PROPOSALPROGRAM RISET INOVASI KK ITB 2017

Ketua Tim-Peneliti/Kelompok-Keilmuan:

Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro., M.Sc

KK : Geodesi Fakultas/Sekolah : Ilmu dan Teknologi Kebumian

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNGJanuari, 2017

JUDULPerumusan dan Penentuan Atas Masalah Geodetik di Indonesia

dalam cakupan Masalah -Sistem Referensi, -Medan Gaya berat Bumi, - Metode Penentuan Posisi, - Pemantauan Bencana secara Spasial &

Waktu(The Study and Determination of Indonesia -Reference System, -Gravity Field, -

Positioning, and –Spatio Temporal Disaster Monitoring, In Geodesy)

DAFTAR ISI

Halaman

1. Latarbelakang Proposal dan Roadmap Kelompok Keilmuan/ Keahlian Geodesi ..........................3

2. Pengaruh Geodinamika Bumi terhadap Posisi Geodetik di Indonesia ................................................3

2.1. Research Questions .....................................................................................................52.2. Metode Penelitian .......................................................................................................5

2.3. Data yang Digunakan ..................................................................................................6

3. Metode Penggunaan Sistem GNSS dalam Penentuan Posisi Geodetik di Indonesia ......................6

3.1. Penyelidikan kombinasi linear ....................................................................................6

3.2. Metodologi..................................................................................................................9

3.3. Indikator Performa ...................................................................................................10

4. Potensi Penggunaan BeiDou Navigation Satellite System dalam Penentuan Posisi Geodetik di

Indonesia......................................................................................................................................................................10

4.1. BeiDou Navigation System (BDS) ..............................................................................10

4.1. Kemanfaatan.............................................................................................................11

4.2. Metodologi................................................................................................................11

4.4. Indikator Keberhasilan..............................................................................................12

5. Potensi Penggunaan InSAR bagi Analisa Geodetik Aspek di Indonesia............................................12

5.1. Potensi......................................................................................................................13

6. Pemodelan Atmosfer dalam Penentuan Posisi Geodetik di Indonesia .............................................15

6.1. Karakteristik Precipitable Water Vapor dan Karakteristik Curah Hujan Musiman di

Cekungan Bandung ...............................................................................................................15

7. Aplikasi Wavelet Transform dan Statistik Spasial dalam Geodesi dan Geomatika .....................17

7.1. Wavelet.....................................................................................................................17

7.2. Kajian Statistik Spasial ..............................................................................................18

7.3. Sistem pengambilan dan pengolahan data GPS ..........................................................18

7.4. Manajemen Spasial....................................................................................................18

8. Pemodelan Medan Gayaberat Bumi dan Geodinamika secara Geodetik di Indonesia ...............20

8.1. Studi Saat Kini...........................................................................................................20

8.2. Metodologi................................................................................................................21

8.3. Hasil perolehan yang ada saat ini dan yang direncanakan dihasilkan .........................21

9. Pengamatan Variasi Spasio-temporal Ancaman dan Risiko Bencana Gunungapi .......................23

9.1. Deskripsi ..................................................................................................................23

9.2. Deformasi pada Gunungapi .......................................................................................24

9.3. Penentuan Sumber Tekanan Magma..........................................................................25

9.4. Pemantauan Gunung api dengan GPS.........................................................................26

9.5. Rekomendasi pada Penelitian Lanjutan ....................................................................29

10. Deformasi Geodetik secara Vertikal di Jawa dan Sulawesi ....................................................................29

10.1. Deformasi Geodetik...................................................................................................29

10.2. Penelitian Terkait dan Counterparts ..........................................................................3110.3. Penelitian Mandiri Terkait.........................................................................................33

11. Monitoring dan Prediksi Variasi foF2-ionosfir di Indonesia Secara Real-time Menggunakan

Pengukuran GPS........................................................................................................................................................36

11.1. Dinamika Ionosfir .....................................................................................................36

11.1. Deskripsi Masalah dan Tujuan ......................................................................................37

11.2. Metodologi ...................................................................................................................38

12. Analisis Risiko Bencana Gerakan Tanah (berdasarkan penurunan daya dukung lahan untuk

kawasan sekitar Gunungapi Studi Kasus Kabupaten Majalengka).....................................................39

12.1. Penurunan Daya Dukung Lahan ................................................................................39

12.2. Deskripsi masalah & tujuan .......................................................................................40

12.3. Metodologi................................................................................................................43

13. Target Luaran (Output) .........................................................................................................................................45

13.1. Publikasi ...................................................................................................................45

13.2. Keterlibatan mahasiswa ..............................................................................................45

13.3. Pembinaan Peer ...........................................................................................................46

14. Dampak (Outcomes) ...............................................................................................................................................46

15. Referensi ......................................................................................................................................................................47

16. Pelaksanaan dan Biaya...........................................................................................................................................48

16.1. Pelaksanaan Kegiatan................................................................................................48

16.2. Biaya Kegiatan ..........................................................................................................48

16.2.1. Belanja Pegawai ....................................................................................................49

16.2.2. Belanja Jasa...........................................................................................................50

16.2.3. Belanja Barang ......................................................................................................51

17. CV (Curriculum Vitae) Tim Peneliti ....................................................................................................................52

1

2

3

1. Latarbelakang Proposal dan Roadmap Kelompok Keilmuan/ Keahlian Geodesi

Kelompok Keilmuan/Keahlian Geodesi berorganisasi dibawah Fakultas Ilmu dan Kebumian (FITB) di Institut Teknologi Bandung (ITB), dan setiap anggotanya yang dosen melakukan kegiatan Tri Dharma Perguruan Tinggi yaitu Pengajaran, Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Proposal ini diajukan untuk memperkuat dasar dan keberlanjutan keilmuan Geodesi pada kiprah Nasional maupun Internasional, sehingga Visi dan Misi Institut Teknologi Bandung dapat dicapai.

Dari Roadmap Kelompok Keilmuan Geodesi, bisa dilihat pada Gambar 1, mengkaji dan mengembangkan keilmuan dalam hal

Sistem Referensi (reference system) Medan Gayaberat Bumi (gravity field) Rotasi Bumi dan Geodinamika (earth rotation and geodynamics) Penentuan Posisi dan Aplikasinya (positioning and applications) Pemantauan Bencana secara Spasial & Waktu (spatio temporal disaster

monitoring)Prihal semua kajian keilmuan tersebut menjadi landasan berpikir proposal ini diajukan, dengan tujuan menopang kegiatan Tri Dharma Perguruan Tinggi dalam tahun 2017.

Gambar 1 Roadmap Kelompok Keilmuan/Keahlian Geodesi

2. Pengaruh Geodinamika Bumi terhadap Posisi Geodetik di Indonesia

Salah satu aspek penting dalam One Map Policy adalah ketersediaan kerangka referensi geodetik nasional yang yang tunggal dan dapat diakses dengan mudah oleh pengguna di seluruh wilayah Indonesia. Pengguna dapat memanfaatkan kerangka referensi tersebut dalam rangka agar posisi setiap informasi geospasial yang ditentukan akan mengacu ke

4

satu sistem referensi. Secara fisik, kerangka referensi tersebut direpresentasikan dalam bentuk pilar-pilar beton yang mempunyai nilai koordinat tiga dimensi yang mengacu kepada kerangka referensi koordinat global International Terrestrial Reference Frame (ITRF). Seperti telah diketahui bahwa kedudukan permukaan bumi selalu berubah dari waktu ke waktu, baik dalam arah horisontal maupun vertikal, yang disebabkan oleh aktifitas dinamika bumi atau geodinamika. Demikian pula dampaknya terhadap posisi pilar-pilar kerangka referensi koordinat. Fenomena ini sangat dirasakan pengaruhnya di seluruh wilayah Indonesia. Sumber-sumber penyebab dari geodinamika tersebut dapat berasal dari fenomena-fenomena sebagai berikut :

1. Pasut kutub (pole tide)2. Pembebanan atmosfir (atmospheric loading)3. Pembebanan pasut lautan (ocean tide loading)4. Pasut bumi (solid earth tide)5. Gempa bumi6. Aktifitas volkanik7. Pergerakan tektonik lempeng

Dari berbagai literatur telah diketahui bahwa perilaku fenomena 1, 2, 3, dan 4 di atas adalah periodik, sementara tiga fenomena lainnya mempunyai karakteristik tidak periodik.

Terkait dengan posisi kerangka referensi koordinat yang senantiasa berubah setiap saat, dalam Peraturan Kepala Badan Informasi Geospasial No. 15 Tahun 2013 tentang Sistem Referensi Geospasial Indonesia 2013, bahwa nilai koordinat kerangka referensi didefinisikan pada epoch 2012.0 tanggal 1 Januari 2012, yang terikat kepada kerangka referensi global ITRF2008, atau hasil pemutakhirannya. Selanjutnya pada peraturan tersebut, untuk mentransformasikan posisi kerangka referensi hasil pengukuran ke epoch 2012.0 cukup digunakan model deformasi akibat pergerakan tektonik lempeng saja. Hal ini berarti bahwa keenam pengaruh geodinamika lainnya diasumsikan telah diperhitungkan melalui penggunaan model ataupun dengan cara lainnya.

Pada penelitian ini, kajian akan difokuskan terhadap pengaruh geodinamika terhadap posisi titik-titik di wilayah Indonesia yang disebabkan oleh 4 (empat) fenomena saja, masing-masing yaitu pole tide, atmospheric loading, ocean tide loading, dan solid earth tide. Dari berbagai literatur diperoleh informasi bahwa telah tersedia model-model untuk memprediksi keempat fenomena tersebut. Bila model-model tersebut akurat maka dapat dimanfaatkan untuk mengkoreksi posisi kerangka referensi koordinat. Sementara itu, informasi pengaruh pergerakan tektonik lempeng diperoleh dari hasil-hasil penelitian sebelumnya. Pada penelitian ini pengaruh aktifitas volkanik dan gempa bumi tidak dikaji.

5

Gambar 2 Hasil GPS Precise Point Positioning selama 2 minggu (2016)

2.1. Research Questions

Terkait dengan tujuan penelitian seperti telah diuraikan di atas, terdapat 3 (tiga) pertanyaan yang diajukan, yaitu :

Bagaimanakah perilaku perubahan posisi, baik dalam arah horisontal maupun vertikal, titik-titik di seluruh wilayah Indonesia yang disebabkan oleh keempat fenomena dimaksud ?

Berapa besarkah magnitudonya ? Apakah model-model keempat fenomena yang ada dapat memprediksi

pengaruh fenomena sesungguhnya secara akurat apabila diaplikasikan di wilayah Indonesia ?

2.2. Metode Penelitian

Adapun rencana kerja untuk menjawab pertanyaan pada Research Questions adalah terdiri dari tahapan kerja sebagai berikut :

1. Penentuan posisi dengan GPS secara kinematic precise point positioning di seluruh lokasi penelitian secara time series selama 3 (tiga) tahun. Pengolahan data menggunakan perangkat lunak RTKLib. Melalui metode ini diharapkan dapat diperoleh pemahaman terhadap perilaku perubahan posisi dalam arah horisontal maupun vertikal serta magnitudonya.

2. Untuk verifikasi, time series posisi dari GPS dibandingkan dengan time series data gayaberat selama satu tahun di satu tempat di Badan Informasi Geospasial,

6

Cibinong. Dalam hal ini hanya difokuskan terhadap komponen posisi vertikal saja.

3. Perbandingan time series efek geodinamika dari hasil pengamatan GPS dengan efek geodinamika dari model-model prediksi yang tersedia pada perangkat lunak RTKLib.

4. Analisis serta membuat rangkuman untuk memperoleh kesimpulan dan saran-saran atas hasil penelitian secara keseluruhan.

2.3. Data yang Digunakan

1. Data continuous GPS di stasiun-stasiun (yang dikelola oleh Badan Informasi Geospasial) yang tersebar mencakup seluruh wilayah Indonesia selama 3 tahun.

2. Data gayaberat dari super-conducting gravimeter yang tersedia di Badan Informasi Geospasial selama 1 tahun.

3. Metode Penggunaan Sistem GNSS dalam Penentuan Posisi Geodetik di Indonesia

3.1. Penyelidikan kombinasi linear

GNSS telah menjadi metode populer dalam satu dekade terakhir sebagai metode yang efisien, tepat, dan real-time dalam penentuan posisi dengan biaya yang relatif rendah dan kemudahan dalam penggunaan. Hingga kini, beberapa parameter yang didefinisikan untuk mmengukur kinerja posisi real-time adalah: ketersediaan data, presisi, dan akurasi. Penelitian ini mengevaluasi kinerja kombinasi linear sinyal untuk real-time posisi, baik untuk statis serta posisi kinematik.

Penyelidikan kombinasi linear (LC: Linear Combination) dari frekuensi sistem GNSS (GPS, Galileo, dan sistem Beidou). Beberapa Kombinasi Linear menunjukkan potensi manfaat terutama dalam fase untuk solusi ambiguitas dengan memanfaatkan sinyal fase yang telah dimodernisasi. Untuk setiap sistem, satu set kombinasi dipelajari, dianalisis, dan kemudian dipilih untuk pengembangan. Metode penentuan posisi GNSS memanfaatkan Least-Square Ambiguitas Decorrelation Adjustment (lambda).

Kualitas sinyal GNSS dapat mempengaruhi estimasi posisi dan standar deviasi. Untuk menganalisis lebih lanjut, hasil yang diperoleh dari pengolahan data kemudian dibandingkan terhadap panjang baseline dan tipe sinyal. Tingkat ambiguitas berkorelasi

7

dengan panjang baseline, metode serta sinyal yang digunakan. Analisis noise pengukuran dilakukan untuk melihat data dasar dalam aplikasi GNSS untuk penentuan posisi real-time.

Dalam penelitian ini, tiga tujuan utama akan dilakukan, yaitu: (1) Menyelidiki multipath dan Signal Noise Ratio pada sinyal GNSS; (2) Menyelidiki kinerja algoritma penentuan posisi berdasarkan fase frekuensi; dan (3) Menyelidiki korelasi LC antara estimasi koordinat dan lamanya waktu pengamatan yang dapat sangat berguna untuk aplikasi penentuan posisi menggunakan setiap sistem yang tersedia di Indonesia.

Dalam aplikasi penentuan posisi yang akurat, kesalahan multipath mendominasi kesalahan total dalam aplikasi penentuan posisi (Smyrnaious et al., 2013). Meskipun pendekatan yang berbeda dikembangkan, beberapa aspek dari propagasi multipath masih belum sepenuhnya dipahami. Selain itu, karakteristik site-tergantung dari multipath yang berkorelasi dengan kesalahan yang disebabkan oleh propagasi multipath, geometri, karakteristik sinyal, difraksi, dan efek refleksi. Di sisi lain, tingkat noise tergantung pada faktor-faktor yang berbeda seperti kekuatan sinyal (yang berkorelasi dengan SNR dan multipath), metode yang digunakan untuk konversi analog-ke-digital, proses korelasi, desain antena, dll.

Evaluasi pengukuran diperoleh dari data Global Navigation Satellite System (GNSS) penerima. Receiver dapat menyediakan berbagai jenis informasi, termasuk pengukuran fase. Ada beberapa penelitian serupa yang sebelumnya telah dilakukan dan berkonsentrasi pada kombinasi sinyal GNSS secara optimal yang dapat digunakan sebagai acuan (Eva dan Torben 2007, Richet dan El-Sheimy 2007, Amiri, et al, 2007, Cocard et al, 2008, dan de Bakker et al, 2009, 2011).

Gambar 3. SNR dan multipath untuk GPS dan Galileo satelit dihitung dan dibandingkan dari beberapa stasiun IGS

Seperti diilustrasikan pada Gambar 3, SNR dan multipath untuk GPS dan Galileo satelit dihitung dan dibandingkan dari beberapa stasiun IGS, dengan prosedur yang sama yang ditunjukkan pada gambar 2. SNR yang sama dapat dijelaskan bahwa receiver dan antena

8

yang sama untuk pengamatan mempengaruhi multipath yang berubah tergantung pada kondisi stasiun. Pada low altitude, sinyal tidak ada perbedaan power di sinyal. Sementara itu, ketika posisi satelit secara bertahap naik ke ketinggian yang lebih tinggi, sinyal GNSS memiliki karakteristik yang lebih baik dengan perbedaan hingga beberapa dBHz yang sama dengan karakteristik sinyal GPS. Di sisi lain, residual multipath menunjukkan variasi berdasarkan sinyal tertentu. Sinyal GNSS yang dimodernisasi mampu menyediakan power sinyal yang lebih tinggi dan residual multipath lebih kecil dibandingkan dengan standar sinyal GPS.

Gambar 4. Posisi hasil yang dihitung dari kombinasi linear

Posisi hasil yang dihitung dari kombinasi linear seperti pada gambar 4 dengan data yang cukup untuk pengolahan data, kombinasi linear dengan GPS dan Galileo diharapkan menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada L1 / L2 GPS. Dan perbedaan koordinat terhadap referensi, yaitu L1 / L2 GPS dihasilkan selisih dalam nilai decimeter. Time series diplot mengikuti standar prosedur yang sama dan dibandingkan antara masing-masing sistem satelit, kemudian metode averaging diadaptasi untuk mendapatkan nilai rata-rata dari perbedaan posisi terhadap hasil L1 / L2 GPS (Δn, Δe, Δu, dan σn, σe, σu). Sekali lagi, harus memperhitungkan bahwa sinyal GPS digunakan untuk pengolahan saat data Galileo tidak cukup, sehingga efek dari L1 GPS cukup dominan.

Untuk memeriksa elevasi satelit mempengaruhi nilai standar deviasi, standar deviasi dari koordinat solusi akan diekstraksi selama periode pengamatan yang sama (lihat contoh pada gambar 5 dan 6). Maka standar deviasi dikelompokkan berdasarkan elevasi satelit. Kelompok sampel dibagi dengan elevasi rendah dan elevasi tinggi. Kemudian membandingkan standar deviasi tiap sistem dari beberapa epok.

9

Gambar 5. Standar Deviasi dari Kombinasi Linier ionosphere-free

Gambar 6. Distribusi Kombinasi Frekuensi terhadap standar deviasi

3.2. MetodologiDalam rangka untuk penelitian tersebut, metodologi ditunjukkan pada Tabel 1 akan dilaksanakan dalam program penelitian ini.

Tabel 1 Metodologi SNRNo. Target Riset Metode1 Mengukur SNR dan Multipath Mengukur Multipath dan SNR

menggunakan survei GNSS.2 Investigasi performa double frequency

phase-based positioningPemodelan LC menggunakan :Informasi GNSS dan koreksi ionosfer dan orbit.

3 Mempelajari kemungkinan LC GNSS Studi Perbandingan dengan hasil awal

10

yang berguna untuk aplikasi posisi real-time di Indonesia

yang telah dilaksanakan dengan kasus serupa dan menganalisis kesesuaian LC untuk penentuan posisi di Indonesia.

3.3. Indikator Performa

4. Potensi Penggunaan BeiDou Navigation Satellite System dalam Penentuan Posisi Geodetik di Indonesia

4.1. BeiDou Navigation System (BDS)

Sebagai sebuah sistem yang relatif baru untuk penentuan posisi berbasiskan satelit, BeiDou Navigation System (BDS) memberikan potensi dalam peningkatan akurasi posisi berbasiskan satelit yang disebabkan oleh konstellasi satelit yang unik. BDS memiliki tiga tipe orbit satelit, yaitu Geostationary Earth Orbit (GEO), Inclined Geosynchronous Orbit (IGSO) dan Medium Earth Orbit (MEO). Dengan konstellasi seperti yang ditunjukkan pada Error! Reference source not found., penggunaan BDS dapat meningkatkan kualitas akurasi dan presisi pada daerah Asia-Pasifik, khususnya Indonesia.Berdasarkan beberapa studi yang pernah dilakukan di wilayah Asia-Pasifik, kombinasi penggunaan GPS (Global Positioning System) dan BDS mampu meningkatkan kualitas dari data observasi dan juga peforma dalam penentuan posisi (Chen dkk, 2009; Xu dkk, 2015; Santerre dkk, 2014). Penggunaan BDS juga mampu meningkatkan tingkat kesuksesan pemecahan ambiguitas dalam penentuan posisi (Odolinsku, 2013).Indonesia sendiri merupakan negara dengan tingkat kebutuhan yang tinggi terhadap teknologi penentuan posisi berbasiskan satelit, terutama untuk pembuatan jaring kontrol horinzontal pada orde 0 hingga 4 (SNI, 2002) dan juga pemantauan dinamika bumi seperti pergerakan lempeng dan penurunan muka tanah. Oleh karena itu, studi untuk mengetahui potensi penggunaan BDS di wilayah Indonesia perlu dilakukan.

Output Riset (1). Karakteristik detail dari GNSS dan kombinasi linearnya (2). Publikasi ilmiah: 1 jurnal nasional dan 1 seminar

internasionalDampak Penelitian (1) Pemahaman yang lebih baik dari multipath, noise, dan

mitigasi ionosfer, yang disebabkan oleh kondisi dan efek serta obstruksi sinyal ke receiver penerima.(2) Mekanisme adaptasi yang lebih baik untuk mengatasi multipath / noise dan kesalahan ionosfer menggunakan sinyal GNSS yang telah dimodernisasi di GNSS.

11

Gambar 7. Konstellasi satelit BDS (Ge, dkk, 2012)

4.1. Kemanfaatan

Penelitian mengenai Penggunaan BeiDou Navigation Satellite System untuk Penentuan Posisi di Indonesia diharapkan memberikan dampak yang signifikan dalam hal tingkat akurasi dan keperesisian penentuan posisi. Selain itu, dengan mengetahui potensi dari BDS, dapat memberikan alternatif-alternatif baru dalam tahap akuisisi data maupun pengolahannya dengan meningkatkan tingkat efisiensi dari penentuan posisi berbasiskan satelit pada umumnya.

4.2. Metodologi

Secara umum, terdapat dua skema yang akan dilakukan untuk mengetahui potensi penggunaan BDS di wilayah Indonesia, yaitu penilaian dari kualitas data BDS dan juga performa dari penentuan posisi menggunakan BDS seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Skema dalam penelitian iniNo Skema Keterangan1 Penilaian kualitas data BDS Keterlihatan dan aspek

geometri satelit Analisis Multipath Signal to Noise Ratio Penentuan Posisi Absolut

2 Performa dari penentuan posisi menggunakan BDS

Penentuan posisi relatif pada berbagai jarak baseline

Penentuan posisi menggunakan metoda jaring

12

Algoritma Kombinasi linear

4.4. Indikator Keberhasilan

Keberhasilan dari penelitian ini akan dinilai dari beberapa indikator yang ditunjukkan pada . Indikator keberhasilan ini disusun berdasarkan pada parameter berikut, yaitu:

1. Output penelitian2. Kegiatan desiminasi hasil penelitan3. Keterlibatan mahasiswa (S1, S2, S3) dalam kegiatan penelitan4. Dampak hasil penelitian terhadap khasanah keilmuan maupun masyarakat

secara umum

Tabel 3. Indikator keberhasilan dari penelitan

5. Potensi Penggunaan InSAR bagi Analisa Geodetik Aspek di Indonesia

5.1. Potensi

Teknologi InSAR merupakan alat geodetik yang relatif baru digunakan. Penggunaannya di Indonesia untuk berbagai keperluan mulai marak dalam beberapa tahun ini. Aplikasi teknologi ini sudah diaplikasikan untuk keperluan pemantauan penurunan tanah di kota-kota besar di Indonesia, pemantauan deformasi Lumpur Sidoardjo, Study deformasi dan mekanisme gunungapi di Indonesia (seperti Gunung Krakatau, Gunung Guntur, Gunung Ibu, Gunung Kelud, dan lain sebagainya), studi kegempaan dengan pemantauan deformasi co-seismik, dan berbagai kepentingan lainnya. Dalam beberapa

No Indikator Keberhasilan Deskripsi

1.Keluaran (output) Hasil

Riset/Inovasi

- Satu makalah di Jurnal Internasional- Satu makalah di Seminar

Internasional

2.Dampak (outcome) Hasil

Riset/Inovasi

- Alternatif metoda dan pengukuran menggunakan BDS dalam bidang

survey dan pemetaan

3. Keterlibatan Mahasiswa S1, S2, S3 2 orang mahasiswa S1

4.Presentasi pada international

conference 1

5. Pembinaan peer -

6.Networking nasional dan

internasional-

13

tahun kedepan, program riset terkait topik InSAR akan meneruskan judul riset seperti yang telah disebutkan sebelumnya.

Gambar 8 Analisis time-series data InSAR ALOS-PALSAR-1 di Gunung Kelud pada periode 2006-2011

Gambar 8 menjelaskan Analisis time-series data InSAR ALOS-PALSAR-1 di Gunung Kelud pada periode 2006-2011. Data diolah dengan menggunakan metoda small-baseline subset analysis (SBAS). Garis vertikal biru menunjukkan jumlah gempa vulkanik yang terjadi, dan area yang di warnai abu-abu pada grafik di sebelah kiri menunjukkan masa erupsi Gunung Kelud pada tahun 2007-2008. Hasil diatas menunjukan peningkatan aktivitas (yang ditandai dengan kenaikan permukaan tanah/uplift) gunung Kelud pada awal tahun 2007 hingga awal letusan terjadi. Peningkatan aktivitas ini juga dikonfirmasi oleh data seismik yang menunjukkan jumlah gempa yang meningkat pada periode yang sama. Perlu dicatat bahwa peningkatan aktivitas kegempaan vulkanik ini terjadi jauh setelah peningkatan muka tanah. Peringatan dini dapat diberikan lebih awal dengan mengkombinasikan data pengamatan InSAR dengan seismik, sehingga diharapkan kegiatan mitigasi bencana dapat dilakukan dengan lebih baik.Popularitas InSAR sebagai alat geodetik semakin baik, ditandai dengan semakin banyaknya data yang mudah untuk diakses. Data dari beberapa satelit seperti ALOS PALSAR-1, Sentinel 1-A, Sentinel 1-B, ERS-1, ERS-2, dan Envisat membuka data dalam jumlah yang besar kepada publik. Selain itu, data yang diperoleh melalui perjanjian kerjasama riset juga kualitasnya semakin baik, seperti data ALOS-2 yang saat ini juga banyak digunakan dalam riset di KK Geodesi. Banyaknya data yang dapat diakses saat ini membuka berbagai peluang riset baru yang akan dilakukan pada tahun-tahun berikutnya pada roadmap KK Geodesi terkait InSAR. Beberapa topik baru tersebut diantaranya adalah,

1. Pemantauan deformasi pada area yang lebih luas. Saat ini topik pemantauan penurunan tanah untuk seluruh Pulau Jawa sedang dilakukan. Terdapat satu orang mahasiswa program Sarjana yang mengambil topik penurunan muka tanah di Pulau Jawa bagian tengah dari Tahun 2014-2017. Studi ini akan terus

14

berlanjut dan direncanakan akan menghasilkan tulisan dalam bentuk paper atau proceeding dua tahun pertama.

2. Studi deformasi dengan menggunakan citra radar beresolusi tinggi. Untuk keperluan riset ini, digunakan data spotlight ALOS-2 dengan resolusi hingga satu meter. Data yang tersedia saat ini hanya terbatas untuk kawasan Jakarta saja, sehingga mendukung pemantauan penurunan tanah di Jakarta dalam resolusi tinggi.

3. Analisis pemantauan deformasi secara time-series. Studi ini sedang dilakukan untuk pemantauan penurunan tanah di Kota Bandung dan Jakarta, serta di Gunungapi Krakatau, Tangkuban Perahu, dan Guntur.

4. Pengolahan data InSAR dan managemen big data.5. Integrasi pengolahan data InSAR dengan metode lainnya seperti GPS.

Sebagian besar judul riset yang dilakukan saat ini meneruskan topik terdahulu seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Updating pada topik-topik riset tersebut mencakup data baru, metode analisis time-series yang ditingkatkan, dan untuk kasus DKI Jakarta, digunakan juga data beresolusi tinggi. Topik riset yang lain saat ini masih dalam tahap persiapan.

Gambar 9 menjelaskan Penurunan Tanah Di DKI Jakarta dalam kurun waktu November 2014 – September 2015. Data yang digunakan adalah citra ALOS PALSAR 2, mode strip-map, dengan metoda pengolahan dual-pass Differential InSAR. Hasil pengolahan menunjukkan penurunan tanah di DKI Jakarta masih terjadi dengan kecepatan hingga ~12 cm/tahun, dan sebagian besar terjadi di bagian Utara Jakarta.

Hambatan terbesar yang dihadapi pada topik riset ini adalah keterbatasan sistem pengolahan data dan penyimpanan data yang besar. Topik-topik riset yang terkait dengan analisis time-series untuk rentang waktu yang panjang dan multi SAR sensor, big data, dan pengolahan data untuk area yang luas tidak dapat berjalan dengan baik karena keterbatasan ini.

15

Gambar 9. Analisis time-series data InSAR ALOS-PALSAR-1 di Gunung Kelud pada periode 2006-2011

Kedepannya, Pembangunan early warning system yang sudah berjalan saat ini difokuskan pada pembangunan sistem dengan biaya murah (low cost) pada pemantauan gerakan tanah. Penggunaan perangkat Original Equipment Manufacturer (OEM) menjadi salah satu solusi untuk aspek perangkat biaya murah. Riset ini kemudian dimulai dengan mengenali secara mendalam perangkat GPS OEM yang saat ini beredar dipasaran. Dua orang mahasiswa program sarjana saat ini tengah melakukan analisis terhadap beberapa chip GPS yang berpotensi untuk kemudian dikembangkan selanjutnya. Perangkat yang telah diuji kualitas datanya kemudian akan dikembangkan menjadi alat pemantauan deformasi yang juga mencakup sistem-sistem pendukungnya, seperti sistem komunikasi data, sistem pengolahan data automatis, dan juga uji lapangan.

6. Pemodelan Atmosfer dalam Penentuan Posisi Geodetik di Indonesia

6.1. Karakteristik Precipitable Water Vapor dan Karakteristik Curah Hujan Musiman di Cekungan Bandung

Pemodelan atmosfer yang dimaksud adalah perumusan sistem siklus hidrologi di suatu wilayah, dalam hal ini wilayah Cekungan Bandung. Sistem hidrologi yang dikaji

16

mencakup penelitian tentang potensi uap air yang dikandung troposfer (precipitable water vapor), karakteristik curah hujan musiman (intraseasonal variability), serta respon debit sungai (surface water) dan debit mata air (ground water) terhadap kondisi fisis atmosfer.

Penelitian tentang karakteristik sistem hidrologi Cekungan Bandung periode 2015-2020 difokuskan di Kawasan Bandung Utara (KBU). Kawasan ini sangat penting bagi perencanaan wilayah perkotaan Bandung, karena curah hujan di dataran tinggi wilayah utara merupakan yang terbesar di Cekungan Bandung. Peristiwa-peristiwa banjir bandang di wilayah kota dan dataran danau Bandung secara umum disuplai oleh sungai-sungai dari kawasan utara.

Kandungan total uap air troposfer kuantitasnya diestimasi melalui perangkat GPS-Kontinu, karakteristik kandungan uap air troposfer ini akan dianalisis dan dimodelkan secara statistik. Variabel-variabel atmosfer permukaan seperti curah hujan temperatur, tekanan atmosfer, kelembaban relatif (RH), arah/intensitas angin permukaan secara kontinu direkam oleh tiga stasiun cuaca di Kawasan Bandung Utara. Kondisi atmosfer lokal ini dalam proses analisisnya akan dikombinasikan dengan kondisi dinamika atmosfer global khususnya di zona-zona Nino dan fluktuasi variabel matahari (sunspot).Data deret waktu kontinyu debit sungai-sungai yang berasal dari dataran tinggi utara akan dianalisis dan dimodelkan karakteristiknya. Secara teoretik, debit sungai dapat merespon kondisi kandungan uap air atmosfer di atas suatu DAS (Daerah Aliran Sungai) secara lebih menyeluruh dan stabil dibandingkan dengan curah hujan yang lebih bersifat acak secara spasial. DAS yang akan dikaji secara intensif adalah DAS Cikapundung Utara.

Karakteristik respon debit sungai akan diteliti baik pada kondisi terjadi hujan maupun tanpa kondisi hujan. Karakteristik debit sungai dalam kondisi tanpa hujan menunjukkan adanya fluktuasi tertentu dalam skala sub-harian. Fluktuasi debit sungai tanpa kejadian hujan ini mengindikasikan adanya fluktuasi diurnal dan semi-diurnal pada produksi air tanah di mata air-mata air. Dalam rencana jangka panjang, akan diteliti karakteristik debit air tanah yang diproduksi oleh sejumlah mata air yang dikaitkan dengan pasut bumi padat (earth tides) dan deformasi-deformasi batuan permukaan yang terjadi di DAS Cikapundung Utara.

17

Gambar 10. Debit Cikapundung bulanan sepanjang 44 tahun (1969-2013) direkam oleh pos air PA-1 (Cigulung), PA-2 (Maribaya), dan PA-3 (Gandok).

7. Aplikasi Wavelet Transform dan Statistik Spasial dalam Geodesi dan Geomatika

7.1. Wavelet

Wavelet Transform dalam Geodesi dan Geomatika diterapkan dalam kajian metode-metode dalam keilmuan Geodesi a.l. GPS time series analysisImage ProcessingImage FusionStudi Gedinamika dan Goid

Wavelet Transform (WT) yang merupakan metoda mutakhir untuk analisis data time series diaplikasikan pada beberapa topik terkait Geodesi dan Geomatika. Dalam bidang GPS dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas data sebelum dilakukan hitungan penentuan posisi, dan dapat juga digunakan untuk menyelesaikan pemecahan ambiguitas (resolving ambiguity). WT ini juga digunakan untuk menganalisis hasil

18

hitungan time-series koordinat/rate stasiun GPS kontinyu untuk keperluan analisis deformasi dan Geodinamika.

Dalam bidang pengolahan citra (digital) WT sudah teruji dapa digunakan untuk berbagai keperluan terkait Geodesi dan Geodinamika seperti pengenalan pola, penegasan kontras citra, penghalusan, dan juga penggabungan citra untuk keperluan pemetaan.

WT juga mulai digunakan untuk studi Geoid, terutama Spherical Wavelet Transform. Kajian untuk Spherical Wavelet Transform masih terbilang kajian baru dan masih terbuka peluang yang luas untuk aplikasi dalam bidang Geodesi.

7.2. Kajian Statistik Spasial

Kajian Statistik Spasial ini sangat terkait dengan pengolahan data menjadi Informasi Geospasial. Metoda-metoda interpolasi spasial ini terkait a.l dengan pembentukan DTM (Digital Terrain Model) yang baik. Contoh hasil dengan metode ini dapat dilihat pada Gambar 11.

7.3. Sistem pengambilan dan pengolahan data GPS

Sistem pengolahan data realtime GPS ini berkaitan dengan studi GPS meteorologi dan GPS Seismograf yang memerlukan solusi realtime. Sistem yang dibangun lebih pada manajemen sistem komputer (Hardware dan Software) serta studi pemilihan parameter-parameter terkait pemrosesan data GPS.

Sistem pengolahan data GPS online yang dibangun berkaitan dengan layanan yang (dicita-citakan) untuk membantu masyarakat mengolah data GPS dengan perangkat lunak saintifik dan terikat langsung pada jaring GPS CORS dan SRGI.

GPS Time server yang dibangun lebih pada upaya memberdayakan GPS kontinyu yang terpasang di Geodesi supaya dapat bermanfaat langsung untuk masyarakat pengguna komputer dalam hal sinkronisasi waktu komputernya.

7.4. Manajemen Spasial

Kajian sistem manajemen mutu yang dilakukan terkait dengan upaya penjaminan mutu pada proses bisnis dalam geodesi dana geomatika untuk memberikan jaminan informasi geospasial yang berkwalitas tinggi.

19

Kajian sistem manajemen mutu bisnis pendidikan tinggi ini terkait dengan posisi sebagai kaprodi yang berkewajiban menghasilkan layanan yang baik untuk mahasiswa dengan tujuan menghasilkan alumni-alumni sarjana dan insinyur geodesi yang berkualitas dan mampu bersaing di dunia internasional.

Kajian sistem manajemen mutu yang dilakukan terkait dengan upaya penjaminan mutu pada proses bisnis dalam geodesi dana geomatika untuk memberikan jaminan informasi geospasial yang berkwalitas tinggi.

Kajian sistem manajemen mutu bisnis pendidikan tinggi ini terkait dengan posisi sebagai kaprodi yang berkewajiban menghasilkan layanan yang baik untuk mahasiswa dengan tujuan menghasilkan alumni-alumni sarjana dan insinyur geodesi yang berkualitas dan mampu bersaing di dunia internasional.

Gambar 11. Penggunaan metode Ordinary-Kriging

20

Gambar 12. Transformasi Balik Wavelet

8. Pemodelan Medan Gayaberat Bumi dan Geodinamika secara Geodetik di Indonesia

8.1. Studi Saat Kini

Penelitian yang telah, sedang dan direncanakan dikerjakan mencakup studi medan gayaberat bumi dan geodinamika secara geodetik.

Penelitian tentang studi medan gayaberat bumi yang telah dan sedang dilakukan lebih banyak ke arah studi geofisika yaitu menggunakan metoda inversi data

21

gayaberat terrestrial untuk estimasi struktur dangkal serta inversi data gayaberat dari satelit untuk estimasi batas struktur dalam dari kerak bumi. Sedangkan penelitian ke arah studi geodetik baru dalam tahapan sedang dipelajari dan direncanakan dikerjakan terkait dengan penentuan geoid serta deteksi fenomena-fenomena dinamika bumi menggunakan informasi perubahan spasial temporal data gayaberat (dalam hal ini adalah geoid)

Penelitian tentang geodinamika yang telah dan sedang dilakukan adalah menggunakan teknologi GNSS GPS dan InSAR untuk pemantauan (skala lokal : gunung api , skala regional : tektonik wilayah Indonesia Bagian Timur , subsidence ) serta pemodelan deformasinya secara geometrik. Sedangkan penelitian yang direncanakan dikerjakan adalah bagaimana mengintegrasikan hasil pemantauan dan pemodelan geodinamika dari data godesi geometri dengan data medan gayaberat fisik , serta deteksi fenomena deformasi vertikal (sistem tinggi)

8.2. Metodologi

Pada saat ini penelitian-penelitian di atas dikerjakan menggunakan berbagai metode dan teknologi. Perangkat lunak yang digunakan yang sudah berlisensi adalah GAMIT-GLOBK (GNSS-GPS) dan KTH (Geoid). Data-data yang digunakan adalah data GNSS GPS tipe episodic dari hasil survei serta tipe kontinyu dari BIG dan IGS. Sedangkan data medan gayaberat pada saat ini masih menggunakan data-data dari satelit gayaberat dan satelit altimetry, direncakan ke depan akan menggunakan data airborne serta data gayaberat absolute-relatif dari BIG.

Pemodelan yang dilakukan adalah : Medan gayaberat bumi : menggunakan forward modeling dan inversion

modeling untuk penentuan batas struktur secara geofisika , serta menggunakan pendekatan geoid-quasi geoid

Geodinamika : menggunakan pendekatan geometrik murni serta pendekatan fisis (misal : model okada)

8.3. Hasil perolehan yang ada saat ini dan yang direncanakan dihasilkan

Hasil yang sudah diperoleh saat ini adalah : Medan gayaberat bumi : struktur jawa dan batas struktur blok mikro wilayah

Indonesia Bagian Timur Geodinamika : tektonik wilayah Sulawesi-Selat Makassar- Kalimantan Timur,

tektonik wilayah Sumatra Selatan – Lampung, tektonik wilayah Bali-Lombok , Gunung api Papandayan-Krakatau-Merapi

Sistem referensi geospasial dalam hal ini adalah dalam model deformasinya serta studi sistem referensi tinggi Indonesia

Sedangkan hasil yang sedang direncanakan dihasilkan adalah

22

Medan gayaberat bumi : geoid – quasi geoid, pemanfaatan info gayaberat untuk studi fenomena geodinamika serta deformasi vertikal

Geodinamika : studi lanjut geodinamika wilayah Sulawesi Kalimantan dan deformasi vertikal Indonesia

Beberapa gambar hasil yang sudah diperoleh adalah sebagai berikut :

(a). Medan gayaberat bumi :Anomali gayaberat regional batas struktur blok mikro Sulawesi

(b). InSAR :Deret waktu deformasi vertikal Gunung Krakatau (Deember 2006 – Februari 2011)

(c). GNSS GPS :Analisis deformasi Pulau Sulawesi Secara Geometrik

23

(d). GNSS GPS :Analisis deformasi Pulau Sulawesi dan Bali secara Fisis

(e). Sistem Referensi Vertikal : Representasi perbedaan nilai potensial gaya berat antar datum lokal Wo(i) dan Wo(ii) dengan datum yang digunakan dalam unifikasi Wo

Gambar 13. Penentuan Geoid

9. Pengamatan Variasi Spasio-temporal Ancaman dan Risiko Bencana Gunungapi

9.1. Deskripsi

Penelitian ini bertujuan untuk membangun metodologi terintegrasi dalam pengamatan, pemodelan ancaman dan risiko bencana Gunungapi. Studi kasus yang dipelajari adalah Gunungapi guntur . Terakhir kali gunung Guntur meletus yaitu pada tahun 1847 dan kemudian hingga kini gunung api ini belum mengalami erupsi lagi. Terdapat tiga sub topik yaitu terkait perhitungan risiko korbang jiwa, perubahan daya dukung lahan dan pengamtan deformasi gunung Guntur. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan metodolog baru yang berguna untuk mendukung upaya mitigasi bencana.

24

9.2. Deformasi pada Gunungapi

Istilah gunung api terbentuk dari kata gunung dan api. Morfologi daratan yang memiliki relief membumbung biasa disebut gunung, dan peristilahan api yaitu dari material pijar yang keluar dari dalam inti bumi. Menurut definisi gunung api yaitu tempat dimana magma keluar permukaan bumi (Andreas, 2001). Secara harfiah istilah gunung api menurut Koesoemadinata adalah lubang atau saluran yang menghubungkan suatu wadah berisi bahan yang disebut magma (Mulyo, 2004 dikutip dari Yunazwardi, 2010). Secara umum gunung api aktif adalah gunung yang masih aktif melakukan aktivitas vulkaniknya seperti letusan atau erupsi. Aktivitas vulkanik didefinisikan sebagai proses naiknya magma yang terkandung di dalam gunung tersebut ke permukaan bumi.Sedangkan, Deformasi adalah perubahan kedudukan, pergerakan secara absolute atau relative dari posisi suatu materi atau perubahan kedudukan dalam dimensi yang linear (Andreas, 2001). Deformasi erat kaitannya dengan perubahan posisi, dimensi dan kedudukan suatu materi atau objek.

Deformasi pada gunung api terjadi karena aktivitas vulkanik berupa pergerakan magma di bawah permukaan yang berpengaruh pada perubahan tekanan pada kantong magma. Akibatnya volume permukaan juga berubah sehingga menyebabkan tubuh gunung api berubah. Umumnya adanya pergerakan magma di bawah permukaan merupakan indikasi awal akan terjadi erupsi dan kenaikan tekanan akan menghasilkan deformasi di permukaan (ground deformation).

Secara garis besar gejala deformasi dapat berupa inflasi dan deflasi, yaitu: 1. Inflasi 2. Deflasi

25

Gambar 14. Gejala Deformasi pad a gunung api aktif

9.3. Penentuan Sumber Tekanan Magma

Aktivitas magmatik pada sumber tekanan reservoir magma merupakan penyebab adanya deformasi pada gunung api. Deformasi pada gunung api berupa inflsasi dan deflasi dapat terlihat dari pola vektor pergeseran. Berdasarkan vektor pergeseran tersebut dapat diteentukan keberadaan sumber magma, bentuk dan lokasi sumber magma tersebut. Salah satu cara untuk menentukan sumber tekanan tersebut adalah dengan menggunakan model Mogi. Metoda penentuan sumber tekanan ini ditemukan oleh Kiyoo Mogi pada tahun 1958. Model Mogi merupakan solusi statis untuk menentukan medan pergeseran pada sumber tekanan spherical yang berada di dalam perut gunung yang merupakan bagian kerak bumi yang diasumsikan elastik. Model intrusi magma ini secara luas digunakan untuk mempredikasi pengamatan deformasi dari gunung api. Model Mogi mensimulasikan sumber tekanan yang berupa bola/ bulatan kecil yang terpancang sebuah ruang dalam gunung api yang homogen, isotropis (sifat mekanik seragam pada setiap arah) dan mempunyai faktor rasio Poison (Haerani, 2009). Konsep penggunaan Mogi secara umum dapat dilihat pada gambar di bawah :

Notasi pada gambar dapat dijelaskan sebagai berikut: A : Lokasi titik-titik pengamatan N : Lokasi sumber magma D : Jarak lokasi sumber magma dengan titik pengamatan (meter) F : Kedalaman sumber magma (meter)

26

Δr : Perubahan jari-jari bola (meter) Ur : Pergeseran horizontal (meter) Uz : Pergeseran Vertikal (meter) μ : Konstanta Lame ΔP : Perubahan tekanan hidrostatis pada bola magma

9.4. Pemantauan Gunung api dengan GPS

Pemantauan Gunung api dengan GPS sudah dilakukan untuk memantau deformasi pada Gn. Papandayan. Gunung api Papandayan terletak di sebelah selatan kota Garut, sekitar 70 km dari kota Bandung, Jawa Barat, pada posisi geografis 70 19’ LS dan 1070 44’ BT, dengan ketinggian 2.662 meter di atas permukaan laut. Pada tugas akhir ini, data GPS yang digunakan adalah data pengamatan dengan menggunakan GPS GPS Leica Geosystem 1200 series, GPS Leica Geosystem 1220 series, GPS Trimble 4000SSI dan GPS Topcon. Terdapat 8 titik pengamatan GPS yang akan diolah yaitu BMNG, KAWH, KMAS, ALUN, PARK, DPN5, DP06, NGLK. Titik POS adalah titik yang dianggap stabil dan menjadi referensi pengukuran titik pengamatan lainnya. Untuk persebaran titik pengamatan dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 15. Persebaran titik-titik pengamatan GPS pada Gunung api Papandayan

Pengamatan yang dilakukan secara periodik sebanyak 6 kala, yaitu pada bulan November 2002, Juni 2003, Agustus 2005, November 2008, Juli 2011, dan Agustus 2011.

Pengolahan data GPS gunung api Papandayan ini menggunakan software Bernese 5.0. Software ini digunakan karena software ini menghasilkan koordinat geosentrik dan geodetik secara teliti beserta standar deviasinya. Software ini digunakan karena kemampuannya dalam mengestimasi dan mereduksi kesalahan dan bias.

27

Berikut salah satu hasil vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2003-2011,

Gambar 16. Vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2003-2011

Pada gambar di atas vektor pergeseran titik-titik pengamatan tidak memperlihatkan pola yang jelas. Semua titik terlihat acak arah pergeserannya. Vektor titik pengamatan tersebut membentuk arah yang berlawanan yang mengindikasikan ada dua sumber yang mempengaruhi pergeseran. Sedangkan gambar dibawah adalah model mogi yang menerangkan sumber tekanan magma:

Gambar 17. Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pengamatan 2003 – Juli 2011

Pada gambar di atas sumber tekanan berada pada posisi 107.7354o BT , -7.320313o LU dimana sumber tekanan pertama berada pada kedalaman 1500 m dengan volume

28

500000 sedangkan sumber tekanan kedua berada pada kedalaman 4500 m dengan volume 5000000. Pada sumber tekanan pertama terjadi proses deflasi dan proses inflasi terjadi pada sumber tekanan kedua.

Dari keseluruhan penelitian ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Kecepatan pergeseran titik-titik pengamatan GPS pada Gunung api Papandayan per tahun dari tahun 2003 – 2011 berkisar dari rentang 1,3 mm/tahun – 2 cm/tahun. 2. Pada tahun 2003-2005, terdapat dua sumber magma yaitu sumber dalam dan sumber dangkal dimana di sana terjadi proses inflasi 3. Pada tahun 2005-2008 hanya satu sumber yang mempengaruhi dimana di sana terjadi proses deflasi. 4. Pada tahun 2008-Juli 2011 terdapat dua sumber magma yang mempengaruhi dimana di sana terjadi proses deflasi dan inflasi. 5. Pada Juli 2011-Agustus 2011 terdapat satu sumber magma dimana di sana terjadi proses inflasi. 6. Pada tahun 2003-Agustus 2011 terdapat dua sumber magma dimana di sana terjadi proses deflasi dan inflasi.

9.5. Rekomendasi pada Penelitian Lanjutan

1. Dilakukan pengamatan GPS lebih lanjut agar titik-titik pengamantan diamati lebih dari satu kala untuk menghitung pergeseran. 2. Pembuatan dan pemeliharaan titik-titik pengamatan harus lebih ditingkatkan kualitasnya, agar memudahkan pemantauan untuk kala-kala selanjutnya. 3. Penambahan titik-titik pengamatan karena titik pengamatan yang ada sekarang belum tersebar merata. 4. Dalam pengambilan data tiap tahun, sebaiknya dilakukan oleh pihak-pihak tertentu yang konsisten agar data yang didapatkan lebih bagus.

10. Deformasi Geodetik secara Vertikal di Jawa dan Sulawesi

10.1. Deformasi Geodetik

Kerak bumi terbagi menjadi pecahan-pecahan lempeng yang saling bergerak satu sama

lain. Akibat dari adanya pergerakan lempeng ini, serta interaksi antar lempeng atau

mikro lempeng, akan terjadi deformasi, baik dalam komponen horisontal maupun

komponen vertikal. Komponen deformasi vertikal dapat berupa uplift dan submerge

atau subsidence. Pantai Barat Sumatera ditenggarai mengalami uplift setelah gempa

Aceh, sementara Pantai Timur-nya mengalami subsidence. Lain hal nya ketika gempa

belum terjadi (masih di fase interseismik), submerge terjadi di Pantai Barat sementara

uplift terjadi di Pantai Timur. Sementara itu pertemuan tiga lempeng di Sulawesi

menyebabkan fenomena uplift dan subsidence berpola lebih acak di bagian-bagian

29

segmentasi Pulau Sulawesi. Fenoma deformasi vertikal, dan tentunya juga komponen

horisontalnya dapat digunakan sebagai parameter penunjuk bagi wilayah-wilayah

potensial gempa bumi. Dengan demikian studi deformasi vertikal menjadi penting

untuk dilakukan. Data-data geodetik seperti data hasil survei GPS, data pengamatan

kontinyu GPS serta data InSAR dapat dipakai untuk melihat fenomena deformasi

vertikal di wilayah-wilayah Indonesia ini.

Land subsidence juga merupakan salah satu bentuk deformasi vertikal pada layer bumi

yang lebih dangkal. Land subsidence ditenggarai terjadi di banyak tempat di wilayah

Pantai Utara Jawa (PANTURA) diantaranya di wilayah Jakarta, Pekalongan, Semarang,

dan Demak (faktor dominan penyebabnya adalah pengambilan air tanah yang

menyebabkan kompaksi di akuifer, serta efek pembebanan infrastuktur di atas tanah).

Wilayah Sumatera ditenggarai pula sebagai daerah yang berpotensi signifikan

mengalami land subsidence (faktor penyebabnya dari kompaksi lahan gambut). Land subsidence ditenggarai telah memberikan dampak-dampak negatif seperti banjir, dan

kerusakan infrastruktur. Studi land subsidence di wilayah-wilayah ini menarik, bahkan

penting untuk dilakukan karena wilayah-wilayah ini merupakan kawasan strategis

pembangunan nasional. Data-data geodetik seperti data hasil survei GPS, data

pengamatan kontinyu GPS serta data InSAR dapat dipakai untuk melihat land subsidence di wilayah ini.

Gambar 18 Hasil InSAR menunjukkan wilayah-wilayah yang mengalami land subsidence di Pulau Jawa dan Sumatera(estelle et.,al 2012)

30

Data GPS di wilayah Indonesia khusunya di Jawa dan Sumatera, telah banyak terkumpul

melalui program kerjasama riset, dan juga program khusus pemerintah. Melalui skema

data sharing, penelitian (lanjut) deformasi vertikal di wilayah Indonesia, khususnya di

Jawa dan Sulawesi, sudah dapat dilakukan dengan baik, dengan kesimpulan yang

diharapkan baik pula. Tentunya melalui effort para peneliti dan juga skema pendanaan

yang tersedia.

10.2. Penelitian Terkait dan Counterparts

Dengan EOS (Proposal Approved)

Penelitian Land Subsidence di daerah Jakarta dan Semarang serta wilayah Pantura menggunakan pengamatan kontinyu GPS, Campaign Survei GPS, dan InSAR

Sinopsis : Land subsidence ditenggarai terjadi di banyak tempat di wilayah Pantai Utara Jawa (PANTURA) diantaranya di wilayah Jakarta dan Semarang, pun begitu pula halnya dengan dampak yang ditimbulkannya. Studi land subsidence di wilayah ini menarik, bahkan penting untuk dilakukan karena wilayah ini merupakan kawasan strategis pembangunan nasional. Data-data geodetik seperti data hasil survei GPS, data pengamatan kontinyu GPS serta data InSAR dapat dipakai untuk melihat land subsidence di wilayah ini.

Dengan EOS dan GFZ German (on discussions)

Kajian adaptasi terhadap fenomena land subsidence dan sea level rise di wilayah Pantai Utara Jawa (PANTURA)

Sinopsis : land subsidence dan sea level rise ditenggarai terjadi di wilayah Pantai Utara Jawa (PANTURA). Dampak-dampak yang ditimbulkan dari kedua fenomena ini juga sudah jelas terlihat, diantaranya berupa banjir pasang laut atau “rob”. Dampak ini di sebagian tempat sudah dinyatakan sebagai bentuk bencana ekologi. Adaptasi terhadap potensi bencana akibat land subsidence dan sea level rise di PANTURA menjadi menarik untuk dikaji

Dengan KIOST KOICA Korea (proposal submitted)

Studi land subsidence dan potensi tidal inundation di sekitar wilayah rencana Pelabuhan Nasional Patimban Subang Jawa Barat

Sinopsis : land subsidence dan tidal inundation ditenggarai terjadi di sekitar Patimban Subang Jawa Barat. Di sekitar wilayah ini akan dibangun Pelabuhan Nasional. Studi mengenai land subsidence dan potensi tidal inundation menarik untuk dilakukan, sebagai salah satu bahan analisis dampak lingkungan (amdal) pembangunan Pelabuhan Nasional tersebut.

31

Dengan JICA Jepang (proposal submitted)

Pemetaan dampak land subsidence di wilayah Jakarta untuk menunjang program pembangunan tanggul laut NCICD

Sinopsis : land subsidence yang terjadi di Jakarta ditenggarai telah memberikan dampak-dampak negatif seperti banjir, dan kerusakan infrastruktur. Pemetaan dampak land subsidence di wilayah ini penting untuk dilakukan untuk melihat sejauh mana efek negatif yang diberikan, yang akan menjadi input upaya mitigasi dan adaptasi. Rencananya akan dibangun tanggul laut melalui program NCICD sebagai bentuk mitigasi dan adaptasi.

Dengan GREAT (proposal submitted)

Studi Tektonik Subsidence Pulau Jawa

Sinopsis : land subsidence yang terjadi di Jakarta, serta wilayah Pantura lainnya ditenggarai akibat faktor-faktor antropogenik dan faktor alam. Terkait faktor alam, selain bentuk kompaksi alamiah, subsidence dapat terjadi akibat efek tektonik. Penelitian atau studi tektonik subsidence Pulau Jawa akan menjadi penting dilakukan untuk dapat memahami lebih mendalam mengenai land subsidence yang terjadi di Jakarta serta beberapa wilayah Pantura lainnya.

Dengan BPLS (proposal in preparation)

Studi deformasi sekitar kawasan Lumpur Sidoarjo menggunakan teknologi Global Positioning (GPS) dan Terrestial Laser Scanner (TLS)

Sinopsis : Akibat dari semburan lumpur Sidoarjo (LUSI) area sekitar mengalami deformasi. Tercapat deformasi sangat besar nilainya di awal-awal semburan. Setelah empat tahun berlalu terjadi penurunan nilai, dan saat ini sekitar sepuluh tahun berlalu nilai deformasi relatif kecil, dan bersifat lokal. Untuk memahami evolusi dari deformasi di sekitar LUSI, menarik untuk dilakukan studi (lanjutan) deformasi sekitar kawasan lumpur Sidoarjo dengan menggunakan teknologi Global Positioning System (GPS) dan Terrestrial Laser Scanner (TLS)

Dengan ITS (on discussions)

Studi land subsidence di Surabaya

Sinopsis : Land subsidence ditenggarai terjadi di banyak tempat di wilayah Pantai Utara Jawa (PANTURA) salah satunya di Surabaya, pun begitu pula halnya dengan dampak yang ditimbulkannya. Studi land subsidence di wilayah Surabaya menarik untuk dilakukan karena wilayah ini merupakan salah satu kota metropolitan di Negara kita. Studi menggunakan teknologi GPS dan InSAR

32

Dengan BIG (on discussions)

Kajian optimalisasi CORS (Continuously Operating GNSS Reference System) Nasional

Sinopsis : CORS (Continuously Operating GNSS Reference System) dibangun di Negara kita untuk tujuan Jaring Kerangka Survei dan Pemetaan Nasional, serta penelitian geodinamika dan deformasi. BIG dan BPN merupakan lembaga yang membangun CORS cukup banyak. Untuk pengoptimalisasian fungsi CORS Nasional, maka kajian atau penelitian menjadi salah satu subjek yang menarik sekaligus penting untuk dilakukan.

Dengan DELTARES (on going)

Pemodalan area Banjir

Untuk dapat memahami fenomena banjir yang terjadi di Jakarta, Bandung, Garut, dan tempat-tempat lainnya, maka penting untuk dilakukan pemodelan area banjir, dengan memanfaatkan data-data hidrologi, data geodetic, serta data terkait lainnya.

Peatland Prize

Dalam rangka manajemen wilayah gambut, maka diadakan kompetisi yang diberi nama Peatland Prize, untuk mencari metodologi terbaik dalam rangka manajemen wilayah Gambut.

10.3. Penelitian Mandiri Terkait

1. Studi potensi land subsidence di daerah reklamasi Pantai Utara JakartaSinopsis : Wilayah Pantai utara Jakarta cukup sarat terjadinya land subsidence atau penurunan tanah. Rata-rata land subsidence pertahun dapat mencapai 10-15 sentimeter. Salah satu faktor penyebab terjadinya land subsidence adalah aktifitas manusia terkait pembangunan infrastruktur (memberikan efek pembebanan) dan pengambilan air tanah (mengakibatkan kompaksi di akuifer). Rencananya di sepanjang Pantai Utara akan dibangun 17 Pulau reklamasi yang tentunya nantinya akan sarat dengan aktifitas manusia seperti disebut di atas. Disini menjadi menarik untuk dilakukan studi potensi land subsidence di daerah reklamasi Pantai Utara Jakarta.

2. Analisa geospasial reklamasi Pantai Utara Jakarta untuk mendukung objektifitas pengambil kebijakanSinopsis : Pro kontra dilaksanakannya reklamasi di Pantai Utara Jakarta belumlah usai. Berbagai alasan diungkap oleh masing-masing pihak, baik untuk meneruskan pembangunan area reklamasi, atau sebaliknya yang ingin menghentikannya. Analisa geospasial merupakan salah satu strategi visual terukur untuk menyatakan obyektifitas reklamasi Pantai Utara Jakarta. Hasil

33

analisa dapat digunakan oleh pengambil kebijakan atas keberlanjutan atau pemberhentian reklamasi.

3. Kajian penyebab land subsidence di wilayah Pantai Utara Jawa (PANTURA) dari analisa data pemanfaatan ruangSinopsis : land subsidence terjadi di banyak tempat di wilayah Pantai Utara Jawa (PANTURA). Dampak dari land subsidence di wilayah-wilayah tersebut sudah dapat dilihat sekarang ini, antara lain banjir rob, dan kerusakan infrastruktur. Untuk mengurangi resiko dampak, maka kajian penyebab land subsidence menjadi penting, diantaranya melalui analisa data pemanfaatan ruang. Ditengarai kawasan industri, kawasan migas merupakan tempat-tempat sarat land subsidence.

4. Analisa karakteristik land subsidence di kawasan tambak Kosambi, Blanakan, dan Worosari Pantai Utara Jawa (PANTURA)Sinopsis : land subsidence terjadi di kawasan Kosambi Tanggerang, Blanakan Subang, dan Worosari Demak. Ketiga lokasi ini sama-sama di daerah tambak Pantai Utara Jawa (PANTURA). Menarik untuk dianalisa, meskipun karakteristik lokasinya mirip, namun karakteristik subsidence-nya (magnitude) berbeda-beda. Hal ini dimungkinkan oleh sumber penyebab land subsidence yang berbeda

5. Studi land subsidence di sekitar wilayah Tanggerang Utara Provinsi BantenSinopsis : Wilayah Tanggerang Utara berdasarkan rencana tata ruang akan dibangun kawasan pemukiman mandiri atau kota satelit. Studi land subsidence akan penting untuk dilakukan, sebagai salah satu bahan analisis dampak lingkungan (amdal) pembangunan kawasan pemukiman mandiri tersebut.

6. Pemodelan kerusakan akuifer tertekan wilayah Jakarta dari inversi data korelasi land subsidence dan water tableSinopsis : Pengambilan air tanah secara berlebihan akan mengakibatkan kerusakan pada akuifer. Dampak jangka panjang yang dapat terjadi adalah krisis air bersih. Menarik untuk dilakukan pemodelan kerusakan akuifer (tertekan) di wilayah studi kasus Jakarta, untuk pemahaman resiko krisis air bersih di wilayah Jakarta di masa yang akan datang. Pemodelan menggunakan inversi data korelasi land subsidence dengan dinamika water table.

7. Model simulasi manajemen air tanah akuifer tertekan untuk pengurangan resiko dampak land subsidence di wilayah JakartaSinopsis : land subsidence terjadi dalam tingkat mengkhawatirkan di Jakarta, dengan dampak-dampaknya yang dapat dilihat sekarang ini seperti banjir rob dan kerusakan infrastruktur. Pengurangan resiko dampak land subsidence di wilayah Jakarta menjadi penting dilakukan, salah satunya melalui langkah pembuatan model simulasi manajemen air tanah akuifer tertekan (dalam) untuk aksi kebijakan.

8. Perhitungan resiko kerugian ekonomi akibat banjir rob (tidal inundation) wilayah Jakarta

34

Sinopsis : Sebagai dampak dari land subsidence yang terjadi di Jakarta, maka sebagian wilayah Jakarta mengalami gangguan banjir rob (tidal inundation). Kondisi ini tentunya mengakibatkan potensi kerugian, khususnya bagi bidang ekonomi di wilayah ini. Untuk itu akan penting untuk dilakukan perhitungan resiko kerugian ekonomi akibat banjir rob di wilayah ini, sebagai input bagi langkah pengurangan resiko bencana.

9. Studi kinerja RTK GNSS Berbasis Beidou untuk percepatan pemetaan persilSinopsis : Upaya percepatan pemetaan persil merupakan salah satu kebijakan yang diambil Pemerintah saat ini. Harapannya di tahun 2019 persil yang dipetakan mencapai 10 juta bidang. Untuk itu dibutuhkan teknologi yang tepat dalam membantu upaya percepatan ini, disamping penyiapan sumber daya manusia-nya. RTK GNSS berbasis Beidou berpotensi membantu percepatan pemetaan persil, dengan sistem satellite geostationer-nya serta jumlah satelit yang lebih banyak hasil dari kombinasi GPS Glonas dan Beidou di angkasa sana. Resolusi ambiguitas ditengarai dapat diperoleh dengan cepat melalui RTK GNSS berbasis Beidou ini, yang menjadi salah satu kunci percepatan pemetaan persil.

10. Studi kinerja RTK GNSS Berbasis Beidou untuk optimalisasi pengukuhan kawasan hutanSinopsis : Pengukuhan kawasan hutan atau penegasan batas kawasan hutan merupakan salah satu program utama di Kementrian Kehutanan, serta jajaran kelembagaannya. Hingga saat ini pekerjaan rumah terkait pengukuhan kawasan hutan masih banyak. Masih diperlukan teknologi dalam membantu upaya optimalisasi pengukuhan kawasan hutan, disamping penyiapan sumber daya manusia-nya. RTK GNSS berbasis Beidou berpotensi membantu optimalisasi pengukuhan kawasan hutan, dengan sistem satellite geostationer-nya serta jumlah satelit yang lebih banyak hasil dari kombinasi GPS Glonas dan Beidou di angkasa sana. Resolusi ambiguitas ditengarai dapat diperoleh dengan cepat melalui RTK GNSS berbasis Beidou ini, sehingga dalam hal ini pengukuran di kawasan hutan dapat dilaksanakan lebih cepat pula.

11. Studi kinerja RTK GNSS Berbasis Beidou dalam fungsi panjang baseline dan obstruksi satelitSinopsis : Selama ini keterbatasan sistem RTK pada GNSS adalah ketelitian posisi dalam fungsi panjang baseline dan obstruksi satelit. RTK GNSS berbasis Beidou dengan sistem satellite geostationer-nya serta jumlah satelit yang lebih banyak hasil dari kombinasi GPS Glonas dan Beidou di angkasa sana, secara teori akan memberikan hasil yang lebih baik, seperti dalam hal resolusi ambiguitas untuk fungsi obstruksi dan mungkin panjang baseline, termasuk ketelitian hasilnya. Untuk itu studi kinerja RTK GNSS berbasis beidou dalam fungsi panjang baseline dan obstruksi satelit menjadi menarik untuk dilaksanakan.

12. Studi kinerja fungsi dan utilitas Sistem Receiver South Galaxy Generasi 6Sinopsis : Receiver South Galaxy generasi 6 baru-baru ini di-release ke pasar survey pemetaan. Banyak fungsi-fungsi dan utilitas pada sistem Receiver ini yang dapat membantu kemudahan pekerjaan survei dan pemetaan, diantaranya melalui adanya fungsi dan utilitas internal dan external radio untuk komunikasi data koreksi RTK, sistem IP Dynamic GSM untuk komunikasi data koreksi RTK, sistem koreksi tilting pada pole antenna, dan lain-lain. Terkait hal ini, studi

35

kinerja fungsi dan utilitas pada sistem Receiver South Galaxy generasi 6 menjadi menarik untuk dilaksanakan.

13. Studi kinerja (Real Time Precise Point Positioning) RTPPP pada sistem Receiver South Galaxy Generasi 6Sinopsis : Receiver South Galaxy generasi 6 baru-baru ini di-release ke pasar survey pemetaan dengan kemampuan metoda baru yaitu Real Time Precise Point Positioning (RTPPP). Kelebihan sistem RTPPP akan mengesampingkan kebutuhan base point seperti pada metode diferensial, dalam artian bisa lebih efisien ketika melaksanakan survei dan pemetaan dengan akurasi yang tetap baik. Terkait hal ini, studi kinerja RTPPP pada sistem Receiver South Galaxy generasi 6 menjadi menarik untuk dilaksanakan.

11. Monitoring dan Prediksi Variasi foF2-ionosfir di Indonesia Secara Real-time Menggunakan Pengukuran GPS

11.1. Dinamika Ionosfir

Pengamatan dinamika ionosfir tidak hanya bermanfaat untuk memahami potensi bencana alam yang mungkin akan timbul, tetapi juga bermanfaat untuk aplikasi berbasis satelit, seperti untuk keperluan komunikasi dan navigasi. Dinamika ionosfir bisa dipelajari dengan melakukan pengamatan yang akurat terhadap beberapa parameter utamanya, seperti parameter foF2 (frekuensi kritis lapisan F2 ionosfir). foF2 merupakan ukuran yang menyatakan frekuensi maksimum dari sinyal radio yang akan dipantulkan oleh lapisan F2. Karena foF2 ini berkaitan erat dengan densitas electron pada lapisan ionosfir, foF2 menjadi parameter utama dalam mempelajari dinamika ionosfir.

foF2 diamati oleh alat ukur yang bernama ionosonde. Karena ionosonde harganya mahal, maka tidak semua negara memiliki jaringan stasiun ionosonde. Indonesia memiliki hanya 4 buah ionosonde yang dipasang di sepanjang garis ekuator. Tentu saja jumlah stasiun ionosonde yang tersedia belum bisa memberikan pengamatan foF2 yang baik di wilayah Indonesia. Untuk memahami karakteristik ionosfir di wilayah Indonesia, perlu dibangun lagi stasiun-stasiun ionsonde baru yang mencakup seluruh wilayah Indonesia. Namun, hal ini akan sulit dilaksanakan karena akan membituhkan biaya yang mahal.

Oleh karena itu diperlukan teknik pengukuran lain yang lebih mudah dan murah. Teknik pengukuran menggunakan GPS (Global Positioning System) merupakan satu-satunya alternatif dalam memenuhi kebutuhan penambahan stasiun pengamatan foF2. Sampai saat ini, terdapat sekitar 100 receiver GPS yang dibangun di seluruh wilayah Indonesia (lihat Gambar 1) dan beroperasi secara kontinyu. Berdasarkan jumlah dan distribusinya, GPS di Indonesia memiliki potensi untuk bisa mengamati karakteristik foF2 secara menyeluruh di kawasan Indonesia bahkan di Asia Tenggara.

36

Gambar 19. Peta sebaran stasiun GPS kontinyu (CGPS) di Indonesia yang dikelola oleh Badan Informasi Geospasial (BIG)

11.1. Deskripsi Masalah dan Tujuan

Selama ini GPS hanya digunakan untuk mengamati parameter ionosfir yang lain, yaitu Total Electron Content (TEC). Pengamatan TEC berskala global dan regional menggunakan GPS sudah banyak dilakukan, sehingga GPS menjadi salah satu teknik yang paling akurat dan handal dalam mengamati karakteristik TEC. Namun, selama ini GPS belum bisa digunakan untuk mengamati parameter foF2. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan model matematika pengolahan GPS yang selama ini digunakan. Oleh karena itu, jika GPS akan digunakan untuk mengamati karakteristik foF2, perlu dikembangkan model matematika serta metode analis data yang tepat.Tujuan dari penelitian ini mencakup 3 hal, yaitu:

1. Mengembangkan metode baru pengolahan data GPS, sehingga bisa diperoleh nilai foF2 secara seketika (real-time).

2. Membuat sistim monitoring foF2 secara real-time untuk melayani kebutuhan aplikasi berbasiskan satelit (seperti komunikasi dan navigasi) serta keperluan ilmiah.

3. Mempelajari variasi spasial dan temporal dari karaketrisik foF2 di wilayah Indonesia.

11.2. Metodologi

Secara garis besar, metode penelitian yang akan dilakukan terbagi kepad 2 tahap, seperti tercantum pada table 1 berikut.

Tabel 2. Tahapan Metode PenelitianNo Tahap Penelitian Keterangan

37

1 Penelitian dasar/fundamental

a) Mengembangkan teori yang menjadi dasar pengukuran GPS untuk pengamatan ionosfir.

b) Menurunkan model matematika yang baru, sehingga nilai foF2 bisa diperoleh dari data GPS.

c) Mengembangkan metode pengolahan data berdasarkan model matematika yang baru.

d) Validasi metode pengolahan data.2 Penelitian terapan a) Membangun sistim monitoring foF2 secara

seketika (real-time).b) Diseminasi data foF2 sebagai keluaran dari

sistim yang akan dibangun. c) Menganalisis variasi spasial dan temporal

foF2 untuk keperluan penelitian ilmiah serta aplikasi berbasis satelit (komunikasi radio dan navigasi).

Pada tahun 2016, tahap penelitian dasar (tahap 1) sudah hamper selesai dikerjakan. Model matematika dan metode baru pengolahan data GPS untuk pengukuran ionosfir sudah dibangun. Hasil dari proses validasi dan evaluasi, metode baru yang dikembangkan memberikan akurasi nilai foF2 yang baik. Dalam hal ini, nilai foF2 yang ditentukan berdasarkan data GPS memberikan pola dan besaran yang mirip dengan foF2 hasil pengukuran ionosonda dan model IRI-2012, seperti yang diperlihatkan oleh gambar 2. Meskipun hasil saat ini memberikan indikasi bahwa metode baru yang dikembangkan sudah cukup akurat, namun masih diperlukan penelitian lanjutan untuk memperbaiki kinerja dari metode baru.

Gambar 20. Variasi foF2 hasil pengukuran GPS (biru), Ionosonde (merah) dan model IRI-2012 (Hijau).

12.Analisis Risiko Bencana Gerakan Tanah (berdasarkan penurunan daya dukung lahan untuk kawasan sekitar Gunungapi Studi Kasus Kabupaten Majalengka)

12.1. Penurunan Daya Dukung Lahan

Berdasarkan data dari EM-DAT The International Disaster Database (http://www.emdat.be/natural-disasters-trends) bahwa terjadi peningkatan

38

kejadian bencana alam di dunia dari tahun 1975 sampai dengan 2011 yang signifikan. Kejadian bencana alam yang terjadi pada tahun 1975 dari sekitar ± 100 kejadian meningkat sampai dengan ± 500 kejadian pada tahun 2000 dan 2001. Meskipun pada tahun 2011 kemudian menurun menjadi ± 350 kejadian, tetapi pada dasarnya telah terjadi kecenderungan peningkatan kejadian bencana alam di dunia.

Diperoleh informasi bahwa selama 20 tahun terakhir (1995-2014) Indonesia mengalami berbagai bencana alam dengan total kerugian $ 26.586.117.000 US, meliputi 254 kejadian dan didominasi oleh bencana kebakaran hutan, gempa bumi, dan banjir. Korban yang terkena dampak dari bencana alam tersebut adalah 15,771,498 jiwa dan 185,184.00 jiwa meninggal dengan jumlah terbesar yaitu 175,875.00 jiwa meninggal akibat gempa bumi dan tsunami.

Meskipun undang-undang tentang penanggulangan bencana sudah terbit sejak tahun 2007 dan seruan Dewan Ekonomi dan Sosial Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) Tahun 1999, pada kenyataannya penanganan masalah bencana di Indonesia masih menggunakan paradigma lama yaitu hanya menangangani pada saat setelah terjadi bencana. Kejadian bencana seperti longsor Cililin, longsor Banjarnegara, banjir Bandung Selatan, banjir di Aceh Utara dan bencana-bencana alam lainnya masih menimbulkan dampak kerugian yang meningkat, dengan perkataan lain belum adanya indikasi kegiatan-kegiatan penanggulangan bencana yang sifatnya holistik (menyeluruh) terutama masalah mitigasinya. Salah satu contoh pada harian Kompas tanggal 22 Desember 2014 menyebutkan bahwa mitigasi bencana tsunami Aceh setelah 10 (sepuluh) berlalu belum menjadi prioritas pemerintah.

Berkaitan dengan mitigasi sesuai dengan undang-undang tersebut dan kejadian-kejadian bencana alam yang terindikasi terus mengalami peningkatan baik dari besaran bencananya maupun dampak kerugian yang ditimbulkannya. Sebagian besar lokasi bencana, seperti bencana longsor dan banjir, merupakan lokasi bebas bencana. Tiap wilayah memiliki karakteristik fisik yang terbentuk dari geomorfologi, iklim, vegetasi alam, pola pengelolaan dan juga budaya masyarakatnya (non-fisik). Karakteristik tersebut menentukan potensi alamiahnya, baik potensi kesuburan, kesejukan dan potensi positif lainnya terdapat pula potensi kebencanaan. Potensi kebencanaan akan berubah menjadi bencana bila ada pemicunya. Pada kawasan sekitar gunungapi, potensi kebencanaan yang dimiliki diantaranya letusan gunungapi, longsor dan banjir. Sementara hal yang dapat menjadi pemicu utama adalah curah hujan (iklim), getaran/vibrasi dan perubahan pemanfaatan lahan. Secara visual, kita dapat melihat adanya perubahan penggunaan lahan yang terjadi di lingkungan, seperti penambahan jumlah atau kepadatan bangunan. Sementara lingkungan memiliki daya dukung lahan yang sama dari waktu ke waktu.

39

Apabila permasalahan penurunan daya dukung lahan dapat diketahui lebih awal atau terpantau dengan teratur maka risiko bencana kemungkinan besar dapat diminimalisir.

12.2. Deskripsi masalah & tujuan

Tanggapan bencana gerakan tanah di Kecamatan Maja, Kabupaten Majalengka, Provinsi Jawa Barat, berdasarkan pemberitaan media Gambar 21 http://majalengka. cirebontrust.com pada hari Rabu, 4 Januari 2017 bahwa gerakan tanah terjadi pada Ruas Jalan Majalengka - Cikijing, Desa Wanahayu, Kecamatan Maja, Kabupaten Majalengka, Provinsi Jawa Barat. Gerakan tanah terjadi pada hari Selasa, 3 Januari 2017 pukul 17.30 WIB. Jenis gerakan tanah berupa longsoran pada lereng dan amblesan pada bahu jalan. Gerakan tanah ini menyebabkan 1 (satu) orang meninggal dunia dan bahu jalan amblas dan jalan mengalami retak-retak.

Secara umum lokasi gerakan tanah merupakan daerah perbukitan yang memiliki agak terjal. Lokasi bencana berada pada elevasi antara 450-600 meter dari permukaan laut. Berdasarkan peta geologi Lembar Arjawinangun daerah bencana tersusun oleh breksi, lava bersifat andesit dan basal serta pasir tufan dan lapili yang merupakan batuan gunungapi ijen tua (Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, 1995). Berdasarkan Peta Prakiraan Wilayah Potensi Terjadi Gerakan Tanah pada Bulan Januari 2017 di Provinsi Jawa Barat (Badan Geologi, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi), lokasi bencana berada pada zona potensi gerakan tanah Menengah – Tinggi. Artinya daerah tersebut mempunyai potensi menengah hingga tinggi untuk terjadi gerakan tanah. Pada zona ini dapat terjadi gerakan tanah jika curah hujan di atas normal, terutama pada daerah yang berbatasan dengan lembah sungai, gawir, tebing jalan atau jika lereng mengalami gangguan. Gerakan tanah lama dapat aktif kembali.

Dugaan penyebab terjadinya gerakan tanah adalah curah hujan yang tinggi sebelum dan saat terjadi gerakan tanah, tanah pelapukan dari gunungapi yang tebal bersifat poros dan mudah jenuh air, penataan air permukaan yang kurang baik dan kondisi kelerengan yang terjal. Pemanfaatan lahan yang ada seharusnya yang dapat meminimalisir keadaan alami kawasan yang dimaksud, seperti menata aliran air permukaan pada lereng tersebut, tidak melakukan pemotongan lereng secara sembarangan dan memelihara vegetasi berakar dalam di daerah lereng berkemiringan terjal untuk memperkuat kestabilan lereng. Pemanfaatan lahan memegang peranan penting untuk meminimalisir potensi kebencanaan yang dimiliki suatu kawasan. Untuk itu Tujuan riset ini adalah melakukan analisis perubahan daya dukung lahan akibat adanya perubahan pemanfaatan lahan serta dampaknya terhadap fenomena terjadinya gerakan tanah.

40

Gambar 22 Peta Petunjuk Lokasi Bencana Gerakan Tanah (Badan Geologi- Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Januari 2017)

Gambar 23Peta Geologi Lokasi Gerakan Tanah (Badan Geologi- Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Januari 2017)

41

Gambar 24. Peta Prakiraan Wilayah Potensi Terjadi Gerakan Tanah Kabupaten Majalengka, Jawa Barat Bulan Januari 2017 (Badan Geologi- Pusat Vulkanologi dan

Mitigasi Bencana Geologi, Januari 2017)

WILAYAH POTENSI GERAKAN TANAH DI KABUPATEN MAJALENGKAPROVINSI JAWA BARAT BULAN DESEMBER 2016

42

Keterangan :

12.3. Metodologi

Analisis daya dukung berkaitan erat dengan konsep pembangunan berkelanjutan yaitu pembangunan yang dilakukan untuk memenuhi kebutuhan saat ini tanpa

43

mengorbankan kemampuan generasi yang akan datang untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Wacana ini dapat dibuktikan melalui berbagai hasil kajian dan penelitian yang menyatakan bahwa laju pertumbuhan penyediaan bahan makanan jauh lebih lambat jika dibandingkan dengan laju pertambahan penduduk artinya populasi manusia cenderung tumbuh secara eksponensial sementara produksi pangan untuk memenuhi kebutuhan manusia tumbuh mengikuti hukum aritmatik. Jadi tanpa memahami kemampuan daya dukung lahan (CCR), mustahil konsep pembangunan berkelanjutan terlaksana.

Berbagai informasi negatif tentang kondisi lahan perkebunan saat ini telah menjadi issu strategis nasional yang pantas diperhatikan bersama mulai dari degradasi lahan, konversi lahan, alih fungsi lahan, penurunan daya dukung lahan, pemanfaatan lahan yang kurang sesuai peruntukannya, pencemaran lahan akibat penggunaan pupuk dan pestisida kimia yang berlebihan, pengolahan lahan secara berlebihan yang berakibat menggerus unsur hara yang tersedia, erosi, longsor, aliran permukaan yang tinggi dan lain sebagainya. Adapun data yang digunakan adalah citra satelit dan data kependudukan tahun 2010 dan 2016. Dengan interpretasi citra secara periodik dapat diketahui perubahan pemanfaatan lahan di kawasan sekitar gunungapi. Selanjutnya dapat dihitung kemampuan daya dukung lahan (Carrying Capacity Ratio), dengan persamaan sebagai berikut :

A x rCCR = -------------

H x h x F

Dimana:CCR = kemampuan daya dukungA = jumlah total area yang dapat digunakan untuk kegiatan pertanian/perkebunanr = frekuensi panen per hektar per tahunH = jumlah KK (rumah tangga)h = prosentase jumlah penduduk yang tinggalF = ukuran lahan pertanian rata-rata yang dimiliki petani

Asumsi umum sebagai interpretasi hasil perhitungan analisis daya dukung sebagai berikut: 1.Jika CCR > 1 Artinya berdasarkan kuantitas lahannya, masih memiliki kemampuan untuk mendukung kebutuhan pokok manusia dan masih mampu menerima tambahan penduduk. Pembangunan di wilayah tersebut masih dimungkinkan bersifat ekspansif dan eksploratif lahan. 2.Jika CCR < 1 Artinya berdasarkan jumlah lahan yang ada, maka di wilayah tersebut sudah tidak mungkin lagi dilakukan pembangunan yang bersifat ekspansif dan eksploratif lahan. Lahan-lahan yang berada pada posisi demikian perlu mendapatkan program

44

peningkatan produktivitas, intensifikasi dan ekstensifikasi melalui perbaikan teknologi atau menekan pertumbuhan penduduk. 3.Jika CCR = 1artinya berdasarkan jumlah lahan, daerah ini masih memiliki keseimbangan antara kemampuan lahan dan jumlah penduduk, namun demikian kondisi ini perlu diwaspadai karena jika pertambahan penduduk tidak terkendali akibat pembangunan yang sangat cepat akan dapat menyebabkan menurunnya kemampuan daya dukung, untuk itu peran pemerintah dalam mengendalikan pembangunan yang memicu penambahan penduduk sangat diperlukan.

Dari citra satelit time series tersebut ingin dianalisis pula perubahan posisi suatu objek sebagai indikator adanya gerakan tanah. Metode tersebut dilakukan untuk inisiasi adanya mekanisme gerakan tanah (pra-bencana).

Sementara proses pemantauan pasca bencana dapat dilakukan menggunakan metode pengamatan GPS terhadap titik pantau yang dipasang menyebar di seluruh kawasan gerakan tanah secara periodik. Dengan pemodelan dapat diketahui arah tekanan utama penyebab terjadinya gerakan tanah, karakteristik dan posisi bidang gelincirnya.

13. Target Luaran (Output)

13.1. Publikasi

a. Jurnal Ilmiah Terindeks Kategori i. 1 (satu) Judul, untuk Q1

ii. 1 (satu) Judul, untuk Q2 iii. 1 (satu) Judul, untuk Q3 iv. 2 (dua) Judul, untuk Q4

b. Artikel Ilmiah Diluar Jurnal Ilmiahi. 5 (lima) Judul

13.2. Keterlibatan mahasiswa

a. S3 : 3 (tiga) Mahasiswa Doktorb. S2 : 8 (delapan) Mahasiswa Magisterc. S1 : 10 (sepuluh) Skripsi

13.3. Pembinaan Peer

Topik penelitian ini melihatkan beberapa dosen di lingkungan KK Geodesi, sehingga diharapkan bisa terjadi pembinaan proses penelitian.

45

14. Dampak (Outcomes)

1) Pengegunaan sistem GNSS secara Optimala) Pemahaman yang lebih baik dari multipath, noise, dan mitigasi ionosfer, yang

disebabkan oleh kondisi dan efek serta obstruksi sinyal ke receiver penerima.

b) Mekanisme adaptasi yang lebih baik untuk mengatasi multipath / noise dan kesalahan ionosfer menggunakan sinyal GNSS yang telah dimodernisasi di GNSS.

2) Alternatif metoda dan pengukuran menggunakan BDS dalam bidang survey dan pemetaan

3) Medan gayaberat bumi : geoid – quasi geoid, pemanfaatan info gayaberat untuk studi fenomena geodinamika serta deformasi vertikal

4) Geodinamika : studi lanjut geodinamika wilayah Sulawesi Kalimantan dan deformasi vertikal Indonesia

5) Pemanfaatan Statistik Spasial untuk Pengambilan Keputusan6) Medan gayaberat bumi dan Geodinamika

a) Medan gayaberat bumi, yaitu menentukan struktur jawa dan batas struktur blok mikro wilayah Indonesia Bagian Timur

b) Geodinamika, mengenai tektonik wilayah Sulawesi-Selat Makassar- Kalimantan Timur, tektonik wilayah Sumatra Selatan – Lampung, tektonik wilayah Bali-Lombok , Gunung api Papandayan-Krakatau-Merapi

c) Sistem referensi geospasial dalam hal ini adalah dalam model deformasinya serta studi sistem referensi tinggi Indonesia

7) Pemantauan Kandungan Uap Air dengan Metode Geodetika) Korelasi antara curah hujan musiman dengan kandungan Uap Airb) Korelasi antara debit suangan dengan kandungan Uap Air

8) Pemantauan Gunungapi : a) Adanya metodologi baru pengamatan, pemodelan ancaman dan risiko

bencana Gunungapib) Memahami ancaman dan risiko bencana gunungapi di Jawa Barat dan di

Indonesiac) Masukan bagi BPBD Jawa Barat dan BPBD Garut akan ancaman risiko bencana

gunung Guntur sebagai dasar proses mitigasi bencana yang terarahd) Terjalin networking yang lebih baik antara KK Geodesi dengan PVMBG

9) Pemantauan Land Slides untuk pencegahan Banjir10) Metode Baru dalam pemantauan Ionosfir

a) Adanya metode baru pengukuran dan pengolahan data GPS untuk pengamatan foF2 (Selama ini GPS belum mampu).

b) Memahami karaketristik ionosfir di Indonesia dan aspek potensi bencana yang mungkin muncul.

c) Masukan bagi instansi terkait (LAPAN, KLH, LIPI, BPPT, Universitas) yang memerlukan informasi variasi ionosfir di wilayah Indonesia.

d) Terjalinya simpul jaringan antara KKGD dan instansi tersebut.Dengan riset ini diharapkan menghasilkan kontribusi sebagai berikut :

11) Analisis Resiko Gerakana Tanah

46

a) Pemahaman tentang keterkaitan antara pemanfaatan atau penggunaan lahan dengan peluang terjadinya bencana

b) Pengetahuan tentang ambang batas daya dukung lahan dapat menjadi acuan untuk mengontrol pemanfaatan lahan dan upaya mengurangi risiko bencana

c) Pengetahuan tentang inisiasi (identifikasi awal) adanya gerakan tanah

15. Referensi

Abidin, Hasanuddin.Z.(2007). Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya. Jakarta:

PT Pradnya Paramita. Amiri-Sikooci, A., Tiberius, C., C., J., M. (2007). Assessing Receiver Noise Using GPS

Short Baseline Time Series. GPS Solution, Vol. 11. Pp21-35 DOI 10.1007/s10291-006-0026-8.

Andreas, Heri. (2001). Analisis deformasi Gunung api Papandayan Memanfaatkan Parameter Baseline Hasil Survei GPS. Tugas Akhir Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika.

de Bakker, P., F., van der Marel, H., Tiberius, C., C., J., M. (2009). Geometry-free Undifferenced, Single and Double Differenced Analysis of Single Frequency of EGNOS, and GIOVE –A/B measurements. GPS Solution, Vol 13. Pp305-314. DOI 10.1007/s01291-009-0123-6.de Bakker, P., F., Tiberius C., C., J., M., van der Marel, H., van Bree, R., J., P. (2011).

Short and zero baseline analysis of GPS L1 C/A, L5Q, GIOVE E1B, and E5aQ signals. GPS Solution. DOI 10.1007/s10291-011-0202-3

Cocard, M., Bourgon, S., Kamali, O., Collins, P. (2008). A systematic investigation of optimal carrier-phase combinations for modernized triple-frequency GPS. Journal of Geodesy, Vol. 82, pp. 555–564. DOI 10.1007/s00190-007-0201-x.

Eva and Torben, S. (2007). Active GNSS networks and the benefits of combined GPS+Galileo Combination. insideGNSS. November.

Richert, T., and N. El-Sheimy (2007). Optimal linear combinations of triple frequency carrier phase data from future global navigation satellite systems. GPS Solutions, Vol. 11, No. 1, pp. 11-19. DOI 10.1007/s10291-006-0024-x.

Smyrnaios. M., Schoen, S., and Nicolas, M.L. (2013). Multipath Propagation, Characterization, and Modeling in GNSS. http://dx.doi.org.10.5772/54567

16. Pelaksanaan dan Biaya

47

16.1. Pelaksanaan Kegiatan

Kegiatan dilaksanakan selama 10 bulan dengan 6 (enam) jenis kegiatan

BulanNo Kegiatan1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. Studi Literatur dan Hasil Penelitian sebelumnya

2. Inventarisasi Data Awal3. Survei Pendahuluan4. Survei dan Pengambilan Data5. Pengolahan Data dan Analisis6. Pelaporan

16.2. Biaya Kegiatan

Berikut Biaya berdasarkan Pelaksanaan Kegiatan diatas

...16.2.1. Belanja Pegawai

16.2.1. Belanja Pegawai

No.

Nama dan Gelar Akademik Bidang Keahlian

Honor /Jam (Rp.)

Jam/

BlnBulan

Jumlah (Rp.)

1. Dr.Ir. Wedyanto K, Space Geodesy and 375.000 4 5 7.500.000

48

M.Sc. Positioning and its Applications

2. Prof. Ir. Hasanuddin Z.A. M.Sc.,Ph.D. Earth Rotation 375.000 4 5 7.500.000

3. Dr.Ir. Kosasih Prijatna M.Sc. Reference System 375.000 4 5 7.500.000

4.Dr.Ir. Agustinus Bambang Setyadji M.Si.

Positioning and its Applications 375.000 4 5 7.500.000

5. Ir. Mipi Ananta Kusuma

Spatio-temporal Disaster Management

375.000 4 5 7.500.000

6. Ir. Dina Anggreni Sarsito MT Grafiti Field 375.000 4 5 7.500.000

7. Dr. Irwan Meilano ST,M.Sc.

Spatio-temporal Disaster Management

375.000 4 5 7.500.000

8.Dr.rer.nat. Dudy Darmawan Wijaya ST,M.Sc.

Positioning and its Applications 375.000 4 5 7.500.000

9.Drs. Zamzam Akhmad Jamaluddin Tanuwijaya M.Si.

Positioning and its Applications 375.000 4 5 7.500.000

10. Heri Andreas ST, MTSpatio-temporal Disaster Management

375.000 4 57.500.000

11. Ir. Vera Sadarviana MT.,P.hD.

Positioning and its Applications 375.000 4 5 7.500.000

12. Irwan Gumilar ST., MS.Si

Positioning and its Applications 375.000 4 5 7.500.000

13. Teguh Purnama Sidiq ST., MT.

Positioning and its Applications 375.000 4 5 7.500.000

14. Moh. Gamal Survey Satellite 125.000 4 5 2.500.000

15. R. Tri Tanti Herlinda, A.Md Survey Reporting 75.000 4 5 1.500.000

(I).JUMLAH 101.500.000

16.2.2. Belanja Jasa

a) Asisten Peneliti

No. Nama dan Gelar Akademik

Bidang Keahlian

Jasa Honor/minggu

(Rp.)

Jam/Bulan Bulan Jumlah

(Rp.)

49

1. Dhota Pradipta, Dr. techn, ST. MT. GNSS 125.000 24 12 36.000.000

2. Brian Bramanto, ST Geodetic Processing 75.000 24 12 21.600.000

(II). JUMLAH 57.600.000

b) Administrasi dan Koordinasi

No. Jenis Kegiatan unit Vol. Harga Satuan

Jumlah(Rp.)

1. Analisa dan Proses Akuntansi 1 12 2.750.000 33.000.000

2. Dokumentasi dan Penjilidan LS - 13.500.000 13.500.0003. Biaya komunikasi LS 12 500.000 6.000.0004. Workshop (20 orang) event 3 1.100.000 66.000.0005. Konsumsi briefing dan evaluasi survei OH 480 63.000 30.240.000

6. Survei Lapangan Sur-vei 7 8.500.000 59.500.000

7. Pemeliharaan peralatan ruangan lab. (AC 4 buah)

Dwi wulan 6 250.000 6.000.000

8. Pemeliharaan peralatan Lab. unit 6 2.000.000 12.000.000(III). JUMLAH 226.240.000

16.2.3. Belanja Barang

No. Jenis Kegiatan unit Vol. Harga Satuan Jumlah(Rp.)

1. Alat Kantor :Flashdisk 32 GB Buah 20 172.500 3.450.000Desktop Komputer Unit 4 13.000.000 52.000.000

50

Hardisk Eksternal SEAGATE Expansion External Portable USB 3.0 1TB New edition [STBX1000301], 5400 RPM, USB 3.0, 2.5"

Unit 5 1.203.840 6.019200

Switch Hub internet Unit 1 1.500.000 1.500.000CCTV Unit 4 3.750.000 15.000.000Kertas HVS A4 80 gr Bola Dunia Rim 204 38.520 7.858.080 Kertas HVS F4 80 gr Bola Dunia Rim 204 43.920 8.959.680 Kertas HVS A4 70 gr Bola Dunia Rim 204 33.960 6.927.840 Standar B-Gel 0,5 Warna Biru Dus 3 55.650 166.950 Ballpoint Snowman BP-7 Hitam Dus 3 30.530 91.590 Mitsubishi Boxy Warna Hitam Lusin 3 87.450 262.350 Mitsubishi Boxy Warna Biru Lusin 3 87.450 262.350 Penghapus Staedler Pack 5 195.890 979.450 Penggaris Besi 30 cm Buah 20 7.580 151.600 Spidol Whiteboard/Boardmarker Warna Hitam Lusin 2 76.320 152.640

Spidol Whiteboard/Boardmarker Warna Merah Lusin 2 76.320 152.640

Spidol Whiteboard/Boardmarker Warna Hijau Lusin 2 76.320 152.640

Spidol Whiteboard/Boardmarker Warna Biru Lusin 2 76.320 152.640

Correction Pen (Pentel zl62-w, 7 mL) Buah 17 25.890 440.130 Map Plastik L Lusin 20 16.560 331.200 Merk Biola, ukuran Folio Warna Merah Pack 10 99.380 993.800 Merk Biola, ukuran Folio Warna Biru Pack 10 99.380 993.800 CD-RW GT PRO CD RW 700Mb, 16x-24x (1box=100bh) Box 2 517.500 1.035.000

DVD-R Verbatim 16x 4.7 GB DVD+R (Isi 100/Box) Box 2 698.625 1.397.250

3. Alat Rumahtangga LS 5.000.000 5.000.000

(IV). JUMLAH 114.430.830

16.2.4. Belanja Total

Jenis Belanja Jumlah(I) 101.500.000(II) 57.600.000(III) 226.240.000

51

(IV) 114.430.830Jumla Total 499.770.830

17. CV (Curriculum Vitae) Tim Penelitu

52

53