20 BAB 3 PEMANTAUAN PENURUNAN MUKA TANAH DENGAN METODE
SURVEY GPS
Ada beberapa metode geodetik yang dapat digunakan untuk memantau penurunan tanah, diantaranya survey sipat datar (leveling), Interferometric Synthetic Aperture Radar (INSAR), dan Survey GPS (Abidin, 2001; Mahdi Motagh, dkk, 2006).
Dalam memantau penurunan muka tanah di Semarang, metode geodetik yang digunakan adalah metode survey GPS. Pergerakan penurunan muka tanah merupakan suatu fenomena yang tidak dapat dirasakan seperti halnya gempa bumi. Penurunan muka tanah terjadi sedikit demi sedikit dalam skala milimeter sampai centimeter per/tahun. Oleh karena itu Untuk mengetahui penurunan muka tanah, diperlukan metode yang tingkat presisinya milimeter. GPS memberikan nilai vektor pergerakan tanah dengan tingkat presisi sampai beberapa millimeter (Abidin, 2008).
3.1. GPS (Global Positioning System)
GPS adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang berbasiskan pada pengamatan satelit-satelit Global Positioning System [Abidin, 2000; Hofmann-Wellenhof et al., 1997]. Prinsip studi penurunah tanah dengan metode survei GPS yaitu dengan menempatkan beberapa titik pantau di beberapa lokasi yang dipilih, secara periodik atau kontinyu untuk ditentukan koordinatnya secara teliti dengan menggunakan metode survei GPS. Dengan mempelajari pola dan kecepatan perubahan koordinat dari titik-titik tersebut dari survei yang satu ke survei berikutnya atau hasil data kontinyu, maka karakteristik penurunan muka tanah ( land subsidence ) akan dapat dihitung dan dipelajari. Konsep Teknologi GPS
Konsep penentuan posisi dengan GPS adalah reseksi jarak dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit GPS yang koordinatnya telah diketahui. Sinyal GPS tersebut memberikan informasi :
1. Jarak (kode),
2. Informasi posisi satelit (navigation message),
Informasi posisi satelit (navigation message) berisi informasi tentang koefisien koreksi jam satelit, parameter orbit, almanac satelit, parameter koreksi ionosfer, dan
21
informasi spasial lainnya seperti konstelasi dan kesehatan satelit. Navigation
message tersebut dikirimkan ke pengguna menggunakan satelit GPS.
3. Gelombang pembawa (carrier wave).
Gelombang pembawa (carrier wave) yang digunakan oleh GPS adalah L1 yang membawa kode-kode P(Y), C/A, dan pesan navigasi, serta L2 yang membawa kode P(Y) dan pesan navigasi.
3.2. Penentuan Tinggi Dengan GPS
Dalam penentuan tinggi titik pengukuran, Ketinggian titik yang diberikan oleh GPS adalah ketinggian titik di atas permukaan ellipsoid yaitu ellipsoid WGS 84. Tinggi ellipsoid (h) tidak sama dengan tinggi orthometrik (H) yang biasa digunakan dalam pengukuran sipat datar (lavelling). Karena, tinggi orthometrik suatu titik adalah tinggi titik diatas geoid yang diukur sepanjang garis gaya berat yang melalui titik tersebut, sedangkan tinggi ellipsoid suatu titik adalah tinggi titik tersebut di atas ellipsoid dihitung sepanjang garis normal ellipsoid titik tersebut ,
Survey GPS untuk pemantauan penurunan muka tanah dengan menentukan koordinat secara teliti beberapa titik pada lokasi yang dipilih dilakukan secara periodik dengan interval waktu tertentu menggunakan metode survey GPS. Dengan demikian maka akan didapat pola dan kecepatan perubahan tinggi ellipsoid dari titik – titik tersebut dari survey yang satu ke survey berikutnya, dengan didapatkannya pola dan kecepatan perubahan tinggi tersebut maka besar penurunan tanah dapat diketahui. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.1di bawah ini:
22
Gambar 3.1. Prinsip pemantauan penurunan tanah dengan GPS (Abidin, 2008)
Dari gambar 3.1, data hasil pengukuran dengan GPS beberapa tahun pada titik yang sama akan menghasilkan perbedaan koordinat horizontal (X dan Y) dan vertikal (Z). Dengan diperolehnya perbedaan koordinat maka besarnya pergerakan tanah dapat diketahui. Nilai pergerakan tanah yang diperoleh maka diketahui karakteristik pergerakan tanahnya.
3.3. Metoda GPS Yang Digunakan Dalam Pemantauan Penurunan Tanah
Dalam pengukuran di Semarang,mode pengukuran yang digunakan adalah GPS radial di mana setiap titik diukur secara diferensial dengan satu titik sebagai titik referensinya. Titik referensi tersebut telah diketahui koordinatnya sehingga semua titik ditentukan koordinatnya dengan menggunakan koordinat titik referensi tersebut. . Pada penelitian ini difokuskan dalam hal penentuan beda tinggi geodetik yang teliti. Untuk mendapatkan nilai beda tinggi geodetik yang baik, maka pada penelitian ini dilakukan penentuan beda tinggi geodetik dilakukan menggunakan metoda GPS diferensial dengan moda radial. Pengamatan GPS diferensial menggunakan moda radial dianggap lebih efektif dan efisien daripada penggunaan moda jaring. Dengan kemampuan perangkat lunak yang semakin baik dan canggih, serta semakin baiknya informasi orbit dan informasi pendukung lainnya, maka pengolahan vektor baseline menggunakan moda radial saat ini menjadi lebih baik. Sedangkan pada pengolahan data moda jaring, akan terdapat kekurangan ketika terdapat satu
baseline yang memiliki kesalahan yang cukup besar maka akan mempengaruhi baseline
lainnya yang memiliki kesalahan yang kecil. Hal ini disebabkan karena pada pengolahan data moda jaring menggunakan prinsip perataan dimana kesalahan dibagi rata pada semua
23
Pengolahan data dari setiap baseline GPS pada dasarnya adalah bertujuan menentukan nilai estimasi vektor baseline atau koordinat relatif. Gambar mode radial yang digunakan dalam pengolahan data dapat dilihat pada Gambar 3.2 di bawah ini:
Gambar 3.2. Mode Radial (Abidin, 2002)
3.4. Pelaksanaan Survey GPS Untuk Pemantauan Penurunan Tanah Semarang
Untuk pelaksanaa survey GPS untuk monitoring land subsidence Semarang, pihak kelompok keilmuan geodesi telah melakukan survey sejak tahun 2008. Alat yang digunakan untuk pengukuran penurunan muka tanah ini adalah dua jenis receiver GPS yaitu TRIMBLE4000SSi dan Leica.
Data yang diolah berasal dari 4 kali data pengmatan GPS yang dilakukan pada tanggal, yaitu pada 7-13 Juli 2008, dan 5-11 Juni 2009, 21-25 Juli 2010dan 22- 28 Juni 2011 untuk distribusi persebaran titik dan lokasi titik ditunjukan pada Tabel 3.1 dan untuk distribusi persebaran titik pada Gambar 3.3
24
Tabel 3.1. Survey GPS untuk pemantauan penurunan tanah Semarang
No Nama Stasiun Tahun 2008 Tahun 2009 Tahun 2010 Tahun 2011 (7-13 Juli) (5-11 Juni) (21-25 Juli) (22-28 Juni)
1 259 √ √ √ √ 2 1106 √ √ √ √ 3 1114 √ √ √ √ 4 1124 √ √ √ √ 5 1125 √ √ √ √ 6 1303 √ √ √ √ 7 AY15 √ √ √ √ 8 BM01 √ √ √ √ 9 BM05 √ √ √ √ 10 BM11 √ √ √ √ 11 BM16 √ √ √ √ 12 BM30 √ √ √ - 13 BTBR √ √ √ √ 14 CTRM √ √ √ √ 15 ISLA √ √ √ √ 16 JOHR √ √ √ √ 17 K371 √ √ √ √ 18 KO16 √ √ √ √ 19 MP69 √ √ √ √ 20 MSJD √ √ √ √ 21 MTIM √ √ √ √ 22 PMAS √ √ √ √ 23 PRPP √ √ √ √ 24 SD01 √ √ √ √ 25 SD02 √ √ √ √ 26 SFCP √ √ √ √ 27 SMG2 √ √ √ √ 28 SMG3 √ √ √ √ 29 SMG5 √ √ √ √ 30 SMPN √ √ √ √ 31 SP05 √ √ √ √ 32 T447 √ √ √ √ 33 VTRN √ √ √ √ 34 SMKN √ √ √ - 35 T374 √ √ √ √ 36 CPMR - √ √ √ 37 RMPA - √ √ √ 38 DRI1 √ - √ √ 39 K370 √ √ √ √ 40 KOP8 √ √ √ √ 41 PAMU √ √ √ √ 42 PBR1 √ √ √ √ 43 QBLT √ - √ √
25
Gambar 3.3. Lokasi persebaran titik pemantaun penurunan tanah di Semarang (2011)
Tabel 3.2. Lokasi titik GPS penurunan tanah periode 2008-2009 di Semarang
No Nama Stasiun Lintang Bujur Lokasi
1 0259 6° 59' 01.53848" S 110° 24' 34.29757" E Tugu Muda Semarang
2 1106 6° 59' 41.43484" S 110° 25' 49.83667" E Jalan. Atmodirono
3 1114 6° 59' 13.97440" S 110° 24' 24.99820" E Jalan H.O.S. Cokroaminoto
4 1124 6° 58' 48.63423" S 110° 25' 16.09457" E Jalan Gajah Mada
5 1125 6° 58' 49.64402" S 110° 25' 50.23961" E Jalan Karang Saru
Sistem Proyeksi : Transverse Mercator Sistem Koordinat : UTM
26
Lanjutan Tabel 3.3. Lokasi titik GPS penurunan tanah periode 2008-2009 di Semarang
No Nama
Stasiun Lintang Bujur Lokasi
6 1303 6° 58' 01.84841" S 110° 17' 55.51349" E SMPN 28 Semarang 7 AY15 7° 00' 28.24934" S 110° 24' 58.06149" E Jalan Sultan Agung 8 BM01 6° 57' 39.19822" S 110° 26' 22.83099" E Jalan.Kaligawe
9 BM05 6° 57' 06.95602" S 110° 25' 09.20122" E Pelabuhan Tanjung Mas 10 BM11 6° 57' 21.49755" S 110° 23' 43.83551" E Jalan R.E. Martadinata 11 BM16 6° 57' 57.83834" S 110° 25' 33.21357" E Jalan Merak
12 BM30 6° 59' 16.34017" S 110° 22' 07.07929" E Taman Sriwibowo 13 BTBR 6° 56' 15.22961" S 110° 27' 34.55448" E Briket Tambang Batubara 14 CTRM 6° 58' 18.65108" S 110° 26' 31.71239" E Jalan Citarum
15 DRI1 6° 58' 08.704624" S 110° 25' 28.768514" E jalan Kaligawe 16 ISLA 6° 57' 22.29716" S 110° 27' 33.11412" E Jalan Kaligawe 17 JOHR 6° 58' 09.78469" S 110° 25' 51.25401" E Pasar Johar
18 K370 6° 58' 16.723797" S 110° 23' 25.626647" E Jalan Puri Anjasmoro 19 K371 6° 58' 45.27787" S 110° 22' 36.38864" E Dekat bandara Ahmad Yani 20 KO16 7° 00' 16.67290" S 110° 24' 31.55626" E Jalan Mayjen S. Parman 21 KOP8 6° 58' 23.916197" S 110° 24' 54.109307" E Jalan Imam Bonjol
22 MP69 6° 59' 12.25143" S 110° 24' 50.23725" E Pertigaan Jalan Pandaran, Jalan
Kyai Saleh, Jalan Pekunden 23 MSJD 6° 57' 22.92705" S 110° 25' 26.49862" E Mesjid Nurul Bahari, Pelabuhan
Tanjung Mas
24 MTIM 6° 56' 53.02872" S 110° 25' 12.20669" E BMG Stasiun, Jalan Deli
Semarang
25 PAMU 6° 59' 15.220335" S 110° 23' 22.911480" E Jalan Pamularsih Raya no.83 26 PBR1 6° 58' 14.096126" S 110° 19' 59.403666" E Lokasi industri Wijaya Kusuma,
Jalan Tugu Industri Raya 27 PMAS 6° 56' 47.60685" S 110° 25' 28.95131" E Pelabuhan Tanjung Mas 28 PRPP 6° 57' 44.19683" S 110° 23' 30.20259" E Jalan. Madukoro
29 QBLT 6° 57' 18.982396" S 110° 18' 53.439961" E Jalan Mangkang Wetan -
Mangunharjo dan Gang Kutuk 30 SD01 6° 57' 51.75513" S 110° 24' 57.68862" E Lamisin Dara
31 SD02 6° 58' 37.82884" S 110° 21' 56.58179" E Tambaklorog
32 SFCP 6° 59' 09.28187" S 110° 25' 43.68791" E Kampung Kali, Jalan Kimangun
Jatikoro
33 SMG2 6° 59' 02.25589" S 110° 22' 50.98895" E Kantor BMG, Jalan Siliwangi
no.291 34 SMG3 6° 57' 48.92545" S 110° 23' 47.38281" E
Kantor Yayasan Tri Tunggal, Perumahan Semarang Indah IV no.1
35 SMG5 6° 57' 05.62171" S 110° 28' 42.28930" E SD Trimulia, Jalan Trimulia Raya 36 SMPN 6° 59' 42.84922" S 110° 27' 24.55411" E SMP 15 Semarang, Jalan
Supriadi no.72
37 SP05 6° 59' 20.73137" S 110° 25' 22.27051" E Mesjid Baiturahman Semarang,
Simpang Lima 38 T347 6° 58' 33.059812" S 110° 21' 09.091662" E Jalan Tugu Rejo 39 T447 7° 01' 25.10252" S 110° 25' 13.90672" E Jalan Teuku Umar 40 VTRN 6° 59' 52.40809" S 110° 25' 09.88486" E Jln Diponegoro 41 CPMR 6° 56' 43.876272" S 110° 25' 59.823423" E jalan teratai 42 RMPA 6° 57' 27.979790" S 110° 26' 56.573285" E Jalan Kaligawe
27
Titik SMG1 sebagai titik referensi dalam metoda jaring radial survey GPS untuk pemantauan penurunan tanah ini. Titik SMG1 dianggap sebagai titik yang stabil koordinatnya. Pada Tugas Akhir ini akan difokuskan pada pembahasan penurunan tanah antara survey-1 survey-2, survey-3 dan survey-4. Pada selang waktu ini hanya terdapat 43 titik pantau yang dapat dihitung penurunan tanahnya, antara 0259, 1106, 1114, 1124, 1125, 1302, 1303, AY15, BM01, BM05, BM11, BM16, BM30, BTBR, CTRM, DRI1,ISLA, JOHR, K370, K371, KO16, KOP8, MP69, MSJD, MTIM, PAMU, PBR1, PMAS, PRPP, ,QBLT, SD01, SD02, SFCP, , SMG2, SMG3, SMG4, SMG5, SMPN, SP05, T347, T447, VTRN, CPMR, TMAS, CP04, RMPA.
Beberapa titik pengamatan GPS untuk pematauan penurunan muka tanah Semarang diperlihatkan pada Gambar 3.4
