akustik kelautan

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Indonesia merupakan negara bahari dengan luas laut mencapai 5,8 juta km²

(70% dari luas wilayah) dengan 17.503 buah pulau dan garis pantai 81.000 km, yang

sangat potensial untuk berkembang menjadi negara industri berbasis perikanan dan

kelautan. Sektor perikanan dan kelautan memberikan kontribusi besar untuk

meningkatkan Produk Domestik Bruto (PDB), menyediakan lapangan kerja,

menghasilkan produk unggulan, menopang ketahanan pangan nasional, menjaga

keamanan wilayah dan teritorial Indonesia. Meskipun demikian, setiap

pengembangan sektor perikanan dan kelautan harus dilandaskan pada hasil riset

yang terencana dan terstruktur agar diperoleh hasil yang optimal dan berkelanjutan.

Potensi sumberdaya laut di Indonesia sangatlah besar yang mencakup potensi

sumberdaya hayati dan non-hayati. Sumberdaya laut tersebut sampai sekarang belum

secara maksimal dapat dieksplorasi dan dieksploitasi selain minyak dan gas bumi

pada sektor sumberdaya non hayati. Demikian pula pada sektor sumberdaya hayati

laut, eksplorasi dan eksploitasi terhadap ikan-ikan laut dan sejenisnya membutuhkan

kearifan disamping teknologi canggih namun tidak merusak lingkungannya. Untuk

menunjang eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya laut, dapat digunakan teknologi

akustik bawah air (underwater acoustics). Teknologi ini dikenal luas dengan sebutan

teknologi akustik yang tidak lain adalah penggunaan gelombang suara yang dalam

dunia navigasi disebut Sonar atau Echosounder dan sejenisnya. Dengan pendekatan

fungsi, Sonar atau Echo sounder pada teknologi navigasi dapat disetarakan dengan

penggunaan radar untuk pendeteksian objek di permukaan air.

Secara teoritis akustik adalah teori tentang gelombang suara dan perambatannya

di suatu medium. Akustik yang dibahas disini mediumnya adalah air dan jenis

peralatan akustik yang dibahas disini adalah Sonar dan Echo Sounder.

1

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan paper ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui peranan dan aplikasi metode akustik dalam bidang kelautan dan

perikanan

2. Mengetahui tentang prinsip kerja teknologi hidroakustik

3. Mengenal perangkat akustik yang di gunakan pada hidroakustik

4. Mengetahui aplikasi dan cara kerja teknologi akustik dalam mendeteksi kepadatan

ikan, estimasi plankton, dan kecepatan arus laut

2

II. KONSEP AKUSTIK KELAUTAN

Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dengan

mempertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakteristik suara (frekuensi,

pulsa, intensitas), faktor lingkungan / medium, kondisi target dan lainnya. Aplikasi

metode ini dibagi menjadi 2, yaitu sistem akustik pasif dan sistem akustik aktif. Salah

satu aplikasi dari sistem aplikasi aktif yaitu Sonar yang digunakan untuk penentuan

batimetri. Sonar (sound navigation and ranging) berupa sinyal akustik yang diemisikan

dan refleksi yang diterima dari objek dalam air (seperti ikan atau kapal selam) atau dari

dasar laut. Bila gelombang akustik bergerak vertikal ke dasar laut dan kembali, waktu

yang diperlukan digunakan untuk mengukur kedalaman air, jika c juga diketahui (dari

pengukuran langsung atau dari data temperatur, salinitas dan tekanan). Ini adalah

prinsip echosounder yang sekarang umum digunakan oleh kapal-kapal sebagai bantuan

navigasi. Echosounder komersil mempunyai lebar sinar 30-45o vertikal tetapi

untuk aplikasi khusus (seperti pelacakan ikan atau kapal selam atau studi lanjut

dasar laut) lebar sinar yang digunakan kurang 5o dan arahnya dapat

divariasikan. Walaupun menunjukkan pengaruh temperatur, salinitas dan tekanan pada

laju bunyi dalam air laut (1500 ms-1) relatif kecil dan sedikit perubahan

pada c dapat menyebabkan kesalahan pengukuran kedalaman dan kesalahan sudut

akan menambah keburukan resolusi.

Metode akustik yang dipergunakan untuk mengeksplorasikan sumberdaya hayati

laut mempunyai keunggulan komparatif yakni berkecepatan tinggi (great speed),

estimasi stok ikan secara lansung (direct estimation) karena tidak tergantung dari

statistik perikanan atau percobaan tagging, memungkinkan memperoleh dan memproses

data secara real time, tepat, dan akurat, tidak berbahaya atau merusak bagi si pemakai

alat maupun target atau objek survei dan dilakukan dengan jarak jauh (remote sensing),

serta dapat dipakai jika dengan metode lain tidak bisa atau tidak mungkin dilakukan.

dalam mendapatkan informasi tentang sekumpulan ikan, estimasi ikan dan zooplankton,

kita dapat menggunakan software echoview. Echoview adalah software yang tersedia

untuk pengolahan data dari echosounder dan sonar dan software ini merupakan salah

satu aplikasi akustik perikanan. Echoview di kembangkan dan didukung oleh staf

myriax software di Hobart, Australia. Myriax software adalah anak perusahaan yang

dimiliki sepenuhnya oleh Myriax Pty Ltd, bermarkas di Tasmania dan memiliki kantor

di San Diego, California, dan Shimonoseki, Jepang. Echoview didirikan pada tahun

3

1995 dan merupakan produk software unggulan Myriax. Aplikasi alat ini sangat

beragam dan mencakup :

1. Bathymetrik (hidrografi) mengamati dan membuat peta navigsi

2. Klasifikasi tipe bawah untuk deskripsi habitat dalam studi ekosistem biologis

3. Pemantauan stuktur terendam untuk pemeliharaan proyek-proyek teknik sipil

4. Menghitung dan pelacakan ikan untuk perikanan dan tujuan pengelolaan ekosistem

5. Karakteristik sekumpulan ikan dan zooplankton untuk studi ekosistem dan estimasi

ikan, zooplankton, biomass untuk perikanan dan tujuan pengelolaan ekosistem.

2.1 Akustik pasif

Akustik pasif merupakan suatu aksi mendengarkan gelombang suara yang datang

dari berbagai objek pada kolom perairan. Biasanya suara yang diterima pada frekuensi

tertentu ataupun frekuensi yang spesifik untuk berbagai analisis. Digunakan sebagai

peralatan untuk mendeteksi keadaan bawah air, gempa bumi, letusan gunung berapi ,

suara yang dihasilkan oleh ikan dan hewan lainnya, aktivitas kapal-kapal ataupun

sebagai peralatan untuk mendeteksi kondisi di bawah air (hidroakustik untuk mendeteksi

ikan).

2.2 Akustik aktif

Akustik aktif merupakan mengukur jarak dan arah dari objek yang dideteksi dan

relatifnya dengan menghasilkan pulsa suara dan mengukur waktu tempuh dari pulsa

tersebut. Prinsip dasar sonar, akustik aktif seperti split-beam system dapat mendeteksi

organisme yang berukuran kecil (contoh:krill), dengan tanpa batasan ukuran. Posisi dari

ikan dapat dideteksi secara akurat dengan menggunakan split beam system, dapat juga

digunakan untuk menghitung target strength, kecepatan jelajah serta arah pergerakan

dari suatu objek. Dengan perkembangan zaman yang begitu pesat, ilmu akustik juga

berkembang sejalan dengan kebutuhan manusia. Arah penelitian dari akustik aktif

termasuk penemuan multibeam, multi-frekuensi, dan “high frequency imaging system”.

Di dalam bidang akustik kelautan, terdapat beberapa pengertian yang harus dipahami.

Berikut merupakan beberapa pengertian :

4

1. Target strength

Target strength adalah echo yang kembali dari target di bawah air. Target strength

didefinisikan dengan 10 kali logaritma berbasis 10 dari rasio intensitas suara target pada

jarak 1 yard (dikonversi menjadi 1 m) yang kembali dari pusat akustik dalam beberapa

arah dengan intensitas dari sumber. Target strength dirumuskan sebagai berikut: Target

Strenght :

Scattering strength didefinisikan sebagai logaritma basis 10 dari rasio antara

intensitas suara yang terukur pada 1 yd3 di dalam laut atau yd2 dari permukaan dengan

intensitas suara pusat. Scattering strength dirumuskan sebagai berikut:

Nilai target strength setiap target yang berada di bawah permukaan air berbeda beda.

Hal ini disebabkan oleh pengembalian echo yang berbeda beda dari setiap target. Nilai

Target strength berhubungan erat dengan ukuran ikan, bentuk ikan, orientasi ikan

terhadap tranduser, gelembung renang, spesies ikan, kecepatan renang ikan, acoustic

impedance dan beam pattern.

2. Area Backscattering Strength (Sa)

Scattering area (Sa) adalah luasan area yang yang terbentuk sebagai akibat dari

adanya pemancaran hambur balik dari tranduser pada suatu perairan yang sedang di

sounding. Area backscattering coefficient (sa) adalah ukuran dari energi yang

dikembalikan dari sebuah lapisan antara dua kedalaman pada kolom air. sa didefinikan

sebagai integral dari sv. Pada echoview, nilai sa ini diwakili oleh NASC (Nautical area

scattering coefficient). Sebenarnya sa tidak memiliki satuan karena sa merupakan

sebuah turunan dari sv (satuan m-1) dan jarak. Tapi menurut hasil kesepakatan, sa

memakai satuan (m2/m2).

3. Scattering volume

Scattering volume sama dengan target strength dimana target strength untuk ikan

tunggal sedangkan scattering volume untuk kelompok ikan. Volume backscattering

coefficient (sv) adalah ukuran yang menghitung biomassa di kolom perairan saat target

individu tidak dapat diketahui. Formulanya adalah sebagai berikut:

5

http://3.bp.blogspot.com/-04yQwiXcPLk/UJ_hLWwpo0I/AAAAAAAAABs/4iQH7w5SSAU/s1600/aaaaaaaaaaaa.png

http://1.bp.blogspot.com/-5IuV45gSXCU/UJ_hrtTvwzI/AAAAAAAAAB0/r2j5kaYh18s/s1600/asdadsa.png

sv=Ssbs/V0 ,Sbs merupakan jumlah dari semua target yang dihasilkan oleh echo dari

V0( volume sampel). Volume backscattering strength (sv) dirumuskan menjadi Sv=10

log(sv) dengan satuan dB re 1 m-1.

4. Threshold

Threshold adalah nilai ambang batas pemilihan tingkat sinyal dibawah sinyal yang

tidak dapat diproses.sinyal threshold digunakan untuk menghilangkan sinyal noise dan

sinyal yang tidak dikehendaki. Jadi semua echo dari ikan yang berada di bawah nilai

threshold akan diabaikan. Hal ini berarti jika distribusi target strength berada di bawah

nilai threshold maka intensitas echo rata-rata akan menjadi bias.

5. Echo integration

Echo integration merupakan suatu metode untuk menentukan densitas gerombolan

ikan pada kolom perairan. Metode ini digunakan jika echocounting memberikan

estimasi yang terlalu tinggi terhadap densitas ikan. Metode ini dicetuskan pertama kali

oleh Dragesund and Olsen pada tahun 1965. Metode ini memberikan kemudahan dalam

mengestimasi jumlah ikan. Echo integration menjadi teknik yang secara umum

digunakan untuk menduga kelimpahan ikan. Teknik ini memberikan hasil yang cepat

dan informasi terkini mengenai distribusi ikan pelagis di suatu area survei. Teknik ini

diaplikasikan secara luas karena tidak perlu menentukan echo ikan tunggal.

6

III. HIDROAKUSTIK

Hidroakustik merupakan suatu teknologi pendeteksian bawah air dengan

menggunakan perangkat akustik (acoustic instrument), antara lain; echosounder, fish

finder, sonar dan ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler). Teknologi ini

menggunakan suara atau bunyi untuk melakukan pendeteksian. Sebagaimana diketahui

bahwa kecepatan suara di air adalah 1.500 m/detik, sedangkan kecepatan suara di udara

hanya 340 m/detik, sehingga teknologi ini sangat efektif untuk deteksi di bawah air.

Beberapa langkah dasar pendeteksian bawah air adalah adanya transmitter yang

menghasilkan listrik dengan frekwensi tertentu. Kemudian disalurkan ke transducer

yang akan mengubah energi listrik menjadi suara, kemudian suara tersebut dalam

berbentuk pulsa suara dipancarkan (biasanya dengan satuan ping).

Saat ini, hidroakustik memiliki peran yang sangat besar dalam sektor kelautan

dan perikanan, salah satunya adalah dalam pendugaan sumberdaya ikan (fish stock

assessment). Teknologi hidroakustik dengan perangkat echosounder dapat memberikan

informasi yang detail mengenai kelimpahan ikan, kepadatan ikan sebaran ikan, posisi

kedalaman renang, ukuran dan panjang ikan, orientasi dan kecepatan renang ikan serta

variasi migrasi diurnal-noktural ikan. Saat ini instrumen akustik berkembang semakin

signifikan, dengan dikembangkannya varian yang lebih maju, yaitu multibeam dan

omnidirectional. Perangkat echosounder memiliki berbagai macam tipe, yaitu single

beam, dual beam.

Metode hidroakustik merupakan suatu usaha untuk memperoleh informasi

tentang obyek di bawah air dengan cara pemancaran gelombang suara dan mempelajari

echo yang dipantulkan. Dalam pendeteksian ikan digunakan sistem hidroakustik yang

memancarkan sinyal akustik secara vertikal, biasa disebut echosounder atau fish

finder .Penggunaan metode hidroakustik mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya :

Berkecepatan tinggi

Estimasi stok ikan secara langsung dan wilayah yang luas dan dapat memonitor

pergerakan ikan

Akurasi tinggitidak berbahaya dan merusak sumberdaya ikan dan lingkungan,

karena frekwensi suara yang digunakan tidak membahayakan bagi si pemakai alat

maupun obyek yang disurvey

Kelemahan dari penggunaan echosounder adalah jika semakin dalam laut, gambar

yang dihasilkan semakin tidak jelas (tidak terlihat lebih spesifik gambar karang, ikan,

kapal karam,dan sebagainya). Contoh ketika echosounder digunakan di akuarium yang 7

berisi ikan, gambar yang dihasilkan lebih jelas, hal ini dipengaruhi oleh laut. Disamping

itu mengganggu komunikasi antar hewan laut contohnya paus dan lumba–lumba.

Gambar 1. Prinsip kerja metode hidroakustik (MacLennan and Simmonds, 1992)

Penggunaan teknologi ini sangat membantu dalam pencarian sumberdaya ikan

yang baru, sehingga akan mempercepat pengambilan keputusan atau kebijakan, terutama

untuk menetapkan daerah penangkapan ikan agar potensi ikan dapat dipertahankan.

Keterpaduan semua metode di atas dapat dilakukan dengan adanya kerjasama diantara

pihak-pihak terkait. Citra yang diperoleh melalui satelit penginderaan jauh, misalnya

dianalisis di Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) atau di instansi

terkait lainnya. Data yang dihasilkan merupakan informasi dasar terhadap penentuan

daerah potensi ikan. Data dan informasi juga dapat diperoleh melalui hasil survei akustik

pada perairan yang sama selama beberapa waktu pengamatan, sehingga diharapkan

dapat menghasilkan informasi yang lebih akurat tentang keberadaan ikan yang menjadi

tujuan penangkapan. Informasi ini kemudian disampaikan kepada pihak pengguna,

misalnya nelayan atau pengusaha penangkap ikan dalam melakukan operasi

penangkapan sehingga kapal-kapal ikan dapat begerak ke daerah yang dimaksud,

sehingga dengan demikian dapat menekan biaya operasional kapal-kapal tersebut.

Negara-negara yang maju pada sektor kelautan-perikanan (Norwegia, Jepang,

Amerika Serikat, China dan Peru) bergantung pada teknologi akustik ini. Mereka

8

menggunakan untuk melakukan eksplorasi sumberdaya dengan cepat, sehingga dapat

mengeksploitasi dengan optimal, efisien dan ekonomis karena biaya eksplorasi yang

murah dan waktu eksplorasi yang cukup singkat.

Gambar 2 : Instrumen akustik

III.1 Alat-alat akustik

3.1.1 Fish finder

Fish finder merupakan teknologi pendeteksian bawah air dengan menggunakan

perangkat akustik (akustik instrument). Teknologi ini menggunakan suara atau bunyi

untuk melakukan pendeteksian. Fish finder digunakan untuk mendeteksi besarnya

gerombolan ikan pada lokasi yang ditunjukan pada peta zona potensi ikan. Dengan

peralatan canggis berupa fish finder dapat memudahkan nelayan mengetahui posisi ikan.

Alat tersebut dimungkinkan beban nelayan akibat kenaikan bahan bakar.

Fish finder bekerja berdasarkan pemantulan gelombang suara yang dipancarkan

dari permukaan perairan sampai dasar lautan. Ketika bunyi yang dipancarkan kedasar

lautan tersebut membentur,suatu benda dan kembali ke penerima sonar, maka jaraknya

yang ditempuh oleh bunyi tersebut dapat diukur, maka dapat diketahui letak benda

tersebut dibawah permukaan laut.

9

Bila dibandingkan dengan metode lainnya dalam hal estimasi atau pendugaan stok

ikan, teknologi fish finder memiliki kelebihan, antara lain :

1. Informasi pada areal yang dideteksi dapat diperoleh secara cepat (real time)

2. Informasi langsung di wilayah deteksi (in situ)

3. Tidak perlu tergantung pada data statistik

4. Tidak berbahaya atau merusak objek yang diteliti (friendly)

Gambar 3. Portable sonar fish finder

Gambar 4. Fish finder

10

http://4.bp.blogspot.com/-Xr1m1Nzrv7Q/UycnsCyqPKI/AAAAAAAAAC0/rIQnXkQgfRE/s1600/fish_finder_2.jpg

3.1.2 Sonar

Sonar merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang

dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi obyek di bawah

laut atau untuk mengukur jarak bawah laut. Hingga saat ini sonar telah luas digunakan

untk mendeteksi kapal selam & ranjau, mendeteksi kedalaman, penangkapan

ikan komersial, keselamatan penyelaman, dan komunikasi di laut.

Sonar (sound navigation and ranging) merupakan sistem instrumen yang

digunakan untuk mendapatkan informasi tentang obyek-obyek bawah air. Sistem sonar

ini terdiri dari dua bagian yaitu sistem sonar aktif yang melakukan proses pemancaran

dan penerimaan sinyal suara dan sistem sonar pasif yang digunakan untuk menerima

sinyal-sinyal suara yang dihasilkan oleh obyek obyek bawah air .

Metode akustik digunakan untuk menentukan perubahan kelimpahan stok ikan,

dengan menggunakan sistem pemancar yang memancarkan sinyal akustik secara vertikal

disebut echosounder, sedangkan yang memancarkan sinyal akustik secara horizontal

disebut sonar. Sistem echosounder dan sonar umumnya terdiri dari lima komponen,

adapun kelima komponen tersebut yaitu :

1. Transmitter,berfungsi untuk menghasilkan pulsa listrik

2. Transducer, untuk mengubah energi listrik menjadi energi suara begitu juga

sebaliknya

3. Receiver, untuk menerima echo dari objek

4. Peraga–perekam, untuk mencatat hasil echo

5. Time base, digunakan untuk mengaktifkan pulsa.

Sonar (sound navigation and rangging) merupakan suatu peralatan atau piranti

yang digunakan dalam komunikasi di bawah laut, sonar sendiri bekerja untuk mencari

atau mendeteksi suatu benda yang ada di bawah laut dengan cara mengirim gelombang

suara yang nantinya gelombang suara tersebut dipantulkan kembali oleh benda yang

akan dideteksi. Sonar biasa dimanfaatkan dalam mengukur kedalaman laut

(bathymetry), pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen dasar laut (subbottom

profilers), pemetaan dasar laut (sea bed mapping), mendeteksi kapal selam dan ranjau,

analisa dampak lingkungan didasar laut, menangkap ikan serta berbagai kegiatan

komunikasi di bawah laut. Sebuah sonar terdiri dari sebuah pemancar, transducer,

penerima/receiver, dan layar monitor. Sonar sendiri pada awalnya diinspirasi dari

11

http://www.kuliahkelautan.com/search/label/Ikan

http://www.kuliahkelautan.com/search/label/Ikan

lonceng bawah air yang digunakan untuk mengukur kecepatan suara dalam air,

kemudian berkembang dan dimanfaatkan dalam mendeteksi gunung es yang ada dalam

laut ketika kapal laut melintas. Seiring dengan perkembangan waktu, sonar

dimanfaatkan dalam perang dunia I untuk mendeteksi kapal selam. Semenjak itu sonar

benar-benar dikembangkan dan dimanfaatkan dalam dunia militer dan perang.

Gambar 5. Teori sonar, pengembangan dan penggunaan

3.1.2.1 Jenis sonar

Sonar dibagi menjadi 2 jenis, diantaranya :

a. Sonar aktif yaitu mentransmisikan gelombang suara, dan menerima pantulannya

(echo) kembali.

b. Sonar pasif yaitu hanya menerima sinyal gelombang suara (noise) yang

ditransmisikan oleh suatu objek.

3.1.2.2 Manfaat sonar

Manfaat sonar adalah sebagai berikut :

a. Dapat mengetahui daerah diduga mempunyai kelimpahan/kepadatan ikan yang tinggi.

b. Memberikan informasi kepada nelayan setempat sekaligus mengevaluasi kinerja unit

penangkapan yang digunakan sehingga dapat dihasilkan hasil tangkapan yang

optimum.

c. Memberikan informasi kepada pelayaran agar terhindar dari bahaya bahaya kapal

kandas dikarenakan dangkalnya suatu perairan.

12

d. Dapat mempermudah unit penelitian laut beserta sumberdaya laut tersebut.

3.1.3 Echosounder

Echosounder adalah jenis sonar yang digunakan untuk menentukan kedalaman air

dengan mengirimkan data suara ke dalam air. Interval waktu antara emisi dan

pengembalian data dicatat, yang digunakan untuk menentukan kedalaman air bersama

dengan kecepatan suara dalam air pada saat itu. Informasi ini kemudian biasanya

digunakan untuk keperluan navigasi atau untuk mendapatkan kedalaman untuk mencatat

tujuan. Echo terdengar juga dapat merujuk kepada hidroakustik "echosounder"

didefinisikan sebagai suara aktif dalam air (sonar) digunakan untuk mempelajari ikan.

Penilaian hidroakustik secara tradisional digunakan survei mobile dari perahu untuk

mengevaluasi biomassa ikan dan distribusi spasial. Sebaliknya, teknik fixed-lokasi

menggunakan transduser stasioner untuk memantau lewat ikan.

Echosounder digunakan untuk semua jenis pengukuran kedalaman, termasuk

mereka yang tidak menggunakan suara, dan tidak berhubungan dengan suara kata dalam

arti suara atau nada. Echosounder adalah metode yang lebih cepat untuk mengukur

kedalaman dari teknik sebelumnya menurunkan garis hingga terdengar sampai

menyentuh bawah. Jarak diukur dengan mengalikan setengah waktu dari pulsa keluar

sinyal untuk kembalinya dengan kecepatan suara dalam air, yang sekitar 1,5 kilometer

per detik. Untuk aplikasi yang tepat dari echosounding, seperti hidrografi, kecepatan

suara juga harus diukur biasanya dengan mengerahkan kecepatan suara ke dalam air.

Echosounder secara efektif aplikasi tujuan khusus dari sonar yang digunakan untuk

menemukan bagian bawah. Karena unit tradisional pra-SI kedalaman air adalah depa,

instrumen yang digunakan untuk menentukan kedalaman air kadang-kadang disebut

fathometer a.

Kebanyakan memetakan kedalaman laut menggunakan kecepatan suara rata-rata

atau standar. Dimana akurasi yang lebih besar diperlukan rata-rata dan bahkan standar

musiman dapat diterapkan ke daerah-daerah laut. Untuk kedalaman akurasi yang tinggi,

biasanya terbatas pada tujuan atau ilmiah survei khusus, sensor mungkin diturunkan

untuk mengukur suhu, tekanan dan salinitas. Faktor-faktor ini digunakan untuk

menghitung kecepatan suara yang sebenarnya dalam kolom air setempat. Teknik yang

terakhir ini secara teratur digunakan oleh US kantor Coast Survey untuk survei navigasi

AS perairan pesisir.

13

Gambar 6. Diagram menunjukan prinsip dasar echosounder

3.1.3.1 Komponen bagian-bagian echosounder

Echosounder bekerja berdasarkan prinsip perambatan dan pemantulan bunyi

dalam medium air. Echosounder dilengkapi dengan proyektor untuk menghasilkan

gelombang akustik yang akan di masukan ke dalam air laut

Sonar bathymetric memerlukan proyektor yang dapat menghasilkan berulang-ulang kali

pulsa akustik yang dapat dikontrol.

Untuk pengukuran kedalaman, digunakan echosounder atau perum gema yang

pertama kali dikembangkan di Jerman pada tahun 1920. Alat ini dapat dipakai untuk

menghasilkan profil kedalaman yang kontinyu sepanjang jalur perum dengan ketelitian

yang cukup baik. Ada dua cara yang dapat ditempuh untuk mengukur kedalaman laut

yaitu dengan menggunakan teknik bandul timah hitam (dradloading) dan teknik Gema

duga atau EchoSounder atau Echoloading.

Pada awalnya, echosounder lebih banyak digunakan untuk mengetahui

kedalaman perairan. Namun karena karakteristik dan prinsip dasarnya yang mampu

menentukan letak suatu benda di bawah air, maka echosounder juga digunakan di

bidang perikanan untuk menentukan lokasi ikan. Cara kerja echosounder ini mirip

dengan kelelawar, dimana echosounder memancarkan gelombang suara dengan

frekuensi tertentu dan menangkap gelombang pantulan (echo) dari benda/medium.

a. Transmiter

Transmitter menghasilkan listrik dengan frekuensi tertentu, kemudian disalurkan ke

transduser. Tetapi suatu perintah dari kotak pemicu pulsa pada recorder akan 14

memberitahukan kapan pembentuk pulsa bekerja. Pulsa dibangkitkan oleh oscillator

kemudian diperkuat oleh power amplifier, sebelum pulsa tersebut disalurkan ke

transducer (Manik, 2009).

Transmitter berfungsi menghasilkan pulsa yang akan dipancarkan. Suatu perintah

dari kotak pemicu pulsa pada recorder akan memberitahukan kapan pembentuk pulsa

bekerja. Pulsa dibangkitkan oleh oscillator kemudian diperkuat oleh power amplifier,

sebelum pulsa tersebut disalurkan ke transducer (FAO, 1983).

Transmitter juga berfungsi untuk mentransmisikan sinyal dari alat ke transducer,

yang kemudian akan dipancarkan. Di dalam transmitter inilah energi listrik diperkuat

beberapa kali sebelum disalurkan ke transducer. Jadi selain berperan sebagai

penghubung, transmitter juga berperan sebagai penguat pulsa listrik.

b. Transducer

Alat perum gema menggunakan prinsip pengukuran jarak dengan memanfaatkan

gelombang akustik yang dipancarkan dari transduser. Transduser adalah bagian dari alat

perum gema yang mengubah energi listrik menjadi mekanik dan sebaliknya. Gelombang

akustik tersebut merambat pada medium air dengan cepat rambat yang relatif diketahui

atau dapat diprediksi hingga menyentuh dasar perairan dan dipantulkan kembali

ke transduser.

Alur perum gema menggunakan prinsip pengukuran jarak dengan memanfaatkan

gelombang akustik yang dipancarkan dari transduser. Transduser adalah bagian dari alat

perum gema yang mengubah energi listrik menjadi mekanik (untuk membangkitkan

gelombang suara) dan sebaliknya. Gelombang akustik tersebut merambat pada medium

air dengan cepat rampat yang relatif diketahui atau dapat diprediksi hingga menyentuh

dasar perairan dan dipantulkan kembali ketransduser. Perum gema menghitung selang

waktu sejak gelombang dipancarkan dan diterima kembali.

Transducer berperan sebagai penghasil sekaligus pemancar gelombang suara ke

dalam medium (air laut). Gelombang tersebut diperoleh dengan mengubah energi listrik

yang diperoleh dari transmitter. Pada kapal, transducer ini dipasang di bagian lambung

kapal secara tegak lurus dari permukaan air dan menghadap ke arah dasar.

c. Receiver

Receiver adalah alat untuk menguatkan sinyal listrik yang lemah dari transducer

saat gema (echo) terjadi sebelum dialirkan ke recorder. Penguatan ini dilakukan

15

pada receiver dan jumlah penguatan dapat dibedakan oleh sensivitas (kepekaan)

atau volume control. Receiver berfungsi menerima pulsa dari objek dan display atau

recorder sebagai pencatat hasil echo. Sinyal listrik lemah yang dihasilkan oleh

transducer setelah echo diterima harus diperkuat beberapa ribu kali sebelum disalurkan

ke recorder. Selama penerimaan berlangsung keempat bagian transducer menerima echo

dari target, dimana target yang terdeteksi oleh transducer terletak dari pusat beam suara

dan echo dari target akan dikembalikan dan diterima oleh keempat bagian transducer

pada waktu yang bersamaan.

Split beam echosounder modern memiliki fungsi Time Varied Gain (TVG) di dalam

sistem perolehan data akustik. TVG berfungsi secara otomatis untuk mengeliminir

pengaruh attenuasi yang disebabkan oleh geometrical sphreading dan absorpsi suara

ketika merambat di dalam air (FAO,1983). Receiver memisahkan dan mendeteksi dan

memperkuat energy yang diterima dari sasaran. Hasil deteksi sehubung getaran ini

diperkuat kemidian disalurkan ke bagian penguat gambar.

Receiver digunakan untuk menangkap sinyal atau gelombang yang telah

dipantulkan oleh obyek (echo). Selain menangkap gelombang, receiver juga

memperkuat sinyal sebelum diteruskan ke recorder untuk diproses. Receiver juga

berfungsi memilih dan mengolah sinyal yang datang.

d. Recorder/Display Unit

Recorder berfungsi sebagai alat pencatat yang ditulis ke dalam kertas serta

menampilkan pada layar display CRT (Cathoda Ray Tube) berupa sinar osilasi (untuk

layar warna) ataupun berupa tampilan sorotan lampu neon (untuk echosounder tanpa

rekaman), selain itu juga dapat berfungsi sebagai pemberi sinyal untuk menguatkan

pulsa transmisi dan penahanan awal penerimaan echo pada saat yang sama.

Recorder berfungsi untuk merekam atau menampilkan sinyal echo dan juga

berperan sebagai pengatur kerja transmitter dan mengukur waktu antara pemancaran

pulsa suara dan penerimaan echo atau recorder memberikan sinyal kepada transmitter

untuk menghasilkan pulsa dan pada saat yang sama recorder juga mengirimkan sinyal ke

receiver untuk menurunkan sensitifitasnya (FAO, 1983). Recorder echosounder

membuat gambar yang memperlihatkan kedalaman ikan dan dasar laut. Gambar-gambar

yang dibuat akan bergambar sehelai kertas sehingga bias disimpulkan untuk dilihat

kemudian. Jadi, recorder atau display digunakan sebagai penampil data hasil tangkapan

sinyal dari receiver. Data atau informasi sinyal yang ditangkap kemudian diubah

16

sehingga bisa Ditampilkan dan dibaca secara langsung. Tampilan digital dari recorder

atau display inilah yang bisa disimpan dan diolah untuk kepentingan yang lebih lanjut.

3.1.3.2 Fungsi echosounder

Echosounder telah digunakan untuk penelitian di bidang perikanan lebih dari

tujuh puluh tahun. Echosounder menggunakan gelombang akustik aktif (mengirim dan

menerima sinyal) dan dapat digunakan untuk mengetahui atau mendeteksi jumlah

biomassa ikan di laut. metode akustik yang tercanggih dan terbaik hingga saat ini untuk

kegunaan pendugaan sebaran dan kelimpahan ikan pada suatu perairan adalah dengan

sistem bim ganda (dua belam) dan sistem akustik bim terbagi (split beam echosounder).

Fungsi yang paling mendasar dari echosounder adalah untuk mengukur jarak ke

dasar samudera dengan akurat. Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan

dengan conventional depth echosounder, dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung

dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Untuk kepentingan

perikanan penggunaan echosounder sangat efisien. Hal ini karena instrumen ini mampu

mendeteksi ikan dan dasar laut secara bersamaan. Metode akustik yang efektif dan

menjajikan adalah scientifiec echosounder. Scientifiec echosounder mampu mengukur

dengan mudah sinyal pantulan (echo) yang berasal dari ikan dan dasar laut. Teori

dari bottom scattering telah dikembangkan untuk melihat performance dari scientifiec

echosounder.

Fitur digital teknologi echosounder ilmiah modern meliputi:

Low transduser samping lobus

Pengumpulan data sederhana

Rendah kebisingan sistem

Dynamic range yang lebar

Stabilitas sistem tinggi

akurasi tinggi

Ekspansi sistem Mudah

Sistem Multiplexing (beberapa transduser dapat beroperasi secara simultan pada

sistem

17

Gambar 7. Contoh dual echosounder frekuensi presisi

3.1.3.3 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)

Acoustic Doppler Current Profiler atau Acoustic Doppler Profiler, sering disebut

dengan singkatan ADCP. Para ilmuwan menggunakan instrumen untuk mengukur

seberapa cepat air bergerak di kolom air seluruh. Sebuah ADCP berlabuh ke dasar laut

dapat mengukur kecepatan saat bukan hanya di bagian bawah, tetapi juga pada interval

yang sama sepanjang jalan sampai ke permukaan. Instrumen ini juga dapat dipasang

horizontal pada dinding-laut atau tiang jembatan di sungai dan kanal untuk mengukur

profil saat ini dari pantai ke pantai, dan bagian bawah kapal untuk melakukan

pengukuran arus konstan sebagai kapal bergerak. Di daerah yang sangat dalam, mereka

bisa diturunkan pada kabel dari permukaan.

ADCP mengukur arus air dengan suara, menggunakan prinsip gelombang suara

disebut efek doppler. Gelombang suara memiliki frekuensi yang lebih tinggi, atau

lapangan, ketika bergerak ke anda daripada saat bergerak menjauh. Anda mendengar

efek doppler dalam tindakan ketika sebuah mobil kecepatan masa lalu dengan bangunan

karakteristik suara yang memudar ketika mobil melewati.

18

Gambar 8. Prinsip kerja ADCP

Gambar 9. ADCP tripod ditempatkan di Casco bay

ADCP bekerja dengan transmisi "ping" suara pada frekuensi konstan ke dalam

air, seperti perjalanan gelombang suara, mereka memantul dari partikel tersuspensi

dalam air bergerak, dan mencerminkan kembali ke instrumen. Karena efek doppler,

gelombang suara memantul kembali dari sebuah partikel bergerak menjauh dari profiler

memiliki frekuensi sedikit menurunkan ketika mereka kembali. Partikel bergerak

menuju instrumen mengirim kembali gelombang frekuensi yang lebih tinggi. Perbedaan

frekuensi antara gelombang profiler mengirimkan dan gelombang yang diterima disebut

pergeseran Doppler. Instrumen menggunakan pergeseran ini untuk menghitung seberapa

19

cepat partikel dan air di sekitarnya bergerak. Gelombang suara yang melanda partikel

jauh dari profiler memakan waktu lebih lama untuk kembali dari gelombang yang

menyerang dekat. Dengan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk gelombang untuk

bangkit kembali dan pergeseran doppler, profiler dapat mengukur kecepatan arus pada

kedalaman yang berbeda banyak dengan setiap seri ping.

ADCP yang bottom-mount membutuhkan jangkar untuk menjaga mereka di

bawah, baterai, dan logger data internal. Instrumen kapal-mount membutuhkan kapal

dengan kekuatan, komputer kapal untuk menerima data, dan sistem navigasi GPS

(sehingga gerakan kapal sendiri dapat dikurangkan dari data saat ini). ADCP tidak

memiliki read-out eksternal, sehingga data harus disimpan dan dimanipulasi di

komputer. Program perangkat lunak yang dirancang untuk bekerja dengan data ADCP

yang tersedia.

Prinsip Kerja:

Perhitungan navigasi, menggunakan kalibrasi yang dilakukan sekali secara

lengkap.Arus absolut yang melampaui kedalaman atau kedalaman referensi didapatkan

dari rata-rata kecepatan relatif kapal. Arus absolut pada setiap kedalaman dapat

dibedakan dari data terakhir dari kapal navigasi dan perhitungan relatif ADCP

Prinsip perhitungan gelombang oleh ADCP.

Gambar 10. Prinsip kerja ACDP

Prinsip dasar perhitungan dari perhitungan arus/gelombang yaitu kecepatan orbit

gelombang yang berada dibawah permukaan dapt diukur dari keakuratan ADCP. ADCP

mempunyai dasar yang menjulang,dan mempunyai sensor tekanan untuk mengukur

20

http://2.bp.blogspot.com/_xBP4Fge9qiU/S1_ktJSgb0I/AAAAAAAAAYs/r3YOG142MXs/s320/1.jpg

pasang surut dan rata-rata kedalaman laut. Time series dari kecepatan, terakumulasi dan

dari time series ini, kecepatan spektral dapat dihitung. Untuk mendapatkan ketinggian

diatas permukaan, kecepatan spektrum dierjemahkan oleh pergeseran permukaan

menggunakan kinematika linear gelombang. Kegunaan ADCP pada berbagai aplikasi :

1. Perlindungan pesisir dan teknik pantai.

2. Perancangan pelabuhan dan operasional

3. Monitoring Lingkungan

4. Keamanan Perkapalan

ADCP dapat menghitung secara lengkap, arah frekuensi gelombang spektrum,

dan dapat dioperasikan di daerah dangkal dan perairan dalam. Salah satu keuntungan

ADCP adalah, tidak seperti directional wave buoy, ADCP dapat dioperasikan dengan

resiko yang kecil atau kerusakan. Sebagai tambahan untuk frekuensi gelombang spektal,

ADCP juga dapat digunakan untuk menghitung profil kecepatan dan juga level air.

Keuntungan ADCP:

1. Definisi yang tinggi dari arah arus/gelombang pecah.

2. Logistik yang sederhana dengan bagian bawah yang menjulang

3. Kerusakan yang kecil, dan resiko yang kecil.

4. Kualitas perhitungan permukaan yang tinggi yang berasal dari dasar laut.

ADP/ADCP memiliki keistimewaannya meliputi :

1. Dapat bekerja di kapal dengan penentuan posisi yang lengkap termasuk bottom

tracking dan permukaan laut untuk transek dengan menggunakan GPS.

2. ADCP memberikan sistem real-time untuk pesisir pantai, dan monitoring pelabuhan.

3. ADCP mudah digunakan untuk mengukur arus

4. Mempunyai sistem otomatik yang dilengkapi dengan baterai dan perekam untuk buoy

lepas pantai atau bottom-mounting.

3.2 Penggunaan metode akustik dalam eksplorasi laut dan perikanan

Secara garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat

dikelompokkan menjadi lima yakni untuk survey, bududaya perairan, penelitian tingkah

laku ikan, mempelajari penampilan dan selektifitas alat-alat penangkapan ikan dan lain-

lain. Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk menduga spesies ikan, menduga

ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton dan ikan).

21

Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam penentuan/pendugaan jumlah

biomass dari ikan dalam jaring/ kurungan pembesaran (penned fish/enclosure), untuk

menduga ukuran individu ikan dalam jaring/kurungan dan untuk memantau tingkah laku

ikan (dengan telemetering tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity).

Sedangkan dalam penelitian tingkah laku ikan dapat digunakan untuk

pergerakan/migrasi ikan (vertikal dan horizontal) dan orientasi ikan (tilt angel), reaksi

menghindar (avoidance) tewrhadap gerak kapal dan alat penangkapan ikan, respon

terhadap rangsangan (stimuli) cahaya, suara, listrik, hydrodinamika, kimia, mekanik dan

sebagainya. Untuk kegiatan aplikasi studi penampilan dan slektifitas alat penangkapan

ikan terutama dalam studi pembukaan mulut trawl, kedalam, posisi dan sebagainya.

Dalam slektifitas penangkapan (prosentase ikan yang tertangkap terhadap yang

terdeteksi didepan mulut trawl atau didalam lingkaran purse seine). Kegiatan lain yang

dapat dikaji dengan teknologi akustik bawah air adalah sifat sifat-sifat akustik dari air

laut dan obyek bawah air, pendeteksian kapal selam dan obyek-obyek lainya.

3.3 Penerapan teknologi akustik bawah air untuk eksplorasi dan eksploitasi

sumberdaya non-hayati

3.3.1 Pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry)

Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan conventional depth

echosounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara

pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan pertimbangan sistim Side-Scan Sonar

pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan

bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (sea bed mapping) dan pengidentifikasian

jenis-jenis lapisan sedimen dibawah dasar laut (subbottom profilers).

3.3.2 Pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen dasar laut (subbottom

profilers)

Seperti telah disebutkan diatas bahwa dengan teknologi akustik bawah air,

peralatan side-scan sonar yang mutahir dilengkapi dengan subbottom profilers dengan

menggunakan prekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif yang bertenaga tinggi

yang digunakan untuk penetrasi kedalam lapisan-lapisan sedimen dibawah dasar laut.

Dengan adanya klasifikasi lapisan sedimen dasar laut dapat menunjang dalam

22

menentukkan kandungan mineral dasar laut dalam. Dengan demikian teknologi akustik

bawah air dapat menunjang esplorasi sumberdaya non hayati laut.

3.3.3 Pemetaan dasar laut (sea bed mapping)

Dengan teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut, dapat mengahsilkan

tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Dengan teknologi akustik bawah air yang

canggih ini dan dikombinasikan dengan data dari subbottom profilers, akan diperoleh

peta dasar laut yang lengkap dan rinci. Peta dasar laut yang lengkap dan rinci ini dapat

digunakan untuk menunjang penginterpretasian struktur geologi bawah dasar laut dan

kemudian dapat digunakan untuk mencari mineral bawah dasar laut.

3.3.4 Pencarian kapal-kapal karam didasar laut

Pencarian kapal-kapal karam dapat ditunjang dengan teknologi side-scan sonar

baik untuk untuk kapal yang sebagian terbenam di dasar laut ataupun untuk kapal yang

keseluruhannya terbenam dibawah dasar laut. Dengan teknologi ini, lokasi kapal karam

dapat ditentukan dengan tepat. Teknologi akustik bawah air ini dapat menunjang

eksplorasi dan eksploitasi dalam bidang Arkeologi bawah air (underwater archeology)

dengan tujuan untuk mengangkat dan mengidentifikasikan kepermukaan laut benda-

benda yang dianggap bersejarah.

3.3.5 Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut.

Dengan diperolehnya peta dasar laut secara tiga dimensi dan ditunjang dengan

data subbottom profiler, jalur pipa dan kabel sebagai sarana utama atau penunjang dapat

ditentrukan dengan optimal dengan mengacu kepada peta geologi dasar laut. Jalur pipa

dan kabel tersebut harus melalui jalur yang secara geologi stabil, karena sarana-sarana

tersebut sebagai penunjang dalam eksplorasi dan eksploitasi di laut.

3.3.6 Analisa dampak lingkungan di dasar laut

Teknologi akustik bawah air Side-Scan Sonar ini dapat juga menunjang analisa

dampak lingkungan di dasar laut. Sebagai contoh adalah setelah eksplorasi dan

ekploitasi sumber daya hayati di dasar laut dapat dilakukan, Side-Scan Sonar dapat

digunakan untuk memonitor perubahan-perubahan yang terjadi disekitar daerah

eksplorasi tersebut. Pemetaan dasar laut yang dilakukan setelah eksplorasi sumber daya

23

non-hayati tersebut, dapat menunjang analisa dampak lingkungan yang telah terjadi

yang akan terjadi.

3.4 Aplikasi akustik dibidang perikanan

Seperti kita ketahui bahwa alat akustik merupakan salah satu alat yang dapat

mendeteksi kedalaman dan keberadaan suatu benda yang ada di bawah permukaan laut

salah satunya adalah ikan dan biota-biota lainnya. Alat ini merupakan peralatan

pendukung untuk para nelayan yang menangkap ikan di lautan. Teknologi ini

merupakan metode yang sangat efektif dan bermamfaat bagi eksplorasi di bidang

kelautan dan perikanan. Metode ini dikenal dengan hidroakustik yang terdiri dari

pengukuran, analisis, dan interpretasi dari signal yang dipantulkan oleh objek atau

scattering dari target yang dikenai gelombang akustik dari tranduser atau alat

hidroakustik, objek tersebut berupa ikan, plankton, dan substrat dasar perairan. Secara

garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat

dikelompokkan menjadi 5 yakni:

1. Untuk survey

2. Budidaya perairan

3. Penelitian tingkah laku ikan

4. Mempelajari penampilan

5. Selektifitas alat-alat penangkapan ikan

Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk mengetahui spesies ikan, mengetahui

ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton dan ikan).

Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam penentuan/pendugaan jumlah

biomassa dari ikan dalam jaring atau kurungan pembesaran (penned fish/enclosure),

untuk menduga ukuran individu ikan dalam jaring dan untuk memantau tingkah laku

ikan (dengan telemetering tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity).

24

1V. APLIKASI METODE AKUSTIK UNTUK MENENTUKAN KEPADATAN

POPULASI IKAN

4.1 Sistem akustik BIM terbagi (Split beam acoustic system)

Bim terbagi merupakan metode baru yang dikembangkan untuk memperbaiki

kelemahan kelemahan dari metode sebelumnya seperti sistem akustik bim tunggal

(sinhle beam) dan sistem akustuk bim ganda (dual beam). Metode untuk mendeteksi

kelompok ikan dengan menggunakan echo integratorpertama kali ditemukan oleh

Ehrenberg yang kemudian dikembangkan di Norwegia

Pada sistem akustik bim tunggal tidak menghasilkan nilai in situ Target

Strength(TS) secara statistik dan akurasi yang dihasilkan rendah. Untuk mengatasi

kelemahan ini dikembangkan sistem akustik bim ganda agar mendapatkan nilai rata-rata

in situ TS dan digital echo integrator yang menghasilkan nilai rata-rata volume

backsccatering strength ( SV). Seiring dengan perkembangan teknologi dan upaya untuk

memperoleh akurasi tinggi maka penelitian-penelitian tentang pendugaan stok ikan

sekarang ini banyak menggunakan sistem akustik bim terbagi. Perbedaan split

beamdengan metode sebelumnya terdapat pada konstruksi transduseryang digunakan,

dimana pada echosounder ini tranducer terbagi dalam empat kuadran. pada prinsipnya

tranduser split beam terdiri dari empat kuadran yaitu Fore (bagian depan), Aft(buritan

kapal), Port (sisi kiri kapal), dan Starboard(sisi kanan kapal) yang dipasang pada towed

bodyyang ditempatkan pada lambung kapal sebelah kiri. Untuk Simrad EK 60 yang

mempunyai frekuensi 38 kHz, 120 kHz, dan 200 kHz mempunyai lebar beam7° mampu

menentukan posisi target dalam bim suara (Simmonds and MacLennan, 2005).

Gambar 11. Konfigurasi transducer split beam

25

Gelombang suara dipancarkan dengan bim penuh (full beam) yang merupakan

penggabungan ke empat kuadran secara simultan. Sinyal yang memancar kembali dari

target diterima oleh masing-masing kuadran secara terpisah. Output dari masing-masing

kuadran kemudian digabung lagi untuk membentuk suatu bim penuh. Target tunggal

diisolasi dengan menggunakan output dari bim penuh sedangkan posisi sudut target

dihitung dari perbedaan fase akustik. Selama pengukuran, fase pada bidang alongship

(membujur) didapat dari penjumlahan sinyal antara bagian Fore port(FP) dengan Fore

Starboard(FS) dari transducer, dan jumlah sinyal antara Aft Port (AT) dengan Aft

Starboard(AS) dari transducer. Pengukuran fase pada bidang tranverse (melintang) juga

diperoleh dengan cara yang sama. Fase alongship dan fase transverse ini digunakan

untuk menentukan arah target relatif terhadap sumbu pusat dalam bidang bim suara.

Kelebihan sistem akustik bim terbagi dibanding dengan sistem lainnya adalah

lebih sensitif terhadap gangguan noise karena echo dikompensasi oleh empat

beam.Selama penerimaan berlangsung keempat bagiantransducermenerima echo dari

target, dimana target yang terdeteksi oleh tranducer terletak pada pusat bim suara dan

echo dari target akan dikembalikan dan diterima oleh ke empat bagian tranducer pada

waktu yang bersamaan. Target yang terdeteksi apabila tidak terletak tepat pada sumbu

pusat dari bim suara, maka echo yang kembali akan diterima lebih dahulu oleh bagian

tranducer yang paling dekat dari target atau dengan mengisolasi target dengan

menggunakan output dari bim penuh. Sistem akustik bim terbagi modern memiliki

fungsi Time Varied Gain (TVG) di dalam sistem perolehan data akustik yang berfungsi

secara otomatis untuk meminimalisasi pengaruh atenuasi yang disebabkan oleh

frekuensi suara yang dikirim, medium yang digunakan, dan resistansi dari medium yang

digunakan maupun absorbsi suara ketika merambat dalam air.

4.2 SIMRAD EK-60 Scientific Echosounder

EK- 60 merupakan salah satu scientific echosounder modern. EK-60 mempunyai

beberapa keistimewaan dibandingkan dengan echosounderlainnya, yaitu :

1. Sistem lebih fleksibel dan mudah digunakan

2. Menu pemakai dan fungsi sistem menggunakan mousesedangkan input data

menggunakan keyboard

3. Sitem hard diskdapat menyimpan data mentah dan data hasil olahan

26

4. Tampilan EK-60 dibuat menyesuaikan dengan cara kerja Microsoft Windows

sehingga lebih mudah

5. Data output dalam bentuk kertas echogramdapat dikurangi karena data yang tidak

terproses tersimpan secara langsung ke hard disk Diskripsi detail dari EK-60 meliputi

; frekuensi bim terbagi transducertersedia dari 12~710 kHz, dapat berhubungan

dengan sensor lain seperti navigasi, motion, sensor twal input, datagaram outputdan

remote control, General Purpose Transciever (GPT) terdiri dari transmitterdan

receiverelektronik dimana receiverdidisain rendah terhadap noisedan meneyediakan

dynamic amplitude rangepada 160 dB, kabel ethernetyang terhubung antara GPT

dengan komputer bisa lebih dari 100 m, mayoritas fungsi-fungsi pada

echosunderberhubungan dengan software dimana penerapan algoritma pendeteksian

dasar berbeda-beda untuk setiap frekuensi yand dipakai.

4.3 Target Strength

Target Strength (TS) didefinisikan sebagai suatu ukuran yang menggambarkan

kemampuan suatu target untuk memantulkan gelombang suara yang datang

mengenainya. Target strength adalah ukuran desibel intensitas suara yang dikembalikan

oleh target yang diukur pada jarak standar satu meter dari pusat akustik target, relatif

terhadap intensitas yang mengenai target. Nilai TS didefinisikan sebagai 10 kali nilai

logaritma intensitas suara yang dipantulkan yang diukur pada jarak 1 m dari ikan dibagi

dengan intensitas suara yang mengenai ikan. Dalam pendugaan stok ikan menggunakan

metode akustik, TS merupakan faktor yang penting untuk diketahui karena nilai TS

merupakan nilai dari pantulan ikan tunggal sehingga biomassa dari ikan disuatu perairan

dapat diduga.

Pada saat gelombang akustik mengenai target, echoakan dipantulkan dan diterima

oleh receiver. TS adalah merupakan backscattering cross section (σbs) dari target yang

menggembalikan sinyal dan dinyatakan dalam bentuk persamaan:

TS = 10 log (σ/4π) = 10 log σbs......................................(1)

Sebuah model geometrik sederhana untuk menghitung energi backscater berdasarkan

ukuran ikan, yaitu:

σbs=boL2 .............................................................................(2)

TS = 20 log L + A ..............................................................(3)

27

Kemudian Love (1971) memperkenalkan persamaan yang menghubungkan

backscattering cross section(σ), panjang ikan (L) dan panjang gelombang (λ) sebagai

berikut :

σ/ λ2= a (L/ λ) b (dB) ..........................................................(4)

dimana a dan b adalah konstanta yang tergantung dari anatomi, ukuran ikan dan panjang

gelombang. Dari persamaan di atas dapat dirubah dalam bentuk logaritmik, yaitu:

TS = alog (L) + blog (f) + A..............................................(5)

Dimana TS adalah target strength, fadalah frekuensi suara dan a,b adalah konstanta, dan

Aadalah 10 log bo.

hubungan antara TS dan panjang ikan (L) (khususnya ikan-ikan yang memiliki

gelembung renang) sebagai berikut:

TS = 20 log (L) – 68 (dB).......................................................(6)

Dimana nilai 68 merupakan normalized target strength (nilai TS per 1 cm

panjang ikan) yang bersangkutan (bladder fish physoclist). Dalam kenyataannya nilai 20

log L dalam persamaan (3) juga bervariasi tergantung dari spesies ikan dan faktor

instrumen yang digunakan. Untuk ikan yang mempunyai gelembung renang (bladder

fish) pada umumnya nilai TS maksimum tidak tepat pada dorsal aspect, karena

membentuk sudut terhadap sumbu horizontal ikan sebesar 2,2°-10° dengan rataan 5,6°.

Sedangkan ikan yang tidak mempunyai gelembung renang (bladderless fish) nilai TS

maksimum tepat pada dorsal aspect, kecuali untuk ikan yang bentuk tubuhnya tidak

stream line. Johannesson dan Mitson (1983) mendefinisikan target strength menjadi dua

yaitu, intensitas target strength dan energi target strength.

Intensitas target strength dirumuskan sebagai berikut :

dimana : Tsi = Intensity target strength

Ir = reflected intensity; r = 1 m

Ii = Incident intensity

28

Energi target strengthdirumuskan sebagai berikut :

dimana : Tse = energy target strength

Er = reflected energy; r = 1 m

Ei = Incident energy

Hubungan antara intensitas (I) dan energi (E) adalah sebagaiberikut :

E= ∫I (t) dt …………………………………………………. (9)

I = P2(rec)/ρc;......................................................................(10)

dimana : I = Intensity

ρc = acoustic impedance

P(rec) adalah pressure yang diterima oleh receiverdari echosounder Johannesson dan

Mitson (1983) yang secara matematis dapat didefenisikan sebagai berikut :

dimana : s = bentuk gelombang dari sinyal echo

G = Cumulative gain

B2 = Transmit dari receive beam pattern

Σ = Scattering cross section

Backscattering cross section(σbs) sama dengan σ ( ) φ θ , ) untuk θ = - π dan φ

= 0 (MacLennan and Simmonds, 2005) yakni parameter yang ditunjukkan pada bentuk-

bentuk fisik merupakan perbandingan intensitas suara yang dipantulkan oleh target (Ir)

dengan intensitas suara yang mengenai target (Ii).

29

dimana : (σbs) = Backscattering cross section

Ir = reflected intensity; r = 1 m

Ii = Incident intensity

sehingga persamaan (2) menjadi :

TSi= 10 log (σbs) …………………………………………… (13)

Metode hidroakustik mendefinisikan konsep gain (G) sebagai rasio intensitas

suara pada suatu titik kejauhan di dalam air saat menggunakan transducerdan input

poweryang konstan pada omni directional transducer. Hubungan lain dengan direktifitas

transducer(D) adalah :

G(α,β) = η. D (α,β) ……………………………………….….(14)

Property echo dari target disebut sebagai acoustic backscattering cross

section yaitu :

Secara umum property echo lebih sering disebut backscattering strength daripada

backscattering area. Persamaan yang menyatakan backscattering strength adalah :

Persamaan (10) dalam bentuk logaritma dapat dinyatakan sebagai berikut :

dimana : Pr = Power dari echo yang diterima

Pt = power yang dipancarkan ke dalam air

G = gainterhadap target

r = jarak antara transducerdengan target

30

α = konstanta atenuasi suara

σ = area backscattering cross section

4.4 Volume Backsccatering Strength (SV)

Pengertian volume backscatering strength mirip dengan target strength, dimana

target strengthadalah refleksi ikan tunggal sedangkan volume backscatering

strengthuntuk kelompok ikan. Volume backscatering strength (SV) adalah ratio antara

intensitas yang direfleksikan oleh suatu kelompok single targetyang berada pada suatu

volume air tertentu (1m3) dan diukur pada jarak 1 meter dari target dengan intensitas

suara yang mengenai target. Volume reverberasi digunakan untuk mendapatkan volume

backscatering strengthdari kelompok ikan. Total intensitas suara yang dipantulkan oleh

multiple targetadalah jumlah dari intensitas suara yang dipantulkan oleh masing-masing

target tunggal :

dimana : n= jumlah target

Jika n memiliki sifat-sifat akustik yang sama, maka:

dimana : Ir = intensitas rataan yang direfleksikan oleh targettunggal.

Sehingga acoustic cross section rataan tiap target adalah :

Nilai σjuga dapat dicari dengan menggunakan persamaan :

31

Persamaan (22) dapat ditulis dalam bentuk yang lebih sederhana, yaitu :

4.5 Pengukuran SV dengan split beam scientific echosounder

Perhitungan densitas ikan dilakukan dengan mengintegrasi echo yang berasal dari

kelompok-kelompok ikan yang terdeteksi. Kelompok ikan tersebut dianggap

membentuk suatu lapisan perairan dengan tebal perairan yang sesuai dengan ketebalan

kelompok ikan. Lapisan ini merupakan bidang-bidang datar dan pengintegrasian

dilakukan untuk bidang datar berlapis-lapis dan berurut-turut hingga seluruh volume

perairan yang dibentuk kelompok ikan terintegrasi secara menyeluruh (Simrad, 1993a).

SV yang berasal dari lapisan perairan dapat dihitung dengan:

32

Untuk memperoleh Volume backscattering crosss section (Sv) dari area backscattering

4.6 Perangkat pengambilan dan pengolahan data lapangan

Adapun perangkat pengambilan dan pengolahan data lapangan, antaralain:

1. Perangkat akustik berupa:

Split Beam Scientific EchosounderSIMRAD EK-60

33

Gambar 12. Display dan Transduser SIMRAD EK-60

Split Beam Transducer (120 kHz)

Personal Computer (PC)

Dongle( hard key)

Eksternal Hard Disk-USB

Gambar 13. Dongle

2. GPS (Global Positioning System) untuk penentu posisi kapal

3. Peralatan Oseanografi berupa Curent meter Valeport seri 108/308 yang

dilengkapi dengan CTD

4. Perangkat lunak analisis data

Sonar Data Echoview 4.0 34

Microsoft Office Excell

Surfer versi 8.0

Ocean Data View

4.7 Metode perolehan data

4.7.1 Desain survei

Desain survei yang digunakan dalam penelitian ini adalah systematic parallel

transectyang menggambarkan trek survei akustik dan posisi stasiun oseanografi

Pemilihan bentuk systematic parallel transectini diharapkan dapat memperoleh data

yang cukup banyak dan mewakili seluruh perairan yang disurvei.

4.7.2 Data akustik

Pengambilan data akustik diperoleh dengan menggunakan scientific

echosounder SIMRAD EK60. Data akustik yang diperoleh dari lapangan dalam

bentuk data gram (DG), diagram alir perekam data akustik disajikan pada.

Penelitian dilaksanakan di pesisir Utara Jawa Tengah dengan bentuk jalur survei

adalah systematic triangular transect. Data akustik diambil secara terus menerus

selama pelayaran.

Gambar 14. Diagram alir pengambilan dan perekaman data akustik

4.8 Metode pemrosesan dan analisis data

35

Pengambilan data akustik dilakukan dalam 16 hari. Data yang didapat dari survei

akustik berupa data dalam bentuk RAW, BOT dan IDX file yang selanjutnya akan

diolahmenggunakan software echoview 4.0. (sonar data pty ltd). Koreksi noise

dilakukan 10 m dari permukaan perairan dan 10 m dari dasar perairan hal ini dilakukan

agar nilai yang termasuk noise tidak masuk kedalam perhitungan dan analisis. Analisis

data akustik dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :

1. Data echogram yang diperoleh menunjukkan nilai target strength(TS) yang

terdeteksi dalam nilai selang TS, dimana keluarannya berupa TS mean, TS

maksimum dan TS minimum.

2. Selain nilai TS di atas, nilai volume backscattering strengthjuga diperoleh berupa

Sv mean:

a. Sv_mean (single beam data)

Penghitungan ini digunakan untuk menghitung Sv meandari data multi beam.

b. Sv mean (target-locked data)

36

Perhitungan ini digunakan untuk menghitung Sv meanyang hanya didapat dari

pembacaan data dari target. Diamana penghitungan Sv mean (target-locked data)

dirumuskan :

3. Selanjutnya dengan bantuan microsoft excel, nilai TS rata-rata dan Sv rata-rata

yang didapat ditabulasikan baik secara vertikal danhorizontal.

4. Data yang telah ditabulasikan kemudian diplot dengan menggunakan bantuan

sofware dan microsoft exceluntuk membentuk grafik distribusi vertikal dan

horizontal TS dan Sv.

5. Untuk mendapatkan nilai densitas ikan dalam satuan ikan/1000m³ maka

digunakan rumus :

Adapun proses pengolahan data akustik disajikan dalam Gambar :

37

Gambar 15. Diagram pengolahan data akustik

4.9 File data BI500

File data B1500 echosounder yang telah diolah menjadi format yang digunakan oleh perangkat lunak Simrad BI500. File tidak memiliki ekstensi, namun dapat diakui oleh akhiran mereka. Ada yang sampai lima file untuk setiap dataset, dua di antaranya harus hadir dalam folder yang sama agar dapat digunakan oleh echoview (mereka -ping dan -data, sisanya adalah opsional). Setiap set file berisi data yang dikumpulkan selama tepat lima mil laut.

Catatan:

File-file ini menyimpan nilai numerik internal dalam format big-endian, yang berbeda dengan format little-endian digunakan native oleh prosesor Intel. Echoview membuat terjemahan yang tepat sesuai kebutuhan. File BI500 menggunakan konvensi penamaan seperti berikut:

N090-S001-S1997001-F037879-T01-D19970208-T043746-Ping

38

Di mana komponen adalah:

Kode negara (nnnn) Kode kapal (Snnn) Kode survei (Snnnnnnn)

Frekuensi transceiver (Fnnnnnn) Jumlah transceiver (TNN) Tanggal (Dyyyymmdd) Waktu (Thhmmss) Jenis file (ping, vlog, data, informasi atau bekerja)

Echoview membutuhkan format ini harus diikuti untuk jumlah transceiver, tanggal dan waktu bagian dari nama file. Echoview ekstrak informasi berikut dari setiap file:

Nilai Deskripsi Ping semua ping data, termasuk start dan berhenti jangkauan dan sampel count dan

posisi GPS tapi tidak termasuk nilai-nilai Sv, deteksi target tunggal atau informasi log kapal

Data nilai Sv dan pendeteksian target tunggal info tidak digunakan oleh Echoview vlog Log kapal Bekerja

Line dan wilayah definisi, Informasi ini dibaca hanya sekali, ketika informasi dalam BI500 file-bekerja diimpor ke echoview, setelah garis dan daerah definisi disimpan dalam EV berkas. Perubahan selanjutnya ke file-bekerja tidak akan berpengaruh.

Gunakan menu File> Impor.

SnapEchoview tidak membaca file -snap tetapi mereka dari format yang sama seperti file bekerja. Jika berganti nama menjadi -Kerja, Echoview akan mengekstrak baris dan daerah definisi dari file.

4.10 Data EY500, dan data EK500 dengan perangkat lunak Simrad EP500

Internal format ini terdiri dari telegram biner yang dihasilkan oleh echosounder. Setiap telegram didahului oleh sejumlah empat byte disimpan dalam format little-endian. Jumlah ini berisi panjang dalam byte dari telegram berikut. File-file ini diberi nama dalam format: mmddhhnn.DGy, di mana "mm" adalah bulan, "dd" s hari, "jj" adalah jam, "nn" adalah menit dan "y" adalah digit terakhir dari tahun .

Ini konvensi penamaan file memiliki sejumlah keterbatasan:

39

Jika file tidak berisi "LL" atau "VL" Jenis telegram kemudian echoview tidak bisa positif menentukan tahun penebangan. Echoview akan mencoba untuk menentukan tahun dengan menambahkan 199 ke angka terakhir (n) dalam nama file, misalnya 11211256.DG3 akan diasumsikan telah login pada tahun 1993, tetapi mungkin telah login pada tahun 2003.

Echoview tidak akan dapat benar memesan file dalam fileset yang memperpanjang atas batas dekade, misalnya antara 31 Desember 1999 dan 1 Januari 2000.

Mengatasi masalah ini dapat mengubah nama file menggunakan format berikut: "mmddhhnn.yyyy.DGY", di mana "mm" adalah bulan, "dd" s hari, "hh" adalah jam, "nn" adalah menit , "yyyy" adalah tahun, dan "Y" adalah digit terakhir tahun ini. Echoview akan membaca "yyyy" dan benar menentukan tahun logging.

Perangkat lunak EP500 juga dapat menghasilkan file dengan ekstensi .DTn, yang berisi dikompresi dan pengambangan data yang sesuai untuk file .DGn. File DTN menggunakan Simrad format proprietary dan mereka tidak dapat dibaca oleh Echoview.

Catatan:

Pada saat ini echoview tidak langsung mendukung file data yang telah dibuat dengan transduser multiplexing, namun utilitas untuk menerjemahkan file tersebut ke dalam format yang dapat mendukung echoview tersedia berdasarkan permintaan dari dukungan echoview. Saat ini program utilitas ini mendukung file yang berisi hingga empat transduser multiplexing.

4.11 EX500 dan Ex60 Data dengan Echolog 500

File-file ini berisi data yang EK500 telegram keluaran oleh Ex60 atau EX500 pada port Ethernet. Telegram EK500 umumnya terkandung dalam satu paket Ethernet, tetapi beberapa telegram (misalnya telegram sampel) dapat dibagi atas sejumlah paket Ethernet. File .ek5 berisi paket Ethernet biner sebagai output dengan echosounder Simrad. Setiap paket didahului oleh nomor dua-byte disimpan dalam format little-endian. Jumlah ini berisi panjang dalam byte dari telegram berikut.

EK500 panduan berisi rincian lengkap tentang format telegram EK500 Ethernet dan harus berkonsultasi untuk menafsirkan paket Ethernet direkam dalam file .ek5. File-file tersebut bernama menggunakan konvensi berikut:

"CcyyMMdd-hhmmss.EK5", di mana "ccyy" adalah tahun ini, "MM" adalah bulan, "dd" adalah hari, "jj" adalah jam, "mm" adalah menit dan "ss" adalah detik . File yang dihasilkan oleh versi terbaru dari Echolog 500 menggunakan penamaan file ini konvensi.

Versi awal Echolog 500 (Echolog EK) digunakan file lain konvensi penamaan:

"CcyyMMdd-nnnn.EK5", di mana "ccyy" adalah tahun ini, "MM" adalah bulan, "DD" adalah hari, dan "nnnn" adalah nomor seri yang unik dari "0000" untuk "9999". Konvensi ini didukung oleh semua versi Echoview.

40

Echoview juga akan mendukung format nama file ketiga:

"Yymmddnn.EK5, di mana" yy "adalah dua digit terakhir tahun ini," mm "adalah bulan," dd "adalah hari dan" nn "adalah nomor seri dari" 00 "sampai" 99 ". Dalam hal ini kasus "yy" nilai-nilai 60-99 diasumsikan mewakili tahun 1960-1999 dan nilai-nilai 00-59 diasumsikan mewakili tahun dari tahun 2000 sampai 2059. Jika konvensi ini digunakan maka Echoview tidak akan benar menangani dataset yang memperpanjang abad batas antara 31 Desember 1999 dan 1 Januari 2000. penggunaan format nama file ini tidak dianjurkan.

Tayangan langsung EK500 telegram didukung menggunakan Echolog 500.

Catatan:

Jika Anda login telegram B menggunakan software ER60 Anda harus menyadari bahwa posisi sudut disimpan dengan presisi yang lebih rendah di telegram B (64 langkah) dari dalam file Ex60 .raw (128 langkah). Selanjutnya, ER60 versi 2.0.0 mengkodekan telegram B tidak benar (ini adalah bug diketahui bahwa Simrad rencana untuk memperbaiki dengan rilis baru dari perangkat lunak ER60, silahkan hubungi Simrad untuk informasi lebih lanjut). Myriax sangat menganjurkan Anda tidak masuk telegram B dari echosounder Ex60, dan menggunakan format .raw gantinya. Pada saat ini Echoview tidak langsung mendukung file data yang telah dibuat dengan transduser multiplexing pada seri EX500 echosounder, namun utilitas untuk menerjemahkan file tersebut ke dalam format yang dapat mendukung Echoview tersedia berdasarkan permintaan dari dukungan Echoview. Saat ini program utilitas ini mendukung file yang berisi hingga empat transduser multiplexing.

4.12 Data EK500 dengan DFO / NHP / DAT CH1

Format ini didefinisikan oleh Y. Simard et al tahun 1997, di Deskripsi format standar HAC untuk data hidroakustik mentah dan diedit, versi 1.0, Laporan Teknis Kanada Perikanan dan Perairan Ilmu 2174. Internal file terdiri dari urutan tuple. Sementara jenis tuple didefinisikan untuk kedua EK500 (v5.3) dan BioSonics 102 Echosounder, hanya mantan didukung pada tahap ini.

Pembatasan yang harus diperhatikan :

File harus dalam format little-endian. Hanya u32 yang mengetik ping tupel yang didukung. Kalibrasi EK500 dalam Echoview tidak didukung. File harus dinamai sedemikian rupa, sebagai pemilahan abjad dari nama file akan

mengurutkan mereka ke dalam urutan tanggal / waktu.

4.13 SIMRAD EX 60 (file data mentah)

41

File raw berisi data tenaga ditulis langsung oleh Ex60. Echoview mendukung hingga 9 transduser dalam file-file data. Echoview juga mendukung heave, pitch and roll data yang dibaca dari tuple RAW di file Ex60 raw.

File raw mengandung array nilai yang disebut "Sa koreksi", satu untuk setiap panjang pulsa yang tersedia. Nilai ini merupakan koreksi yang diperlukan untuk konstanta Sv untuk menyelaraskan TS dan pengukuran NASC. Sa koreksi ditentukan selama kalibrasi echosounder dan dapat diatur dalam Echoview di halaman Kalibrasi kotak dialog Properties Variabel.

Raw file yang ditulis oleh echosounder split-beam juga akan berisi data posisi sudut. Data sudut dalam file .raw memiliki resolusi yang lebih tinggi (128 langkah) dari informasi sudut di telegram B login .dg dan file data .ek5 (64 langkah).

Raw file juga mengandung kalimat NMEA, yang Echoview mendukung subset berikut:

$ ECGxx, $ GPGxx dan $ INGxx kalimat yang mengandung perbaikan GPS $ SDVLW kapal yang berisi data log $ GPVTG dan $ INHDT berisi data pos $ PSIMP data sensor yang mengandung kedalaman $ IIDBS berisi data sensor kedalaman $ GPGGA berisi data ketinggian

Echoview berasal variabel posisi GPS individu untuk setiap kalimat GPS NMEA. Sebuah variabel (gabungan) posisi GPS juga berasal dan berisi data dari semua kalimat NMEA GPS.

Catatan:

Data sensor kedalaman dapat dibaca dari bidang Heave dari catatan ping. Echoview akan memberikan data sensor kedalaman sebagai variabel garis baku yang dapat ditampilkan pada echogram tersebut. Garis bawah Sounder-terdeteksi mungkin berisi informasi angkat. Untuk menghapus heave dari garis sounder-terdeteksi menggunakan operator baris Aritmatika untuk mengurangi angkat (sebagai garis) dari garis bawah sounder-terdeteksi. Hal ini berguna ketika Anda menggunakan sumber Heave untuk memperhitungkan gerakan platform yang. Sebuah variabel data kedalaman lini GPGGA merupakan data yang ketinggian dari antena GPS. Kedalaman positif adalah ke bawah. Untuk mengkonversi nilai kedalaman ketinggian, di mana ketinggian positif adalah ke atas, membuat garis maya dengan Linear diimbangi operator dan mengatur Multiply mendalam oleh ke -1. Teknik ini juga dapat berguna untuk jalur sumber Heave.

File Ex60 .raw menggunakan konvensi penamaan seperti berikut:

L004-D19970208-T043746-EK60.raw

Di mana komponen adalah:

42

Identifier garis survei adalah string mengidentifikasi garis survei sering mengambil bentuk "Lnnnn" tapi bentuk lain yang diterima.

tanggal (Dyyyymmdd) waktu (Thhmmss)

Pengidentifikasi peralatan opsional. Ini adalah string dari 4 karakter, biasanya "EK60".

Out dan bot file berisi informasi bawah sounder-terdeteksi. Versi awal dari perangkat lunak penebangan menulis out file sementara versi menulis file .bot. Anda tidak menambahkan out dan bot untuk fileset secara manual. Sebaliknya, echoview akan mencari file dalam folder yang sama dengan file .raw dan jika menemukan apapun yang berbagi identifier garis survei yang sama akan menggunakan ini. Untuk setiap telegram RAW di file raw, echoview akan mencoba untuk menemukan DEP cocok atau BOT telegram di .out atau .bot berkas (yaitu, berbagi cap waktu yang sama). Jika menemukan satu, kedalaman tercatat dalam DEP atau BOT telegram yang ditafsirkan sebagai jangkauan dan disimpan sebagai sounder-terdeteksi kisaran bawah untuk ping itu (yaitu, sebuah titik pada sounder yang terdeteksi Intinya). Echoview EV dan EVI file mendaftarkan informasi garis sounder-terdeteksi. Dalam sesi echoview berikutnya, echoview dapat mendeteksi jika .out dan .bot file yang hilang dan akan memperbarui file EVI. Ketika out dan bot file tidak ada atau hilang anda dapat memilih garis bawah.

File .out tidak ditambahkan ke Echoview filesets. Echoview membaca secara otomatis bila tersedia. Lihat catatan atas untuk rincian.

File .idx tidak digunakan oleh Echoview. Live-tampilan .raw, .out dan .bot file didukung menggunakan Echolog 60.

Jika anda menggunakan echosounder Ex60 anda dianjurkan untuk menghubungi dukungan echoview tentang persyaratan pengolahan data mentah anda.

Catatan:

Echoview membaca dan menggunakan data Ex60 sampai ke titik kedua dari belakang di mana data yang pertama ditemui. File data ditandai dengan ikon di jendela filesets dan pesan dikirim ke kotak dialog pesan. Bentuk lain dari korupsi data (ukuran telegram salah, nol ke akhir file) yang sama ditandai sebagai Echoview scan file mencari data yang valid dapat membaca dan tampilan.

Variabel multiplexing

Nasional Kelautan dan Perikanan Service telah digunakan (tampaknya) bidang lain yang tidak terpakai dalam format file .raw untuk menyimpan nomor saluran dalam upaya untuk mendukung lebih transduser dalam format satu file daripada yang lain mungkin.

Untuk mengarahkan echoview untuk menafsirkan data tersebut:

43

Sebelum file data ditambahkan ke fileset sebuah pilih Menafsirkan Ex60 saluran multiplexing di halaman EV File EV Berkas kotak dialog Properties.

Menambahkan file, berisi data multiplexing, untuk fileset tersebut. Jika echoview mendeteksi saluran nilai yang diharapkan encoding (sebagaimana

ditentukan oleh Nation Kelautan dan Perikanan Layanan) di lapangan seperti ketika anda menambahkan file data, anda akan ditanya apakah anda ingin menafsirkan file seperti data multiplexing. Jika ya, maka "(saluran c)" - di mana c adalah jumlah saluran - akan ditambahkan ke standar nama variabel, misalnya "Sv ping baku T1 (channel 1)" dan bahwa EV file tertentu setelah akan secara otomatis membaca file data tersebut dengan cara yang sama. Jika tidak ada, maka echoview akan mengabaikan ini pengkodean saluran tertentu untuk semua file Ex60 .raw ditambahkan ke EV file ini setelahnya. Anda tidak dapat mengubah pengaturan ini dalam sebuah file EV setelah dipilih.

Untuk melihat status opsi interpretasi multipleks dalam file EV:

Menampilkan jendela filesets Jika Anda melihat variabel dengan "(saluran c)" pada akhir nama mereka, maka EV

file ini memiliki multipleks pilihan interpretasi set. Anda juga dapat melihat status opsi ini di halaman File kotak dialog Informasi untuk

setiap Sv, TS atau sudut variabel posisi. Pengaturan ini diterapkan ketika EV file digunakan sebagai template EV berkas. Hubungi dukungan Echoview untuk informasi lebih lanjut pada saluran multiplexing

dalam file .raw.

Catatan:

Echoview mendukung 32 transduser dan 128 saluran untuk Simrad Ex60 Data multiplexing.

4.14 Telegram EK500 dengan perangkat lunak Simrad ER60

Internal format ini terdiri dari telegram keluaran biner oleh echosounder Simrad Ex60 pada port ethernet dan ditulis ke disk dengan software ER60 logging Simrad ini. Setiap telegram didahului oleh sejumlah empat byte disimpan dalam format little-endian. Jumlah ini berisi panjang dalam byte dari telegram berikut.

File-file ini diberi nama dalam format: "Dyyyymmdd-Thhmmss.DG", di mana "yyyy" adalah tahun ini, "mm" adalah bulan, "dd" adalah hari, "jj" adalah jam, "mm" adalah menit, "ss" adalah kedua di mana penebangan dimulai.

Jika anda login telegram B menggunakan software ER60 anda harus menyadari bahwa posisi sudut disimpan dengan presisi yang lebih rendah di telegram B (64 langkah) dari dalam file Ex60 .raw (128 langkah). Selanjutnya, ER60 versi 2.0.0 mengkodekan telegram B tidak benar (ini adalah bug diketahui bahwa Simrad rencana untuk memperbaiki dengan rilis baru dari perangkat lunak ER60, silahkan hubungi Simrad untuk informasi lebih lanjut). Myriax sangat menganjurkan Anda

44

tidak masuk telegram B dari echosounder Ex60, dan menggunakan format .raw gantinya.

4.15 SM2000 FR

File-file ini berisi data multibeam echosounder login dari SM2000 FR. Baku, data unbeamformed (.raw / 001/002) dan beamformed file data (.bfm / 001/002 atau BMF / 001/002) terwakili di Echoview sebagai tayangan ulang multibeam echogram. Ketika log data mentah, yang SM2000 FR meletakkan file X.raw (di mana X adalah nama file dan .raw adalah ekstensi). Ketika ukuran file maksimum tercapai itu terus masuk ke file X.001 dan kemudian X.002 dan seterusnya membuka file baru setiap kali file saat ini telah mencapai batas ukuran file maksimum. Ketika log data yang beamformed, yang SM2000 FR menetapkan X.bfm atau X.bmf file, terus urutan dengan X.001, X.002 dan sebagainya seperti dengan data mentah logging. Nama file X unik untuk masing-masing berjalan logging dan biasanya berbeda dengan yang digunakan jika penebangan data mentah secara bersamaan. Dengan demikian .001, .002 ... urutan file dapat dikaitkan melalui nama file dengan .raw asli mereka atau .bfm / berkas BMF.

Echoview biasanya macam file data alfanumerik saat menambahkan mereka untuk fileset a. Karena urutan nama file SM2000 FR tidak menghasilkan urutan kronologis ketika diurutkan secara alfanumerik, Echoview akan mengasosiasikan .raw dan .bfm / BMF file dengan file urut berikutnya mereka saat menambahkan file ke fileset a.

Catatan:

Tambahkan kotak dialog Data File akan menampilkan daftar file diurutkan secara default alfanumerik. Akibatnya, pada daftar besar file, file mentah dan .bfm / BMF mungkin muncul di bawah terkait .001 / .002 / ... file. Hal ini dimungkinkan untuk mengurutkan daftar ini berdasarkan tanggal (klik View tombol menu kemudian pilih Detail dan klik Date Modified kolom header di daftar yang dihasilkan) yang harus mengurutkan file-file ini dalam urutan koleksi mereka.

File-file data yang berisi diterima pengukuran kekuatan sinyal diwakili oleh amplitudo dan kuadratur komponen yang dibuat tersedia sebagai multibeam besar dan variabel fase multibeam masing-masing di Echoview. Yang mendasari format ekspor data dalam fase sampel, sampel quadrature, di fase sampel, sampel quadrature, dll. Jika data yang roll tercatat dalam data file Echoview akan memberikan variabel roll. Live-melihat file ini didukung dengan menggunakan Echolog SM.

Catatan:

45

File data mentah yang berisi beberapa ping dengan waktu direkam sama diproses sehingga setiap (co-insiden) ping berturut-turut telah 1ms ditambahkan ke waktu secara majemuk.

4.16 SM2000 FR login dengan Echolog SM

File .sm2000 adalah file data SM2000 terkompresi (.raw, .bfm, .bmf, .nnn) file. Mereka ditulis oleh Echolog SM selama tayangan langsung jika opsi Enabled dipilih pada kotak dialog Echolog SM Pengaturan. Format nama file adalah: X.ext.sm2000, di mana "X" adalah nama dari SM2000 data file yang login, "Ext" adalah ekstensi file asli dari SM2000 FR data file, dan ".sm2000" adalah mengajukan perpanjangan, misalnya 02J03003.raw.sm2000.

4.17 ME70

Dukungan untuk ME70 dalam keadaan terus pembangunan. Niat jangka panjang kami untuk dukungan ME70 adalah untuk mendasarkan generasi berikutnya sonar visualisasi data dan alat analisis pada kemampuan unik fleksibel ME70 tersebut. Visualisasi dan analisis mesin yang dapat menangani posisi sampel benar-benar fleksibel akan memiliki manfaat besar di semua cabang akustik perikanan. Kami terus memperbaiki program pengembangan masa depan kita untuk ME70 sebagai lebih detail dan data menjadi tersedia. Dalam perencanaan perkembangan ini kami berkomitmen untuk mendasarkan rencana kami pada kebutuhan dan keinginan dasar ME70 pengguna masa depan. Melalui konsultasi dengan produsen dan pengguna potensial, kami berharap untuk terus membangun dukungan untuk ME70 dan selanjutnya memperbaiki rencana masa depan kita. The Simrad ME70 multibeam echosounder menghasilkan balok yang dapat dikonfigurasi secara individual untuk menunjuk ke segala arah dalam fan planar.

format file ME70 .raw secara fungsional mirip dengan format Ex60 .raw dengan masing-masing balok diidentifikasi oleh saluran transduser independen. Echoview mewakili setiap balok ME70 sebagai variabel balok tunggal dalam cara yang sama seperti saluran pada seri Ex60 dari Echosounder. ME70 variabel balok tunggal memiliki Kecil Axis mengarahkan sudut dan Mayor Axis mengarahkan sudut berdasarkan ME70 Alongship dan Athwartship balok kemudi sudut dari data file. Sinar variabel tunggal sampel kedalaman dihitung sehubungan dengan sudut balok kemudi. Sebuah variabel multibeam berasal yang mewakili semua balok dari masing-masing saluran transduser dalam fan planar, atau melihat petak. Setiap berkas kipas berasal dari Sv variabel balok tunggal setara. Saat ini, balok tumpang tindih tidak didukung. Data yang berisi balok tumpang tindih tidak akan menghasilkan variabel multibeam berasal. Dukungan untuk balok arah termasuk athwartship koordinasi (atau lapangan Diry) yang didefinisikan di Echoview sebagai sudut balok. Beam penomoran dimulai dari balok paling kiri di plot sektor dan sudut balok dirujuk ke poros tengah dari transduser. Dukungan untuk arah balok dalam arah alongship (bidang DirX) direncanakan untuk pembangunan masa depan. Dimana data posisi sudut tersedia, sebuah ping posisi balok membentuk variabel sudut berasal dengan cara yang sama dengan proses untuk Sv balok tunggal untuk SV variabel multibeam. Geometri balok dari sudut ping posisi balok membentuk variabel

46

cocok dengan yang multibeam variabel Sv. Sv dan TS nilai dihitung dari data kekuasaan mentah menggunakan algoritma Ex60. Echoview mendukung menuju keluaran data ($ INHDT) oleh instrumen Applanix POS MV.

4.18 Data SH80 (dat, .dtz)

Data Simrad SH80 catatan scanning sonar dalam file dengan ekstensi dat atau .dzt (file yang dikompresi). File-file ini dapat berisi data GPS, menuju data dan akustik di V-mode (istilah Simrad untuk ini adalah "slice Vertikal") atau H-mode (istilah Simrad untuk ini adalah "Omni"). Ada 64 balok baik dalam modus ping. Data akustik dari file-file ini diwakili dalam Echoview sebagai echograms multibeam.

Fitur khusus instrumen adalah sebagai berikut:

H-mode data sampel dan data sampel V-mode dikelompokkan dalam telegram. Sebuah kelompok didefinisikan sebagai semua sampel terjadi pada kisaran tertentu atas semua balok. Jika Echoview menemukan bahwa data kelompok hilang sampel hilang diberi nilai ada data.H-mode ping dapat memiliki bantalan yang tidak selaras dengan sumbu kapal. Echoview menghitung Sv menggunakan besarnya Multibeam SV algoritma, dimana TVG adalah 20 dan pengguna tertentu koefisien penyerapan seperti yang ditentukan pada halaman Kalibrasi Properties Variabel kotak dialog.

V. ESTIMASI KELIMPAHAN PLANKTON MENGGUNAKAN METODE

HIDROAKUSTIK

47

5.1 Kelimpahan plankton secara akustik

Pendeteksian kelimpahan plankton menggunakan metode hidroakustik dapat dilihat

dari nilai Sv plankton itu sendiri. Volume Backscattering Strength (Sv) merupakan rasio

antara intensitas yang direfleksikan oleh suatu group single target dimana target berada

pada suatu volume air. Nilai Sv merupakan suatu indikator yang berbanding lurus

dengan densitas sehingga nilai Sv saja mampu mewakili data akustik dalam memberikan

informasi kelimpahan plankton. Nilai Sv yang tinggi mengindikasikan kelimpahan

plankton yang tinggi pula pada suatu perairan. Pengukuran densitas plankton atau larva

dapat didasarkan pada nilai Sv, karena nilai Sv merupakan fungsi dari populasi densitas

dan target strength (TS) yang dapat diformulasikan (Xie dan Jones, 2009).

Penelitian mengenai plankton yang menggunakan metode hidroakustik pada

umumnya menggunakan sistem split beam. Sistem akustik split beam adalah sebuah

transduser yang dibagi kedalam empat kuadran yakni fore (bagian depan), aft (buritan

kapal), port (sisi kiri kapal) dan starboard (sisi kanan kapal).Transduser split beam ini

memiliki bim yang sangat tajam (10º) (Simrad, 1993).

Penelitian mengenai plankton dengan menggunakan metode hidroakustik

menggunakan sistem split beam telah banyak dilakukan, seperti penelitian mengenai

pemanfaatan metode akustik untuk melihat hubungan antara plankton dan ikan pelagis

di perairan Arafura tahun 2006 (Vivian,2010). Pada penelitian tersebut mengukur dan

membandingkan densitas, TS dan Sv ikan pelagis terhadap SV plankton secara

kuantitatif. Hasil yang didapat dari penelitian tersebut yaitu terdapatnya hubungan antara

plankton dan ikan pelagis secara akustik di Perairan Arafura.

5.2 Plankton

5.2.1 Definisi Plankton

Kata plankton berasal dari bahasa Yunani yang berarti mengembara (Wardhana,

2003). Plankton meliputi biota yang hidup terapung atau terhanyut di daerah pelagik.

Organisme ini biasanya relatif kecil atau mikroskopis.

Plankton pada umumnya organisme yang berukuran renik, hidup melayang

dalam air dengan kemampuan gerak yang lemah sehingga perpindahannya banyak

48

ditentukan oleh pergerakan air (Odum, 1971). plankton merupakan kumpulan organisme

baik hewan maupun tumbuhan yang berukuran mikroskopis dan hidup terapung atau

melayang-layang mengikuti arus. Plankton sepanjang hidupnya selalu bergantung dari

pergerakan massa air atau pola arus, namun demikian, terdapat pula jenis plankton yang

pergerakannya sangat kuat sehingga dapat melakukan migrasi harian. Plankton dapat

dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu fitoplankton (plankton tumbuhan

atau plankton nabati) dan zooplankton (plankton hewani). Fitoplankton merupakan

tumbuhan planktonik yang bebas melayang dan hanyut dalam laut serta mampu

berfotosintesis karena memiliki klorofil (Nybakken, 1992).

Fitoplankton umumnya terdiri atas kelas Bacillariophyceae, Chlorophyceae,

Dinophyceae, dan Haptophyceae. Selain berklorofil, fitoplankton juga memiliki bahan

makanan cadangan yang umumnya berupa pati atau lemak, dinding sel yang tersusun

dari selulosa, serta bentuk flagel yang beragam.

Gambar 16. Fitoplankton (wardhana,2003)

Zooplankton adalah hewan kecil yang mengapung secara bebas pada kolom

perairan danau, sungai dan laut dimana distribusinya dipengaruhi oleh faktor utama

yakni arus dan percampuran massa air (Paterson, 2007). Zooplankton meliputi hewan-

hewan dari kelompok Protozoa, Coelenterata, Ctenophora, Chaetognatha, Annelida,

Arthropoda, Urochordata, Mollusca, dan beberapa larva hewan-hewan vertebrata. Secara

teoritis adanya konsentrasi fitoplankton yang besar di laut maka terdapat banyak

zooplankton sebagai konsumen primer bagi ikan pelagis kecil, udang-udangan dan

sebagainya (Wiadnyana, 1998).

49

Gambar 17. Zooplankton (Wardhana,2003)

5.2.2 Kelimpahan dan distribusi plankton

kelimpahan plankton di suatu perairan sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor

lingkungan yang meliputi faktor fisika, kimia dan biologi. Faktor-faktor tersebut antara

lain adalah suhu, kekeruhan, kecerahan, pH, gas-gas terlarut, unsur hara dan adanya

interaksi dengan organisme lain. Faktor fisik dapat disebabkan oleh turbulensi atau

adveksi (pergerakan massa air yang besar) yang mengandung plankton didalamnya.

Angin dapat pula menyebabkan terkumpulnya plankton pada tempat tertentu

seperti daerah sepanjang pantai. Faktor biologi terjadi apabila terdapat perbedaan

pertumbuhan antara laju pertumbuhan fitoplankton dan kecepatan difusi untuk menjauhi

kelompoknya, zooplankton yang memangsa fitoplankton mempengaruhi

pengelompokkan fitoplankton. Sebagai akibat adanya proses fisik dan kimia di perairan

pantai, berkelompoknya plankton lebih sering dijumpai di perairan neritik terutama

perairan yang dipengaruhi oleh estuari dari pada perairan oseanik (Arinardi et al. 1997).

Produktivitas perairan pantai (neritik) ditentukan oleh beberapa faktor seperti

arus pasang surut, morfo-geografi setempat dan proses fisik dari lepas pantai. Adanya

pulau-pulau akan menyumbangkan produksi hayati yang lebih tinggi karena terjadinya

pengayaan yang disebabkan oleh turbulensi (pengadukan air), penaikan massa air di

selat antara dua pulau atau lebih dan aliran air sungai ke perairan pantai. Lingkungan

yang tidak menguntungkan bagi plankton dapat menyebabkan jumlah individunya

berkurang, sehingga keadaan ini akan mempengaruhi kesuburan perairan.

50

Di suatu perairan sering didapatkan adanya jumlah individu plankton yang

berlimpah pada suatu stasiun sedangkan pada stasiun lainnya di perairan yang sama

jumlah tersebut sangat sedikit. Hal ini menunjukkan bahwa distribusi horizontal

plankton di suatu perairan tidakm merata. Perbedaan distribusi kelimpahan plankton

bukan saja terjadi secara horizontal tetapi juga secara vertikal (Arinardi et al. 1997). Di

perairan tropis terutama perairan Indonesia, penurunan dan peningkatan kelimpahan

plankton berlangsung sepanjang tahun. Penyebab perubahan ini belum dapat diketahui

dengan pasti, kelimpahan maksimum dan minimum ini juga tidak mencolok serta terjadi

beberapa kali secara bergantian sepanjang tahun (Arinardi et al. 1997).

5.3 Peralatan yang digunakan

Alat yang digunakan untuk pengolahan data diantaranya Personal Computer (PC)

dan Laptop, Microsoft Office 2007 yang digunakan untuk membuat dokumen

(mengolah data) serta menyimpan dokumen. Software Echoview 4.0 yang tersedia

untuk pengolahan data dari echosounders dan sonar.Microsoft Excel 2007 digunakan

untuk mentabulasi data serta memvisualisasikan data plankton dengan menggunakan

menu chart. Software ArcGis 9.0 dan MatLab 2010 yang digunakan untuk

memvisualisasikan sebaran nilai SV. Bahan yang akan digunakan adalah data akustik

yang diterima dalam bentuk echogram dengan format *.dt4 serta data plankton-net

dalam bentuk microsoft excell dengan satuan sel/m3.

5.4 Pengolahan Data

Pengolahan data secara keseluruhan dapat diolah menggunakan softwareEchoview

4.0 dalam bentuk echogram, kemudian pada variabel properties dilakukan pengaturan

nilai Elementary Sampling Display Unit(ESDU) untuk pembatasan data, diantaranya

dilakukan pengaturan grid jumlah ping (300 ping) yang digunakan serta kedalaman (50

m) dan nilai threshold (-90 dB sampai -65 dB), selain itu dilakukan juga kalibrasi sesuai

dengan parameterparameter lingkungan pada saat perekaman data akustik. Parameter

tersebut diantaranya salinitas (32 ppt), suhu (30O C), kedalaman (10 m), pH 8 serta

frekuensi (201 kHz) yang digunakan. Hasil kalkulasi dari parameter-parameter tersebut

digunakan untuk mengetahui kecepatan suara (1542,43 m/detik) dan koefisien absorpsi

(0,08472 dB/m) dari alat yang digunakan. Integrasi cell dilakukan dengan menggunakan

dongel kemudian diperoleh ekstrak data dalam format *.csv, data dalam bentuk *.csv

51

kemudian di konversi ke bentuk *.txt, selanjutnya data divisualisasikan dengan

menggunakan software ArcGis 9.0 dan MatLab 2010.

Penentuan nilai threshold yang digunakan pada penelitian ini dilakukan

berdasarkan metode progressive threshold. Progressive Threshold merupakan metode

yang digunakan untuk menapis/menyaring nilai hambur balik yang ditampilkan pada

echogram sehingga dapat diperoleh kisaran kanal hambur balik yang sesuai dengan jenis

target yang diinginkan. kisaran nilai threshold untuk objek yang berukuran kecil seperti

plankton dengan frekuensi alat yang digunakan sebesar 200 kHz adalah -83,9 dB sampai

-62,5 dB. Data kelimpahan plankton yang telah diolah diterima dalam bentuk microsoft

excell dengan satuan sel/m3, data tersebut diambil pada lapisan permukaan (< 1 m) yang

terdiri atas 24 stasiun yang titik pengambilannya bersamaan dengan titik pengambilan

data oseanografi pada saat survei dilakukan. Gamba 18 merupakan diagram alir

pengolahan data akustik maupun data plankton-net.

Gambar 18. Diagram alir pengolahan data plankton

52

5.5 Analisis data

Kelimpahan plankton di lokasi penelitian dianalisis dengan melihat trend yang

terbentuk dari nilai Sv plankton dalam satuan decibel (dB) di hubungkan dengan

kedalaman, waktu dan membandingkan dengan kelimpahan yang diperoleh dari

plankton-net. Pengolahan data ini dilakukan dengan ArcGis 9.0, MatLab 2010 dan

Microsoft Excell.

53

VI. APLIKASI METODE AKUSTIK UNTUK MENGUKUR ARUS LAUT

6.1 Teknik Pengukuran

Teknologi yang dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi sedimen tersuspensi

yaitu mekanik (trap sampler, bottle sampler), optik (optical beam transmissometer,

optical backscatter), dan akustik (ADCP). Teknologi mekanik merupakan metode

pengukuran yang paling terandalkan. Kelemahan teknologi ini adalah kemampuan

pengambilan dan pengolahan data membutuhkan waktu yang lama. Pengukuran

dilakukan dengan mengambil contoh air yang mengandung sedimen. Instrumen yang

menggunakan teknologi akustik dan optik merupakan pengukuran konsentrasi

sedimen tersuspensi secara tak langsung. Penggunaan kedua metode ini harus

dikalibrasi dengan menggunakan teknologi mekanik untuk estimasi konsentrasi

sedimen tersuspensi. Teknologi akustik memiliki keunggulan dibanding teknologi

lainnya. Keunggulannya yaitu resolusi spasial serta temporal yang dihasilkan jauh

lebih baik dibanding teknologi lainnya dan penggunaannya tidak mengganggu

pergerakan air.

6.2 Prinsip Kerja Instrumen

ADCP mengukur kecepatan arus dengan memancarkan gelombang akustik.

Gelombang akustik tersebut bergerak di medium air. Kemudian ADCP merekam

frekuensi dan intensitas pantulan balik dari partikel-partikel pemantul (scatterers)

yang tersuspensi di dalam air. Partikel-partikel tersebut diasumsikan bergerak dengan

kecepatan yang sama dengan arus (RD Instruments, 1996). Pergerakan partikel-

partikel mendekati atau menjauhi transduser ADCP menyebabkan perubahan

frekuensi. Perubahan frekuensi ini yang digunakan untuk menghitung kecepatan

partikel.

ADCP merekam data kecepatan dan intensitas pantulan balik setiap lapisan air

yang dinamakan bin. Sedangkan kolom pengukuran disebut ensemble. Ketebalan bin

Δd diatur oleh selang waktu Δt dan ukuran bin dapat diatur ADCP. (Gambar 2.3).

Satu ensemble terdiri atas rekaman satu atau rata-rata beberapa ping. Pada tugas

akhir ini, ketebalan bin dan ensemble yaitu 0,5 m dan 1 detik.

54

Gambar 19. Acoustic Doppler Current Profiler 600 kHz (Simpson, 2001)

Gambar 20. Perambatan gelombang akustik (dimodifikasi dari Simpson, 2001)

Gambar 21. Proses penggerbangan waktu (Poerbandono, 2006)

55

6.3 keterangan dalam data

Keunggulan yang dimiliki, ADCP juga memiliki keterbatasan (Gambar 2.4).

Keterbatasan disebabkan terutama sifat fisik gelombang akustik serta kemampuan

transduser dalam mengirim dan menerima gelombang. Gelombang akustik yang

ditembakkan dari transduser membentuk pancaran utama dan pancaran sisi.

Kedudukan transduser miring membentuk sudut sebesar 20° terhadap sumbu vertikal.

Pancaran sisi akan sampai di dasar perairan terlebih dahulu, sehingga bin terbawah

akan terjadi interferensi gelombang (Simpson, 2001).

Gambar 22. Keterbatasan ADCP (poerbandono 2006)

Saat awal pengukuran, letak bin harus direduksi terhadap muka air karena

kedudukan transduser berada di bawah muka air. Selain itu, setiap kali memancarkan

gelombang akustik, transduser membutuhkan waktu untuk menerima intensitas

akustik pada lapisan air yang terdekat (recovery time). Koreksi yang diberikan yaitu

transducer near field correction.

Nilai intensitas pantulan balik sebanding dengan konsentrasi material

pemantul. Oleh sebab itu, data intensitas pantulan balik merupakan informasi

kualitatif yang sangat berharga untuk estimasi konsentrasi sedimen tersuspensi. Saat

ini telah banyak dikembangkan persamaan / model untuk mengubah intensitas

pantulan balik menjadi konsentrasi absolut sedimen tersuspensi. Besaran absolut

konsentrasi sedimen tersuspensi dapat diperoleh jika pemodelan sifat perambatan

gelombang akustik dan sifat fisik sedimen tersuspensi diketahui.

Sifat perambatan gelombang akustik yang perlu dikenali adalah mekanisme

kehilangan intensitas akustik (transmission losses) karena sebaran geometrik

56

(geometrical spreading) dan pelemahan akustik (acoustic attenuation). Geometrical

spreading atau Beam Spreading (BS) disebabkan gelombang akustik yang

dipancarkan dari sumber akan menyebar ke segala arah. Bidang sebaran gelombang

semakin membesar, sedangkan energi yang dipancarkan tetap. Besarnya nilai Beam

Spreading untuk 2 kali perambatan gelombang yaitu:

Gelombang akustik merambat pada medium air akan mengalami pelemahan

energi. Energi yang dipancarkan sebagian diubah menjadi panas. Oleh karena itu,

nilai intensitas pantulan balik juga harus dikoreksi karena adanya Absorpsi (A).

Persamaan Absorpsi untuk 2 kali perambatan gelombang akustik yang digunakan

yaitu:

nilai koefisien pelemahan energi yang digunakan pada saat pengukuran yaitu 0,139

dB/m. Model matematika yang digunakan untuk memperoleh intensitas pantulan

balik (EI), yaitu:

EI SL 2.TL TS .................................................(3)

dengan, SL = merupakan intensitas akustik pada saat dipancarkan oleh transducer

TL = merupakan mekanisme kehilangan intensitas akustik

TS = merupakan kekuatan target

Nilai kekuatan target (Target Strength) berkaitan sifat fisik, struktur internal

maupun eksternal objek, dan karakteristik sinyal yang dipancarkan. Untuk

memperoleh kekuatan target diperlukan analisis ukuran partikel (grain size analysis).

Analisis ukuran partikel dilakukan untuk mengetahui ukuran, bentuk serta jenis

57

partikel. Oleh karena itu, kekuatan target diabaikan.

EI SL 2.TL ....................................................(4)

EI SL BS A ..................................................(5)

6.4 Persamaan Empirik untuk Estimasi Konsentrasi Sedimen Tersuspensi

Data intensitas pantulan balik dalam dB merupakan nilai relatif konsentrasi

sedimen tersuspensi. Untuk memperoleh nilai absolut konsentrasi sedimen tersuspensi

dalam kg/m³, maka harus dilakukan konversi dengan persamaan (pendekatan)

tertentu. Untuk memperoleh konsentrasi sedimen tersuspensi, persamaan empirik

yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu Gartner (2002):

10 log(c) a.EI b ................................................(6)

Konstanta a dan b dari persamaan empirik Gartner (2002) diperoleh dengan

melakukan regresi linier. Kalibrasi dilakukan terhadap sampel sedimen tersuspensi

yang diperoleh di lapangan (direct sampling). Pengambilan sampel sedimen

tersuspensi menggunakan water sampler. Pada saat pengambilan sampel sedimen

tersuspensi, water sampler harus terletak pada kedalaman yang sama dengan

kedalaman bin yang diamati (Gambar 23).

Untuk merepresentasikan konsentrasi sedimen tersuspensi pada suatu kolom

pengukuran, maka digunakan konsentrasi rata-rata terbobot (Wall et al., 2006), yaitu:

58

Gambar 23. Proses kalibrasi menggunakan ADCP dan water sampler

(dimodifikasi dari Wall et al., 2006)

6.5 Teknik Evaluasi

Untuk uji kualitas hasil estimasi, konsentrasi sedimen tersuspensi yang

diperoleh dari persamaan empirik Gartner (2002) dibandingkan dengan sampel

konsentrasi sedimen tersuspensi. Hasil evaluasi dinyatakan dalam kesalahan rata-rata

absolut (kg/m³), kesalahan rata-rata relatif (%), dan tingkat kesesuaian / discrepancy

factor. Kesalahan rata-rata absolut merupakan nilai rata-rata simpangan antara

konsentrasi sedimen tersuspensi hasil estimasi (cu ) tersuspensi hasil direct sampling

(ce)

Kesalahan rata-rata relatif dinyatakan dalam nilai rata-rata simpangan konsentrasi

sedimen tersuspensi hasil :

59

h 2

6.6 Estimasi Laju Angkutan dan Debit Sedimen Tersuspensi

Laju angkutan sedimen tersuspensi ( qZ ) menyatakan banyaknya massa sedimen

yang melewati suatu penampang setiap detik. Jika konsentrasi sedimen tersuspensi

dan kecepatan arus diketahui, maka laju angkutan sedimen dapat dihitung. Laju

angkutan sedimen tersuspensi di satu titik pengamatan ditentukan sebagai produk

(perkalian) antara konsentrasi sedimen tersuspensi dengan kecepatan arus di titik

tersebut.

qZ u(z).c(z) ........................................................(11)

Untuk laju angkutan rata-rata sedimen tersuspensi, yaitu:

qrata 2 crata 2 .u .......................................................(12)

1 n 1 1

u i 1

ui ui 1 zi 1 zi .............................................(11)

dengan, h merupakan kedalaman perairan

z merupakan tinggi pengukuran

60

VII. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGRUHI KECEPATAN SUARA YANG DIHASILKAN OLEH HYDROAKUSTIK

Gelombang suara dipancarkan melalui sebuah alat yang menghasilkan energi

suara pada kolom perairan ataupun dasar perairan, prinsipnya yaitu mengubah energi

elektrik menjadi energi mekanik. kecepatan suara yang berada di perairan mencapai

1500 m/s. Metode akustik merupakan proses-proses perambatan suara, karakteristik

suara (frekuensi, pulsa, intersitas), faktor lingkungan/medium, dan lainnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan suara di perairan laut, sebagai berikut:

1. Suhu, Pada prinsipnya semakin tinggi suhu suatu medium, maka semakin cepat

rambat bunyi dalam medium tersebut. Dikarena makin tinggi suhu, maka semakin

cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut. Akibatnya, proses

perpindahan getaran makin cepat. Temperatur yang lebih panas atau lebih dingin

mempengaruhi kecepatan bunyi di udara.

2. Tekanan, setiap penambahan kedalaman maka tekanan akan semakin tinggi. Semakin

tinggi tekanan maka akan semakin tinggi cepat rambat bunyinya. Pengaruh tekan

akan lebih besar dari suhu dan salinitas pada lapisan Deep Layer. Hal tersebut karena

partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi terkompresi sehingga cepat rambat yang

dihasilkan lebih besar. Pada kedalaman berdasarkan kecepatan suara dibagi dalam 3

zona, yaitu

Zona 1 (mix layer) : Kecepatan suara cenderung meningkat akibat faktor

perubahan tekanan mendominasi faktor perubahan suhu

Zona 2 (termochline) : Kecepatan suara menurun dan menjadi zona minimum

kecepatan suara akibat terjadinya perubahan suhu yang sangat drastis dan

mendominasi faktor perubahan tekanan.

Zona 3 (deep layer) : Kecepatan suara meningkat kembali akibat faktor

perubahan tekanan mendominasi kembali faktor perubahan suhu.

3. Salinitas, Kenaikan salinitas meningkatkan modulus axial (larutan menjadi kurang

kompres), sehingga tiap kenaikan salinitas akan meningkatkan cepat rambat bunyi.

Cepat rambat bunyi terhadap salinitas seharusnya berkurang seiring kenaikan

salinitas karena meningkatnya densitas.

62

4. Densitas, makin rapat medium umumnya semakin besar cepat rambat bunyi dalam

medium tersebut. Penyebabnya adalah makin rapat medium maka makin kuat gaya

kohesi antarpartikel. Akibatnya pengaruh suatu bagian medium kepada bagian yang

lain akan mengikuti getaran tersebut dengan segera sehingga perpindahan getaran

terjadi sangat cepat.

Kecepatan suara bergantung pada suhu, salinitas, tekanan, musim dan lokasinya.

Semakin jauh suara dari sumber suara, maka kegiatan echo akan mengalami

perubahan dan tergantung pada waktu tempuhnya. Kecepatan perambatan gelombang

suara ini sangat dipengaruhi oleh temperatur, salinitas dan kedalaman air laut, ada

juga persamaan yang menggambarkan dan membuktikan bahwa ada pengaruh, yaitu:

C = (1449.2 + 4.6T) – (0.055 T2) + 0.00029T3 + (1.34 – 0.010T)(S-35) + 0.016z

Keterangan :

C = kecepatan suara [m/s]

T = suhu [oC]

Z = kedalaman [m]

S = salinitas [psu]

Kecepatan suara dalam perairan sangat di pengaruhi oleh faktor suhu, bila suhu naik

maka makin cepat pula rambat suaranya.

7.1 CONDUCTIVITY TEMPERATURE DEPTH (CTD)

CTD adalah alat yang digunakan dalam sampling oseanografi untuk mengukur

salinitas air laut, suhu serta kedalaman air laut pada tempat dan kedalaman yang

diinginkan. Alat ini terdiri dari 3 sensor utama, yaitu sensor tekanan untuk pengukuran

kedalaman, thermistor sebagai sensor suhu, dan sel induktif (conductivity) sebagai

sensor salinitas, juga dapat diberikan sensor tambahan seperti sensor klorofil, kekeruhan,

oksigen dsb. Umumnya ada 3 komponen utama dalam pengoperasian CTD yaitu : CTD,

perangkat komputer dengan software-nya, dan perangkat interface sebagai unit

penghubung antara CTD dan komputer.

63

Gambar 24. Conductivity Temperature Depth (CTD)

7.1.1 Prinsip Pengukuran CTD :

Pada Prinsipnya teknik pengukuran pada CTD ini adalah untuk mengarahkan

sinyal dan mendapatkan sinyal dari sensor yang menditeksi suatu besaran, kemudian

mendapatkan data dari metode multiplexer dan pengkodean (decode), kemudian

memecah data dengan metode enkoder untuk di transfer ke serial data stream dengan

dikirimkan ke kontrolunit via cabel.

CTD diturunkan ke kolom perairan dengan menggunakan winch disertai

seperangkat kabel elektrik secara perlahan hingga ke lapisan dekat dasar kemudian

ditarik kembali ke permukaan. CTD memiliki tiga sensor utama, yakni sensor tekanan,

sensor temperatur, dan sensor untuk mengetahui daya hantar listrik air laut

(konduktivitas). Pengukuran tekanan pada CTD menggunakan strain gauge pressure

monitor atau quartz crystal.

Tekanan akan dicatat dalam desibar kemudian tekanan dikonversi menjadi

kedalaman dalam meter. Sensor temperatur yang terdapat pada CTD menggunakan

thermistor, termometer platinum atau kombinasi keduanya. Sel induktif yang terdapat

dalam CTD digunakan sebagai sensor salinitas. Pengukuran data tercatat dalam bentuk

data digital. Data tersebut tersimpan dalam CTD dan ditransfer ke komputer setelah

CTD diangkat dari perairan atau transfer data dapat dilakukan secara kontinu selama

perangkat perantara (interface) dari CTD ke komputer tersambung.

64

https://bily2.files.wordpress.com/2012/12/pehul1.png

PENUTUP

Teknologi akustik bawah air (underwater acoustics) merupakan salah satu teknologi

canggih yang dapat menunjang kegiatan eksplorasi dan eksploitasi laut dengan

memberikan data yang rinci dan akurat. Dalam survey/penelitian akustik untuk

pendugaan kelimpahan/stock ikan, teknologi ini memberikan hasil yang lebih akurat

karena tidak tergantung kepada data statistik yang ada, data pendaratan ikan di

pelabuhan (fish landing data) dan tidak memerlukan enumartor yang terlalu banyak. Hal

lain yang menjadi pertimbangan penting bahwa teknologi ini dapat menyajikan data

yang relatif lebih cepat dan tidak merusak lingkungan wilayah penelitian.

Penggunaan metode akustik untuk mendeteksi kepadatan ikan diperairan di

gunakan sistem akustik BIM (Split beam acoustic system), SIMRAD EK60, BI500,

EY500 dan EK500 dengan perangkat lunak EP500, EX500 dan EX60, EK500 dengan

DFO/NHP/DAT CHI, SIMRAD EX60, telegram EK500 dengan perangkat lunak

SIMRAD ER60, SM2000 FR, ME70, SH80. Dalam mengetahui estimasi plankton

dengan akustik yaitu digunakan echoview 4,0 dengan echogram. Selain itu, metode

akustik juga dapat digunakan untuk mengetahui arus laut dengan menggunakan ACDP

(Acoustic Dopple Current Profiler). Kecepatan suara yang dihasilkan oleh objek untuk

dapat sampai ke transducer dan diteruskan kedata tentunya ada faktor-faktor yang

mempengaruhinya seperti suhu,salinitas,densitas dan sebagainya. Faktor-faktor yang

mempengaruhi kecepatan suara tersebut dapat diketahui dengan menggunakan CTD

(Conductivity Temperature Depth). Pada CTD ini terdapat sensor masih-masing untuk

dapat mengetahui suhu, salinitas dan densitas.

65

DAFTAR PUSTAKA

Arinardi OH., Sutomo AB., Yusuf SA., Triaminingsih, Asnaryanti E., Riyono SH. 1997. Kisaran Kelimpahan dan Komposisi Plankton Predominan di Perairan Kawasan Timur Indonesia. LIPI. Jakarta. 140 h.

Gartner, J. W. 2002. Estimation of Suspended Solids Concentrations Based onAcoustic Backscatter Intensity: Theoretical Background. Turbidity and Other Sediment Surrogates Workshop.

Nybaken JW. 1992. Marine Biology: an Ecosystem Approach. The 2nd edition. Pearson Inc.

Odum, EP. 1971. Fundamentals of Ecology. W.B. Sounders Company Ltd. Philadelphia

Poerbandono. 2006. Teknik dan Keterandalan Alat Ukur Arus Akustik Berfrekuensi Tinggi serta Penggunaan Datanya untuk Estimasi Parameter Dinamika Pesisir. Jurnal ITENAS No. 1 Vol. 10.

Paterson, M. 2007. Ecological Monitoring Assessment Network (EMAN) Protocols For Measuring Biodiversity : Zooplankton In Fresh Waters. Departement of Fisheries and Oceans. Freshwater Institute. Winnipeg, Manitoba.

RD Instruments. 1996. Acoustic Doppler Current Doppler Profiler, Principles of Operation, A practical primer. San Diego.

SIMRAD. 1993. http://www.simrad.com [12 Agustus 2012]

Simpson, R. M. 2001. Discharge Measurement Using a Broad-Band Acoustic Doppler Current Profiler. Open File Report 01-1. USGS. USA.

Vivian J. 2010. Pemanfaatan Metode Akustik untuk Melihat Hubungan antara Plankton dan Ikan Pelagis di Perairan Arafura tahun 2006. Skripsi (Tidak dipublikasikan). Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.

Wiadnyana. N.N. 1998. Kesuburan dan Komunitas Plankton di Perairan Pesisir Dugul, Irian Jaya. Balitbang Sumberdaya Laut, Puslitbang Oseanologi –LIPI Guru-guru, Poka. Ambon.

Wardhana, W. 2003. Penggolongan Plankton. Departemen Biologi FMIPA. Skripsi. Universitas Indonesia. Jakarta.

Wall, G. R., Nystrom, E.A., and Litten, S. 2006. Use of an ADCP to compute SuspendedSediment Discharge in the Tidal Hudson River, New York”. Geological Survey Scientific Investigations Report 2006-5055, 16 p.

Xie. J dan Jones. I. S. F. 2009. A Sounding Scattering Layer in a Freshwater Reservoir. Marine Study Center University of Sydney. Australia.

66

akustik kelautan

Documents