76872222 materi kuliah ilmu ukur wilayah

Upload: muhammad-ikhsan-hamiru

Post on 10-Oct-2015

58 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

MEMBERI PENJELASAN TENTANG TEORI DAN PRAKTEK DALAM SEGALA PEKERJAAN YANG BERHUBUNGAN DENGAN PENGUKURAN & PEMETAAN.

TRANSCRIPT

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    1

    Materi Kuliah Ilmu Ukur Wilayah

    Dosen: Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir, M.Eng

    1. Pendahuluan

    2. Survei

    3. Fotogrammetri

    4. Remote Sensing

    5. Sistem Informasi Geografi

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    1

    1. Pendahuluan

    Tujuan survei adalah untuk menyajikan informasi secara kuantitatif dan teliti dari

    permukaan bumi, mencakup keadaan alam dan keadaan yang telah diubah oleh

    aktivitas manusia. Penyajian bentuk dipresentasikan dalam bentuk cetakan (hard

    copy) atau dalam bentuk data digital (soft copy) yang selanjutnya dapat diolah

    dengan komputer.

    Selama 4 dekade, metode survei pengukuran wilayah telah mengalami perubahan

    revolusioner sebagai dampak perkembangan teknologi survei, instrumentasi dan

    teknologi informasi. Perubahan ini tentu saja mempengaruhi perkembangan

    metode dan prosedur pengukuran yang dilakukan dalam pekerjaan survei.

    Walaupun demikian, pemilihan metode pengukuran survei tidak dapat hanya

    mengandalkan kecanggihan teknologi yang digunakan, tetapi sangat perlu

    mempertimbangkan situasi lokal dimana pengukuran dilakukan.

    Survei permukaan bumi direpresentasikan dalam bentuk peta yang

    menggambarkan posisi relatif dan ukuran yang dimanifestasikan dengan skala

    tertentu. Penerapan photogrammetry dalam survei dan pengukuran wilayah dapat

    memperluas cakupan dan meningkatkan kapasitas pengukuran.

    Sebelum penerapan photografi dalam pengukuran dan survei, semua peta yang

    dibuat hanya berdasarkan survei lapangan saja. Cara pengukuran seperti ini

    kapasitasnya sangat terbatas dan memerlukan waktu yang lama dalam

    pelaksanaannya. Walaupun demikian, pengukuran seperti ini tetap saja dilakukan

    karena desakan kebutuhan untuk keperluan pekerjaan teknik seperti irigasi,

    perpipaan, teknik lingkungan dan pekerjaan sipil lainnya. Pada pekerjaan teknik

    sipil tersebut, jika tidak disupport dengan data survei, mak akan menyulitkan

    kegiatan design, perencanaan dan pekerjaan konstruksi.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    2

    1.1. Gambaran Bentuk Permukaan Bumi

    Bentuk permukaan bumi sangat tidak teratur. Ketidakteraturan ini memerlukan

    determinasi untuk merepresentasikan ukuran dan bentuknya. Penggambaran

    bentuk dan ukuran permukaan bumi merupakan bagian ilmu ukur wilayah. Ilmu

    Ukur Wilayah merupakan turunan dari Ilmu Geodesi.

    Geodesi merupakan ilmu untuk melakukan determinasi yang mengkaji,

    memodelkan bentuk dan ukuran permukaan bumi. Permodelan permukaan bumi

    dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu pemodelan mathematis dan pemodelan fisik.

    Model mathematis merupakan model yang mengikuti proses dan manipulasi

    mathematis yang terdiri dari variabel-variabel untuk melakukan komputasi. Model

    fisik menganggap permukaan bumi sebagai suatu bentuk yang memiliki potensi

    gravitasi yang sama ( equipotensial) pada sembarang titik dipermukaan bumi.

    Pada pemodelan fisik, permukaan laut dianggap sebagai suatu bidang datar.

    Kedua pemodelan tersebut diperlukan dalam survei dan pemetaan dan keduanya

    dapat digunakan secara bersama. Kedua model tersebut memiliki kemiripan,

    terutama dalam menentukan dimensi dan kedataran permukaan bumi. Kedua

    model mengasumsikan bentuk permukaan bumi sebagai bidang datar, walaupun

    pada kenyataannya dimensi permukaan bumi tidak sepenuhnya bidang datar.

    Model Mathematis Permukaan Bumi

    Acuan Ellipsoid

    Bentuk speris permukaan bumi telah dipostulatkan oleh Pythagoras Erastosthenes

    (276 sebelum Masehi), seperti terlihat pada gambar Gambar 1.1. Teori yang

    berpendapat bahwa bentuk bumi datar masih diterima hingga abad ke 16, setelah

    itu pada abad ke 17, berbagai metode pengukuran mulai dikembangkan dan

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    3

    akhirnya membuktikan bahwa bentuk bumi yang sebenarnya tidak datar tetapi

    bulat. Pada saat itu, ditemukan pula bahwa diameter polar tidak sama dengan

    diameter equator atau dengan kata lain bentuk bumi adalah ellips (ellipsoid).

    Meskipun demikian pada saat itu belum berhasil dibuktikan apakah diameter polar

    lebih besar atau lebih kecil dari diameter equator.

    Seorang Ilmuwan Perancis bernama CASSINI telah melakukan pengukuran dari

    sumbu utara ke selatan dan hasilnya telah membuktikan bahwa terdapat arah

    polar yang lebih panjang dari arah equator, atau dengan kata lain diameter polar

    lebih besar dari diameter equator. Tapi NEWTON telah melakukan studi teoritis

    dan berhasil membuktikan bahwa diameter polar lebih kecil dari dari diameter

    equator (equitorial). Pada tahun 1935 Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis telah

    menugaskan dua tim peneliti yang melakukan ekspedisi pada dua tempat yaitu

    Peru dan Lapland. Kedua Tim ini mempunyai missi untuk melakukan pengukuran

    panjang busur dari satu derajat sepanjang meridian dan dibandingkan dengan

    panjang busur dengan derajat yang sama pada daerah dekat equator

    (khatulistiwa). Hasil ekspedisi tersebut membuktikan bahwa jari-jari polar lebih

    pendek dari jari-jari equator.

    Penjabaran dari pengukuran yang dilakukan oleh Erastosthenes dapat dilihat pada

    Gambar 1.1 dan yang dilakukan oleh dua Tim Peneliti Perancis dapat dilihat pada

    Gambar 1.2.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    4

    Measurement of ERATOSTHENES

    Rotation axis SUN

    jD l rod ALEXANDRIE SYENA (ASSOUAN)

    jj D=Dld

    tg

    Gambar 1.1. Pengukuran yang dilakukan oleh ERATOSTHENES

    L : jarak antara ALEXANDRIE and SYENA (diukur dengan menggunakan hewan

    Onta; L : kecepatan x waktu).

    Pengukuran yang dilakukan oleh Academi Ilmu Pengetahuan Prancis

    L3 LAPLAND (Foo)

    )50( 0FRANCELa

    L1 PERN (~00

    Gambar 1.2. Pengukuran yang dilakukan oleh Akademi Ilmu Pengatahuan

    Perancis

    R jD

    jD=

    LR

    b R3 R2 a R1 3jD 2jD

    Well

    1jD

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    5

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    6

    Gambat 1.3. Bentuk permukaan bumi sebagai bulat telur

    3

    33333

    1232

    22222

    1

    11111

    :.

    :.

    :.

    jj

    jj

    jj

    D=D=

    >>D

    =D=

    D=D=

    LRRL

    RRRL

    RRL

    LRRL

    Bentuk bulat telur atau oval (ellipse) yang mempunyai garis bujur (meridian), jika

    berputar pada sumbunya maka akan membentuk ellipsoid atau spheroid. Bentuk

    bulat telur (ellips) dapat difenisikan dengan berbagai cara. Defenisi berikut ini

    merupakan definisi secara geodesi. Terdapat dua defenisi bentuk ellips bumi

    secara geodesi yaitu bentuk ellips bumi menurut HAYFORD dan bentuk ellips

    WGS 84. Kedua defenisi bentuk ellips tersebut menjabarkan 3 parameter dengan

    cara yang sama tetapi mempunyai nilai yang berbeda. Penjabaran parameter

    defenisi ellips adalah :

    a : semi-major axis

    e : excertricity : 2

    1

    2

    22

    -a

    ba

    b R3 R2 a R1 3jD 2jD

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    7

    f : flattering : a

    baf

    -=

    e2 : 22

    2

    21 ffab

    -=

    -

    Nilai dari a, f dan e2 dari kedua definisi bentuk ellips adalah :

    HAYFORD ellipsoid : a = 6.378.388 m

    f = 1 : 297

    e = 0, 0818541

    WGS 84 ellipsoid : a = 6.378.137 m

    f = 1 : 298,25

    Referensi Titik di atas Permukaan Bumi

    Letak atau posisi suatu titik di atas permukaan bumi membutuhkan suatu

    referensi. Referensi yang digunakan adalah sistem koordinat. Koordinat yang

    digunakan pada suatu bidang ellipsoid adalah sistem koordinat geodesi (geodetic

    coordinates). Pada sistem koordinat ini, posisi digambarkan sebagai lintang

    (latitude) dan bujur (longitude). Sebagai illustrasi, gambaran berikut untuk

    merepresentasi titik P pada suatu bidang ellipsoid. Pembahasan tentang

    koordinat akan dibahas lebih mendalam pada pokok bahasan proyeksi pada bab

    selanjutnya.

    F

    Normal

    Gambar 1.4. Lintang dan Bujur

    Meridian GREENWHICH

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    8

    Pada Gambar 1.4, garis khatulistiwa (garis equator) membentuk suatu bidang

    yang disebut bidang equator. Jika diatrik suatu garis nomal dari bidang tersebut

    menuju titik P maka akan membentuk sudut j sudut yang disebut sudut lintang

    (latitude).

    Pada Gambar 1.4. terdapat suatu garis yang disebut garis meridian

    (GREENWICH). Jika ditarik suatu garis dari kedua kutub ellips melalui w.

    kemudian dari pertemuan antara garis khatulistiwa ditarik suatu garis menuju titik

    pusat bidang khatulistiwa dan ditarik pula suatu garis dari pertemuan antara garis

    meridian dengan khatulistiwa, maka kedua garis tersebut membentuk suatu sudut

    dan sudut yang terbentuk disebut sebagai sudut bujur (longitude) (?).

    Perlu diketahui bahwa garis normal yang dibentuk tidak melalui titik pusat ellipsoid

    atau titik pusat bidang khatulistiwa. Posisi sembarang titik yang ada di atas

    permukaan ellipsoid membentuk dua jari-jari kelengkungan yaitu jari

    kelengkungan yang dibentuk oleh bidang meridian (meridian plane) (rm) dan jari-

    jari kelengkungan yang dibentuk oleh bidang vertikal, lihat gambar berikut : )(jP

    Gambar. 1.5. Jari-jari kelengkungan bidang meridian dan bidang vertical.

    Nilai kedua-jari-jari tersebut adalah :

    rm : 2

    322

    2

    )sin1(

    )1(

    je

    ea

    -

    -

    rn : 2

    122 )sin1( je

    a

    -

    Representasi jarak pada ellipsoid

    a b

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    9

    Representasi jarak pada suatu bidang ellipsoid merupakan jarak terpendek

    diantara dua titik yang berada pada suatu bidang ellipsoid disebut GEODESIC

    jarak geodesic terletak antara dua penampang normal (normal section). Pada

    gambar berikut penampang normal PQ didefenisikan sebagai perpotongan antara

    dua bidang normal pada P dan Q. penampang normal PQ merupakan

    perpotongan dua bidang normal pada Q dan P pada suatu bidang ellipsoid.

    Gambar 1.6

    Normal

    At P Normal section PQ normal

    at Q

    P GEODESIC Q

    Normal section QP

    Gambar 1.6. Representasi jarak pada bidang ellipsoid

    Representasi Ruang Ellipsoid

    Suatu ruang yang terbatas pada suatu bidang ellipsoid dapat diperkirakan sebagai

    suatu best fitting sphere. Pada titik P dengan latitudej . Jari-jari dari best fitting

    sphere adalah :

    nmrrR =

    R merupakan meridian geometric rata-rata dari rm dan rn.

    Suatu ruang segitiga dapat terbentuk pada suatu ruang berbentuk bola.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    10

    Gambar 1.7. Representasi Ruang

    Pada suatu ruang segitiga membentuk suatu sudut dalam segi tiga yang dapat

    dinyatakan dengan derajat menit dan detik. Terdapat 27 hubungan antara sudut

    dan sisi segitiga. Pada Gambar 1.7 berlaku hubungan

    0 < a + b + c < 2?

    ? < A + B + d < 3?

    Cos a = Cos b Cos c + Sin b Sin c Cos A

    Cc

    Bb

    Aa

    sinsin

    sinsin

    sinsin

    ==

    Pada gambar 1.7 terdapat suatu besaran yang disebut spherical excess (e ) yang

    diturunkan dari segitiga tersebut di atas (Gambar 1.7)

    A + B + C = 1800 + e

    Nilai e adalah .

    )("005,0"1sin

    1. 22 KmSR

    S=e

    Dimana S merupakan luas segi tiga, R merupakan jari-jari bola. Contoh hasil

    pada sisi segitiga ~ 20 km merupakan nilai spherical excess e = 1

    Secara praktis, nilai spherical excess dihitung sebagai berikut :

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    11

    Rumus LHUILIER

    a + b + c = 2p

    maka :

    2)(.

    2)(.

    2)(.

    24cptgbptgaptgptgtg ---=e

    Rumus CAGNOLI

    2cos

    2cos

    2cos2

    )sin().sin().sin(.sin2

    sincba

    cpbpapp ---=e

    Rumus GUA

    )sin().sin().sin(.sin2coscoscos1

    2cot

    cpbpappcba

    g---

    +++=

    e

    Catatan :

    Untuk : a ~ b ~ c 30 Km : e ~2

    a ~ b ~ c 50 Km : e ~5

    Penyelesaian segitiga spheris yang mirip bidang datar

    Theorema LEGENDRA

    Theorema ini menjelaskan perbandingan antara segitiga spheres (segi tiga yang

    mempunyai sisi yang melengkung) dengan segitiga biasa (segitiga yang

    mempunyai sisi yang lurus). Jika misalkan a, b, c adalah panjang sisi suatu segi

    tiga spheris dan a, , ? merupakan sudut yang terletak diagram sisi tersebut (lihat

    gambar). Dan jika a, b, c, merupakan panjang sisi segi tiga bersisi lurus dan a,

    , ? merupakan besar sudut pada sisi depannya (lihat gambar). Jika kedua sisi

    tersebut dibandingkan maka diperoleh suatu nilai n yang mempunyai hubungan

    berikut :

    Theorema LEGENDRE

    a = a, b = b, c = c

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    12

    tetapi sudut yang dibentuk

    3';

    3';

    3'

    egg

    ebb

    eaa -=-=-=

    Metode Additament (small term reduction)

    Dengan mengacu pada kedua segi tiga tersebut, maka metode ini menjelaskan

    suatu hubungan :

    gg

    bbb

    bb

    aaa

    aa

    =-=

    =-=

    =-=

    ';6

    '

    ';6

    '

    ';6

    '

    2

    3

    2

    3

    2

    3

    RccC

    R

    R

    Jika diketahui nilai : a, , a

    Maka nilai dapat dihitung dengan cara metode LEGENDRE dan metode

    Additament

    LEGENDRE Additaments

    'sin'sin

    3'

    3'

    ab

    a

    ebb

    eaa

    =

    -=

    -=

    b

    2

    32

    2

    3

    6

    sinsin''

    6'

    Rb

    bb

    R

    =

    =

    -=

    abab

    aaa

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    13

    Model fisik bumi

    Representasi jarak vertikal dari suatu titik

    Misalkan suatu massa sebesar m yang bersentuhan dengan permukaan bumi

    yang memiliki massa sebesar M, yang terletak pada pusat bumi (lihat gambar 1.8).

    Jarak antara m dan M misalkan r, maka akan membentuk suatu vektor u1 dan u2 .

    F2

    Gambar 1.8. Representasi jarak pada permukaan bumi

    Gaya yang bekerja pada massa m adalah

    121

    --

    -= ur

    GMmF

    m mengalami percepatan

    )/...81,( 2111_

    211 smggu

    rGMg

    mF -==

    --

    Gaya axis fugal yang bekerja pada massa m

    )/....81,9~( 2122

    2 smgurpmF--

    = w

    Massa yang mengalami percepatan axisfugal

    )/03,0~300:1~( 2122_

    22

    2 smggurpgm

    F w==-

    -

    M

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    14

    Arah vertikal dinyatakan sebagai -

    g

    21

    ---+= ggg

    Potensial bumi

    Potensial 21--gdang dinyatakan dengan V1 maka diperoleh hubungan :

    )1(tan1

    121

    taconsr

    GMV

    gr

    GMdr

    dV

    +=

    =-=

    Hubungan antara 2-g dengan V2 sebagai berikut :

    )2(tan21 22

    2

    222

    tconsprV

    grpdrpdV

    +=

    ==

    w

    v

    Potensial total dari bumi adalah

    tconsprr

    GMW

    VVW

    tan21 22

    21

    ++=

    +=

    v

    Equipotensial permukaan (equipotential surface) dari bumi dinyatakan sebagai

    W yaitu :

    W = constant

    Gaya tarik bumi besarnya sama pada semua titik pada permukaan equipotensial.

    Terdapat suatu nilai yang tertinggi. Pada permukaan equipotensial salah satu

    diantaranya dipilih sebagai GEOID.

    GEOID merupakan model fisik permukaan bumi. Pada model fisik bumi,

    dipermukaan laut tidak ada variasi vertikal, tetapi permukaan tanah mempunyai

    variasi vertikal yang sangat beragam, dengan demikian diperlukan suatu garis

    acuan untuk menyamakannya, garis ini disebut sebagai garis GEOID. Bentuk

    garis GEOID pada model fisik bumi adalah sebagai berikut :

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    15

    (2) ocean (3)

    Gambar 1.9. Representasi model fisik dan mathematik bentuk permukaan bumi

    (1) ellipsoid : mathematical model, (2) geoid :physical model, (3) topographic

    surface

    Arah gaya tarik bumi tegak lurus pada garis GEOID. Pada dasarnya garis GEOID,

    tidak secara tepat berada pada permukaan laut, karena permukaan laut berubah

    sesuai tinggi pasang dan surut. Besarnya gravitasi pada permukaan GEOID

    sama, dengan demikian sering disebut segitiga equipotensial.

    Pada model fisik bumi terdapat beberapa garis equipotensial, salah satunya

    terdapat pada permukaan GEOID. Ilustrasi garis-garis equipotensial pada model

    fisik bumi sebagai berikut :

    equipotential surface

    Gambar . 1.10. Model fisik permukaan bumi

    (1)

    Direction of gravity

    Direction of gravity

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    16

    Pada permukaan geoid dapat direpresentasikan sebagai titik elevasi 0, yang

    merupakan elevasi rata-rata permukaan air laut (mean sea level).

    Jika seandainya massa bumi seragam pada sembarang tempat dan mempunyai

    topografi yang sama pada semua tempat, maka geoid berimpit dengan ellipsoid,

    dan mempunyai titik pusat bumi, tetapi kenyataannya massa bumi dan elevasinya

    tidak sama pada semua tempat, dengan demikian garis geoid kadang-kadang

    berada di atas garis ellipsoid, seperti terlihat pada Gambar 1.11.

    Gambar 1.11. Ellipsoid dan elevasi

    Titik Koordinat suatu Titik pada Permukaan GEOID

    Koordinat suatu titik pada permukaan Geoid adalah koordinat astronomis

    (astronomical coordinat). Suatu meridian astronomis dapat didefenisikan sebagai

    suatu bidang vertikal dan sejajar dengan sumbu putar bumi.

    Lintang ( 'j ) merupakan sudut antara equator dan meridian dari suatu bidang

    vertikal pada titik P. Bujur( 'l ) merupakan sudut antara meridian dari

    GREENWICH dan meridian astronomis pada titik P. Harus dicatat bahwa,

    disebabkan karena adanya perpindahan relatif dari bumi terhadap sumbunya,

    maka pengukuran astronomis 'j dan 'l memerlukan koreksi. Nilai korekasi yang

    ditetapkan menurut standar International yang dikenal sebagai Conventional

    International Origin (C.I.O) nilai koreksi yang diberikan adalah 0,1 arc detik.

    N

    N

    Local vertical mass surplus geoid

    Mass deficiency mean ellipsoid

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    17

    GEODESI GRAVIMETRI

    Jika suatu massa dengan berat w berada pada suatu bidang equipotensial

    berpindah ke bidang equipotensial lain, maka akan mengalami mengalami

    perubahan berat dw, beratnya menjadi w + dw

    W

    Gambar 1.12. Geodesi gravimetri

    dhdW

    gdangdhdW =-=

    Jika dinyatakan dengan bidang koordinat (x, y, z) : W = w (x, y, z). persamaan

    pada bidang equipotensial berlaku : W (x, y, z) = Konstant

    Bidang equipotensial dapat ditentukan, karena gravitasi merupakan vektor yang

    dapat diukur. Penentuan bidang equipotensial dapat dilakukan dengan

    menggunakan pendulum berpresisi tinggi

    2;2

    2tgL

    gT

    D==

    lp

    Dimana :

    l = panjang pendulum

    T = Periode waktu

    L = Jarak antara dua bidang horisontal

    dh

    W-dN

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    18

    Penentuan gravitasi dapat pula ditentukan dengan persamaa :

    2

    2

    TT

    gg oo=

    Dimana :

    T = waktu osilasi dari pendulum

    T0 = waktu osilasi yang diketahui yang telah diketahui gravitasinya.

    Pada survei lapangan dapat menggunakan gravimeter, presisi alat ini berkisar 0,1

    mgal - 1 ugal.

    Pengukuran gravitasi di udara dan di atas laut lebih sulit dilakukan sebab alat gravimeter

    dalam keadaan bergerak. Efek pergerakan harus ditiadakan dengan menerapkan faktor

    koreksi yang disebut sebagai EOTROS.

    GRAVITASI NORMAL

    Suatu titik P (dengan koordinat x, y, z) mempunyai potensial gravitasi

    prwr

    GMW 22

    21

    +=

    Atau

    ++= )(222

    2

    yxw

    rdm

    GW

    Dimana, G adalah konstanta gravitasi universal, dm adalah elemen massa bumi r

    jarak elemen massa dari titik P dan w adalah kecepatan rotasi bumi.

    Persamaan tersebut di atas tidak dapat diselesaikan sebab persamaan integral

    memerlukan batas atas dan batas bawah elemen massa bumi yang menjadi batas

    perhitungan. Nilai W dapat ditentukan dengan cara W = V + T, dimana V adalah

    potensial normal, T adalah deviasi permukaan equipotensial.

    Gravitasi normal pada permukaan ellipsoid terrestrial disimbolkan dengang , yang

    besarnya sama dengan :

    det/)2sin0000059,0sin0053024,01(0318,978 22 cmhV jj

    ddg -+==

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    19

    Dimana h = arah normal ke ellipsoid dan j = latitude

    Gravitasi normal dapat pula dinyatakan dengan disturbing potential yang besarnya sama

    dengan :

    T = W V

    Disturbing potential sering juga disebut sebagai anomaly gravitasi :

    g-=D gg

    Diamana g adalah pengurangan gravitasi akibat adanya beda jarak topografi ke permukaan

    Geoid.

    Penentuan Geoid dari Gravitasi

    Perubahan nilai geoid dapat ditentukan dan anomaly gravitasi. Rumus STOKES :

    D=s

    svVgp

    dgR

    N )(.41

    Diamana :

    N : jarak antara ellipsoid dan geoid

    R : jari rata bumi

    : nilai gravitasi rata-rata bumi

    sd : elemen diferensial luas

    w : jarak elemen luas dengan titik dimana dilakukan perhitungan (misalkan titik N)

    )(wV : Fungsi Stokes

    gD : anomaly gravitasi rata-rata pada elemen luat sd

    Jika gD diketahui dalam angals dan permukaan dipartisi dalam ukuran 1o x 1o, persamaan

    di atas dapat diselesaikan dengan intgeral, sehingga persamaan di atas berubah menjadi :

    )(1293,0 D= wVgmgalmm

    N

    Hubungan antara geoid dan ellisoid dalam geodesi terdapat tiga persamaan, lihat gambar

    berikut :

    g

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    20

    Vertical of P

    P TOPOGRAPHIC

    SURFACE

    H

    Vertical of P

    P GEOID

    Normal N

    ELLIPSOID

    Gambar 1.13. Permukaan fisik, geoid dan elipsoid

    (1)

    (2)

    (3)

    p

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    21

    (1) Permukaan fisik (permukaan topografi)

    (2) Permukaan equipotensial (geoid) atau equipotential surface

    (3) Ellipsoid, mathematichal surface atau referensi komputasi.

    Titik P berada di atas topografi berhubungan dengan P yang terletak di atas permukaan

    geoid dan titik P di atas permukaan ellipsoid. Nilai h dapat ditentukan :

    NHh +

    Antara permukaan geoid dan permukaan fisik, deviasi dapat terjadi pada jarak + 100 m.

    Deviasi ini disebut sebagai geodic indulation atau fungsi geoid (N).

    M E

    H H

    P

    Topography

    geoid

    R vertical of P ellipsoid

    normal of P

    Fig 1.9

    meridianbidangpadavertikaldeplesiheightgeoidicalN

    geoidatasdititiktinggiHpoctopographitheofheightellipsoidh

    radiusgeocentreRlatitudegeoditic

    latitudeastronomiclatitudegeocentre

    :::

    int::::':

    x

    jjf

    Center of ellipsoid

    sem

    i min

    or a

    xis

    semi major axis

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    22

    Deviasi vertical

    Deviasi vertical sering terjadi

    Surveying observation are usually made with instruments levelled by means of spirit

    bubbles and therefore, the observation are made relative to the goid or the local vertical.

    Before being used in geoditic calculation, they must be corrected for differences between

    the geoid and the reference allipsoid or differences between the vertical to the geoid and

    the normal to the ellipsoid (fig. 1.10)

    Level line of light

    Topography

    Elevation of the vertical

    geoid

    NORMAL VERTICAL

    ellipsoid

    Fig. 1.10

    The angle between the normal to the geoid (vertical) and the normal to the ellipsoid is the

    diffection of the vertical, the component in the meridian plane is the N.S component ( x ),

    the component in the E.W dirrection is (h ).

    Relation between geoditic and astronomical coordinates

    'sec''

    jhllxjj

    -=-=

    133 Azzimuth

    Geoditic azimuth : (A)

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    23

    The azimuth from a point P to apoint Q on the allipsoid may be defined as the angle

    between two planes, both containing the normal to the ellipsoid in P, one of which

    contains the rotation axis, the other point Q (fig. 1.12) the angle is measured clock wit

    from north.

    Ellipsoidal normal at P

    Fig. 1.12

    Astronomical azimuth (A)

    It is also angle between two plane, both containing the vertical at P, one of which contains

    a parellel to the rotation axis, the other the point Q.

    The astronomical azimuth is assumed to be reduced to the CIO pole.

    Relation between the geoditic and astronomical azimuth

    The relation is given by the LAPLACE is equation

    jll sin)'(' --= AA

    The raltion enables geoditic azimuth at any station to be determined from a combination of

    astronomical azimuth and longitude observations.

    P

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    24

    Proyeksi, Transformasi dan Sistem Koordinat

    Proyeksi dan Transformasi

    Proyeksi memiliki peran yang sangat penting dalam pemetaan. Untuk

    merepresentasikan bagian permukaan bumi ke atas bidang datar, memerlukan

    skala dan indikator letak. Adanya dua kepentingan tersebut maka diperlukan suatu

    proyeksi untuk merepresentasikan permukaan bumi ke atas bidang datar.

    Representasi permukaan bumi ke atas bidang datar, mengasumsikan bentuk bumi

    sebagai ellipsoid (bulat telur).

    Penggambaran letak atau posisi suatu titik di atas permukaan bumi dinyatakan

    dengan koordinat geodesi (geodetic coordinat) yang biasanya dinyatakan dengan

    (j,l). Penggambaran letak di atas bidang datar, dinyatakan dengan koordinat

    bidang datar (plane coordinat) (X,Y). Pemahaman proyeksi dalam pengukuran

    wilayah merupakan hal yang sangat penting, sebab proyeksi adalah dasar

    pemetaan dalam usaha mendapatkan bentuk ubahan dari dimensi tertentu

    menjadi bentuk dimensi yang lain secara sistimatik, sehingga menghasilkan

    geometri baru dengan penyimpangan geometrik minimal. Koordinat yang

    diperoleh dari konversi data analog menjadi digital adalah koordinat digitasi.

    Operator Sistem Informasi Geografi hanya dapat bekerja pada sistem koordinat

    geodesi dan datar.

    Illustrasi tentang proyeksi dapat digambarkan sederhana jika kita ingin

    mengetahui luas kulit bola, maka kulit bola tersebut harus dikupas dan

    kupasannya didatarkan pada bidang datar. Karena bentuk awal kulit bola adalah

    3 Dimensi tidak sistimatik yang dipaksakan menjadi bentuk 2 dimensi (bidang

    datar). Pada saat melakukan proyeksi terjadi perubahan bentuk awal menjadi

    bentuk proyeksi. Pada saat melakukan pendataran kulit bola tersebut maka pada

    beberapa bagian kulit bola mengalami perubahan bentuk misalnya terjadi

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    25

    perobekan dan pengkerutan. Proyeksi dianalogikan sebagai disisi mana membuat

    potongan kulit bola agar terkupas dengan baik dan dapat mewakili luasan kulitnya.

    Sistematika bentuk proyeksi dapat dicapai dengan bantuan koordinat.

    Sistim Proyeksi

    Proyeksi dapat digoongkan menurut:

    Tipe proyeksi: pada tipe ini termasuk conic projection, cylindric projection, plane

    (azimuthal) projection.

    Sifat proyeksi:

    Posisi titik yang ada pada kulit bola dapat dinyatakan sebagai Koordinat Geodesi

    (Geodetic Coordinate). Representasi koordinat geodesi menjadi koordinat bidang

    P

    X

    Y

    Y

    Y

    P

    X

    Y

    Y

    Y

    l

    lc

    Pl

    lc

    P

    A

    l

    l

    c PY

    X

    p

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    26

    datar (plane coordinate) disebut sebagai Transfiormasi. Terdapat tiga cara

    representasi permukaan bumi menjadi bidang datar yaitu: conic projection,

    cylindrical dan planar projection. Ilustrasi conic projection adalah sebagai berikut:

    Conic projection

    Conic projection merepresentasikan pelbaran garis tangensial (garis singgung)

    lengkungan garis latitude.

    Gambar 1. Illustrasi Conic Projection

    Sistem Koordinat

    Representasi posisi terhadap suatu titik dan referensi tertentu yang dinyatakan

    dalam besaran vektor ( besaran sudut dan atau besaran panjang . Reprsentasi

    l

    l

    c

    P

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    27

    Titik dan referensi tersebut tergantung pada Sistim Proyeksi yang dipakai, seperti

    yang telah dijelasikan di atas.

    Ada dua sistim koordinat yang dapat dipakai pada penentuan posisi di atas

    permukaan bumi, yaitu : . Koordinat Geodesi yang dinyatakan sebagai Lintang,

    Bujur dan h (tinggi geometrik) dimana besaran geometri dimaksud dalan satuan

    sudut (Lintang dan Bujur) dan h (tinggi geometric dalam satuan panjang).

    h merupakan tampilan atribut, bukan vektor. Tinggi geometrik h jarang

    dicantumkan karena penentuannya tidak sederhana. Titik acuan awal telah

    disepakati secara universal yaitu untuk Garis Acuan awal untuk Bujur atau Bujur =

    0 adalah garis Meridian. Garis ini melalui Greenwich (di negara Inggris), disebut

    Bujur Barat jika Bujur tersebut sebelah barat Meridian 0 atau Timur jika Bujur

    tersebut sebelah Timur Meridian 0. Garis acuan untuk Lintang atau Lintang = 0

    adalah garis Equator atau Katulistiwa, positip kearah Kutub Utara dan Negatip

    arah Kutub Selatan. Koordinat Orthometrik 2 Dimensi yang dinyatakan sebagai X,

    Y, h ( tinggi orthometrik berupa atribut), dimana semua unsur geometriknya

    dinyatakan besaran panjang. Suatu peta yang baik akan menyatakan koordinat

    Geodesi maupun Orthometrik pada lembar yang sama. Hubungan antara

    koordinat geodesi dengan koordinat bidang datar adalah sebagai berikut:

    Transformasi

    Pembuatan peta yang berbasis pada SIG memerlukan transformasi. Transformasi

    menggunakan sistem koordinat proyeksi yang telah disepakati dan berlaku secara

    ( )( )lc

    lc,2,1

    fYfX

    ==

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    28

    internasional. Misanya koordinat UTM. Konversi data digital hasil digitasi tidak

    dapat dipakai pada operator SIG, dengan demikian koordinat hasil didgitasi

    selanjutnya diproses dengan cara melakukan transformasi. Posisi relatif suatu titik

    dapat ditentukan dengan bantuan instrumen Global Positioning System (GPS).

    Peta rupa bumi yang dikeluarkan oleh Bakosurtanal biasanya telah menggunakan

    titik tetap yang menggunakan sistem koordinat UTM (Universal Tranvers

    Mercator).

    koordinat.

    Ada beberapa cara untuk melakukan hal tersebut antara lain :

    1. Paling sederhana dengan mengikatkan sistim koordinat lokal ke titik

    bentukan alam atau manusia, yang relatip tetap dan dapat teridentifikasi

    posisinya di peta dasar maupun dilapangan.Mis : Muara Sungai, Simpang

    Jalan dll.

    2. Mengikatkan sistim koordinat lokal ke titik acu baku (Titik Tetap

    Bakosurtanal , Titik GPSdari BPN yang banyak tersebar di setiap

    Kabupaten) secara terestrik (pengukuran konvensioanal).

    3. Menentukan posisi secara relatif dengan alat penerima GPS (Global

    Positioning System).jenis Hand Held (Genggam).

    4. Menentukan posisi secara absolut dengan alat penerima GPS jenis

    Geodetic.

    Contoh Numerik hubungan koordinat Geografi dengan koordinat proyeksi

    (UTM) pendekatan: Koordinat Geografi titk A dinyatakan dalam : Lintang : -1 30

    30 atau dapat disebut Lintang : 1 30 30 Selatan) Bujur : 126 45 55. Artinya

    titik A berada pada perpotongan garis Meridian (Bujur) 126 45 55 dari

    Greenwicthdengan garis parallel (Lintang) 1 30 30 dari garis Katulistiwa kearah

    Kutub Selatan.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    29

    Hubungan besaran geografi (sudut) dengan satuan panjang :

    Hubungan jarak dalam satuan sudut () dengan dalam satuan panjang

    diilustrasikan sbb : Jika satuan jarak dinyatakan dalam 1 dapat dihitung secara

    pendekatan 1 di Ekuator = 1 (radian) x 6378137 m = 111.317 km Dimana : Jari

    jari di Ekuator menurut Elipsoida WGS 84 = 6378137 m. Elipsoida WGS 84 adalah

    Elipsoida yang digunakan pada sistim GLOBAL dari penerima GPS, yang sudah

    diterapkan oleh Bakosurtanal dalam peta rupa bumi dan telah ditentukan

    parameter translasinya terhadap Elipsoida Spheroid Nasional Indonesia (SNI)

    Secara matematis, pada posisi garis Lintang berbeda untuk jarak 1 akan didapat

    jarak berbeda, hal ini disebabkan akibat bentuk Elipsoid Bumi.

    Jika Posisi A dinyatakan dalam Proyeksi UTM harus dilakukan transformasi

    Koordinat Geografi ke UTM . Argumen yang sangat menentukan dalam proses ini

    adalah MC (Meridian Central). yang dicari dengan cara : Pembulatan bawah (6"

    55 ' 45 126 ) 6 + 3 = 129. Bujur ini merupakan MC (Meridian Pusat), atau

    dengan istilah lain disebut penentuan pusat Zone. Garis meridian di MC akan

    diproyeksikan sebagai garis lurus arah vertical (bawah ke atas) pada kertas,

    begitu pula untuk garis lingkar Equator akan diproyeksikan sebagai garis lurus

    horizontal (kiri ke kanan) pada peta.

    Grid merupakan perpotongan garis-garis sejajar terhadap dua garis tadi dengan

    jarak sama , bukan proyeksi dari garis bujur dan lintang. 3 dipakai dengan alasan

    bahwa garis meridian pusat merupakan garis meridian ditengah Zone UTM.

    Selanjutnya njutnya dalam proses transformasi tersebut menghasilkan perubahan

    Bujur menjadi komponen EASTING (dlm satuam meter) dan Lintang menjadi

    komponen NORTHING (satuan meter), perlu diingat dalam Kaidah UTM tidak

    dikenal nilai negatip (minus) maka ditetapkan Nilai Origin dari Northing adalah

    10,000,000.00 m artinya jika posisi titik tersebut diselatan Ekuator maka nilai

    Satuan sudut dalam radian yang didapat dari transformasi tersebut negatip, untuk

    menghindari nilai negatif, ditambahkan nilai origin 10,000,000.00 m, begitu halnya

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    30

    untuk EASTING, pada posisi Barat dari MC dianggap negatip ditambah dengan

    nilai origin 500,000.00 m.

    Nilai Origin Northing 10,000,000 m, hal ini dihitung dari besar sudut antara equator

    dengan Kutub Selatan sebesar 90 maka 90 x 111 km = 9990 km = 9,990,000 m

    dibulatkan menjadi 10,000,000 m. Nilai Origin Easting 500,000 m dipakai dengan

    alasan bahwa besar sudut antara MC (Meridian Central) terhadap tepi lembar

    peta UTM sebesar 3, analognya didapatkan nilai 333 km atau 333,000 m

    diperlebar menjadi 500,000 m Untuk memeriksa apakah terjadi kesalahan

    prosedure transformasi tersebut dapat dilakukan perhitungan pendekatan

    sederhana secara manual sbb: Beda Bujur titik A terhadap MC (Meridian Central)

    = 129 - 126 45 55 = 2 14 05 barat MC, yang berarti -2 14 05, nilai ini

    dikalikan 111317 m = - 248,762 m (Koordinat semu). Karena Origin Easting =

    500,000 maka harga Easting (X) titik A pendekatan = 500,000 248,762 =

    251,238.000 m. Jadi, harga Easting (X) titik A secara pendekatan m 000 . 238 ,

    251 . , analog untuk Northing (Y).

    Fasilitas konversi ini telah disediakan dalam Map Info saat membuat File TAB.

    Dapat dilihat saat menentukan pilihan Projection, tentukan pilihan tersebut

    dengan memperhatikan Proyeksi yang dimiliki oleh file peta didalam file MAP

    INFO tersebut :

    1. Jika sistim koordinat yang digunakan bersifat lokal maka pilih Non Earth

    Projection, artinya data spasial tersebut terbatas pada satu sistim koordinat

    lokal yang digunakan, jika suatu ada data spasial lainnya yang mempunyai

    sistim koordinat berbeda maka data-data spasial tersebut tidak dapat

    disajikan secara terpadu. Untuk itu perlu adanya penyatuan sistim

    koordinat dari masing-masing data spasial tersebut.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    31

    Dalam proses pembuatan data spasial, penggunaan sistim koordinat dapat

    mempengaruhi bentuk geometrinya (dalam batas skala tertentu).

    Contoh : Dalam pembuatan data spasial pada AutoCad baik melalui sarana

    digitizer maupun langsung, sebaiknya tidak digunakan sistim koordinat geografi,

    karena koordinat. ini tidak linier, sedang AutoCad 2D berbasis vektor linier 2

    Dimensi,. Ini dapat dilihat pada koordinat geografi, besaran panjang sisi tepi

    vertical dan horisontal satu lembar peta UTM diatas atau dibawah Ekuator jika

    diukur panjangnya dengan mistar ukur akan berbeda panjang, meskipun

    dinyatakan ukuran 6 x 6. Karena hal tersebut, sangat disarankan pada

    pembuatan data spasial melalui AutoCAD agar digunakan Koordinat Ortometrik (

    Northing ; Easting ). Demikian juga dalam hal digitizing dengan AutoCad, dengan

    menentukan posisi sebagai koordinat geografi adalah sangat tidak tepat karena,

    pada nilai beda Bujur pada Lintang berbeda dipeta, seharusnya diproyeksikan

    tidak sama panjang sedang pada koordinat Geografi di Digitizing dinyatakan

    besaran yang sama.

    2. Jika data spasial masukan mempunyai koordinat geografi (Lintang /Bujur atau

    Long/Lat), maka pilih category Longitude/Latitude, selanjutnya tentukan Spheroide

    Referensi (Category/Member): Logitude/Latitude WGS 84, karena spheroid

    Nasional merupakan adopsi dari WGS 84.

    3. Jika data spasial masukan mempunyai Koordinat UTM (North/East), maka pilih

    category Universal Transverse Mercator (WGS 84) selanjutnya tentukan Zone.

    Jika Zone dari data spasial tersebut belum diketahui maka melalui peta dasar

    dapat di interpolasi Bujur yang melalui tengah data spasial tersebut mis B.

    Gunakan rumus mencari Nomor Zone : Nomor Zone =ROUNDUP (o o B

    6) + 30.

    Keterangan : Round = Pembulatan Keatas

    Contoh Numerik : B = 126 45 55

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    32

    Nomor Zone = ( Round Up ( 126 45 55 : )) + 30 = 22 +30 = 52

    Maka didapat Nomor Zone = 52

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    33

    Sistem Informasi Geografi

    Konsep Pemetaan dan Sistem Informasi Geografi (SIG)

    1.1 Konsep Perpetaan

    Suatu peta merepresentasikan fitur geografis atau fenomena spasial yang memuat

    informasi tentang lokasi dan atributnya. Informasi yang ada pada peta mendeskripsikan

    posisi atau fenomena geografis dari suatu permukaan bumi dan hubungan antara fenomena

    yang dimaksud.

    Fitur Peta

    Fitur peta terdiri dari titik, garis dan luasan. Titik merepresentasikan lokasi tunggal,

    titik digambarkan apabila suatu obyek lokasi terlalu kecil untuk direpresentasikan dengan

    sebuah garis. Garis adalah sekumpulan titik pada suatu koordinat yang saling berhubungan,

    garis digambarkan apabila terlalu kecil untuk dinyatakan sebagai suatu luasan. Luasan

    merepresentasikan garis yang tertutup yang memuat informasi yang homogen. Pemetaan

    dengan Sistem Informasi Geografi (SIG) menggunakan sistem koordinat pemetaan x-y.

    Elemen dasar yang menyusun suatu peta terdiri atas titik dan garis. Titik

    dapat merepresentasikan, misalnya kota, pasar, atau pusat pelayanan lainnya,

    sedangkan garis dipakai untuk mewakili batas wilayah, jaringan jalan, sungai dan

    sebagainya. Kumpulan garis dapat membentuk kesatuan menjadi polygon.

    Struktur Data Peta

    Suatu titik pada permukaan bumi diproyeksikan dengan sistem koordinat,

    sedangkan garis dapat dianggap sebagai vektor yang dinyatakan dengan

    koordinat, kedua titik pada ujung garis dapat saling bertemu membantuk poligon

    atau tidak bertemu tidak membentuk poligon. Batas suatu wilayah yang umumnya

    berupa garis yang berkelok dapat didekati dengan beberapa garis lurus yang

    saling berhubungan, seperti diperlihatkan pada gambar berikut:

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    34

    1

    1 5

    4

    6

    3

    7

    2

    2 3 4

    5

    6 7

    A

    B

    Gambar 1. 1 Pendekatan batas wilayah dalam pembuatan peta

    Dari gambar terlihat bahwa peta sederhana diatas dapat digambarkan

    dengan tiga buah rangkaian garis, yang selanjutnya disebut Polyline. Polyline

    pertama misalnya diberi nama A terdiri atas 8 titik, B terdiri dari 8 titik , dan C

    terdiri dari 2 titik. Pendekatan diatas memungkinkan menyimpan data koordinat

    titik di atas dalam suatu struktur basis data sebagai berikut:

    Table 1.1. Struktur Data Poligon Nama/Kode Polyline Jumlah titik Koordinat titik

    A

    B

    C

    8

    8

    2

    X1,Y1X8,Y8

    X1,Y1X8,Y8

    X1,Y1

    Gambar yang sama memperlihatkan bahwa peta tersebut terdiri dari 2

    wilayah, yaitu wilayah I dan wilayah II. Wilayah I dibatasi oleh polyline A dan C,

    sedangkan yang kedua adalah polyline B dan C. Setiap wilayah diindentifikasi

    dengan suatu titik yang terletak didalam wilayah bersangkutan. Sehingga

    memungkinkan untuk menyimpan data wilayah tadi dalam struktur berikut:

    Table 1.2 Struktur Penyimpanan Data

    Nama/Kode Wilayah Jumlah Polyline Koordinat titik Nama/KodePenyusun

    I

    II

    2

    2

    X,Y

    X,Y

    A,C

    B,C

    I II

    C

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    35

    1.2 Sistem Informasi Geografis

    Sistem informasi geografis (SIG) adalah himpunan instrumen (tools) yang

    difungsikan untuk pengumpulan, penyimpanan, pengaktifan, pentransformasian

    dan penyajian data spasial dari suatu fenomena nyata di permukaan bumi,

    dilakukan untuk tujuan tertentu misalnya pemetaan. SIG merupakan bagian

    pemerosesan data dalam pemetaan, mengandung sistem basis data untuk

    menjelaskan data. Pemanfaatan SIG telah cukup luas penggunaannya, terutama

    untuk perencanaan dan pengelolaan sumberdaya alam. Pemanfaatan SIG

    sebagai instrumen dalam perencanaan dan pengelolaan sumberdaya alam telah

    lama dilakukan oleh Pusat Studi Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Lembaga

    Penelitian Universitas Hasanuddin Makassar, misalnya sebagai instrumen dalam

    penataan ruang, konservasi sumberdaya lahan dan air, penataan kawasan pesisir,

    perencanaan pembangunan kesehatan, pertanian, kehutanan, perikanan dan

    evaluasi dampak lingkungan. Komponen-komponen SIG sebagai berikut:

    Perangkat Keras (Software)

    Perangkat keras terdiri dari komputer dengan perangkat multimedia untuk

    keperluan input data misalnya digitizer, CD-ROOM, Mouse dan Scanner.

    Komputer dapat berupa komputer pribadi yang berdiri sendiri maupun komputer

    jaringan.

    Perangkat Lunak (Software)

    Perangkat lunak berfungsi untuk manajemen menyimpan, menganalisis

    dan menampilkan data. Suatu perangkat lunak SIG memuat fungsi-fungsi berikut

    ini:

    Sebagai instrumen untuk memasukkan data dan informasi geografi.

    Memfasilitasi manajemen basis data.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    36

    Sebagai instrumen untuk mendukung pemerosesan dan penampilan querry

    dan data spasial.

    Sebagai user interface yang memudahkan pengguna komputer melakukan

    pemerosesan data.

    Data SIG

    Merupakan bagian penting dari SIG. Pengumpulan data dapat dari survey

    dan sumber lainnya misalnya fasilitas penyedian jasa komesial. Cara yang paling

    umum pemasukan data SIG adalah digitasi data dari peta yang telah digambarkan

    pada kertas, foto udara atau hasil penginderaan jauh dengan satelit (remote

    sensing). Digitasi merupakan proses tranfer informasi dari sumber yang yang telah

    disebutkan diatas menjadi bentuk digital dengan cara yang sistematik.

    Penginderaan jauh merupakan proses identifikasi obyek permukaan bumi

    dari ketinggian tertentu. Obyek dapat dibedakan berdasarkan sifat pemancaran

    gelombangnya. Saat ini, provider penyedia jasa pengideraan jauh dengan satelite

    seperti: Landsat, SPOT dan AVHRR. Citra satelite dapat diklasifikasikan menurut

    lebar swath, resolusi spasial (saptial resolution) dan resolusi radiometrik

    (radiometric resolution). Lebar swath adalah lebar dari suatu garis scanning.

    Resolusi spasial adalah luasan terkecil dari permukaan bumi yang masih dapat

    diidentifikasi pada citra. Resolusi radiometrik adalah sensitivitas radiometrik yang

    tergantung pada sejumlah level atau tingkatan obyek yang masih dapat

    dibedakan. Resolusi radiometrik biasanya dinyatakan dengan angka biner atau

    bits. Dari sumber data seperti yang telah dijelaskan maka dapat dibuat sistem

    basis data yang dapat diproses dengan instrumen SIG, dapat dibedakan:

    1. Data spasial berbentuk vektor : dapat bersumber dari survey terrestrial, hasil

    interpretasi foto udara, citra satelit dan/atau peta tematik lainnya.

    2. Data spasial berbentuk raster : bersumber dari scanning langsung hasil

    rekaman satelit (satellite imagery) atau foto udara.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    37

    3. Data Atribut/Tabular : bersumber dari data statistik, pencacahan atau sumber

    lainnya, merupakan deskripsi langsung atau sebagai tambahan keterangan

    data spasial.

    Basis data adalah himpunan dari beberapa berkas data atau tabel yang

    disimpan dengan suatu struktur tertentu, sehingga saling-berkaitan diantara

    anggota himpunan data, dapat ditampilkan, dan dimanipulasi oleh perangkat

    lunak manajemen basis data, untuk keperluan tertentu dan memiliki kaitan erat

    dengan data spasial. Manajemen data meliputi semua operasi penyimpanan,

    pengaktipan kembali, penyimpanan kembali, dan pencetakkan semua data yang

    diperoleh dari masukan data. Pada dasarnya SIG adalah Sistem Manajemen

    Basis Data Spasial, yang mampu memadukan informasi spasial berupa peta

    dengan tingkat otomasi yang tinggi.

    Sumberdaya Manusia

    Sumberdaya manusia merupakan bagian terintegrasi dalam komponen

    SIG. Sumberdaya manusia bervariasi mulai dari operator tingkat rendah sampai

    dengan tenaga ahli SIG.

    Metodologi

    Metodologi merupakan kunci pengembangan SIG untuk penerapannya

    pada berbagai bidang. Metodologi dapat berwujud sebagai basis pengetahuan

    (knowledge base) SIG. Saat ini telah banyak algoritma yang telah dikembangkan

    untuk mendukung pemanfaatan SIG, misalnya metoda simulasi, sistem pakar

    (expert system) dan algoritma jaringan saraf (neural network algorithm). Amien

    (2000) telah mengembangkan model sistem pakar SIG untuk evaluasi lahan dan

    Ahmad Munir et al (2001) telah mengembangkan model simulasi dan algoritma

    jaringan saraf SIG untuk peramalan erosi seperti yang telah dibahas dalam buku

    ini.

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    38

    Hubungan antara komponen SIG yang telah disebutkan diatas merupakan

    hubungan yang membentuk sistem terintegrasi, dimana SIG merupakan inti dari

    sistem yang dibentuk, dapat digambarkan seperti Gambar 1.2.

    Da

    Gambar 1.2 Hubungan antar komponen SIG

    Dilihat dari fungsinya, SIG mempunyai kemampuan sebagai berikut:

    Pemasukan data, dapat mengubah format data dari format eksistingnya

    (orthofoto, citra satelit) menjadi format data digital yang dapat diproses

    dengan SIG. Pemasukan data menjadi bentuk digital dapat melalui

    scanner, keyboard, mause atau digitizer.

    Pengolahan data (data processing), dapat mengolah data yang telah

    disimpan sebelumnya menjadi informasi yang dapat digunakan untuk

    keperluan tertentu..

    Memanipulasi dan analisis data, data yang diperoleh dapat dianalisis

    sehingga dapat diperoleh informasi tertentu yang dapat digunakan untuk

    keperluan tertentu.

    Pencetakan data (data printing), data yang telah diolah menjadi informasi

    dapat dicetak atau ditampilkan dengan aoudio visual komputer.

    1.2.1 Operator SIG untuk Analisis Peta

    SIG

    Software

    Metodologi

    Data

    Hardware

    Manusia

    SIG

  • Bahan Kuliah : Ilmu Ukur Wilayah Dosen : Prof. Dr. Ir. Ahmad Munir

    39

    SIG memiliki kekuatan utama pada kemanpuan logical yang dapat menghubungkan

    atribut dengan data spasial. Suatu peta digital dalam SIG tidak mempunyai makna penting

    jika peta digital tersebut tersebut belum dapat mengekspresikan suatu informasi. Hubungan

    antara atribut dengan data spasial dapat memberikan arti penting dalam pososisinya

    sebagai peta yang diproses dengan SIG. Peta yang demikian sudah dapat digunakan untuk

    keperluan tertentu. Jumlah atribut menunjukkan kemanpuan peta mengekspresikan

    informasi yang muatnya. Entitas atau nilai atribut dapat dibuat dari entitas yang telah ada

    beserta atributnya.

    Penjabaran nilai entitas peta dapat dinyatakan dengan fungsi matematis

    misalnya untuk sembarang lokasi x, nilai yang diturunkan dari suatu atribut U

    dapat diberikan oleh fungsi :

    Ui = f(A,B,C,) (1.1)

    dimana A,B,C, adalah nilai-nilai atribut yang digunakan untuk

    mengestimasi atribut Ui. Ekspresi matematis seperti tersebut merupakan cara

    yang paling umum dari suatu model mengenai penurunan atribut-atribut pada

    posisi titik x dimana tergantung pada atribut aslinya. Operator-operator logika

    matematis dapat menghasilkan atribut baru beserta nilainya berdasarkan atribut

    yang ada, dengan menggunakan atribut geografi bernilai, dapat berupa: operasi

    yang menggunakan logika matematik sederhana, operasi boolean yang diberi

    bobot, operasi aritmatika sederhana, dan lain-lain. Penurunan entitas baru dapat

    pula dilakukan dengan menghubungkan atribut data spasial dengan model

    simulasi matematik dari suatu fenomena yang kompleksitasnya tinggi, seperti

    yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti pada Pusat Studi Sumberdaya Alam

    dan Lingkungan Universitas Hasanuddin Makassar. Diantaranya adalah

    pembuatan Model Erosi yang berbasisi Sistem Informasi Geografi yang dibahas

    lebih rinci pada bab berikut dalam buku ini. Teknik ini dikenal sebagai embeddable

    SIG (SIG yang dapat ditambahkan).