Abstrak—Gunung  Semeru  merupakan  salah  satu  gunung  api yang secara administratif masuk kedalam Wilayah Kabupaten Lumajang dan Malang, Jawa Timur. Dikutip dari Press Release Aktivitas  Gunung  Semeru  oleh  kementerian  ESDM,  Gunung Semeru  menunjukkan  aktivitas  vulkanik  berupa  semburan awan  panas  hingga 2  Km  dari  puncak pada  Jumat,  17  April 2020  pukul  06.08  WIB  dan  gempa guguran  dengan amplitudo maksimum 7 mm dan lama gempa 300 detik. Adanya aktivitas magma gunung api berupa uplift sebelum aktivitas vulkanik dan subsidence  saat  aktivitas  vulkanik  dapat  menyebabkan terjadinya  deformasi  permukaan  gunung  api.  Pada  penelitian ini, pengamatan fenomena deformasi dilakukan menggunakan metode DInSAR (Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar) three-pass interferometry yang memanfaatkan pasangan citra  SAR  Sentinel  1-A  yang  diakuisisi  pada  waktu  dan  posisi yang  berbeda,  dimana  data  fase  topografi  dan  penggepengan diperoleh  dari  pasangan  citra  SAR  1  dan  2  dengan  selisih temporal  yang  saling  berdekatan  dan  tidak  memiiki  unsur subsidence.  Selanjutnya  data  fase  tersebut  digunakan  dalam proses  koreksi  topografi  dan  flattening  pasangan  citra  SAR  1 dan  3  untuk  memperoleh  nilai  deformasi.  Pengamatan deformasi menggunakan metode DInSAR three-pass interferometry  menunjukkan  adanya  fenomena  deflasi  atau penurunan  permukaan  tanah  dengan  rata-rata  -26,14442279 milimeter yang direpresentasikan dari 92 titik sampel di seluruh area  Gunung  Semeru,  dimana  pada  area  jalur  aliran  lava (timur,  tenggara,  selatan,  dan  barat  daya)  mengalami  deflasi yang lebih besar dibanding dengan area yang lain (barat, barat laut,  utara,  dan  timur  laut).  Hasil  deformasi  dari  metode  ini memiliki hubungan korelasi yang kuat dengan hasil deformasi data  pembanding  two-pass  interferometry  dan  SBAS,  yaitu 0,525889 dan 0,704151.
Kata Kunci—Deformasi, DInSAR, Gunung Semeru, Three-pass Interferometry, Sentinel-1A.

## I. PENDAHULUAN
UNUNG Semeru merupakan puncak tertinggi di pulau Jawa yang terletak pada posisi geografis 8⁰ 06’ 30” LS dan  112⁰  55’  BT  dan  secara  administratif  masuk  kedalam Wilayah  Kabupaten  Lumajang  dan  Malang,  Jawa  Timur  . Semeru  memiliki  puncak  tertinggi  Mahameru  (3676  mdpl) dan  Kawah  Jonggring  Seloko  yang  tak  pernah  berhenti meletus.  Tipe  aktivitas  vulkanik  yang  umum  terjadi  di Semeru adalah tipe strombolian vulkanian lemah yang terjadi dengan  interval  antara  5  menit  sampai  15  menit,  yang merupakan  karakteristik  aktivitas  gunungapi  Semeru  sejak 1967 [1].
Dikutip dari Press Release Aktivitas Gunung Semeru oleh kementerian ESDM, tercatat bahwa aktivitas Gunung Semeru
pada tanggal 1 – 16 April 2020 dinilai masih tinggi semenjak ditetapkan  berada  pada  level  II  (Waspada)  tanggal  02  Mei 2012.  Gunung  Semeru  akhirnya  menunjukkan  aktivitas vulkanik  berupa  semburan  awan  panas  hingga 2  Km  dari puncak pada  Jumat,  17  April  2020  pukul  06.08  WIB  dan gempa guguran dengan amplitudo maksimum 7 mm dan lama gempa  300  detik.  Terpantau  hingga  akhir  tahun  2020, Gunung  Semeru  mengalami  aktivitas  vulkanik  ekplosif  dan efusif,  menghasilkan  aliran  lava  ke  arah  lereng  selatan  dan tenggara, serta lontaran batuan pijar di sekitar kawah puncak.
Dikarenakan  adanya  aktivitas  magma  pada  gunung  api berupa uplift sebelum aktivitas vulkanik dan subsidence pada saat  aktivitas  vulkanik  dapat  menyebabkan  terjadinya deformasi  pada  permukaan  gunung  api  [2].  Pengukuran deformasi  permukaan  sangat  penting  untuk  memahami proses  dari  gunung  api  dan  bencana  yang  disebabkannya, selain  itu  deformasi  dapat  menjadi  salah  satu  acuan  dalam penentuan jarak bahaya sebagai upaya mitigasi bencana.
Terdapat  banyak  metode  yang  dapat  digunakan  untuk mengamati  fenomena  deformasi  akibat  aktivitas  vulkanik gunung  api,  seperti  penggunaan  GPS  ( Global  Positioning System ),  seismometer,  dan  data  survei  geofisika  lainnya untuk  mendeteksi  dinamika  kegiatan  gunung  berapi  [3], selain itu metode lain yang dapat digunakan adalah teknologi satelit  penginderaan  jauh  aktif  yang  menyediakan  cakupan global untuk pemantauan gunung api [4].
Penelitian  ini  akan  dilakukan  dengan  teknologi DInSAR (Differential  Interferometry  Synthetic  Aperture  Radar) menggunakan  pasangan  gambar  SAR  yang  diakuisisi  pada waktu  dan  posisi  yang  berbeda  oleh  satelit.  Penelitian deformasi pada permukaan gunung api yang telah dilakukan sebelumnya dengan teknologi DInSAR hanya menggunakan metode two-pass  interferometry saja,  sedangkan  pada teknologi DInSAR terdapat metode lainnya, yakni three-pass interferometry [5-7].  Metode  ini  membutuhkan  data  fase topografi  dan  penggepengan  yang  diperoleh  dari  pasangan citra  SAR  1  dan  2  dimana  selisih  temporal  dari  dua pengamatan  tersebut  saling  berdekatan  dan  tidak  memiiki unsur subsidence . Selanjutnya data tersebut digunakan dalam proses koreksi topografi dan flattening pasangan citra SAR 1 dan 3 untuk memperoleh nilai deformasi.
Metode three-pass  interferometry dapat  meminimalkan kesalahan  karena  semua  struktur  data  disimpan  dalam geometri data SAR sedangkan metode two-pass interferometry dan PS-InSAR dapat menghasilkan kesalahan akibat  misregistrasi  antara  data  SAR  dan  kartografi  DEM. Selain  itu  sifat  topografi  daerah  pegunungan  yang  dinamis
G

## Analisis Deformasi Akibat Aktivitas Vulkanik Menggunakan Data Citra Sentinel-1A dan Metode DInSAR Three-pass Interferometry
(Studi Kasus : Gunung Semeru, Jawa Timur)
Eka Diah Nur Safitri, Noorlaila Hayati, dan Filsa Bioresita Departemen Teknik Geomatika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : noorlaila@geodesy.its.ac.id
dan  ketersediaan  data  DEM  yang  kurang up  to  date dapat menghasilkan fase yang kurang relevan. Oleh karena itu pada penelitian ini akan diterapkan metode three-pass interferometry agar  mendapat  nilai  deformasi  yang  lebih akurat.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  ini  mengambil  studi  kasus  wilayah Gunung  Semeru  yang  secara  administratif  masuk  kedalam Wilayah  Kabupaten  Lumajang  dan  Malang,  Jawa  Timur. Secara lebih detail, penelitian ini dilakukan dengan Area Of Interest (AOI) yang berada pada koordinat 8° 5' 32.1" – 8° 8' 47.4" LS dan 112° 53' 44.2" – 112° 57' 27.7" BT dengan luas 41,8 km² seperti yang tertampil pada Gambar 1.

## B. Data dan Peralatan
Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1) Data Utama
Tiga citra SAR Sentinel-1A (level 1.0) yang menggunakan band dengan single  polarisation (VV).  Secara  global,  citra Sentinel-1A  dapat  mengestimasi  deformasi  sampai  dengan satuan  milimeter.  Sentinel-1A  didapatkan  melalui  website https://vertex.daac.asf.alaska.edu/ pada tanggal akuisisi citra yang  berfokus  untuk  mengamati  deformasi  akibat  aktivitas
vulkanik  17  April  2020  dengan  rincian  yang  tertera  pada Tabel 1.
Selain  data  citra,  dibutuhkan  juga  Data Precise  orbit Ephemerides [AUX_PEORB]  yang  berisi  informasi  orbit setiap citra Sentinel-1A yang akan dilakukan preprocess pada tahap import  data .  Data  orbit  didapatkan  melalui  website https://qc.sentinel1.eo.esa.int/aux_poeorb/  dengan  rincian pada Tabel 2.

## 2) Data Pembanding
Sebagai  data  pembanding,  penulis  menggunakan  hasil studi  deformasi  yang  dilakukan  menggunakan  metode DInSAR two-pass interferometry dan SBAS dengan periode 07 Maret – 24 April 2020. Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1) Perangkat keras (hardware). Terdiri dari laptop tipe Acer Swift SF314-56G dan mouse Logitech tipe B100
2) Perangkat lunak (software). Terdiri dari sistem operasi Windows 10, ENVI Sarscape 5.2, Global Mapper 21.0, ArcMap 10.3, dan Microsoft 365.

## C. Tahap Pengolahan Data

## 1) Persiapan Alat dan Bahan
Tahap ini dilakukan untuk mempersiapkan perangkat keras dan  lunak  yang  akan digunakan  untuk  mengolah  citra  SAR Sentinel-1A dan POE yang telah dijelaskan pada tabel 1 dan 2.  Selain  itu,  diperlukan  juga  data  pembanding  hasil deformasi DInSAR  two-pass  interferometry dan  SBAS sebagai validasi hasil penelitian terhadap data utama.
2) Import Data dan Interferogram Generation Import  Data merupakan  proses  untuk  mengubah  format data Sentinel-1A menjadi format data SARscape agar dapat dilakukan proses pengolahan lebih lanjut. Pada tahap ini juga dilakukan preprocessing menggunakan  data Precise  Orbit
Gambar 1. Area of interest (AOI) lokasi penelitian.
Tabel 1. Data penelitian No ID Scene Tanggal Level Arah 1 S1A_IW_SLC__1 SDV_20200307T2 20924_20200307T 220951_031575_0 3A34F_EAE1 07 Maret 2020 1.0 ( Single Look Complex ) Descending 2 S1A_IW_SLC__1 SDV_20200319T2 20924_20200319T 220951_031750_0 3A970_16D3 19 Maret 2020 1.0 ( Single Look Complex ) Descending 3 S1A_IW_SLC__1 SDV_20200424T2 20925_20200424T 220952_032275_0 3BBE9_DE80 24 April 2020 1.0 ( Single Look Complex ) Descending
Tabel 2. Data orbit penelitian No Id File Tanggal 1 S1A_OPER_AUX_POEORB_OPOD_20200328T1 20846_V20200307T225942_20200309T005942 07 Maret 2020 2 S1A_OPER_AUX_POEORB_OPOD_20200409T1 20847_V20200319T225942_20200321T005942 19 Maret 2020 3 S1A_OPER_AUX_POEORB_OPOD_20200515T1 20802_V20200424T225942_20200426T005942 24 April 2020 Tabel 3. Kategori kekuatan koefisien korelasi Koefisien Korelasi (R) Kategori 0 Tidak ada korelasi antara dua variabel > 0 – 0,25 Korelasi sangat lemah >0,25 – 0,5 Korelasi cukup >0,5 – 0,75 Korelasi  kuat >0,75 – 0,99 Korelasi  sangat kuat 1 Korelasi sempurna Tabel 4. Rata-rata nilai deformasi DInSAR three-pass interferometry Arah Deformasi (mm) Utara -21 Selatan -26 Timur -30 Barat -25 Timur Laut -19 Barat Daya -26 Barat Laut -25 Tenggara -34 Rata-rata (mm) -26
Ephemerides  (POE) .  Kemudian  dilanjutkan  dengan  proses coregistration yang  bertujuan  untuk  untuk  mendapatkan korespondensi  dengan  akurasi  sub-piksel  antara  akuisisi master dan slave untuk  memungkinkan  pemrosesan interferometri  lebih  lanjut.  Selanjutnya  Fase interferogram dapat diekspresikan sebagai [8] :
𝑃ℎ𝑎𝑠𝑒  =  𝐴𝑇𝐴𝑁[𝐼𝑚𝑎𝑔(𝐼)/𝑅𝑒𝑎𝑙(𝐼)] (1)
Imag(I)  dan  Real(I)  secara  berturut-turut  adalah  bagian imaginer  dan  bagian  nyata  dari interferogram .  Tahap  ini dilakukan  untuk  untuk  menghitung  beda  fase  dari  dua  data SAR  menggunakan  metode three  pass  interferometry , dimana  hasil interferogram dari  pasangan  citra  1  dan  2 digunakan  untuk  koreksi  fase  topografi  dan  penggepengan pada pasangan citra 1 dan 3.
3) Adaptive Filter and Coherence
Pendekatan tahap Adaptive filter merupakan ekstensi dari metode Goldstein yang dapat secara signifikan meningkatkan visibilitas area tepi dan mengurangi noise yang diakibatkan dekorelasi  temporal  atau baseline .  Pada  penerapan  metode ini, parameter alfa bergantung pada nilai koherensi, dimana area yang tidak koheren difilter lebih dari area yang koheren. Rumus Faktor rata-rata kemiripan dapat diwakili oleh angka digital dalam skala linier sebagai [8] :
(𝑀𝑎𝑙𝑙  −  𝑀𝑛𝑒𝑤)/𝑀𝑎𝑙𝑙 (2)
Batas  nilai  koherensi  yang  diperoleh  dari  penggabungan dua citra SAR memliki kisaran nilai antara 0-1. Jika pasangan interferogram pada  citra  1  dan  citra  2  benar-benar  identik maka  nilai  koheren yaitu  1,  dimana  nilai  yang  mendekati  1 adalah  koherensi  terbesar  di  antara  dataset.  Pada  penelitian ini, nilai koherensi yang digunakan sebagai batas pengolahan
pada tahap selanjutnya adalah 0,3 ≤ ϒ ≤1. Meskipun tidak ada ambang  batas  yang  pasti,  koherensi  minimum  0,3 disarankan[9].

## 4) Phase Unwrapping
Citra  yang  dihasilkan  dari  DInSAR  processing  masih dalam satuan radian (satuan phase sudut) dengan modulo 2π dan  akan  mengulang  nilai  fase  yang  sama  apabila  terdapat nilai  piksel  lebih  dari  2π,  hal  tersebut  dapat  menimbulkan masalah ambiguitas. Untuk mengubah nilai tersebut menjadi fase absolut dengan hubungan [8] :
𝜙 𝑎𝑏𝑠 = 𝜙 ̂ + 𝑘. 2𝜋 (3)
dimana, 𝜙 𝑎𝑏𝑠 =  fase  absolut  dan 𝜙 =  fase  relatif.  Pada penelitian  ini  dilakukan  pengolahan  Phase  unwrapping dengan  menggunakan  pengembangan  dari  metoda Phase unwrapping  as  a  minimum  cost  network  flow  problem (Costantini 1996), yang dikembangkan oleh kelompok Delft Institute for Earth Oriented Space Research (DEOS). Solusi dalam  metode  ini  diperoleh  berdasarkan  algoritma  aliran jaringan  (teknik  yang  berasal  dari  teori  grafik  dan pemrograman jaringan).

## 5) GCP Selection
Proses pemilihan GCP dilakukan menggunakan annotation tool dan dapat dimodifikasi menggunakan arrow select tool. Program ENVI dapat memprediksi koordinat dan posisi yang relevan  dengan Reference  File untuk  setiap  GCP  yang terletak  pada Input  File .  Area  dengan  nilai  koherensi  yang baik harus lebih diprioritaskan dalam pemilihan GCP karena setiap titik control yang dipilih ditimbang berdasarkan nilai koherensinya.  Hasil  dari  GCP  selection  ini  dibutuhkan sebagai input untuk proses Refinement and Reflattening yang akan dilakukan pada proses selanjutnya.
(a) (b) (c)
Gambar 2. Deformasi gunung semeru dengan metode three-pass (a), two-pass (b), dan SBAS (c).
(a) (b) (c)
Gambar 3. Sebaran titik sampel LOS ( line of sight ) pada deformasi three-pass (a), two-pass (b), dan SBAS (c).

## 6) Refinement and Reflattening
Langkah  ini  penting  untuk  mengkoreksi  transformasi informasi unwrapped  phase menjadi  informasi  nilai  tinggi (atau  perpindahan).  Proses  ini  dapat memperbaiki orbit dan menghitung phase offset , atau menghilangkan kemungkinan phase  ramps. Untuk  menjalankan  proses Refinement  and Reflattening , file GCP harus dibuat sebelumnya. Pada tahap ini  juga  akan  dihasilkan  nilai  RMSE  yang  merupakan perbedaan antara nilai ketinggian GCP dan nilai yang sesuai dalam  fase  interferometri.  Nilai  RMSE  yang  besar  (dalam bilangan  ratusan  hingga  ribuan)  mengindikasikan  adanya kesalahan hasil [8].

## 7) Phase to Displacement
Langkah  ini  bertujuan  untuk  mengkombinasikan  ulang kalibrasi  absolut  dan unwrapped  phase dengan synthetic phase yang selanjutnya dikonversi ke nilai ketinggian dan di geocoding ke proyeksi peta. Langkah ini dijalankan dengan cara  yang  mirip  pada  prosedur  geocoding,  yaitu mempertimbangkan pendekatan Range-Doppler yang terkait tengan transformasi geodetik dan kartografi. Range-Doppler diterapkan  secara  bersamaan  ke  dua  antena,  sehingga memungkinkan untuk mendapatkan ketinggian setiap piksel dan  lokasinya  ( Easting,  Northing )  dalam  sistem  referensi kartografi dan geodetik tertentu.
8) Pemotongan Citra dan Validasi
Tahap  pemotongan  citra  dilakukan  sesuai  dengan  AOI ( Area Of Interest ) Gunung Semeru yang mencakup wilayah seluas 41,8 km². Selanjutnya dilakukan validasi dengan cara membandingkan  hasil  nilai  deformasi  penelitian DInSAR
three-pass interferometry dengan data pembanding two-pass dan  SBAS.  Perbandingan  tersebut  diwakili  oleh  92  titik sampel  yang  tersebar  pada  garis  LOS  ( Line  Of  Sight )  arah utara, selatan, timur, barat, timur laut, barat daya, barat laut, dan tenggara. Dari nilai tersebut, dilakukan uji korelasi antara data  penelitian  utama  dengan  data  pembanding  serta  data DEM citra pendek ( SAR 1 – 2) untuk koreksi topografi three- pass dengan data DEM SRTM untuk koreksi topografi two- pass .  Proses  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  kekuatan hubungan  (korelasi)  antar  data  yang  diindikasikan  dengan nilai  koefisien  korelasi  (R).  Nilai  koefisien  korelasi  dalam tahap ini dihitung dengan menggunakan metode uji korelasi Pearson’s  Product  Moment  Correlation  Coefficient yang ditunjukkan oleh persamaan berikut [10] :
𝑅 = 𝑛 (∑ 𝑋𝑌)−(∑ 𝑋) (∑ 𝑌) √[𝑛(∑ 𝑋 2 )−(∑ 𝑋) 2 ] [𝑛(∑ 𝑌 2 )−(∑ 𝑌) 2 ] (4)
Kekuatan  korelasi  yang  dihasilkan  dari  perhitungan koefisien  korelasi  dapat  dikategorikan  dengan  acuan  pada Tabel 3 [10].
Selain  itu,  hasil  dari  nilai  titik  sampel  deformasi  akan dibandingkan dan dihitung RMSE nya dengan rumus:
𝑅𝑀𝑆𝐸 =   √ ∑ (𝐴𝑡− 𝐹𝑡)2 𝑛 𝑡=1 𝑛 (5)

## 9) Analisa dan Pembuatan Peta Deformasi
Tahap  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  hasil  deformasi yang  terjadi  pasca  aktivitas  vulkanik  Gunung  Semeru  pada tanggal  17  April  2020.  Hasil  tersebut  akan  divisualisasikan secara  grafis  dengan  warna  dan  tekstur  serta  pengambilan beberapa  titik  sampel  untuk  grafik Line  Of  Sight di  sekitar kawah.  Selanjutnya  dilakukan  proses layouting untuk
Gambar 6. Grafik deformasi time-series SBAS dan Three-pass.
Gambar 7. Matriks scatter korelasi data deformasi penelitian utama dan pembanding.
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 Juni 2019 Agustus 2019 0ktober 2019 Desember 2019 Februari 2020 April 2020 Agustus 2020 DE F O R MA S I
Time-series SBAS 3 Pass
Gambar 4. Grafik deformasi utara – selatan.
Gambar 5. Grafik deformasi timur – selatan. -100 -55 -10 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 De form as i (m m ) Sampel Grafik Deformasi (Utara - Selatan) 3 Pass 2 Pass SBAS -100 -55 -10 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 De fo rm asi (m m ) Sampel Grafik Deformasi (Timur - Barat) 3 Pass 2 Pass SBAS
membuat  peta  deformasi  Gunung  Semeru  dan  penyusunan laporan.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Perbandingan Nilai Deformasi
Sebagai  proses  validasi,  nilai  deformasi  LOS  yang dihasilkan  dari  penelitian  utama  ( DInSAR  three-pass interferometry )  dibandingkan  dengan  data  pembanding (DInSAR two-pass interferometry dan SBAS) menggunakan 92  titik  sampel  yang  tersebar  di  delapan  arah  mata  angin sekitar  kawah  Gunung  Semeru.  Seluruh  nilai  deformasi dihitung dari periode 07 Maret sampai 24 April 2020 dimana terjadi  aktivitas  vulkanik  pada  17  Maret  2020  berupa semburan  awan  panas  hingga 2  Km  dan  gempa  guguran dengan  amplitudo  maksimum  7  mm  dan  lama  gempa  300 detik. Gambar 2 menunjukkan deformasi gunung semeru.
Dari  hasil  perbandingan  nilai  deformasi  LOS  di  92  titik sampel  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  3,  dapat  diketahui bahwa  aktivitas  Gunung  Semeru  pada  17  April  2020 mengakibatkan  deformasi  berupa  deflasi  (penurunan) permukaan gunung  api.  Besarnya  nilai deformasi  pada  data penelitian utama dan pembanding memiliki selisih beberapa milimeter  yang  diakibatkan  oleh  perbedaan  metode pengolahan  data,  terutama  pada  proses  koreksi  topografi. Pada  metode three-pass  interferometry koreksi  topografi dilakukan  dengan  fase  topografi  dan  penggepengan  dari pasangan citra pendek sebelum terjadinya aktivitas vulkanik, sedangkan  pada  data  pembanding two-pass dan  SBAS menggunakan  data  DEM  SRTM.  Selain  itu  perbedaan perangkat  lunak  yang  digunakan  juga  dapat  mempengaruhi hasil  nilai  deformasi,  dimana  pengolahan three-pass dilakukan  menggunakan  Envi  SARscape,  pengolahan two- pass menggunakan  GMTSAR,  dan  pengolahan  SBAS menggunakan  LiscSBAS.  Gambar  3  dan  Gambar  4 merupakan  profil  deformasi  yang  diambil  dari  titik  sampel arah  utara -  selatan  dan  timur –  barat  untuk
memvisualisasikan  selisih  nilai  deformasi  antara  data penelitian utama dan data pembanding.
Berdasarkan  grafik  yang  ditunjukkan  Gambar  3  dan  4, dapat  dilihat  bahwa  nilai  deformasi  data  penelitian  utama ( three-pass )  berada  diantara  dua  data  pembanding,  dimana data two-pass memiliki nilai deflasi lebih besar dari pada data SBAS. Fenomena penurunan permukaan Gunung Semeru ini juga  dapat  dilihat  dari  grafik  deformasi three-pass yang  di overlay dengan deformasi SBAS secara time-series dari bulan Juni 2019 sampai Agustus 2020. Matriks scatter korelasi data deformasi  penelitian  utama  dan  pembanding  tertera  pada Gambar 5.
Grafik yang ditunjukkan pada  Gambar 6 memperlihatkan baik data three-pass maupun SBAS mengalami deflasi pada periode awal bulan Maret sampai akhir bulan Agustus 2020. Selanjutnya,  dilakukan  penyusunan  matriks scatter korelasi untuk  mengukur  kekuatan  hubungan  antara  data  penelitian utama dan pembanding pada gambar 7. Korelasi merupakan teknik  analisis  yang    termasuk  dalam  salah  satu  teknik pengukuran  asosiasi  /  hubungan  ( measures  of  association ) menggunakan jarak ( range ) 0 sampai 1 [11].
Matriks scatter korelasi disusun atas data penelitian utama dan  pembanding  yang  berada  di  garis  diagonal  utama  dan selanjutnya digunakan sebagai penentu letak diagram scatter serta  koefisien  korelasi  pada  perpotongan  baris  dan  kolom. Diagram scatter pada  gambar  6  menunjukkan  bahwa hubungan  antara  masing-masing  data  penelitian  memiliki korelasi  positif  yang  artinya  seluruh  data  deformasi  senilai atau berbanding lurus. Jika nilai variabel X tinggi, maka nilai variabel  Y  akan  tinggi  dan  berlaku  sebaliknya.  Komponen selanjutnya pada matriks yang ditunjukkan gambar 6 adalah koefisien korelasi, dimana nilai antara data 3 Pass – 2 Pass adalah 0,525889 ; 3 Pass – SBAS 0,704151 ; dan 2 Pass – SBAS  0,824565.  Berdasarkan  kategori  lemah  dan  kuatnya
(a) (b)
Gambar 10. Titik sampel profil DEM curam arah utara  - selatan (a) dan timur - barat (b).
Gambar 11. Titik sampel profil DEM landai (melingkar).
Gambar 8. Profil DEM arah utara – selatan.
Gambar 9. Profil DEM arah timur – selatan.
koefisien korelasi yang disusun pada tabel 3, dapat diketahui bahwa pasangan 3 Pass – 2 Pass dan 3 Pass – SBAS memiliki korelasi  yang  kuat,  sedangkan  pasangan  2 Pass dan  SBAS
memiliki  korelasi  sangat  kuat  dikarenakan  kedua  penelitian menggunakan  data  DEM  SRTM  sebagai default koreksi topografi.
Selain uji korelasi, dilakukan perhitungan besarnya RMSE ( Root Mean Square Error ) antara data penelitian utama dan pembanding  pada  titik  sampel  di  setiap  arah  mata  angin. RMSE  merupakan  besarnya  tingkat  kesalahan  hasil penelitian, dimana semakin kecil (mendekati 0) nilai RMSE maka  hasil  penelitian  akan  semakin  akurat.  Pada  penelitian ini diperoleh nilai RMSE yang bervariasi antara 4,481443331 sampai 27,98625876 milimeter dimana data penelitian three- pass memiliki akurasi lebih tinggi terhadap data pembanding two-pass dari pada SBAS.
B. Perbandingan Data DEM Koreksi Topografi
koreksi  topografi  bertujuan  untuk  mengembalikan  nilai keabuan elemen gambar (piksel) pada nilai yang sebenarnya akibat  adanya  pengaruh  sudut  elevasi[12].  Pada  penelitian deformasi,  tahap  ini  dilakukan  setelah  mendapat  fase topografi dari proses interferogram generation. Tahap koreksi topografi  pada  metode DInSAR  three-pass  interferometry dilakukan  dengan  memanfaatkan  data  fase  atau  DEM  yang dihasilkan oleh pasangan citra radar pendek (07  – 19 Maret 2020) sebelum terjadinya aktivitas vulkanik yang diteliti (17 April 2020). Sedangkan pada data pembanding DInSAR two- pass interferometry, koreksi topografi dilakukan menggunakan data DEM SRTM 1 yang dapat diunduh secara gratis  pada  laman  GMTSAR.  Oleh  karena  itu  kedua  data
tersebut  dibandingkan  untuk  mengetahui  selisih  nilai referensi DEM dengan cara membuat profil melintang pada permukaan  yang  memiliki  kemiringan  ekstrem  (utara  – selatan  dan  timur  –  barat)  serta  permukaan  landai (melingkar).  Sebaran  titik  sampel  profil  DEM  ditunjukkan pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Selanjutnya dilakukan ekstraksi nilai koordinat dan elevasi pada  masing-masing  data  DEM  untuk  kemudian  dihitung selisih dan rata-ratanya. Dari ketiga profil yang ditunjukkan Gambar 10, Gambar 11 dan Gambar 12 dapat dilihat bahwa nilai  elevasi  pada  DEM  07-19  Maret  dan  DEM  STRM memiliki selisih yang cukup rendah yaitu -4,1589355 meter pada sampel utara – selatan, -8,81185249 meter pada sampel timur  –  barat,  dan  4,85557047  meter  pada  sampel  landai (melingkar).
Selain itu pola sebaran titik elevasi antara kedua data DEM memiliki  keterkaitan  yang  tinggi  dan  dibuktikan  dengan matriks scatter korelasi pada gambar 13 yang menunjukkan trendline positif dan nilai koefisien korelasi 0,96885645 atau korelasi  sangat  kuat,  sehingga  didapatkan  hasil  pengolahan deformasi three-pass dan two-pass  interferometry dengan nilai yang berdekatan.
Sementara  itu,  koreksi  topografi  pada  data  pembanding SBAS telah dilakukan dan disediakan dalam LiCSBAS, yaitu paket open-source phyton yang digunakan untuk melakukan analisis  deformasi time-series InSAR  menggunakan  produk LiCSAR  (interferogram  dan  koherensi unwrapping )  yang tersedia secara gratis di portal web COMET-LiCS. Deformasi SBAS  yang  disajikan  secara time-series mengharuskan penerapan spatiotemporal  filtering dan  perataan  model deformasi linear yang mengakibatkan nilai deformasi SBAS lebih rendah dari nilai deformasi two-pass dan three-pass .

## C. Geologi dan Morfologi Gunung Semeru
Gunung  Semeru  merupakan  gunung  berapi  yang  terdiri dari  struktur  sesar,  kaldera,  kawah,  dan  maar  yang  berada dalam  satu  kelurusan  arah  selatan-utara  dengan  komplek Gunung  Jambangan  dan  Pegunungan  Tengger  serta berbentuk  kerucut  sempurna  (strato)  jika  dilihat  dari  arah selatan dan tenggara. Gunung Semeru memiliki tipe letusan vulkanian-strombolian, yang artinya mengalami erupsi secara terus-menerus dalam jangka waktu panjang dan mengeluarkan  material  vulkanik  berupa  lava,  magma,  dan batuan samping di sekitar kawah.
Gambar 12. Profil DEM landai (melingkar).
Gambar 13. Matriks scatter korelasi data DEM.
Gambar 14. Hasil deformasi metode DInSAR three-pass interferometry.
Berdasarkan  Tabel  4,  studi  deformasi  Gunung  Semeru yang  telah  dilakukan  menggunakan  metode DInSAR  three- pass  interferometry menunjukkan  adanya  fenomena  deflasi (penurunan) dengan rata-rata 26 mm yang direpresentasikan dari 92 titik sampel di seluruh area Gunung Semeru.
Hasil  deformasi  Gunung  Semeru  ditampilkan  dalam  data raster pada rentang warna biru sampai merah dengan besaran -50  sampai  20  milimeter.  Titik  sampel  pada  bagian  barat, barat  laut,  utara,  dan  timur  laut  direpresentasikan  dengan warna biru muda sampai kuning yang bernilai -30 sampai -10 milimeter.  Pada  area  tersebut  struktur  geologi  tersusun  atas endapan  jatuhan  batuan  piroklastik,  yaitu  endapan  yang terbentuk  secara  langsung  (proses  primer)  oleh  proses fragmentasi magma dan batuan oleh aktivitas vulkanik yang bersifat  eksplosif.  Batuan  ini  dipakai  sebagai  lapisan penunjuk  dalam  penentuan  posisi  stratigrafi  satuan  batuan lainnya.  Litologi  batuan  ini  terdiri  dari  fragmen  skoria  dan litik dengan ketebalan 40  – 60 cm. Hasil deformasi metode DInSAR three-pass interferometry tertera pada Gambar 14.
Sementara  itu,  titik  sampel  pada  bagian  timur,  tenggara, selatan, dan barat daya didominasi oleh warna biru tua sampai biru  muda  dengan  rentang  -50  sampai  -20  milimeter. Berdasarkan  peta  kawasan  rawan  bencana  Gunung  Semeru yang diterbitkan  oleh  PVMBG,  dapat diketahui  bahwa  area ini adalah jalur utama aliran lava yang tersusun dari batuan endapan aliran batuan piroklastik yang terbentuk oleh proses aliran permukaan dengan mekanisme aliran debris piroklastik yang  mengalir  dengan  campuran  partikel  padat  dan  gas konsentrasi tinggi yang panas. Litologi batuan ini terdiri dari fragmen  basalitik  hingga  andesitik  dengan  sebaran  tidak merata dan menebal di bagian lembah sekitar 0,5 – 15 meter.

## IV. KESIMPULAN

## A. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian mengenai analisis deformasi akibat aktivitas  vulkanik  menggunakan  data  citra  Sentinel-1A  dan metode DInSAR three-pass interferometry dengan studi kasus Gunung  Semeru,  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa Penerapan  metode three-pass  interferometry teknologi DInSAR  untuk  pengamatan  deformasi  pada  permukaan Gunung Semeru dapat dilakukan dengan cara memanfaatkan pasangan citra periode pendek (07 – 19 Maret 2020) sebagai data  koreksi  topografi  dari  pasangan  citra  periode  Panjang (07  Maret  –  24  April  2020),  dimana  hasil  deformasi  dari metode  ini  memiliki  koefisien  korelasi  yang  kuat  dengan hasil  deformasi  data  pembanding two-pass  interferometry dan SBAS, yaitu 0,525889 dan 0,704151.
Nilai deformasi yang didapatkan dari penelitian DInSAR three-pass interferometry setelah terjadi aktivitas vulkanik pada  Jumat,  17  April  2020  pukul  06.08  WIB menunjukkan  adanya  fenomena  deflasi  atau  penurunan permukaan  tanah  dengan  rata-rata  -26  milimeter  yang direpresentasikan dari 92 titik sampel di seluruh area Gunung Semeru, dimana pada area jalur aliran lava (timur, tenggara, selatan, dan barat daya) mengalami deflasi yang lebih besar
dibanding dengan area yang lain (barat, barat laut, utara, dan timur laut). Fenomena ini dipengaruhi oleh tekanan magma di  dalam  tubuh  gunung  api  yang  telah  melemah,  sehingga menyebabkan permukaan tanah cenderung kembali ke posisi semula.

## B. Saran
Berdasarkan penelitian mengenai analisis deformasi akibat aktivitas  vulkanik  menggunakan  data  citra  Sentinel-1A  dan metode DInSAR three-pass interferometry dengan studi kasus Gunung  Semeru,  diberikan  beberapa  saran  sebagai  berikut Proses  pemilihan  data  pasangan  citra  pendek  dan  panjang ( DInSAR Three-pass  Interferometry )  sebaiknya  dilakukan beberapa  percobaan  pasangan  citra  agar  mendapatkan  nilai koherensi  yang  tertinggi.  Proses  validasi  sebaiknya menggunakan  data  penelitian  di  lapangan  berupa  survey terestris GNSS.
Untuk optimalisasi hasil deformasi dengan teknik DInSAR dapat  dilakukan  penambahan  pengolahan  data  Sentinel-1A pada orbit ascending.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Lembaga Penerbangan  dan  Antariksa  Nasional  (LAPAN)  yang  telah memberikan  bimbingan  kepada  penulis  dalam  pengolahan data DInSAR.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  D.  Wahyudin,  “Aliran  lava  produk  letusan  celah  Tahun  1941  serta kemungkinan terjadinya letusan samping baru di Gunung Semeru Jawa Timur,” J. Lingkung. dan Bencana Geol. , vol. 1, no. 3, pp. 199--211, 2010.
[2]  B. Antonielli, O. Monserrat, M. Bonini, G. Righini, F. Sani, and Luzi, “Pre-eruptive  ground  deformation  of  Azerbaijan  mud  volcanoes detected  through  satellite  radar  interferometry  (DInSAR),” Tectonophysics , vol. 637, pp. 163--177, 2014.
[3]  C.-W. Lee, Z. Lu, H.-S. Jung, O.-I. Kwoun, and J.-S. Won, “Surface Displacements of the St. Augustine Volcano, Alaska, measured from an DInSAR and GPS data,” in 7th European Conference on Synthetic Aperture Radar , 2008, pp. 1--4.
[4]  A.  Rivera,  F.  Amelung,  and  R.  Eco,  “Volcano  Deformation  and modeling on  active  volcanoes  in  the philippines  from  alos  insar time series,” Geochemistry Geophys. Geosystems , vol. 17, no. 7, 2016.
[5]  A.  Kusman,  “Studi  Deformasi  Gunung  Api  Batur  dengan Menggunakan  teknologi  SAR  Interferometri  (InSAR),”  Institut Teknologi Bandung, 2008.
[6]  M. Taufik and I. V. Aprillisa, “Analisis deformasi gunung bromo akibat aktivitas  erupsi  pada  Desember  2015–Februari  2016  menggunakan teknologi  differential  interferometry  synthetic  aperture  radar (DInSAR),” Geoid , vol. 14, no. 2, pp. 23--27, 2019.
[7]  R. Nurtyawan and L. S. Utami, “Monitoring deformasi gunung merapi menggunakan citra sentinel-1A dengan menggunakan metode DInSAR (studi  kasus:  Gunung  Merapi,  Jawa  Tengah).,” Rekayasa  Hijau  J. Teknol. Ramah Lingkung. , vol. 4, no. 1, pp. 14--23, 2020.
[8]  Sarmap, SARscape Help Manual . Paris: L3Harris Geospatial, 2015.
[9]  L. Braun, Andreas and Veci, TOPS Interferometry Tutorial . Waterloo: SkyWatch, 2020.
[10]  J. D. Chee, “Pearson’s product-moment correlation: Sample analysis,” Res. Gate , vol. 4, no. 1, pp. 4--90, 2015.
[11]  G.  L.  Gaile  and  C.  Willmott, Spatial  Statistics and  Models .  London: Springer, 2013.
[12]  J. Sarwono, 12 Jurus Ampuh SPSS Untuk Riset Skripsi . Jakarta: Elex Media Komputindo, 2013.