PROPOSAL TUGAS AKHIR

Analisis Penampang Utara Selatan Undulasi Geoid di Kota Semarang

Disusun Oleh :

Gesit Faikar Izzani Nugroho L2M 007 027

PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGOROJl. Prof. Sudarto SH, Tembalang Semarang Telp. (024) 76480785, 76480788 e-mail : jurusan@geodesi.ft.undip.ac.id 2011

Proposal Tugas Akhir

ABSTRAKPenurunan muka tanah di Kota Semarang yang mencapai 0,2 2 cm tiap tahunnya menyebabkan naiknya permukaan air laut menuju daratan (rob). Penurunan (land subsidence) terjadi paling besar di daerah pesisir dan daerah yang memiliki struktur tanah dan batuan yang rapuh. Besarnya penurunan muka tanah dapat diukur dan dianalisa untuk mengantisipasi dan melakukan rencana pembangunan berkelanjutan. Dengan berkembangnya teknologi penentuan tinggi tidak hanya dilakukan dengan sipat datar yang menghasilkan nilai tinggi orthometrik tetapi juga dapat dilakukan dengan pengukuran menggunakan GPS (Global Positioning Sistem). Dari pengukuran tersebut didapatkan nilai tinggi yang beracuan pada bidang ellipsoid yang disebut dengan tinggi geodetik. Dari nilai tinggi orthometrik dan tinggi geodetik ini didapatkan selisih tinggi yang disebut dengan undulasi. Nilai undulasi dibutuhkan dalam pengukuran tinggi menggunakan GPS karena berfungsi sebagai koreksi menjadi nilai tinggi orthometrik. Sebenarnya telah ada software penghitung nilai undulasi yaitu Ellipsoid Geoid Model (EGM) tetapi nilai undulasi yang didapatkan hanya merupakan nilai interpolasi dari tinggi sekitar sehingga nilai yang didapatkan tidak akurat dan terkoreksi. Oleh sebab itu, pengukuran undulasi lokal untuk pemantauan penurunan muka tanah sangat penting dan bernilai strategis.

2

Proposal Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUANI.1 Judul Judul tugas akhir yang diambil adalah Analisis Penampang Utara Selatan Undulasi Geoid di Kota Semarang I.2 Latar Belakang Pengukuran sipat datar untuk memantau penurunan muka tanah di suatu lokasi membutuhkan waktu dan biaya pengerjaan yang tidak sedikit. Untuk studi di Kota Semarang, maka pengukuran sipat datar akan meliputi wilayah yang cukup luas, terutama di daratan rendah sepanjang pesisir pantai Semarang. Berdasarkan studi sebelumnya, penurunan muka tanah telah terjadi bertahun-tahun di daerah Semarang bawah tersebut. Karena wilayah penurunannya yang cukup luas, maka refrensi atau acuan yang digunakan untuk mengukur penurunan tanah harus menggunakan titik yang stabil yang berada di luar daerah yang mengalami penurunan (land subsidence). Faktor lain yang menjadikan pengukuran sipat datar menjadi cukup mahal adalah hasil ukurannya tidak dapat mencakup wilayah yang luas dan merata dalam waktu singkat. Salah satu metode penentuan posisi (positioning) yang dikenal cukup efektif adalah metode survey dengan GPS. Hasil pengukuran GPS akan memberikan posisi suatu titik, baik dalam sistem koordinat geodetic maupun sistem koordinat peta. Meskipun koordinat yang dihasilkan cukup teliti, namun nilai ketinggian yang dihasilkan merupakan ketinggian di atas model matematik bumi atau biasa disebut bidang ellipsoid. Untuk memberikan arti fisik, maka tinggi geodetik tersebut harus di koreksi dengan nilai undulasi untuk memperoleh tinggi orthometrik. Atas dasar masalah di atas, maka perlu dilakukan suatu penelitian untuk mengetahui nilai undulasi yang dapat digunakan untuk studi pemantauan penurunan muka tanah di Semarang.

3

Proposal Tugas Akhir I.3 Perumusan Masalah Dalam proses mewujudkan analisis penampang utara selatan undulasi geoid di Kota Semarang. Rumusan masalah penelitian ini adalah : 1. Bagaimana undulasi lokal daerah land subsidence Kota Semarang berdasarkan titik-titik sample? 2. Bagaimana anomali-anomali undulasi pada beberapa tempat di Kota Semarang? I.4 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah : 1. Pengukuran ketinggian geodetik titik-titik sampel di Semarang. 2. Pengukuran ketinggian orthometrik titik-titik sample di Semarang. 3. Perhitungan undulasi geoid lokal. Tujuan akhir yang diharapkan adalah : 1. 2. Untuk mengetahui undulasi lokal daerah land subsidence Kota Semarang berdasarkan titik-titik sample. Untuk mengetahui anomali-anomali undulasi pada beberapa tempat di Kota Semarang. I.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah : 1. 2. Dengan menggunakan peta undulasi Semarang, maka pengguna dapat mereduksi hasil ukuran tinggi geodetik menjadi tinggi orthometrik. Pemantauan laju penurunan muka tanah tidak perlu lagi dilakukan dengan menggunakan waterpass yang membutuhkan waktu dan biaya yang besar. I.6 Cakupan Penelitian Cakupan dalam penelitian ini adalah : a. Daerah studi penelitian adalah jalur utama waterpass Kota Semarang, yaitu : TTG 447 Srondol Gombel Taman Diponegoro Tugu Muda Kali Banteng Arteri Yos Sudarso Pelabuhan Tanjung Mas. b. Tinggi geodetik diperoleh dari hasil ukuran GPS Topcon Hiper Gb, sedangkan tinggi orthometrik dari pengukuran waterpass dan peta topografi skala 1 : 5.000 4

Proposal Tugas Akhir c. Nilai undulasi diperoleh dengan mengurangkan nilai ketinggian orthometrik terhadap tinggi geodetik. I.7 Metodelogi Penelitian Visualisasi skematik metodelogi penelitian ini dapat dilihat pada gambar :Mulai

Identifikasi dan Perumusan Masalah Studi Literatur Pengumpulan Data Pengukuran Tinggi Geodetic dengan GPS TopCon Hiper Gb Reduksi Baseline dan Perataan Jaring Tinggi Geodetik Reduksi Undulasi Lokal Pengukuran tinggi Orthometris dengan SipatDatar Sokkia B-20 Perataan Kuadrat Terkecil Tinggi Orthometris

Model Undulasi Raster Hasil Penelitian

Model Undulasi Vektor

Laporan

Selesai

Gambar I.1. Skema Metodologi Penelitian

I.8

Sistematika Penulisan

5

Proposal Tugas Akhir Laporan penelitian tentang analisis penampang utara selatan undulasi daerah land subsidence di Semarang ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut: a. BAB I Pendahuluan, berisi latar belakang yang mendasari, perumusan masalah, batasan penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, hipotesis, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan. b. BAB II Tinjauan Pustaka, berisi dasar-dasar ilmiah baik itu teoritis maupun praktis dari penelitian ini yang secara umum terbagi atas teori pengukuran tinggi geodetik dengan GPS dan pengukuran tinggi orthometrik dengan sipat datar. c. BAB III Metodelogi Penelitian, berisikan prosedur dalam survey GPS untuk mendapatkan koordinat geodetik yang teliti. Pada bab ini pula akan diuraikan metologi pembuatan DEM pada software ArcGIS. d. BAB IV Analisis dan Pembahasan, dalam bab ini diuraikan mengenai hasil penelitian, hasil tersebut terdiri dari hasil proses antara berupa data DEM dalam sistem tinggi geodetik dan sistem tinggi orthometris. Pada bab ini juga akan diuraikan penjelasan tentang hasilpengurangan DEM orthometris terhadap tinggi geodetik yang akan menghasilkan undulasi Geoid lokal. e. BAB V Kesimpulan dan Saran, pada bagian terakhir laporan ini diuraikan kesimpulan dari seluruh penelitian yang telah dilakukan dalam rentang waktu penelitian. Pada bab ini juga dicantumkan saran-saran untuk pengembangan penelitian dengan tema yang sama.

6

Proposal Tugas Akhir

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1

Global Positioning Sistem (GPS) GPS atau nama lengkapnya NAVSTAR GPS (NAVigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning Sistem), merupakan sebuah alat atau sistem yang dapat digunakan untuk menginformasikan penggunanya dimana dia berada (secara global) di permukaan bumi yang berbasiskan satelit. Data dikirim dari satelit berupa sinyal radio dengan data digital. Dimanapun anda berada, maka GPS bisa membantu menunjukan arah, selama anda melihat langit. Layanan GPS ini tersedia gratis, bahkan tidak perlu mengeluarkan biaya apapun kecuali membeli GPS recierver-rya. GPS (Global Positioning Sistem) adalah sistem navigasi yang berbasiskan satelit yang saling berhubungan yang berada di orbitnya. Satelitsatelit itu milik Departemen Pertahanan (Departemen of Defense) Amerika Serikat yang pertama kali diperkenalkan mulai tahun 1978 dan pada tahun 1994 sudah memakai 24 satelit. GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol atau pengendali, dan pengguna., dimana : segmen angkasa: terdiri dari 24 satelit yang beroperasi dalam 6 orbit pada ketinggian 20.200 km dan inklinasi 55 derajat dengan periode 12 jam (satelit akan kembali ke titik yang sama dalam 12 jam). Satelit tersebut memutari orbitnya sehingga minimal ada 6 satelit yang dapat dipantau pada titik manapun di bumi ini. Satelit tersebut mengirimkan posisi dan waktu kepada pengguna seluruh dunia.

7

Proposal Tugas Akhir

Gambar II.1. Segmentasi GPS (Hasanudin.Z Abidin,1998)

Untuk dapat mengetahui posisi seseorang maka diperlukan alat yang diberinama GPS reciever yang berfungsi untuk menerima sinyal yang dikirim dari satelit GPS. Posisi di ubah menjadi titik yang dikenal dengan nama Way-point nantinya akan berupa titik-titik koordinat lintang dan bujur dari posisi seseorang atau suatu lokasi kemudian di layar pada peta elektronik. Sejak tahun 1980, layanan GPS yang dulunya hanya untuk keperluan militer mulai terbuka untuk publik. Uniknya, walau satelitsatelit tersebut berharga ratusan juta dolar, namun setiap orang dapat menggunakannya dengan gratis. Satelit-satelit ini mengorbit pada ketinggian sekitar 12.000 mil dari permukaan bumi. Posisi ini sangat ideal karena satelit dapat menjangkau area coverage yang lebih luas. Satelit-satelit ini akan selalu berada posisi yang bisa menjangkau semua area di atas permukaan bumi sehingga dapat meminimalkan terjadinya blank spot (area yang tidak terjangkau oleh satelit). Setiap satelit mampu mengelilingi bumi hanya dalam waktu 12 jam. Sangat cepat, sehingga mereka selalu bisa menjangkau dimana pun posisi Anda di atas permukaan bumi. Sinyal yang dikirimkan oleh satelit ke GPS akan digunakan untuk menghitung waktu perjalanan (travel time). Waktu perjalanan ini sering juga disebut sebagai Time of Arrival (TOA). Sesuai dengan prinsip fisika, bahwa

8

Proposal Tugas Akhir untuk mengukur jarak dapat diperoleh dari waktu dikalikan dengan cepat rambat sinyal. Maka, jarak antara satelit dengan GPS juga dapat diperoleh dari prinsip fisika tersebut. Setiap sinyal yang dikirimkan oleh satelit akan juga berisi informasi yang sangat detail, seperti orbit satelit, waktu, dan hambatan di atmosfir. Satelit menggunakan jam atom yang merupakan satuan waktu paling presisi. Untuk dapat menentukan posisi dari sebuah GPS secara dua dimensi (jarak), dibutuhkan minimal tiga buah satelit. Empat buah satelit akan dibutuhkan agar didapatkan lokasi ketinggian (secara tiga dimensi). Setiap satelit akan memancarkan sinyal yang akan diterima oleh GPS receiver. Sinyal ini akan dibutuhkan untuk menghitung jarak dari masingmasing satelit ke GPS. Dari jarak tersebut, akan diperoleh jari-jari lingkaran jangkauan setiap satelit. Lewat perhitungan matematika yang cukup rumit, interseksi (perpotongan) setiap lingkaran jangkauan satelit tadi akan dapat digunakan untuk menentukan lokasi dari GPS di permukaan bumi.

Gambar II.2. Satelit GPS Mengirim Sinyal

Untuk menginformasikan posisi user, 24 satelit GPS yang ada di orbit sekitar 12,000 mil di atas kita. Bergerak konstan bergerak mengelilingi bumi 12 jam dengan kecepatan 7,000 mil per jam. Satelit GPS berkekuatan energi sinar matahari, mempunyai baterai cadangan untuk menjaga agar tetap berjalan pada saat gerhana matahari atau pada saat tidak ada energi matahari. Roket penguat kecil pada masing-masing satelit agar dapat mengorbit tepat pada tempatnya.

9

Proposal Tugas Akhir

Gambar II.3. Simulasi Posisi Satelit GPS

Satelit-satelit GPS harus selalu berada pada posisi orbit yang tepat untuk menjaga akurasi data yang dikirim ke GPS reciever, sehingga harus selalu dipelihara agar posisinya tepat. Stasiun-stasiun pengendali di bumi ada di Hawaii, Ascension Islan, Diego Garcia, Kwajalein dan Colorado Spring. Stasiun bumi tersebut selalu memonitor posisi orbit jam jam satelit dan di pastikan selalu tepat. Dibandingkan dengan sistem dan metode penentuan posisi lainnya, GPS mempunyai banyak kelebihan dan menawarkan lebih banyak keuntungan, baik dalam segi operasionalitas maupun kualitas posisi yang diberikan. Di Indonesia, GPS sudah banyak diaplikasikan, terutama yang terkait dengan aplikasi-aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi. Receiver GPS yang biasa dipakai umum untuk menentukan posisi suatu tempat yang sering disebut GPS navigasi memiliki ketelitian dari 5 hingga 30 meter. Tipe alat ini jelas tidak dapat digunakan untuk keperluan engineering. Untuk keperluan konstruksi teknik geodesi maupun penelitian harus menggunakan receiver GPS tipe surveying yang memiliki ketelitian 10 ppm atau receiver tipe geodetic yang memiliki akurasi hingga 1 ppm. GPS reciever sendiri berisi beberapa integrated circuit (IC) sehingga murah dan teknologinya mudah untuk di gunakan oleh semua orang. GPS dapat digunakan utnuk berbagai kepentingan, misalnya mobil, kapal, pesawat terbang, pertanian dan di integrasikan dengan komputer maupun laptop. GPS tipe geodetic berfungsi untuk kegiatan penentuan posisi yang membutuhkan ketelitian yang tinggi, seperti : 10

Proposal Tugas Akhir a. b. Penentuan batas wilayah suatu Negara Penentuan posisi untuk membuat kerangka dasar pemetaan, dll.

Jenis GPS ini mempunyai ketelitian yang tinggi. Ketelitian GPS tipe ini memiliki ketelitian yang jauh lebih tinggi daripada GPS tipe navigasi, sehingga GPS tipe geodetic banyak digunakan untuk keperluan geodesi, misalnya : pengadaan jarring kerangka dfasar titik-titik control, mempelajari dinamika bumi seprti yang berkaitan dengan pergerakan sesar-sesar maupun lempeng benua yang selanjutnya digunakan untuk memprediksi gempa bumi ataupun letusan gunung berapi. Receiver GPS untuk penentuan posisi dengan tipe geodetic, yakni receiver yang relative paling canggih, paling mahal, dan juga member data yang paling presisi. Saat ini, receiver tipe geodetic yang beredar di Indonesia, antara lain : Trimble 4.000 SSE, Leica Sistem 1200, Sokkia Stratus, TopCon Hiper. Secara spesifik, ketelitian posisi yang didapatlkan dari pengamatan GPS bergantung dari 4 faktor, [Abidin,2000] yaitu : 1. a. b. c. 2. a. b. c. 3. a. b. c. 4. a. b. c. d. e. Ketelitian data, yang dipengaruhi : Tipe data yang digunakan. Kualitas receiver GPS. Level dari kesalahan bias. Geometri Satelit, yang dipengaruhi : Jumlah satelit. Lokasi dan ditribusi satelit. Lama pengamatan. Metode penentuan posisi, yaitu : Absolute dan differential positioning. Static,rapid static, pseudo-kinematik. One dan multi monitor status. Strategi pemrosesan data, yang diantaranya ialah : Real time & post processing. Strategi eliminasi dan pengkoreksian kesalahan dan bias. Metode estimasi yang digunakan. Pemrosesan baseline dan perataan jarring.. Kontrol kualitas. 11

Proposal Tugas Akhir

Gambar II.4. Faktor Penentu Ketelitian GPS (Hasanudin.Z Abidin,2000).

Salah satu bagian terpenting dalam survey dengan GPS adalah penerapan strategi pengamatan yang tepat. Strategi pengamatan sangat menentukan lama pengamatan, efisiensi pemakaian logistic, serta data hasil pengamatan GPS itu sendiri. Strategi pengamatan secara garis besar meliputi kegiatan-kegiatan berikut : a. b. c. d. e. f. g. h. Merencanakan desain dan geometris jaringan pengukuran yang didasarkan pada spesifikasi teknik yang telah ditentukan. Menentukan kekuatan bentuk jaringan dengan mengacu pada jumlah common point dan common baseline. Membuat perencanaan mobilisasi dan transportasi yang digunakan untuk melaksanakan pemasangan tugu dan pengumpulan data. Membuat pembagian kerja dan tanggung jawab dengan mengacu pada deskripsi kerja personil. Mempersiapkan data prediksi kenampakan satelitebuntuk menentukan saat pengamatan. Mempersiapkan data prediksi nilao PDOP dan GDOP dengan sebaran satelit yang memadai. Mempersiapkan data prediksi tentang jumlah dan ketinggian satelit yang dapat diamati dengan elevasi minimal 15 derajat. Mempersiapkan data prediksi lintasan satelit. 12

Proposal Tugas Akhir

Gambar II.5. Tahap Pelaksanaan Survei GPS (Hasanudin.Z Abidin,1996).

Pekerjaan pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan metode pengukuran differential positioning dengan memakai data hasil pengamatan fase. Pekerjaan yang dilakukan dalam pelaksanaan pengamatan sinyal satelit (pengumpulan data) adalah sebagai berikut : a. Masing-masing tim pengamat melakukan moving ke lokasi pengamatan sesuai dengan jadwal pergerakan receiver dan time

schedule waktu pengamatan saatewlit denganm mengacu pada perencanaan window time (nilai PDOP, GDOP, jumlah sateliot, dsb) dari perencanaan. b. c. d. Menyiapkan dan memasang receiver dan antena ke receiver. Mengarahkan antena pada arah utara. Menyalakan receiver dan inisialisasi data, dan mencatat data-data yang diperlukan pada receiver, yaitu : nama stasiun, Julian, day, increment, data tinggi antena awal, dan lain-lain. Pengolahan data secara garis besar terdiri atas dua bagian, yaitu : reduksi baseline dan perataan jaring. Reduksi baseline adalah untuk menghitung panjang baseline antara titik-titik pengamatan beserta nilai koordinat dari titik-titik yang diamati, dimana terlebih dahulu dilakukan koreksi akibat pengaruh cycle slip, noise, ionosphere, dan integer ambiguity.

13

Proposal Tugas Akhir

Gambar II.6. Alur Pengolahan Data Ukuran GPS (Hasanudin.Z Abidin,1996).

Hasil yang diperoleh dari baseline processing adalah : a. b. Baseline (jarak antar satu stasiun ke stasiun lainnya) Koordinat masing-masing stasiun dalam sistem : (X, Y, Z) (x, y, z) (x, y, z) (L, B, h) (L, B, h) (L, B, h) = koordinat kartesian 3D geosentris. = selisih koordinat kartesian antara dua titik. = ketelitian koordinat kartesian. = koordinat geodetic = selisih koordinat geodetic antara dua titik. = ketrelitian koordinat geodetic.

Untuk baseline < 10 km, komponen lintang dan bujur dari kedua baseline tidak boleh berbeda lebih besar dari 0,03 meter. Komponen tinggi tidak boleh lebih besar dari 0,06 meter. Sedangkan untuk baseline > 10 km, komponen lintang dan bujur dari kedua baseline tidak boleh berbeda lebih besar dari 0,05 meter. Komponen tinggi tidak boleh berbeda dari 0,10 meter. Setelah proses reduksi baseline selesai, maka pekerjaan selanjutnya Adalah melakukan hitung perataan (adjustment) terhadap baseline-baseline hasil olahan. Proses yang dilakukan dalam tahap ini adalah menghilangkan kesalahan sistematis yang berdasarkan syarat geometri jaring pengukur dan melakukan perataan untuk mengikat hasil ukuran dalam sistem jaring kerangka lokal maupun nasional.

14

Proposal Tugas Akhir Untuk memperoleh nilai koordinat dalam bidang datar sehingga bias digunakan untuk keperluan praktis maka dilakukan pekerjaan transformasi. Proses yang dilakukan dalam tahap ini adalah perhitungan lintang, bujur dan tinggi terhadap spheroid pada datum DGN 95 dan perhitungan koordinat menggunakan proyeksi UTM pada ellipsoid refrensi WGS 84. II.2 Pengukuran Sipat Datar. Pengukuran waterpass adalah pengukuran untuk menentukan ketinggian atau beda tinggi antara dua titik. Pengukuran waterpass ini sangat penting gunanya untuk mendapatkan data untuk keperluan pemetaan, perencanaan maupun untuk pekerjaan pelaksanaan. Hasil dari pengukuran waterpas diantaranya digunakan untuk perencanaan jalan, rel kereta api, saluran, penentuan letak bangunan gedung yang didasarkan atas elevasi tanah yang ada, perhitungan urugan dan galian tanah, penelitian terhadap saluransaluran yang sudah ada dan lain-lain. Sipatdatar (leveling atau waterpassing) berfungsi untuk menentukan beda tinggi antara titik-titik di atas permukaan bumi. Tinggi suatu obyek di atas permukaan bumi ditentukan dari suatu bidang referensi, yaitu bidang yang dianggap ketinggiannya nol. Bidang ini dalam geodesi disebut dengan bidang geoid, yaitu bidang equipotensial yang berimpit dengan permukaan air laut rata-rata (mean sea level). Bidang equipotensial juga disebut bidang nivo, dimana bidang-bidang ini selalu tegak lurus dengan arah gaya berat dimana saja di permukaan bumi. Yang dimaksud dengan tinggi adalah perbedaan jarak dari bidang referensi yang telah ditetapkan ke suatu titik tertentu sepanjang garis vertikal. Untuk sebuah negara yang dijadikan bidang referensinya adalah muka air laut rata-rata, sedangkan pengukuran lokal sebagai bidang referesi dipergunakan suatu bidang menurut perjanjian setempat. Apabila muka air laut rata-rata digunakan sebagai bidang referensi, maka perluasannya ke arah daratan disebut geoid. Dan jarak yang diukur dari permukaan geoid ke titik tertentu sepanjang garis vertikal yang melalui titik tersebut disebut elevasi. Untuk mengukur tinggi dapat digunakan dengan bermacam-macam cara, yaitu :

15

Proposal Tugas Akhir a. Dengan pengukuran tinggi secara langsung, dengan menggunakan pita ukur. Hal ini dapat kita jumpai pada pembuatan gedung bertingkat, dimana b. tinggi lantai ,masing-masing tingkat diukur dengan menggunakan pita ukur. Dengan menggunakan alat ukur waterpass (diferential leveling). Pada cara ini, didasartkan atas kedudukan garis bidik teropong yang dibuat horizontal dengan menggunakan gelombang nivo. c. Dengan menggunakan alat Barometer (Barometer Levelling). Pada dasarnya ada hubungan antara ketinggian tempat dengan tekanan udara, dimana makin tinggi tempat, makin kecil tekanan udara. Dengan alat Barometer ini, ketinggian dapat diukur, cara ini didapat hasil yang tidak begiu teliti. d. Dengan cara menggunakan Cara Trigonometri (Trigimometric Levelling). Beda tinggi dapat diukur drengan alat dilengkapi dengan pembacaan sudut vertical (theodolite). Prinsip kerja dari alat ukur waterpass adalah membuat garis sumbu teropong horizontal. Bagian yang membuat kedudukan menjadi horizontal ini adalah nivo, yang berbentuk sebagai tabung berisi cairan dengan gelembung di dalamnya. Pada penggunaan alat ukur waterpass selalu harus disertai dengan rambu ukur (leveling rod, bak). Rambu ukur ini terbuat dari bahan kayu atau aluminnium dengan panjang 3 5 meter. Pembagian skala rambu harus betulbetul teliti untuk dapat menghasilkan data pengukuran yang baik. Disamping itu cara memegangnya pun harus betul-betul tegak. Untulk mendapatkan kedudukan rambu yang baik, sebaiknya rambu diletakkan di atas base-plate, bila rambu kebetulan berada di titik antara atau tidak berada pada patok-patok permanent. Adapun metode pengukuran waterpass ini antara lain: a. b. c. Jika jalur pengukuran sipat datar cukup jauh, maka jalur pengukuran dibagi dalam berberapa seksi. Setiap seksi harus dibuat slag genap. Pengukuran harus dilakukan pulang-pergi dan harus selesai dalam satu hari.

16

Proposal Tugas Akhir d. e. Sebagai kontrol beda tinggi dalam setiap slag dapat dilakukan pengukuran dua kali (double stand). Untuk meminimalkan kesalahan garis bidik, diusahakan dalam tiap slag jarak ke muka sama dengan jarak ke belakang atau jumlah jarak ke muka sama dengan jumlah jarak ke belakang dalam tiap seksi. f. Cara perpindahan rambu bergantian antara rambu muka dan rambu belakang. Hal ini dimaksudkan untuk mengeliminir pengaruh kesalahan nol rambu. g. h. Pembacaan selalu didahulukan ke rambu belakang kemudian ke rambu muka. Sebagai kontrol bacaan benang tengah pada rambu : dengan : BT BA BB i. j. = Benang Tengah. = Benang Atas. = Benang Bawah.

Pada saat pembacaan rambu, rambu dibaca setegak mungkin (sebaiknya dilengkapi dengan nivo). Setelah dilakukan pembacaan BA, BT dan BB maka dapat dilakukan perhitungan jarak dari waterpass ke rambu ukur yaitu dengan rumus : d = 100 ( BA BB)

Gambar II.6. Pengukuran Waterpass.

17

Proposal Tugas Akhir II.3 Undulasi Geoid. Geoid merupakan salah satu model yang paling mendekati bentuk bumi, oleh karena itu geoid sangat diperlukan dalam menunjang keperluan aplikasi geodesi, oseanografi, dan geofisika. Pengukuran posisi yang dilakukan selama ini oleh bidang Geodesi tidak lepas dari penentuan tinggi suatu. Untuk menentukan tinggi suatu titik di permukaan tentunya kita membutuhkan acuan pengukuran atau bidang referensinya. Bidang referensi tersebut mengacu pada titik tinggi nol di permukaan bumi. Karena sudah disepakati tinggi titik nol di bumi adalah MSL (Mean Sea Level) maka dari pernyataan tersebut geoid dapat dijadikan suatu referensi untuk mentukan ketinggian di permukaan bumi. Saat ini pengukuran posisi di permukaan bumi sudah sangat banyak menggunakan aplikasi GPS. Tetapi data tinggi yang diperoleh dari GPS adalah tinggi geodetik, yaitu jarak suatu titik ke suatu bidang ellipsoid. Karena tinggi tersebut berasal dari jarak antara titik dengan ellipsoid referensi maka belum mewakili tinggi titik di permukaan bumi sebenarnya, sedangkan tinggi yang sebenarnya dibutuhkan adalah yang memiliki arti fisis bumi yaitu tinggi ortometrik. Oleh karena itu dibutuhkan informasi tambahan untuk mengubah tinggi geodetik menjadi tinggi ortometrik. Informasi tersebut adalah besarnya jarak antara ellipsoid dengan geoid (undulasi geoid). Besarnya undulasi geoid sangatlah bervariasi di bumi ini dan besarnya bisa mencapai puluhan meter, oleh karena itu pemakaian langsung data tinggi dari GPS dapat menyebabkan penyimpangan puluhan meter terhadap tinggi ortometrik.

Gambar II.7. Undulasi Geoid

18

Proposal Tugas Akhir Pada saat ini dan yang akan datang, kebutuhan akan model geoid akan sangat berperan dalam penentuan tinggi ortometrik karena pesatnya pemakaian GPS untuk berbagai keperluan rekayasa dan survei pemetaan. Selain itu dengan perkembangan metoda kinematik GPS yang dapat menghasilkan tinggi hingga tingkat centimeter semakin menarik minat pengguna GPS untuk menggunakan GPS dalam penentuan tinggi ortometrik. Selain berfungsi untuk penentuan tinggi ortometrik, geoid juga diperlukan dalam unifikasi sistem datum tinggi. Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, bahwa geoid dijadikan sebuah referensi titik tinggi di permukaan bumi. Referensi atau datum tinggi adalah sebuah bidang yang dijadikan acuan untuk system tinggi ortometrik. Datum ini digunakan sebagai informasi untuk mengetahui ketinggian atau kedalaman suatu titik di muka bumi. Datum tinggi terbagi menjadi tiga, yaitu datum lokal, regional, dan datum global. Perbedaan ketiga datum tersebut ada pada besarnya cakupan wilayah yang akan direpresentasikan ketinggiannya. Datum lokal cocok untuk wilayah sempit, datum regional cocok untuk dua Negara yang saling berdekatan, sedangkan datum global menjadi refernsi untuk titik tinggi di seluruh permukaan bumi. Pada pengukuran di darat dibutuhkan alat yang harus disejajarkan dengan bidang nivo. Geoid sangat berperan dalam hal ini, karena permukaan Geoid dijadikan pedoman guna mengatur alat ukur agar sejajar dengan bidang nivo. Arah gravitasi yang tegak lurus dengan permukaan geoid dijadikan acuan agar alat sejajar dengan bidang nivo dengan bantuan unting unting. Dalam hubungannya dengan survei gravitasi, bidang permukaan bumi, dan ellipsoid referensi, Geoid sangat erat kaitannya dalam pengolahan data hasil ukuran, khususnya dalam melakukan reduksi data gravitasi dari permukaan bumi ke geoid dan perhitungan gravitasi normal di atas bidang ellipsoid. Untuk mendapatkan tinggi orthometrik dari tinggi ellipsoid diperlukan data tambahan lain yaitu undulasi geoid (N), dengan adanya undulasi maka tinggi orthometrik dapat dihitung dari tinggi ellipsoid dengan persamaan :

19

Proposal Tugas Akhir H = h-N. dimana :H : tinggi orthometrik ; h : tinggi geometric ; N : undulasi/tinggi geoid/geoid geometrik.

Gambar II.8. Tinggi Geodetik dan Tinggi Orthometrik

Ada beberapa metoda untuk mendapatkan harga undulasi geoid diantaranya metoda geometrik dan metoda gravimetrik. Pada metoda geometrik undulasi geoid dihitung dari kombinasi data ketinggian posisi satelit dengan ketinggian dan pengukuran sipat datar (levelling), sedangkan pada metoda gravimetrik, undulasi geoid dihitung dari data gaya berat terestris dan model geopotensial global (koefisien potensial gaya berat global). Sampai saat ini telah banyak dipublikasikan model-model geopotensial gaya berat global yang dikeluarkan oleh beberapa institusi seperti OSU91A (Ohio State University), EGM96 (kerjasama NIMA, NGSF dan OSU), GPM98CR (Goddard Space Flight Center (GSFC)), PGM2000A dan lain-lain. Peranan model geopotensial global sangat penting dalam menentukan undulasi geoid, dengan makin banyaknya model geopotensial global yang dibuat oleh institusi-institusi di dunia dengan keteletian yang beragam, maka permasalahannya adalah bagaimana menentukan model geopotensial yang paling baik untuk menghitung undulasi geoid di wilayah Indonesia. Dalam menentukan model tersebut dilakukan perhitungan undulasi geoid pada titik jaring kontrol nasional yang mempunyai ketinggian ellipsoid 20

Proposal Tugas Akhir dan ketinggian orthometrik (pada titik yang berfungsi sebagai titik kontrol horisontal dan vertikal) menggunakan model geopotensial global yang tersedia, selanjutnya undulasi tersebut dibandingkan dengan undulasi hasil hitungan selisih tinggi ellipsoid dengan tinggi orthometrik pada titik yang bersangkutan.

21

Proposal Tugas Akhir

BAB III METODOLOGI PENELITIANIII.1 a. b. c. Peralatan dan Bahan Pengukuran GPS Peralatan yang digunakan adalah : Dua set receiver GPS TopCon Hiper dual frekuensi. Software pengolahan data GPS (Topcon Tools) Software Autocad Land Desktop 2004 Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah : a. Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) kota Semarang. b. c. Data Sekunder untuk daerah penelitian : peta geologi teknik, peta zona gerakan tanah, peta amblasan. Koordinat Orde 1 titik 0259 yang berlokasi di Tugu Muda dari BAKOSURTANAL. III.2 Srategi Pengamatan GPS. Pada penelitian ini dilakukan pengamatan amblesan lahan menggunakan GPS Topcon dual frekuensi. Perencanaan merupakan tahapan paling awal pada survei GPS. Perencanaan yang baik akan menghasilkan pengukuran yang maksimal. Perencanaan meliputi, perencanaan jaring dan perencanaa jadwal pengamatan. Dalam perencanaan jaring dipilih titik-titik yang akan diamati dan dilakukan identifikasi lapangan mengenai keadaan dan keberadaan titik tersebut. Penelitian ini menggunakan jaring radial sehingga pergerakan tim tidak terlalu mempengaruhi.

22

Proposal Tugas AkhirP ere n c an aa n jar in g P erencan aan Lam a d an W a k tu P e n g a m a t a n P e n g a m a ta n D o w n l o a D intga d a n da B a cku p

Gambar III.1. Kegiatan dalam Pengamatan GPS

Keempat kegiatan pada flowchart diatas merupakan pelaksanaan dari survai GPS. Setiap tim harus mengerti dari tahapan-tahapan tersebut. Baik dalam perencanaan jaring, perencanaan lama dan waktu pengamatan, dan downloading. Sehingga kesalahan tersebar dalam pengamatan dapat dihindari. Semua kegiatan diatas merupakan rangkaian kegiatan yang memiliki tingkat kepentingan yang sama. Setiap proses dari tahapan ke tahapan berikutnya menentukan kesuksesan pasa proses berikutnya. III.2.1 Metode Pengamatan Pada pengamatan GPS dalam penelitian ini menggunakan jaring radial. Sehingga pergerakan tim tidak terlalu menjadi masalah jika dibandingkan dengan melakukan pengukuran dengan metode jaring yang membutuhkan komunikasi antar tim dalam mobilisasi antar titrik. Titik pengamatan yang direncanakan dilakukan dengan kerapatan 1- 2 km dengan lama pengamatan berkisar antara 2 - 3 jam. Persiapan sebelum survey di lapangan sangat perlu dilakukan agar mendapatkan hasil yang maksimal. Persiapan yang dilakukan berupa persiapan peralatan dan persiapan personil tim survey. Persiapan peralatan dengan cara check keakurasian tribach dari GPS, kemudian mengosongkan data pada memory GPS sehingga pelaksanaan survey tidak terganggu oleh penuhnya memory yang mengakibatkan GPS tidak mau merekam data dari satelit. Pada persiapan personil dilakukan briefing tentang tata cara pengamatan GPS di lapangan, meliputi cara mendirikan alat, memasang 23

Proposal Tugas Akhir receiver pada statip, menghidupkan receiver, cara merekam pada receiver, cara mematikan receiver, dan hal apa saja yang perlu dicatat selama melakukan pengamatan. Titik yang dijadikan base yaitu titik 0259 yang berlokasi di daerah Tugu Muda, di bagian tengah Kota Semarang. Lokasi ini dijadikan sebagai tempat base, dikarenakan titik ini menjadi titik ikat dari semua pengukuran survey di Semarang dan layak dijadikan lokasi base. Posisi dan tinggi titik 0259 didapat dari pengukuran yang dilakukan dengan cara CORSS sehingga datanya bias didapat dari BAKOSURTANAL. Titik-titik pengamatan berlokasi di daerah penurunan yang berlokasi di daerah Semarang Utara dan Semarang Barat, yaitu di sekitar daerah Tugu Muda, Bundaran Kali Banteng, Arteri Yos Sudarso, Pelabuhan Tanjung Mas. Selain pertimbangan lokasi, pertimbangan lain pemilihan titik-titik pengamatan tersebut adalah mudahnya akses ke lokasi dalam mobilisasi alat, ruang pandang langit uang cukup pada titik, dan keadaan titik yang masih terawat. III.2.2 Waktu dan Lama Pengamatan Waktu dan lama pengamatan berpengaruh pada hasil akhir pengukuran. Lamanya pengamatan dipertimbangkan dari panjang baseline, yaitu jarak dari titik base 0259 tiga jam pengamatan. Tahap selanjutnya yaitu tahap pengolahan data yang bertujuan untuk mendapatkan koordinat titik-titik pengamatan dengan akurasi yang baik dan bebas dari kesalahan. Pada penelitian ini pengukuran menggunakan jaring radial sehingga perataan jaring tidak perlu dilakukan. III.2.3 Pengolahan Data GPS Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software bawaan dari GPS yaitu TopCon Tools versi 7.5. Format data GPS yang diolah oleh TopCon Tools versi 7.5. adalah format Tps. Setiap selesai melakukan pengamatan lapangan, data di-download dan disimpan dalam folder tersendiri berdasarkan sesi dan tanggal pengamatan, hal ini dilakukan untuk 24 ke titik pengamatan penurunan. Waktu pengamatan GPS yaitu dari pagi hingga sore hari berkisar antara dua hingga

Proposal Tugas Akhir memudahkan Tool tersebut .S ttin Po c e g r je t

pemilihan

data

dalam

proses

pengolahan.

Sebelum

memasukkan data, terlebih dahulu membuat project pada software TopCon

Im o rt D ta p a

G SP s P ot Po e s g r c s in

Kod a o r in t O tp t u u

T a id k

E itin D tafa e d g a s

Y a K o in t o rd a F ix

Gambar IV.2. Diagram Alir Pengolahan Data GPS

Dalam tahap pengolahan yang dilakukan pertama kali pada software Topcon Tools adalah mengatur nama project, lokasi penyimpanan project, dan akuari yang diinginkan pada job configuration. Pada saat input data tinggi antena, jenis antena harus teliti agar data yang dihasilkan TopCon Tools benaar dan tidak terpengaruh kesalahan pengukuran. Metode pengukuran antena ada dua, yaitu metode slant dan metode vertical. Metode slant yaitu dengan cara mengukur tinggi antena dari titik ke samping GPS. Sedangkan metode vertical diukur titikkr posisi bottom GPS. Hal selanjutnya yang perlu diperhatikan adalah menghilangkan data fase pada satelit yang bermasalah atau satelit yang sakit. Satelit yang sakit dapat menganggu proses pengolahan GPS, sehingga membuat standar devisiasi menjadi besar. Satelit yang sakit itu berbentuk data fase yang terputus-putus. Data fase yang di-disable cukup pada titik base 0259 karena data tersebut menjadi refrence titik-titik pengamatan. Sehingga apabila data 25

Proposal Tugas Akhir satelit yang sakit di titik 0259 di-disable maka data fase pada titik-titik pengamatan di satelit yang sama tidak dapat diolah. III.3 Analisis Hasil Undulasi Lokal Dari hasil pengolahan data GPS didapatkan tinggi geodetik dari titiktitik sample yang telah diukur. Tinggi geodetik selanjutnya direduksi terhadap tinggi orthometrik di titik yang sama sehingga didapat nilai undulasi di titik tersebut. Undulasi lokal yang telah didapat akan dibuat suatu model undulasi lokal baik secara raster maupun vektor dengan bantuan software Autocad Land Desktop 2004 dan ArcGIS. Model tersebut merupakan penampang utara selatan undulasi daerah land subsidence di Semarang. Dari model tersebut diamati anomali-anomali undulasi yang terjadi dengan menggunakan beberapa parameter data sekunder antara lain peta topografi, peta geologi teknik, peta pergeseran tanah dan peta amblasan. Pengamatan itu dilakukan untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang berpengaruh erat terhadap besarnya undulasi.

26

Proposal Tugas Akhir

Daftar PustakaAbidin, H. Z. (2006) : Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya. Pradnya paramita, Jakarta Abidin, H. Z. (2002) : Geodesi Satelit. PT. Pradnya Paramita, Jakarta Abidin, H. Z. (2002) : Survey dengan GPS. Pradnya Paramita, Jakarta Fitri, Listyo (2008): Evaluasi Model Geoid Global Di Pulau Jawa. Media Teicnik.Jogjakarta.

Kahar, Joenil (2008) : Geodesi. Penerbit ITB. Bandung Kahar, Sutomo (2007) : Diktat pelengkap Kuliah Kerangka dasar Vertikal. Penerbit Teknik Geodesi UNDIP, Semarang Wongsotjitro, Soetomo : Ilmu Ukur Tanah. Penerbit Yayasan Kanisius. Yogjakarta.

NN

:

Global

Positioning

System

(GPS).

http://sinauonline.50webs.com/GSM/GSM%20GPS.html Risnanda : Ketinggian satelit GPS. http://www.risnandarweb.com Wikipedia : Sistem Pemosisi Global. http://id.wikipedia.org/wiki/GPS

27