Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 1
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
PERHITUNGAN KECEPATAN PERGESERAN DAN
REGANGAN STASIUN SUMATRAN GPS ARRAY (SuGAr)
TAHUN 2011 s.d 2013
Nimas H.M. Anggarini, S.Ta,*
, Dr. Ir. T. Aris Sunantyo, M.Sc.b,
a,*Alumni Jurusan Teknik Geodesi FT-UGM ([email protected])
Jln. Grafika No. 2 Yogyakarta, Telp. +062-274-520226, Email: [email protected] bStaf Pengajar Jurusan Teknik Geodesi FT-UGM (Afiliasi)
Diterima: 01-08-2012; Dipublikasikan: 14-08-2012
Abstract
West coast of Sumatra Island is surrounded by the Indo-Australian plate and the Eurasian plate. The
Indo-Australian plate continues to subduct under the Eurasian plate which causes the Sumatra Island
became one of the islands in Indonesia with high tectonic activity and prone to disasters (Mccaughey,
2012). One form of mitigation that can be done is deformation studies by determining the rate of
displacement and strain that occurs in the west coast of Sumatra Island. A method that can be used to
study the deformation is the GPS method. Currently, Sumatran GPS Array (SuGAr) have been established
on the west coast of the Sumetera Island and continuously record GPS data with high accuracy to study
deformation.
This study used 10 SuGAr stations, namely ABGS, BSAT, BTHL, KTET, MKMK, MSAI, PARY, PBLI,
PSKI, and PSMK on doy 101 to 107 in the year 2011-2013. Reference points used were 15 IGS stations,
namely BAKO, COCO, CUSV, DGAR, DGAV, GUAM, GUUG, HYDE, Karr, LHAZ, NTUS, PIMO, TNML,
TOW2, and XMIS. GPS data processing were performed by using GAMIT/ GLOBK 10.5, while the strain
computation and plotting were performed by using grid_strain 2D.
The results obtained from this study showed that the rate of displacement of SuGAr station in 2011
to 2012 ranging from 2 to 10 cm/year, in 2012 to 2013 ranging from 0,6 to 5 cm/year, and in 2011 to 2013
ranging from 0,2 to 5 cm/year. PBLI , BTHL, PSMK, ABGS, MSAI, PARY, and PSKI stations tend to shift
to the northeast, while KTET and MKMK tend to shift to the northwest, and BSAT station point tends to
shift towards the west. The results of strain computation showed that in the year 2011 to 2012 the highest
extension value which occurred around KTET, BSAT, dan MKMK was 5,325 x 10-7
and, while the highest
compression value which occurred around ABGS, MSAI, and PARY was 1,981 x 10-9
. In 2012 to 2013, the
highest extension value which occurred around KTET, BSAT, dan MKMK was 1,482 x 10-7
, while the
highest compression value which occurred around ABGS, MSAI, and PARY was -4,852 x 10-9
.
Keywords: Sumatran GPS Array (SuGAr), kecepatan, regangan.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pantai barat pulau Sumatera merupakan
pertemuan lempeng Indo-Australia dengan lempeng
Eurasia. Hingga saat ini, lempeng Indo-Australia
masih terus bersubduksi di bawah lempeng Eurasia
yang mengakibatkan Pulau Sumatera menjadi salah
satu pulau di Indonesia dengan aktivitas tektonik
yang cukup tinggi dan rawan bencana (McCaughey,
2012). Salah satu bentuk mitigasi bencana yang dapat
dilakukan adalah studi deformasi dengan menghitung
besar dan pola pergeseran lempeng serta regangan
yang terjadi di daerah pantai barat Pulau Sumatera.
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk
melakukan studi deformasi adalah metode GPS. Saat
ini di pantai barat Pulau Sumetera telah didirikan
Sumatran GPS Array (SuGAr) yang merupakan
stasiun CORS yang tersebar sepanjang 1300 km di
pantai barat pulau Sumatera. Sumatran GPS Array
(SuGAr) ini setiap harinya merekam data GPS
dengan akurasi tinggi secara kontinyu dan dapat
dimanfaatkan untuk studi deformasi.
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 2
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian kondisi yang telah
dijelaskan pada latar belakang, maka permasalahan
yang diangkat pada penelitian ini adalah:
1. Berapakah vektor kecepatan pergeseran
horizontal sebaran stasiun SuGAr pada rentang
tahun 2011 s.d 2013?
2. Berapakah besar regangan stasiun SuGAr pada
rentang tahun 2011 s.d 2013?
3. Bagaimana pola regangan stasiun SuGAr pada
rentang tahun 2011 s.d 2013?
Tujuan Penelitian
Tujuan dari Penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Perhitungan vektor kecepatan pergeseran
sebaran stasiun SuGAr pada rentang tahun 2011
s.d 2013.
2. Perhitungan besar regangan stasiun SuGAr pada
rentang tahun 2011 s.d 2013.
3. Penentuan pola regangan stasiun SuGAr pada
rentang tahun 2011 s.d 2013.
Landasan Teori
GPS (Global Positioning System) GPS atau
NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and
Ranging Global Positioning System), merupakan
sebuah sistem yang dapat menginformasikan posisi
secara global kepada penggunanya. Pada prinsipnya,
penentuan posisi dengan GPS dilakukan dengan
mengamati satelit-satelit GPS yang memancarkan
sinyal-sinyal yang memiliki informasi tentang posisi
satelit yang bersangkutan serta jaraknya dari
pengamat. Dengan mengamati satelit dalam jumlah
yang cukup, si pengamat dapat menentukan posisi
dan kecepatannya. Sinyal GPS dibagi dalam tiga
komponen, yaitu penginformasi jarak (kode),
penginformasi posisi satelit (navigation message),
dan gelombang pembawa (carrier wave). Terdapat
dua kode pseudo-random nosie (PRN) yang
digunakan sebagai penginformasi jarak. Kode yang
pertama adalah kode P (Precise atau private) yang
digunakan untuk kepentingan militer Amerika Serikat
dan pihak berwenang lainnya. Kode P didesain untuk
precise positioning service (PPS), memiliki panjnag
gelombang sekitar 30 m. Kode P terdapat pada
gelombang pembawa L1, L2, dan L5. Kode yang
kedua adalah kode C/A (Coarse Acquisition atau
Clear Access) yang tersedia untuk kepentingan sipil.
Kode C/A didesain untuk standard positioning
service (SPS), memiliki panjang gelombang sekitar
300 m. Kode C/A hanya terdapat pada gelombang L1.
Setiap satelit GPS memiliki struktur kode yang unik
sehingga memungkinkan receiver GPS untuk
mengenali dan membedakan sinyal yang datang dari
satelit yang berbeda.
Disamping kode-kode, sinyal GPS juga
membawa pesan navigasi yang berisi informasi
tentang koefisien koreksi jam satelit, parameter orbit,
almanak satelit, UTC, parameter koreksi ionosfer,
informasi mengenai konstelasi dan kesehatan satelit,
serta broadcast ephemeris (orbit satelit). Kode-kode
dan pesan navigasi tersebut dibawa ke pengamat dari
satelit oleh gelombang pembawa. Terdapat tiga
gelombang pembawa yang digunakan oleh
masyarakat sipil, yaitu L1 dengan frekuensi 1,57542
GHz, L2 dengan frekuensi 1227.60 MHz, dan yang
terbaru adalah gelombang L5 dengan frekuensi
1,17645 GHz (Hofmann-Wellenhof, 2008). Adanya
pengukuran dual frekuensi dengan L1 dan L2
memiliki keuntungan untuk mengeliminasi bias
ionosfer dan meningkatkan ambiguitas resolusi
terutama untuk pengukuran dengan tingkat presisi
tinggi. Gelombang L5 memiliki kemampuan ranging
memiliki kode pengukuran yang lebih baik daripada
kode L1 C/A (Kornhauser, 2006).
Dewasa ini, kegunaan GPS sebagai metode
penentuan posisi sudah dimanfaatkan secara luas,
salah satunya digunakan untuk pengamatan
pergeseran tanah. Pada dasarnya, penggunaan GPS
untuk pergeseran tanah dilakukan dengan
menentukan koordinat titik-titik pantau secara teliti
dan berkala. Dengan mempelajari perubahan
koordinat titik-titik pantau tersebut secara kontinyu
dari waktu ke waktu, maka besarnya kecepatan dan
arah pergeseran dapat diketahui. Dengan
diketahuinya besar kecepatan dan arah pergeseran,
analisis dan estimasi mengenai regangan yang terjadi
dapat dilakukan.
Perhitungan Kecepatan
Besar kecepatan pergeseran stasiun GPS dihitung
menggunakan rumus:
𝑋𝑡 = 𝑋𝑡0+ (𝑡 − 𝑡0) 𝑉 (1)
Keterangan:
Xt = koordinat stasiun pengamatan pada epok t,
𝑋𝑡0 = koordinat stasiun pengamatan pada epok t0,
V = kecepatan pergeseran.
Resultan vektor pergesersan kemudian dihitung
dengan menggunakan rumus:
𝑉𝑅 = √𝑉𝑛2 + 𝑉𝑒
2 (2)
Keterangan:
VR = resultan kecepatan pergeseran,
Vn = kecepatan pergeseran pada komponennorthing,
Ve = kecepatan pergeseran pada komponen easting.
Arah vektor pergeseran dihitung dengan
menggunakan rumus :
𝛼 = tan 𝑉𝑒
𝑉𝑛 (3)
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 3
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
Keterangan:
α = arah vektor pergeseran horizontal.
Regangan
Regangan atau strain didefinisikan sebagai
perubahan relatif dari posisi parikel-partikel suatu
benda yang ditimbulkan karena adanya stress
terhadap posisi asalnya. Terdapat dua jenis regangan,
yaitu:
1. Regangan Normal atau Normal Strain. Regangan
ini merupakan perubahan panjang suatu benda.
Regangan normal dibagi dalam dua kategori :
a. Kompresi atau pemendekan suatu benda
akibat gaya tertentu
Gambar 1. Kompresi
Sumber www.aaaaspecialties.com
b. Ekstensi atau pemanjangan suatu benda
akibat gaya tertentu
Gambar 2. Ekstensi
Sumber www.aaaaspecialties.com/
2. Regangan Geser atau Shear Strain. Regangan ini
merupakan perubahan wujud suatu benda yang
meliputi perubahan sudut (Davis, 1996).
Gambar 3. Regangan sudut (Davis, 1996)
Perhitungan gradien pergeseran L dilakukan
dengan menggunakan Modified Least Square (MLS)
yangdirumuskan sebagai berikut :
𝐿 = 𝐸 + Ω (4)
𝐸 = 𝜀𝑖𝑗 = (𝜕𝑖𝑢𝑗 + 𝜕𝑗𝑢𝑖)/2 (5)
Ω = 𝜔𝑖𝑗 = (𝜕𝑖𝑢𝑗 − 𝜕𝑗𝑢𝑖)/2 (6)
Keterangan :
E = regangan tensor
Ω = elemen rotasi L
𝑢𝑖 = pergeseran 𝑢𝑥 (𝑢𝑦) untuk i =1 (i=2)
𝜕𝑖 = operator derivative parsial / x ( / y )
untuk i =1 (i=2)
Regangan tensor (E) bersifat simetris dan
merepresentasikan deformasi internal, sedangkan Ω
bersifat antisimetris dan merepresentasikan
pergerakan yang kaku atau kecil. Matrik L, E dan Ω
dirumuskan sebagai berikut :
(7)
(8)
(9)
Sumatran GPS Array (SuGAr)
Sumatran GPS Array (SuGAr) merupakan
stasiun CORS yang tersebar sepanjang 1300 km di
pantai barat Pulau Sumatera. Sumatran GPS Array
(SuGAr) diinisiasi oleh Professor Kerry Sieh, dkk.,
dari the California Institute of Technology (CalTech)
Tectonics Observatory (TO) bekerjasama dengan LIPI
pada tahun 2002. Saat ini terdapat 55 stasiun yang
setiap harinya merekam data GPS dengan akurasi
tinggi secara kontinyu, dan mengirimkan data ke
server pusat untuk postprocessing di Singapura.
Solusi dari data SuGAR digunakan untuk mendukung
pengukuran deformasi bumi seperti mendeteksi
pergerakan tektonik dan membantu dalam memahami
peristiwa seismik pada area dengan tingkat atifitas
tektonik yang tinggi ini. (McCaughey, 2012).
METODOLOGI
Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini
berupa data sebagai berikut :
1. Data rinex observasi dari 10 stasiun Sumatran
GPS Array (SuGAr). Data diperoleh dengan
cara mengunduh dari situs transfer
ftp://eos.ntu.edu.sg/SugarData.
2. Data stasiun aktif IGS. Data diunduh dari situs
http://sopac.ucsd.edu/cgi-bin/dbDataBySite.cgi.
Data rinex sepuluh stasiun SuGAr. Stasiun yang
dipakai dalam penelitian ini adalah ABGS, BSAT,
BTHL, KTET, MKMK, MSAI, PARY, PBLI, PSKI,
dan PSMK pada doy 101 s.d 107 dari tahun 2011 s.d
2013 dengan sampling rate interval 15 detik. Adapun
sebaran stasiun SuGAr yang digunakan sebagai
berikut :
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 4
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
A
Gambar 1. Sebaran stasiun SuGAr
Titik ikat yang digunakan dalam penelitian ini
sebanyak 15 titik, yaitu BAKO, COCO, CUSV,
DGAR, DGAV, GUUG, GUAM, HYDE, KARR,
LHAZ, NTUS, PIMO, TNML, TOW2, dan XMIS
pada doy 101 s.d 107 tahun 2011 s.d 2013. Adapun
persebaran titik ikat dan stasiun SuGAr yang
digunakan adalah sebagai berikut:
Gambar 2. Sebaran Stasiun SuGAr dan Titik Ikat
IGS
Alat Penelitian
Peralatan yang perlu dipersiapkan meliputi :
Perangkat Keras
1. Notebook ASUS A46C dengan spesifikasi
processor Intel® Core™ i3 3217U (3M
Chace, 1.8Ghz, 500 GB HDD, 4 GB RAM)
2. Printer Canon MP280
Perangkat Lunak
1. Windows 7 ultimate sebagai operating
system pada Notebook.
2. Linux Mint 13.00 sebagai operating system
pada Notebook.
3. Software GAMIT 10.5 dan GLOBK 10.5
sebagai perangkat lunak untuk pengolahan
data.
4. TEQC (Translation, Editing, Quality
Checking) yang digunakan untuk melakukan
checking kualitas data.
5. netCDF, digunakan untuk interface pada akses
(sharing dan transfer) data yang bersifat
scientific.
6. GCC (GNU C Compiler), merupakan perangkat
lunak yang dipakai untuk pemrograman bahasa
C yang dibuat oleh GNU Project.
7. Gfortran merupakan singkatan dari gpl fortran
compiler yang berfungsi sebagai compiler
bahasa pemrograman FORTRAN (Formula
Translator).
8. GMT 4.5.12 (Generic Mapping Tools) yang
digunakan untuk plotting data hasil dari
pengolahan perangkat lunak GAMIT.
9. MATLAB R2013a yang digunakan sebagai
media untuk perhitungan dan plotting hasil
hitungan regangan.
10. grid_strain 2D yang digunakan untuk
menghitung dan plotting regangan.
11. Microsoft Office Word sebagai media penulisan
pelaporan.
Diagram Alir Penelitian
Secara sistematis pelaksanaan penelitian ini dapat
digambarkan dalam diagram alir penelitian sebagai
berikut :
Ya
Ya
Mulai
Persiapan perangkat keras dan perangkat lunak
untuk pengolahan data,
Pengunduhan data dan bahan penelitian
Cek dan editing data
dengan TEQC
Data rinex pengamatan dan titik ikat
siap diolah.
Pengolahan data SuGAr tahun 2011 s.d 2013 menggunakan GAMIT
Fract < 10 dan
nrms < 0,25
Pengolahan data SuGAr tahun 2011 s.d 2013
menggunakan GLOBK untuk menghitung nilai koordinat
Titik IGS SuGAr
SuGAr
Tidak
Tidak
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 5
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
A
Gambar 3. Diagram alir penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Cek Kualitas Data dengan TEQC
Secara umum data pengamatan stasiun SuGAr
tahun 2011 s.d 2013 memenuhi kriteria. Secara garis
besar, nilai efek multipath baik MP1 maupun MP2
pada setiap stasiun kurang dari 0,5 m. Terdapat
beberapa stasiun yang memiliki nilai efek multipath
sedikit diatas 0,5 m tetapi masih kurang dari 1 m,
kecuali pada stasiun PSKI pada tahun 2013 doy 102
yang memiliki nilai MP2 1,53 m.
Nilai IOD slips dan IOD+MP slips pada data
pengamatan tahun 2011 s.d 2013 cukup bervariasi.
Stasiun KTET, MSAI, dan PSKI secara garis besar
memiliki nilai IOD slips dan IOD+MP slips kurang
dari 100. Stasiun SuGAr lainnya secara garis besar
memiliki nilai IOD slips dan IOD+MP slips yang
lebih dari 100. Besarnya nilai IOD slips dan IOD+MP
slips di beberapa stasiun pengamatan tersebut
disebabkan karena kondisi atmosfer yang kurang baik,
khususnya pada lapisan ionosfer di atas stasiun pada
saat pengamatan. Efek dari bias ionosfer ini akan
tereduksi dengan pemilihan choice of observable
LC_AUTCLN pada pengolahan dengan
menggunakan GAMIT (Herring, 2010).
Analisis Hasil Pengolahan Data dengan GAMIT
Analisis Nilai Fract
Nilai fract yang diperoleh dari hasil pengolahan
data pengamatan pertahun dianggap memenuhi
kriteria karena nilainya kurang dari 10. Nilai fract
yang kurang dari 10 menunjukkan bahwa dalam
proses pengolahan tidak terdapat kesalahan kasar,
nilai apriori dan constraint yang diberikan sudah
benar.
Analisis Nilai Postfit Nrms dan Ambiguitas Fase
Postfit nrms hasil pengolahan GAMIT pada
tahun 2011 mempunyai nilai yang bekisar antara
0,16715 s.d 0,18617. Pengolahan pada tahun 2012
mempunyai nilai postfit nrms antara 0,16274 s.d
0,18229. Pengolahan tahun 2013 mempunyai nilai
postfit nrms berkisar antara 0,16733 s.d 0,18418.
Nilai postfit nrms merupakan nilai akar kuadrat dari
chi-square per degree of freedom. Nilai postfit nrms
yang tidak melebihi 0,25 m menunjukkan bahwa
tidak terdapat kesalahan dalam melakukan pemodelan,
data telah terdistribusi secara merata, dan tidak
terdapat cycle slips ( Herring, 2010).
Nilai ambiguitas fase Wide Lane dapat dikatakan
baik jika nilai persentase di atas 90%, tetapi jika
kurang dari angka tersebut mengindikasikan adanya
noisy pseudorange. Ambiguitas fase Narrow Lane
dapat dikatakan baik jika nilai persentase di atas 80%.
Namun jika kurang dari angka tersebut
mengindikasikan kesalahan pada ukuran dan
konfigurasi jaringan, kualitas orbit, koordinat apriori,
atau kondisi atmosfer (Herring, dkk, 2010). Pada
pengolahan tahun 2011 s.d 2013 seluruh nilai
ambiguitas fase berada dibawah 90%, hal ini
menandakan adanya noisy pseudorange pada data
pengamatan. Pada tahun 2011, nilai ambiguitas fase
Narrow Lane dapat dikatakan baik dan tidak ada
kesalahan pada ukuran dan konfigurasi jaringan,
kualitas orbit, koordinat apriori, dan kondisi atmosfer.
Pada tahun 2012 dan 2013 nilai ambiguitas fase
Narrow Lane berada dibawah 80%, hal ini berarti
terdapat kesalahan pada ukuran dan konfigurasi
jaringan, kualitas orbit, koordinat apriori, atau kondisi
atmosfer.
Analisis Hasil Pengolahan Data dengan GLOBK
Analisis Nilai Statistik X2/f
Nilai chi-square increment per degree of freedom ditunjukkan pada Tabel 1 berikut:
Tabel 1. Nilai X2/f pengolahan data pertahun
Nilai statistik dari hasil pengolahan
menggunakan GLOBK dalam penelitian ini tidak
melebihi 10. Hal ini menunjukan bahwa data harian
dapat dianggap konsisten. Nilai chi-square yang
terdapat pada tabel tersebut tidak mengalami
perubahan yang signifikan. Hal itu menandakan
bahwa tidak ada pemodelan data yang jelek termasuk
pada solusi yang dihasilkan.
Tidak
Perhitungan kecepatan menggunakan GLOBK
Perhitungan dan Plotting regangan
menggunakan perangkat lunak Grid_Strain
selesai
Analisis
Pelaporan
Evaluasi standard deviasi
Ya
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 6
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
Analisis Nilai Koordinat Hasil Pengolahan dan
Simpangan Bakunya
Nilai koordinat sepuluh stasiun SuGAr setiap
tahunnya beserta simpangan bakunya dalam sistem
koordinat kartesian disajikan pada Tabel 1. berikut:
Tabel 1. Nilai koordinat stasiun SuGAr pertahun
dalam sistem koordinat kartesian
Secara keseluruhan nilai simpangan baku yang
dihasilkan masih dalam fraksi millimeter. Hal ini
menunjukkan bahwa penentuan posisi yang dilakukan
memiliki tingkat kepresisian yang tinggi. Nilai
simpangan baku pada komponen X dan Z berkisar
antara 1 s.d 2 mm. Secara umum nilai simpangan
baku terbesar terletak pada komponen Y yang
berkisar antara 3 s.d 6 mm, hal ini disebabkan oleh
faktor geometri satelit yang tidak memungkinkan
pengamatan di bawah horison, sehingga kekuatan
ikatan jaring untuk komponen vertikal lebih lemah
dibandingkan komponen horizontal (Taftazani, 2013).
Analisis hasil plot time series
Pada tahun 2011 dan 2013. seluruh stasiun
memiliki nilai wrms kurang dari 10 mm, hal ini
berarti tidak terdapat outliers pada data pengamatan
tahun 2011. Pada tahun 2012, stasiun PBLI memiliki
nilai wrms diatas 10 mm pada komponen northing
dan easting. Hal ini menandakan bahwa terdapat data
outliers pada stasiun PBLI pada data pengamatan
tahun 2012.
Hasil perhitungan dan plot kecepatan pergeseran
Perhitungan Kecepatan Pergeseran
Vektor kecepatan pergeseran hasil pengolahan
ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Kecepatan pergeseran dalam sistem
koordinat lokal
Hasil perhitungan vektor kecepatan
menunjukkan seluruh nilai simpangan baku berada
dalam fraksi millimeter. Hal ini berarti hasil
perhitungan kecepatan memiliki tingkat kepresisian
yang tinggi.
Terdapat beberapa stasiun yang memiliki nilai
simpangan baku lebih besar dari kecepatan
pergeseran pada komponen Up, yaitu stasiun KTET
pada rentang tahun 2012 s.d 2013, MSAI pada
rentang tahun 2011 s.d 2012 dan 2012 s.d 2013,
PSMK pada rentang tahun 2011 s.d 2013, PARY pada
entang tahun 2011 s.d 2012, dan PSKI pada rentang
tahun 2011 s.d 2012 dan 2012 s.d 2013. Hal ini
disebabkan oleh kekuatan ikatan jaring untuk
komponen vertikal lebih lemah dibandingkan
komponen horizontal (Taftazani, 2013), sehingga
berimbas pada ketelitian penentuan posisi dan
perhitungan vektor kecepatan pada komponen Up
(komponen vertikal).
Plot Vektor Kecepatan Pergeseran
Plotting vektor kecepatan pergeseran dari titik
stasiun SuGAr dilakukan secara otomatis
menggunakan perangkat lunak GMT. dengan
menggunakan file berekstensi *.org sebagai masukan.
Besar vektor kecepatan pergeseran kemudian dihitung
dengan rumus √𝑉𝑁2 + 𝑉𝐸
2 . Hasil plotting vektor
kecepatan dapat dilihat pada Gambar 4 s.d Gambar
6 .berikut:
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 7
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
Gambar 4. Plot arah pergeseran pada rentang waktu
2011 s.d 2012
Gambar 4. menunjukkan arah pergeseran
sepuluh titik stasiun SuGAr pada rentang tahun 2011
s.d 2012. Stasiun PBLI, BTHL, PSMK, ABGS,
MSAI, PARY, dan PSKI bergeser ke arah timur laut,
sedangkan titik stasiun KTET dan MKMK bergeser
ke arah barat laut, dan stasiun BSAT bergeser kearah
barat seperti yang ditunjukkan arah anak panah pada
gambar.
Nilai vektor kecepatan stasiun ABGS adalah
sebesar 42,15 mm/tahun, BTHL sebesar 57,716
mm/tahun, BSAT sebesar 83,437 mm/tahun, KTET
sebesar 10,587 mm/tahun, MKMK sebesar 5,58
mm/tahun, MSAI sebesar 53,677 mm/tahun, PARY
sebesar 26,75 mm/tahun, PBLI sebesar 102,71
mm/tahun, PSKI sebesar 27,357 mm/tahun, dan
PSMK sebesar 40,54 mm/tahun.
Gambar 5. Plot arah pergeseran pada rentang waktu
2012 s.d 2013
Gambar 5. menunjukkan arah pergseran sepuluh
stasiun SuGAr pada rentang tahun 2012 s.d 2013.
Titik stasiun PBLI, BTHL, PSMK, ABGS, MSAI,
PARY, PSKI, KTET, dan MKMK bergeser ke arah
timur laut, sedangkan stasiun BSAT bergeser ke arah
barat laut.
Nilai vektor kecepatan stasiun ABGS adalah
sebesar 35,014 mm/tahun, BTHL sebesar 48,5246
mm/tahun, BSAT sebesar 21,626 mm/tahun, KTET
sebesar 11,147 mm/tahun, MKMK sebesar 6,3278
mm/tahun, MSAI sebesar 45,652 mm/tahun, PARY
sebesar 28,3105 mm/tahun, PBLI sebesar 72,293
mm/tahun, PSKI sebesar 26,9244 mm/tahun, dan
PSMK sebesar 33,679 mm/tahun. Terjadi perubahan
arah pergeseran pada stasiun BSAT, KTET, dan
MKMK dimana pada rentang tahun 2011 s.d 2012
stasiun BSAT bergeser ke arah barat, stasiun KTET
dan MKMK bergeser ke arah barat laut, sedangkan
pada rentang tahun 2012 s.d 2013 stasiun BSAT
bergeser kea rah barat laut, stasiun KTET dan
MKMK bergeser ke arah timur laut.
Gambar 6. Plot arah pergeseran pada rentang waktu
2011 s.d 2013
Gambar 6. menunjukkan arah pergeseran
sepuluh stasiun SuGAr pada rentang tahun 2011 s.d
2013. Stasiun PBLI, BTHL, PSMK, ABGS, MSAI,
PARY, PSKI dan MKMK bergeser ke arah timur laut,
sedangkan stasiun KTET bergeser kearah barat laut
dan titik BSAT bergeser kearah barat.
Berdasarkan hasil perhitungan, nilai vektor
kecepatan stasiun ABGS adalah sebesar 39,051
mm/tahun, BTHL sebesar 53,725 mm/tahun, BSAT
sebesar 47,744 mm/tahun, KTET sebesar 6,54
mm/tahun, MKMK sebesar 2,753 mm/tahun, MSAI
sebesar 49,511 mm/tahun, PARY sebesar 27,862
mm/tahun, PBLI sebesar 87,989 mm/tahun, PSKI
sebesar 27,283 mm/tahun, dan PSMK sebesar 37,404
mm/tahun. Stasiun KTET dan MKMK bergeser
kearah barat laut pada rentang tahun 2011 s.d 2012,
namun pada rentang tahun 2012 s.d 2013 bergeser
kearah timur laut, dan pada rentang tahun 2011 s.d
2013 stasiun KTET bergeser kearah barat laut
sedangkan stasiun MKMK tetap kearah timur laut.
Stasiun BSAT bergeser kearah barat pada rentang
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 8
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
tahun 2011 s.d 2012, namun pada rentang tahun 2012
s.d 2013 bergeser kearah barat laut, dan pada rentang
tahun 2011 s.d 2013 stasiun BSAT bergeser kearah
barat.
Hasil Perhitungan dan Plot Regangan
Perhitungan Regangan
Perhitungan regangan dilakukan dengan
menggunakan perangkat grid_strain 2D. Masukan
yang dibutuhkan dalam proses perhitungan meliputi
nilai koordinat toposentrik pada komponen northing
dan easting, dan nilai kecepatan pergeseran pada
komponen northing dan easting hasil dari
perhitungan dengan menggunakan GAMIT/GLOBK.
Titik origin koordinat toposentrik hasil keluaran
GAMIT/GLOBK berada pada lintang 0ᴼ dan bujur ᴼ.
Hasil perhitungan regangan yang dilakukan
dengan perangkat grid_strain 2D menghasilkan file
matlab *.mat yang berisi besar nilai ekstensi,
kompresi, sudut ekstensi, serta nilai simpangan baku
ekstensi dan kompresi. Pada perhitungan regangan
rentang tahun 2011 s.d 2012 diperoleh nilai ekstensi
tertinggi sebesar 5,325 x 10-7 yang berada di sekitar
stasiun KTET, BSAT, dan MKMK dan nilai kompresi
tertinggi sebesar -1,981 x 10-9 yang berada di sekitar
titik ABGS, MSAI, dan PARY. Pada perhitungan
regangan rentang tahun 2012 s.d 2013 diperoleh nilai
ekstensi tertinggi sebesar 1,482 x 10-7 yang berada di
sekitar stasiun KTET, BSAT, dan MKMK dan nilai
kompresi tertinggi sebesar -4,852 x 10-9 yang berada
di sekitar titik ABGS, MSAI, PARY, PSKI dan
PSMK.
Plot Regangan
Plotting regangan secara otomatis dilakukan
oleh perangkat lunak grid_strain 2D. Hasil plotting
regangan ditunjukkan berturut-turut oleh Gambar 7
s.d Gambar 10 berikut:
Gambar 7. Plot regangan pada rentang waktu 2011 s.d
2012
Gambar 7 menunjukkan regangan yang terjadi
pada rentang tahun 2011 s.d 2012. Panah merah
menunjukkan adanya kompresi dan warna biru
menunjukkan adanya ekstensi. Dari hasil plotting,
dapat dikatakan bahwa sepuluh stasiun SuGAr yang
digunakan dalam penelitian ini mengalami kompresi
dan ekstensi. Data regangan kemudian
dinormalisasikan dengan menggunakan rumus emax +
emin dengan emax adalah nilai ekstensi dan emin adalah
nilai kompresi. Selanjutnya data disajikan dalam
bentuk kontur dengan interval 3 x 10-8
seperti pada
Gambar 8. berikut:
Gambar 8. Kontur regangan pada rentang tahun 2011
s.d 2012
Gambar 8 menunjukkan kontur regangan
sepuluh stasiun SuGAr pada rentang tahun 2011 s.d
2012. Terdapat kontur yang sangat rapat di sekitar
stasiun KTET, BSAT, dan MKMK. Hal ini
menunjukkan adanya regangan yang besar di daerah
tersebut. Nilai kontur positif menunjukkan bahwa di
daerah tersebut regangan yang terjadi didominasi oleh
ekstensi. Ekstensi terbesar terdapat di daerah ini
karena jika dilihat dari arah vektor kecepatan
pergeseran pada Gambar 4, pergeseran ketiga stasiun
tersebut saling menjauh sehingga menyebabkan
terjadinya tarikan atau ekstensi. Nilai kontur negatif
berada di sekitar stasiun ABGS, MSAI, dan PARY.
Hal ini menunjukkan bahwa di daerah tersebut
regangan yang terjadi didominasi oleh kompresi.
Kompresi terbesar terjadi di daerah ini karena jika
dilihat dari arah vektor kecepatan pergeseran pada
Gambar III.7, pergeseran stasiun ABGS, MSAI, dan
PARY saling mendekat sehingga menyebabkan
terjadinya pemendekan atau kompresi.
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 9
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
Gambar 9. Plot regangan pada rentang waktu 2012
s.d 2013
Gambar 9 menunjukkan regangan yang terjadi
pada rentang tahun 2011 s.d 2012. Panah merah
menunjukkan adanya kompresi dan warna biru
menunjukkan adanya ekstensi. Dari hasil plotting,
dapat dikatakan bahwa sepuluh stasiun SuGAr yang
digunakan dalam penelitian ini mengalami kompresi
dan ekstensi. Data regangan kemudian
dinormalisasikan dengan menggunakan rumus emax
+ emin dengan emax adalah nilai ekstensi dan emin adalah
nilai kompresi. Selanjutnya data disajikan dalam
bentuk kontur dengan interval 2 x 10-8
seperti pada
Gambar 10 berikut:
Gambar 10. Kontur regangan pada rentang tahun
2012 s.d 2013
Gambar 10 menunjukkan kontur regangan
sepuluh stasiun SuGAr pada rentang tahun 2012 s.d
2013. Terdapat kontur yang rapat di sekitar stasiun
KTET, BSAT, dan MKMK. Hal ini menunjukkan
adanya regangan yang besar di daerah tersebut. Nilai
kontur positif menunjukkan bahwa di daerah tersebut
regangan yang terjadi didominasi oleh ekstensi.
Ekstensi terbesar terdapat di daerah ini karena jika
dilihat dari arah vektor kecepatan pergeseran pada
Gambar 5, pergeseran ketiga stasiun tersebut saling
menjauh sehingga menyebabkan terjadinya tarikan
atau ekstensi. Nilai kontur negatif berada di sekitar
stasiun ABGS, MSAI, PARY, PSKI, dan PSMK. Hal
ini menunjukkan bahwa di daerah tersebut regangan
yang terjadi didominasi oleh kompresi. Kompresi
terbesar terjadi di daerah ini karena jika dilihat dari
arah vektor kecepatan pergeseran pada Gambar III.8,
pergeseran keempat stasiun tersebut saling mendekat
sehingga menyebabkan terjadinya pemendekan atau
kompresi. Terlihat perbedaan regangan yang
mencolok di sekitar titik ABGS, MSAI, PARY, PSKI,
dan PSMK antara tahun 2011 s.d 2012 dengan 2012
s.d 2013 dimana pada rentang tahun 2012 s.d 2013
terjadi kompresi yang lebih besar di daerah tersebut.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian
ini, dapat disimpulkan bahwa nilai vektor kecepatan
pergeseran stasiun SuGAr pada rentang tahun 2011
s.d 2012 berkisar antara 2 s.d 10 cm/tahun, pada
rentang tahun 2012 s.d 2013 berkisar antara 0,6 s.d 5
cm/tahun, dan pada rentang tahun 2011 s.d 2013
berkisar antara 0,2 s.d 5 cm/tahun.
Arah pergeseran stasiun PBLI, BTHL, PSMK,
ABGS, MKMK, MSAI, PARY, dan PSKI cenderung
ke arah timur laut, sedangkan stasiun KTET bergeser
ke arah barat laut, dan stasiun BSAT bergeser kearah
barat.
Terjadi regangan yang terdiri dari ekstensi dan
kompresi pada sepuluh stasiun SuGAr yang
digunakan dalam penelitian. Pada perhitungan
regangan rentang tahun 2011 s.d 2012 diperoleh nilai
ekstensi tertinggi sebesar 5,325 x 10-7
yang berada di
sekitar stasiun KTET, BSAT, dan MKMK dan nilai
kompresi tertinggi sebesar -1,981 x 10-9
yang berada
di sekitar titik ABGS, MSAI, dan PARY. Pada
perhitungan regangan rentang tahun 2012 s.d 2013
diperoleh nilai ekstensi tertinggi sebesar 1,482 x 10-7
yang berada di sekitar stasiun KTET, BSAT, dan
MKMK dan nilai kompresi tertinggi sebesar -4,852 x
10-9
yang berada di sekitar titik ABGS, MSAI, PARY,
PSKI, dan PSMK.
Pada rentang tahun 2011 s.d 2013 ekstensi
terbesar berada di sekitar titik KTET, BSAT, dan
MKMK. Kompresi terbesar berada di sekitar titik
ABGS, MSAI, dan PSMK.
Jurnal Geospasial Indonesia
ISSN 2222-2863 (Online)
Vol X, No.X, Tahun
www.jgi.ac.id | 10
Teknik Geodesi dan Geomatika
Universitas Gadjah Mada
http://journal.geodesi.ugm.ac.id
Saran
Pada penelitian selanjutnya diharapkan lebih
memperhatikan dalam pemilihan titik ikat dan
konfigurasi jaringan yang terbentuk dari stasiun IGS
tersebut.
Analisis deformasi stasiun Sumatran GPS Array
selanjutnya sebaiknya menggunakan titik stasiun
yang lebih banyak untuk mengetahui pola pergeseran
dari lempeng Indo-Australia dan Eurasia secara lebih
teliti.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
pengurus Jurusan Teknik Geodesi Universitas Gadjah
Mada, Bapak Dr. Ir. T. Aris Sunantyo, M.Sc sebagai
dosen pembimbing skripsi, serta rekan-rekan yang
telah mendukung dalam pembuatan jurnal ini.
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, H.Z, 2007, Penentuan Posisi Dengan GPS
dan Aplikasinya, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta.
Kornhauser, A., Global Navigation Satellite System
(GNSS), Princeton University, Amerika Serikat,
Davis, R.O., Selvadurai, A.P.S., 1196, Elasticity and
Geomechanics, edisi pertama, Press Syndicate of
the University of Cambridge, Melbourne.
Herring, T.A., King, R.W, McClussky, S.C., 2010,
GAMIT Reference Manual; GPS Analysis at MIT,
Department of Earth, Atmospheric, and Planetary
Science, Massachusetts Institute of Technology.
Herring, T.A., King, R.W, McClussky, S.C., 2010,
GLOBK Reference Manual; Global Kalman filter
VLBI and GPS analysis program, Department of
Earth, Atmospheric, and Planetary Science,
Massachusetts Institute of Technology.
Hoffman-Wellenhof,B., Lichtenegger, H., Wasle, E.,
2008, GNSS: GPS, GLONASS, Galileo, and more,
Springer-Verlag Wien, Austria
Lestari, D., 2006, GPS Study for Resolving the
Stability of Borobudur Temple Site, Thesis, School
of Surveying and Spatial Information System,
University of New South Wales, New South Wales.
McCaughey, J., 2012. SumatraGPS_Student. Earth
Observatory Of Singapore, Institute of Nanyang
Technological University.
Panuntun, H., 2012. Penentuan Posisi Anjungan
Minyak Lepas Pantai Dengan Titik Ikat GPS
Regional Dan Global, thesis, Pascasarjana Teknik
Geodesi Geomatika, Fakultas Teknik, Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta.
Permana, I., 2012, Analisis Deformasi Gempa
Padang Tahun 2009 Berdasarkan Data
Pengamatan GPS Kontinu Tahun 2009 – 2010,
Jurnal Geofisika Vol. 13 No. 2/2012.
Pratama, A., 2013, Pengolahan Data GPS Kontinyu
Jaringan SuGAr (Sumatran GPS Array) Untuk
Mengamati Deformasi Akibat Gempa Cekungan
Wharton Sumatera, skripsi, Teknik Geodesi,
Universitas Diponegoro, Semarang.
Prawirodirdjo, L., 2008, Geodetic observations of an
earthquake cycle at the Sumatra subduction zone:
Role of interseismic strain segmentation, Journal
Of Geophysical Research, VOL. 115, B03414, 2010.
Rusmen, M., 2012, Analisis Deformasi Gempa
Mentawai Tahun 2010 Berdasarkan Data
Pengamatan GPS Kontinu Tahun 2010-2011,
Jurnal Geofisika Vol. 13 No. 2/2012.
Sugiyanto, D., 2011, Analisis Deformasi Permukaan
Patahan Aktif Segmen Seulimumdan Segmen Aceh,
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Kebencanaan
TDMRC-Unsyiah, Banda Aceh, 13 – 19 April
2011.
Taftazani, M.I., 2013. Analisis Geodinamika Lima
Stasiun Pasut Pulau Jawa Dengan Data
Pengamatan GPS Tiga Epok, thesis, Pascasarjana
Teknik Geodesi Geomatika, Fakultas Teknik,
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Teza, G., 2007, Grid_strain and grid_strain3:
Software packages for strain fieldcomputation in
2D and 3D environments, Department Of
Geosciences, University Of Padua, Italy