PERHITUNGAN KECEPATAN PERGESERAN DAN REGANGAN STASIUN SUMATRAN GPS ARRAY (SuGAr) TAHUN 2011 s.d 2013

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.



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 2




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)



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 3




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 :



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 4




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



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 5




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



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 6




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:



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 7




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.


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.


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



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 8




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


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.



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 9




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


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.



Vol X, No.X, Tahun

www.jgi.ac.id | 10




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

http://geodesy.gd.itb.ac.id/hzabidin/wp-content/uploads/2007/03/buku-gps-edisi-baru.pdf

http://geodesy.gd.itb.ac.id/hzabidin/wp-content/uploads/2007/03/buku-gps-edisi-baru.pdf

PERHITUNGAN KECEPATAN PERGESERAN DAN REGANGAN STASIUN SUMATRAN GPS ARRAY (SuGAr) TAHUN 2011 s.d 2013

Documents

Transcript of PERHITUNGAN KECEPATAN PERGESERAN DAN REGANGAN STASIUN SUMATRAN GPS ARRAY (SuGAr) TAHUN 2011 s.d 2013