VARIASI TEMPORAL GEOID DARI DATA SATELIT GRACE DI WILAYAH INDONESIA TUGAS AKHIR
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana.
Oleh Win Mude Melala
NIM 151 02 048
PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir Sarjana VARIASI TEMPORAL GEOID DARI DATA SATELIT GRACE DI WILAYAH INDONESIA
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 ( Institut Teknologi Bandung ) maupun institusi pendidikan lainnya.
Bandung, Penulis
Win Mude Melala NIM 151 02 048
Bandung, Pembimbing Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Kosasih Prijatna, Msc.
Ir. Dina Anggreni Sarsito, MT.
NIP. 131 801 294
NIP. 132 137 987 Mengetahui
Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika
Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc NIP 131 690 328
PERNYATAAN SELESAI PENULISAN SKRIPSI
Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Win Mude Melala NIM
: 151 02 048
Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir saya dengan judul: VARIASI TEMPORAL GEOID DARI DATA SATELIT GRACE DI WILAYAH INDONESIA
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 Penulis
Win Mude Melala NIM 151 02 048
Mengetahui, Pembimbing I
Ir. Kosasih Prijatna, Msc. NIP. 131 801 294
Pembimbing II
Ir. Dina Anggreni Sarsito, MT. NIP. 132 137 987
5. Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,
6. sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
( Al –Quran Surat Alam Nasyrah...Ayat Ke-5 dan Ayat Ke-6 )
Seiring dengan Do’a dan Rahmat Allah SWT Tugas Akhir ini Kupersembahkan untuk yang tercinta: Mamaku Sulastri Abdul Latif, Bapakku Drs. Ramli (Alm), Pa Ci Rimlan Nosradi, Kakek – Nenek, Bibi-bibiku terCinta ,Bang Hardi, Adik-adik ku : Muhamad Arifin Diko, Dirta Gemasih dan Bella Juliastri, Ibu Nurbaeti, Bapak Eddy (Alm), Mba Indah, Sri Wulandari dan Bocah Kecilku Syafiq.
KATA PENGANTAR Segala Puji Syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, Dia yang telah memenuhi dan mewujudkan segalanya. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada Nabi besar Muhamad SAW, atas berkat Rahmat Allah SWT akhirnya Tugas Akhir ini dapat terselesaikan serta penulis juga mengucapkan sebesar-besarnya kepada ilmuanilmuan terdahulu yang telah memberikan banyak ide-ide cemerlang dalam hal kemajuan IPTEK ,khususnya Sir Isaac NEWTON atas teori , hipotesa dan Hukum-hukum Fisikanya…Terima Kasih Newton..”You are the AMZING SCIENTIST I ever know”.
Tugas Akhir ini tidak akan terwujud tanpa dorongan dan bantuan dari berbagai pihak yang rela terlibat baik langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan tugas akhir ini. Pada kesempatan yang membanggakan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc., selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh kesabarannya telah membimbing penulis, memberikan masukan dan pengarahan selama proses penulisan tugas akhir ini. 2. Ibu Ir. Dina Anggreni Sarsito, MT., selaku dosen pembimbing II yang dengan penuh kebijaksanaannya telah membimbing dan membantu penulis dalam penyusunan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc. dan Bapak Dr. Ir. Agung Budi Harto, M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika dan Sekertaris Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika, atas bimbingan dan kesempatan kepada penulis untuk menempuh pendidikan di Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika Institut Teknologi Bandung. 4. Bapak Dr. Ir. Bambang Setyadji, M.T, Bapak Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc. , dan Bapak Irwan Gumilar, ST., M.Si., selaku tim dosen penguji penulis dalam tugas akhir ini, terima kasih atas semua masukan dan sarannya sehingga penulisan tugas akhir ini menjadi lebih baik.
i
5. Bapak Dr. Ir. Bambang Setyadji, M.T. selaku Dosen Wali penulis, terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan atas segala bimbingan dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis selama ini, semoga segala kebaikan beliau mendapatkan pahala yang berlimpah……Amin. 6. Seluruh staff Dosen Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika, yang telah membekali penulis dengan ilmu pengetahuan serta membantu penulis dalam menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika Institut Teknologi Bandung. 7. Pa Dudi, Pa Yus, Pa Ucum, dan seluruh staff Tata Usaha Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika, atas kesabaran dan segala bantuan adminstrasinya. Maaf atas segala kerepotan yang penulis lakukan selama ini. 8. Ibu Siti, Pa Armen, dan seluruh staff Perpustakaan Program Studi Teknik Geodesi & Geomatika maupun Perpustakaan Pusat, atas segala bantuannya. 9. Seluruh Staff Lab Geodesi Lantai 4 : Pak Gammal, Bapak Heri Andreas, ST,MT., Adhilaksana
Dwi
Mahendra
,ST
(The
Genius
boy
with
CHAOS
THEORY…..salutt ) , Rr. Hartanti, ST., dan Tanti (staff administrasi Lab. Geodesi).
Hanya doa yang dapat penulis ucapkan, semoga amal dan budi baik yang telah di lakukan mendapat pahala yang berlipat ganda dari Allah SWT…….Amin.
Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, namun di harapkan dapat menjadi awal bagi penelitian selanjutnya.
Semoga kita dapat memperoleh manfaat dari penulisan tugas akhir ini.
Bandung , Penulis Win Mude Melala
151 02 048
ii
LEMBAR PENGHARGAAN
Dalam kesempatan yang berbahagia dan mengesankan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan inspirasi, dukungan dan bantuannya dalam proses pengerjaan tugas akhir ini ataupun selama penulis menempuh pendidikan di Bandung
Penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan terima kasih kepada:
1. Allah SWT Tuhan pencipta alam semesta dan Nabi besar Muhamad SAW Nabi akhir zaman yang telah membimbing umatnya kejalan yang benar. 2. Ayahku tercinta Drs. Ramli (Alm) dan Ibuku Tercinta Sulastri Abdul Latif, tanpa kalian aku tidak akan hadir di dunia ini dan tumbuh besar menjadi seorang anak yang dewasa. Cukuplah bagiku seorang anak yang mendapatkan kepercayaan dan kasih sayang dari kalian berdua karena karunia terbesar dari Allah SWT adalah menjadi anak dari orang tua yang sungguh luar biasa dan berbakti kepada keduanya. Semoga Allah SWT memberikan segala rahmat dan hidayahnya kepada kalian berdua.........Amin ya Rabalallamin. 3. Bapak dan Ibu guru yang telah memberikan pengajaran dan pendidikan sedari penulis duduk di bangku taman kanak-kanak (TK), sekolah dasar (SD), sekolah lanjutan tingkat pertama (SLTP) sampai sekolah menengah umum (SMU). Terima Kasih atas bekal-bekal masa depan yang sangat berharga. 4. Bapak Heriyanto, S.Pd guru SLTPN 16 Tangerang sekaligus guru privat matematika penulis, sehingga penulis mampu dan mengetahui asal muasal matematika dan penulis mengetahui apa itu persamaan f(x) = x2 –x-6 = 0. Terima kasih Pak Heri tanpa anda saya buta Matematika. 5. Sri Wulandari (Wanita yang pernah Hidup satu atap rumah bersama penulis), engkau wanita penuh ketabahan dan penuh kemunafikan...Syafiq bocah kecilku, Bapak Eddy (Alm) korban BOM J.W. Marroit hanyalah bagian dari kemunafikan seorang pemimpin semoga arwah bapak diterima di sisi Allah SWT....Amin, Ibu
iii
Nurbaeti dan mba Indah.....Maafkan penulis karena tidak bisa menjaga amanat bapak Eddy. 6. Bapak Mahfud dan Wa Mahfud ,terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan sehingga penulis punya tempat persinggahan saat penerimaan mahasiswa baru di Bandung. 7. Kakek - Nenek dari mama dan bapak di bumi serambi mekah ACEH, doa dan harapan kalian adalah sumber inspirasi ku dalam menjalani arti hidup dan semangat hidup. 8. Bibi – bibi ku tercinta : Bi Nami, Bi Darni, Bi Ipak , Bi Yusni , dan Bi Sulas (Alm) 9. Saudara sepupuku : Tina, Neni,Rani, Faizah Ayuni, Ipak kecil (Alm) dan mereka yang tak tersebutkan........... 10. Keluarga Besar Bale : Pa Wo Bale, Ma Wo Bale, Bang Reza (Alm),Ka Mutiea, dan Bang Miko. 11. Kakek pondok kelapa Guru besar Antropologi UI (Universitas Indonesia) Depok Prof. Dr. M. Yunus Melala Toa (Alm) dan Nenek pondok kelapa. 12. Keluarga besar Pa Wo dan Ma Wo Drs.Amran di Kalimalang Jakarta. 13. Keluarga di Sukabumi Ma wo Onot, Pa wo Onot, bik Sri, bang Dedi, dan bang Ayudi dan keluarga. 14. Kawan-kawan semasa TK, SD, SLTP & SMU kapan kita kumpul dan ketemu lagi.......................? 15. Kamerad-kamerad IMG pendahulu : Taufik Kusetyo Hadik, ST (IMG ’94..kumaha khabarnya....?? Damang), Ramdani (IMG ’95...saat-saat paling mendebarkan saat OS IMG bersamanya), Kamerad IMG ’96...siapa aja deh, Kamerad IMG ’97 (Tafuikkurahman, Ickal Viking, Nirwana a.k.a Mennir), Kamerad IMG ’98 ( Marlon, Fas Hendra, Bung Adam, Krisna Satria Gunawan, Pak Undang, Fahri, Hari), Kamerad IMG ’99 ( Zulfan Mahendra...bantingan senter yang paling keras, Tubagus Alan Satria, Kojek, Bang Eka, Tirta, dll.), Kamerad IMG ’00 (Angga Yadi Permana, ST...Inspirasi buat Penulis dalam menulis tugas akhir, Edo, dll), Kamerad IMG ’01 (Omar Mubarok...Thanks atas
iv
bantuan sleyernya, Mas Budi...backup penulis saat OS IMG, Teguh, Shella, Fahrudin Arif (satu materi TA yang sama beda tujuan),...dll. 16. Teman-teman Kamerad IMG 2002 Cowo & Cewe : Oon, Yanu, Bowo, Eric, Zae, Aar, Jhon (Hei...Coi), Andhika, Ginziro a.k.a gin2, Andry (the real andry..???), Ahmad Taupik (Bakabon Only), Pai, Fahrizal, Ipan,Royger, Fajar Putra, Farid a.k.a keong (curi2 makan kerupuk malam saat OS IMG bersama penulis), Feby (Giant), DP no more, Iqbal, Asep, Pa Eko, Boni (Anak Band), Adrian. Cewenya : Fiya, Novi, Emalia, Puri, Finka, Pipien, Fineza, Anggia dan Miim (Nganjuk Abis....). 17. Teman-teman seperjuangan tugas akhir (IMG ’03: Nawa, Heru,Fandi,Yan,Wira, Diensa,David Chandra, Indra Batak, Argali P.H. IMG ’04 : Ary ’04 the real Ionosfer research ( thanks atas pinjeman laptop saat ujian tugas akhir, Dota dan Wulandutzzzz......). 18. Teman-teman kost terdahulu : Udin IF’02,Yopi EL’01, Hakmer AR’05, Marinus Sipil,Ucok, Pa Nasir, Adan kecil, Bu Nasir, Idea Putra M. Bahsir SI ’02, Nino EL’04 (Thanks atas bluetooth ke HP urang) , dan I. Komang Mas Weda Utama GD’02 (Khabar Anak Istri gimana Wed...??? Semoga sehat selalu). 19. Kamerad IMG ’04 : Libin, Nazih, Ricky HOT, Lutfhi, Akbar, Gebi_Geboy, Mita....????? 20. Kamerad IMG ’05 dan kamerad-kamerad IMG seterusnya....
Bandung, Penulis
Win Mude Melala 151 02 048
v
ABSTRAK
Salah satu tujuan utama dari ilmu geodesi adalah menentukan bentuk dan ukuran bumi termasuk di dalamnya penentuan geoid. Geoid sendiri dapat ditentukan dengan metode satelit yang disebut dengan metode satelit gravimetri salah satunya adalah satelit GRACE
Tugas akhir ini akan membahas tentang cara penentuan geoid dengan menggunakan satelit gravimetri, salah satunya adalah satelit GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment), dengan menggunakan koefisien model geopotensial dari CSR pada data tahun 2005 sehingga diharapkan mampu melihat variasi perubahan temporal geoid yang berfokus pada wilayah Indonesia
Kata kunci : Geodesi, Geoid, Satelit
GRACE, Variasi Temporal, Wilayah
Indonesia.
vi
ABSTRACT
One main goal of geodesy are measuring the size and shape of the earth including to determination of geoid. Geoid can determination from satellite method as called as satellite gravimetry method, e.g satellites GRACE.
This research will be discuss to determination geoid by method satellite gravimetry, one of them is GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment) by used data sperical harmonic from CSR year 2005, and it can be expectied to see look for change variation of temporal geoid to the Indonesia region , and so can see the change value of the geoid.
Keyword : Geodesy, Geoid, Satellite GRACE, Variation Temporal, Indonesia Region.
vii
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR .......................................................................................................i LEMBAR PENGHARGAAN .........................................................................................iii ABSTRAK ........................................................................................................................vi ABSTRACT.....................................................................................................................vii DAFTAR ISI ..................................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................x BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................1 1.1. Latar Belakang ................................................................................................1 1.2. Maksud dan Tujuan... ......................................................................................5 1.3. Ruang Lingkup Kajian.....................................................................................5 1.4. Metodelogi Penelitian .....................................................................................5 1.5. Sistematika Pembahasan..................................................................................7 BAB II FORMULASI PENENTUAN GEOID..............................................................8 2.1. Geoid...............................................................................................................8 2.2. Penentuan undulasi geoid.......................................................................….....9 BAB III SATELIT GRACE DAN VARIASI TEMPORAL GEOID..........................11 3.1. Satelit GRACE…............................................................................................11 3.2 Komponen peralatan satelit GRACE…........................................................13 3.3 Perbandingan kesalahan undulasi geoid GRACE, CHAMP, dan GOCE...... ........................................................................................................................15 3.4 Model geopotensial dari misi satelit GRACE..................................................16 3.6 Variasi temporal geoid.....................................................................................16
viii
BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS......................................................18 4.1 Nilai undulasi geoid dari koefisien geopotensial UTCSR...............................18 4.2 Anlisis.............................................................................................................23 4.2.1 Analisis variasi bulanan geoid di wilayah Indonesia tahun 2005..........23 4.2.2 Analisis gempa Aceh Desember 2004...................................................28 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...........................................................................32 5.1. Kesimpulan.....................................................................................................33 5.2. Saran...............................................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................x
ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Gambaran ellipsoid, geoid dan permukaan topografi....................................1 Gambar 1.2 Undulasi geoid N, pada titik lintang (φ), bujur (λ) terhadap waktu (t)..........2 Gambar 1.3 Perubahan undulasi geoid N, terhadap densitas massa ρ...............................2 Gambar 1.4 Satelit GRACE...............................................................................................3 Gambar 1.5 .Pengaruh perubahan jarak satelit GRACE terhadap densitas massa.................................................................................4 Gambar 1.6 Kepulauan Indonesia......................................................................................4 Gambar 2.1 Hubungan antara geoid dengan ellipsoid referensi.........................................8 Gambar 2.2 Hubungan geometri antara ellipsoid dan geoid di P……...............................9 Gambar 3.1 Satelit GRACE………..............……...........................................................11 Gambar 3.2 Sistem satelit GRACE dan GPS ..................................................................12 Gambar 3.3 Peluncuran satelit GRACE.…..............................……………....................12 Gambar 3.4 Tampilan dalam, atas dan bawah peralatan satelit GRACE.......................14 Gambar 3.5 Perbandingan kesalahan undulasi geoid CHAMP dan GRACE ...................................................................................15 Gambar 3.6 Perubahan gaya berat bumi terhadap waktu..................................................17 Gambar 4.1 Contoh koefisien geopotensial dari UTCSR.................................................19 Gambar 4.2 Undulasi geoid di Indonesia nmax=120 bulan Januari tahun 2005................21 Gambar 4.3 Selisih bulan ke-1 dan bulan ke-2 undulasi geoid di Indonesia nmax=120.....................................................................................22 Gambar 4.4 Selisih undulasi geoid di Indonesia nmax= 10.................................................23 Gambar 4.5 Selisih undulasi geoid di Indonesia nmax= 20.................................................24 Gambar 4.6 Selisih undulasi geoid di Indonesia nmax= 60.................................................25 x
Gambar 4.7 Selisih undulasi geoid di Indonesia nmax= 90.................................................26 Gambar 4.8 Selisih undulasi geoid di Indonesia nmax= 120...............................................27 Gambar 4.9 Perubahan undulasi geoid sebelum filter Hilbert...........................................29 Gambar 4.8 Perubahan undulasi geoid sesudah filter Hilbert...........................................30
xi
