19
BAB 3
PENGOLAHAN DATA
3.1 Pengumpulan Data
Sebagaimana tercantum dalam diagram alir penelitian (Gambar 1.4), penelitian ini menggunakan data waveform Jason-2 sebagai data pokok dan citra Google Earth Pulau Sulawesi serta model batimetri SRTM 30 sebagai data tambahan.
3.1.1 Data waveform Jason-2
Data pengamatan satelit Jason-2 dibagi dalam 3 jenis produk yang disimpan, yaitu :
a) Operational Geophysical Data Records (OGDR)
Merupakan data pengukuran near-real time dari satelit Jason-2 (dikeluarkan setiap 2-3 jam sekali).
b) Interim Geophysical Data Records (IGDR)
Merupakan data pengukuran Jason-2 yang dikeluarkan setiap 1-2 hari sekali.
c) Geophysical Data Records (GDR)
Merupakan data pengukuran Jason-2 yang dikeluarkan setiap 10 hari sekali.
Gambar 3.1 Produk-produk data ukuran Jason-2, semuanya disimpan dalam format file NetCDF, kecuali OGDR-BUFR yang tidak menyediakan data 20 Hz
20 Ketiga jenis produk tersebut pada dasarnya sama, hanya terdapat perbedaan di data-data tambahan seperti informasi orbit dan koreksi-koreksi atmosferis-geofisis. Dalam penelitian ini yang digunakan sebagai data pokok adalah tipe data S-GDR yang merupakan tipe superset dari jenis data GDR (memiliki data pengukuran 1 Hz, 20 Hz dan data waveform). Data SGDR dipilih karena memiliki kualitas data yang terbaik dan tervalidasi serta memuat data waveform yang akan dipergunakan sebagai
pokok penelitian ini. Data tersebut diakses dari
ftp://data.nodc.noaa.gov/pub/data.nodc/jason2 pada bulan Desember 2011 .
Pada penelitian ini, data SGDR yang diunduh dipilih sesuai keperluan (dalam hal ini 8 rentang data yang terdapat dalam 5 pass pada cycle 120 dan 121). Berikut adalah data yang digunakan:
Tabel 3.1 Data waveform yang digunakan No Set
data Pass Arah lintasan Cakupan Wilayah*
1 12 Darat ke laut -1.388646 < φ < 0.309980 , 123.917189 < λ < 124.522872 2 Laut ke darat 0.868976 < φ < 2.567471 , 123.111586 < λ < 123.717879 3 25 Darat ke laut 0.499787 < φ < 2.198088 , 119.950970 < λ < 120.556901 4 Laut ke darat -4.501806 < φ < -2.804205 , 118.163547 < λ < 118.772071 5 101 Darat ke laut 0.852115 < φ < 2.5503420 , 122.911153 < λ < 123.517351 6 114 Laut ke darat -2.248847 < φ < -0.550333 , 118.554613 < λ < 119.160711 7 190 Darat ke laut -7.109944 < φ < -5.413603 , 123.130608 < λ < 123.745205 8 Laut ke darat 1.117159 < φ < 2.815591 , 120.187854 < λ < 120.794414 * angka-angka di atas dinyatakan dalam satuan derajat, φ = lintang , λ = bujur
3.1.2 Data garis pantai
Data garis pantai yang digunakan berupa data citra dari Google Earth yang diakses pada bulan Desember 2011 (Gambar 1.3). Data garis pantai akan dipergunakan untuk melihat pengaruh jarak dari bibir pantai pada bentuk waveform satelit Jason-2. Titik lokasi jalur (pass) satelit Jason-2 berpotongan dengan bibir pantai dianggap memiliki jarak nol kilometer. Selanjutnya seperti telah disinggung dalam sub bab ruang lingkup penelitian, waveform yang di-plot untuk dilihat distorsi betuknya berada pada rentang jarak nol hingga dua ratus kilometer dari bibir pantai.
21 3.1.3 Data batimetri
Data batimetri (kedalaman dasar laut) di lepas pantai Pulau Sulawesi yang digunakan dalam penelitian ini adalah data SRTM 30. SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) adalah model kedalaman laut global yang dibuat oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA). Data kedalaman disimpan dalam format file xyz dan berupa grid kedalaman dengan ukuran setiap gridnya adalah 30”. Data diakses dari situs http://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_srtm30.cgi pada bulan Maret 2012.
Gambar 3.2 Plot jalur lintasan satelit altimetri terhadap garis pantai Pulau Sulawesi, dimana titik perpotongannya dianggap sebagai jarak nol kilometer (a). Plot jalur lintasan altimetri terhadap model
kedalaman dasar laut di bawah area footprint-nya (b).
Model batimetri ini akan digunakan untuk melihat pengaruh kedalaman terhadap penyimpangan nilai tracking gate satelit Jason-2 terhadap nilai tracking gate ideal (tracking gate untuk waveform di laut lepas, besarnya berkisar antara 27-31). Sebagai catatan gate adalah gelombang satuan yang merupakan penyusun sebuah waveform altimeter yang jumlahnya berbeda-beda pada setiap satelit altimetri (untuk Jason-2 jumlah gate adalah 104). Sedangkan tracking gate adalah gate yang menjadi nilai tengah leading edge dan digunakan untuk menghitung jarak dari altimeter ke permukaan laut.
22 3.2 Pengolahan Data
Data waveform Jason-2 yang telah diperoleh diolah menggunakan perangkat lunak Matlab. Bentuk pengolahan data dalam penelitian ini adalah penyortiran data waveform yang diperlukan (waveform 20 Hz, dengan rentang jarak nol hingga 200 km), penentuan nilai rata-rata dan standar deviasi waveform 20 Hz untuk rentang-rentang jarak 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, dan 5-200 km, serta penentuan nilai tracking gate untuk setiap waveform. Untuk penentuan jarak, sebagaimana telah disinggung pada bagian sebelumnya, posisi titik perpotongan (dinyatakan dalam sistem koordinat geodetik, lintang dan bujur) jalur lintas altimeter dengan garis pantai digunakan sebagai nilai jarak nol kilometer. Selanjutnya lokasi waveform (merupakan pusat footprint atimeter) yang diketahui diselisihkan dengan koordinat titik nol tersebut untuk mendapatkan jarak waveform relatif terhadap bibir pantai.
Gambar 3.3 Diagram alir pengolahan data Plot tracking gate terhadap kedalaman perairan Data SRTM 30 Data waveform 20 Hz Data garis pantai Penentuan jarak waveform relatif
terhadap garis pantai
Penentuan nilai rata-rata waveform dan standar deviasinya untuk rentang -rentang jarak 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, dan 5-200 km Plot bentuk waveform relatif terhadap jarak dari pesisir Plot rata-rata dan standar deviasi waveform pada rentang-rentang tersebut Penentuan nilai
tacking gate waveform
Interpolasi metode Nearest
23 3.2.1 Penentuan jarak waveform relatif terhadap garis pantai
Waveform 20 Hz yang digunakan untuk setiap set data (Tabel 3.1) berjumlah 680 waveform. Hal ini dilakukan karena penelitian ini dibatasi oleh jarak waveform relatif terhadap bibir pantai maksimal 200 km. Secara tidak langsung, dapat diketahui bahwa jarak antar waveform 20 Hz adalah ± 294 meter. Proses penentuan jarak dilakukan dengan menggunakan fungsi distance pada perangkat lunak Matlab. Hasil plotting bentuk waveform terhadap jarak dari garis pantai ditampilkan dalam Lampiran 1.
3.2.2 Penentuan nilai rata-rata dan standar deviasi
Untuk setiap gate waveform, formulasi rata-rata kekuatan waveform (M) adalah sebagai berikut:
() = () (3.1)
Dengan t adalah nomor gate, N adalah jumlah waveform yang dirata-ratakan dan P adalah kekuatan waveform.
() = ( ( ) ( ))
! "#
$
(3.2)
Dengan n adalah jumlah waveform yang digunakan dalam proses perata-rataan. Dalam penelitian ini :
• i1 = M/STD untuk rentang jarak 0-1 km
• i2 = M/STD untuk rentang jarak 1-2 km
• i3 = M/STD untuk rentang jarak 2-3 km
• i4 = M/STD untuk rentang jarak 3-4 km
• i5 = M/STD untuk rentang jarak 4-5 km
24 3.2.3 Penentuan nilai tracking gate waveform
Penentuan nilai tracking gate waveform menggunakan metode 50 % threshold retracker. Prinsip dasar dari metode Threshold retracker adalah menentukan sebuah batas (threshold), dimana apabila kekuatan dari gate sudah melebihi batas ini, maka gate tersebut dinyatakan berada pada posisi leading edge.Berikut adalah langkah-langkah menentukan tracking gate waveform menggunakan metode 50 % threshold retracker :
1. Menghitung thermal noise
=% &%
(3.3)
2. Menghitung ambang batas (threshold level)
' = + )(* ) (3.4)
dengan q adalah skala threshold, dan A adalah nilai amplitudo dari waveform. Davis (1997) menggunakan q dengan nilai:
• 50% untuk waveform yang didominasi oleh surface scattering • 10-20% untuk waveform yang didominasi oleh volume-scattering
3. Interpolasi linier terhadap gate-gate yang berdekatan dengan Th untuk
menentukan posisi retracked gate
+, = +- +./0 01#01# (3.5)
Dengan :
k : Nomor array dari gate pertama yang melewati batas threshold (Th)
Gk= Pk : Kekuatan dari gate ke-k
25 3.2.4 Interpolasi grid metode nearest neighbour
Data model batimetri global yang digunakan dalam penelitian ini adalah SRTM 30 sebagaimana yang telah disinggung dalam bagian sebelumnya. Format data adalah xyz file diamana lebar tiap-tiap grid adalah 30”. Namun agar data tersebut dapat dipergunakan, terlebih dahulu harus dilakukan interpolasi untuk mendapatkan data kedalaman di koordinat (geodetik) yang diinginkan. Dalam melakukan interpolasi digunakan perangkat lunak ArcGIS 9.3 dengan metode interpolasi Nearest Neighbour.
Metode Nearest Neighbour dipilih karena paling sederhana dengan ketelitian hasil yang cukup memenuhi kebutuhan penelitian ini. Selain itu waktu pengolahan yang dibutuhkan menggunakan metode ini relatif lebih singkat dibanding metode lain seperti IDW atau Kriging. Hasil interpolasi terhadap data grid batimetri SRTM 30 tampak pada Gambar 3.2 b. Hasil interpolasi berupa citra dengan gradasi warna yang merupakan variasi nilai kedalaman di sekitar wilayah Pulau Sulawesi. Dari hasil interpolasi tersebut, akan di plot tracking gate setiap waveform terhadap kedalaman perairan di area footprint tempat waveform tersebut terbentuk.
