Pages

Selasa, 07 Juni 2011

Modul Membuat Kelas Lereng Dengan ArcGIS dan Membuat Peta Lereng dari Kontur

Pada postingan ini saya akan memberikan 2 tutorial/modul sekaligus.
Yop, anda pasti sudah tau kontur itu apa, tapi bagi yang masih ragu penertian kontur itu apa, perlu disimak pengertian kontur di bawah ini:
Kontur adalah garis khayal untuk menggambarkan semua titik yang mempunyai ketinggian yang sama di atas atau di bawah permukaan datum tertentu yang disebut permukaan laut rata-rata.
Dibutuhkan data kontur untuk mencoba modul yang saya berikan. Berikut juga saya sertakan data kontur.
Tanpa banyak basa-basi langsung saja saja tutorial berikut ini.

Jumat, 29 April 2011

Kualitas DEM dan DTM

Kualitas suatu DEM dapat dilihat pada akurasi dan presisi dari DEM tersebut. Yang dimaksud dengan akurasi adalah nilai ketinggian titik (Z) yang diberikan oleh DEM, berbanding dengan nilai sebenarnya yang dianggap benar. Sedangkan presisi adalah banyaknya informasi yang dapat diberikan oleh DEM. Presisi bergantung pada jumlah dan sebaran titik-titik sample dan ketelitian titik sample sebagai masukan/input bagi pembentukan DEM dan juga metode interpolasi untuk mendapatkan ketinggian titik-titik pembentuk DEM. Titik-titik sample yang dipilih untuk digunakan harus dapat mewakili bentuk terrain secara keseluruhan sesuai dengan kebutuhan aplikasi penggunaannya.

Digital Terrain Model Digital Terrain Model atau DTM adalah representasi statistik permukaan tanah yang kontiyu dari titik-titik yang diketahui koordinat x, y, dan z-nya pada suatu sistem koordinat tertentu. (Petrie dan Kennie, 1991) Selain definisi di atas, terdapat beberapa definisi DTM lainnya, yaitu :

DTM adalah suatu set pengukuran ketinggian dari titik-titik yang tersebar di permukaan tanah. Digunakan untuk analisis topografi daerah tersebut. (Aronoff, 1991)

S

uatu DTM merupakan sistem yang terdiri dari dua bagian, yaitu:

  • Sekumpulan titik-titik yang mewakili bentuk permukaan terrain yang disimpan pada memori komputer, dan

  • Algoritma untuk melakukan interpolasi titik-titik beru dari data titik yang diberikan atau menghitung data lain. (Linkwitz, 1970)

DTM adalah suatu teknik penyimpanan data tentang topografi suatu terrain. Suatu DTM merupakan penyajian koordinat (x, y, z) dari titik-titik secara digital, yang mewakili bentuk topografi suatu terrain. (Dipokusumo dkk, 1983)

DTM adalah suatu basis data dengan koordinat x, y, dan z, digunakan untuk merepresentasikan permukaan tanah secara digital (Kingston Centre for GIS, 2002)

DTM adalah informasi digital mengenai ketinggian (atau variasi relief) dari suatu area. (spatial Data System Consulting, 2002).

Dari berbagai referensi di atas dapat diperoleh beberapa definisi tentang DTM, tetapi umumnya merujuk pada pemodelan permukaan bumi ke dalam suatu model digital permukaan tanah tiga dimensi dari titik-titik yang mewakili permukaan tanah tersebut. Dapat disimpukan bahwa Digital Terrain Model merupakan model digital permukaan tanah berupa bidang yang terbentuk dari titik-titik yang diketahui koordinat tiga dimensinya.

Jenis DTM Digital Terrain Model dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu DTM grid dan DTM non-grid. DTM non-grid dapat berupa DTM Triangulated Irregular Network (TIN) maupun DTM kontur. Ketiga jenis DTM tersebut masing-masing dibedakan berdasarkan sebaran titik-titik DTMnya.

DTM Grid mempunyai titik-titik DTM yang tersebar secara merata pada seluruh permukaan model dan teratur dalam interval tertentu. Titik DTM dapat berupa titik sampel maupun titik hasil interpolasi titik sampel. Permukaan model terbentuk oleh grid yang menghubungkan titik DTM.

DTM TIN menggunakan titik-titik yang tersebar secara tidak teratur pada permukaan model. Permukaan model TIN adalah jaring bidang segitiga yang terbentuk dari triangulasi titik-titik DTM.

DTM Kontur menyajikan topografi permukaan bumi dalam bentuk garis-garis kontur yang menghubungkan titik-titik yang memiliki nilai ketinggian yang sama. DTM kontur didapat dari tracing/plotting model stereo citra ataupun dari hasil interpolasi DTM Grid atau TIN.

Minggu, 24 April 2011

Penentuan Posisi Pergeseran Kerak Bumi dengan GPS Geodetic

Kita tau bahwa bumi ini dinamis dan selalu terjadi pergerakan pada lempang atau kerak bumi, pergerakan ini berlangsung secara pelan tapi pasti. Pergerakan lempeng dapat meyebabkan gempa tektonik, gempa dapat memicu tsunami apabila:

  • Gempa bumi yang berpusat di tengah laut dan dangkal (0 - 30 km)
  • Gempa bumi dengan kekuatan sekurang-kurangnya 6,5 Skala Richter
  • Gempa bumi dengan pola sesar naik atau sesar turun

Menurut IAG (International Association Of Geodesy, 1979), Geodesi adalah Disiplin ilmu yang mempelajari tentang pengukuran dan perepresentasian dari Bumi dan benda-benda langit lainnya, termasuk medan gaya beratnya masing-masing, dalam ruang tiga dimensi yang berubah dengan waktu.

Nah, disinilah peran ilmu Geodesi. Dengan melakukan pengukuran GPS bisa ditentukan kecepatan pergerakan kerak bumi setiap tahunnya, arah pergerakannya, dan bisa dibuat pemodelan pergeseran kerak bumi. Berikut akan dijelaskan secara garis besar Penentuan Posisi Pergeseran Kerak Bumi dengan GPS.

GPS (Global Positioning System) merupakan sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (US DoD = United States Department of Defense). Sistem ini didesain untuk memberikan informasi posisi dan kecepatan tiga dimensi serta informasi mengenai waktu secara kontinyu diseluruh dunia tanpa tegantung waktu dan cuaca kepada banyak orang secara simultan. [Abidin, 2007].

Nama formal GPS adalah NAVSTAR GPS, kependekan dari “Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System”. Satelit GPS dapat dianalogikan sebagai stasiun radio di angkasa yang dilengkapi dengan antena-antena untuk mengirim dan menerima sinyal gelombang. Sinyal-sinyal tersebut selanjutnya diterima oleh receiver GPS di atau dekat permukaan bumi. Pada awalnya GPS hanya diperuntukan bagi keperluan militer. Akan tetapi pada perkembangannya, masyarakat sipil pun diperbolehkan menggunakan fasilitas GPS secara gratis, cukup dengan memiliki peralatan penerima sinyal GPS (receiver GPS) dan memahami pengoperasiannya. GPS sudah banyak diaplikasikan terutama yang terkait dengan berbagai aplikasi yang menuntut informasi posisi maupun perubahan posisi dalam orde keteltian meter hingga millimeter.

Secara umum perangkat GPS dibagi menjadi 3 (tiga) fungsi yaitu navigasi udara (aviation), laut (marine) dan darat (land). Teknologi GPS dapat digunakan oleh siapa saja, yang dibutuhkan hanya pengadaan perangkat penerima GPS dan selanjutnya informasi posisi dapat diperoleh. GPS dipergunakan pada berbagai bidang antara lain, sistem navigasi pesawat, laut dan darat, pemetaan dan geodesi, survei, sistem penentuan lokasi, pertanian, eksplorasi sumber daya alam dan untuk kepentingan rekreasi.

Prinsip penentuan posisi dengan GPS adalah Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit, selanjutnya data gps yang telah terkumpul pada receiver gps kemudian dilakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya kita dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh seperti pada gambar di bawah ini. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi koordinat WGS- 4 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time).

Photobucket

Setiap satelit mentransmisikan dua sinyal yaitu L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (perangkat GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y. Perangkat GPS yang dikhususkan untuk sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 meskipun pada perangkat GPS yang canggih dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang teliti.

Perangkat receiver GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan posisi, dibutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian). Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi akan semakin tinggi. Penggunaan dua receiver GPS atau lebih secara statik (metode statik diferensial) akan memberikan hasil kualitas ketelitian yang tinggi.

Untuk mendapatkan sinyal satelit GPS, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila perangkat GPS berada dalam ruangan (Canopy) yang lebat dan daerah pengukuran dikelilingi oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.

Dalam studi deformasi, metode penentuan posisi yang sering digunakan adalah static diferensial metode jaring untuk mengamati tahapan gempa secara lebih detail dengan kualitas ketelitian yang tinggi (orde millimeter). Sebagaimana ditunjukan pada gambar dibawah ini:

Photobucket

Pada metode penentuan posisi statik diferensial, pengolahan data pada metode static diferensial adalah dengan post-procesing. ukuran lebih pada suatu titik pengamatan akan semakin banyak, hal ini mangakibatkan keandalan dan ketelitian posisi yang diperoleh umumnya relatif lebih tinggi (dapat mencapai orde mm sampai cm). Pada pemanfaatan stasiun GPS kontinyu yang melakukan pengambilan data selama 24 jam dan akan digunakan terus selama stasiun GPS kontinyu beroperasi. Metode ini sangat popular pada implementasi untuk keperluan pemetaan ataupun pemantauan fenomena deformasi dan geodinamika. Pemrosesan data GPS untuk menentukan koordinat dari titik-titik dalam jaringan umumnya akan mencakup tiga tahapan utama perhitungan, yaitu:

1. Pengolahan data dari setiap baseline dalam jaringan

2. Perataan jaringan yang melibatkan semua baseline untuk menentukan koordinat

3. Transformasi koordinat titik-titik dari datum WGS84 ke datum yang dikehendaki.

Pemanfaatan GPS untuk pemantauan deformasi kerak bumi saat ini dinilai lebih menjanjikan karena hasil estimasi yang akurat dan juga kestabilan dalam menentukan deformasi ke arah horizontal dan vertikal.

Pemantauan Aktivitas Gunung api dengan Metode GPS Geodetic

Sedikit saya akan membahas mengenai pekerjaan seorang ahli Geodesi, yaitu tentang pengamatan aktivitas gunung api dengan menggunakan alat GPS (Global Positioning System). Untuk pegukuran ini GPS yang digunakan adalah GPS tipe Geodetic yang memiliki ketelitian hingga mm (milimeter). Orang awam biasanya hanya mengetahui menggumakan GPS tipe GPS Handheld yang hanya memiliki ketelitian dari 5 meter-10 meter dan penggunaannyapun tidak perlu keahlian khusus. Hal ini tentu saja sangat berbeda apabila menggunakan GPS Geodetic, dari mulai pengukuran hingga pengolahan data dan analsis harus dilakukan seorang yang berlatar belakang Teknik Geodesi, hal ini terkait dengan hasil ketelitin koordinat yang akan didapat.
Gambar di bawah ini adalah salah satu contoh GPS geodetic:
Sedangkan gambar d bawah ini adalah tipe GPS Handheld:

GPS adalah suatu jaringan berbasis satelit yang dikembangkan oleh United States Department of Defense sejak tahun 1976 untuk memfasilitasi penentuan posisi yang tepat dari suatu objek di permukaan bumi. Dalam konteks pemantauan deformasi gunungapi, metoda GPS memiliki kelebihan dibandingkan dengan metoda pengukuran deformasi lain yang berbasis pengukuran permukaan, seperti misalnya EDM, triangulasi, maupun levelling. Secara umum, pengukuran dengan metoda GPS tidak mempunyai kendala sebagaimana metoda berbasis pengukuran permukaan yang bersifat :

  1. Benchmark harus dipasang di titik tertinggi agar dapat saling melihat antar stasiun pengamatan. Hal ini berakibat benchmark menjadi sulit dicapai, dan memakan waktu tempuh yang lama.
  2. Jarak antar benchmark terbatas hanya beberapa kilometer saja, sehingga untuk mengcover area pemantauan yang luas diperlukan benchmark yang sangat banyak.
  3. Kondisi cuaca harus sama, sehingga pengukuran harus dilakukan pada periode yang sesingkat mungkin.

Dengan kendala-kendala seperti di atas, pada area gunungapi aktif yang luas menyulitkan untuk dilakukan pengukuran sesering mungkin, sehingga tidak dapat diketahui kondisi perubahan geodinamika lokal jangka pendek. Dengan metoda GPS semua kendala di atas dapat diatasi, sehingga metoda GPS sejak tahun 1980an telah banyak digunakan baik untuk keperluan navigasi maupun geodetik. Banyak penelitian yang telah membuktikan adanya kelebihan-kelebihan metoda GPS, termasuk adanya kemampuan untuk dioperasikan pada segala cuaca, portability, tidak memerlukan benchmark yang saling melihat, dan akurasi dari GPS yang bisa lebih baik dibandingkan dengan sistem pengukuran lain.

Deformasi umumnya mengakibatkan terjadinya pergeseran (displacement) di antara dua titik, baik secara horisontal, vertikal maupun miring (tilt). Rentang pergeseran permukaan yang terjadi bisa sangat lebar, dari ppm (jika magma bergerak sangat lambat dan pada kedalaman yang dalam) hingga puluhan meter (pada pembentukan kubah lava gunungapi asam/silicic volcanoes ). Pergeseran yang terjadi bersifat relatif dari satu atau beberapa titik yang diasumsikan bersifat stabil dan tidak terpengaruh deformasi. Di daerah sekitar gunungapi, sangat sulit untuk menemukan titik yang stabil tersebut, tetapi dengan adanya metoda GPS (Global Positioning System) sangat mungkin menentukan titik stabil di daerah yang sangat jauh dari gunungapi.

Pengamatan selama gunungapi tidak beraktivitas (repose period) dapat digunakan untuk mengetahui efek-efek eksternal (tidak berasal dari aktivitas gunungapi) yang mempengaruhi pengukuran dan untuk klarifikasi baseline. Jika efek-efek eksternal telah dihilangkan, maka data yang telah dikoreksi dapat digunakan untuk mengukur deformasi yang berkaitan dengan pergerakan magma atau perubahan tekanan hidrothermal yang terjadi pada suatu gunungapi. Pengukuran pergerakan vertikal umumnya dilakukan dengan metoda levelling, tiltmeter, tide gages dan gravitymeter. Pergerakan horisontal diukur dengan metoda trilaterasi dan triangulasi (dengan strainmeter maupun Electronic Distance Measurement/EDM). Metoda GPS dapat digunakan untuk mengukur baik pergerakan vertikal maupun horizontal.

Minggu, 27 Maret 2011

Penurunan Muka Tanah

Penurunan muka tanah didefinisikan sebagai panurunan tanah relative terhadap suatu bidang referensi tertentu yang stabil. Penurunan muka tanah dapat terjadi secara perlahan lahan, atau juga terjadi secara mendadak. Dalam banyak kejadian penurunan muka tanah berkisar dalam bebera pasentimeter per tahun. Penurunan muka tanah yang bersifat mendadak yang diikuti dengan perubahan fisik yang nyata dapat diketahui secara langsung besar dan kecepatan penurunannya. Namun, untuk penurunan yang sifatnya perlahan-lahan diketahui setelah kejadian berlangsung lama, besar penurunannya bisa ditentukan melalui suatu mekanisme secara periodik [Yulaikah,2002].

Ada pun factor penurunan muka tanah bisa disebabkan oleh beberapa hal [WhittakerandReddish,1987]:

1. Penurunan muka tanah alami (natural subsidence) yang disebabkan oleh proses-proses geologi seperti aktifitas vulkanik dan tektonik, siklus geologi, adanya rongga dibawah permukaan tanah dan sebagainya.

2. Penurunan muka tanah yang disebabkan oleh pengambilan bahan cair dari dalam tanah seperti air tanah dan minyak bumi.

3. Penurunan muka tanah yang diakibatkan oleh adanya beban-beban berat yang ada diatasnya seperti struktur bangunan sehingga lapisan tanah dibawahnya mengalami kompaksi/konsolidasi. Penurunan ini juga sering disebut Settlement.

4. Penurunan muka tanah akibat pengambilan bahan padat dari tanah (aktifitas penambangan).

Setiap kasus penurunan muka tanah mempunyai karakteristik dan factor penyebab yang berbeda-beda.

Konsep Pengukuran, Kesalahan, dan Perambatan Kesalahan

Tugas seorang surveyor (geodetic engineer) dimulai dari mendesain proyek sampai dengan merepresentasikan hasil laporan. Pekerjaan yang harus dilakukan oleh seorang surveyor diantaranya adalah melakukan pengukuran (pengambilan data) dan termasuk di dalamnya melakukan perataan (adjustment) dan analisis data yang diperoleh. Jika surveyor ingin memperoleh data dan menganalisis hasil dengan baik maka dia harus mengerti proses pengukuran (pengambilan data).

Di dalam pengukuran (measurement) terdapat pengamatan (observation). tidak ada pengukuran sebelum dilakukan pengamatan. Namun pada umumnya definisi pengukuran dan pengamatan dianggap sama.

Meskipun pengukuran seringkali dianggap sebagai pekerjaan tunggal, namun khusus untuk pengukuran dalam surveying dapat meliputi beberapa operasi dasar diantaranya: centering, pointing, matching, setting, dan reading. Diakhir dari proses sebuah nilai numeric tunggal yang kemudian dipakai untuk merepresentasikan hasil pengukuran atau pengamatan dari nilai yang dicari.

pengukuran adalah suatu proses yang subyeknya berupa variasi hasil ukuran. variasi hasil pengukuran dapat terjadi karena beberapa aspek pengukuran, salah satunya adalah tidak diperhitungkannya temperatur pada saat pengukuran. Sebagai contoh, dilakukan beberapa kali pengukuran jarak antara dua titik dengan pita ukur dan perubahan temperatur selama pengukuran juga diamati, maka terdapat hubungan antara perubahan bacaan jarak yang diukur dengan perubahan temperatur yang terjadi. Jika koreksi temperatur tidak disertakan maka nilai ukuran akan bervariasi menurut perubahan temperatur. Variasi pengamatan sendiri merupakan hal mendasar yang dapat terjadi pada setiap operasi pengamatan. tidak ada pengamatan yang nilainya berulang secara pasti karena keterbatasan alat yang dipakai dan kemampuan pengamat pada saat melakukan centering, pointing, matching, setting, dan reading.

Karena hasil pengukuran selalu bervariasi maka nilai sebenarnya tidak pernah diketahui. mungkin dapat dicari sebuah nilai tetap yang diasumsikan sebagai nilai sebenarnya (true value), namun pada kenyataan yang didapatkan hanyalah estimasi (perkiraan) dari nilai sebenarnya (true value) tersebut.

Perlu diperhatikan bahwa variasi nilai yang diperoleh untuk sejumlah ukuran adalah sebuah fenomena alami yang kejadiannya telah diperkirakan meskipun pengukuran dilakukan dalam kondisi konstan. jika variasi pengukuan dapat diestimasi maka besar penyimpangan dari nilai ukuran terhadap nilai sebenarnya harus diestimasi. Penyimpangan tersebut dikenal sebagai kesalahan (error) dalam pengukuran.

Studi mengenai kesalahan dalam pengamatan dan tingkah lakunya pada dasarnya sama dengan studi mengenai pengamatan itu sendiri. Dengan kata lain teori kesalahan (theory of errors) sama dengan teori pengamatan (theory of observations).

Jenis-jenis kesalahan secara konvensional dapat dikategorikan ke dalam tiga jenis yaitu:

  1. Kesalahan besar (gross/blunder error) adalah kesalahan yang disebabkan oleh kecerobohan pengamat dalam melakukan pengukuran.
  2. Kesalahan sistematik adalah kesalahan yang terjadi berdasarkan system tertentu yang dapat dinyatakan dalam hubungan fungsional.
  3. Kesalahan acak adalah kesalahan yang terjadi karena perbedan dalam membaca penaksiran skala terkecil sehingga terdapat variasi hasil pengukuran.

Aplikasi CORS GNSS

Data CORS GNSS dapat berupa file rinex statik ataupun koreksi data fase untuk RTK dapat diaplikasikan untuk beberapa keperluan antara lain :

1. Pengamatan Geophysical Atmosphere

Akurasi: < 1 mm. GPS Visibility : baik untuk semua daerah dengan visibility diatas 0 derajat. Lokasi khusus: tanah terbuka lebar dengan monument diatas tanah keras. Energi: dengan menggunakan kekuatan angin atau sinar matahari.diubah menjadi energi listrik. Perlengkapan: alat penangkal petir untuk keamanan agar tigak disambar petir. Keamanan : sistem keamanan yang rendah dan akses yang sulit dijangkau untuk kontrol perawatan. Keterangan: presisi penempatan antena sangat dituntut untuk berbagai aplikasi.

2. Survei Geodetik

Akurasi : < 1cm. GPS visibility : Mempunyai visibility yang baik, diatas 10 derajat. Lokasi khusus : tanah kantor pemerintah untuk survey nasional, jika dimungkinkan di atap yang paling atas. Energi : biasanya listrik AC dengan energi cadangan dari baterai, kadang kadang dilengkapi dengan sistem remote. Perlengkapan : proteksi petir. Keamanan : biasanya sistem keamanan yang baik dan aksesnya mudah untuk perawatan. Keterangan : antena cincin dikoordinasikan dengan jaringan standar nasional.

3. Survei Pemetaan

Akurasi : < 5cm. GPS visibility : Mempunyai pengamatan yang baik, diatas 10 derajat. Lokasi khusus : pekarangan komersial, atap atau dipasang dengan tiang. Energi : energi utama listrik AC dengan energy cadangan dari baterai. Perlengkapan : pancaran RTK sering diperlukan. Keamanan : keamanan yang baik dan akses yang mudah dapat menjadi investasi. Keterangan : banyak digunakan untuk aplikasi komersial.

4. Pemantauan struktur

Akurasi : < 5cm. GPS visibility : pengamatan mungkin memperhatikan struktur atau lingkungan. Lokasi khusus : bendungan, jembatan, bangunan, pengeboran minyak lepas pantai, gunung berapi, tanah longsor. Energi :gabungan antara listrik AC dengan baterai yang dapat diisi ulang. Perlengkapan : alat penangkal petir untuk keamanan agar tigak disambar petir. Keamanan : akses perawatan susah karena lokasi yang ekstrim. Keterangan : antena harus melekat erat ke struktur sehingga dapat memantau pergerakan struktur.

Who's amung us