendekatan kuantitatif adalah menghitung nilai TLEP (time of Leading Edge Position) yang merepresentasikan jarak dari permukaan laut ke satelit. Dari nilai TLEP dapat dilihat berapa banyak waveform yang terkontaminasi daratan. Dari metodologi tersebut didapatkan bahwa karakteristik waveform tergantung arah lintasan satelit dan keadaan lautnya selain beberapa faktor lain. Arah lintasan satelit menjadi faktor yang cukup menentukan dimana arah lintasan dari laut ke darat cenderung memantulkan waveform yang lebih stabil di wilayah pesisir. Kata Kunci : Jason-2,karakteristik, waveform, pesisir Jawa. iii
ABSTRACT Satellite altimetry spacecraft is one of the best technologies used to monitor global sea surface height continuously. In altimetry satellite, sea level derived from satellite wave reflection form called waveform. Ocean waveforms have a good shape and reflectance approach the theoretical shape Model Brown. However, in coastal areas, the reflected waveform contains errors due to contamination of the land. This study aimed to identify the characteristics of satellite altimetry waveform across the Java Island. The approach done by two methods: qualitative and quantitative. A qualitative approach is using individual waveform to determine the grade and distance from the constant waveform coast. While the quantitative approach is to calculate the value of TLEP (time of Leading Edge Position) which represents the distance from the satellite to the sea surface. From the value of TLEP, it can be seen how many waveform contaminated by the existence of the land. From these two methods, it is obtained that the waveform characteristics depend on the direction the satellite orbit and the state of the sea in addition to some other factors. Satellite trajectory direction being a significant contributing factor in which the direction from the sea to the land tends to reflect a more stable waveform in coastal areas. Keywords: Jason-2, characteristics, waveform, Java Coastal. iv
DAFTAR ISI PRAKATA... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 4 1.3 Ruang Lingkup... 4 1.4 Metodologi Penelitian... 5 1.5 Sistematika Penulisan... 6 BAB 2 DASAR TEORI... 8 2.1 Konsep Dasar Satelit Altimetri... 8 2.2 Sejarah Satelit Altimetri... 8 2.2.1 Manfaat Satelit Altimetri... 9 2.2.2 Metode Pengukuran Satelit Altimetri... 9 2.2.3 Terminologi dalam Satelit Altimetri... 11 2.3 Perjalanan Sinyal Satelit Altimetri... 11 2.4 Permasalahan Satelit Altimetri di Wilayah Pesisir... 14 2.5 Metode 50% Threshold Retracking... 15 BAB 3 PENGOLAHAN DATA... 16 3.1 Pemilihan Lokasi Penelitian... 16 3.2 Data dan Sumber Data... 16 3.3 Penentuan Garis Pantai... 18 v
3.4 Plotting Individual Waveform... 19 3.5 Klasifikasi Individual Waveform... 19 3.6 Penentuan Kelas Data... 20 3.7 Penghitungan Nilai TLEP Waveform... 21 BAB 4 HASIL DAN ANALISIS... 23 4.1 Identifikasi Individual Waveform... 23 4.2 Identifikasi Kelas Waveform... 54 4.3 Kontaminasi Waveform berdasarkan Nilai TLEP... 60 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 77 5.1 Kesimpulan... 77 5.2 Saran... 78 DAFTAR PUSTAKA... 79 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Perjalanan Pulsa Satelit Altimetri dan Koreksinya... 10 Gambar 2.2 Proses Pembentukan Waveform... 12 Gambar 2.3 Komponen sebuah Waveform... 13 Gambar 3.1 Pass Satelit Jason-2 yang Melewati Pulau Jawa (Citra Google Earth).. 17 Gambar 3.2 Klasifikasi Waveform... 20 Gambar 4.1 Individual Waveform Pass 229 Utara Jawa... 23 Gambar 4.2 Individual Waveform Pass 229 Selatan Jawa... 25 Gambar 4.3 Individual Waveform Pass 051 Utara Jawa... 27 Gambar 4.4 Individual Waveform Pass 051 Selatan Jawa... 29 Gambar 4.5 Individual Waveform Pass 127 Utara Jawa... 31 Gambar 4.6 Individual Waveform Pass 127 Selatan Jawa... 33 Gambar 4.7 Individual Waveform Pass 203 Utara Jawa... 35 Gambar 4.8 Individual Waveform Pass 203 Selatan Jawa... 37 Gambar 4.9 Individual Waveform Pass 242 Utara Jawa... 39 Gambar 4.10 Individual Waveform Pass 242 Selatan Jawa... 41 Gambar 4.11 Individual Waveform Pass 064 Utara Jawa... 43 Gambar 4.12 Individual Waveform Pass 064 Selatan Jawa... 45 Gambar 4.13 Individual Waveform Pass 140 Utara Jawa... 47 Gambar 4.14 Individual Waveform Pass 140 Selatan Jawa... 49 Gambar 4.15 Persentase Kelas Waveform Darat ke Laut (Utara Jawa)... 54 Gambar 4.16 Persentase Kelas Waveform Darat ke Laut (Selatan Jawa)... 55 Gambar 4.17 Persentase Kelas Waveform Laut ke Darat (Selatan Jawa)... 56 Gambar 4.18 Persentase Kelas Waveform Laut ke Darat (Utara Jawa)... 57 Gambar 4.19 Perbandingan nilai TLEP Pass 229 Utara Jawa... 60 Gambar 4.20 Perbandingan nilai TLEP Pass 229 Selatan Jawa... 61 Gambar 4.21 Perbandingan nilai TLEP Pass 051 Utara Jawa... 62 Gambar 4.22 Perbandingan nilai TLEP Pass 051 Selatan Jawa... 63 Gambar 4.23 Perbandingan nilai TLEP Pass 127 Utara Jawa... 64 Gambar 4.24 Perbandingan nilai TLEP Pass 127 Selatan Jawa... 65 Gambar 4.25 Perbandingan nilai TLEP Pass 203 Utara Jawa... 66 Gambar 4.26 Perbandingan nilai TLEP Pass 1203 Selatan Jawa... 67 vii
Gambar 4.27 Perbandingan nilai TLEP Pass 242 Utara Jawa... 68 Gambar 4.28 Perbandingan nilai TLEP Pass 242 Selatan Jawa... 69 Gambar 4.29 Perbandingan nilai TLEP Pass 064 Utara Jawa... 70 Gambar 4.30 Perbandingan nilai TLEP Pass 064 Selatan Jawa... 71 Gambar 4.31 Perbandingan nilai TLEP Pass 140 Utara Jawa... 72 Gambar 4.32 Perbandingan nilai TLEP Pass 140 Selatan Jawa... 73 viii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Pass yang digunakan dan waktu saat satelit melewati Pulau Jawa... 18 Tabel 3.2 Koordinat Garis Pantai... 18 Tabel 3.3 Kelas Data yang Digunakan... 20 Tabel 4.1 Analisis Per Pass... 51 Tabel 4.2 Pergeseran Koordinat antar Cycle... 52 Tabel 4.3 Jarak Individual Waveform mencapai bentuk Teoritis dari Garis Pantai.. 53 Tabel 4.4 Analisis Persentase Kelas Waveform... 59 Tabel 4.5 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 229 Utara... 60 Tabel 4.6 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 229 Selatan... 61 Tabel 4.7 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 051 Utara... 62 Tabel 4.8 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 051 Selatan... 63 Tabel 4.9 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 127 Utara... 64 Tabel 4.10 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 127 Selatan... 65 Tabel 4.11 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 203 Utara... 66 Tabel 4.12 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 203 Selatan... 67 Tabel 4.13 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 242 Utara... 68 Tabel 4.14 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 242 Selatan... 69 Tabel 4.15 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 064 Utara... 70 Tabel 4.16 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 064 Selatan... 71 Tabel 4.17 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 140 Utara... 72 Tabel 4.18 Persentase Waveform Terkontaminasi Pass 140 Selatan... 73 Tabel 4.19 Total Waveform Terkontaminasi Berdasarkan Arah Lintasan... 74 Tabel 4.20 Total Waveform Terontaminasi Berdasarkan Posisi... 75 ix