MODUL PELATIHAN PEMBANGUNAN

INDEKS KERENTANAN PANTAI

Modul Pengolahan Data Tinggi Gelombang Signifikan

Disusun oleh :

Erwin Maulana

M. Tri Hartanto

2010

1

DAFTAR ISI Halaman

I. Pendahuluan .................................................................................................... 2 II. Tujuan .............................................................................................................. 2 III. Tahapan Perolehan Data .................................................................................. 3 IV. Tahapan Pengolahan Data ............................................................................... 7 V. Cara Mengekstrak Data Tinggi Gelombang Signifikan Berformat Netcdf (*.nc)

dengan Ocean Data View (ODV) ....................................................................... 8 VI. Cara Pengrata-rataan Data Tinggi Gelombang Signifikan dengan Interval 6 Jam-an Menjadi Rata-rata Tahunan menggunakan Macro MS Excel ............. 11 VII. Cara Interpolasi Data Grid dengan Menggunakan Surfer .................................. 15 VIII. Cara Memotong Area Batas dan Ekspor Data dengan Global Mapper ............ 17 IX. Cara Mencari Nilai Titik Tinggi Gelombang Signifikan Terdekat Terhadap Titik Pusat Sel Pantai ........................................................................ 19 X. Program Ekstrak,Cropping, dan Ekspor Data Tinggi Gelombang Signifikan Setelah Diinterpolasi Dengan Surfer .................................................................. 21 XI. Menentukan Hasil Jarak Terdekat dengan Bahasa Microsoft Visual Basic ........ 24 XIII. Biodata Instruktur ............................................................................................. 28

2

I. Pendahuluan

Tinggi gelombang signifikan (significant wave height) adalah rata-rata tinggi

gelombang (dari puncak ke lembah) dari sepertiga gelombang laut tertinggi. Dalam

kerentanan pesisir, significant wave height menjadi suatu parameter yang berkaitan

dengan bahaya penggenangan pesisir. Pemanfaatan data gelombang ini mengingat

sangat kurangnya data gelombang dalam skala nasional di perairan Indonesia.

Mengingat jarang sekali terdapat data pengamatan gelombang in situ, sehingga

memerlukan data yang berasal dari satelit altimetri.

Data tinggi gelombang signifikan berasal dari ECMWF (European Centre for

Medium-Range Weather Forecasts) ini dapat diunduh dari http://ecmwf.int/. Metode

pemrosesan data yang digunakan adalah reanalisis, model dan asimilasi (numerical

weather prediction) data satelit serta data insitu. Organisasi ini menyediakan peramalan

jangka menengah-panjang untuk data-data atmosfer/cuaca serta super-fasilitas

komputasi untuk penelitian ilmiah dan bekerjasama secara keilmuan maupun teknis

dengan agen satelit dan komisi Eropa. ECMWF juga merupakan hasil pengembangan

meteorologi secara dinamis dan sinoptik lebih dari 100 tahun dan lebih dari 50 tahun

pengembangan prediksi cuaca secara numerik (Numerical Weather Prediction). Sistem

peramalan ECMWF terdiri dari model sirkulasi umum, model gelombang laut, sistem

asimilasi data dan sejak 1992 sebuah sistem peramalan ensemble. Pada tahun 1998

sistem peramalan musiman mulai beroperasi dan pada tahun 2002 diperkenalkan sistem

peramalan bulanan.

II. Tujuan

Tujuan dari modul ini adalah agar setiap peserta mampu melakukan perolehan,

pengolahan dan integrasi data tinggi gelombang signifikan untuk penentuan Indeks

Kerentanan Pesisir.

3

III. Tahapan Perolehan Data

1. Perolehan data dari http://ecmwf.int/, akan muncul sbb:

2. Pada bagian Hot links klik bagian Data sehingga akan muncul sbb:

3. Klik The ECMWF Research Data Server for publicly available data for research use

akan muncul sbb:

Klik Retrieve data from the ECMWF Interim Re-Analysis untuk mendapatkan data

ramalan tahun sekarang, dan muncul tampilan sbb:

4

4. Pilih kisaran waktu yang diinginkan, sebaiknya pilih , agar data yang dihasilkan

tidak terlalu besar dan mudah disesuaikan dalam pengelompokkan data agar

memudahkan dalam pengolahan.

5. Selanjutnya pada page yang sama pilih jam dan step waktu yang diinginkan seperti

pada tampilan berikut :

6. Pilih parameter yang akan digunakan, sbb :

5

7. Pilih parameter yang akan digunakan dalam kajian ini data yang digunakan adalah

Significant wave height. Kemudian tekan conditions of use yang berada dibawah.

8. Lalu masuk pada lembar seperti dibawah ini, masukkan informasi anda dan klik

Accept.

Kemudian tampilan layar akan kembali ke lembar yang awal, dan lakukan kembali

seperti diatas. Lalu tekan pada bagian bawah page.

9. Lembar selanjutnya seperti pada gambar dibawah ini!

Klik untuk memilih area, bagian yang atas merupakan keterangan data yang

akan dipilih, jika sudah sesuai are klik Now maka selanjutnya akan dilihat tampilan

sbb :

6

Klik custom untuk membuat area berdasarkan koordinat tertentu, setelah itu akan

muncul tampilan sbb :

Masukkan koordinat batas area dan nama area, perlu diperhatikan bahwa pada

longitude tanda (-) adalah Bujur Barat dan (+) adalah Bujur Timur, selanjutnya

pada latitude tanda (-) adalah Lintang Selatan dan (+) adalah Lintang Utara. Klik

sehingga muncul area dan nama sesuai dengan koordinat yang telah dimasukkan.

Sebaiknya kita memilih area yang lebih luas (seluruh Indonesia) agar kita tidak

terlalu sering melakukan Download.

10. Klik Now untuk mendownload data sesuai area yang telah dibuat, dan tampilannya

sbb : lalu klik nc untuk mulai mendownload.

7

IV. Tahapan Pengolahan Data

Pengolahan data rata-rata tinggi gelombang signifikan diawali dengan

mengekstrak data berformat netcdf (*.nc) dengan menggunakan ODV (Ocean Data

View) menjadi data berformat teks (*.txt) pada area yang lebih luas dari batas yang

diinginkan. Selanjutnya data dengan interval 6 jam-an tersebut dirata-ratakan tiap tahun

dan hasilnya berupa rata-rata tinggi gelombang signifikan per tahun. Untuk keperluan

informasi yang lebih detail sebagai masukan dalam sel di pantai maka dilakukan

interpolasi hingga ukuran spasial grid menggunakan surfer menjadi 1 km x 1 km. Lalu

selanjutnya hasil interpolasi tersebut dipotong (cropping) sesuai area yang diinginkan

dan diekspor menjadi data yang berformat XYZ dengan menggunakan Global Mapper.

Langkah selanjutnya dicari yang posisinya terdekat dengan posisi sel yang ada di pantai

menggunakan Surfer.

Tahapan Pengolahan data dapat dilihat secara sistematik pada Gambar 1

dibawah ini.

Data Tinggi

Gelombang

Signifikan (ECMWF)

Ocean Data View :1. Membaca Format Data

2. Cropping data

3. Ekspor data

Surfer :1. Interpolasi

2. Ekspor data

Global Mapper :1. Cropping data

2. Ekspor data

Surfer :1. Overlay dengan Sel Pantai

2. Digitasi

Program 2 dengan

Scripter Surfer:1. Membaca Format Data

2. Cropping data

3. Ekspor data

Program 3 dengan

Macro Excel:1. Membaca Format Data

2. Cropping data

3. Ekspor data

Metode 1Metode 2

ID Lokasi(Posisi titik tengah

sel pantai)

Surfer :1. Interpolasi

2. Ekspor data

Output

ke GIS

Output

ke GIS

Program 1 dengan

Macro Excel:PengRata-rataan 6 Jam-an

menjadi Per Tahun

Excel :1. Rata-rata

Gambar 1. Diagram Alir Proses Pengolahan Data Tinggi Gelombang Signifikan hingga Perolehan Nilai Terdekat dengan Sel Pantai.

8

V. Cara Mengekstrak Data Tinggi Gelombang Signifikan Berformat Netcdf (*.nc) dengan Ocean Data View (ODV)

1. Pengolahan data rata-rata tinggi gelombang signifikan yang sudah didownload

diawali dengan mengekstrak data berformat NetCdf (*.nc) dengan menggunakan

ODV (Ocean Data View) menjadi data berformat teks (*.txt). Terlebih dahulu kita

buka di perangkat lunak ODV (Ocean Data View). Lalu pilih File > open data yang

sudah disimpan.

2. Akan tampil seperti gambar dibawah ini, lalu klik pada longitude yang disebelah kiri

sambil menekan Ctrl dan klik semua variabel sampai semuanya terblok. Lalu tekan

Next.

3. Klik Next> karena semua variabel yang terdapat pada sheet data secara otomatis

sudah terassociate dengan variabel yang dimiliki oleh ODV.

9

4. Pilih Use dummy variable agar data terekstrak dalam format *txt berdasarkan urutan

sebaran data, tetapi apabila kita memilih use decimal date (header) data yang

terekstrak dalam format *txt berdasarkan urutan waktu setiap stasiun.

5. Pilih into zoom untuk mengcroop data berdasarkan wilayah yang akan digunakan.

Lalu finish.

6. Mengcroop wilayah yang akan digunakan pada lembar ini dengan cara mengklik

kanan diluar peta lalu pilih windows properties > map

10

7. Sehingga terlihat tampilan seperti dibawah ini, pilih domain berdasarkan wilayah

yang akan digunakan, pada area yang berkoordinat batas 0.5o LS 12.5o LS dan

101.5o BT 118.5o BT. lalu tekan Ok

8. Untuk mengexport data ke format *txt dengan cara tekan export pada bagian atas

lalu pilih ODV spreadsheet. Simpan file pada folder \2-Data_Eksport_ODV, Lalu

tekan save.

11

VI. Cara Pengrata-rataan Data Tinggi Gelombang Signifikan dengan Interval 6 Jam-an Menjadi Rata-rata Tahunan

1. Selanjutnya data dengan interval 6 jam-an tersebut dirata-ratakan tiap tahun dan

hasilnya berupa rata-rata tinggi gelombang signifikan per tahun. Terlebih dahulu kita

buka data yang sudah terekstrak dalam format *txt di Microscoft Excel, dilanjukan

dengan seleksi data, data yang akan digunakan yaitu longitude, latitude dan

Significant wave height. Sebelum kita mulai rata-rata terlebih dahulu kita urutkan

data per stasiun dengan melakukan perintah Sort & Filter data pada lembar kerja

excel, dengan memblok semua data terlebih dahulu, klik Sort & Filter > Custom Sort

> add level > Sort by (Column A) > Then by (Column B) seperti terlihat pada gambar

sbb:

2. Data yang sudah terurut berdasarkan titik stasiun kita rata-ratakan selama per

tahun. Untuk mempercepat pengrata-rataan data, kita lakukan di Macro Visual Basic

Excel dengan cara, terlebih dahulu kita masukan data inputan kedalam layar

Microscoft excel dimana kolom A sebagai Longitude kolom B sebagai Latitude dan

kolom C sebagai data tinggi gelombang signifikan lalu data tersebut kita simpan

dalam format *csv (comma delimited) setelah di save lembar excel jangan ditutup,

dapat kita lihat pada gambar sbb :

12

3. Setelah data tersimpan kita klik perintah View > klik Macros pilih Record Macros.

4. Akan Tampil seperti dibawah ini klik OK.

5. Lalu klik View > Macros > pilih Stop Recording.

13

6. Klik View lagi lalu klik Macros > pilih View Macros.

Sehingga akan muncul tampilan seperti gambar berikut :

7. Klik Edit, sehingga muncul tampilan sebagai berikut :

8. Pada lembar Microscoft visual basic kita masukkan program yang sudah kita buat,

dapat kita lihat di bawah ini, setelah program dimasukkan ubah directory nya lalu

jumlah data yang akan dibagi. Selanjutnya kita mulai klik Run ( ).

14

Susunan baris program sebagai berikut :

Sub Macro1()

DDIR$ = "D:\@-IK-Training_6\3-Hasil_Seleksi_Lok\"

Open DDIR$ + "Rata-rata-pertahun.csv" For Input As #1

Open DDIR$ + "Rata-rata-pertahun.txt" For Output As #2

While Not EOF(1)

JSWH = 0

For I = 1 To 1460

Input #1, LON, LAT, SWH

JSWH = JSWH + SWH

If I = 3 Then

DLON = LON

DLAT = LAT

End If

Next I

RSWH = JSWH / 1460

Write #2, DLON, DLAT, RSWH

Wend

Close #2

Close #1

End Sub

15

VII. Cara Interpolasi Data Grid dengan Menggunakan Surfer

1. Data yang sudah per tahun maka dilakukan interpolasi hingga ukuran spasial grid

menjadi 1 km x 1 km dengan menggunakan perangkat lunak Surfer sebagai

keperluan informasi yang lebih detail sebagai masukan dalam sel di pantai.

2. Terlebih dahulu kita buka data yang sudah terekstrak dalam format *txt di Surfer.

Seleksi data tersebut pada lembar kerja worksheet dengan cara File > New pilih

Worksheet, data yang akan digunakan yaitu longitude, latitude dan Significant

wave height. Dimana kolom A adalah longitude, kolom B adalah latitude dan kolom

C adalah Significant wave height. Setelah data terseleksi lalu save dalam format

*DAT pada folder \3-Hasil_Seleksi_Lok

3. Data yang sudah dalam format *DAT lalu di interpolasi dengan cara, buka lembar

kerja Surfer klik File pilih New Plot. Setelah lembar kerja muncul lalu gunakan

perintah Grid > pilih data. Sehingga dapat terlihat gambar sbb:

16

Sehingga akan muncul tampilan sbb :

4. Pilih x sebagai kolom A, y sebagai kolom B dan z sebagai kolom C, untuk Gridding

method kita gunakan Kriging, Output Grid file untuk alamat file yang akan di save.

Grid line Geometry kita cuma hanya mengganti Spacing dengan ukuran spasial

grid menjadi 1 km x 1 km dikarenakan dalam bentuk derajat kita ubah ke decimal

degree dengan nilai Spacing 0.009090909091 x 0.009090909091, setelah semua

terisi klik OK.

17

VIII. Cara Memotong Area Batas dan Ekspor Data dengan Global Mapper

1. Setelah proses Kriging selesai lalu dilanjutkan dengan mengkonversi Grid kedalam

format ASCII (xyz) dengan meng croop wilayah yang akan digunakan, dengan cara

membuka hasil grid di program Global Mapper. Caranya buka Global Mapper >

Open Your Owen Data Files (buka data hasil grid) > Sehingga dapat dilihat

seperti gambar sbb:

Akan muncul tampilan sebagai berikut, klik OK.

2. Setelah data terbuka lalu klik File > Eksport Raster File and Elevasion Data >

Export XYZ Grid > OK.

18

Akan tampil seperti dibawah ini: Klik Export Bounds

Ubah Lat/Lon, Global Projection, Corner w/size-Global Project dengan batas

koordinat yang di inginkan sesuai dengan domain wilayah pengamatan. Misalkan

domain pengamatan wilayah kita Tanggerang dengan mengisi North -5.695 South -

6.1 West 106.345 East 106.763 Lalu tekan OK dan Save file dalam format *txt.

19

IX. Cara Mencari Nilai Titik Tinggi Gelombang Signifikan Terdekat Terhadap Titik

Pusat Sel Pantai

1. Langkah selanjutnya dicari tinggi gelombang signifikan yang posisinya terdekat

dengan posisi sel yang ada di pantai untuk setiap tahunnya dengan meng overlay

data sel dengan data titik gelombang, dengan menggunakan perangkat lunak

Surfer. Buka Surfer > (untuk membuka data titik tinggi gelombang signifikan) Map

> New > Post Map > untuk mengatur Properties Post Map dabel klik pada Post

2. Untuk membuka sel data dengan cara File > Import > Open file sel data. Bisa kita

lihat seperti gambar sbb:

3. Agar bisa melihat titik stasiun kita bisa menggunakan perintah Digitize dengan

mengklik Map > Digitize, kemudian klik pada titik stasiun yang terdekat pada jarak

sel. Setelah dapat titik koordinat tinggi gelombang signifikan dengan jarak terdekat,

20

lalu masukan nilai tinggi gelombang signifikan dan titik koordinat kedalaman format

sel integrasi, dapat dilhat pada gambar sbb:

21

X. Program Ekstrak,Cropping, dan Ekspor Data Tinggi Gelombang Signifikan Setelah Diinterpolasi Dengan Surfer

1. Buka Scripter pada perangkat lunak Surfer dapat dilihat pada gambar berikut

Sehingga dapat muncul seperti gambar dibawah ini :

2. Masukkan baris program Prog-Seleksi_GRD_Ekstrak_Lok pada lembar scrip

tersebut yang sudah dibuat: ubah directory lalu Run ( )

22

Baris program

Sub Main()

Dim JN, PX, PY, PZ, BA, BB, BL, BR, SP, XCL, YCL, JD, Z, I, PJ, L, DBJR,

DLNT

Dim T$, S$, DDIRD$, DDIRH$, FL$, CK$, PAR$, TBJR$, TLNT$, TPAR$, FLI$,

FLO$

Dim DT$(25)

' MASUKAN JUMLAH KOLOM DATA

JN = 10

JN = JN - 1

' MASUKAN KOLOM X (BUJUR)

PX = 6

' MASUKAN KOLOM Y (LINTANG)

PY = 7

' MASUKAN KOLOM Z (PARAMETER)

PZ = 9

' MASUKAN KOORDINAT BATAS ATAS

BA = -0.5

' MASUKAN KOORDINAT BATAS BAWAH

BB = -12.5

' MASUKAN KOORDINAT BATAS KIRI

BL = 101.5

' MASUKAN KOORDINAT BATAS KANAN

BR = 118.5

' MASUKAN SPACING GRID

SP = 0.009090909091

' MASUKAN JUMLAH KOLOM-X GRID

XCL = 1871

' MASUKAN JUMLAH BARIS-Y GRID

YCL = 1321

T$ = Chr(9)

S$ = ","

DDIRD$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\2-Data_Eksport_ODV\"

DDIRF$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\3-Hasil_Seleksi_Lok\"

DDIRG$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\4-Hasil_Grid_Surfer\"

DDIRH$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\5-

Hasil_Ekstrak_Grid_Global_mapper\"

' SETTING SURFER

On Error Resume Next 'Turn off error reporting.

Set SurferApp = GetObject(, "Surfer.Application")

If Err.Number 0 Then

Set SurferApp = CreateObject("Surfer.Application")

End If

On Error GoTo 0 'Turn on error reporting.

If SurferApp.Windows.Count = 0 Then SurferApp.Documents.Add (srfDocPlot)

SurferApp.Visible = True

SurferApp.WindowState = srfWindowStateNormal

SurferApp.Width = 1024

SurferApp.Height = 200

SurferApp.Windows(1).Zoom (srfZoomPage)

For Z = 1998 To 1998

FL$ = Trim(Str(Z))

23

Open DDIRD$ + "data_from_" + FL$ + ".txt" For Input As #1

Open DDIRF$ + FL$ + ".dat" For Output As #2

While Not EOF(1)

Line Input #1, PAR$

CK$ = Mid$(PAR$, 1, 2)

If CK$ = "Cr" Then

CK$ = "//"

End If

If CK$ "//" Then

For I = 1 To JN

PJ = Len(PAR$)

L = InStr(1, PAR$, T$)

DT$(I) = Mid$(PAR$, 1, L - 1)

PAR$ = Mid$(PAR$, L + 1, PJ - L)

If I = JN Then DT$(I + 1) = PAR$

Next I

TBJR$ = DT$(PX)

TLNT$ = DT$(PY)

TPAR$ = DT$(PZ)

DBJR = Val(DT$(PX))

DLNT = Val(DT$(PY))

If DBJR >= BL And DBJR = BB And DLNT

24

XI. Menentukan Hasil Jarak Terdekat dengan Bahasa Microsoft Visual Basic

1. Buka program Microsoft Excel, pilih View > klik Macros > pilih Record Macros.

Sehingga muncul tampilan Record Macros nya seperti terlihat pada gambar

berikut: lalu klik OK.

2. Pilih kembali View > Macros > pilih Stop Recording.

3. Untuk menampilkan layar Microsoft visual basic kita pilih lagi perintah View >

Macros > View Macros.

Akan muncul tampilan Macro

25

4. Lalu klik Edit, dan akan muncul layar Microsoft Visual Basic seperti gambar sbb :

5. Kemudian baris program yang sudah kita buat, kita masukkan pada lembar visual

basic.

26

Kemudian ubah directory file, setelah itu jalankan program tersebut dengan cara

mengklik icon RUN ( )

Baris Program sebagai berikut :

Sub Main()

Dim DDIRK$, DDIRD$, NM$, HBJR$, HLNT$, HDDD$, T$, PAR$, KLOK$, KCVI$,

TH$

Dim I, JD, JJ, J, DJRK, DBJR, DLNT, JRK

Dim IKKAB$(100), INKAB$(100), IKSEL$(100), IXX(100), IYY(100),

DIXX$(100), DIYY$(100), IKLOK$(100), IKCVI$(100)

T$ = Chr(9)

DDIRK$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\ID_Lok\"

DDIRD$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\5-

Hasil_Ekstrak_Grid_Global_mapper\"

DDIRS$ = "D:\@-IK-Training\Modul-06-Gelombang\6-Hasil_Jarak_Min\"

For I = 5 To 5

If I = 1 Then NM$ = "BK"

If I = 2 Then NM$ = "JK"

If I = 3 Then NM$ = "PK"

If I = 4 Then NM$ = "SB"

If I = 5 Then NM$ = "TG"

Open DDIRK$ + NM$ + "_ID.TXT" For Input As 1

JD = 0

Line Input #1, PAR$

While Not EOF(1)

JD = JD + 1

Input #1, XX$, YY$, KLOK$, KCVI$, KKAB$, NKAB$, KSEL$

IKKAB$(JD) = KKAB$

INKAB$(JD) = NKAB$

IKSEL$(JD) = KSEL$

27

IKLOK$(JD) = KLOK$

IKCVI$(JD) = KCVI$

IXX(JD) = Val(XX$)

DIXX$(JD) = XX$

IYY(JD) = Val(YY$)

DIYY$(JD) = YY$

Wend

JJ = JD

Close #1

Open DDIRS$ + "J-" + NM$ + "-RTGL.TXT" For Output As #2

Print #2, "BUJUR" + T$ + "LINTANG" + T$ + "LOKASI" + T$ + "KODE_CVI" +

T$ + "KODE_KAB" + T$ + "NAMA_KAB" + T$ + "KODE_SEL" + T$ + "TAHUN" + T$

+ "SLT" + T$ + "D_BUJUR" + T$ + "D_LINTANG"

For K = 1998 To 1998

TH$ = Trim(Str(K))

For J = 1 To JJ

Open DDIRD$ + NM$ + "-" + TH$ + ".TXT" For Input As #1

DJRK = 99999

While Not EOF(1)

Input #1, BJR$, LNT$, DDD$

DBJR = Val(BJR$)

DLNT = Val(LNT$)

JRK = Sqr(((DBJR - IXX(J)) ^ 2) + ((DLNT - IYY(J)) ^ 2))

If JRK < DJRK Then

DJRK = JRK

HBJR$ = Trim(BJR$)

HLNT$ = Trim(LNT$)

HDDD$ = Trim(DDD$)

End If

Wend

Print #2, DIXX$(J) + T$ + DIYY$(J) + T$ + IKLOK$(J) + T$ + IKCVI$(J)

+ T$ + IKKAB$(J) + T$ + INKAB$(J) + T$ + IKSEL$(J) + T$ + TH$ + T$ +

HDDD$ + T$ + HBJR$ + T$ + HLNT$

Close #1

Next J

Next K

Close #2

Next I

End Sub

28

XII. Biodata Instruktur

Biodata Instruktur 1

Nama : Erwin Maulana

Email : erwin_maulana2002@yahoo.com

Mobile : 085691424321

Instansi : Institut Pertanian Bogor

Biodata Instruktur 2

Nama : M. Tri Hartanto

Email : tri_itk@@yahoo.com

Mobile : 081314402527

Instansi : Institut Pertanian Bogor