51 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1 Badan Meteorologi

BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.1
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
3.1.1
Sejarah Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Pengamatan meteorologi dan geofisika di Indonesia dimulai pada tahun
1841 diawali dengan pengamatan yang dilakukan secara perorangan oleh Dr.
Onnen, Kepala Rumah Sakit di Bogor. Tahun demi tahun kegiatannya
berkembang sesuai dengan semakin diperlukannya data hasil pengamatan cuaca
dan geofisika.
Pada tahun 1866, kegiatan pengamatan perorangan tersebut oleh
Pemerintah Hindia Belanda diresmikan menjadi instansi pemerintah dengan
nama Magnetisch en Meteorologisch Observatorium atau Observatorium
Magnetik dan Meteorologi dipimpin oleh Dr. Bergsma.
Pada tahun 1879 dibangun jaringan penakar hujan sebanyak 74 stasiun
pengamatan di Jawa. Pada tahun 1902 pengamatan medan magnet bumi
dipindahkan dari Jakarta ke Bogor. Pengamatan gempa bumi dimulai pada tahun
1908 dengan pemasangan komponen horisontal seismograf Wiechert di Jakarta,
sedangkan pemasangan komponen vertikal dilaksanakan pada tahun 1928.
Pada tahun 1912 dilakukan reorganisasi pengamatan meteorologi dengan
menambah jaringan sekunder. Sedangkan jasa meteorologi mulai digunakan
untuk penerangan pada tahun 1930.
51
52
Pada masa pendudukan Jepang antara tahun 1942 sampai dengan 1945,
nama instansi meteorologi dan geofisika diganti menjadi Kisho Kauso Kusho.
Setelah proklamasi kemerdekaan Indonesia pada tahun 1945, instansi
tersebut dipecah menjadi dua. Di Yogyakarta dibentuk Biro Meteorologi yang
berada di lingkungan Markas Tertinggi Tentara Rakyat Indonesia khusus untuk
melayani kepentingan Angkatan Udara. Di Jakarta dibentuk Jawatan Meteorologi
dan Geofisika, dibawah Kementerian Pekerjaan Umum dan Tenaga.
Pada tanggal 21 Juli 1947 Jawatan Meteorologi dan Geofisika diambil
alih oleh Pemerintah Belanda dan namanya diganti menjadi Meteorologisch en
Geofisiche Dienst. Sementara itu, ada juga Jawatan Meteorologi dan Geofisika
yang dipertahankan oleh Pemerintah Republik Indonesia , kedudukan instansi
tersebut di Jl. Gondangdia, Jakarta.
Pada tahun 1949, setelah penyerahan kedaulatan negara Republik
Indonesia dari Belanda, Meteorologisch en Geofisiche Dienst diubah menjadi
Jawatan Meteorologi dan Geofisika dibawah Departemen Perhubungan dan
Pekerjaan Umum. Selanjutnya, pada tahun 1950 Indonesia secara resmi masuk
sebagai anggota Organisasi Meteorologi Dunia (World Meteorological
Organization atau WMO) dan Kepala Jawatan Meteorologi dan Geofisika
menjadi Permanent Representative of Indonesia with WMO.
Pada tahun 1955 Jawatan Meteorologi dan Geofisika diubah namanya
menjadi
Lembaga
Meteorologi
dan
Geofisika
di
bawah
Departemen
Perhubungan, dan pada tahun 1960 namanya dikembalikan menjadi Jawatan
Meteorologi dan Geofisika di bawah Departemen Perhubungan Udara.
53
Pada tahun 1965, namanya diubah menjadi Direktorat Meteorologi dan
Geofisika, kedudukannya tetap di bawah Departemen Perhubungan Udara.
Pada tahun 1972, Direktorat Meteorologi dan Geofisika diganti namanya
menjadi Pusat Meteorologi dan Geofisika, suatu instansi setingkat eselon II di
bawah Departemen Perhubungan, dan pada tahun 1980 statusnya dinaikkan
menjadi suatu instansi setingkat eselon I dengan nama Badan Meteorologi dan
Geofisika, dengan kedudukan tetap berada di bawah Departemen Perhubungan.
Pada tahun 2002, dengan keputusan Presiden RI Nomor 46 dan 48 tahun
2002, struktur organisasinya diubah menjadi Lembaga Pemerintah Non
Departemen (LPND) dengan nama tetap Badan Meteorologi dan Geofisika.
Terakhir, melalui Peraturan Presiden Nomor 61 Tahun 2008, Badan
Meteorologi dan Geofisika berganti nama menjadi Badan Meteorologi,
Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) dengan status tetap sebagai Lembaga
Pemerintah Non Departemen.
Pada tanggal 1 Oktober 2009 Undang-Undang Republik Indonesia
Nomor 31 Tahun 2009 tentang Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika disahkan
oleh Presiden Republik Indonesia, Susilo Bambang Yudhoyono.
Sebagai organisasi yang bertugas diantaranya melakukan pengamatan
cuaca, BBMKG mempunyai 5 Balai Wilayah, yakni BBMKG Wilayah I di
Medan, BBMKG Wilayah II di Ciputat, BBMKG Wilayah III di Denpasar,
BBMKG Wilayah IV di Ujung Pandang dan BBMKG Wilayah V di Jayapura.
54
3.1.2
Visi dan Misi Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
a. Visi
Terwujudnya Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
(BMKG) yang tanggap dan mampu memberikan pelayanan meteorologi,
klimatologi, kualitas udara dan geofisika yang handal, guna mendukung
keselamatan dan keberhasilan pembangunan nasional serta berperan aktif
di tingkat internasional.
a. Misi
a. Mengamati dan memahami fenomena Meteorologi, Klimatologi,
Kualitas udara dan Geofisika.
b. Menyediakan data dan informasi Meteorologi, Klimatologi,
Kualitas udara dan Geofisika yang handal dan terpercaya
c. Melaksanakan dan mematuhi kewajiban internasional dalam
bidang Meteorologi, Klimatologi, Kualitas udara dan Geofisika.
d. Mengkoordinasikan dan memfasilitasi kegiatan di bidang
Meteorologi, Klimatologi, Kualitas udara dan Geofisika.
3.1.3
Tugas dan Fungsi Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
BMKG mempunyai status sebuah Lembaga Pemerintah Non Departemen
(LPND), dipimpin oleh seorang Kepala Badan. BMKG mempunyai tugas :
melaksanakan tugas pemerintahan di bidang Meteorologi, Klimatologi, Kualitas
Udara dan Geofisika sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku.
55
dalam melaksanakan tugas sebagaimana dimaksud diatas, Badan Meteorologi
Klimatologi dan Geofisika menyelenggarakan fungsi :
a. Perumusan kebijakan nasional dan kebijakan umum di bidang
meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
b. Perumusan kebijakan teknis di bidang meteorologi, klimatologi, dan
geofisika.
c. Koordinasi
kebijakan,
perencanaan
dan
program
di
bidang
meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
d. Pelaksanaan, pembinaan dan pengendalian observasi, dan pengolahan
data dan informasi di bidang meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
e. Pelayanan data dan informasi di bidang meteorologi, klimatologi, dan
geofisika.
f. Penyampaian informasi kepada instansi dan pihak terkait serta
masyarakat berkenaan dengan perubahan iklim.
g. Penyampaian informasi dan peringatan dini kepada instansi dan pihak
terkait serta masyarakat berkenaan dengan bencana karena factor
meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
h. Pelaksanaan kerja sama internasional di bidang meteorologi,
klimatologi, dan geofisika.
i. Pelaksanaan penelitian, pengkajian, dan pengembangan di bidang
meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
56
j. Pelaksanaan, pembinaan, dan pengendalian instrumentasi, kalibrasi,
dan jaringan komunikasi di bidang meteorologi, klimatologi, dan
geofisika.
k. Koordinasi dan kerja sama instrumentasi, kalibrasi, dan jaringan
komunikasi di bidang meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
l. Pelaksanaan pendidikan dan pelatihan keahlian dan manajemen
pemerintahan di bidang meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
m. Pelaksanaan
pendidikan
profesional
di
bidang
meteorologi,
klimatologi, dan geofisika.
n. Pelaksanaan manajemen data di bidang meteorologi, klimatologi, dan
geofisika.
o. Pembinaan dan koordinasi pelaksanaan tugas administrasi di
lingkungan BMKG.
p. Pengelolaan barang milik/kekayaan negara yang menjadi tanggung
jawab BMKG.
q. Pengawasan atas pelaksanaan tugas di lingkungan BMKG.
r. Penyampaian
laporan,
saran,
dan
pertimbangan
di
bidang
meteorologi, klimatologi, dan geofisika.
Dalam
melaksanakan
tugas
dan
fungsinya
BMKG
dikoordinasikan oleh Menteri yang bertanggung jawab di bidang
perhubungan.
57
3.1.4
Struktur Organisasi Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Gambar 3.1 Sturktur organisasi BMKG
58
Gambar 3.2 Sturktur organisasi Bidang Geofisika
3.2
Analisis Sistem
3.2.1
Sistem yang sedang berjalan
Bidang Seismologi Teknik merupakan salah satu unit kerja dalam
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) yang berada
dibawah naungan Bidang Geofisika. Bidang Seismologi Teknik
menyediakan jasa di bidang data percepatan tanah akibat gempa besar
dengan kedalaman pusat gempa yang dangkal.
59
Untuk memperoleh data percepatan tanah (PGA) tersebut
dilakukan dengan cara perekaman guncangan permukaan tanah untuk
mengukur percepatan permukaan tanah dengan menggunakan suatu alat
sensor yang dinamakan Accelerograph. Pada umumnya Accelerograph
dipasang pada daerah-daerah perkotaan yang populasinya lebih padat
penduduk, dimana fungsi alat tersebut untuk investigasi varisasi terhadap
respons guncangan / getaran karena struktur geologi setempat.
Accelerograph mengirimkan hasil rekaman tersebut dalam bentuk
gelombang amplitudo, selanjutnya dilakukan pencarian nilai simpang
terbesar dari amplitudo gelombang tersebut. Nilai simpang terbesar itulah
yang dijadikan nilai percepatan tanah (PGA) disuatu daerah yang
mengalami gempa bumi.
Dengan adanya informasi dari Accelerograph terhadap gempagempa kecil dan kuat dapat dicirikan karakteristik semua jenis permukaan
tanah yang dapat digunakan untuk konstruksi bangunan. Daerah rawan
gempabumi dirancang konstruksi bangunannya sebelum gempabumi
besar terjadi. Rekaman getaran tanah akan sangat bermanfaat pada
pembuatan Building Code untuk keamanan bangunan. Informasinya juga
dapat dijadikan masukan / input terhadap pengambilan keputusan dalam
rencana pengembangan tata ruang dan tata kota.
Sebaran alat sensor Accelerograph diseluruh Indonesia dapat
dilihat dalam gambar berikut :
60
Gambar 3.3 Peta Jaringan Sensor Accelerograph di Indonesia
Diagram aliran data sistem yang sedang berjalan di BMKG :
Gambar 3.4 Diagram Konteks
61
Alat TEWS memberikan sinyal kepada alat Seismograph dan
Accelerograph saat terjadi gempa bumi. Kemudian alat Seismograph
mengirimkan parameter dari gempa bumi tersebut kepada alat
Accelerograph. Dari parameter-parameter tersebut alat Accelerograph
melakukan perhitungan percepatan gempa di permukaan tanah (PGA)
dan menghasilkan nilai PGA dalam skala MMI. Nilai PGA tersebut
kemudian dikirimkan kebagian pengolahan data SIG untuk kemudian
diolah menjadi peta Isoseismal. Dari peta Isoseismal tersebut dapat
diperoleh tingkat kerawanan suatu daerah terhadap gempa yang terjadi,
sehingga dapat ditentukan daerah yang mengalami kerusakan teringan
hingga daerah yang mengalami kerusakan terberat.
Contoh-contoh peta Isoseismal dari hasil pengolahan data dari alat
Accelerograph dapat dilihat dalam gambar berikut ini :
Gambar 3.5 Peta Isoseismal Tahun 2009
62
Gambar 3.6 Peta Isoseismal Tahun 2010
Gambar 3.7 Peta Isoseismal Tahun 2011
63
Tabel 3.1 Legenda Peta Skala Modified Mercally Intensity (MMI)
Besaran
Modified Mercally
Percepatan Permukaan
Radius Pengaruh
Skala
Intensity pada
Maksimum Pada Episentrum
Gempa (rata-rata)
Episentrum (MMI)
3.2.2
1
II-III
0,003 g
25 km
2
IV-V
0,01 g
50 km
3
VI
0,03 g
100 km
4
VII-VIII
0,01 g
200 km
5
IX
0,03 g
400 km
6
X-XII
1g
700 km
Permasalahan yang dihadapi
Dengan penggunaan sistem yang sedang berjalan saat ini, terdapat
beberapa kelemahan diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Penentuan nilai PGA
Dalam penentuan nilai PGA, hanya ditentukan dari nilai simpangan
amplitudo terbesar dari sinyal yang dihasilkan oleh alat Accelerograph yang
menangkap terjadinya gempa bumi di suatu wilayah.
b. Pembuatan peta zonasi
Setelah mendapatkan nilai PGA, dibutuhkan software yang berbeda untuk
pembuatan peta zonasi.
64
c. Pengolahan data
Dalam sistem tersebut pengolahan datanya masih dilakukan secara
terpisah, sehingga membutuhkan lebih banyak waktu untuk membuat peta zonasi
jika terjadi gempa bumi.
3.2.3
Usulan pemecahan masalah
Berdasarkan masalah yang dihadapi tersebut, maka diusulkan untuk
pemecahan masalah sebagai berikut :
a. Penentuan nilai PGA
Untuk menentukan nilai PGA kami menggunakan fungsi atenuase
Crouse. Pengguna cukup memasukkan koordinat garis bujur, koordinat garis
lintang, besaran gempa dan kedalaman dari gempa yang baru terjadi dan sistem
akan melakukan perhitungan nilai PGA secara otomatis.
b. Pembuatan peta zonasi
Setelah didapatkan nilai PGA tersebut maka sistem secara otomatis akan
membuat peta zonasi tersebut menggunakan metode interpolasi menggunakan
algoritma kriging tanpa harus menggunakan software yang berbeda.
c. Pengolahan data
Dalam sistem yang kami buat semua pengolahan data dilakukan secara
otomatis dan bersifat historical. Jadi semua pengolahan data cukup dilakukan
didalam satu software sehingga dapat mempersingkat waktu dalam pembuatan
peta zonasi daerah rawan gempa dan semua data-data terdahulu dapat
ditampilkan kembali apabila dibutuhkan.
65
3.3
Perancangan Sistem
3.3.1 Diagram Konteks
Gambar 3.8 Diagram Konteks
User meminta data peta Indonesia yang dimiliki oleh BMKG Pusat yang
akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan sistem. User juga memasukan datadata non spasial dan data spasial sesuai dengan kebutuhan sistem. Kemudian
data-data tersebut diolah dalam Sistem Informasi Geografis khususnya
pengolahan PGA. Setelah data-data diolah maka user mendapatkan hasil
permintaan informasi kegempaan berupa peta isoseismal atau peta zonasi daerah
rawan gempa.
66
3.3.2
Diagram Nol
Gambar 3.9 Diagram Nol
User mendapatkan data Peta Indonesia dari BMKG Pusat kemudian data
Peta Indonesia bertipe spasial disimpan di data store. User memasukan data-data
informasi gempa bertipe non spasial yang akan disimpan di data store. Lalu
sistem akan mengambil data spasial dan non spasial dari data store untuk diolah
di dalam pengolahan SIG yang akan menghasilkan informasi kegempaan berupa
peta isoseismal atau peta zonasi daerah rawan gempa.
3.4
Perancangan Database
3.4.1
Kamus Data
Berikut adalah kamus data dari table – table yang digunakan :
a. MsTitikGempa(TitikGempaId,
Latitude, Depth, Magnitude)
Date,
OriginTime,
Longitude,
67
b. MsTitikGrid(TitikGridId, TitikGempaId, PGA, Longitude, Latitude,
Jarak)
3.4.2
Entity Relationship Diagram
Gambar 3.10 Entity Relationship Diagram (ERD)
3.4.3
Spesifikasi Tabel
1. Tabel TitikGempa
Nama Tabel
= MsTitikGempa
Deskripsi
= Berisi informasi mengenai TitikGempa
Primary Key
= TitikGempaId
68
Tabel 3.2 Titik Gempa
Nama Field
Tipe
Panjang
Keterangan
TitikGempaId
Integer
4
Identitas
TitikGempa
Date
Datetime
15
Tanggal
Origin Time
Datetime
10
Waktu Kejadian
Longitude
Double
15
Posisi Longitude
Latitude
Double
15
Posisi Latitude
Depth
Integer
4
Kedalaman
Gempa
Magnitude
Double
2
Besaran Gempa
2. Tabel TitikGrid
Nama Tabel
= MsTitikGrid
Deskripsi
= Berisi informasi mengenai TitikGrid
Primary Key
= TitikGridId
69
Tabel 3.3 Titik Grid
Nama Field
Tipe
Panjang
Keterangan
TitikGridId
Integer
4
Identitas
TitikGrid
PGA
Double
15
Nilai PGA
Longitude
Double
15
Posisi
Longitude
Longitude
Double
15
Posisi
Longitude
Jarak
Double
10
Jarak dari Titik
Grid ke Titik
Grid Terdekat
70
3.5
Perancangan Menu
Layar Utama
File
View
Help
Save
Data
View
Petunjuk
Penggunaan
Save as
Layout
View
Tentang
ArcMap
Page and
Print Setup
Tambah
Titik Gempa
Print
Preview
Lihat Tabel
Atribut
Print
Hitung Jarak
Exit
Zonasi Peta
Tambah
Data
Gambar 3.11 Rancangan Menu
71
3.6
Perancangan Layar
1. Rancangan Halaman Pembuka
PETA ZONASI PGA BANDA ACEH
BMKG
MASUK
KELUAR
Gambar 3.12 Rancangan Halaman Pembuka
Layar awal saat aplikasi dijalankan, terdapat pilihan untuk Masuk ke aplikasi
atau langsung Keluar (cancel/tidak jadi masuk aplikasi)
72
2. Layar Utama
FILE
|
VIEW
| HELP
Tombol Tambah data, tabel, zonasi peta
Peta Banda Aceh
LAYER
Gambar 3.13 Rancangan Halaman Utama
73
3. Rancangan layar sub-menu File
FILE
|
VIEW
|
HELP
Save
Save-as
Page and
Print Setup
Print
Preview
Print
Exit
Gambar 3.14 Rancangan Halaman Sub-menu File
74
4. Rancangan layar sub-menu view
FILE
|
VIEW
|
HELP
Data View
LayOut
View
Gambar 3.15 Rancangan Halaman Sub-menu View
75
5. Rancangan layar sub-menu Help
FILE
|
VIEW
|
HELP
Petunjuk
Penggunaan
Tentang
ArcMap
Gambar 3.16 Rancangan Halaman Sub-menu Help
76
6. Rancangan Layar Tambah Data
FILE
|
VIEW
|
HELP
Tombol Tambah data, tabel, zonasi peta
Date
Original Time
Magnitude
Depth
Tambah
Bersihkan
Keluar
Gambar 3.17 Rancangan Halaman Tambah Data
77
7. Rancangan Halaman Tabel
FILE
|
VIEW
|
HELP
Tombol Tambah data, tabel, zonasi peta
Tabel Atribut
Gambar 3.18 Rancangan Halaman Tabel
78
8. Rancangan Halaman Zonasi Peta
FILE
|
VIEW
|
HELP
Tombol Tambah data, tabel, zonasi peta
Peta Zonasi
Gambar 3.19 Rancangan Halaman Zonasi Peta
79
3.7
State Transition Diagram (STD)
Gambar 3.20 STD Main Menu
80
Gambar 3.21 STD Hitung Jarak
81
Gambar 3.22 STD Perhitungan Jarak
Gambar 3.23 STD Generate Map
82
Gambar 3.24 STD Help
3.8
Spesifikasi Proses
Panggil Modul Utama
Masuk Halaman Pembuka
Panggil Halaman Pembuka
Menampilkan Layar “PETA ZONASI PGA BANDA ACEH ”
Tekan Tombol “Masuk”
Akhiri Modul
Lakukan Pilihan
Pilih Tombol “Tambah Titik Gempa”
Panggil Form Tambah Titik Gempa
Tampilkan Form Tambah Titik Gempa
Isi form Tambah Titik Gempa
Masukkan Data
Update Database
Akhiri Pilihan
Pilih “Keluar”
Keluar Aplikasi secara keseluruhan
83
Pilih Menu “View”
Tampilkan Submenu “Data View”
Pilih “Data View”
Panggil form DataView
Tampilkan form Data View
Pilih Dropdown “Editor”
Pilih “Start Editing”
Pilih Tombol “Lihat Tabel Taribut”
Tampilkan Tabel Atribut Titik Grid
Pilih kolom varA
Klik Kanan pada kolom varA
Pilih Field Calculator
Tampilkan Form Field Calculator
Tekan Tombol “Load”
Tampilkan Menu Load Field Calculator
Tekan Tombol “OK”
Akhir Modul