1. THEODOLIT
Theodolite adalah instrument / alat yang dirancang untuk pengukuran sudut yaitu sudut mendatar yang dinamakan dengan sudut horizontal dan sudut tegak yang dinamakan dengan sudut vertical. Dimana sudut – sudut tersebut berperan dalam penentuan jarak mendatar dan jarak tegak diantara dua buah titik lapangan. Di dalam pekerjaan – pekerjaan – pekerjaan pekerjaan yang berhubungan dengan ukur tanah, theodolit sering digun akan dalam bentuk pengukuran polygon, pemetaan situasi, maupun pengamatan matahari. Theodolit juga bisa berubah fungsinya menjadi seperti Pesawat Penyipat Datar bila sudut verticalnya dibuat 90º. Dengan adanya teropong pada theodolit, maka theodolite dapat dibidikkan kesegala arah. Di dalam pekerjaan bangunan gedung, theodolite sering digunakan untuk menentukan sudut siku-siku pada perencanaan / pekerjaan pondasi, theodolite juga dapat digunakan untuk menguker ketinggian suatu bangunan bertingkat. Syarat – syarat utama yang harus dipenuhi alat theodolite sehingga siap dipergunakan untuk pengukuran yang benar adalah sbb : 1. Sumbu kesatu benar – benar – benar benar tegak / vertical. 2. Sumbu Kedua haarus benar – benar – benar benar mendatar. 3. Garis bidik harus tegak lurus sumbu kedua / mendatar. 4. Tidak adanya salah indeks pada lingkaran kesatu.
Dari konstruksi dan cara pengukuran, dikenal 3 macam theodolite : 1. Theodolite Reiterasi Pada theodolite reiterasi, plat lingkaran skala (horizontal) menjadi satu dengan plat lingkaran nonius dan tabung sumbu pada kiap. Sehingga lingkaran mendatar bersifat tetap. Pada jenis ini terdapat sekrup pengunci plat nonius. 2. Theodolite Repetisi Pada theodolite repetisi, plat lingkarn skala mendatar ditempatkan sedemikian rupa, sehingga plat ini dapat berputar sendiri dengan tabung poros sebagai sumbu putar. Pada jenis ini terdapat sekrup pengunci lingkaran mendatar dan sekrup nonius. 3. Theodolite Elektro Optis
Dari konstruksi mekanis sistem susunan lingkaran sudutnya antara theodolite optis dengan theodolite elektro optis sama. Akan tetapi mikroskop pada pembacaan skala lingkaran tidak menggunakan system lensa dan prisma lagi, melainkan menggunkan system sensor. Sensor ini bekerja sebagai elektro optis model (alat penerima gelombang elektromagnetis). Hasil pertama system analogdan kemudian harus ditransfer ke system angka digital. Proses penghitungan secara otomatis akan ditampilkan pada layer (LCD) dalam angka decimal.
Fungsi dari bagian-bagian yang terdapat pada pesawat theodolit adalah sebagai berikut: Teropong, berfungsi untuk membidik obyek pengukuran pada pengukuran poligon o maupun situasi (mebidik rambu/jalon). o
Visier , berfungsi untuk alat bantu bidikan kasar untuk mempercepat bidikan obyek.
o
Klem teropong, berfungsi untuk mengunci teropong terhadap sumbu II (terkunci pada arah vertikal).
o
Alat pelindung lingkaran vertikal, berfungsi untuk melindungi skala vertikal.
o
Sekrup pengatur fokus teropong, berfungsi untuk memperjelas obyek yang dibidik.
o
Sekrup pengatur ketajaman benang, berfungsi untuk memperjelas benang pada lensa (benang atas, benang tengah, benang bawah).
o
Lensa okuler (Pengamat), berfungsi untuk mengamati obyek bidik dan mengamati bacaan benang (pada rambu ukur).
o
Dudukan lampu, berfungsi untuk menempatkan lampu apabila sinar matahari kurang terang (cuaca gelap).
o
Sekrup penggerak halus vertikal, berfungsi menempatkan bacaan benang pada obyek (rambu) secara halus.
o
Reflektor, berfungsi untuk memantulkan cahaya menuju mikroskop bacaan sudut vertikal dan horisontal (pada theodolith digital bagian ini tidak ada).
o
Klem aldehide horisontal, berfungsi untuk mengunci perputaran teropong arah horisontal.
o
Ring piringan horisontal, merupakan skala sudut datar sehingga dapat dibaca bacaan sudut datar, dapat juga digunakan untuk menempatkan posisi sudut 00˚00’00”.
o
Klem sumbu repetisi, berfungsi untuk mengunci ring piringan horisontal sehingga ring piringan horisontal tidak mengikuti perputaran teropong arah horisontal (jika ingin langsung didapat sudut azimuth, maka ring ini dikunci setelah pesawat diarahkan ke utara kompas, kemudian klem aldehide horisontal dibuka).
o
Nivo kotak, berfungsi untuk mengetahui posisi pesawat benar-benar datar (sumbu I vertikal).
o
Sekrup A,B,C, berfungsi untuk mengatur nivo kotak maupun nivo tabung agar sumbu I vertikal.
o
Plat dasar theodolith, berfungsi untuk tempat landasan pesawat theodolith sehingga posisinya stabil.
o
Teropong obyektif, berfungsi untuk menangkap obyek yang dibidik sehingga bisa dibaca pada lensa okuler.
o
Mikrometer, berfungsi sebagai skup penunjuk skala pembacaan sudut horisontal dan vertikal pada bacaan menit dan detik (00’00”), setelah teropong diklem atau dikunci dan arah pesawat sudah tepat pada obyek.
o
Sekrup pengatur ketajaman sudut, berfungsi untuk memperjelas pembagian skala lingkaran tegak dan datar. Pada theodolith digital bagian ini tidak ada, karena bacaan sudut terdapat pada layar yang letaknya pada sisi luar pesawat.
o
Mikroskop bacaan lingkaran vertikal dan horisontal, berfungsi untuk membaca skala sudut tegak dan datar (pada theodolit digital bagian ini tidak ada).
o
Centering optik, berfungsi untuk mengecek kedudukan pesawat agar berada tepat di atas patok.
o
Dudukan kompas, berfungsi untuk menempatkan kompas.
o
Sekrup pengatur fokus centering optik, berfungsi untuk mengatur centering optik sehingga sumbu I (pesawat) tepat di atas patok.
o
o
Nivo tabung, berfungsi untuk mengetahui apakah pesawat sudah benar-benar datar . Sekrup penggerak halus aldehide horisontal, berfungsi untuk menggerakkan pesawat arah horisontal secara halus setelah klem aldehide horisontal dikunci agar kedudukan benang pada pesawat tepat pada obyek yang dibidik.
Sebelum alat digunakan di lapangan sebaiknya diperlukan pemahaman tentang fungsi dan cara pengaturannya. Pengaturan alat – alat tersebut adalah : Tempatkan tripod atau statip di atas titik ukur. o Injak sepatu statif agar melesak dalam tanah (jika di atas tanah), tinggi statif disesuaikan o dengan orang yang akan membidik dan permukaan kepala (meja) statip diusahakan relatif datar. Ambil pesawat dan letakkan pesawat pada landasan, kemudian dikunci dengan pengunci o pesawat.
o o o
o
o
o
o
o o
o
o
Mengatur unting-unting agar posisi sumbu I tepat di atas pa tok (titik ukur). Tiga buah sekrup A,B,C, kita atur tingginya kira-kira setengah panjang as. Sejajarkan teropong dengan dua buah sekrup A dan B (kedudukan I), kemudian sekrup diputar searah (jika masuk, masuk semua; jika keluar, keluar semua), sambil dilihat kedudukan gelembung nivo tabung agar tepat di tengah-tengah skala nivo. Putar teropong searah jarum jam, hingga kedudukan tegak lurus terhadap dua sekrup A,B, atau diputar 90˚ kedudukan II, kemudian putar sekrup C (tanpa memutar sekrup A,B), masuk atau keluar sambil dilihat kedudukan gelembung pada nivo kotak agar tepat di tengah-tengah skala nivo. Putar teropong searah jarum jam sehingga kedudukan sejajar sekrup A,B, atau diputar kira-kira 90˚ dan letakkan berlawanan dengan kedudukan I (kedudukan III), putar sekrup A,B, sehingga gelembung nivo tepat di tengah-tengah skala nivo. Putar teropong searah jarum jam sehingga kedudukannya tegak lurus terhadap dua sekrup A,B, dan letakkan berlawanan dengan posisi II atau putar 90˚ (kedudukan IV), kemudian putar sekrup C tanpa merubah sekrup A,B masuk atau keluar agar gelembung nivo tabung tepat di tengah-tengah skala nivo. Cek gelembung nivo tabung, apakah sudutnya tepat di tengah-tengah skala lingkaran nivo. Jika sudah, pesawat siap dioperasikan dan jika belum maka ulangi kegiatan 6 - 9. Untuk memperoleh data di lapangan dilakukan dengan cara sebagai berikut : Setelah pesawat disiapkan tentukan titik yang akan dibidik. Meletakkan baak ukur pada titik yang akan dibidik, arahkan teropong ke baak ukur dengan menggunakan visier untuk mempercepat mengarahkan ke obyek, jika sudah didapat titik yang dibidik, kuncilah klem aldehide horisontal. Tepatkan benang tengah pesawat pada garis tengah baak ukur dengan bantuan sekrup penggerak aldehide horisontal sehingga kedudukan benang tegak pada pesawat segaris dengan garis tengah rambu (baak ukur). Jika obyek bidik (rambu) kurang jelas , maka gunakan sekrup pengatur fokus teropong agar rambu kelihatan jelas. Sedangkan untuk memperjelas benangnya dengan menggunakan sekrup pengatur ketajaman benang. Membaca bacaan benang bawah, benang tengah, benang atasnya, kemudian baca bacaan sudutnya dan juga ukur tinggi alatnya.
2. WATERPASS
Waterpass adalah alat ukur penyipat datar dengan teropong yang dilengkapi nivo dan sumbu mekanis tegak, sehingga teropong dapat berputar ka arah horizontal. Prinsip kerja alat ini yaitu bidik garis kesemua arah, sehingga membentuk bidang datar atau horizontal dimana titiktitik pada bidang datar tersebut akan menunjukkan ketinggian yang sama. Fungsi utama waterpass adalah :
o
o
o
o
Memperoleh pandangan mendatar atau mendapat garis bidikan yang sama tinggi, sehingga titik – titik yang tepat pada garis bidikan memiliki ketinggian yang sama. Dengan pandangan mendatar tersebut dapat diketahui jarak dari garis bidik yang dinyatakan sebagai ketinggian garis bidik terhadap titik-titik tertentu, maka akan diketahui atau ditentukan beda tinggi atau ketinggian dari titik-titik tersebut. Umumnya alat ukur waterpass ditambah dengan bagian alat lain, seperti : Benang stadia, yaitu dua buah benang yang berada di atas dan dibawah serta sejajar dengan jarak yang sama dari benang diafragma mendatar. Dengan adanya benang stadia dan bantuan alat ukur waterpass berupa rambu atau bak ukur alat ini dapat digunakan sebagai alat ukur jarak horizontal atau mendatar. Pengukuran jarak dengan cara seperti ini dikenal dengan jarak optik. Lingkaran berskala, yaitu lingkaran pada badan alat yang dilengkapi dengan skala ukuran sudut. Dengan adanya lingkaran berskala ini arah yang dinyatakan dengan bacaan sudut dari bidikan yang ditunjukkan oleh benang diafragma tegak dapat diketahui, sehingga bila dibidikkan ke dua buah titik, sudut antara ke dua titik tersebut dengan alat dapat ditentukan atau dengan kata lain dapat difungsikan sebagai alat pengukur sudut horizontal.
Alat ukur waterpas dapat di golongkan ke dalam beberapa jenis, yakni : o
Type semua tetap (dumpy level), dimana teropong dengan nivo menjadi satu, penyetelan kedudukan teropong di lakukan dengan tiga sekrup pengatur.
o
Type nivo refreksi (wye level), dimana teropong dapat di putar pada sumbu memanjangnya.
o
Type semua tetap dengan sekrup pengungkit (dumpy tilting level), pada jenis ini sumbu teropong dapat di setel dengan menggunakan sekrup pengungkit (tilting screw).
o
Type otomatis (automatic level), Pada jenis ini kedudukan sumbu teropong akan horizontal secara otomatis karena di dalamnya di lengkapi dengan prisma-prisma yang di gantungkan pada plat baja.
o
Hand level, dimana alat ini hanya terdiri dari teropong yang di lengkapi dengan nivo, sedangkan cara menggunakannya cukup di pegang dengan tangan.
Agar dapat digunakan di lapangan, alat ukur waterpas harus memenuhi beberapa syarat tertentu, baik syarat utama yang tidak dapat ditawar-tawar lagi maupun syarat tambahan yang dimaksudkan untuk memperlancar pelaksanaan pengukuran di lapangan. Adapun syarat-syarat pemakaian alat waterpass pada umumnya adalah: a.
Syarat dinamis: sumbu I vertikal
b.
Syarat statis, antara lain : o
Garis bidik teropong sejajar dengan garis arah nivo
o
Garis arah nivo tegak lurus sumbu I
o
Garis mendatar diafragma tegak lurus sumbu I
Jarak bidik optimum waterpass berkisar antara 40-60 m. Berikut contoh pengukuran dengan alat ukur waterpass. Apabila alat didirikan di antara dua buah rambu, maka antara dua buah rambu dinamakan slag yang terdiri dari bidikan ke rambu muka dan rambu belakang. Selain garis bidik atau benang tengah (BT), teropong juga dilengkapi dengan benang stadia yaitu benang atas (BA) dan benang bawah (BB). Selain untuk pengukuran jarak optis, pembacaan BA dan BB juga sebagai kontrol pembacaan BT di mana seharusnya pembacaan 2BT=BA+BB Apabila jarak antara dua buah titik yang akan diukur beda tingginya relatif jauh, maka dilakukan pengukuran berantai. Pada metode ini, pengukuran tak dapat dilakukan dengan satu kali berdiri alat. Oleh karena itu antara dua buah titik kontrol yang berurutan dibuat beberapa slag dengan titik-titik bantu dan pengukurannya dibuat secara berantai (differential lavelling ). Seperti halnya pengukuran jarak dan sudut, pengukuran beda tinggi juga tidak cukup dilakukan dengan sekali jalan, tetapi dibuat pengukuran pergi pulang, yang pelaksanaannya dapat dilakukan dalam satu hari (dinamakan seksi), serta dimulai dan diakhiri pada titik tetao. Gabungan beberapa seksi dinamakan trayek . Persamaan yang berlaku dalam sipatdatar : a. Waterpas terbuka :
h akhir – h awal ......................................... (II. p)
b. Waterpas tertutup :
0
(II. q)
Keterangan : A dan B
= titik di atas permukaan bumi yang akan diukur beda tingginya
a dan b
= bacaan atau tinggi garis mendatar di titik A dan B
Ha dan Hb
= ketinggian titik A dan B di atas bidang referensi
ΔhAB
= beda tinggi antara titik A dan B
Ada beberapa macam bagian-bagian dari waterpass, antara lain: o
Lup. Lensa yang bisa disetel menjadi alat pengamat melakukan pembidikan. Lup tersebut diputar agar salib sumbu bidik berada dal am fokus.
o
Teropong. Tabung yang menjaga agar semua lensa dan gigi fokus berada pada posisinya yang benar.
o
Penahan sinar. Sebuah tudung metal atau plastik yang dipasang di atas lensa obyektif untuk melindungi lensa tersebut dari kerusakan dan untuk
mengurangi
silau
pada
waktu
level
digunakan. o
Tombol focus. Sebuah tombol pengatur yang memfokuskan level sacara internal terhadap target yang dikehendaki.
o
Piringan horizontal
o
Sekrup-sekrup level. Sekrup-sekrup pengatur yang dipaki untuk mendatangkan level.
o
Alas. Alas tipis berukuran 3 ½ x 8 “ yang mengikat alat pada tripod.
o
Unting-unting, kait dan rantai. Kait dan rantai ditempatkan tepat di tengah-tengah di bawah level, tempat unting-unting digantung bila sudut pandang akan diputar.
o
Sumbu yang dapat digeser-geser.
Sebuah alat yang dimaksudkan untuk
memungkinkan ditempatkannya sumbu alat tepat di atas suatu titik tertentu. o
o
Nama dan nomor seri plat. Sekrup tengensial horizontal. Sebuah sekrup pengatur untuk memperkirakan kelurusan antara salib sumbu bidik dan sasaran bidang horizontal.
o
Tabung nivo. Sebuah tabung gelas bergraduasi yang berisi cairan yang sejajar dengan garis bidik teropong.
3. TOTAL STATION
Total Station merupakan teknologi alat yang menggabungkan secara elektornik antara teknologi theodolite dengan teknologi EDM (electronic distance measurement). EDM merupakan alat ukur jarak elektronik yang menggunakan gelombang elektromagnetik sinar infra merah sebagai gelombang pembawa sinyal pengukuran dan dibantu dengan sebuah reflektor berupa prisma sebagai target (alat pemantul sinar infra merah agar kembali ke EDM). Total station merupakan perangkat elektronik yang dilengkapi piringan horisontal, piringan vertikal dan komponen pengukur jarak. Dari ketiga data primer ini ( Sudut horisontal, sudut vertikal dan jarak) bisa didapatkan nilai koordinat X,Y,Z serta beda tinggi. Data direkam dalam memory dan selanjutnya bisa ditransfer ke komputer untuk di olah menjadi data spasial. Untuk mengenal alat Total Station secara mendalam dapat dilakukan dengan cara membandingkannya dengan alat ukur Theodolit T0. Theodolit T0 yang banyak digunakan di Departemen Kehutanan adalah theodolit T0 kompas. Meskipun banyak pabrikan dan variasi alat, namun dapat dibandingkan secara umum antara Total Station dengan Theodolit T0 kompas, sebagai berikut : 1. Ketelitian bacaan ukuran sudut T0 yaitu : 1’ sedangkan Total Station jauh lebih teliti yaitu : 1”≥ . 2. Ketelitian bacaan ukuran jarak T0 yaitu berkisar ± 1 Cm sedangkan Total Station jauh lebih teliti yaitu berkisar antara 0,1 Cm – 0,01Cm. 3. Kemampuan jarak yang diukur oleh Total Station dengan prisma tunggal rata-rata 3.000 meter, sedangkan jarak optimal T0 yaitu 200 meter dan sangat subyektif dengan pembacaan masing-masing surveyor dalam membaca rambu ukur. 4. Sumber kesalahan yang bisa dieliminasi atau dihindari dalam pengukuran dengan Total Station diantaranya yaitu kesalahan kasar (blunder ). Kesalahan blunder yaitu kesalahan yang diakibatkan karena kelalaian manusia, contoh diantaranya yaitu : salah baca, salah tulis dan salah dengar. Kemampuan membaca, menginterpolasi bacaan rambu ukur, menginterpolasi bacaan arah azimuth kompas pada alat T0 setiap oran g berbeda beda. Kondisi lelah pun bisa mengakibatkan salah membaca dan salah mendengar. Sedangkan pada Total Station bacaan arah, sudut dan bacaan jarak sudah ditampilkan otomatis pada tampilan layar, bahkan dapat tersimpan secara otomatis dalam memori alat ukur. 5. Pengolahan data ukuran Total Station dilengkapi dengan software yang telah disediakan oleh pabrikan, sehingga pengolahan data lebih cepat. Data ukuran jarak, sudut, azimuth dan koordinat tersimpan di memory alat. Pada beberapa jenis Total Station, sketsa titiktitik yang diukur dapat ditampilkan posisinya pada layar monitor alat. Data ukuran dari T0 harus dicatat dan digambar pada buku ukur, sehingga menambah waktu pekerjaan
dibandingkan dengan Total Station. Akan tetapi untuk tujuan backup data, dapat pula dilakukan pencatatan pada buku ukur untuk data ukuran Total Station. 6. Format data hasil ukuran Total Station sudah bisa diaplikasikan langsung dengan program GIS dan digabungkan dengan data GPS, sedangkan data hasil ukuran T0 merupakan data mentah dan harus dilakukan pengolahan data terlebih dahulu. 7. Kesalahan Kolimasi (garis bidik tidak sejajar dengan sumbu II), kesalahan index vertikal sudah diset Nol sehingga tidak perlu pengaturan lagi. Pada alat T0 harus dilakukan pengecekan kolimasi dan index vertikal sebelum alat digunakan, sehingga apabila terjadi kesalahan secepatnya dilakukan koreksi sebelum alat tersebut dipakai dalam pengukuran di lapangan. 8. Pada proses pengukuran stake out atau pencarian titik atau rekonstruksi, Total Station lebih memudahkan pelaksana dalam mencari titik-titik tersebut. Dengan memasukan koordinat acuan titik dan data jarak dan sudut yang diketahui, maka pencarian titik tersebut lebih mudah, karena alat Total Station menghitung secara otomatis posisi prisma berdiri. Pada T0 harus dilakukan perhitungan dengan kalkulator untuk mendapatkan posisi yang paling tepat. 9. Pada kondisi cahaya redup ataupun gelap, pengukuran masih bisa dilaksanakan karena Total Station menggunakan teknologi infra merah, sedangkan dengan Theodolit sangat sulit dilakukan khususnya dalam membaca rambu, serta membaca sudut horisontal dan sudut vertikal. 10. Atraksi lokal yang disebabkan oleh benda-benda logam di sekitarnya berpengaruh terhadap kondisi bacaan yang ditunjukan oleh kompas, Total Station tidak dipengaruhi oleh atraksi lokal tersebut. Komposisi peralatan dan kelengkapan yang diperlukan untuk pengukuran : o o
o o o
Main Unit Total Station (TS) NIKON DTM or NPL Series dan Tripod Prisma untuk poligon = 2 buah : - 1 buah untuk backsight (BS) + Tripod - 1 buah untuk Foresight (FS) + Tripod Prima untuk detil minimal 1 buah + pole Meteran kecil untuk mengukur tinggi alat dan prisma Compass untu cari azimuth
Sebelum malakukan dahulu,langkahnya adalah :
pengukuran
kita
harus
melakukan
Set
up
alat
terlebih
1. Dirikan alat TS di titik STN (titik tempat berdiri alat,Misal titik 2) dan lakukan centering dengan mengatur nivo kotak dan nivo tabung sampai seimbang. 2. Dirikan prisma poligon masing-masing pada titik 1 (untuk backsight=BS) dan titik 3 (untuk Foresight=FS), kemudian lakukan centering, Langkah centering sama dengan waktu centering dengan alat TS 3. Total station siap digunakan untuk melakukan pengukuran
