TUGAS GEODESI FISIS LANJUT
Review Kuliah I
Disusun Oleh : HILMIYATI ULINNUHA
PASCA SARJANA TEKNIK GEODESI - GEOMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014
Review Kuliah Tanggal 2/9/2014 1. Ruang Lingkup Geodesi Fisis
Geodesi fisis merupakan bagian ilmu geodesi yang bertujuan menentukan bentuk dan besar bumi fisis yaitu geoid (sumaryo dkk, 2005).
Geodesi fisis erat kaitannya dengan gaya berat yang digunakan untuk pemodelan geoid gravimetri terhadap land surface dan sistem tingginya.
Ada tiga kunci pokok dalam ruang lingkup geodesi fisis yaitu bidang equipotensial, sistem tinggi dan sub surface.
Penentuan bentuk dan besar geoid pada dasarnya adalah menentukan penyimpangan bentuk dan penyimpangan besar (jarak) geoid terhadap ellipsoid acuan sebagai bumi acuan. Dalam penentuan tersebut elipsoid harus dihketahui terlebih dahulu.
2. Aplikasi Geodesi Fisis
Salah satu hasil dari ilmu geodesi fisis adalah adanya geoid yang merupakan model bumi fisis. Geoid ini dapat digunakan untuk :
Interpretasi sub surface untuk kajian hidrokarbon di bidang pertambangan
Pemodelan sistem tinggi untuk keperluan risk assesment , contohnya adalah penanggulangan resiko bencana gunung berapi
Untuk mengetahui deformasi suatu wilayah yang dilihat dari aspek tingginya
Membantu dalam proses peluncuran satelit karena membutuhkan informasi elemen orbit yang memperhitungkan kecepatan orbit, kecepatan rotasi bumi, dan massa bumi
Pemetaan tomografi yaitu pemetaan sub surface yang senantiasa bersifat liquid atau cair. Pemetaan ini erat kaitannya dengan plate movement
3. Algoritma Geodesi Fisis
Algoritma geodesi fisis ini berkaitan dengan pemrosesan data. Dalam pemrosesan data, geodesi fisis juga berkaitan dengan densitas lapisan bumi (ρ) baik densitas fisik maupun densitas teoritis. Kedua densitas lapisan bumi ini biasanya digunakan untuk forensik dan dating (penentuan umur). Densitas normal adalah 2,67 kg/m 3. Salah satu aplikasi densitas dalam geodesi fisis adalah penentuan jenis batuan yang berada di lapisan-lapisan bumi. Berbagai jenis batuan memiliki densitas yang berbeda-beda antara satu dengan yang lainnya. Geodesi Fisis Lanjut
Page 2
4. Pengertian Gaya Berat dan Gaya Gravitasi
Bumi yang senyatanya adalah suatu massa besar dengan rapat massa tidak homogen dan permukaan tidak teratur serta berotasi pada sumbu pendeknya (sumaryo dkk, 2005).
Rotasi bumi yang terjadi mengakibatkan terjadinya gaya sentrifugal dan gaya sentripetal. Gaya sentrifugal adalah gaya yang tegak lurus dengan sumbu rotasi bumi. Gaya sentrifugal paling besar terletak di equator dan semakin mengecil atau bahkan mendekati nol apabila semakin ke kutub.
Gaya Gravitasi adalah gaya yang menuju ke pusat massa bumi, sedangkan gaya berat adalah resultan vektor gaya sentrifugal dan gaya gravitasi bumi. Gaya berat dibedakan menjadi gaya berat normal dan gaya berat fisis. Gaya berat normal adalah gaya berat yang dipengaruhi oleh faktor lintang sedangkan gaya berat fisis merupakan gaya berat yang dipengaruhi faktor lintang dan faktor-faktor lain seperti densitas, tekanan dll.
Gambar medan gaya berat :
Geodesi Fisis Lanjut
Page 3
5. Pengukuran Gaya Berat
Pengukuran gaya berat dapat dilakukan dengan 3 met ode yaitu
Metode terrestris Pengukuran gaya berat metode terestris atau yang dikenal dengan land survey merupakan
pengukuran
gaya
berat
konvensional
yang
dilakukan
dengan
menggunakan gravitimeter. Contoh gravitimeter adalah Gulf Gravitimeter dan LaCoste-Romberg Gravitimeter. Prinsip Kerja LaCoste-Romberg :
Gambar.1. Diagram La Coste-Romberg (Bella dkk,2014) Gambar 1 menunjukkan diagram atau prinsip kerja LaCoste-Romberg. Prinsipnya adalah menggunakan dua pegas yang sangat sensitif tehadap pengaruh medan gaya gravitasi sehingga apabila terjadi perbedaan gaya berat akan menimbulkan sudut α dan perbedaan panjang s. Cara Kerja LaCoste-Romberg : Diputar pada bagian paling atas ---- akan memberi gaya pada pegas ----menggerakan benda sampai benda dalam kondisi setimbang lagi ----- akan memberikan nilai gaya barat ( nilai gaya berat dibaca pada dial). Pola pikir : Algoritma yang dipakai dala LaCoste-Romberg adalah m.g – k.d. sin α = 0
dengan
Geodesi Fisis Lanjut
m
: massa benda
k
: konstanta pegas Page 4
d
: panjang pegas
α
: sudut yang terbentuk antara pegas dan benda
Terdapat dua parameter yang terdapat pada LaCoste yaitu α dan s, dengan s adalah perbedaan elevasi. Mengacu pada algoritma yang dipakai dalam prinsip kerja LaCoste, berarti apabila tidak ada α maka m.g sama. Hal ini menunjukkan bahwa medan gaya berat dititik tersebut adalah sama, sehingga dapat disimpulkan bahwa pada titik tersebut mempunyai densitas yang sama. Apabila perbedaan gaya berat sangat tipis, maka bisa jadi hanya karena perbedaan elevasi saja, bukan disebabkan karena adanya perbedan medan gaya berat.
Metode airborne gravity Pengukuran gaya berat metode ini dilakukan dengan menggunakan wahana terbang seperti pesawat atau helikopter. Survey dengan menggunakan metode gravitasi
memanfaatkan
Perubahan percepatan
nilai percepatan
gravitasi
pada satu titik dengan titik
diarea
survey
tersebut.
lain disekitarnya dapat
menandakan adanya perbedaan kandungan yang ada dibawah permukaan bumi. Namun, perubahan
yang
terjadi
relative
sangat
kecil
sehingga
dalam
pengukuran dengan metode gravitasi memerlukan alat ukur yang memiliki kepekaan yang sangat tinggi. Prinsip pengukuran :
Gambar.2. Prinsip Pengukuran Airborne gravity (Anonim, 2010)
Geodesi Fisis Lanjut
Page 5
Gambar 2 merupakan prinsip pengukuran gaya berat metode airborne dengan menggunakan wahana pesawat udara. Pengukuran ini dilengkapi dengan GPS untuk menentukan posisi alat ukur dengan g o adalah total akselerasi yang didapat dari pengukuran GPS. Beberapa eksperimen sejak tahun 1958 telah membuktikan bahwa pengukuran gaya berat menggunakan pesawat adalah sangat memungkinkan. Keakuratan area survey dapat diperkirakan dari perbedaan pengukuran pada bentuk interseksi serta dari perbandingan dengan data terrestrial gaya berat. Salah satu kelebihan yang dimiliki oleh metoda ini (airborne gravity) dibandingkan dengan metoda terestris adalah dalam hal akuisi data gaya berat yang lebih cepat, ekonomis dan dengan tingkat ketelitian yang dapat diandalkan.
Metode sea floor Secara
umum metoda
gaya berat
merupakan
metoda geofisika
yang
mengukur variasi gaya berat (gravitational) di bumi. Metoda sea floor ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi, namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target yang spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil. Dalam pengukuran ditambah dengan peralatan GPS untuk mengetahui posisi horisontal. Prosedur Lapangan : Targetan observasi harus mempunyai kontras densiti yang jelas (significant) agar dapat dideteksi oleh gravimetri. Grid (lintasan) yang umum digunakan cukup lebar yaitu antara 200 m s/d 1 km (500 ft s/d 1 mil). Setiap titik pengamatan diusahakan bebas dari angin, pengaruh (getaran), dll. Elevasi setiap titik observasi harus diketahui dengan akurat karena akan diperhitungkan dalam pengkoreksian hasil pembacaan alat. Begitu juga dengan waktu setiap pengukuran. Data yang diambil waktu pengukuran : a. Tanggal dan hari pembacaan data Data ini berguna untuk mengoreksi pasang surut. Waktu pembacaan digunakan untuk koreksi apungan dan penentuan pasang surut. b. Pembacaan Alat c. Koordinat stasiun pengukuran dengan menggunakan GPS d. Data inner zone untuk koreksi Terrain e. Ketinggian titik pengukuran Geodesi Fisis Lanjut
Page 6
Koreksi yang dilakukan adalah a. Koreksi Pasang Surut (Tide Correction) b. Koreksi Apungan (Drift Correction) c. Medan Gayaberat Terkoreksi d. Different in Reading (gdiff) e. Medan Gayaberat Observasi
6. Syarat Pengukuran Gaya Berat
Metode akuisisi data adalah metode pengambilan data/ pengukuran yang dilakukan di suatu daerah survei (Anonim,2014). Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi sebelum melakukan pengukuran gaya berat, yaitu :
Tujuan yang jelas Sebelum melakukan pengukuran gaya berat, perlu dilakukan permusan tujuan yang jelas sehingga pengukuran tidak akan berlangsung sia-sia.
Alat gravimeter layak pakai Dalam penggunaan alat gravimeter perlu diperhatikan kestabilan dan sensitifitas alat karena kedua hal ini akan mempengaruhi ketelitian pengukuran.
Bebas dari kesalahan kasar (blunder ) Dalam pengukuran sebaiknya sangat menghindari kesalahan blunder . Apabila ditemukan adanya kesalahan blunder maka data pengukuran dibuang atau dilakukan pengukuran ulang.
Meminimalkan kesalahan sistematik Kesalahan sistematis dapat diminimalkan dengan melakukan kalibrasi alat sehingga didapatkan nilai koreksi untuk mengoreksi nilai ukuran.
Operator yang handal Syarat ini merupakan salah satu cara untuk meminimalkan adanya kesalahan kasar.
Terdapat TOR yang rigid
Adanya kepastian lokasi survey
Adanya manual dan trouble shooting yang jelas Trouble Shooting harus ada untuk menyelesaikan masalah dimana nilai ukuran masih tercover dengan ketelitian alat. Manual digunakan untuk menyelesaikan masalah sistematik.
Geodesi Fisis Lanjut
Page 7
7. Handling of Data Quality
Untuk menghendel kualitas data pengukuran gaya berat dapat dilakukan sebagai berikut :
Tidak ada kesalahan blunder
Terdapat dokumentasi kalibrasi gravitimeter
Kesalahan sistematik yang minimum
Adanya SOP yang baik dalam akuisisi data
Adanya pengetesan kesalahan random
Pemrosesan data dengan tes statistik yang benar dan menggunakan hitung kuadrat terkecil
Perhitungan data didapatkan simpangan baku, presisi, dan akurasi data.
8. Mengatasi Kesalahan Sistematis
Kesalahan sistematis tidak dapat dihilangkan sepenuhnya namun kesalahan ini bisa diminimalkan. Beberapa cara untuk mengatasi kesalahan sistematis adalah
Meminimalkan drift
Tidak memakai nilai estimasi pada bacaan nilai ukuran
Mengoreksi kesalahan sistematis yang berarti meminimalkan kesalahan
Memakai alat ukur elektronis sehingga data yang didapat bukan merupakan data bacaan tetapi data biner yang kemudian diolah menggunakan teknologi komputer.
Referensi :
Anonim.2010.http://dc401.4shared.com/doc/YyEHaOG8/preview.html. (diakses 8 September 2014) Anonim.2014. Metode Akuisisi Data Gravity. http://www.echogeo.net/2014/04/metodeakuisisi-data-graviti-gaya-berat.html (diakses tanggal 8 September 2014) Bella,dkk.2014.Genaral Field Operation.Geofisika.Universitas Brawijaya.Malang. Sumaryo,dkk.2005. Diktat Geodesi Fisis.Teknik Geodesi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.Yogyakarta.
Geodesi Fisis Lanjut
Page 8
