Analisis Pengaruh Koreksi Ionosfer Terhadap Pergeseran Vertikal Pada Citra Satelit ALOS-PALSAR (Studi Kasus: Gempa Bengkulu 12 September 2007)

PRATIWI VAHERERA, Hidayat Panuntun, S.T.,M.Eng,D.Sc.

2022 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI SURVEI DAN PEMETAAN DASAR

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) adalah teknik yang digunakan untuk memetakan pergeseran permukaan bumi. Teknik ini efektif untuk memetakan pergeseran permukaan karena dapat beroperasi dalam segala kondisi cuaca, mencakup area yang luas dan memiliki ketelitian pengukuran yang tinggi. Namun, ketelitian tersebut dapat terpengaruh oleh aktivitas perambatan gelombang elektromagnetik melalui atmosfer. Pada lapisan atmosfer terdapat medium ionosfer yang mengandung elektron bebas. Elektron bebas merupakan sumber bias yang menyebabkan gelombang cenderung tidak stabil saat melewati atmosfer sehingga hasil pengamatan dapat mengandung bias. Jika bias tidak dikoreksi dapat menyebabkan kesalahan sistematis terhadap hasil pengolahan data. Kesalahan tersebut dapat mempengaruhi penentuan nilai pergeseran vertikal. Mengacu pada latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk memperoleh nilai pergeseran vertikal dari citra Satelit ALOS-PALSAR dengan dan tanpa koreksi ionosfer. Agar tujuan tersebut dapat tercapai, maka dilakukan pengolahan data citra Satelit ALOS-PALSAR menggunakan teknik InSAR pada aplikasi GMTSAR dengan mempertimbangkan ada dan tidaknya koreksi ionosfer. Hasil pengolahan data citra berupa interferogram terkoreksi dan tidak terkoreksi ionosfer. Selanjutnya dilakukan pengolahan data GNSS menggunakan mode statik pada aplikasi Trimble Business Center (TBC). Hasil pengolahan data GNSS berupa koordinat longitude, latitude, dan height. Nilai pergeseran vertikal pada citra satelit diperoleh dengan cara melakukan perhitungan dari citra interferogram dengan perhitungan rumus sudut insiden dan pergeseran vertikal. Sedangkan, untuk nilai pergeseran vertikal dari data GNSS diperoleh dengan melakukan perhitungan koordinat stasiun GNSS sebelum dan sesudah gempa. Validasi hasil dilakukan perbandingan antara nilai pergeseran vertikal dari citra satelit terkoreksi dan tidak terkoreksi ionosfer dengan hasil pengolahan data GNSS. Berdasarkan hasil pengolahan, terdapat perbedaan nilai dan arah pergeseran vertikal dari citra satelit terkoreksi dan tidak terkoreksi ionosfer. Nilai pergeseran vertikal pada stasiun BSAT dari hasil pengolahan data GNSS sebesar -0,033 meter, sedangkan dari hasil pengolahan citra dengan koreksi sebesar -0,071 meter dan tanpa koreksi ionosfer sebesar 1,382 meter. Hal ini menunjukkan bahwa arah pergeseran vertikal dari citra satelit terkoreksi ionosfer konsisten terhadap hasil pengolahan GNSS yaitu menuju ke pusat bumi. Sedangkan, pergeseran vertikal pada citra satelit tidak terkoreksi ionosfer arah pergeserannya berbanding terbaik dengan hasil pengolahan GNSS yaitu menuju permukaan atau menjauhi pusat bumi. Hal serupa juga terjadi pada nilai pergeseran vertikal di stasiun BSAT. Dari hasil pengolahan tersebut dapat disimpulkan bahwa koreksi ionosfer memiliki pengaruh terhadap hasil pengolahan data citra satelit. Koreksi perlu dilakukan untuk menghilangkan bias sehingga hasil pengolahan nilai pergeseran vertikal tidak mengandung kesalahan.

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) is a technique used to map deformation on the Earth's surface. This technique is effective for mapping surface deformation because it can operate in all weather conditions, covers a large area, and has high measurement accuracy. However, this accuracy can be affected by the propagation of electromagnetic waves through the atmosphere. In the atmosphere layer, there is a medium ionosphere that contains free electrons. Free electrons are a source of bias that causes waves to tend to be unstable when passing through the atmosphere so that observations can contain bias. If the bias is not corrected it can cause systematic errors in the results of data processing. These errors can affect the determination of the vertical deformation value. According to this background,, this study aims to obtain the vertical deformation value from the ALOS-PALSAR satellite imagery with and without ionospheric correction. In order to achieve this goal, the ALOS-PALSAR satellite image data processing is carried out using the InSAR technique in the GMTSAR application by considering the presence or absence of ionospheric correction. The results of image data processing in the form of corrected and uncorrected interferogram ionosphere. Furthermore, GNSS data processing is carried out using static mode on the Trimble Business Center (TBC) application. The results of GNSS data processing are in the form of coordinates of longitude, latitude, and height. The value of vertical deformation in satellite imagery is obtained by calculating the interferogram image by calculating the angle of incidence and vertical deformation formulas. Meanwhile, the vertical deformation value from the GNSS data is obtained by calculating the coordinates of the GNSS station before and after the earthquake. The results were validated by comparing the vertical deformation values from corrected and uncorrected ionosphere satellite images with the results of GNSS data processing. Based on the processing results, there are differences in the value and direction of the vertical deformation of the corrected and uncorrected ionosphere satellite imagery. The value of the vertical deformation at the BSAT station from the results of GNSS data processing is -0.033 meters, while from the results of image processing with a correction of -0.071 meters and without ionosphere correction is 1.382 meters. This shows that the vertical deformation direction of the ionospheric corrected satellite image is consistent with the results of GNSS processing, which is towards the center of the earth. Meanwhile, the vertical deformation in satellite imagery is not corrected by the ionosphere, the direction of the deformation is the best compared to the results of GNSS processing, namely towards the surface or away from the center of the earth. The same thing also happened to the value of the vertical deformation at the BSAT station. From the results of the processing, it can be concluded that the ionospheric correction has an influence on the results of processing satellite image data. Corrections need to be made to eliminate bias so that the results of processing the vertical deformation values do not contain errors.

Kata Kunci : citra satelit, ALOS-PALSAR, InSAR, koreksi ionosfer, pergeseran vertikal, Gempa Bengkulu