deteksi dan interpretasi target di dasar laut … · menggunakan instrumen side scan sonar soetjie...

DETEKSI DAN INTERPRETASI TARGET DI DASAR LAUT MENGGUNAKAN INSTRUMEN SIDE SCAN SONAR

SOETJIE POERNAMA SARI

SKRIPSI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTANFAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR2009

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul:


adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir Skripsi ini.

Bogor, November 2009

Soetjie Poernama SariC54050630

ABSTRACT

Research on detection and interpretation of the target on the ocean floor

using side scan sonar instrument was conducted in waters of East Aceh,

Lhokseumawe. The results showed that the value of the reflected signal from pipe

and the unknown object are 1- 2.5 Voltage/Div, silty sand of 0.5 - 1 Voltage/Div,

and mud is 0-0.5 Voltage/Div. Using FFT calculation the amplitude spectrum, the

value of the pipe is higher than other objects, its about 1412 Volt/dB. The value

of amplitude unknown object, mud and silty sand are 834.0728 Volt/dB, 106.2367

Volt/dB, and 238.9427 Volt/dB. The reflection coefficient of pipe respectively

larger than the other detected targets.

RINGKASAN

SOETJIE POERNAMA SARI. Deteksi dan Interpretasi Target Di Dasar Laut Menggunakan Instrumen Side Scan Sonar. Dibimbing oleh HENRY M. MANIK.

Dasar laut adalah sebagian dari bumi yang wilayahnya belum terjelajahi secara keseluruhan, baik luas, kedalaman, maupun potensinya. Salah satu cara untuk mendapatkan informasi tentang berbagai aspek dari dasar laut adalah dengan sistem akustik bawah air seperti side scan sonar. Side scan sonar mampu membedakan besar kecil partikel penyusun permukaan dasar laut, seperti batuan, lumpur, pasir, kerikil, atau tipe-tipe dasar perairan lainnya. Instrumen ini mampu menangkap gelombang pasir atau riak-riak kecil yang tingginya beberapa sentimeter serta mampu memberikan informasi dengan rinci tentang kondisi topografi dasar. Tujuan dari penelitian ini adalah mendeteksi dan menginterpretasikan target di dasar laut menggunakan instrumen side scan sonar.

Pengambilan data akustik dilakukan pada tanggal 19-20 November 2008 menggunakan instrumen C-Max Side Scan Sonar dengan frekuensi 325 kHz. Pengolahan dan analisis data dilakukan pada bulan Februari 2009 dan berakhir hingga bulan Oktober 2009 menggunakan Software MaxView dan Matlab 7.0.1. Pengolahannya berdasarkan nilai pantulan sinyal, koefisien refleksi, perhitungan dimensi dari masing-masing target yang terdeteksi, dan jenis substrat yang mendominasi di daerah yang diteliti.

Berdasarkan hasil yang diperoleh, ada empat target yang terdeteksi yaitu pipa, substrat lumpur dan lumpur berpasir, serta objek yang tidak diketahui. Dari hasil perhitungan, didapat bahwa nilai pipa dan objek yang tidak diketahui memiliki nilai pantulan sinyal yang paling tinggi (1-2.5 Voltage/Div) dibandingkan dengan target lainnya. Dari hasil pengambilan contoh substrat di lokasi penelitian ditemukan bahwa jenis substrat yang mendominasi di lokasi penelitian adalah lumpur dan lumpur berpasir. Pada analisis Fast Fourier Transform (FFT), nilai pipa lebih tinggi dibandingkan dengan target lainnya, yaitu sebesar 1412 Volt/dB. Nilai amplitude spectrum pada unknown objek, lumpur dan lumpur berpasir adalah 834.0728 Volt/dB, 106,2367 Volt/dB, dan 238.9427 Volt/dB. Nilai koefisien refleksi yang terhitung, menyatakan bahwa nilai koefisien refleksi pipa yang dihasilkan adalah 0.8649 lebih besar dibandingkan dengan target yang terdeteksi lainnya. Hasil perhitungan backscattering strength(SS) dari lumpur adalah sebesar -6.5913 dB dan untuk lumpur berpasir sebesar -4.0129 dB.

© Hak cipta milik Soetjie Poernama Sari, tahun 2009Hak cipta dilindungi

Dilarang mengurangi dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam

bentuk apapun, baik cetak, fotocopy, microfilm, dan sebagainya.


Oleh:

SOETJIE POERNAMA SARI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan Fakultas Perikanan dan

Ilmu kelautan

SKRIPSI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTANFAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR2009

LEMBARAN PENGESAHAN

Judul : DETEKSI DAN INTERPRETASI TARGET DI DASAR LAUT MENGGUNAKAN INSTRUMEN SIDE SCAN SONAR

Nama : Soetjie Poernama Sari

NRP : C54050630

Departemen : Ilmu dan Teknologi Kelautan

Menyetujui

Dosen Pembimbing,

Dr. Ir Henry M. Manik, M.TNIP. 19701229 199703 1 008

MengetahuiKetua Departemen,

Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.ScNIP. 19580909 198303 1 003

Tanggal lulus : 30 November 2009

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

sarjana di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu

Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Penulisan skripsi ini tidak akan terselesaikan tanpa bantuan, dukungan,

dan doa dari berbagai pihak. Terima kasih dengan tulus penulis ucapkan,

terutama kepada:

1. Keluarga tercinta, papa, mama, dan adik atas segala dukungan, doa dan kasih

sayangnya.

2. Bapak Dr. Ir. Henry M. Manik, M.T selaku pembimbing yang telah sudi

meluangkan waktu, tenaga, pikiran, dan bimbingannya selama penyusunan

skripsi.

3. Dr. Ir. Sri Pujiyati, M.Si selaku penguji dari perwakilan komisi pendidikan

pada ujian akhir penulis yang telah memberikan saran dan masukan.

4. Dr. Ir. Totok Hestirianoto, M.Sc selaku penguji tamu yang telah memberikan

saran dan masukan dalam penyelesaian skripsi.

5. Letda (Arh) Hendro Ramadani, yang telah memberikan dukungan, doa, kasih

sayang, saran, kritik, dan motivasi selama penyusunan skripsi

6. Kolonel Laut (E) Sugianto beserta staf, yang telah memberikan bimbingan dan

bantuan baik secara moril dan materiil selama penyusunan skripsi.

7. Letkol Laut (E) Yudhi, Letkol Laut (E) Wisnu, Letkol Laut (E) Nurriyadi, dan

Mayor Laut (E) Tunggul Puliwarna, yang telah banyak membantu dalam

penyusunan skripsi.

8. Mayor Laut (E) Nuryadi, Mayor laut (E) Pittor Tampubolon beserta anggota

survei HIDROS yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti survei

lapangan.

9. Rekan-rekan Dikspespa HIDROS angkatan VII 2009 yang telah membantu

selama survei.

10. Rekan-rekan ITK 42 yang telah banyak membantu dan memberikan saran

dalam penyusunan skripsi.

11. Teman-teman ISCER dan Ar-Riyadh, terima kasih buat kebersamaannya.

12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu

dan memberikan bimbingan dalam pengolahan data dan penyusunan skripsi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Penulis

berharap, skripsi ini dapat memberikan kontribusi informasi dan wawasan yang

berguna bagi penulis dan pihak yang membacanya.

Bogor, November 2009

Soetjie Poernama Sari

DAFTAR ISI

HalamanDAFTAR TABEL ....................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xv

1. PENDAHULUAN ................................................................................. 11.1 Latar Belakang ................................................................................ 11.2 Tujuan ............................................................................................. 2

2. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 32.1 Sonar ............................................................................................... 32.2 Side Scan Sonar ............................................................................... 42.3 Instalasi Side Scan Sonar ................................................................. 62.4 Prinsip Kerja Side Scan Sonar.......................................................... 82.5 Interpretasi Citra Side Scan Sonar.................................................... 92.6 Sedimen Dasar laut .......................................................................... 102.7 Kecepatan Suara .............................................................................. 12

3. METODOLOGI .................................................................................... 153.1 Waktu dan Lokasi Penelitian ........................................................... 153.2 Alat dan Bahan ................................................................................ 153.3 Sistem Kerja Side Scan Sonar .......................................................... 163.4 Pengambilan Data ............................................................................ 193.5 Pemrosesan Data .............................................................................. 213.6 Analisis Data.................................................................................... 23

4. Hasil dan Pembahasan ......................................................................... 314.1 Hasil Pengambilan Contoh Dasar..................................................... 314.2 Pantulan Sinyal Target ..................................................................... 324.3 Analisis FFT (Fast Fourier Transform) ........................................... 434.4 Akustik Impedansi dan Backscattering strength (SS) ....................... 494.5 Dimensi Target Terdeteksi ............................................................... 51

5. Kesimpulan dan Saran ......................................................................... 545.1 Kesimpulan...................................................................................... 545.2 Saran ............................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 55

LAMPIRAN ................................................................................................ 57

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................... 105

DAFTAR TABEL

Halaman1. Ukuran Partikel Sedimen......................................................................... 122. Hasil pengukuran rata-rata dan perhitungan elastic konstan pada

berbagai jenis sedimen ............................................................................ 143. Hasil Perhitungan Akustik Impedansi dan Koefisien Refleksi ................. 504. Hasil Perhitungan Dimensi Target Terdeteksi.......................................... 53

DAFTAR GAMBAR

Halaman1. Diagram Side Scan Sonar dan citra Side Scan Sonar ............................. 62. Blok Diagram Prinsip Kerja Side Scan Sonar......................................... 83. Peta Lokasi Penelitian............................................................................ 154. Sistem Kerja Side Scan Sonar................................................................ 185. Skema Pengambilan Data Side Scan Sonar Tampak Samping................ 196. Diagram alir pengambilan Data Side Scan Sonar ................................... 207. Diagram alir pemrosesan data akustik.................................................... 218. Diagram Segitiga Shephard ................................................................... 229. Contoh Kualitas Data Side Scan Sonar .................................................. 2410. Contoh Citra Side Scan Sonar Berdasarkan Rona Terang,

Rona Sedang, dan Rona Gelap............................................................... 2511. Skema perhitungan slant range correction............................................. 2612. Skema perhitungan layback correction .................................................. 2713. Skema perhitungan layback correction .................................................. 2714. Skema perhitungan tinggi objek............................................................. 2815. Pantulan Sinyal...................................................................................... 2916. Lokasi Bottom Sampling dan Pipa ......................................................... 3117. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Alur 1 .............. 3318. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Alur 2 .............. 3319. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Alur 3 .............. 3420. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Alur 4 .............. 3421. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Alur 5 .............. 3522. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 1........... 35 23. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 2........... 3624. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 3........... 3625. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 4........... 3726. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 5........... 3727. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 6........... 3828. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 7........... 3829. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 8........... 3930. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Lajur 174......... 3931. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Lajur 176......... 4032. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Lajur 177......... 4033. Nilai Rata-rata Pantulan Sinyal Dari Masing-masing Target .................. 4334. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 0 – 100 Hz pada Alur 1........ 4435. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 100 – 200 Hz pada Alur 1.... 4536. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 200 – 300 Hz pada Alur 1.... 4537. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 300 – 400 Hz pada Alur 1.... 4638. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 400 – 500 Hz pada Alur 1.... 4639. Nilai Rata-rata FFT dari Masing-masing Target..................................... 48

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman1. Sketsa Area Survei .................................................................................. 572. Spesifikasi C-Max Side Scan Sonar......................................................... 583. Bottom Sampling dan Jenis Substratnya.................................................. 614. Contoh Perhitungan Akustik Impedansi dan Backscattering strength ...... 635. Contoh Perhitungan Dimensi Target yang Terdeteksi .............................. 656. Hasil Analisis Fast Fourier Transform..................................................... 67

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dasar laut adalah bagian dari bumi yang wilayahnya belum terjelajahi

secara keseluruhan, baik luas, kedalaman, maupun potensinya. Di dasar laut

terdapat sumber daya alam yang penting bagi kehidupan manusia. Sumber daya

yang paling dikenal dari dasar laut adalah sumber daya yang bernilai ekonomis

seperti minyak dan gas bumi serta mineral. Sumber daya lain seperti biota laut

dalam yang sangat potensial masih sulit untuk dimanfaatkan. Berbagai kegiatan

yang dilakukan untuk menggali potensi sumber daya laut tersebut diantaranya

dengan melakukan penelitian, pendeteksian dan penyapuan, serta menentukan

objek-objek yang berada di dasar laut .

Salah satu cara untuk mendapatkan informasi tentang berbagai aspek dari

dasar laut adalah dengan sistem akustik bawah air seperti side scan sonar.

Instrumen side scan sonar merupakan perkembangan sonar yang mempunyai

kemampuan menggandakan beam yang diarahkan pada satu sisi ke sisi lainnya

sehingga mampu memetakan area penelitian secara efektif.

Penelitian tentang dasar laut dengan menggunakan side scan sonar yang

telah dilakukan, seperti: (1) Interpretasi citra side scan sonar pada survei

peletakan pipa di Panaran – P. Pemping (Tobing, 2000), (2) Pemetaan struktur

dasar dengan menggunakan sub bottom profiler dan side scan sonar (Lie, 2007),

(3) Interpretasi side scan sonar untuk perencanaan peletakan kabel laut di perairan

Kepulauan Seribu (Laswono, 2007). Penelitian yang telah dilakukan di daerah

Lhokeseumawe, juga menggunakan instrumen side scan sonar dimana bertujuan

untuk pengecekan posisi pipa dan objek yang terdeteksi di dasar laut. Hal ini

dilakukan agar penempatan target yang terrdeteksi tidak membahayakan bagi jalur

pelayaran atau navigasi. Dalam pengecekan posisi pipa dan target yang terdeteksi

yang diletakkan di dasar laut, informasi di sepanjang jalur yang dilewati perlu

diketahui. Dalam hal ini informasi yang penting diperlukan adalah informasi

tentang keadaan lingkungan, kondisi topografi, dan kedalaman. Setelah diketahui

informasi yang didapat maka dilakukan interpretasi berdasarkan kualitas data,

identifikasi objek, koreksi, dan perhitungan dimensi.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah mendeteksi dan menginterpretasikan

target di dasar laut menggunakan instrumen side scan sonar.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sonar

Sonar merupakan alat pendeteksian bawah air yang menggunakan

gelombang suara untuk mendeteksi kedalaman serta benda-benda di dasar laut

(http://id.wikipedia.org/wiki/Sonar, 2 April 2009). Berdasarkan sistemnya, ada

dua macam tipe sonar, yaitu sonar pasif dan sonar aktif. Sonar pasif hanya

mendeteksi suara yang datang melalui hidrofon untuk mengubah energi suara

menjadi energi listrik. Sonar pasif menggunakan frekuensi rendah yaitu 20 Hz-

1000 Hz. Sonar aktif dapat mengirimkan sinyal dari sumber suara atau sensor

serta dapat menerima kembali sinyal tersebut setelah dipantulkan oleh objek atau

dasar laut melalui sensor yang sama (http://id.wikipedia.org/wiki/Sonar, 2 April

2009).

Pada sonar aktif, energi listrik diubah menjadi energi suara oleh

magnetostritif di transduser kemudian dipancarkan. Sinyal suara yang

dipancarkan akan diterima kembali oleh transduser setelah dipantulkan oleh objek

atau dasar laut. Pantulan suara tersebut diterima oleh transduser dan dirubah

kembali menjadi energi listrik.

2.2 Side Scan Sonar

Side scan sonar merupakan instrumen single beam yang mampu

menunjukkan gambar dua dimensional permukaan dasar laut dengan kondisi

kontur, topografi, dan target secara bersamaan. Secara umum side scan sonar

http://id.wikipedia.org/wiki/Sonar, 2

http://id.wikipedia.org/wiki/Sonar, 2

terdiri dari tiga bagian besar yaitu recorder yang berada di atas kapal survei,

towfish yang ditarik dibelakang kapal, dan tow cable yang menghubungkan

recorder dan towfish.

Side Scan Sonar mempunyai kemampuan menggandakan beam yang

diarahkan pada satu sisi ke sisi lainnya. Sehingga kita bisa melihat ke kedua sisi,

memetakan semua area penelitian secara efektif dan menghemat waktu penelitian.

SSS menggunakan narrow beam pada bidang horizontal untuk mendapatkan

resolusi tinggi di sepanjang lintasan dasar laut (Klein Associates Inc, 1985).

SSS menggunakan prinsip backscatter akustik dalam mengindikasikan

atau membedakan kenampakan bentuk dasar laut atau objek di dasar laut (Russel,

2001 dalam Edi, 2009). Material seperti besi, bongkahan, kerikil atau batuan

vulkanik sangat efisien dalam merefleksikan pulsa akustik. Sedimen halus seperti

tanah liat, lumpur tidak merefleksikan pulsa suara dengan baik (backscatter

lemah). Reflektor kuat akan menghasilkan pantulan backscatter yang kuat

sedangkan reflektor lemah menghailkan backscatter yang lemah. Dengan

pengetahuan akan karakteritik ini, pengguna SSS dapat menguji komposisi dasar

laut atau objek dengan mengamati pengembalian kekuatan akustik (Tritech

International Limited, 2008).

Gelombang suara yang digunakan dalam teknologi side scan sonar

biasanya mempunyai frekuensi antara 100 dan 500 kHz. Pulsa gelombang

dipancarkan dalam pola sudut yang lebar mengarah ke dasar laut, dan gemanya

diterima kembali oleh receiver dalam hitungan detik. Perekaman perlu mengikuti

pola lintasan survei tertentu dengan menggunakan peralatan penentu posisi GPS

dan video plotter.

Energi suara yang dilepas oleh side scan sonar sebagian diserap oleh dasar

perairan, sebagian lagi dipantulkan atau tersebar dengan kekuatan yang berbeda.

Perbedaan kekuatan pantulan ini menyebabkan terjadinya perbedaan tampilan dari

objek yang memantulkan energi suara tersebut (http://en.wikipedia.org/wiki/Side-

scan_sonar, 3 Februari 2009). Contohnya batu dan logam akan memantulkan

energi yang lebih kuat sehingga menghasilkan gambaran yang lebih jelas dari

pada lumpur yang cenderung menyerap energi sehingga menciptakan pantulan

yang lemah dan gambaran yang kurang jelas (Gambar 1).

Side scan sonar mampu membedakan besar kecil partikel penyusun

permukaan dasar laut seperti batuan, lumpur, pasir, kerikil, atau tipe-tipe dasar

perairan lainnya. Instrumen ini mampu menangkap gelombang pasir atau riak-

riak kecil yang tingginya beberapa sentimeter serta mampu memberikan informasi

dengan rinci tentang kondisi topografi dasar tidak hanya pada posos persis di

bawah towfish namun juga pada kedua sisinya dengan baik.

Dalam survei hidrografi, side scan sonar mempunyai empat fungsi utama,

yaitu mendeteksi kapal karam dan bahaya navigasi, mendeteksi keberadaan dasar

laut, mendeteksi gerakan-gerakan dasar laut, dan mendapatkan kumpulan data

tekstur laut yang dapat dikombinasikan dengan contoh-contoh dasar laut (bottom

sampling) yang berguna untuk operasi kapal selam dan operasi ranjau.

http://en.wikipedia.org/wiki/Side-scan_sonar


Gambar 1. (a) Diagram Side Scan Sonar dan (b) Citra Side Scan Sonar

Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Side-scan_sonar.

2.3 Instalasi Side Scan Sonar

2.3.1 Ketinggian towfish

Ketinggian towfish merupakan posisi towfish terhadap permukaan dan

dasar laut. Jika towfish dioperasikan dekat permukaan air maka surface return

terekam lebih dekat terhadap output pulsa dibandingkan dengan bottom return dan

begitu sebaliknya. Saat towfish dioperasikan jauh dari permukaan air maka

surface return terekam menjauhi terhadap output pulsa dibandingkan dengan

bottom return.

Ketinggian towfish di atas dasar laut merupakan salah satu faktor penting

yang dapat mempengaruhi tampilan sonar. Melayangnya towfish yang terlalu

tinggi dari dasar laut mengakibatkan hilangnya gambar yang bagus karena adanya


celah diantara side lobes. Towfish yang terlalu rendah akan mengurangi jarak

akibatnya hanya tepi bagian main beam yang mencapainya,

Cara memberikan bayangan kontak yang baik, diperlukan keseimbangan

antara jarak dan syarat-syarat keselamatan. Umumnya towfish harus berjarak dari

dasar 10-20% dari jarak yang digunakan. Sebagai contoh, jika jaraknya 300

meter, maka towfish harus berjarak 30-50 meter dari dasar laut.

2.3.2 Jarak horizontal towfish

Pada saat perekaman, sounding boat bergerak sejajar mengikuti arah atau

haluan dari objek yang terdeteksi. Pada saat perekaman, harus ada dilakukan

koreksi jarak horizontal dari antena sampai ke towfish. Jarak towfish terhadap

objek akan mempengaruhi interpretasi rekaman akibat adanya slant range. Hal

tersebut akan menimbulkan suatu kompresi atau distorsi, kemudian

mempengaruhi objek dan posisi objek.

2.3.3 Pemakaian range scale

Pengaturan range scale yang tepat berfungsi untuk menghindari terjadinya

second sweep return. Sebagai contoh range scale di set 150 meter berarti

rekaman sonar maksimum di kertas adalah berjarak 150 meter di bagian kanan

dan kiri.

Jarak tersebut tidak menjamin bahwa towfish tidak menerima pulse return

dari objek di luar jarak 150 meter. Misalkan ada objek pada jarak 170 meter dan

termasuk klarifikasi strong objek dimana range scale yang dipakai 150 meter,

maka objek akan terekam pada jarak 20 meter.

2.4 Prinsip Kerja Side Scan Sonar

Secara umum prinsip kerja side scan sonar digambarkan sesuai dengan

Gambar 2. Pulsa listrik yang dihasilkan oleh recorder dikirim ke towfish melalui

towcable. Pulsa-pulsa listrik tersebut diubah menjadi energi mekanik. Hasil

perubahan tersebut berupa sinyal ultrasonic yang kemudian dipancarkan ke dasar

laut. Kemudian sinyal ultrasonic tersebut dipantulkan kembali oleh dasar laut dan

diterima towfish. Interval waktu dari pengembalian sinyal tesebut tergantung dari

jarak antara towfish dengan titik pemantulannya. Selain itu besarnya amplitudo

dan frekuensi sinyal ultrasonic, juga berbeda sesuai dengan jenis objek yang

memantulkan sinyal ultrasonic tersebut.

Sinyal ultrasonic yang diterima oleh towfish dirubah kembali menjadi

pulsa-pulsa listrik dan diteruskan ke recorder, selanjutnya direkam pada kertas

recorder yang terdapat di dalamnya. Hasil rekaman yang terdapat pada kertas

recorder kemudian diinterpretasikan jenis objek di dasar laut atau keadaan

topografi dasar laut.

Gambar 2. Blok Diagram Prinsip Kerja Side Scan Sonar

2.5 Interpretasi Citra Side Scan Sonar

Pengolahan citra Side Scan Sonar terdiri dari dua tahapan, yaitu real time

processing dan post processing. Tujuan real time processing adalah untuk

memberikan koreksi selama pencitraan berlangsung sedangkan tujuan post

processing adalah meningkatkan pemahaman akan suatu objek melalui

interprestasi (Mahyuddin, 2008 dalam Edi, 2009). Interpretasi pada post

processing dapat dilakukan secara kualitatif maupun kuantitatif. Interpretasi

secara kualitatif dilakukan untuk mendapatkan sifat fisik material dan bentuk

objek, baik dengan mengetahui derajat kehitaman (hue saturation), bentuk

(shape) maupun ukuran (size) dari objek atau target. Secara umum, berdasarkan

bentuk eksternalnya, target dapat dibedakan menjadi buatan manusia (man made

targets) atau objek alam (natural targets). Pada umunya, objek buatan manusia

memiliki bentuk yang tidak beraturan (Klein Associates Inc, 1985).

Interprestasi secara kuantitatif bertujuan untuk mendefinisikan hubungan

antara posisi kapal, posisi towfish dan posisi objek sehingga diperoleh besaran

horisontal dan besaran vertikal. Besaran horisontal meliputi nilai posisi objek

ketika lintasan towfish sejajar dengan lintasan kapal maupun ketika lintasan

dengan towfish membentuk sudut. Besaran vertikal meliputi tinggi objek dari asar

laut serta kedalaman objek (Mahyuddin, 2008).

Pada dasarnya, prinsip penginterpretasian ini sama dengan

penginterpretasian pada penginderaan jarak jauh, yaitu dengan menggunakan

kunci-kunci interpretasi. Kunci-kunci interpretasi yang dapat digunakan adalah

bentuk (shape), ukuran (size), bayangan (shadow), derajat kehitaman (tone),

tekstur, dan pola (pattern). Kesempurnaan interpretasi citra side scan sonar

ditentukan oleh tiga faktor yaitu tuning recorder (light or dark), towing operation,

dan operator skill. Ketiga faktor tersebut sangat berpengaruh terhadap

penginterpretasian citra side scan sonar. Human skill ikut menentukan hasil

analisa rekaman side scan sonar. Sebagai contoh, operator/surveyor mampu

membedakan projection dan depression. Projection adalah objek yang timbul

dari dasar laut, sedangkan depression adalah cekungan yang berada di dasar laut.

2.6 Sedimen Dasar Laut

Sedimen adalah kerak bumi (regolith) yang ditransportasikan melalui

suatu proses hidrologi dari suatu tempat ke tempat lain, baik secara vertikal

maupun secara horizontal. Proses sedimentasi diperairan meliputi rangkaian

pelepasan (detachment), pengangkutan (transportation), dan pengendapan

(deposition) dari partikel-partikel sedimen. Proses pengangkutan meliputi empat

cara yaitu butiran dalam bentuk tersuspensi (suspension), melompat (saltation),

berputar (rolling), dan menggelinding (slidding). Selanjutnya butiran-butiran

tersebut mengendap akibat aliran air tidak dapat mempertahankan geraknya

(Friedman dan Sanders, 1978). Ukuran partikel-partikel sedimen sangat

ditentukan oleh sifat-sidat fisik mereka dan akibatnya sedimen yang terdapat

diberbagai tempat di dunia mempunyai sifat yang sangat berbeda satu dengan

lainnya. Contohnya sebagian besar dasar laut yang dalam ditutupi oleh jenis-jenis

partikel yang berbutir halus yang terdiri dari sedimen halus, sedangkan hamper

semua pantai ditutupi oleh jenis partikel yang berbutir kasar yang terdiri dari

sedimen kasar (Hutabarat dan Evans, 2000).

Ukuran-ukuran partikel sedimen merupakan suatu cara yang mudah untuk

menentukan klasifikasi sedimen. Menurut Wentworth (1992), sedimen berukuran

besar yang berdiameter 256 mm diklasifikasikan ke dalam boulder (batu

berukuran besar yang berasal dari kikisan arus air), sand (pasir) adalah partikel

yang berukuran diameter 0.063-2 mm, silt (lanau) partikel yang berdiameter

0.063-0.004 mm dan clay (lempung) adalah partikel yang berdiameter lebih kecil

dari 0.004 mm. Berikut klasifikasi sedimen berdasarkan ukuran partikelnya (Tabel

1).

Sedimen dapat diklasifikasikan menurut asal dan ukuran partikelnya.

Menurut asalnya sedimen dapat digolongkan menjadi tiga bagian yaitu

lithogenous, biogenous, dan hydrogenous (Gross, 1993). Sedimen yang berasal

dari batuan (lithogenous) umumnya berupa mineral silikat yang berasal dari

hancuran batuan. Sedimen yang berasal dari organisme (biogenous) berupa sisa-

sia tulang, gigi, atau cangkang organisme yang dapat digolongkan kedalam dua

tipe utama yaitu tipe calcareous dan siliceous, dan sedimen yang dibentuk dari

hasil reaksi kimia yang terjadi di laut (hydrogenous).

Ukuran partikel dapat digunakan untuk menjelaskan cara pengangkutan

dan seberapa jauh partikel tersebut terbawa aliran sebelum diendapkan. Partikel

yang berukuran besar akan diendapkan di daerah dekat pantai, sedangkan partikel

yang lebih halus akan diendapkan pada daerah yang lebih jauh karena adanya

aktivitas arus dan gelombang. Partikel halus yang terdiri dari lanau dan lempung

akan terbawa ke arah laut dan diendapkan pada kedalaman dimana aktifitas

gelombang tidak cukup kuat untuk mengaduk atau mengikis dasar perairan

(Gross, 1993). Nybakken (1992) menambahkan bahwa substrat berpasir

umumnya dijumpai didaerah estuaria yang pengaruh arusnya kuat, karena hanya

partikel yang berukuran besar yang akan lebih cepat mengendap sedangkan

partikel yang berukuran kecil akan dipertahankan dalam suspense dan terbawa

ketempat lain mengikuti arus dan gelombang.

Tabel 1. Ukuran partikel Sedimen Skala Wentworth (1992) dalam Stowie (1943)Fraksi Sedimen Partikel Sedimen Diameter (mm)

Boulder 256Cobble 64Pebble 4Granule 2

Sand

Very coarse sand 1Coarse sand ½Medium Sand ¼Fine Sand 1/8Very fine sand 1/16

Silt

Coarse Silt 1/32Medium Silt 1/64Fine Silt 1/128Very Fine silt 1/256

Clay

Coarse clay 1/640Medium clay 1/1024Fine Clay 1/2360Very Fine clay 1/4096

2.7 Kecepatan Suara

Kecepatan suara adalah istilah yang digunakan untuk menyebut kecepatan

gelombang suara yang melalui medium elastis. Kecepatan ini dapat berbeda

tergantung medium yang dilewati (misalnya suara lebih cepat melalui udara

daripada air), sifat-sifat medium tersebut, dan suhu. Namun, istilah ini lebih

banyak dipakai untuk kecepatan suara di udara. Pada ketinggian air laut, dengan

suhu 21 °C dan kondisi atmosfer normal, kecepatan suara adalah 344 m/detik atau

1238 km/jam (http://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suara, 2 November 2009).

http://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suara

Kemampuan dasar laut dalam mendukung suatu objek tergantung pada

elastisitasnya, yaitu bulk modulus E dan modulus of rigity G. Hal ini terkait

dengan kompresi dan kecepatan gelombang c dan cs, dimana ρ adalah densitas.

Kecepatan suara pada sedimen bergantung pada tekanan dan suhu ( Hamilton,

1963 dalam Clay dan Medwin, 1977). Dengan asusmsi sederhana, dimana

kecepatan suara di dalam sedimen dan air pada kedalaman z, suhu in situ dan

salinitas adalah c(z) dan cw(z); kecepatan suara pada tekanan 1 atm, salinitas in

situ, dan suhu referensi c(0) dan cw(0). Pengukuran c(0) dan cw(0) dilakukan

dengan mentransmisikan ultrasonic ping melalui beberapa centimeter pada

sample. Menurut Horton (1974), ketergantungan c(z) pada frekuensi akan

diabaikan.

(1)

Nilai porositas n, densitas ρ dan compressional velocity c dari berbagai

jenis sedimen dapat dilihat pada tabel 2 (Hamilton, 1971a dalam Clay dan

Medwin, 1977). Pengukuran ini dilakukan di laboratorium menggunakan suhu 23̊̊

C dan tekanan 1 atm.

Target yang diduga pipa memiliki nilai densitas ρ dan compressional

velocity c yang tinggi, yaitu sebesar 8030 kg/cm3 dan 2580 m/s (AK Steel

Corporation, 2007).

Tabel 2. Hasil Pengukuran Rata-rata dan Perhitungan Elastik Konstan pada berbagai jenis Sedimen

JenisHasil Pengukuran Hasil Perhitungan

n ρ c E Σ G cs

Continental Terace (shelf and slope) Sand Coarse 38.6 2.03 1836 6.6859 0.491 0.1289 250 Sand Fine 43.9 1.98 1742 5.6877 0.469 0.3212 382 Sand Very Fine 47.4 1.91 1711 5.1182 0.453 0.5035 503 Silty Sand 52.8 1.83 1677 4.6812 0.457 0.3926 457

Sandy silt 68.3 1.56 1552 3.4152 0.461 0.2809 379 Sandy-silt-clay 67.5 1.58 1578 3.5781 0.463 0.2731 409 Calyey silt 75.0 1.43 1535 3.1720 0.478 0.1427 364 Silt claye 76.0 1.42 1519 3.1476 0.480 0.1323 287Abyssal plain (turbidite) Clayey silt 78.6 1.38 1535 3.0561 0.477 0.1435 312 Silty clay 85.8 1.24 1521 2.7772 0.486 0.0773 240 Clay 85.8 1.26 1505 2.7805 0.491 0.0483 196Abyssal plain (pelagic) Clayey silt 76.4 1.41 1531 3.1213 0.478 0.1408 312 Silty clay 79.4 1.37 1507 3.0316 0.487 0.0795 232 Clay 77.5 1.42 1491 3.0781 0.491 0.0544 195Sumber : Hamilton (1971a) dalam Clay dan Medwin (1977)

Keterangan:

n = porositas (%)

ρ = densitas (g/cm3; Mg/m3, dimana M = 106)

c = compressional wave (sound) velocity (m/s)

E = bulk Modulus (GN/m2, dimana G = 109)

σ = Rasio Poisson, dimana σ = (3E - ρc2)/( 3E + ρc2)

G = Rigity Modulus, dimana G = [(ρc2-E)3]/4 (GN/m2)

cs = shear wave velocity, dimana cs = (G/ρ)1/2 (m/s)

3. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian

Pengambilan data dengan menggunakan side scan sonar dilakukan selama

dua hari, yaitu pada 19-20 November 2008 di perairan Aceh, Lhokseumawe

(Gambar 3). Sesuai dengan rencana survei, daerah yang dianggap memiliki target

awalnya pada area I (luas area ABCD) berskala 1:5000 dan area II (luas area

EFGH) berskala 1:1000 (Lampiran 1). Untuk mendapatkan target berupa pipa,

maka dibuat area tambahan (AB’C’D).

Gambar 3. Peta Lokasi Penelitian

3.2 Alat dan Bahan

Beikut merupakan software yang digunakan dalam pengolahan data side

scan sonar adalah sebagai berikut :

1. Softwarev Max View, merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk

mengekstrak data side scan sonar.

2. Software Matlab, digunakan untuk menghasilkan data-data dalam bentuk

grafik,baik itu berupa nilai pantulan signal pada objek maupun data FFT.

3. Surfer versi 8.0 (Golden Software Inc) dan Arc View 3.2 GIS, digunakan

untuk membuat titik stasiun area survei.

4. Laptop, digunakan untuk menyimpan dan mengolah data penelitian.

5. Data yang digunakan merupakan data Dishidros TNI-AL.

Alat yang digunakan dalam pengambilan data kenampakan dasar laut

adalah C-Max Side Scan Sonar dengan menggunakan frekuensi 325 kHz. Survei

ini dilakukan mengunakan kapal nelayan setempat (15 GT). Penempatan C-Max

Side Scan Sonar dan laptop harus berada pada tempat yang aman dan mudah

dioperasikan, yaitu di daerah ruang kemudi.

3.3 Sistem Kerja Side Scan Sonar

Menjelaskan blok diagram (Gambar 4) sistem side scan sonar

menggunakan kabel multi konduktor, komponen yang dipilih dilukiskan dalam

dot. Unit kontrol/display (recorder) berisi elektronik-elektronik kontrol untuk

pewaktuan pulsa sonar yang dipancarkan. Power dan trigger pulsa dipancarkan

turun melalui tow cable. Jika menggunakan slip ring dan/atau sebuah winch,

maka harus menggunakan penghubung “deck cable” yang digunakan antara

recorder dan slip ring. Dalam towfish, firing elektronik menyebabkan transducer

memancarkan pulsa sonar. Pengembalian echo dari pulsa tersebut diterima

melalui transduser yang sama dan dikirimkan ke elektronik penerima. Sinyal

dikuatkan dan diaplikasikan pada kurva waktu penguatan yang divariasikan.

Sinyal tersebut kemudian dipancarkan sepanjang konduktor dan dikembalikan ke

recorder.

Pada bagian ini sinyal didigitasikan dan diproses untuk dikoreksi.

Kemudian dikirimkan ke printer atau video display. Data dari recorder tersebut

dapat dikumpulkan pada magnetic tape atau komputer. Side scan sonar dikenal

sebagai alat citra akustik yang digunakan untuk mencitrakan dasar laut. Sistem

ini terdiri dari peralatan perekaman (recorder), sensor bawah air (transducer), dan

kabel untuk menghubungkan keduanya.

Muatan kapasitor side scan sonar recorder pada towfish diteruskan melalui

towcable. Atas perintah dari recorder, power yang dikumpulkan ini ditumpukkan

ke transducer, dimana pancaran pulsa akustik merupakan propagasi langsung ke

air. Kemudian dengan periode waktu yang sangat pendek, penerimaan echo dari

dasar laut diterima melalui tranducer kemudian dikuatkan dengan satu kali

variasi kurva penguatan dan dikirim ke recorder melalui towcable. Pada bagian

recorder, sinyal-sinyal yang diterima diproses lebih jauh, kemudian diubah

menjadi data digital dan dihitung posisi yang sebenarnya dalam rekaman akhir

berupa piksel per piksel kemudian echo-echo ini dicetak diatas electrosensitive

atau kertas thermal.

Gambar 4. Sistem Kerja Side Scan Sonar(Sumber : Fish P. John dan Carr Arnold H, 1990)

3.4 Pengambilan Data

3.4.1 Pengambilan Data Side Scan Sonar

Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan instrumen CM (C-Max)

Side Scan Sonar yang ditarik di belakang kapal dan biasanya menggunakan

towfish atau tow vehicle. Instrumen ini menggunakan pulsa gelombang akustik

yang memancar secara horizontal ke arah sisi kapal dan menyapu permukaan

dasar laut pada kedua sisinya tersebut. C-Max Side Scan Sonar ini dapat

dioperasikan dengan menggunakan dua buah frekuensi tinggi,yaitu frekuensi

tinggi (500 kHz) dan frekuensi rendah (100 kHz) serta mempunyai transducer

yang memancarkan sonar dari kedua sisinya (Gambar 5).

Pada saat pengambilan data ditentukan posisi target yang dicurigai dan

disesuaikan dengan kondisi perairannya. Metode pengukuran posisi yang akurat

diperlukan untuk mendapatkan ketelitian posisi yang baik, yaitu dengan

menggunakan alat GPS receiver dengan metode Diferensial, dimana posisi yang

diukur akan dikoreksikan terhadap suatu titik di darat yang mana posisinya sudah

diketahui dengan pasti dari hasil pengukuruan dengan ketelitian yang tinggi.

Gambar 5. Skema Pengambilan Data Side Scan Sonar Tampak Samping

Setelah posisi target yang terdeteksi ditentukan, maka dilakukan

penyapuan data dengan menggunakan instrumen CM (C-Max) Side Scan Sonar

untuk mendapatkan hasil gambaran objek di dasar laut. Untuk menghasilkan

gambaran yang baik sesuai dengan apa yang diinginkan, maka perlu dilakukan

pengontrolan terhadap recorder, tow cable, maupun towfish. Berikut diagram alir

pengambilan data side scan sonar (Gambar 6).

Gambar 6. Diagram alir pengambilan Data Side Scan Sonar

3.4.2 Pengambilan Data Substrat

Pengambilan data substrat ini dilakukan untuk mengetahui jenis substrat

yang mendominasi pada area yang diteliti. Contoh substrat diambil pada dua area

sesuai dengan rencana operasi. Pada area pertama atau daerah kolam (skala

1:1000), pengambilan data substrat di lakukan pada 41 titik, dan area kedua (skala

1:5000), pengambilan data substrat dilakukan pada 19 titik. Pengambilan contoh

ini dilakukan secara acak sesuai dengan titik yang telah ditentukan dengan

menggunakan Van veen grab dengan luas bukaan sebesar 20 x 20 cm2. Contoh

substrat/sedimen yang diambil dimasukkan ke dalam kantung plastik yang

selanjutnya dianalisis dengan metode ayakan bertingkat.

3.5 Pemrosesan Data

3.5.1 Pemrosesan Data Akustik

Data citra side scan sonar yang di dapat kemudian di olah di software

MaxView untuk melihat hasil gambaran yang didapat. Pengolahan pada software

MaxView dilakukan setiap lima detik, dan ini dilakukan selama proses perekaman

berlangsung. Hasil gambaran yang diperoleh berupa nilai-nilai pantulan sinyal

dari target/objek yang terekam selama penyapuan. Nilai-nilai pantulan sinyal ini

kemudian diolah lagi, sehingga didapat hasil dalam bentuk Discrete Fourier

Transform (DFT) dan Fast Fourier Transform (FFT). Hasil perekaman berupa

citra side scan sonar, diidentifikasi untuk melihat apakah ada objek atau target

yang dicurigai. Target yang terdeteksi kemudian dihitung nilai akustik impedansi

dan koefisien refleksinya. Proses selanjutnya adalah, objek atau target tersebut

dihitung dimensinya, baik itu berupa tinggi, lebar, maupun panjang objek itu

sendiri. Berikut diagram alir pemrosesan data akustik (Gambar 7).

Gambar 7. Diagram alir pemrosesan data akustik

3.5.2 Pemrosesan Data Substrat/Sedimen

Pengolahan data fisik sedimen dilakukan dengan metode ayak basah

menggunakan ayakan bertingkat untuk memisahkan butiran sedimen berdasarkan

fraksi ukuran butiran. Fraksi-fraksi ditentukan berdasarkan segitiga Shephard

(1954), tiap fraksi dibagi atas:

1. Fraksi kerikil (gravel), merupakan gabungan material ukuran kerikil dan

kerakal.

2. Fraksi pasir (sand), merupakan gabungan material ukuran pasir halus sampai

kasar.

3. Fraksi lumpur (mud), merupakan gabungan material lempung dan lanau.

Segitiga Shepard yang digunakan dalam klasifikasi jenis sedimen

merupakan pembagian atas tiga jenis sedimen, yaitu pasir, lanau, dan lempung.

Metode segitiga Shephard lebih sesuai digunakan untuk klasifikasi pada sampel

dengan ukuran butiran yang cenderung kecil dibandingkan dengan metode

segitiga Folk. Skema Segitiga Shepard dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Diagram Segitiga Shepard(Sumber: Shepard 1954)

3.6 Analisis Data

3.6.1 Kualitas Data

Kualitas data side scan sonar sangat bergantung pada saat pengambilan

data itu sendiri. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi dalam pengambilan

data, antara lain kesalahan surveyor, kesalahan alat, dan lingkungan sekitar/alam.

Faktor lingkungan yang menyebabkan citra side scan sonar kurang baik adalah

sebagai berikut:

a. Noise yang ditimbulkan oleh buih akibat perputaran propeller sounding boat

dan propeller kapal lain yang melintas disekitar area survei.

b. Kondisi perairan yang dangkal sehingga towfish terlalu dekat dengan dasar

laut.

c. Penarikan dan penguluran towcable.

d. Salinitas, velocity, dan temperatur di sekitar perairan daerah yang di survei

dapat mempengaruhi perambatan gelombang akustik.

e. Pengaruh cuaca disekitar area survei. Cuaca ini dapat mempengaruhi

kestabilan kapal pada saat sounding. Hal ini akan mempengaruhi

penangkapan gelombang akustik hasil pantulan dari dasar laut atau objek yang

dikenai dan berpengaruh terhadap besaran objek.

Pada Gambar 9 terlihat data side scan sonar yang kurang baik, karena

objek yang terdeteksi tidak terdefinisikan dengan baik.

Gambar 9. Contoh Kualitas Data Side Scan Sonar

3.6.2 Identifikasi Objek

Berdasarkan sebaran rona yang dihasilkan dari perbedaan kekuatan

pantulan gelombang akustik (Gambar 10) dari objek di dasar laut yang di dasar

laut yang berhubungan dengan jenis material dari sedimen penutup, maka

rekaman side scan sonar daerah survei dapat dibedakan menjadi tiga bagian yaitu

sebagai berikut.

(1) Rona Terang (Low Sonar Reflectivity)

Rona terang ditafsirkan sebagai objek dasar laut yang bersifat homogen,

lunak, dan relatif datar. Rona terang tersebut diduga sebagai dasar laut yang

dialasi oleh lapisan sedimen berbutir halus (lanau, lumpur, atau pasir)

(2) Rona Sedang (Moderate Sonar Reflectivity)

Rona sedang ditafsirkan sebagai objek dasar laut yang agak keras. Rona

sedang dapat berupa lapisan sedimen berbutir lebih kasar dengan sebaran

(pecahan) terumbu karang kecil.

(3) Rona Gelap (High Sonar Reflectivity)

Rona gelap diperkirakan sebagai material dasar laut yang keras baik itu

berupa jatuhan benda logam, beton, dan singkapan terumbu karang tua yang

dicirikan dengan rona yang sangat gelap dan terlihat kontras dengan lingkungan

sekitarnya.

Gambar 10. Contoh Citra Side Scan Sonar Berdasarkan Rona Terang, Rona Sedang, dan Rona Gelap

3.6.3 Koreksi

Dalam menentukan posisi suatu objek yang sudah teridentifikasi di dasar

laut yang berupa material jatuhan logam, beton, dan pecahan karang kita harus

melakukan koreksi terlebih dahulu, karena posisi objek terdapat di belakang kapal

dan juga di bagian kanan atau kiri towfish. Dalam hal ini untuk ketelitian posisi

suatu objek tergantung dari skala peta yang diinginkan. Koreksi dalam

menentukan posisi objek terbagi dua yaitu slant range corection dan layback

correction (Laswono, 2007).

(1) Slant Range Correction

Slant range adalah jarak antara suatu objek di dasar laut dengan towfish,

sedangkan slant range correction adalah jarak horizontal suatu objek di dasar laut

dengan titik dasar laut di bawah towfish. Pada koreksi ini suatu objek

diumpamakan terletak di sebelah kiri atau kanan towfish, sehingga untuk

mendapatkan slant range correction dapat dihitung dengan menggunakan rumus

phytagoras sebagai berikut (Gambar 11).

Gambar 11. Skema perhitungan slant range correction

(2)

Dimana: a = Slant range correction

b = Tinggi towfish terhadap dasar laut

c = Slant range

(2) Layback Correction

Layback correction adalah jarak mendatar dari antena GPS terhadap posisi

towfish di belakang kapal. Tujuan penghitungan ini adalah untuk menentukan

posisi towfish sebenarnya. Seperti halnya slant range correction, perhitungan

layback correction (Gambar 12) juga dihitung dengan menggunakan rumus

phytagoras sebagai berikut:

Gambar 12. Skema perhitungan layback correction

(3)

Dimana D = kedalaman laut.

a = Jarak mendatar dari buritan kapal ke towfish.

b = Kedalaman towfish dari permukaan laut

c = Panjang towcable.

d = Tinggi towfish dari dasar laut.

e = Jarak horizontal dari antena GPS ke buritan kapal.

Jika jarak horizontal dari antena sampai buritan diketahui, maka koreksi

jarak horizontal dari antena sampai towfish dapat dicari, yaitu dengan cara

menambahkan jarak horizontal dari buritan ke towfish dengan jarak antena dengan

buritan (gambar 13).

Gambar 13. Skema perhitungan layback correction3.6.4 Perhitungan Dimensi

(1) Perhitungan Panjang Objek

Perhitungan panjang dimaksudkan untuk mengetahui seberapa panjang

suatu objek yang berada di dasar laut yang terlihat dari hasil citra side scan sonar.

Caranya yaitu membandingkan panjang suatu objek dan jarak antar fix di citra

side scan sonar dengan jarak antar fix dilapangan.

(4)

Dimana S1 = Jarak antar fiks di lapangan (meter)

S2 = Jarak antar fiks di citra side scan sonar (meter)

s1 = Panjang objek di lapangan

s2 = Panjang objek di citra

(2) Perhitungan Lebar Objek

Perhitungan lebar dimaksudkan untuk mengetahui seberapa lebar suatu

objek dilapangan. Caranya sama dengan untuk mencari panjang objek.

(5)

Dimana L1 = lebar antar fix di lapangan (meter)

L2 = lebar antar fix di citra side scan sonar (meter)

l1 = lebar objek di lapangan

l2 = lebar objek di citra

(3) Perhitungan Tinggi Objek

Perhitungan tinggi dimaksudkan untuk mengetahui tinggi suatu objek di

lapangan. Pada perhitungan tinggi objek (Gambar 14) caranya hampir sama

dengan perhitungan untuk mencari panjang atau lebar suatu objek tetapi.

Gambar 14. Skema perhitungan tinggi objek

(6)

Dimana A = tinggi towfish (meter)

B = slant range (meter)

C = tinggi objek (meter)

D = panjang bayangan (meter)

3.6.5 Akustik Impedansi dan Backscattering strength

Gambar 15 menggambarkan bagaimana suatu target memancarkan sinyal

kemudian memantulkannya kembali. Akustik impedansi Z dan koefisien refleksi

R digunakan untuk menentukan seberapa besar/kuat nilai dari pantulan suatu

objek .

Gambar 15. Pantulan Sinyal

(7)

(8)

Keterangan:

ρ1 = densitas medium 1 (kg/m3)

c1 = kecepatan gelombang kompresi medium 1 (m/s)

ρ2 = densitas medium 2 (kg/m3)

c2 = kecepatan gelombang kompresi medium 2 (m/s)

R = Koefisien refleksi (kg/m2s)

Backscattering strength dasar perairan merupakan fungsi dari hamburan

yang dihasilkan oleh permukaan dan volume sedimen. Pada penelitian ini, nilai

backscattering strength diukur berdasarkan perbandingan nilai pantulan yang

sudah dihasilkan oleh parameter objek itu sendiri. Berikut merupakan persamaan

(Persamaan 9) yang digunakan untuk menghitung nilai backscattering strength

lumpur dan lumpur berpasir.

(9)

Keterangan:

SS = Backscattering strength (dB)

Ir = Intensitas sinyal yang dipantulkan (Voltage/div)

Ii = Intensitas sinyal yang diterima (Voltage/div)

A = Luasan area

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengambilan Contoh Dasar

Gambar 16 merupakan hasil dari plot bottom sampling dari beberapa titik

yang dilakukan secara acak untuk mengetahui dimana posisi target yang dicurigai.

Sumber: Lampiran 3. Bottom Sampling dan Jenis SubstratGambar 16. Lokasi Bottom Sampling dan Pipa

Pada umumnya tipe substrat dasar perairan hasil survei berupa lumpur dan

lumpur berpasir (Lampiran 3). Sebagian besar sedimen permukaan dasar laut

yang ditemukan pada tiap titik atau stasiun yang diambil secara acak di lokasi

penelitian berupa lumpur dan lumpur berpasir.

Proses pengambilan contoh sedimen dilakukan menggunakan Van Veen

Grab dengan luas bukaan 20x20 cm2. Sesuai dengan rencana operasi

pengambilan substrat ini dilakukan pada dua area, yaitu pada skala 1:1000 diambil

41 titik secara acak dan pada skala 1:5000 diambil 19 titik, dan ini juga dilakukan

secara acak.

Sedimen fraksi lumpur sangat mudah terbawa arus dan mudah teraduk

apabila terjadi upwelling atau proses turbulensi. Pengendapan fraksi lumpur

sangat lambat, sehingga posisi lumpur selalu di atas dari lapisan permukaan dasar

laut. Pada Gambar 33 terlihat penyebaran fraksi lumpur secara merata di lokasi

penelitian. Semakin ke arah laut terlihat penyebarannya semakin besar

dibandingkan dengan lumpur berpasir. Salah satu penyebabnya adalah berupa

arus dan gelombang, dimana perairan yang berada jauh dari pantai akan sedikit

mendapat pengaruh gelombang dibandingkan dengan daerah pantai, sehingga di

daerah dekat pantai lumpur akan sulit mengendap karena ukurannya yang

mikroskopis dan mudah terbawa oleh air laut.

Pemplotan pipa dilakukan untuk mengetahui dimana keberadaan pipa yang

ada di dasar laut. Posisi fiks yang didapat, kemudian diplotkan kedalam gambar.

Pada gambar 33, dapat dilihat bahwa pipa terletak pada 5. 230 LU – 5.260 LU dan

97.070 BT – 97.0750 BT.

4.2 Pantulan Sinyal Taregt

Gambar dibawah ini (Gambar 17-32), merupakan hasil dari pengolahan

data nilai pantulan sinyal objek atau target yang dicurigai. Adapun objek atau

target yang dicurigai yaitu berupa pipa, substrat (lumpur dan lumpur berpasir),

dan objek keras lainnya. Nilai pantulan sinyal ini diolah di perangkat lunak

MaxView. Pengolahan data pada MaxView dilakukan setiap lima detik selama

proses perekaman berlangsung.

Gambar 17. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Alur 1



Gambar 22. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Kolam 1


Gambar 30. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Lajur 174

Gambar 31. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada Lajur 176

Gambar 32. Hubungan Nilai Pantulan Sinyal Terhadap Waktu Pada lajur 177

Penelitian tentang Deteksi dan Interpretasi Target di Dasar Laut

menggunakan Side Scan Sonar ini dilakukan di perairan Aceh Timur,

Lhokseumawe. Jenis Side Scan Sonar (SSS) yang digunakan adalah C- Max Side

Scan Sonar dengan frekuensi 325 kHz dan range 100 meter.

Kualitas perekaman side scan sonar sangat ditentukan oleh kondisi

lapangan seperti kedalaman perairan, kekuatan arus, serta kemampuan towfish

dalam mengirim dan memantulkan kembali sinyal yang dipancarkan. Secara

umum, side scan sonar ini penafsirannya didasarkan pada kemampuan towfish

dalam menerima perbedaan dari kekuatan pantulan gelombang akustik dari variasi

material di dasar laut. Hasil perekaman citra yang didapat dari instrumen SSS ini,

mendapatkan empat target yang dicurigai yaitu pipa, substrat dasar laut berupa

lumpur dan lumpur berpasir, serta objek keras lainnya. Target yang dideteksi ini

diinterpretasikan berdasarkan rona, yaitu rona gelap, rona sedang, dan rona terang.

Semakin gelap suatu rona dari target yang dicurigai maka nilai pantulannya akan

semakin tinggi.

Hasil dari perekaman citra SSS, kemudian diolah dengan menggunakan

perangkat lunak MaxView untuk mendapatkan hasil nilai pantulan sinyalnya.

Pengambilan data untuk proses pengolahan dilakukan setiap lima detik. Nilai

pantulan sinyal ini didasarkan dari objek yang terdeteksi. Dari hasil pengolahan

tersebut didapat bahwa nilai pantulan sinyal pipa, lumpur, lumpur berpasir, dan

objek keras lainnya adalah 0-2.5 Voltage/Div, 0-0.5 Voltage/Div, 0.5-1

Voltage/Div, dan 0-2.5 Voltage/Div. Hasil yang didapat kemudian diolah lagi

untuk mendapatkan suatu bentukan grafik sinyal. Pengolahan ini dilakukan

dengan menggunakan perangkat lunak Matlab 7.0.1.

Hasil perhitungan sinyal tadi dapat dijelaskan sebagai berikut. Dimisalkan

area yang diambil adalah lajur 177, dimana target yang dicurigai berupa pipa,

lumpur, lumpur berpasir, dan objek keras lainnya. Disini, objek keras yang

dimaksud adalah selain pipa, misalnya batu-batuan besar, puing-puing, atau objek

yang tidak dapat didefinisikan karena adanya distorsi pada saat perekaman.

Setelah diketahui target yang dicurigai, maka dilakukan pembacaan sinyal dari

masing-masing target. Setiap lima detik, proses pembacaan dilakukan sampai

proses perekaman selesai. Apabila proses pembacaan selesai, maka nilai-nilai

dari pantulan sinyal yang terekam diplotkan dalam satu grafik untuk

mempermudah dalam penginterpretasian. Pada lajur 177 ini diketahui bahwa

nilai pipa lebih tinggi dibandingkan dengan nilai lumpur, lumpur berpasir, dan

objek keras lainnya. Ini dikarenakan pipa pada saat perekaman, hasil yang

didapat ronanya lebih gelap, komposisi materialnya lebih padat sehingga, pada

saat perekaman, nilai pantulan sinyal yang diberikan oleh alat dipantulkan

kembali tanpa ada penyebaran atau penerusan sinyal oleh objek yang terdeteksi.

Atau jika penerimaan sinyal yang diterima oleh suatu target yaitu pipa tepat pada

titik pusatnya, maka hasil dari nilai yang dipantulkan akan sama besarnya. Lain

halnya dengan substrat, nilai pantulannya lebih rendah dibandingkan dengan pipa

dan objek keras lainnya.

Substrat berlumpur (rona terang), komposisi partikelnya tidak tersusun

kompak, sehingga pada saat alat memancarkan sinyal, maka sinyal yang diterima

oleh substrat lumpur sebagian besar tersebar, sehingga pemantulannya sinyalnya

akan lebih rendah, berbeda dengan pantulan sinyal yang diberikan oleh substrat

lumpur berpasir. Hal ini juga dapat dilihat dari kekasaran dan kekerasan dari

substrat yang terdeteksi. Pada frekuensi rendah, dimana panjang gelombang

akustik lebih besar dari skala kekasaran dasar laut, maka dasar laut akan tampak

lembut. Dalam hal ini pemantulan sinyal yang di dilakukan oleh dasar laut akan

didominasi oleh penyebaran dasar laut. Jika menggunakan frekuensi tinggi

dimana panjang gelombang akustik lebih kecil dari skala penyebaran kekasaran

dasar laut, maka penyebaran kekasaran dapat mendominasi sinyal yang

dikembalikan sehingga dianggap kasar.

Gambar 33, merupakan hasil dari pembacaan sinyal pada software

MaxView secara keseluruhan. Nilai pipa dan objek keras memiliki nilai pantulan

yang sama besar yaitu 2.5 Voltage/Div, sedangkan substrat lumpur memiliki nilai

pantulan yang lebih kecil (0.5 Voltage/Div) dibandingkan dengan target lainnya.

Gambar 33. Nilai rata-rata pantulan sinyal dari target

4.3 Analisis Fast Fourier Transform (FFT)

Pada Gambar 34-38, merupakan salah satu hasil dari analisis spektral

akustik yang dilakukan untuk mentransformasikan suatu pergerakan sinyal dari

domain waktu menjadi domain frekuensi dan hasil analisis spectral akustik

lainnnya dapat dilihat pada Lampiran 6. Pengolahan data dibagi menjadi 5 bagian

frekuensi yaitu 0-100 Hz, 100-200 Hz, 200-300 Hz, 300-400 Hz, dan 400-500 Hz.

Sumbu x merupakan nilai dari frekuensi (Hz), sedangkan sumbu y merupakan

hasil dari perhitungan spectrum energi menggunakan perangkat lunak Matlab

7.0.1 dimana variabel pada sumbu y diubah kedalam bentuk logaritma. Berikut

hasil dari analisis spektral akustik yang dilakukan dengan menggunakan

perangkat lunak Matlab 7.0.1.

Gambar 34. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 0 – 100 Hz pada Alur 1

FFT merupakan suatu algoritma untuk memghitung Discrete Fourier

Transform (DFT) dengan substansi waktu yang tersimpan lebih dari metode

konvensional. FFT ini mentransformasikan suatu sinyal dari domain waktu ke

domain frekuensi. FFT berfungsi untuk melihat seberapa signifikan energi yang

dihasilkan dari suatu data berdasarkan frekuensi (Hz). Pada proses pengolahan

FFT, banyaknya sampel yang diambil sesuai dengan data yang diperoleh. Jumlah

banyaknya data sebesar 2n. Setelah itu, dilakukan proses pengolahan berdasarkan

syntax sederhana pada software Matlab 7.0.1. Proses pengolahan sebelum

menghasilkan data dalam FFT, dilakukan proses pengolahan dalam hasil DFT.

Hasil yang didapat kemudian diolah lagi untuk mendapatkan hasil bentukan dalam

domain frekuensi.

Dari hasil pengolahan sinyal domain waktu yang diolah dengan perangkat

lunak Matlab 7.0.1, sinyal yang dihasilkan kemudian diubah menjadi domain

frekuensi, didapat hasilnya bahwa pipa memiliki nilai spektrum yang paling tinggi

dibandingkan dengan objek keras dan substrat (pasir dan pasir berlumpur). Akan

tetapi ada di satu area, nilai objek keras lebih signifikan dibandingkan dengan

target lainnya, dan untuk substrat, nilai yang signifikan terdapat pada substrat

lumpur berpasir. Hal ini ada kaitannya dengan nilai akustik impedansi dari target

yang dicurigai. Semakin keras objek yang terdeteksi maka impedansi akustiknya

juga semakin tinggi. Akan tetapi tidak selamanya objek keras memiliki nilai

pantulan yang sangat tinggi, mungkin saja pada saat perekaman letak dari posisi

alat terlalu dekat dengan target, atau terjadinya distorsi pada saat perekaman

berlangsung. Jika hal ini terjadi, maka akan dapat mengganggu proses

pengolahan data pada tahap selanjutnya.

Pada gambar 34-38, dapat dilihat masing-masing target memperlihatkan

puncak tertinggi dari hasil pengolahan perangkat lunak Matlab 7.0.1. Pada

frekuensi 0-100 Hz, target yang diduga pipa hanya memiliki dua puncak, yaitu

pada frekuensi 30 Hz dan 80 Hz. Pada objek yang tidak diketahui (unknown

objek), target ini memiliki 3 puncak dari hasil pengolahan menggunakan

perangkat lunak Matlab 7.0.1, yaitu pada frekuensi 15 Hz, 45 Hz, dan 75 Hz.

Target berupa lumpur dan lumpur berpasir pada frekuensi 0-100 Hz, tidak

memperlihatkan puncak tertingginya, dan akan kelihatan pada saat pengolahan

dengan frekuensi 100-500Hz.

Gambar 39. Nilai rata-rata analisis FFT dari target

Gambar 39 dilakukan plot data secara keseluruhan dari hasil pengolahan

FFT. Dapat dilihat bahwa pipa memiliki nilai yang paling signifikan

dibandingkan dengan target lainnya yaitu sebesar 1412 Volt/dB, sedangkan

substrat lumpur memiliki nilai yang paling kecil yaitu sebesar 106.2367 Volt/dB.

Gambar 39 ini merupakan hasil pengolahan syntax sederhana menggunakan

perangkat lunak Matlab 7.0.1, dimana sumbu y masih dalam bentuk linier dan

belum diubah dalam bentuk logaritma.

4.4 Akustik Impedansi dan Backscattering Strength (SS)

Berikut merupakan hasil perhitungan akustik impedansi dan koefisien

refleksi berdasarkan nilai densitas ρ dan kecepatan gelombang kompresi c serta

perhitungan nilai backscattering strength dari masing-masing target. Akustik

impedansi ini menggambarkan seberapa besar nilai pantulan sinyal dari suatu

objek berdasarkan kekompakan material atau keras lunaknya objek.

Berdasarkan Tabel 3, dapat dilihat bahwa nilai impedansi akustik dari pipa

lebih tinggi dibandingkan dengan substrat lumpur dan lumpur berpasir.

Impedansi akustik ini dihitung berdasarkan nilai densitas ρ dan kecepatan

gelombang kompresi c. Masing-masing target memiliki ρ dan c yang berbeda.

Seperti lumpur ρ adalah 1420 kg/m3 dan c adalah 1519 m/s, lumpur berpasir nilai

ρ dan c adalah 1830 kg/m3 dan 1677 m/s (Hamilton, 1971a dalam Clay dan

Medwin, 1977), sedangkan pada pipa nilai ρ dan c adalah 8030 kg/m3 dan 2580

m/s (AK Steel Corporation, 2007). Setelah diketahui nilai masing-masing

densitas dan kecepatan gelombang kompresinya, maka nilai dari masing-masing

akustik impedansi Z dapat dihitung, dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 3. Jadi

dapat dikatakan nilai akustik impedansi ini bergantung pada kecepatan gelombang

kompresi.

Semakin tinggi nilai kecepatan gelombang kompresi maka, nilai Z akan

semakin tinggi pula. Apabila kecepatan yang dimiliki oleh target semakin tinggi,

maka nilai sinyal pantulan yang dikembalikan oleh target ke receiver juga tinggi

dan ini juga bergantung pada kekerasan dan kekasaran dari objek yang terdeteksi.

Tabel 3. Hasil Perhitungan Akustik Impedansi dan Koefisien Refleksi

TargetAkustik

Impedansi

Koefisien

Refleksi

Koefisien

Refleksi

Backscattering

Strength

(dB) (dB)

Lumpur 2.1569 x 106 0.1896 -7.4557 -6.5913

Lumpur Berpasir 3.0689 x 106 0.3433 -4.6421 -4.0129

Pipa 2.0717 x 107 0.8649 -0.6299 0

Sumber: Hasil Pengolahan Lampiran 4

Hasil dari perhitungan impedansi akustik Z ini, dapat dihitung pula nilai

koefisien refleksi. Nilai koefisien refleksi atau yang lebih dikenal dengan R

dihitung berdasarkan nilai perbandingan antara medium 1 dan medium 2, dalam

hal ini yang dimaksud dengan medium 1 adalah air dan medium 2 adalah target

yang dicurigai. Sebelum dilakukan proses perhitungan nilai koefisien refleksi,

perlu diketahui nilai densitas ρ dan kecepatan gelombang kompresi c yang

terdapat pada air, dalam hal ini adalah air laut. Nilai densitas dan kecepatan

gelombang kompresi yang dipakai adalah 1000 kg/m3 dan 1500 m/s (Clay dan

Medwin, 1977). Setelah diketahui nilai dari masing-masing variabel maka nilai

impedansi akustik dari air itu sendiri adalah 1.5 x 106 Kg/m2s. Kemudian,

dilakukan proses perhitungan nilai koefisien refleksi. Dari hasil perhitungan

didapat bahwa nilai koefisien refleksi berkisar antara 0 dan 1. Jika nilai koefisien

refleksi yang didapat diubah kedalam decibel (dB), maka didapat nilai koefisien

refleksinya sebesar -7.4557 dB, -4.6421 dB, dan -0.6299 dB. Semakin tinggi nilai

koefisien refleksi maka akan semakin tinggi nilai pantulan sinyal dari objek yang

terdeteksi. Akan tetapi jika nilai koefisien refleksi lebih dari 1, maka akan terjadi

penguatan, hal ini dikarenakan jarak antara objek dan alat yang digunakan terlalu

dekat, sehingga pengembalian sinyal yang dipantulkan juga semakin besar dan

pengambilan datanya dilakukan di daerah yang dangkal. Jika hal ini terjadi, maka

akan dilakukan proses perhitungan selanjutnya terhadap kedalaman suatu perairan

dari daerah yang diteliti.

Setelah dilakukan perhitungan akustik impedansi dan koefisien refleksi,

maka dapat dengan mudah dilakukan pengolahan backscattering strength (SS).

Pipa yang merupakan pemantul sempurna dijadikan sebagai referensi dalam

perhitungan SS lumpur dan lumpur berpasir. Dari hasil pengolahan didapat nilai

backscattering strength lumpur adalah -6.5913 dB dan lumpur berpasir -4.0129

dB. Pada Tabel 3 dilhat nilai backscattering strength dari pipa adalah nol. Ini

dikarenakan pipa sebagai pemnatul sempurna. Apabila dilakukan perhitungannya

dimana pipa dijadikan referensi, maka hasilnya adalah 1. Setelah itu, nilai satu

tersebut kita ubah kedalam bentuk logaritma untuk mendapatkan hasil

backscattering strength. Logaritma dari satu adalah nol. Suatu bentuk perkalian

jika dikalikan dengan nol maka hasilnya tetap nol, karena itu nilai backscaterring

strength pipa adalah nol.

4.5 Dimensi Target Terdeteksi

Pada Tabel 4 dapat dilihat hasil perhitungan dimensi dari target yang

terdeteksi. Perhitungan dimensi ini dilakukan berdasarkan objek yang terekam.

Dari hasil rekaman dapat dilihat banyak sekali gambaran objek yang terdeteksi,

hanya saja penulis tidak menghitung semua dimensi yang terekam, ini

dikarenakan hasil gambar dari rekaman side scan sonar tersebut, ada yang

merupakan hasil distorsi akibat propeller kapal, dan menyebabkan hasil gambaran

yang didapat tidak terekam dengan baik.

Perhitungan yang dilakukan secara manual menggunakan teorema

phytagoras. Dari hasil perhitungan ini, maka didapatlah nilai dari panjang dan

lebar dari objek yang terdeteksi (Tabel 4). Ada dari beberapa objek yang

terdeteksi memiliki bayangan, jika bayangan dari objek yang terdeteksi diketahui,

maka dapat dihitung tinggi dari objek tersebut. Semakin lebar/besar bayangan

dari objek yang terdeteksi, maka dapat dikatakan bahwa objek yang teredeteksi ini

memiliki tinggi yang relatif besar. Perhitungan dimensi ini biasanya ditujukan

untuk berbahaya atau tidaknya bagi jalur pelayaran dan juga untuk mengetahui

posisi fiks dari suatu objek.

Tabel 4 merupakan hasil dari perhitungan dimensi target yang terdeteksi, dimana perhitungan ini dilakukan secara manual. Perhitungan ini dimaksudkan untuk mengetahui dimensi dari target yang terdeteksi.

Tabel 4. Hasil Perhitungan Dimensi Target Terdeteksi

Jalur

Jarak fixDi

lapangan (m)

Jarak Fixdi

kertas (cm)

Tinggi towfish

(m)

Slant range(m)

Slant range

bayangan (m)

Panjang Objek

di kertas (cm)

Lebar objek

di kertas (cm)

PanjangBayangan

(m)

Jarak mendatar

objek(m)

Ukuran Dimensi

Panjang (m)

Lebar(m)

Tinggi(m)

Kolam 1

25 1.5 7.5 10.6 - 0.8 0.6 - 7.4907 13.3333 10 -

25 1.5 7.4 10.3 - 0.5 0.4 - 7.1645 8.3333 6.6667 -

25 1.5 7.4 10.3 - 1 0.4 - 7.1645 16.6667 6.6667 -

25 1.5 7.5 8.4 - 1.1 0.3 - 3.7829 18.3333 5 -

25 1.5 6.6 7.8 - 1.3 0.2 - 4.1569 21.6667 3.3333 -

Kolam 8

25 1.5 8 43.1 - 1.3 0.3 - 42.3510 21.6667 5 -

25 1.5 7.6 13.1 - 5.8 0.5 - 10.6701 96.6667 8.3333 -

25 1.5 8.4 13.4 38.1 3.25 0.5 5.6 10.4403 54.16667 8.3333 1.2347Sumber: Hasil Pengolahan Lampiran 5

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Hasil dari pengambilan substrat dasar, diketahui bahwa jenis substrat yang

terdapat di area survei adalah lumpur dan lumpur berpasir. Nilai pantulan pipa

dan objek keras berkisar antara 1-2.5 Voltage/div, nilai pantul substrat lumpur

berpasir berkisar antara 0.5-1 Voltage/div, dan nilai pantulan sinyal pada substrat

lumpur adalah 0.0-0.5 Voltage/div.

Dari hasil analisis Fast Fourier Transform (FFT), nilai pipa lebih tinggi

dibandingkan dengan objek lainnya, yaitu sebesar 1412 Volt/dB. Sedangkan pada

unknown objek, lumpur dan lumpur berpasir adalah 834.0728 Volt/dB, 106,2367

Volt/dB, dan 238.9427 Volt/dB. Nilai koefisien refleksi yang terhitung

menyatakan bahwa nilai koefisien refleksi pipa sebesar 0.8649 lebih besar

dibandingkan dengan target yang terdeteksi lainnya.

Hasil perhitungan backscattering strength (SS) dari lumpur adalah sebesar

-6.5913 dB dan untuk lumpur berpasir sebesar -4.0129 dB.

5.2 Saran

Penulis menyarankan agar pengolahan data sinyal dari instrumen side scan

sonar menggunakan perangkat lunak MaxView dapat diolah secara digital.

DAFTAR PUSTAKA

AK Steel Corporation. 2007. Data sheet steel stainless steel. West Chester. http://www.aksteel.com (2 November 2009).

Clay, C. S. dan H. Medwin. 1977. Acoustical Oceanography: Principles and Applications. John Wiley & Sons. New York.

Edi, B.P. 2009. Aplikasi Instrumen Akustik Multibeam dan Side Scan Sonar Di Perairan Sekitar Teluk Mandar dan Selat Makasar. Skripsi (tidak dipublikasikan). Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Bogor

Fish, P. J. dan H. A. Carr. 1990. Sound Under Water Images. American Underwater Search and Survey. Ltd. Orleans.

Friedman, R. L. 1978. Principles of Sedimentology. Mc Graw Hill Book Company. New York.

Gross, G. M. 1993. Oceanography. A view of The Earth. Prentice Hall Inc. New Jersey.

Hutabarat, S dan M. E. Stewart. 2000. Pengantar Oseanografi. UI Press. Jakarta.

Klein Associates, Inc. 1985. Side Scan Sonar Record Interpretation. New Hampshire. USA.

Laswono, D. 2007. Interpretasi side scan sonar untuk perencanaan peletakan kabel laut di perairan Kepulauan Seribu. Skripsi (tidak dipublikasikan). Komando Pendidikan Angkatan Laut, Sekolah Tinggi Angkatan Laut. Jakarta.

Lie, B. K. 2007. Pemetaan Struktur Dasar Laut dengan Menggunakan Sub Bottom Profiller dan Side scan Sonar. Skripsi (tidak dipublikasikan). Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Mahyuddin, M. F. 2008. Penggunaan Perangkat Lunak Sonar Pro Untuk Pengolahan Data Side Scan Sonar. Tugas Akhir. Bandung. Institut Teknologi Bandung. Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika.

Russel, I. 2001. Basic Principles Of Hydrographic Surveying. Hydrographic Awarness. Seminar and Course: The Importance of Hydrographic Survey for Management and Development of The Coastal Zone; Jakarta, 24-27 April 2001.

http://www.aksteel.com/

Sewell. 1974. Depth Sounding, Sonar Sweeping, and Side Scan Sonar. US Naval Oceanographic Cooperation Training Course.

Shepard, E. P. 1954. Nomenclature based on sand silt clay ratios. Jour. Sed. Petrology. 24: 151-158.

Stowie, K. 1943. Essentials of Ocean Science. California Polytechnic. State University. New York-Chiester-Brisbane-Toronto. Singapore. Chapter 3.

Suprianto, J. 2002. Interpretasi Citra Side Scan Sonar Untuk Pengecekan Posisi Pipa Gas di Perairan Blang Lancang Aceh Timur. Skripsi (tidak dipublikasikan). Komando Pendidikan Angkatan Laut, Sekolah Tinggi Angkatan Laut. Jakarta.

Tritech International Limited. 2008. Side Scan Sonar. http://www.starfishsonar.com/technology/sidescan-sonar (28 Juni 2009)

Tobing, C. L. 2000. Interpretasi citra side scan sonar pada survei peletakan pipa di Panaran – P. Pemping. Skripsi (tidak dipublikasikan). Komando Pendidikan Angkatan Laut, Sekolah Tinggi Angkatan Laut. Jakarta.

http://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suara (2 November 2009).

http://en.wikipedia.org/wiki/Side-scan_sonar (3 Februari 2009).

http://id.wikipedia.org/wiki/Sonar (2 April 2009).

http://www.starfishsonar.com/technology/sidescan-sonar

http://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suara


http://id.wikipedia.org/wiki/Sonar (2

Lampiran 1. SKETSA AREA SURVEI

Area I Sekala 1 : 5.000 (sesuai RO) Area I Sekala 1 : 5.000 (tambahan)

A. 05 º 16' 30" U – 97º 00' 00" T A. 05 º 16' 30" U – 97º 00' 00" TB. 05 º 16' 30" U – 97º 04' 18" T B’. 05 º 16' 30" U – 97º 04' 30" TC. 05 º 13' 48" U – 97º 04' 18" T C’. 05 º 13' 48" U – 97º 04' 30" TD. 05 º 13' 48" U – 97º 00' 00" T D. 05 º 13' 48" U – 97º 00' 00" T

Area II Sekala 1 : 1000

E. 05 º 15' 12" U – 97º 01' 42" TF. 05 º 15' 12" U – 97º 02' 30" TG. 05 º 14' 11" U – 97º 02' 30" TH. 05 º 14' 11" U – 97º 01' 42" T

A B B’

C C’D

E F

GH

Area I Sekala 1 : 5000

Area II Sekala1 : 1000

Lampiran 2. Spesifikasi C-Max Side Scan SonarTowfish Spesifikasi Parameter

Operating Depth 0-2500 meter

Acoustic frequencies 100 kHz – LF

325 kHz – HF (compatible with industry “500 kHz” specs)

780 kHz – EF

Range (port and starboard) 100 m, 150 m, 200 m, 300 m, 400 m, 500 m – LF;

25 m, 50 m, 75 m, 100 m, 150 m – HF;

12.5 m, 25 m - EF

Operating Speed 1 – 6 knots

Maximum towing speed 12 knots

Acoustic pulse rates 500/ (selected range-limit), e.g. 10 scans/second @ 50 m

Pulse power and length 217 dB re 1 micropascal @ 1 m;

range-dependent length, e.g 53 microseconds @50 m

Array length and beamwidths (2-way 3dB points)

0.41m -HF & LF; 0.3m –EF; 0.3º horiz., 40º vert. asymmetric –HF; 1.0º horiz., 50º vert. –LF; 0.2º horiz., 50º vert. –EF

Lateral resolution 39mm-EF, 78mm-HF, 156mm-LF

Beam depression (of maximum sensitivity axis)

10º or 20º, adjustable without tools

Bottom-tracking (altitude) measurement and resolution

Automatic altimeter, from integral echo sounder; 78mm altitude resolution

Safety features Weak link, breaks to give tail-first towing

Sensor options Heading, pitch & roll; depth, 0-200m (other depth ranges available)

Construction Stainless steel; no aluminium

Towfish dimensions and weights

1.24m length; 17.9kg in air, 12.1kg in seawater –DF; 17.1kg in air, 11.3kg in seawater –EDF

Towfish temperature range -10 to +45ºC operating; -20 to +50ºC non-operating

STR Specifications

USB1 interface Digital echo data plus control and status (contact C-MAX for protocol)

Analog interface (early units only)

L, R and TRIG phono outputs (outputs in real time and in replay)

Lampiran 2 Lanjutan. Spesifikasi C-Max Side Scan SonarDimensions (mm) and weight

297W x 204D x 62H, 2.2kg

Power 10-18V DC, 3A max, <2A typical at 12V, optional 24V DC, 2A max, <1A typical (BNC version) 10-28V DC, (MIL-C-5015 version) 100-240V AC via external power adapter

Environment 0 to +45ºC; 10 to 80% RH; 5G, operating

-10 to +55ºC; 2 to 90% RH; 40G, non-operating, IP64

C-Shell Specifications

Interfaces Tow cable, USB, DC power

Dimensions (mm) and weight, including STR

406W x 330D x 174H, 6.4kg

Power, single voltage version (with BNC tow cable socket)

12V (10-18V) DC, 3A max, <2A typical @ 12V

optional 24V (20-28V) DC, 2A max, <1A typical @ 24V

100-240V AC via external power adapter

Power, wide range voltage version (with MIL-C-5015 tow cable socket)

12-24V (10-28V) DC, 3A max, <2A typical @ 12V; 2A max, <1A typical @ 24V

100-240V AC via external power adapter


-10 to +55ºC; 2 to 90% RH; 40G, non-op, IP67

C-Case 2 Specifications

CPU 1GHz, 256MB RAM, 40GB HDD

Interfaces Tow cable, navigation, counting pulley, parallel printer, USB (for post-survei data export) AC & DC power (either may be used)

Dimensions (mm) and weight

620W x 495D x 225H, 13kg

Power 115/230V, 50-60Hz, 100W max, 80W typical

24V DC option, 4A max, 3A typical


-10 to +55ºC; 2 to 90% RH; 40G, non-op, IP64 operating, IP67 closed

C-Case SE Specifications

PC Ruggedized laptop (Panasonic Toughbook recommended)

External interfaces Tow cable, navigation, counting pulley, AC & DC power (either may be used)

Lampiran 2 Lanjutan. Spesifikasi C-Max Side Scan SonarDimensions (mm) and weight

620W x 495D x 225H, 13kg (without PC)

Power 115/230V, 50-60Hz, 150W max, 100W typical

24V DC option, 5A max, 4A typical


-10 to +55ºC; 2 to 90% RH; 40G, non-op, IP65 operating, IP67 closed

Tow Cable Specifications

Tow cable, types available

Coaxial or twisted pair; circuit resistance 200ohm max.

Tow cable diameter options

11.4, 8.2, 6.4 or 4.7mm, stainless steel armoured

8mm "soft", polyamide reinforced, PU sheathed

Custom cables also available; also suits some "legacy" cables

Tow cable terminator weak link (breakable washer)

75kgf nominal actuation tension, actuates to reverse-tow the towfish

Lampiran 3. Bottom Sampling dan Jenis Substratnya

Area Berskala 1 : 1.000

NO. POSISI JENISLINTANG ( U ) BUJUR ( T )

1. 5° 15’ 05,09” 97° 02’ 05,00” Lumpur 2. 5° 15’ 04,98” 97° 02’ 10,02” Lumpur 3. 5° 15’ 00,03” 97° 02’ 10,05” Lumpur4. 5° 15’ 00,00” 97° 02’ 05,01” Lumpur5. 5° 15’ 14,56” 97° 02’ 00,03” Lumpur6. 5° 14’ 55,01” 97° 02’ 09,97” Lumpur7. 5° 14’ 50,04” 97° 01’ 59,96” Lumpur 8. 5° 14’ 50,06” 97° 02’ 05,02” Lumpur9. 5° 14’ 50,05” 97° 01’ 49,98” Lumpur

10. 5° 14’ 45,02” 97° 01’ 45,01” Lumpur11. 5° 14’ 39,97” 97° 01’ 49,96” Lumpur12. 5° 14’ 45,03” 97° 01’ 49,97” Lumpur13. 5° 14’ 40,02” 97° 01’ 45,02” Lumpur pasir14. 5° 14’ 39,98” 97° 01’ 49,98” Lumpur pasir15. 5° 14’ 45,02” 97° 01’ 55,01” Lumpur pasir16. 5° 14’ 39,97” 97° 01’ 54,97” Lumpur pasir17. 5° 14’ 25,02” 97° 02’ 20,02” Lumpur pasir18. 5° 14’ 25,03” 97° 02’ 14,98” Lumpur pasir19. 5° 14’ 25,01” 97° 02’ 09,98” Lumpur pasir20. 5° 14’ 25,02” 97° 02’ 05,02” Lumpur pasir21. 5° 14’ 25,06” 97° 02’ 00,00” Lumpur pasir22. 5° 14’ 19,93” 97° 02’ 10,04” Lumpur pasir23. 5° 14’ 20,06” 97° 02’ 14,97” Lumpur Pasir 24. 5° 14’ 20,03” 97° 02’ 20,02” Lumpur Pasir 25. 5° 14’ 19,97” 97° 02’ 25,01” Lumpur Pasir26. 5° 14’ 41,07” 97° 02’ 00,02” Lumpur pasir27. 5° 14’ 41,06” 97° 02’ 05,01” Lumpur pasir28. 5° 14’ 41,07” 97° 02’ 09,97” Lumpur pasir29. 5° 14’ 39,97” 97° 02’ 00,02” Lumpur pasir30. 5° 14’ 40,04” 97° 02’ 05,03” Lumpur31. 5° 14’ 40,08” 97° 02’ 14,98” Lumpur32. 5° 14’ 40,04” 97° 02’ 19,98” Lumpur33. 5° 14’ 35,08” 97° 02’ 19,94” Lumpur34. 5° 14’ 35,04” 97° 02’ 14,93” Lumpur35. 5° 14’ 35,00” 97° 02’ 09,97” Lumpur pasir36. 5° 14’ 35,03” 97° 02’ 00,01” Lumpur pasir37. 5° 14’ 31,04” 97° 02’ 00,02” Lumpur38. 5° 14’ 30,02” 97° 02’ 01,05” Lumpur39. 5° 14’ 30,04” 97° 02’ 09,90” Lumpur40. 5° 14’ 30,03” 97° 02’ 15,03” Lumpur41. 5° 14’ 25,02” 97° 02’ 20,02” Lumpur

Lampiran 3 Lanjutan. Bottom Sampling dan Jenis Substratnya

AREA SEKALA 1 : 5.000

NO. POSISI JENISLINTANG ( U ) BUJUR ( T )

1. 5° 14’ 41,66” 97° 03’ 16,34” Lumpur Pasir2. 5° 14’ 57,81” 97° 03’ 11,19” Lumpur Pasir3. 5° 15’ 03,50” 97° 02’ 53,79” Lumpur Pasir4. 5° 14’ 46,63” 97° 02’ 57,88” Lumpur Pasir5. 5° 15’ 10,95” 97° 03’ 08,17” Lumpur Pasir6. 5° 15’ 08,11” 97° 02’ 39,41” Lumpur Pasir7. 5° 15’ 31,01” 97° 03’ 10,66” Lumpur8. 5° 15’ 35,45” 97° 02’ 49,18” Lumpur 9. 5° 15’ 10,42” 97° 02’ 22,90” Lumpur Pasir

10. 5° 15’ 37,05” 97° 02’ 27,87” Lumpur11. 5° 15’ 22,67” 97° 02’ 30,71” Lumpur 12. 5° 15’ 29,24” 97° 01’ 41,71” Lumpur 13. 5° 15’ 37,49” 97° 01’ 23,60” Lumpur14. 5° 15’ 28,35” 97° 02’ 06,57” Lumpur 15. 5° 15’ 20,54” 97° 02’ 48,64” Lumpur16. 5° 15’ 25,69” 97° 01’ 21,65 Lumpur Pasir17. 5° 15’ 37,58” 97° 01’ 49,88” Lumpur18. 5° 15’ 17,34” 97° 01’ 47,75” Lumpur pasir19. 5° 15’ 12,55” 97° 02’ 05,50” Lumpur

Lampiran 4. Contoh Perhitungan Akustik Impedansi dan Backscattering Strength (SS)

Diketahui:ρair = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3

ρlumpur = 1.42 g/cm3 = 1420 kg/m3

ρlumpur berpasir = 1.83 g/cm3 = 1830 kg/m3

ρpipa = 8.03 g/cm3 = 8030 kg/m3

cair = 1500 m/sclumpur = 1519 m/sclumpur berpasir = 1677 m/scpipa = 2580 m/s

ditanya: Impedansi Akustik Z , Koefisien Refleksi R dan Backscattering Strength (SS)

Dijawab:

Impedansi Akustik Air:

Impedansi Akustik Pipa:

Koefisien refleksi Pipa

Koefisien refleksi diubah dalam bentuk decibel (dB)

Lampiran 4 lanjutan. Contoh Perhitungan Akustik Impedansi dan Backscattering Strength (SS)

Backscattering Strength (SS) Lumpur

Backscattering Strength (SS) Lumpur berpasir

Lampiran 5. Contoh Perhitungan Dimensi Target Yang

Terdeteksi

Kolam 1

Posisi :5º14.6600N, 97º02.3334E dan 5º14.6640N, 97º02.3198E

Diketahui:

Jarak antar fix dilapangan 25 m

Jarak antar fix dikertas 1.5 cm

Tinggi towfish 7.4 m

Slant range 10.3 m

Panjang objek dikertas 0.5 cm

Lebar objek dikertas 0.4 cm

Ditanya: (a) Jarak mendatar objek terhadap dasar laut dibawah towfish, (b)

panjang objek dilapangan, dan (c) lebar objek dilapangan.

Dijawab:

(a) Jarak mendatar objek terhadap dasar laut di bawah towfish

(b) Panjang objek di Lapangan

(c) Lebar objek di Lapangan

Kolam 8

Posisi :5º14.4220N, 97º02.1141E dan 5º14.4168N, 97º02.1420E

Lampiran 5 lanjutan. Contoh Perhitungan Dimensi Target Yang

Terdeteksi

Diketahui:

Jarak antar fix dilapangan 25 m

Jarak antar fix dikertas 1.5 cm

Tinggi towfish 8.4 m

Slant range 13.4 m

Slant range bayangan 38.1 m

Panjang bayangan 5.6 m

Panjang objek dikertas 3.25 cm

Lebar objek dikertas 0.5 cm

Ditanya: (a) Jarak mendatar objek terhadap dasar laut dibawah towfish, (b)

panjang objek dilapangan, (c) lebar objek dilapangan, dan (d) tinggi objek

Dijawab:

(a) Jarak mendatar objek terhadap dasar laut di bawah towfish

(b) Panjang objek di Lapangan

(c) Lebar objek di Lapangan

(d) Tinggi objek

Lampiran 6. Hasil Analisis Fast Fourier Transform



Lampiran 6 Lanjutan. Hasil Analisis Fast Fourier Transform




Gambar 21. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 0–100 Hz pada Kolam 1



Gambar 61. Fast Fourier Transform dengan Frekuensi 0–100 Hz pada Lajur 174


deteksi dan interpretasi target di dasar laut … · menggunakan instrumen side scan sonar soetjie...

Documents