identifikasi dan analisis karakteristik fisis waveform satelit altimetri

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