p-ISSN         : 2087-9423
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jurnalikt
e-ISSN         : 2620-309X

## ANALISIS RETRACKING WAVEFORM DATA SATELIT ALTIMETER PADA TELUK, PERAIRAN PULAU-PULAU KECIL, DAN LAUT DALAM DI LAUT HALMAHERA
WAVEFORM RETRACKING ANALYSES OF ALTIMETRY SATELLITE DATA AROUND GULF, SMALL ISLANDS, AND DEEP WATERS IN HALMAHERA SEA
Maya Eria Br Sinurat 1* , Bisman Nababan 2 dan Jonson Lumban Gaol 2
1 Program Studi Teknologi Kelautan, Pascasarjana, FPIK-IPB, Bogor, 16680, Indonesia
2 Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, FPIK-IPB, Bogor, 16680, Indonesia *E-mail: maya_eriabrsinurat@apps.ipb.ac.id

## ABSTRACT
The accuracy of sea surface height (SSH) estimation  from altimeter satellites is strongly influenced by waters condition and coastal land. In general, SSH estimations in offshore are accurate. However, in coastal  waters,  SSH  estimation  are  inaccurate  due  to  the  reflection  of  signal  from  land.  The  study purpose was to retrack the waveform of Altimeter satellites in a complex the Halmahera Sea. The data used for this study were the waveform Sensor Geophysical Data Record type D (SGDR-D) of Jason-2 and Jason-3 of 2017. To retrack waveform, we used several algorithms i.e., Offset Centre of Gravity ( OCOG) , Iced , Threshold, and Improved  Threshold . All retrackers  provided  significant improvement in  SSH  estimations  except  OCOG.  The  best  retracker  used  in  Halmahera  Sea  for  the  shallow  and narrow bay was Threshold 10%, for the deep and wide bay was Threshold 50%, and for small islands waters  were  Threshold  10%  and  Threshold  20%.  In  general,  Non-Brown  waveforms  were  more common in the shallow and narrow bay  waters (average=63.49%) vs. the deep and wide bay waters (average=11.51%) and small island waters (average=9.57%). However, the improvement percentage of  SSH  estimations  in  the  shallow  and  narrow  bay  waters  was  higher  than  the  deep  and  wide  bay waters  and  small  islands  waters.  The  best  retrackers  in  the  Halmahera  Sea  was  the  Threshold  10% algorithm with the IMP value of  96.71% on Jason-2 pass 164.
Keywords: altimetry, Jason-2, Jason-3, retracking, waveform

## ABSTRAK
Akurasi estimasi tinggi muka laut (SSH) dari satelit altimeter sangat dipengaruhi oleh kondisi perairan dan  daratan  disekitar  perairan  tersebut.  Estimasi  SSH  di  laut  lepas  umumnya  sudah  akurat.  Namun, pada  daerah  pantai,  estimasi  SSH  kurang  akurat  karena  gangguan  pantulan  sinyal  dari  daratan. Penelitian  ini bertujuan untuk  melakukan  analisis retracking waveform satelit altimeter pada perairan yang kompleks di Laut Halmahera. Data yang digunakan pada penelitian ini yaitu data waveform dari Sensor  Geophysical  Data  Record  type D  (SGDR-D)  Jason-2  dan  Jason-3  tahun  2017.  Algoritma retracking yang  digunakan  yaitu Offset  Centre  of  Gravity (OCOG), Iced , Threshold, dan Improved Threshold . Hasil retracking waveform menunjukkan semua retracker memberikan perbaikan data SSH yang  signifikan  kecuali  OCOG. Retracker yang  paling  cocok  diaplikasikan  di  Laut  Halmahera  pada teluk dangkal dan sempit yaitu Threshold 10%, pada teluk dalam dan lebar yaitu Threshold 50%, serta pada  perairan  dekat  pulau pulau  kecil  yaitu Threshold 10%  dan Threshold 20%.  Secara  umum, Non- Brown waveform  lebih  banyak  ditemukan  di  perairan  teluk  dangkal  dan  sempit  (rata-rata=63,49%) dibandingkan  dengan  teluk  dalam  dan  lebar  (rata-rata=11,51%)  dan  perairan  pulau-pulau  kecil  (rata- rata=9,57%). Namun demikian, tingkat perbaikan data SSH di perairan teluk dangkal dan sempit lebih tinggi  dibandingkan  dengan  teluk  dalam  dan  lebar  serta  perairan  pulau-pulau  kecil  dan  laut  dalam. Persentase  peningkatan  perbaikan  data  (IMP)  tertinggi  yaitu  96,71%  dengan  algoritma Improved Threshold 10% pada Jason-2 pass 164.
Kata kunci: altimeter, Jason-2, Jason-3, retracking, waveform

## I. PENDAHULUAN
Satelit  altimeter memiliki  peran penting  dalam  pengetahuan  di  bidang kelautan.  Satelit  altimeter  memiliki  level akurasi  hingga  tingkat  cm,  memiliki  area cakupan  luas  dan  tingkat  pengulangan  yang tinggi  (Guo et  al .,  2010).  Data  altimeter digunakan  untuk  pemantauan  variasi  tinggi muka  laut  ( sea  surface  height ). Sea  surface height (SSH) yang diamati memiliki peranan penting  untuk  beberapa  aplikasi  seperti kajian  oseanografi  (Chelton et  al .,  2001), pemodelan  pasang  surut  (Savcenko  and Bosch,  2008),  tren  dan  variabilitas  SSH (Saraceno et al ., 2014).  Data altimeter pantai berpotensi digunakan untuk mengkaji dinamika pantai dan variabilitas paras laut di perairan  pesisir  Indonesia  (Lumban-Gaol et al ., 2018).
Estimasi  SSH  dari  satelit  altimeter dipengaruhi oleh bentuk waveform . Waveform data  satelit  altimeter  umumnya memiliki  tiga  bagian  utama  yaitu thermal noise , leading  edge ,  dan trailing  edge . Thermal  noise merupakan  bagian  dari waveform yang  menunjukkan  waktu  pada saat sinyal belum menyentuh permukaan laut sehingga  belum  terjadi  peningkatan power . Leading  edge merupakan  bagian waveform pada saat pertama kali menyentuh permukaan laut (titik nadir) sehingga terjadi peningkatan power sampai titik power tertinggi sedangkan trailing  edge merupakan  pantulan  energi gelombang di sekeliling titik nadir (Deng and Featherstone,  2006;  Gommenginger et  al ., 2011). Estimasi SSH diperoleh dari pengukuran range pada  titik  tengah leading edge (Bao et al ., 2008).
Waveform di  laut  lepas  umumnya memiliki  bentuk  ideal  yang  pertama  kali ditemukan  oleh  Brown  (1997)  (Gambar  1a). Titik  tengah leading  edge Brown  waveform berada pada gate yang sudah ditetapkan oleh satelit.  Adapun waveform yang  terbentuk pada  perairan  pantai  dan  perairan  dangkal merupakan waveform kompleks  ( Non-Brown waveform ) karena dikontaminasi oleh
topografi  pantai  dan  proses  geofisika. Keadaan tersebut menyebabkan posisi leading  edge pada Non-Brown waveform (Gambar  1b)  menjadi  tidak  sesuai  dengan bentuk  normal  seperti  terlihat  pada  model Brown  waveform sehingga  menghasilkan estimasi  SSH  yang  kurang  akurat  (Yang et al ., 2008; Bao et al ., 2008).
Gambar 1.  Contoh ideal waveform (a) Brown-waveform yang  ditemui pada  laut  lepas  (Deng  and Featherstone 2006); (b) Waveform yang terganggu daratan  (warna  biru)  (Roscher et al . 2017).
Salah  satu  cara  untuk  meningkatkan akurasi  data  SSH  di  daerah  pantai  yaitu dengan retracking  waveform (Deng  and Featherstone  2006;  Hwang et  al .,  2006;  Bao et  al .,  2008;  Lee et  al .,  2010;  Guo et  al ., 2010). Retracking  waveform merupakan suatu  algoritma  perhitungan  ulang  data
(a)
(b)
altimeter  untuk  mengoreksi  jarak  satelit dengan permukaan air berdasarkan waveform dari power sinyal  saat  pertama  kali menyentuh  permukaan  air  (titik  nadir)  (Bao et  al .,  2008).  Sandwell  and  Smith  (2005) berhasil  meningkatkan  akurasi  data  altimeter ERS-1  di  daerah  pantai  dengan retracking waveform hingga  36%.  Hwang et  al .  (2006) melakukan retracking waveform data altimeter  Geosat  di  perairan  Taiwan  dengan persentasi peningkatan akurasi tertinggi yaitu 20%.  Bao et  al. (2008)  juga  berhasil melakukan retracking waveform data altimeter  ERS-1  di  Laut  Cina  dengan persentase  peningkatan  hingga  77,9%.  Pada tahun 2010, Guo et al . melakukan retracking waveform data  EnviSat  di  perairan  pantai Mediterrania  dengan  persentase  peningkatan hingga  59,8%.  Idris  and  Deng  (2012) berhasil  meningkatkan  akurasi  data  Jason-1 dan  Jason-2  di  Australia  sekitar Great Barrier Reef hingga 86,96% dengan retracking  waveform .  Passaro et  al. (2014) juga  telah  mengembangkan  metode  baru retracking  waveform yaitu The  Adaptive Leading  Edge  Subwaveform (ALES)  dan diaplikasikan  ke  data  Envisat,  Jason-1dan Jason-2  di  Teluk  Trieste  dan  Teluk  Mossel, pantai  Afrika  Selatan.  Idris et  al .  (2017) mengembangkan  metode Coastal  Altimetry
Waveform
Retracking Expert System (CAWRES)  yang  mampu  meningkatkan akurasi  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan metode  sebelumnya.  Roscher et  al .  (2017) juga mengembangkan metode Spasio- Temporal Altimetry Retracking (STAR) yang diaplikasikan  ke  data  Jason-2  perekaman  di Trieste dan Bangladesh dan mampu memberikan  perbaikan  akurasi  yang  lebih baik  dari  metode  ALES  dan  metode sebelumnya.
Retracking  waveform pada  daerah pesisir  Indonesia  masih  sangat  minim dilakukan  sedangkan  data  SSH  perairan Indonesia  yang  akurat  sangat  dibutuhkan untuk  pemantauan  SSH  serta  dampaknya terhadap  pulau-pulau  kecil  di  perairan Indonesia. Retracking waveform data
altimeter  yang  telah  dilakukan  di  Indonesia yaitu retracking di  pesisir  selatan  Jawa Tengah  dan  Jawa  Barat  (Adrian,  2013), retracking  waveform Jason-2  di  perairan Jawa  Timur  (Sumerta,  2013), retracking waveform Jason-2 di pesisir Pulau Mentawai, Sumatera  Barat  (Pamungkas,  2014),  serta retracking  waveform di  perairan  pulau  Jawa (Hakim et  al .,  2015  dan  Nababan et  al ., 2018). Hasil penelitian Nababan et al . (2018) menunjukkan  bahwa  garis  pantai  yang semakin kompleks menghasilkan Non-Brown waveform yang semakin banyak dibandingkan  dengan  garis  pantai  kurang kompleks  pada  perairan  dangkal  Laut  Jawa. Non-Brown  waveform akan  menghasilkan nilai  estimasi  SSH  yang  kurang  akurat dengan  menggunakan  algoritma  standard Oceanic . Penelitian retracking  waveform di Indonesia  hanya  terbatas  pada  perairan  di Pulau  Jawa  dan  Sumatera  Barat  sehingga retracking  waveform perlu  dilakukan  di perairan  Indonesia  lainnya  seperti  Laut Halmahera.  Laut  Halmahera  merupakan perairan yang kompleks  memiliki kedalaman yang bervariasi dari laut dangkal sampai laut dalam,  memiliki  banyak  teluk  dengan keragaman kedalaman yang bervariasi, dilalui  oleh  arus  lintas  Indonesia  (Arlindo), dan berhubungan langsung dengan Samudera Pasifik. Hal itu menyebabkan Laut Halmahera  memiliki  kondisi  oseanografi yang  kompleks.  Laut  Halmahera  juga memiliki pulau-pulau kecil  yang  rentan akan kenaikan  muka  laut ( sea level  rise ) sehingga SSH  di  perairan  tersebut  perlu  dipantau. Pemantauan  dan  kajian  SSH  tersebut memerlukan  data  yang  akurat  terutama  di daerah  pantai  sehingga  penelitian  mengenai retracking waveform data  satelit  altimeter  di daerah  ini  perlu  dilakukan. Retracking waveform pada penelitian  ini  dilakukan pada data  satelit  Jason-2  dan  Jason  3  yang melewati  Laut  Halmahera  seperti  daerah teluk  dan  perairan  yang  berada  di  dekat pulau-pulau  kecil.  Tujuan  penelitian  ini adalah  melakukan retracking  waveform dan
menganalisis  hasil retracking  waveform satelit  altimeter  Jason-2  dan  Jason-3  yang melewati teluk dangkal, teluk dalam, perairan dekat  pulau-pulau  kecil,  dan  laut  dalam  di Laut Halmahera.

## II. METODE PENELITIAN

## 2.1. Lokasi dan Data Penelitian
Lokasi  pengamatan  mencakup  Laut Halmahera  mulai  dari  127°24'59,38"  BT hingga  130°24'40,22"  BT  dan  2°29'35,84"
LU hingga 1°57'24,89" LS (Gambar 2). Data yang  digunakan  pada  penelitian  ini  terdiri dari data lintasan satelit altimeter, data satelit altimeter  Jason-2  ( pass 75  dan  164)  dan Jason-3  ( pass 253  dan  164)  level  2  yaitu SGDR  ( Sensor  Geophysical  Data  Record ) tipe  D  yang  melintasi  Laut  Halmahera  pada Januari 2017 (Tabel 1), data Earth Gravitational Model 2008 (EGM08) dan data Batimetri Nasional (BATNAS) yang dipublikasi oleh Badan Informasi Geospasial (BIG).
Tabel 1. Koordinat pengamatan waveform di Laut Halmahera.
Satelit Pass Koordinat Awal Koordinat Akhir Lintang Bujur Lintang Bujur Jason-2 164 1°57'39,02"LS 128°58'27,28"BT  2°24'15,00"LU   127°24'55,78"BT 75 1°57'14,61"LS   128°59'26,48"BT  2°02'58,36"LU   130°24'55,09"BT Jason-3 164 1°57'32,96"LS   130°23'10,03"BT  2°29'48,66"LU   128°47'38,41"BT 253 1°57'42,45"LS   127°33'55,41"BT  2°29'47,76"LU  129°09'15,93"BT
Gambar 2.  Lokasi Penelitian. Garis warna hitam menandakan track dari Satelit Altimeter Jason-2 (J2) dan Jason-3 (J3).
2.3. Retracking waveform
Retracking waveform pada  penelitian ini  dilakukan  pada  setiap  lintasan  yang melewati perairan Halmahera dengan koordinat  yang  terdapat  pada  Tabel  1. Retracking  waveform dilakukan  dengan beberapa  algoritma  ( retracker )  yaitu Ocean ( on-board retracker yang sudah ada di dalam data  SGDR-D), Ice (Martin et  al .,  1983), Offset Centre of Gravity (OCOG) (Wingham et  al .,  1986), Threshold (Davis,  1995  dan 1997), Improved  Threshold (Hwang et  al ., 2006).  Algortima Threshold dan Improved Threshold diaplikasikan  dengan  beberapa ambang  batas  yaitu  10%,  20%,  dan  50%). Retracking dengan beberapa algoritma tersebut  menghasilkan gate yang  memotong posisi  tengah leading  edge sehingga  dapat dilakukan  koreksi  jarak  antara  satelit  dengan permukaan  bumi  dengan  persamaan  berikut (Anzenhofer et  al .,  1999;  Guo et  al .,  2010 dan Yang et al ., 2012):
............................. (1)
............................................... (2)
d r merupakan koreksi  ketinggian  satelit dengan  permukaan  hasil retracking (m),  c merupakan  kecepatan  cahaya  (299792458 m/s), ∆G a merupakan interval  waktu  untuk satu  gerbang  pengamatan, G r merupakan nomor  gerbang leading  edge  point hasil retracking , G 0 merupakan nilai gerbang yang ditentukan  pada  satelit, R merupakan  jarak hasil  pengukuran  satelit  (m),  dan R r merupakan jarak hasil retracking (m). Jarak  hasil retracking ( R r )  dikoreksi untuk  memperoleh  jarak  terkoreksi  ( R corr ). Chelton et  al .  (2001)  menyatakan  bahwa komponen  koreksi  nilai range terdiri  dari koreksi  atmosferik, sea  state  bias ,  dan koreksi  pasang  surut.  Pada  penelitian  ini, koreksi  yang  dilakukan  terdiri  dari  koreksi ionosfer  (  h iono ),  koreksi  troposfer  basah (  h wet ),  koreksi  troposfer  kering  (  h dry ), koreksi  bias  kondisi  laut  (  h ssb ),  koreksi
pasang  surut  ( h tides ),  dan  koreksi  atmosferik dinamis  ( h atm ).  Perhitungan  untuk  meng- hasilkan  jarak  terkoreksi  dapat  dilihat  pada persamaan  berikut  (Andersen  and  Scharroo, 2011):
................................................................. (3)
Nilai SSH hasil retracking dilakukan dengan menggunakan  persamaan  berikut  (Yang et al ., 2008):
......................................... (4) 2.4. Visualisasi dan Perhitungan
Kemampuan Hasil Retracking Waveform
SSH  hasil retracking dari  beberapa metode  divisualisasi  bersamaan  dengan  SSH onboard ( Ocean retracker ), alt echo type dan geoid  (EGM08). Alt  echo  type akan  aktif (‘ on ’)  pada  SSH  yang  memiliki  pola Non- Brown sehingga  dapat  dilihat  ke-mampuan setiap retracker dalam  mem-perbaiki  data SSH  yang  kurang  akurat  berdasarkan  pola geoid.  SSH  hasil retracker yang  memiliki pola menyerupai geoid merupakan SSH yang lebih  baik  sehingga retracker tersebut memberikan  hasil  perhitungan  yang  lebih tepat.
Kemampuan  hasil retracking dapat diketahui  dengan  menghitung  peningkatan persentase  atau Improvement  Percentage (IMP)  sehingga  dapat  ditentukan retracker terbaik yang memiliki  persentase  pe- ningkatan  akurasi  paling  tinggi.  IMP  dari beberapa  metode retracking dihitung  dengan mencari  nilai  simpangan  baku  atau standard deviation (STD)  dari  selisih  antara SSH dengan  geoid  (Hwang et  al .,  2006) menggunakan persamaan berikut:
................................................................. (4)
................... (5)
σ Ocean merupakan SD dari selisih antara SSH hasil  perhitungan  metode ocean  retracking dengan  geoid  (EGM08)  dan  σ Retracking merupakan  SD  dari  selisih  antara  SSH  hasil retracking dengan  geoid.  Selain  IMP, kemampuan retracking waveform juga ditunjukkan  oleh success  rate (SR).  SR merupakan persentase jumlah waveform yang dapat  dihitung  ulang  ( retracking )  oleh  suatu algoritma dari jumlah total waveform.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil retracking waveform me- nunjukkan bahwa setiap retracker menghasilkan  performa  yang  berbeda-beda terhadap  perbaikan  data  pada  setiap  lintasan Jason-2  dan  Jason-3  yang  melewati  Laut Halmahera. Hal itu ditunjukkan oleh perbedaan  hasil  estimasi  SSH  dan  IMP  dari setiap retracker .  Guo et  al .  (2010)  dan  Yang et  al .  (2008)  mengungkapkan  bahwa  adanya perbedaan hasil retracking waveform dikarenakan setiap retracker memiliki kelebihan dan kekurangan berdasarkan kondisi  perairan.  Hasil retracking  waveform di  daerah  teluk  berbeda  dengan  di  perairan dekat pulau-pulau kecil dan laut dalam.
3.1. Retracking Waveform di Perairan Teluk
Hasil retracking  waveform satelit Jason-2  dan  Jason-3  perairan  teluk  di  Laut Halmahera    menunjukkan  adanya  perbaikan estimasi nilai SSH yang signifikan. Gambar 3 dan Gambar 4 menunjukkan bahwa retracking  waveform memberikan  perbaikan data SSH ditunjukkan dengan pola SSH hasil retracking yang  lebih  mengikuti  pola  geoid dibandingkan  dengan  SSH  hasil  perhitungan onboard ( ocean ). Retracking  waveform juga
memberikan  estimasi  SSH  pada  kekosongan data  yang  tidak  dapat  diestimasi  oleh ocean retracker (garis  berwarna  hijau).  SSH  hasil retracking waveform menggunakan algoritma Threshold 10%  di  Teluk  Kao  (Gambar  3a) menunjukkan  pola  yang  mengikuti  pola geoid meskipun nilainya lebih tinggi dibandingkan  nilai  estimasi ocean ( over estimated ). Retracking waveform
menggunakan Improved Threshold 10%  di  Teluk  Buli (Gambar  4a)  juga  memperbaiki  SSH  dan mengestimasi SSH pada beberapa data ocean yang  kosong  dan  memiliki  pola  SSH  yang mirip dengan geoid meskipun pada 1,041 LU hingga  1,054  LU,  estimasi  yang  dihasilkan sangat  tinggi.  Hasil retracking  waveform menggunakan  algoritma Threshold 50%  di Teluk  Weda  (Gambar  3b  dan  Gambar  4a) memiliki pola SSH yang mirip dengan geoid dan nilai SSH yang tidak over estimated dari algoritma ocean . Adapun SSH hasil retracking waveform menggunakan algoritma OCOG  di  Teluk  Kao,  Teluk  Buli  dan  Teluk Weda  memiliki  pola  yang  sangat  tidak beraturan  dan  tidak  mengikuti  pola  geoid terutama di daerah alt echo type ‘ on ’.
Estimasi  SSH  oleh ocean  retracker umumnya  akurat  hanya  sampai  10  km  dari daratan tergantung kondisi geografi (Wang et al . 2017). Namun, retracking waveform pada daerah  teluk  di  Laut  Halmahera  mampu menghasilkan  data  yang  akurat  lebih  dekat lagi  ke  arah  daratan.  Hasil retracking pada Teluk  Weda  memperbaiki  estimasi  SSH hingga  0,023°  atau  sekitar  2,6  km  dari daratan.  Hal  ini  sesuai  dengan  hasil retracking  waveform di sekitar perairan teluk Pulau  Tsushima,  Jepang  oleh  Wang et  al . (2017)  yang  mampu  menghasilkan  estimasi data  SSH  yang  akurat  hingga  3  km  dari daratan.
Gambar 3. SSH hasil retracking waveform satelit Jason-2 pass 164 di daerah Teluk. (a) Teluk Kao, (b) Teluk Weda.
Gambar 4.  SSH hasil retracking waveform satelit Jason-3 pass 253 di daerah Teluk. (a) Teluk Weda, (b) Teluk Buli.
Tabel 2.  Performa  hasil retracking  waveform Jason-2 pass 164 dan Jason-3 pass 253 dengan beberapa algoritma ( retracker ) di daerah teluk.
Satelit Pass Region Retracker Peforma IMP (%) SR (%)
Jason-2 164 Teluk Kao OCOG -10,75 100 Threshold 10% 96,23 100 Threshold 20% 93,73 100 Threshold 50% 64,72 100 Improved Threshold 10% 96,71 100 Improved Threshold 20% 94,86 100 Improved Threshold 50% 64,72 100 Ice 83,78 100 Ocean - 48,4
Satelit Pass Region Retracker Peforma IMP (%) SR (%) Teluk Weda OCOG -192,16 100 Threshold 10% 47,61 100 Threshold 20% 46,86 100 Threshold 50% 49,05 100 Improved Threshold 10% 46,25 100 Improved Threshold 20% 42,92 100 Improved Threshold 50% 40,22 100 Ice 46,25 100 Ocean - 95,41 Jason-3 253 Teluk Buli OCOG -488,9 100 Threshold 10% 56,11 100 Threshold 20% 45,58 100 Threshold 50% 32,26 100 Improved Threshold 10% 50.83 100 Improved Threshold 20% 37,03 100 Improved Threshold 50% 19,88 100 Ice 42,35 100 Ocean - 82,71 Teluk Weda OCOG -200,57 100 Threshold 10% 52,91 100 Threshold 20% 56,12 100 Threshold 50% 60,97 100 Improved Threshold 10% 51,84 100 Improved Threshold 20% 57,59 100 Improved Threshold 50% 57,55 100 Ice 59,98 100 Ocean - 91,4 Hasil  perhitungan  IMP  di  perairan teluk Laut Halmahera (Tabel 2)
menunjukkan bahwa setiap retracker memberikan  performa  perbaikan  data  SSH yang  berbeda-beda.  Hampir  semua retracker mampu  meningkatkan  akurasi  data  SSH  di Teluk  Kao  dengan  IMP  diatas  80%  dengan retracker terbaik  yaitu Threshold 10%  dan Improved  Threshold 10%.  Kedua retracker ini  mampu  memperbaiki  data  SSH  di  Teluk Kao  dengan  perbedaan  persentase  hanya 0,49% sehingga performa kedua retracker ini tidak  memiliki  perbedaan  yang  signifikan. Threshold 10%  juga  merupakan retracker terbaik  di  Teluk  Buli  meskipun  persentase peningkatannya dibawah 60%. Hasil retracking di  Teluk  Buli  memperlihatkan
perbedaan  performa  yang  signifikan  pada setiap retracker ditandai  dengan  nilai  IMP yang sangat beragam dibandingkan dua teluk lainnya. Sebaliknya, hasil retracking di Teluk Weda  memperlihatkan  IMP  yang  hampir sama  pada  setiap retracker meskipun Threshold 50% memberikan perbaikan terbaik  di  Teluk  Weda  baik  pada  Jason-3 pada  Jason-2 pass 164  maupun Jason-3 pass 253. Retracker-retracker terbaik  tersebut memiliki  kemiripan  dengan  hasil retracking yang dilakukan oleh Nababan et al . (2018) di selatan Jawa dan Laut Jawa.
Persentase  perbaikan  tertinggi  di daerah  teluk  Laut  Halmahera  terdapat  pada Teluk Kao (Jason-2 pass 164)  yaitu 96,71% mengunakan  algoritma Improved  Threshold
10%.  Pada  Teluk  Kao  terdapat  banyak  data yang  tidak  mengikuti  pola Brown sehingga banyak data yang tidak dapat diestimasi oleh ocean .  Persentase  SR  pada  Tabel  3 memperlihatkan  bahwa  algoritma ocean hanya mampu mengestimasi 48,4% dari total data waveform di  Teluk  Kao.  Adapun persentase  perbaikan  terendah  diperoleh  dari estimasi menggunakan OCOG.  OCOG tidak menghasilkan  perbaikan  data  dan  bahkan memberikan penurunan akurasi (IMP bernilai negatif).  Hal  tersebut  dikarenakan  algoritma OCOG  melakukan retracking hanya  dengan pendekatan  statistik  berdasakan  perhitungan antara  lebar gate dengan  lebar  amplitudonya (Guo et al ., 2010).
Hasil  analisis retracking  waveform di perairan teluk menunjukan perbedaan perbaikan  data  antara  teluk  yang  lebih dangkal  (kedalaman  kurang  dari  500  m)  dan teluk  dalam  (kedalaman  lebih  dari  500  m). Performa retracking  waveform pada  teluk yang  lebih  dangkal  dan  sempit  (Teluk  Kao) lebih baik dibandingkan pada teluk yang lebih dalam  dan  lebar  (Teluk  Weda).  Hal  ini disebabkan persentase Non-Brown wave-form di  teluk  dangkal  dan  sempit  lebih  tinggi dibandingkan  teluk  dalam  dan  lebar  serta perairan  dekat  pulau-pulau  kecil.  Persentase rata-rata Non-Brown  waveform di  teluk dangkal dan sempit adalah 63,49% sedangkan
di  teluk  dalam  dan  lebar  adalah  11,51%. Selain itu, rata-rata IMP yang dihasilkan pada teluk  dangkal  dan  sempit  juga  lebih  tinggi mencapai  84,96%  meskipun  pada  teluk dangkal  yang  terdapat  banyak  pulau-pulau kecil (Teluk Buli) memiliki hasil yang hampir sama dengan teluk dalam. IMP rata-rata pada teluk  dangkal,  sempit,  dan  terdapat  banyak pulau-pulau kecil yaitu 40,58% dan IMP rata- rata pada teluk dalam dan lebar yaitu 51,03%. Adapun retracker yang  paling  sesuai  pada teluk  yang  lebih  dangkal  dan  sempit  yaitu Threshold 10%  sedangkan retracker yang cocok  diaplikasikan  pada  teluk  dalam  dan lebar yaitu Threshold 50%.
3.2. Retracking Waveform di Perairan Pulau-Pulau Kecil dan Laut Dalam
Hasil retracking waveform pada satelit Jason-3 pass 164  dan  Jason-2 pass 75  yang melewati  pulau-pulau  kecil  dan  laut  dalam memberikan  perbaikan  terhadap  data  SSH. Gambar 5 dan Gambar 6 menunjukkan bahwa retracking  waveform menghasilkan pola SSH yang  menyerupai  geoid  kecuali  OCOG. Untuk  melihat  SSH  hasil retracking lebih jelas, dilakukan deliniasi pada lintasan Jason- 2 pass 75    yang  terdapat alt  echo  type “ on ” yaitu  pada  0,03018  LS  hingga  0,3729  LS yang  terletak  diantara  dua  pulau  kecil (Gambar 6b).
Gambar  5.  SSH  hasil retracking  waveform satelit  Jason-3 pass 164  di  Laut  Halmahera.  (a)
Bagian atas Pulau Gag, (b) Bagian bawah Pulau Gag.
Gambar 6. SSH hasil retracking waveform satelit Jason-2 pass 075 di Laut Halmahera. (a) full track , (b) bagian alt echo type “ on ”.
Gambar  6b  memperlihatkan noise estimasi  SSH  hasil  perhitungan on-board yang  sangat  jelas  ditandai  dengan  pola  garis lembah  yang  sangat  tajam  (hijau)  bahkan melewati  geoid.  Kesalahan  pengukuran  data SSH tersebut terlihat dapat diperbaiki dengan retracker  Threshold 20%  namun  tidak  untuk OCOG.  OCOG  tidak  mem-berikan  akurasi yang  lebih  baik  dan  hasil  SSH-nya  tidak mengikuti  pola  geoid,  namun  metode  ini setidaknya mampu memberikan estimasi SSH pada  bagian  yang  tidak  memiliki  data  SSH ocean .  Secara  umum,  SSH  hasil retracker yang  diaplikasikan  ke  data  altimeter  ini menghasilkan ketinggian yang over estimated
ditandai  dengan  pola  garis  SSH  hasil retracking berada  di  atas  pola  garis  SSH ocean .
Persentase  perbaikan  estimasi  data SSH Jason-3 pass 164 menunjukkan performa  yang  berbeda  pada  bagian  atas Pulau  Gag  dengan  bagian  bawah  Pulau  Gag (Tabel  3).  Tabel  3  memperlihatkan  bahwa retracking  waveform pada  bagian  atas  Pulau Gag  hanya  mampu  memperbaiki  data  SSH hingga 22,48% sedangkan pada bagian bawah Pulau  Gag  mencapai  66,9%.  Selain  itu, persentase  SR  juga  mem-perlihatkan  bahwa Ocean retracker sudah  mampu  mengestimasi 99,91% dari total waveform pada  bagian atas
Pulau  Gag  sehingga  terdapat  lebih  sedikit data yang kosong dibandingkan bagian bawah Pulau Gag. Hal tersebut menunjukkan bahwa tingkat perbaikan data SSH dengan retracking  waveform lebih  tinggi  di  perairan yang  lebih  dangkal  dan  terdapat  banyak pulau-pulau  kecil  dibandingkan  dengan  laut dalam.  Hasil retracking  waveform Jason-2 pass 251  yang  melewati  pulau-pulau  kecil  di Great  Barrier  Reef  Australia  oleh  Idris  and Deng  (2012)  juga  menghasilkan  IMP  yang tinggi yaitu 80,23%. IMP tersebut lebih tinggi bila  dibandingkan  dengan  IMP  pada  Jason-2 lintasan 099 yang tidak melewati pulau-pulau kecil.
Hasil retracking waveform me- nunjukkan bahwa terdapat perbedaan retracker terbaik  pada  Jason-3 pass 164  dan Jason-2 pass 075. IMP tertinggi pada Jason-3 pass 164  di  perairan  bagian  atas  pulau  Gag yaitu Improved  Threshold 20%  sedangkan pada  perairan  bagian  bawah  pulau  Gag  yaitu Threshold 20%.  Adapun retracker terbaik  di sepanjang lintasan Jason-2 pass yaitu Threshold 10%.  Sebaliknya, retracker yang
memiliki  IMP  terendah  yaitu  OCOG  yang memiliki nilai IMP negatif baik pada lintasan Jason-3 pass 164  maupun  Jason-2 pass 075. Selain  itu, Improved  Threshold  50% juga tidak  mampu  memperbaiki  data  SSH  pada Jason-3 pass 164  bagian  atas  Pulau  Gag  dan Jason-2 pass 075.
Performa  dari  delapan retracker yang diaplikasikan  di  perairan  dekat  pulau-pulau kecil  baik  perairan  dalam  maupun  perairan dangkal  tidak  memberikan  perbaikan  yang sama. Namun, terdapat empat retracker yang konsisten  mem-berikan  perbaikan  yang  baik untuk  perairan  dekat  pulau-pulau  kecil. Retracker tersebut  yaitu Threshold 10  %, Threshold 20%, Improved  Threshold 10  %, dan Improved  Threshold 20  %.  Persentase perbaikan rata-rata perairan dekat pulau-pulau kecil  yaitu  35,62%  dengan  persentase  rata- rata Non-Brown  waveform sebesar  9,57%. Adapun retracker yang paling sesuai diaplikasikan pada perairan dekat pulau-pulau kecil yaitu Threshold 20% untuk Jason-2 dan Threshold 10 % untuk Jason-3.
Tabel 3. Performa hasil retracking  waveform Jason-3 pass 164 dan Jason-2 pass 075 dengan beberapa algoritma ( retracker ) di perairan pulau-pulau kecil dan laut dalam.
Satelit Pass Region Retracker Peforma IMP (%) SR (%) Jason-3  164 Lintasan bagian atas Pulau Gag OCOG -188,91 100 Threshold 10% 21,52 100 Threshold 20% 22,00 100 Threshold 50% 4,00 100 Improved Threshold 10%  20,57 100 Improved Threshold 20%  22,48 100 Improved Threshold 50%  -3,40 100 Ice 18,43 100 Ocean - 99,91 Lintasan bagian bawah Pulau Gag OCOG -202,96 100 Threshold 10% 62,90 100 Threshold 20% 66,90 100 Threshold 50% -34,37 100 Improved Threshold 10%  55,62 100 Improved Threshold 20%  61,44 100 Improved Threshold 50%  3,20 100
Satelit Pass Region Retracker Peforma IMP (%) SR (%) Ice 37,77 100 Ocean - 92,46 Jason-2  75 Sepanjang Lintasan di Laut Halmahera OCOG -83,63 100 Threshold 10% 66,19 100 Threshold 20% 59,69 100 Threshold 50% 4,13 100 Improved Threshold 10%  64,94 100 Improved Threshold 20%  62,52 100 Improved Threshold 50%  -2,35 100 Ice 25,93 100 Ocean - 97

## IV. KESIMPULAN
Retracking waveform data  satelit altimeter di Laut Halmahera dengan Threshold 10%, Threshold 20%, Threshold 50%, Improved  Threshold 10%, Improved threshold 20%, Improved  Threshold 50%, dan Ice memberikan  perbaikan  data  SSH mulai  dari  3.2%  sampai  96.71%  sedangkan retracker OCOG  tidak  mampu  memberikan perbaikan.  Tidak  ditemukan  adanya  satu retracker yang  terbaik  di  Laut  Halmahera baik di perairan teluk maupun perairan pulau- pulau  kecil  dan  laut  dalam. Retracker yang paling  banyak  muncul  sebagai retracker terbaik  pada  satelit  Jason-2  dan  Jason-3  di Laut Halmahera adalah Threshold 10%. Nilai IMP  tertinggi  pada  penelitian  ini  sebesar 96,71%  diperoleh  dengan  menggunakan algoritma Improved Threshold 10%  pada Jason-2 pass 164 yang melewati Teluk Kao. Retracking  waveform pada  teluk dangkal  dan  sempit  memberikan  performa yang lebih baik dibandingkan teluk dalam dan perairan  dekat  pulau-pulau  kecil.  Persentase perbaikan  rata-rata  pada  teluk  dangkal  dan sempit  yaitu  84,96%,  pada  teluk  dalam  dan lebar  yaitu  51,03%,  dan  pada  perairan  dalam dekat  pulau-pulau  kecil  yaitu  35,62%. Namun, Non-Brown  wave-form lebih  banyak ditemukan  di  perairan  teluk  dangkal  dan sempit (rata-rata=63,49%) dibandingkan dengan  teluk  dalam  dan  lebar  (rata-
rata=11,51%)  dan  perairan  pulau-pulau  kecil (rata-rata=9,57%). Retracker yang  paling baik  diaplikasikan  pada  teluk  yang  lebih dangkal  dan  sempit  di  Laut  Halmahera  yaitu Threshold 10%  sedangkan  pada  teluk  dalam dan  lebar  yaitu Threshold 50%.  Adapun retracker yang  cocok  diaplikasikan  pada perairan  dekat  pulau-pulau  kecil  di  Laut Halmahera  yaitu Threshold 10  %  dan Threshold 20%.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  dibiayai  oleh  Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan, Kementrian  Riset  dan  Teknologi  Pendidikan Tinggi melalui Program Penelitian Pendidikan  Magister  Menuju  Doktor  untuk Sarjana  Unggul  (PMDSU)  tahun  anggaran 2019 dengan nomor kontrak No. 3/E1/KP.PTNBH/2019  tanggal  29  Maret 2019 dan Surat  Perjanjian Penugasan Pelaksanaan  Penelitian  PMDSU  dengan nomor  kontrak  No.  4252/IT3.L1/  PN/2019 tanggal  4  April  2019  (PI:  Dr.  Ir.  Bisman Nababan,  M.Sc.).  Penulis  mengucapkan terima  kasih  AVISO  dan  European  Space Agency  yang  telah  menyediakan  data  satelit altimetri  untuk  penelitian  ini.  Penulis  juga mengucapkan terima kasih kepada anonymous reviewers yang telah memberikan masukan  dan  komentar  yang  konstruktif untuk me-ningkatkan mutu paper ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Adrian D. 2013. Waveform retracking Satelit Jason-2  pada  pesisir  selatan  Jawa Tengah  dan  Jawa  Barat.  Skripsi. Departemen  Ilmu  dan  Teknologi Kelautan. Institut Pertanian Bogor.  49 hlm.
Andersen O.B. and R. Scharroo. 2011. Range and geophysical corrections in coastal regions: and implications for mean sea surface  determination. In :  Vignudelli S.,  A.  Kostianoy,  P.  Cipollini,  J. Benveniste,  ( ed .).  Coastal  Altimetry. Berlin (DE): Springer. 103-145 pp.
Anzenhofer  M.,  C.K.  Shum,  and  M.  Rentsh.
1999. Coastal altimetry and applications.  Columbus  (US):  The Ohio State University. 36 p.
Bao L., Y. Lu, and Y. Wang. 2008. Improved retracking  algorithm  for  oceanic altimeter  waveforms. Progress  in Natural Science , 19: 195-203. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2008.06
.017
Brown  G.S.  1977.  The  average  impulse response  of  a  rough  surface  and  its applications. IEEE  Trans.  Antennas Propag. , 25: 67-74. https://doi.org/10.1109/TAP.1977.114 1536
Chelton  D.B.,  J.C.  Ries,  B.J.  Haines,  L.  Fu, and  P.  Callahan.  2001.  Satellite altimetry. In :  Fu  L.  and  A.  Cazenave ( ed .).  Satellite  Altimetry  and  earth sciences:  A  Handbook  of  Techniques and  Applications.  San  Diego  (US): Academic Press. 1-132 pp.
Davis  C.H.  1995.  Growth  of  the  Greenland ice  sheet:  a  performance  assessment of  altimeter  retracking  algorithms.
IEEE  Trans.  Geosci .  33(5):  1108- 1116. https://doi.org/10.1109/36.469474 Davis  C.H.  1997.  A  robust  threshold retracking  algorithm  for  extracting ice-sheet  surface  elevation  from
satellite radar altimeters. IEEE Trans. Geosci ., 35(4): 974-979. https://doi.org/10.1109/IGARSS.1996 .516800
Deng  X.  and  W.E.  Featherstone.  2006.  A coastal  retracking  system  for  satellite radar altimeter waveforms: application to  ERS-2  around  Australia. J.  of Geophysical Research , 111: 1-16. https://doi.org/10.1029/2005JC003039
Gommenginger  C.,  P.  Thibaut,  L.  Fenoglio- Marc, G. Quartly, X. Deng, J. Gomez- Enri,  P.  Challenor,  and  Y.G.  Gao. 2011. Retracking altimeter waveforms near  the  coasts. In :  Vignudelli  S.,  A. Kostianoy, P. Cipollini and J. Benveniste  .  Coastal  altimetry.  Berlin
(DE): Springer. 61-101 pp. Guo J.Y., Y.G. Gao, C. Hwang, and J.L. Sun.
2010. A multi-subwaveform
parametric  retracker  of  the  radar satellite  altimetric  waveform  and recovery  of  gravity  anomalies  over coastal  oceans. Sci.  China  Earth  Sci ., 53(4): 610- 616.
https://doi.org/10.1007/s11430-009- 0171-3
Hakim M.R., B. Nababan, dan J.P. Panjaitan. 2015.  Peningkatan  akurasi  estimasi tinggi  paras  laut  melalui  analisis retracking waveform satelit  jason-2 di laut  jawa. J.  Ilmu  dan  Teknologi Kelautan Tropis ,  7(2): 771-790. https://doi.org/10.29244/jitkt.v7i2.112 54
Hwang C., J.Y. Guo, X. Deng, H.Y. Hsu, and Y.T.  Liu.  2006.  Coastal  gravity anomalies  from  retracked  Geosat/GM altimetry:  improvement,  limitation and the role of airbone gravity data. J. Geod , 80: 204-216.
https://doi.org/10.1007/s00190-006- 0052-x
Idris N.H and X.  Deng. 2012. The retracking technique  on  multi-peak  and  quasi- specular  waveforms  for  Jason-1  and Jason-2  missions  near  the  coast. 35(S1): 217-237.
https://doi.org/10.1080/01490419.201 2.718679
Idris  N.H.,  X.  Deng,  A.M.M.  Din,  and  N.W. Idris.  2017.  CAWRES:  a  waveform retracking  fuzzy  expert  system  for optimizing  coastal  sea  levels  from Jason-1 and Jason-2 satellite altimetry data. Remote  Sensing ,  9(603):  1-22. https://doi.org/10.3390/rs9060603
Lee  H.,  C.K.  Shum,  W.  Emery,  S.  Calmant,
S. Deng, C.Y. Kuo, C. Roesler, and Y. Yi.  2010.  Validation  of  Jason-2 altimeter data by waveform retracking over  California  coastal  ocean. Marine Geodesy , 33(S1): 304-316. https://doi.org/10.1080/01490419.201 0.488982
Lumban-Gaol,  J.,  D.  Adrian,  S.  Vignudelli, R. R. Leben, I.W. Nurjaya, T. Osawa, P.  Manurung,  P.  and  R.E.  Arhatin. 2018.  An  assessment  of  a  coastal altimetry data product in the Indonesian  Waters. IOP  Conf.  Ser.: Earth  and  Environ., 176: 012034.
https://doi.org/10.1088/1755-
1315/176/1/012034
Martin  T.V.,  H.J.  Zwally,  A.C.  Brenner,  and
A. Bindschadler. Analysis and retracking  of  continental  ice  sheet radar altimeter waveforms. J. Geophy. Res . 88(C3): 1608-1616. https://doi.org/10.1029/JC088iC03p01 608
Nababan, B., M.R. Hakim, and J.P. Panjaitan.
2018.  Waveform  Identification  and Retracking Analyses of Jason-2 Altimeter Satellite Data for Improving Sea  Surface  Height  Estimation  in Southern  Java  Waters  and  Java  Sea, Indonesia. IOP  Conf.  Ser.:  Earth  and Environ. Sci., 149: 012057 . https://doi.org/10.1088/1755- 1315/149/1/012057
Nababan  B.,  R.  Hakim,  D.  Adrian,  dan  J.
Lumban-Gaol. 2014.
Identifikasi
waveform data  satelit  altimeter  pada perairan  pesisir  dan  laut  dalam  di perairan  selatan  Jawa. J.  Ilmu  dan
Teknologi Kelautan Tropis, 6(2): 445- 459. https://doi.org/10.29244/jitkt.v6i2.902 1
Pamungkas  M.  2014.  Waveform  retracking satelit  Jason  2  tahun  2012  di  pesisir Pulau  Mentawai,  Sumatera  Barat. Skripsi. Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan. Institut Pertanian Bogor.  48hlm.
Passaro M., P.  Cipollini,  S.  Vignudelli,  G.D. Qurtly,  and  H.M.  Snaith.  2014. ALES:  A  multi-mission  adaptive subwaveform  retracker  for  coastal and  open  ocean  altimetry. Remote Sens. Environ ., 145: 173-189.
https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.02. 008 Roscher  R.,  B.  Uebbing,  and  J.  Kusche. 2017. STAR: Spatio-temporal
altimeter  waveform  retracking  using sparse  representation  and  conditional random ﬁelds. Remote Sens. Environ ., 201: 148-164.
https://doi.org/10.1016/j.rse.2017.07. 024
Sanwell  D.T.  and  W.H.F.  Smith.  2005.
Retracking ERS-1 altimeter
waveforms  for  optimal  gravity  field recovery. Geophys.  J.  Int .,  163:  79- 89.
Saraceno M., C.G. Simionato, and L.A. Ruiz- Etcheverry.  2014.  Sea  surface  height trend  and  variability  at  seasonal  and interannual time scales in the Southern South  American  continental  shelf between  27 o S  and  40 o S. Cont.  Shelf Res ., 91: 82-94.
https://doi.org/10.1016/j.csr.2014.09.0
02 Sumerta  K.S.  2013.  Waveform  retracking satelit Jason 2 di Perairan Jawa Timur.
Skripsi. Departemen Ilmu dan Teknologi  Kelautan. Institut  Pertanian Bogor.  104 hlm.
Wang  X.,  K.  Ichikawa.  2017.  Coastal waveform  retracking  for  Jason-2 Altimeter Data Based on Along-Track
Echograms  around  the  Tsushima Island  in  Japan. Remote  Sensing , 9(762): 1-13. https://doi.org/10.3390/rs9070762 Wingham D.J., C.G. Rapley, and H. Griffiths.
1986.  New  technique  in  satellite altimeter tracking systems.
IGARSS’86  Symposium  Diges .,  1: 185-190.
Yang Y., C.  Hwang, H.J.  Hsu,  E.  Dongchen, and  H.  Wang.  2012.  A  subwaveform
threshold retracker for ERS-1
altimetry:  a  case  study  in  the  Antartic Ocean. Computers  &  Geosciences .,
41: 88-98.
https://doi.org/10.1016/j.cageo.2011.0 8.017
Received   : 23 August 2019 Reviewed  : 10 September 2019 Accepted  : 05 Desember 2019