V.1.
Pengertian
Altimetri
Wilayah bumi terdiri atas wilayah
yang tertutup air dan daerah yang tidak tertutup air. Daerah yang tertutup air
ini memberikan sumbangsih sebesar 2/3 dari seluruh luas permukaan bumi,
sehingga diperlukan pengamatan geodetik untuk mendapatkan data dari daerah yang
tertutup air tersebut. Seiring perkembangan teknologi, kebutuhan akan data-data
kelautan ini semakin meningkat, sehingga dibutuhkan suatu metode yang efektif
dalam pemodelan muka bumi di daerah-daerah yang tertutup air. Salah satu metode
yang umum digunakan saat ini adalah dengan menggunakan satelit altimetri.
V.2. Sejarah
Sistem satelit altimetri berkembang
sejak tahun 1975, ketika diluncurkannya sistem satelit Geos-3. Pada saat
ini secara umum sistem satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka
panjang yaitu: mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan
es kutub, dan mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global. Dalam
konteks geodesi, objektif terakhir dari misi satelit altimetri tersebut adalah
yang menjadi perhatian. Dengan kemampuannya untuk mengamati topografi dan
dinamika dari permukaan laut secara kontinyu, maka satelit altimetri tidak
hanya bermanfaat untuk pemantauan perubahan MSL global, tetapi juga akan bermanfaat
untuk beberapa aplikasi geodetik dan oseanografi.
Sistem altimeter satelit diperlukan
untuk mengukur topografi kelautan. Sistem pertama, dilakukan pada Seasat,
Geosat, ERS-1, dan ERS-2 dirancang untuk mengukur variabilitas arus dengan
dimensi horisontal kurang dari seribu kilometer. Topex / Poseidon, yang
diluncurkan pada tahun 1992, dirancang untuk membuat pengukuran yang lebih
akurat diperlukan untuk mengamati sirkulasi permukaan lautan permanen,
gelombang (waktu-rata-rata), dan variabilitas arus
Sistem satelit altimetri berkembang sejak tahun 1975, ketika
diluncurkannya sistem satelit Geos-3. Pada saat ini secara umum sistem
satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu:
mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan
mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global. Dalam konteks geodesi,
objektif terakhir dari misi satelit altimetri tersebut adalah yang menjadi
perhatian. Dengan kemampuannya untuk mengamati topografi dan dinamika dari
permukaan laut secara kontinyu, maka satelit altimetri tidak hanya bermanfaat
untuk pemantauan perubahan MSL global, tetapi juga akan bermanfaat untuk
beberapa aplikasi geodetik dan oseanografi. Begitu banyak hal yang dapat kita
pelajari dengan mengaplikasikan teknologi Satelit Altimetri, sehingga teknologi
ini mulai menjadi trend baru dalam dunia science
dan rekayasa geodesi kelautan, oceanografi, dan bidang-bidang ilmu terkait
lainnya.
Dalam
konteks geodesi, objektif terakhir dari misi satelit altimetri tersebut adalah
yang menjadi perhatian. Dengan
kemampuannya untuk mengamati topografi dan dinamika dari permukaan laut secara
kontinyu, maka satelit altimetri tidak hanya bermanfaat untuk pemantauan
perubahan MSL global, tetapi juga akan bermanfaat untuk beberapa aplikasi
geodetik dan oseanografi seperti yang diberikan [SRSRA, 2001; Seeber, 1993]:
a.
Penentuan topografi permukaan laut (SST)
b.
Penentuan topografi permukaan es
c.
Penentuan geoid di wilayah lautan
d.
Penentuan karakteristik arus dan eddies
e.
Penentuan tinggi (signifikan) dan panjang (dominan) gelombang
f.
Studi pasang surut di lepas pantai
g.
Penentuan kecepatan angin di atas permukaan laut
h.
Penentuan batas wilayah laut, dan es
i.
Studi fenomena El Nino
j.
Manajemen sumber daya laut
k.Unifikasi datum tinggi antar pulau
Begitu
banyak hal yang dapat kita pelajari dengan mengaplikasikan teknologi Satelit
Altimetri, sehingga teknologi ini mulai menjadi trend baru dalam dunia science
dan rekayasa geodesi kelautan, oceanografi, dan bidang-bidang ilmu terkait
lainnya.
V.3.
Prinsip
Dasar
Satelit altimetri mempunyai tujuan
untuk memahami secara lebih mendalam sistem iklim global serta peran yang
dimainkan oleh lautan di dalamnya. Sejak diluncurkan untuk pertama kalinya pada
1973, satelit altimetri telah dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan tiga
obyektif ilmiah jangka panjang, yaitu untuk mengamati sirkulasi lautan global,
memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati perubahan muka laut
rata-rata global. Seiring perkembangannya, satelit altimetri kini dapat
mendukung penentuan topografi permukaan laut, penentuan topografi permukaan es,
penentuan geoid di wilayah lautan, penentuan karakteristik laut dan eddies,
dsb.
Informasi utama yang didapatkan dari
satelit altimetri adalah topografi muka laut, yang dilakukan dengan mengukur
tinggi satelit di atas permukaan laut (a) dengan menggunakan waktu
tempuh (Δt) dari pulsa radar yang dikirimkan ke permukaan laut.
Setelah a didapatkan, maka topografi muka laut (H) dapat dihitung dengan mengkombinasikan data a dengan undulasi geoid (N), efek pasut instan (ΔH), kesalahan orbit (d) serta tinggi elipsoid dari satelit altimeter (h),
Setelah a didapatkan, maka topografi muka laut (H) dapat dihitung dengan mengkombinasikan data a dengan undulasi geoid (N), efek pasut instan (ΔH), kesalahan orbit (d) serta tinggi elipsoid dari satelit altimeter (h),
Altimetri
adalah sebuah teknik untuk mengukur tinggi. Satelit radar altimetri mengukur
waktu yang diperlukan radar pulsa untuk bepergian dari antena satelit ke
permukaan dan kembali ke penerima satelit. Terlepas dari ketinggian permukaan,
pengukuran ini menghasilkan kekayaan informasi lain yang dapat digunakan untuk
berbagai aplikasi.
Secara
garis besar peranan satelit Altimetry ialah :
1.
perkiraan terbaik MSL dan model lain
oseanografi
2.
tide gauge PSMSL time series
3.
system ketinggian pada GPS / GNSS yang di pasang pada alat pengukur
4.
model terbaik gravimetric geoid (dari dedikasi gravitasi misi satelit dan
data lainnya).
Satelit
altimetry dapat berkontribusi langsung pada kegiatan berikut:
1.
penentuan MSL selama dua dekade terakhir
2.
SSH / SST
3.
pengembangan model geopotential global
4.
penentuan geoid laut dan gravitasi model
untuk solusi dari geodetik BVP dan peningkatan GM
5.
peningkatan pada system batimetri
sehingga didapat model geoid laut dan gravitasi yang lebih baik
Kelebihan penggunaan satelit altimetri,
meliputi:
a. resolusi
spasial tinggi
b. akurasi
konsisten
c. kontinuitas
temporal
d. independen
alternatif untuk teknik permukaan
e. pengukuran
terhadap kerangka acuan yang geosentris
f. sangat
diperlukan untuk permukaan laut, permukaan laut, sirkulasi samudra dan pasang surut
Ada
beberapa kekurangan signifikan, dalam
penggunaan data eksklusif altimetric:
1.
cakupan waktu terbatas. Hanya sekitar 20
tahun, data saat ini tersedia dengan semua misi gabungan
2.
kinerja yang buruk di wilayah pesisir
3.
terbatas dan tidak pasti dalam
pengamatan di darat – memerlukan sambungan pada batas (garis pantai) antara
permukaan tanah dan permukaan laut
4.
liputan kutub – contoh : apa yang sebenarnya sedang tercatat (sinyal pada kedalaman salju, es,
gletser).
Pengamatan
Altimeter sangat konsisten dengan up-to-date geofisika koreksi, konsolidasi
geosentris referensi dan stabilitas jangka panjang. Seperti permasalahan
berikut ini yatiu, bagaimana altimetry satelit akan berkontribusi pada sistem
pengamatan global, bagaimana data dari berbagai misi yang harus harmonis dan
seberapa cepat pembaruan parameter orbit dan geofisika dapat dicapai dalam
rangka mendukung aplikasi ilmiah dan operasional. Lebih spesifik, diperlukan
pengetahuan yang tepat tentang sistem rujukan vertikal yang melekat dari
altimetry dan stabilitas jangka panjang dari Altimeter sensor itu sendiri, dan
pembantu sensor (Radiometer).
Studi kontribusi satelit altimetry
untuk realisasi dan stabilitas dari komponen vertikal ditunjukkan oleh ITRF
yang mengorbit, geocenter variasi, miscentering dari kerangka acuan, serta
kinerja jangka panjang dari Altimeter – dan tambahan sensor.
V.4.
Aplikasi
Satelit Altimetri
Sesuai dengan prinsip kerja dan data
yang dihasilkan maka data satelit altimetri dapat dimanfaatkan pada banyak
aplikasi diantaranya
1.
Penentuan tinggi dan panjang gelombang
2.
Penentuan topografi permukaan laut
3.
Penentuan geoid di wilayah lautan
4.
Penentuan karakteristik arus
5.
Pengamatan pasang surut
6.
Studi fenomena el nino
7.
Pengamatan karakteristik arus
8.
Dan lain lain
Pada point kedua diatas yang
dimaksud Topografi Permukaan Laut adalah perbedaan dalam tinggi ellipsoid
antara permukaan laut dengan permukaan geoid. Topografi ini dibagian
menjadi dua komponen yaitu statik yang disebakan oleh arus lau, faktor meteorologis
dan temperatur. Berikutnya adalah komponen dinamika yang disebabkan oleh
fenomena pasang surut dan gelombang. Semua sebab-sebab diatas juga dapat
dipantau dengan satelit altimetri seperti yang telah disebutkan juga pada
beberapa point diatas
Dari aplikasi-aplikasi satelit
altimetri diatas maka kontribusi langsung penggunaan satelit altimetri
diantaranya adalah
a.
Untuk keperluan jalur pelayaran maka dengan informasi
sea level anomalies diatas dan wave climate makan dapat mengoptimasikan jalur
pelayaran dari suatu tempat ke tempat yang lain dalam skala besar di seluruh
samudra dan laut di dunia.
b.
Untuk mendeteksi jalur limbah, kondisi angin dan arus
sebagai indikatornya. Contohnya pada tumpahan minyak skala besar digunakan
satelit altimetri untuk prediksi real time persebaran tumpahannya.
c.
Untuk keperluan industri lepas pantai terutama dalam
proses eksplorasi pantai dibidang minyak dan gas utamanya.
d.
Untuk keperluan perikanan, dimana ikan biasanya
terdapat pada permukaan laut yang dapat diidentifikasi berdasarkan perpaduan
dengan data batimetri ,temperatur dan pasang surut pada kawasan tertentu. Hal
ini mempengaruhi pola persebaran ikan.
e.
Untuk keperluan mitigasi bencana alam, seperti adanya
topan dilaut. Hal ini dapat dilakukan dengan mengetahui perubahan realtime pada
pola arus,gelombang dan juga dipadukan dengan data atmosfer yang ada.
Khusus untuk wilayah indonesia maka
dapat disimpulkan bahwa satelit altimetri dapat berperan penting dalam membantu
industri perikanan di indonesia mengingat secara geografis indonesia memiliki
banyak sekali gari s pantai dimana sebagian besar penduduk daerah pantai
berprofesi sebagai nelayan. Selain perikanan Indonesia juga memiliki sumber
daya laut yang sangat besar seperti kandungan minyak dan gas yang cukup banya,
dengan adanya pemanfaatan satelit altimetri dapat mendukung kegiatan eksplorasi
maupun eksploitasi yang dilakukan.
Didukung dengan cukupnya stasiun
pasang surut yang dimiliki oleh bakosurtanal maka data hasil pengamatan satelit
altimetri dapat dikombinasikan dengan data pasang surut yang ada sehingga
informasi yang didapat akan lebih berdaya guna, baik untuk keperluan praktis
maupun ilmu pengetahuan atau sains
V.5.
Fungsi,
Kelebihan dan Kelemahan
Secara
garis besar peranan satelit Altimetry ialah :
- perkiraan terbaik MSL dan model lain oseanografi
- tide gauge PSMSL time series
- system ketinggian pada GPS / GNSS yang di pasang pada alat pengukur
- model terbaik gravimetric geoid (dari dedikasi gravitasi
- misi satelit dan data lainnya).
Satelit altimetry dapat
berkontribusi langsung pada kegiatan berikut:
- penentuan MSL selama dua dekade terakhir
- SSH / SST
- pengembangan model geopotential global
- penentuan geoid laut dan gravitasi model untuk solusi dari geodetik BVP dan peningkatan GM
- peningkatan pada system batimetri sehingga didapat model geoid laut dan gravitasi yang lebih baik
Kelebihan penggunaan satelit
altimetri, meliputi:
- resolusi spasial tinggi
- akurasi konsisten
- kontinuitas temporal
- independen alternatif untuk teknik permukaan
- pengukuran terhadap kerangka acuan yang geosentris
- sangat diperlukan untuk permukaan laut, permukaan laut, sirkulasi samudra dan pasang surut
Ada beberapa kekurangan
signifikan, dalam penggunaan data eksklusif altimetric:
- cakupan waktu terbatas. Hanya sekitar 20 tahun data saat ini tersedia dengan semua misi gabungan
- kinerja yang buruk di wilayah pesisir
- terbatas dan tidak pasti dalam pengamatan di darat – memerlukan sambungan pada batas (garis pantai) antara permukaan tanah dan permukaan laut
- liputan kutub – contoh : apa yang sebenarnya sedang tercatat (sinyal pada kedalaman salju, es, gletser)?
Pengamatan Altimeter sangat
konsisten dengan up-to-date geofisika koreksi, konsolidasi geosentris referensi
dan stabilitas jangka panjang. Seperti permasalahan berikut ini yatiu,
bagaimana altimetry satelit akan berkontribusi pada sistem mengamati global,
bagaimana data dari berbagai misi yang harus harmonis dan seberapa cepat
pembaruan parameter orbit dan geofisika dapat dicapai dalam rangka mendukung
aplikasi ilmiah dan operasional. Lebih spesifik, diperlukan pengetahuan yang
tepat tentang sistem rujukan vertikal yang melekat dari altimetry dan
stabilitas jangka panjang dari Altimeter sensor itu sendiri, dan pembantu
sensor (Radiometer). Studi kontribusi satelit altimetry untuk realisasi dan
stabilitas dari komponen vertikal ditunjukkan oleh ITRF yang mengorbit,
geocenter variasi, miscentering dari kerangka acuan, serta kinerja jangka
panjang dari Altimeter – dan tambahan sensor.
V.6.
Misi
- Misi Satelit Altimetri
Sejak peluncuran
Skylab pada tahun 1973, sampai dengan saat ini sudah cukup banyak misi satelit
altimetri yang diluncurkan dengan objektifnya masing-masing. Misi-misi tersebut antara lain GEOS-3,
SEASAT, GEOSAT, ERS-1, TOPEX/POSEIDON, dan ERS-2.
Setiap sistem
satelit altimetri umumnya mempunyai karakteristik orbit dan altimeter
tersendiri. Selain itu satelit altimetri
juga mempunyai bentuk konfigurasi tubuh yang berbeda-beda. Sebagai contoh untuk satelit TOPEX/Poseidon,
selain dilengkapi dengan altimeter, satelit juga membawa sensor-sensor
microwave radiometer, antena GPS, antena DORIS, dan Laser Retroreflectors
(LRR). Sedangkan untuk ERS-1, selain
membawa radar altimeter, satelit juga dilengkapi dengan sensor-sensor wind
scatterometer (SCAT), sysnthetic aperture radar (SAR), LRR, Along Track Scanning
Radiometer (ATSR) Microwave Sounder, ATSR Infrared Radiometer, Precise Range
and Range Rate Equipment (PRARE).
Sedangkan satelit ERS-2, disamping altimeter radar juga membawa
sensor-sensor SAR, SCAT, ATSR, Microwave Sounder, Global Ozon Monitoring Experimant
(GOME), PRARE, dan LRR.
1.
Satelit
Altimetri Topex / Poseidon
Sistem altimeter
satelit diperlukan untuk mengukur topografi kelautan. Sistem pertama, dilakukan
pada Seasat, Geosat, ERS-1, dan ERS-2 dirancang untuk mengukur variabilitas
arus dengan dimensi horisontal kurang dari seribu kilometer.
Topex / Poseidon, yang diluncurkan pada
tahun 1992, dirancang untuk membuat pengukuran yang lebih akurat dan diperlukan
untuk mengamati sirkulasi permukaan lautan permanen, gelombang
(waktu-rata-rata), dan variabilitas arus skala pilin.
Profil Topex / Poseidon :
Ketinggian
1.335 km
Panjang
Pulse 3,125 nsec
Ulangi
waktu 9,9125 d
Resolusi
horizontal 25 km
Frekuensi
13,65 GHz (Ku band)
Kesalahan
yang dapat terjadi pada Altimeter (Topex
/ Poseidon)
Pengamatan
yang paling akurat dari topografi permukaan laut berasal dari Topex / Poseidon.
Kesalahan untuk sistem altimeter satelit ini juga dapat terjadi dikarenakan :
a. Instrument
kebisingan, gelombang laut, uap air, elektron bebas di ionosfer, dan massa
atmosfer. Topex / Poseidon Altimeter membawa sistem yang tepat dapat mengamati
ketinggian satelit di atas permukaan laut antara ± 66 ° lintang dengan
ketepatan ± 2 cm dan akurasi ± 3,2 cm. Sistem ini terdiri dari dua-frekuensi
radar altimeter untuk mengukur tinggi. Sistem ini juga termasuk tiga Radiometer
gelombang mikro frekuensi yang dapat mengukur uap di troposphere.
b. Kesalahan
Tracking. Satelit menggunakan tiga sistem pelacakan yang menentukan posisi
satelit di ruang angkasa dan ephemeris dengan akurasi ± 3,5 cm (Tapley et al.
1994a).
c. Kesalahan
Sampling . Satelit mengukur ketinggian tanah dalam waktu ± 1 km setiap 9,9156
hari. Hal ini dapat dikatakan seperti siklus. dikarenakan hanya diukur arus
sepanjang sub-satelit, maka terjadi sampling error. Satelit tidak dapat
memetakan topografi antara trek tanah, juga tidak dapat mengamati perubahan
dengan periode kurang dari 2 x 9,9156 d.
d. Kesalahan
Geoid . Topografi permanen diketahui dari jarak yang lebih pendek dari 1.600 km
karena kesalahan geoid mendominasi untuk jarak pendek. Peta topografi diratakan
di atas 1.600 km dan digunakan untuk mempelajari fitur dominan geostophic
permanen arus pada permukaan laut.
e. Pengukuran
ketinggian di atas permukaan laut dan posisi satelit memberikan ketinggian
permukaan laut di koordinat geosentris
dengan akurasi ± 4,7 cm. Kesalahan pada geoid bergantung pada ukuran
area yang sedang diukur.
2.
Satelit
ERS-1
Satelit
ERS-1 adalah yang pertama dilancarkan oleh Agensi Angkasa Eropah (European
Space Agency) pada 1991. Untuk tujuan mengkaji hal-hal berkaitan alam sekitar.
Satelit ini menggunakan gelombang mikro aktif untuk membuat pengimbasan dan
boleh membuat pengesanan tanpa bergantung kepada cahaya matahari ataupun
keadaan cuaca. Keistimewaan satelit ini berbanding dengan penderia lain ialah
keupayaannya untuk mengukur parameter seperti keadaan laut, kelajuan dan arah
angin permukaan laut, arah arus lautan dan aras laut serta suhu permukaan laut
dengan ketepatan yang lebih tinggi.
Satelit ini mempunyai lebar swath 100 km, beresolusi ruang 20 meter
lebar dan 15.9 meter panjang serta tempoh resolusi selama 35 hari. Sebanyak lima jenis penderia dipasang pada
satelit ini, yaitu Active Microwave Instrument (AMI) yang beroperasi dengan
tiga model Radar Altimeter (RA), Along Track
Scanning Radiometer (ATSR), Precise Range and Range-rate
Equipment(PRARE) dan Laser
Retro-reflector (LRR). Data digit
daripada satelit ini hanya boleh diterima secara terus menerus.
3.
Satelit
ERS-2
ERS-2 dilancarkan pada 1995 untuk
mengambil alih ERS-1. Satelit alam sekitar ini boleh mengukur kandungan ozon di
atmosfera dan memantau perubahan litupan tumbuhan lebih berkesan. Penderia yang
dibawa adalah AMI dan RA untuk mengukur jarak dari permukaan lautan dan
ketinggian ombak. Penderia ATSR beroperasi pada jalur inframerah dan cahaya
tampak. Sistem penderia lain
termasuklah GOME, MS, PRARE, LRR dan IDHT (ESA, ESRIN 1998).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar