BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Statistika spasial merupakan cabang ilmu statistika yang mempelajari data yang memiliki komponen lokasi atau posisi geografis. Berbeda dengan statistika klasik yang hanya berfokus pada nilai dan variabel numerik atau kategorik, statistika spasial memperhatikan adanya keterkaitan antar lokasi yang berdekatan (spatial dependency) serta pola persebaran suatu fenomena di ruang geografis (Cressie, 1993). Melalui pendekatan spasial, analisis dapat memberikan informasi yang lebih mendalam mengenai pola, tren, serta potensi keterkaitan antar wilayah (Bivand, Pebesma, & Gómez-Rubio, 2013).

Salah satu fenomena yang penting untuk dianalisis secara spasial adalah kejadian gempa bumi. Indonesia, khususnya Provinsi Aceh, merupakan wilayah yang rawan gempa karena terletak di pertemuan lempeng tektonik aktif (PuSGeN, 2017). Analisis spasial terhadap data gempa dapat membantu dalam memahami persebaran titik-titik gempa, kedalaman, serta magnitudo di berbagai wilayah, sehingga dapat menjadi dasar untuk mitigasi bencana dan perencanaan pembangunan yang lebih tangguh (BMKG, 2024).

Dalam praktikum ini, analisis dilakukan menggunakan bahasa pemrograman R, yang dikenal luas sebagai salah satu alat utama dalam analisis data dan visualisasi statistik (Wickham, 2023). R memiliki berbagai paket pendukung seperti sf, ggplot2, dan rnaturalearth yang memudahkan pengguna dalam mengolah data spasial dan menampilkan peta tematik (Pebesma, 2023). Melalui kombinasi antara data gempa dan peta administrasi wilayah Aceh, mahasiswa dapat memvisualisasikan sebaran gempa secara menyeluruh maupun berdasarkan kabupaten/kota.

Dengan demikian, kegiatan praktikum ini tidak hanya bertujuan untuk melatih kemampuan teknis dalam menggunakan R, tetapi juga memperkenalkan penerapan konsep statistika spasial dalam memahami fenomena geografi yang nyata melalui visualisasi spasial interaktif dan informatif.

1.2 Tujuan Penelitian

  1. Mahasiswa dapat membuat peta dengan paket pemrograman R.
  2. Mahasiswa dapat membuat peta dengan data titik spasial pada R.

1.3 Rumusan Masalah

  1. Bagaimana cara membuat peta dengan paket pemrograman R?
  2. Bagaimana cara membuat peta dengan data titik spasial pada R?

1.4 Batasan Masalah

1.Buatlah peta epicenter gempa bumi di Indonesia pada tahun 2024 (gunakan packages R yang dianggap gampang, setiap praktikan menggambarkan peta provinsi yang berbeda). 2.Buatlah peta semua provinsi di Indonesia dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap kab/kota (setiap praktikan membuat peta provinsi yang berbeda).

BAB II
HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1 Import Libraries

library(sf)
library(ggplot2)
library(dplyr)
library(rnaturalearth)
library(rnaturalearthdata)
library(viridis)
library(remotes)
remotes::install_github("ropensci/rnaturalearthhires")

2.2 Import Data Gempa di Aceh

# ==== 1. Ambil batas wilayah Indonesia ====
indo <- ne_states(country = "Indonesia", returnclass = "sf")

# ==== 2. Ambil wilayah provinsi (ubah sesuai kebutuhan) ====
aceh <- indo[indo$name == "Aceh", ]  # atau "Bengkulu" jika ingin Bengkulu

# ==== 3. Baca data gempa USGS ====
# Ganti "usgs_aceh.csv" dengan nama file CSV kamu
setwd("D:/Kuliah SMT 7/PSS")
gempa <- read.csv("query.csv")

# ==== 4. Ubah data gempa ke format sf ====
gempa_sf <- st_as_sf(gempa, coords = c("longitude", "latitude"), crs = 4326)

2.3 Statistik Deskriptif

Sebelum melakukan visualisasi spasial, langkah awal yang dilakukan adalah menganalisis karakteristik dasar dari data gempa melalui statistik deskriptif. Analisis ini bertujuan untuk memberikan gambaran umum mengenai distribusi nilai magnitudo dan kedalaman gempa di Provinsi Aceh. 

# Statistik deskriptif umum
summary(gempa[, c("mag", "depth")])
##       mag            depth        
##  Min.   :4.100   Min.   :  9.387  
##  1st Qu.:4.250   1st Qu.: 10.000  
##  Median :4.400   Median : 23.208  
##  Mean   :4.479   Mean   : 34.114  
##  3rd Qu.:4.600   3rd Qu.: 50.507  
##  Max.   :5.700   Max.   :130.624

Berdasarkan hasil statistik deskriptif, nilai magnitudo gempa di Provinsi Aceh berkisar antara 4,1 hingga 5,7, dengan rata-rata sekitar 4,48. Ini menunjukkan bahwa sebagian besar gempa tergolong gempa ringan hingga sedang.Sementara itu, kedalaman gempa bervariasi antara 9,39 km hingga 130,62 km, dengan rata-rata sekitar 34,11 km, yang menandakan bahwa mayoritas gempa di Aceh merupakan gempa dangkal hingga menengah, sehingga berpotensi menimbulkan guncangan yang cukup terasa di permukaan.

2.4 Menampilkan Visualisasi Sebaran Gempa di Aceh

Untuk Menampilkan plot yang dapat menggambarkan kondisi gempa yang terjadi di provinsi Aceh maka dapat diketikkan sintaks seperti berikut: 

# ==== 5. Plot peta sebaran gempa ====
plot<- ggplot() +
       geom_sf(data = aceh, fill = "gray90", color = "black") +
       geom_sf(
       data = gempa_sf,
       aes(size = mag, color = depth),
       alpha = 0.7
        ) +
       scale_color_viridis(option = "plasma", name = "Kedalaman (km)") +
       scale_size_continuous(name = "Magnitudo", range = c(2, 6)) +
       labs(
       title = "Sebaran Gempa di Provinsi Aceh",
       subtitle = "Sumber: USGS Earthquake Catalog",
       x = "Longitude", y = "Latitude",
       caption = "Visualisasi: ggplot2 + sf"
       ) +
       theme_minimal() +
      theme(
      plot.title = element_text(face = "bold", size = 14),
      legend.position = "right"
      )

Dari sintaks akan didapatkan plot sebaran gempa seperti berikut:

Peta sebaran gempa di Provinsi Aceh menunjukkan bahwa aktivitas seismik terkonsentrasi di wilayah barat dan barat daya, khususnya sekitar Pulau Simeulue dan pesisir barat Aceh. Sebagian besar gempa tergolong dangkal hingga menengah (kedalaman <80 km) dengan magnitudo antara 4,4–5,6 Skala Richter. Pola ini berkaitan erat dengan zona subduksi Sumatra, tempat pertemuan Lempeng Indo-Australia dan Eurasia. Secara keseluruhan, hasil ini menegaskan bahwa wilayah pesisir barat Aceh merupakan zona tektonik aktif yang memerlukan perhatian khusus dalam upaya mitigasi bencana.

2.5 Membuat Visualisasi Sebaran Gempa di Aceh untuk Setiap Kabupaten/Kota

Setelah mengetahui kondisi sebaran gempa di Aceh, langkah selanjutnya yang dapat dilakukan ialah melihat pola persebaran kejadian gempa di setiap kabupaten/kota untuk memahami wilayah yang memiliki frekuensi dan intensitas gempa tertinggi.

Untuk itu dapat diketikkan sintaks seperti berikut:

a. Import data SHP

setwd("D:/Kuliah SMT 7/SHPINDO") 
Indo_shp<-st_read("gadm41_IDN_2.shp")
## Reading layer `gadm41_IDN_2' from data source 
##   `D:\Kuliah SMT 7\SHPINDO\gadm41_IDN_2.shp' using driver `ESRI Shapefile'
## Simple feature collection with 502 features and 13 fields
## Geometry type: MULTIPOLYGON
## Dimension:     XY
## Bounding box:  xmin: 95.00971 ymin: -11.00761 xmax: 141.0194 ymax: 6.076941
## Geodetic CRS:  WGS 84
head(Indo_shp)
## Simple feature collection with 6 features and 13 fields
## Geometry type: MULTIPOLYGON
## Dimension:     XY
## Bounding box:  xmin: 95.00971 ymin: 2.008107 xmax: 98.19711 ymax: 5.755888
## Geodetic CRS:  WGS 84
##       GID_2 GID_0   COUNTRY   GID_1 NAME_1 NL_NAME_1          NAME_2 VARNAME_2
## 1 IDN.1.2_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA      Aceh Barat        NA
## 2 IDN.1.1_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA Aceh Barat Daya        NA
## 3 IDN.1.3_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA      Aceh Besar        NA
## 4 IDN.1.4_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA       Aceh Jaya        NA
## 5 IDN.1.5_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA    Aceh Selatan        NA
## 6 IDN.1.6_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA    Aceh Singkil        NA
##   NL_NAME_2    TYPE_2 ENGTYPE_2 CC_2   HASC_2                       geometry
## 1        NA Kabupaten   Regency 1107 ID.AC.AB MULTIPOLYGON (((96.06915 4....
## 2        NA Kabupaten   Regency 1112 ID.AC.AD MULTIPOLYGON (((96.94196 3....
## 3        NA Kabupaten   Regency 1108 ID.AC.AR MULTIPOLYGON (((95.78426 5....
## 4        NA Kabupaten   Regency 1116 ID.AC.AJ MULTIPOLYGON (((95.87673 4....
## 5        NA Kabupaten   Regency 1103 ID.AC.AS MULTIPOLYGON (((97.74693 2....
## 6        NA Kabupaten   Regency 1102 ID.AC.AN MULTIPOLYGON (((97.39143 2....
aceh_shp <- Indo_shp %>% filter(NAME_1 == "Aceh")
aceh_shp
## Simple feature collection with 23 features and 13 fields
## Geometry type: MULTIPOLYGON
## Dimension:     XY
## Bounding box:  xmin: 95.00971 ymin: 2.008107 xmax: 98.28605 ymax: 6.076941
## Geodetic CRS:  WGS 84
## First 10 features:
##         GID_2 GID_0   COUNTRY   GID_1 NAME_1 NL_NAME_1          NAME_2
## 1   IDN.1.2_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA      Aceh Barat
## 2   IDN.1.1_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA Aceh Barat Daya
## 3   IDN.1.3_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA      Aceh Besar
## 4   IDN.1.4_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA       Aceh Jaya
## 5   IDN.1.5_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA    Aceh Selatan
## 6   IDN.1.6_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA    Aceh Singkil
## 7   IDN.1.7_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA    Aceh Tamiang
## 8   IDN.1.8_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA     Aceh Tengah
## 9   IDN.1.9_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA   Aceh Tenggara
## 10 IDN.1.10_1   IDN Indonesia IDN.1_1   Aceh        NA      Aceh Timur
##    VARNAME_2 NL_NAME_2    TYPE_2 ENGTYPE_2 CC_2   HASC_2
## 1         NA        NA Kabupaten   Regency 1107 ID.AC.AB
## 2         NA        NA Kabupaten   Regency 1112 ID.AC.AD
## 3         NA        NA Kabupaten   Regency 1108 ID.AC.AR
## 4         NA        NA Kabupaten   Regency 1116 ID.AC.AJ
## 5         NA        NA Kabupaten   Regency 1103 ID.AC.AS
## 6         NA        NA Kabupaten   Regency 1102 ID.AC.AN
## 7         NA        NA Kabupaten   Regency 1114 ID.AC.AM
## 8         NA        NA Kabupaten   Regency 1106 ID.AC.AT
## 9         NA        NA Kabupaten   Regency 1104 ID.AC.AG
## 10        NA        NA Kabupaten   Regency 1105 ID.AC.AI
##                          geometry
## 1  MULTIPOLYGON (((96.06915 4....
## 2  MULTIPOLYGON (((96.94196 3....
## 3  MULTIPOLYGON (((95.78426 5....
## 4  MULTIPOLYGON (((95.87673 4....
## 5  MULTIPOLYGON (((97.74693 2....
## 6  MULTIPOLYGON (((97.39143 2....
## 7  MULTIPOLYGON (((97.90879 3....
## 8  MULTIPOLYGON (((97.22276 4....
## 9  MULTIPOLYGON (((97.94666 3....
## 10 MULTIPOLYGON (((97.7299 4.2...

b. Membuat plot

# Plot peta sebaran gempa di Aceh
ggplot(data = aceh_shp) + 
  geom_sf(aes(fill = NAME_2), color = "black", size = 0.3) + 
  geom_sf(data = gempa_sf, aes(size = mag, color = depth), alpha = 0.7) + 
  guides(fill = "none") + 
  scale_color_viridis(option = "plasma", name = "Kedalaman (km)") + 
  scale_size_continuous(name = "Magnitude", range = c(2, 6)) + 
  labs(title = "Sebaran Gempa di Provinsi Aceh", 
       subtitle = "Sumber: USGS", 
       x = "longitude", y = "latitude", 
       caption = "Visualisasi: ggplot2 + sf") + 
  theme_minimal() + 
  theme(
    plot.title = element_text(face = "bold", size = 14),
    legend.position = "right"
  )

Peta di atas menunjukkan bahwa gempa di Provinsi Aceh tersebar di berbagai wilayah, terutama di bagian barat dan selatan provinsi. Sebagian besar gempa memiliki kedalaman kurang dari 100 km dan magnitudo berkisar antara 4,4 hingga 5,6. Hal ini menandakan bahwa Aceh termasuk wilayah dengan aktivitas seismik yang cukup tinggi, terutama di sekitar zona subduksi dan patahan aktif.

BAB III
KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis data gempa bumi di Provinsi Aceh, diketahui bahwa magnitudo gempa berada pada rentang 4,1 hingga 5,7 skala Richter dengan nilai rata-rata sekitar 4,48. Sementara itu, kedalaman gempa bervariasi antara 9,38 hingga 130,62 km dengan rata-rata 34,11 km. Nilai median kedalaman sebesar 23,21 km menunjukkan bahwa sebagian besar gempa yang terjadi tergolong gempa dangkal hingga menengah, yang umumnya berpotensi menimbulkan guncangan kuat di permukaan. Peta sebaran gempa menunjukkan bahwa aktivitas seismik di Aceh tidak merata, melainkan terkonsentrasi di bagian barat dan barat daya wilayah, terutama di sekitar Pulau Simeulue dan pesisir barat Aceh. Daerah-daerah ini berdekatan dengan zona subduksi Sumatra, tempat bertemunya Lempeng Indo-Australia dan Eurasia yang menjadi penyebab utama tingginya aktivitas tektonik. Pada peta kedua yang menampilkan batas wilayah administratif, terlihat bahwa beberapa kabupaten di pesisir barat dan selatan seperti Aceh Barat Daya, Aceh Selatan, dan Simeulue merupakan daerah dengan kepadatan gempa yang lebih tinggi. Sebaliknya, wilayah tengah dan timur Aceh relatif lebih sedikit mengalami aktivitas seismik. Secara keseluruhan, hasil analisis ini menegaskan bahwa pola spasial kejadian gempa di Aceh sangat dipengaruhi oleh kondisi geologi dan tektoniknya. Informasi ini penting sebagai dasar mitigasi bencana dan perencanaan wilayah, terutama bagi daerah-daerah yang berada di sepanjang jalur subduksi aktif.

Referensi

Bivand, R. S., Pebesma, E., & Gómez-Rubio, V. (2013). Applied Spatial Data Analysis with R (2nd ed.). Springer.

Cressie, N. (1993). Statistics for Spatial Data. John Wiley & Sons.

Pebesma, E. (2023). Simple Features for R (sf package documentation). https://r-spatial.github.io/sf/

Wickham, H. (2023). ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. Springer.

BMKG. (2024). Data dan Informasi Gempa Bumi di Indonesia. https://www.bmkg.go.id/gempabumi/

Pusat Studi Gempa Nasional (PuSGeN). (2017). Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017.