PERAPATAN SPASIAL DATA CURAH HUJAN GLOBAL DARI CLIMATIC RESEARCH UNIT
TUGAS AKHIR Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Oleh Friska Nur Afianti NIM 151 04 015
PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
Lembar Pengesahan
Tugas Akhir Sarjana
PERAPATAN SPASIAL DATA CURAH HUJAN GLOBAL DARI CLIMATIC RESEARCH UNIT Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya.
Bandung, 12 Juni 2008 Penulis,
Friska Nur Afianti NIM 151 04 015
Diperiksa dan disetujui oleh : Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. rer. nat. Wiwin Windupranata, Ir., M.Si. NIP 132 320 607
Dr. Agung Budi Harto, Ir., M.Eng. NIP 132 052 382
Mengetahui: Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Ketua,
Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc NIP 131 690 328
“Bacalah dengan (menyebut) Nama Tuhan-mu yang Menciptakan. Dia telah Menciptakan manusia dari segumpal darah. Bacalah, dan Tuhan-mulah yang Maha Pemurah. Yang Mengajar (manusia) dengan perantara kalam. Dia Mengajarkan kepada manusia apa yang tidak diketahuinya.” (Al-‘Alaq: 1-5)
Persembahan bagi Mamah, Papah dan Icha Semoga terukir kebanggaan di hati…
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan ridho dan rahmat-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “PERAPATAN SPASIAL DATA CURAH HUJAN GLOBAL DARI CLIMATIC RESEARCH UNIT” ini dengan baik. Sholawat serta salam semoga tercurahkan kepada Rasulullah SAW, keluarga, para sahabat serta para pengikutnya hingga akhir jaman.
Tugas akhir ini merupakan buah tinta istimewa bagi penulis karena di dalam penyelesaiannya penulis mendapatkan berbagai ilmu, motivasi, saran, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Dr. rer.nat . Wiwin Windupranata, M.Si. selaku Dosen Pembimbing I 2. Dr. Agung Budi Harto, M. Eng. selaku Dosen Pembimbing II 3. Dr. rer.nat Poerbandono, MM. selaku Wali Mahasiswa 4. Dr. Syamsul Bachri, M.Eng. dan Dr. Eka Djunarsjah, MT selaku Dosen Penguji 5. Dr. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc. selaku Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika 6. Bapak/Ibu staf dosen Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika 7. Bapak/Ibu staf karyawan Tata Usaha dan Perpustakaan Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh karena itu penulis menerima saran dan kritik untuk mencapai sempurna. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak.
Bandung, Juni 2008 Penulis,
Friska Nur Afianti
i
LEMBAR PENGHARGAAN Untaian kata tidak dapat melukiskan betapa sangat berartinya dukungan, doa serta restu orang-orang di sekeliling penulis khususnya pada saat melewati satu tahapan hidup menjadi seorang sarjana. Penulis sangat berterimakasih kepada: • Allah SWT, rabb semesta alam yang selalu memberikan kenikmatan tak hingga kepada seluruh umat manusia. • Eti Kurniasih dan Tatang Purnama, mamah dan papah tercinta yang tak henti memberi limpahan kasih sayang, pembelajaran serta tempaan agar hati penulis selalu terikat dengan Yang Maha Penyayang, selalu belajar, berusaha dan berjuang. Tiada kata maupun perilaku yang mampu membalas semuanya, penulis akan terus berjuang untuk menjadi anak yang sholehah mudah-mudahan Allah SWT menyayangi mamah dan papah seperti mamah dan papah menyayangi penulis. • Annisa Prastanti “icha”, adik tersayang yang manja, tempat penulis mencurahkan isi hati, berkeluh kesah, bercanda tawa, teman bermalam minggu sambil berdendang lagu “munajat cinta”…hehehe… Duniaku serasa nano-nano bersamamu… • Aki Ahmad, Nenek Ecin, Ua Wawan & Ua Iin, Mang Iwan & Tante Uci, Mas Santoso “sang rekomendator GD” & Mba Hollys, Hani, Firda chubby, Ardi, Fahri “dede yang jadi kaka”, Raffi “bule” serta seluruh keluarga besar Bandung dan Keluarga besar Atmadipoera • Mbah Mamih, Mbah Papih, Om, Tante serta sepupu keluarga besar Cirebon • Pa Wiwin, terimakasih atas seluruh tenaga dan waktu yang diluangkan untuk membimbing penulis. Mudah-mudah penulis menjadi anak bimbingan yang dapat dibanggakan. • Pa Purbo, terima kasih untuk kepercayaan yang telah bapak berikan. • Yeni, Evita, Yuriska, Risyani, Mira Ekas, dan Mia. Membuat kehidupan penulis dari masa putih biru hingga masa kini penuh dengan kegilaan, riang serta canda tawa. • Ami “psikolog pribadi”, Santi “animenia, Nihon go no Sensei”, Maria “macho” sama-sama gagal jadi arsitek dan berujung di keilmuan geo. • Sahabat menggila bersama menuju detik-detik SPMB sampai saat ini: Nena “miss innocent”, Novia “calon drg”, Nesya “calon drg”, Hae, Memey “calon duta besar” • My 13 ladies: Wulan “my best friend..my trust..my motivator..my only one dearest sister, thanx for everything”, Ayu kecil yang tak pernah gendut tapi sangat baik hati, Indri “cah wonogiri yang galak plus hobi uring-uringan”, Mila “senior galak yang akhirnya sama2 jadi junior... peace mil”, Ika “mantan big dut member, pengamat dan kritikus handal”, Saka “Jepangku.. Perancismu.. Mekkah kita.. Amin”, Gebi “the up2date akademik news reporter and journalist, calon ibu pejabat.. Amin”, Diah “mysterious girl, thanx a lot buat sibuk2 ngurusin konsumsi seminar”, Mita “mitce si ceria yang tetep kecil walau makan segudang.. hehe.. peace..”, Mba Mei “mbaku... mamihku... yang cewe banged... subhanallah”, Mba Via “mba vee ku yang dewasa”, Nurul “ul ul” dan Tia “menwa, AXE lover”
ii
• Rekan setia hari demi hari penulis berkutat dengan proyek dan TA di lab hidro: Bu Intan yang senantiasa memberikan banyak pembekalan, saran serta kritik yang membangun, Miga “partner semata wayang, pupuhu XXI lover, senpai ArcGIS, senpai project”, Juma “master kuliner, jangan pernah bosen buat dititipin balado ya...”, Yellen “ceria selalu”, Bu Dina, Finez, Ankiq, Aget, dan Teh Dwi. • Kelompok kemker “Serangan Fajar”: Fanani “sensei Fun, master of MATLAB yang tak jarang bergaring-garing namun juga pengingat di kala penulis lalai”, Fahri “masuk 8-keluar 8-masuk GD–kemker–and finally keluar GD bareng2 juga”, Ayi “ariel sang surveyor yang doyan loncat2, teriak2 di kebun orang demi sebuah pengukuran...hehe...”, Heru “bakpao” yang setia dengan rambu ukur plus teman setia penulis dalam rangka memborong kudapan.. hehe.. Gonna miss every moment at campfield.. • Keluarga IMG”04: Edo “jago visual programming”, Arif “surveyor sejati”, Hot “tebengan seru klo ke jakarta”, Dea “tempat berguru tentang berbagai pengalaman dan ilmu”, Todona “geodesi-geologi bersatu! jangan lupa konsultan bersama”, Wito “maksud lo?”, Christ a.k.a Poso, Yoga a.k.a Cute, Ari “manusia 26 januari yang sangat teramat cerdas karna terasah angin perjalanan dago-cicalengka”, Aga “kalem”, Gilang “calon presiden”, Handy “bacin the manager”, Ricky ”Sinaga”, Agung ”Elmo”, Fikri “the artist”, Arky “orang gunung”, Bayu “patrick”, Dhota “teramat tinggi”, Anca “my boss, my motivator, my inspirator”, Akbar “sang ambisius”, Hendri “boss exxon”, Ijal “kurus menjulang menyaingi tiang, kapan sang rokok berganti kepingan coklat?”, Wijan “penuh teka-teki”, Ganjar a.k.a 2cool, Channy “tak gendut dan tak bisa gendut”, Ade “aneh tapi nyata”, David ”Ucox”, Andi “bulat kok ngomong bulat?”, Agung, Yonan, Denny “kukkuruyuk”, Sidik “jaim”, Libin “hardworker”, Ryan “full smile”, Nazih “teu puguh”, Hamsah “my big bro yang tak bisa gendut walau ngabisin jatah sarapan”, Wisnu “diam-diam menghanyutkan”, Vaghwa “AU-obsessed”, Oji “pemimpin”, Upi “childish” • Seluruh darma wanita IMG 2000, 2001, 2002, 2003, 2005, 2006: Fiya, Novi, Miim, Finka, Ema, Puri, Fita, Turi, Tanti, Achi, Piti, Nta, Sita, Nila, Ipy, Mba’e, Revita, Yudith, Mcag, Hanni, Leha, Renny dkk. • Seluruh Kamerad IMG. Semua pembelajaran berharga akan menjadi bekal penulis dalam menapaki masa depan. • 8 coret khususnya Ajeng OS, Febi KL, Fega KL, Gamul Arsi UNPAR • Yunia TL, Heti MA’03, Wida FA’02, WienTG’00 • Perpus GD: Bu Siti dan Pa Armen. Tata Usaha GD: Pa Asep, Pa Iyus, Pa Dudung, Pa Dudi, Pa Jaja, dll. “Hatur nuhun pisan”
Minna san... Iro-irona osewa ni narimasu...
iii
ABSTRAK Kebutuhan data curah hujan dengan resolusi tinggi bagi berbagai peneliti yang bergerak di bidang lingkungan semakin meningkat. Salah satu lembaga penelitian yang hingga saat ini menyediakan data curah hujan dengan resolusi tinggi adalah Climatic Research Unit (CRU). CRU menyediakan data curah hujan klimatologi dengan resolusi 10” dan data curah hujan time series dengan resolusi 30”. Penelitian ini dilakukan dalam rangka memenuhi kebutuhan data time series dengan resolusi 10” melalui proses perapatan spasial. Proses perapatan spasial dilakukan dengan menggunakan interpolasi Inverse Distance Weighted (IDW), metode interpolasi yang nilai bobotnya berbanding terbalik dengan jarak. Data klimatologi dengan resolusi 10” digunakan sebagai validasi hasil proses perapatan spasial dan menghasilkan korelasi sebesar 0.931. Data dari lapangan turut digunakan untuk menambah keyakinan hasil proses perapatan spasial, diperoleh nilai korelasi sebesar 0.5 dan RMS sebesar ±9.5mm. Kata kunci: Perapatan Spasial, Curah Hujan, Climatic Research Unit, Inverse Distance Weight
iv
ABSTRACT Necessity of high resolution precipitation data set for many environmental researchers is advanced. Climatic Research Unit (CRU) is an institution supplying high resolution precipitation data set. CRU supplies 10’ resolution
precipitation climatology data
set and
30’ resolution
precipitation time series data set. This research is conducted to fulfill the need of 10’ resolution time series precipitation data set through spatial refinement process. Spatial refinement process is carried out using Inverse Distance Weighted (IDW) interpolation method, which the weight is reversing the distance. In order to validate the result of spatial refinement, the 10’ resolution precipitation climatology data set is applied, resulting coefficient correlation of 0.931. Field data is also used for convincing the spatial refinement result, resulting coefficient correlation 0.5 and RMS value ±9mm. Keywords: Spatial Refinement, Precipitation, Climatic Research Unit, Inverse Distance Weight
v
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................... i LEMBAR PENGHARGAAN ......................................................................... ii ABSTRAK ........................................................................................................ iv ABSTRACT ....................................................................................................... v DAFTAR ISI .................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii DAFTAR TABEL ............................................................................................ x DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xi
BAB I
PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1 1.2 Tujuan ........................................................................................... 2 1.3 Ruang Lingkup .............................................................................. 2 1.4 Wilayah Studi ................................................................................. 2 1.5 Metodologi Penelitian .................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan .................................................................... 5
BAB II BAHAN DAN METODE ................................................................. 6 2.1 Kondisi Geografis dan Iklim Wilayah Studi .................................. 6 2.2 Data ................................................................................................ 7 2.3 Presipitasi ..................................................................................... 10 2.3.1 Proses Fisik Presipitasi........................................................ 10 2.3.2 Curah Hujan ........................................................................ 13 2.4 Perapatan Spasial ......................................................................... 15 2.5 Tahapan Perapatan Spasial........................................................... 17
BAB III HASIL DAN ANALISIS .................................................................. 21 3.1 Hasil Perapatan Spasial ................................................................ 21 3.2 Perbandingan dan Validasi Hasil Perapatan Spasial .................... 23
vi
3.2.1 Hasil Perapatan Spasial dibandingkan dengan data CRU CL 2.0 . ...................................................................... 23 3.2.2 Validasi Hasil Interpolasi dengan Data Lapangan .............. 27 3.3 Analisis ....................................................................................... 29
BAB IV PENUTUP ......................................................................................... 33 4.1 Kesimpulan ................................................................................. 33 4.2 Saran............................................................................................ 34
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 35 LAMPIRAN 1 Script MATLAB ................................................................... 36 LAMPIRAN 2 Peta Titik Grid Curah Hujan ............................................. 38
vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Wilayah studi Pulau Jawa bagian barat .......................................... 3 Gambar 1.2 Diagram alir metodologi penelitian ................................................ 4 Gambar 2.1 Format data CRU TS 2.1 ................................................................ 8 Gambar 2.2 Informasi data CRU TS 2.1 ............................................................ 9 Gambar 2.3 Format Data Kotak Grid 10” ........................................................ 10 Gambar 2.4 Siklus hidrologi ............................................................................ 11 Gambar 2.5 Hujan konvektif (a), hujan orografik (b), dan hujan frontal (c) ... 13 Gambar 2.6 Rain gauge (a), Tipping bucket (b), Rain gauge dengan menggunakan penghalang angin (Fohrer, 2007) ......................... 14 Gambar 2.7 Penentuan bobot IDW ................................................................... 15 Gambar 2.8 Grafik Perbandingan Konstanta dengan Bobot ............................ 16 Gambar 2.9 Plot Titik grid 30” ........................................................................ 17 Gambar 2.10 Plot titik-titik yang akan diinterpolasi ........................................ 18 Gambar 2.11 Penentuan titik ikat untuk setiap titik yang akan diinterpolasi ... 20 Gambar 3.1 Perapatan spasial wilayah studi .................................................... 21 Gambar 3.2 Sampel titik-titik grid perapatan spasial ....................................... 22 Gambar 3.3 Grafik pola data klimatologi hasil perapatan spasial (keterangan posisi tiap titik lihat gambar 3.2 dan tabel 3.1) ......... 23 Gambar 3.4 Grafik perbandingan data klimatologi model 10” dan data klimatologi CRU 10” di beberapa titik ................................. 25 Gambar 3.5 Korelasi data CRU 10” dan data model 10” melalui scatter graph ................................................................... 26 Gambar 3.6 Scatter Graph dan pola perbandingan data model 10” dengan data lapangan (BMG) di tiap stasiun hujan ........................................ 27 Gambar 3.7 Stasiun curah hujan BMG dan titik grid 10” yang digunakan sebagai titik validasi Gambar 3.8 Pola Curah Hujan di Titik Grid A1(a), Titik Grid A2 (b), Titik Grid A3 (c), dan Titik Grid A4 (d) ...................................... 28 Gambar 3.9 Perbandingan data curah hujan berdasarkan kondisi topografi .... 29
viii
Gambar 3.10 Perbandingan data klimatologi CRU 30” dan klimatologi CRU 10” ..................................................................................... 31 Gambar 3.11 Perbandingan data klimatologi CRU 30” dan data klimatologi model 10” ................................................................ 32
ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel koordinat titik ikat (titik grid 30”) ......................................... 18 Tabel 2.2 Tabel koordinat titik yang akan diinterpolasi (titik grid 10”) .......... 19 Tabel 3.1 Posisi titik-titik grid perapatan spasial ............................................. 22 Tabel 3.2 Data Klimatologi CRU 10” .............................................................. 24 Tabel 3.3 Data Klimatologi Model 10” ........................................................... 24 Tabel 3.4 Nilai RMS di setiap titik (keterangan posisi titik lihat tabel 2.2) .... 26 Tabel 3.5 Tabel Stasiun BMG .......................................................................... 27
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Script MATLAB ........................................................................... 36 Lampiran 2 Peta Titik Grid Curah Hujan ......................................................... 38
xi
