MING INGGU KE 2
SUMBER DAN METODE PENGUMPULAN DATA DATA MTDSE TD SEC CARA ARA TE TERR RRES ESTR TRIIAL, DIGITASI KARTOGRAFI DISKRIPSI DISKRIPSI SINGKAT SINGKAT Sum Sumber dan dan metode etode peng pengum umpulan data data MTD MTD secara secara terrestrial dan dan secara secara digitasi kartografi. kartografi. Untuk cara cara terestrial terestrial sering sering menggunak enggunakan an peralat peralatan an terestris terestris dan GPS. GPS. GP GPS S adalah adalah teknik yang populer populer untuk peng penguku ukuran ran langsun langsung g permuka permukaan an bum bumi. Alat itu itu mengga enggantikan ntikan theodolites theodolites konven konvensiona sionall dan dan total stasiun. Teknik Teknik survei survei konven konvensiona sionall menentuka enentukan n posisi posisi (koordinat) (koordinat) titik titik melalui pengu pengukura kuran n jarak dan dan sudu sudut. t. Instrum Instrumen konv konven ension sional al theod theodolites olites dan dan total station kompu komputerisa terisasi. si. Pada Pada dasa dasarny rnya a ada dua dua teknik digitasi digitasi kartografi, yaitu, yaitu, berbasis vektor vektor atau pemindaian berbasis berbasis raster. Digitasi dapat dilakukan baik secara manual atau dengan perangkat otomatis.
MANFAAT Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat : 1. Memaha emaham mi berbag berbagai ai sum sumber dan metode pengum pengumpulan pulan data MTD cara terrestrial, digitasi kartografi 2. Mahasiswa Mahasiswa mam mampu pu menjelaskan menjelaskan dan mem memban bandingkan dingkan keunggulan keunggulan dan kelemaha kelemahan n pengumpulan data MTD secara terestrial dan digitasi kartografis.
RELEVANSI Sum Sumber dan dan metod metode e peng pengum umpulan pulan data data MTD MTD terrestrial, digitasi kartografi ini mempun empunyai yai maksud aksud mem mempe perken rkenalkan alkan maha mahasisw siswa a tentang peran peran ahli geosp geospasial asial dalam mengena engenalili sumber data masukan dan metode pengumpulannya
LEARNING LEARNINGOUTCOMES Mahasiswa Mahasiswa mampu menerangkan menerangkan tentang sumber sumber dan metode metode pengumpulan pengumpulan data MTD terrestri terrestrial, al, digitasi digitasi kartografi serta mam mampu pu menjelaskan dan memband embandingkan ingkan keunggulan keunggulan dan kelemahan pengumpulan data MTD secara terestrial dan digitasi kartografis.
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, Geomatika, FT FT UGM
1
PENYAJIAN Sumber dan metode pengumpulan data MTDsecaraterrestrial, digitasi kartografi 1. Sumber data MTD Sumber data berarti bahan dari mana data dapat diperoleh untuk pemodelan terin dan sumber data DTM diperoleh dari sumber data pemodelan digital terrain. Data tersebut dapat diukur dengan teknik yang berbeda 1.1. Permukaan terin sebagai sumber data Permukaan bumi ditutupi oleh fitur alam danbuatan manusia, selain dari air, Vegetasi , salju / es , dan gurun yang merupakan fitur alam yang luas. Untuk daerah kutub dan beberapa daerah pegunungan tinggi, permukaan terin tertutup oleh es dan salju sepanjang waktu. Pemukiman dan jaringan transportasi adalah merupakan fitur buatan manusia. Untuk permukaan terin dengan berbagai jenis cakupan, teknik pengukuran yang berbeda dapat digunakan karena beberapa teknik mungkin kurang cocok untuk beberapa daerah . Misalnya tidak mudah untuk langsung mengukur permukaan di daerah yang sangat bergunung . Untuk ini, teknik fotogrametri menggunakan foto udara atau penginderaan jauh yang lebih cocok . 1.1.1. Pengukuran terestris Gambar 1 menunjukkan dua contoh khas masalah survei konvensional . Pada Gambar 1 ( a) , koordinat 3 - D dari titik A diketahui . Melalui pengukuran sudut vertikal , jarak ( antara A dan P ) , dan azimut maka posisi titik P dapat ditentukan. Pada Gambar 1 ( b ) , koordinat 3 - D dari titik A dan B diketahui . Melalui pengukuran sudut horisontal, vertikal dan jarak ( antara A dan P serta antara B dan P ) , posisi titik P dapat ditentukan . Gambar 1 ada dua masalah khas dalam survei konvensional. ( a ) Dari titik A diketahui untuk menentukan posisi P. ( b ) dari dua titik yang diketahui A dan B untuk menentukan posisi P.
Gambar 1. Ada dua jenis problem pada survei konvensional
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
2
1.1.2. Pengoperasian GPS GPS memiliki tiga bagian, yaitu ruas angkasa, ground segmen kontrol, dan pengguna segmen (lihat Gambar 2). Segmen ruang mengacu pada konstelasi satelit GPS, yang terdiri dari 24 satelit dan beberapa suku cadang. Gambar 3 menunjukkan konfigurasi seperti. Satelit sekitar 20.000 km di atas permukaan bumi dan memancarkan sinyal dan pesan navigasi untuk pengguna GPS. Segmen kontrol terdiri dari stasiun bumi yang menjamin satelit yang bekerja dengan benar. Ini terdiri dari satu master control station (MCS) yang terletak di Schriever (Sebelumnya Falcon) AFB di Colorado, lima stasiun pemantau (Hawaii, Kwajalein, Pulau Ascension, Diego Garcia, dan Colorado Springs), dan tiga antena ground (Pulau Ascension, Diego Garcia dan Kwajalein). Lokasi Stasiun monitor yang tepat ditentukan dan masing-masing memiliki penerima GPS untuk menerima sinyal dari semua satelit di tampilan sehingga dapat memantau satelit terus-menerus. Stasiun master kontrol mengumpulkan pelacakan dan informasi terkait lainnya dan dipantau di stasiun monitor sehingga orbit satelit dapat diprediksi dan dikoreksi dan status kondisi dari satelit ditentukan. Informasi tersebut merupakan bagian dari pesan navigasi, yang kemudian dikirim ke stasiun transmisi untuk di- upload ke semua satelit. Demikian pesan terus dipancarkan melalui satelit dan GPS receiver dapat menerima satelit kapan saja. Segmen pengguna terdiri dari penerima, yang digunakan oleh pengguna untuk aplikasi yang berbeda. Penerima menggunakan hand-held penerima dipasang di mobil, dipasang pada pesawat, kapal, tank, kapal selam, mobil, dan truk atau memakai tripod pada kasus survei lapangan.
Gambar 2. Segmen GPS Prinsip dasar pengukuran berbasis GPS adalah interseksi jarak. Untuk menentukan posisi yang tidak diketahui dalam 3-D ruang, tiga jarak dari tiga titik perlu diketahui. Dalam kasus GPS, posisi satelit semua diketahui setiap saat karena orbit setiap satelit dipantau dan dikendalikan oleh stasiun bumi. Untuk menentukan lokasi penerima GPS, diperlukan alat untuk mengukur tiga jarak dari receiver ke tiga satelit GPS. Oleh karena itu para pengguna GPS, masalah utama adalah untuk mengukur jarak dari receiver ke satelit. Sebagai salah satu bisa membayangkan , adalah mustahil untuk mengukur jarak ini
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
3
menggunakan peralatan konvensional. Solusinya adalah dengan menggunakan gelombang elektromagnetik yang bekerja dengan kecepatan cahaya.
Gambar 3 konstelasi satelit GPS
1.1.3. Prinsip pengukuran GPS Sebagai salah satu yang sulit dibayangkan, adalah mustahil untuk mengukur jarak menggunakan peralatan konvensional. Solusinya adalah dengan menggunakan gelombang elektromagnetik yang berjalan dengan kecepatan cahaya. Satelit mengirimkan sinyal ke penerima GPS dan dibutuhkan t detik untuk penerima GPS untuk menerima sinyal, maka jarak antara penerima GPS dan satelit dapat diperoleh dengan D=cxt Dimana D adalah jarak, t adalah waktu tempuh, dan c adalah kecepatan cahaya , yaitu, 299.792.458 m / detik . Sekarang masalahnya menjadi bagaimana menentukan waktu yang dibutuhkan sinyal untuk perjalanan dari satelit ke penerima. Praktek saat ini adalah memiliki jam onboard satelit dan jam di penerima . Kemudian , Persamaannya menjadi D = c x ( Ts – Tr )
Dimana Ts merupakan waktu ketika satelit mentransmisikan sinyal dan Tr merupakan saat sinyal mencapai penerima GPS .
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
4
Dari persamaan di atas, dapat dicatat bahwa kesalahan kecil pada pencatat jam akan menyebabkan kesalahan yang signifikan dalam jarak yangdihitung. Ini mensyaratkan bahwa jamyang berada onboard satelit dan penerima harus sangat akurat. Hal ini tentu akan membuat penerima GPS sangat mahal dan dengan demikian membuat aplikasi GPS kurang populer. Solusi untuk masalah ini adalah dengan mengasumsikan kesalahan antara jam di receiver GPS dan jam onboard satelit tapi kesalahan konstan ke penerima GPS ini tertentu karena Satelit dilengkapi dengan jam atom yang sangat akurat dan kesalahan jam satelit dapat dikoreksi dengan menerapkan parameter koreksi yang terkandung dalam pesan navigasi. Dengan asumsi ini, pengguna dapat kemudian memperlakukan suatu kesalahan sebagai parameter. Dengan demikian diperlukan tambahan ( selain X , Y , Z koordinat penerima ) , merupakan kebutuhan untuk mengukur jarak lain sebagai tambahan untuk tiga posisi satelit yang diperlukan untuk penentuan posisi. Artinya, sejumlah total empat satelit perlu diamati untuk menentukan posisi titik. Untuk membuat pengukuran dengan akurasi yang lebih tinggi digunakan Differensial GPS. Ide dasarnya adalah untuk menentukan perbedaan koordinat antara dua titik (misalnya A dan B ), salah satunya (katakanlah A) diketahui dengan tepat. Dengan cara ini, alat penerima GPS pada setiap titik pada kedua stasiun lokasi penerima secara bersamaan menerima sinyal pada periode waktu tertentu. Ketelitian dapat ditingkatkan dengan pengaturan tersebut, bahwa kesalahan jam satelit dan efek atmosfer dapat dihilangkan. 1.2. Peta rupa bumi (Digitasi) Setiap negara memiliki peta topografi dan ini dapat digunakan sebagai sumber utama data untuk model terrain digital. Data masukan yang diperoleh dari ketinggian garis kontur yang didigitasi ketinggiannya sebagai titik DTM. Oleh karena itu, dari sumber data yang banyak informasinya untuk model terrain digital asalkan keterbatasan adanya data ketinggian pada peta kontur karena skala peta topografinya. Peta dengan garis kontur biasanya disebut sebagai peta dasar. Hal ini menunjukkan kualitas dari DTM yang diperoleh dari peta kontur yang ada. Biasanya ada beberapa peta topografi lain pada skala yang lebih kecil dari skala peta dasar, yang tentunya, peta topografi skala yang lebih kecil tersebut memiliki tingkat yang lebih tinggi generalisasinya sehinggaakurasinya lebih rendah. Salah satu perhatian penting dengan peta topografi adalah kualitas data yang terkandung di dalamnya. Terutama kualitas ukuran metrik, yang kemudian mempengaruhi akurasi. Representasi terin yang diberikan oleh peta kontur sangat ditentukan oleh kepadatan garis kontur dan keakuratan garis kontur itu sendiri. Salah satu ukuran penting kerapatan kontur adalah interval kontur vertikal. Persyaratan ketelitian dari peta kontur diberikan oleh spesifikasi peta. 1.2.1. Digitasi line following Cara digitasi adalah metode yang paling banyak digunakan untuk konversi dara grafis ke dalam data digital seperti gambar 4. Perangkat semi automatis untuk konversi data yang tersedia masih relatif mahal dan dengan demikian tidak populer . Penggunaan raster scanning berarti untuk menempatkan kedalam grid reguler ke peta dan kemudian merekam apakah garis kontur melewati piksel-piksel. Metode ini juga banyak kelemahannya. Scanning otomatis juga merupakan metode populer untuk digitasi kartografi.
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
5
Gambar 4. metoda digitasi kartografi
Dalam panduan line-follower cara digitasi , baik sistem digitasi berbasis mekanis atau tablet digitasi dapat digunakan saat ini, contoh yang ditunjukkan pada Gambar 5. Dalam kasus digitasi yang dilakukan secara manual, peta itu hati-hati diletakkan ke meja digitizer . Sebuah kursor dengan crosshair ini digunakan untuk digitasi garis kontur dengan tangan dan merekam koordinatnya. Manual digitasi line-follower berikut dapat dilakukan dengan dua cara , yaitu, baik mode kontinyu atau mode point (titik). Dengan mode titik , cara digitasi dengan setiap kali menekan tombol ,Operator memperoleh (x , y ) koordinat posisi kursor akan disimpan . Oleh karena itu , setiap kali keputusan perlu dibuat oleh operator pada titik mana yang harus didigitasi . Biasanya , digitasi dilakukan dalam stasioner (statis) mode untuk memberikan akurasi terbaik. Keuntungan utama dari mode titik manual digitasi adalah bahwa operator mengontrol pemilihan titik untuk mengurangi volume data . Mode kontinyu berarti bahwa proses tracing / pengukuran dilakukan secara dinamis dan dengan demikian kurang akurat. Dalam mode ini , saat kursor bergerak sepanjang garis kontur , titik koordinat dicatat , baik pada selang waktu atau berdasarkan selang jarak. Kelemahan dari tracing kontinyu adalah bahwa operator tidak melakukan perbuatan yang berulang-ulang. Namun, data redundansi merupakan permasalahan yang perlu dihindari. Perhatian lain dengan mode ini adalah ketelitian hasil digitasi dengan garis aslinya karena data titik koordinat akan disimpan pada interval tertentu terlepas dari apakah kursor tepat mengikuti garis dengan baik atau cukup melenceng dari garis aslinya. Untuk mengatasi masalah yang dihadapi pada pengguna jalur - digitasi maka , garis tracing otomatis menggunakan perangkat seperti Laser-Scan Fastrak dan sistem Lasertrak telah dikembangkan untuk mengurangi gerakan manual kursor selama digitasi. Namun, operator masih diperlukan untuk mengawasi sistem untuk melaksanakan berbagai operasi seperti penempatan posisi awal alat pada kontur, memasukkan nilai-nilai elevasi kontur. Karena tingkat intervensi operator secara manual yang diperlukan, makametode ini biasanya disebut sebagai digitasi semiautomated. Data yang diperoleh dengan digitasi berada dalam sistem koordinat digitizer dan harus diubah menjadi sistem koordinat peta. Umumnya transformasi dilakukan dengan menggunakan beberapa
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
6
sebagai titik kontrol dan kemudian menerapkan transformasi affine untuk mengkonversi titik data digital ke dalam sistemkoordinat peta .
Gambar 5. Tablet digitiser 1.2.2. Raster scanning Raster scanner mengerjakan digitasi sepenuhnya secara otomatis. Pada raster scanning, setiap scan garis dibagi menjadi unit resolusi, dengan satuan mikro meter dan untuk setiap unit scan memuncukan kembali, apakah adagaris kontur atau tidak ada seperti pada gambar 6.
Gambar 6. drum scanner (kiri) dan flatbed scanner (kanan) Setiap respon dicatat dengan cara yang sama , misalnya , 0 jika tidak ada dan 1 jika ada garis . Atau data juga dapat direkam sebagai gambar abu-abu . Scanner dapat dikategorikan menjadi dua jenis berdasarkan pada platform , yaitu, flatbed datar dan drumscanner. Berdasarkan susunan detektor, alat ini dapat diklasifikasikan sebagai titik, garis dan area. Jika drum scanner yang digunakan, peta akan dipindai melekat pada drum. Dengan rotasi drum yang berputar dalam arah y dan bergerak pemindai head dalam arah x , seluruh peta dapat dipindai . Prinsip kerja dari scanner flatbed datar adalah sama . Dalam kasus ini , bergerak dalam arah y dicapai oleh pergerakan sepanjang dua rel. Scanner untuk pemindaian kartografi memiliki resolusi tinggi. Akibatnya , jumlah data sangat besar dan ada banyak redundansi. Kemudian proses vektorisasi dapat secara manual atau otomatis . Vektorisasi manual
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
7
berarti untuk menampilkan peta hasil pemindaian pada layar dan kemudian dilaksanakan tracing digitasi pada layar . Vektorisasi otomatis dilakukan dilengkapi dengan algoritma otomatis . PENUTUP
Ini harus menunjukkan bahwa metode akuisisi data semua memiliki kelebihan dan kekurangan . Oleh karena itu , ketika memilih sebuah metode , berbagai aspek seperti tujuan , persyaratan akurasi , kondisi peralatan , dan ketersediaan bahan sumber harus dipertimbangkan . Untuk membantu dalam pengambilan keputusan , perbandingan antara metode ini dalam berbagai aspek , seperti efisiensi , biaya , dan akurasi
TEST FORMATIF Latihan :
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Sumber dan metode pengumpulan data MTD? 2. Jelaskanmetode pengumpulan data MTDsecara terrestrial.? 3 Jelaskanmetode pengumpulan data MTD cara digitasi kartografi ? Jawaban
Ja w a b a n so a l l at i h a n t e r s eb u t a k a n d i b e r i k an p a d a sa a t u m p a n b a l ik / d i sk u s i p a d a k u l i ah m i n g g u b e r i k u t n y a
PETUNJUK PENILAIAN NO KRITERIA 1
2
3
1 (skor 75-100)
Sumber dan metode pengumpulan data MTD
Mampu menjelaskan secara lengkap Sumber dan metode pengumpulan data MTD metode Mampu menjelaskan pengumpulan metode pengumpulan data MTD data MTD secara secara terrestria secara lancar terrestria metode Mampu menjelaskan pengumpulan metode pengumpulan data MTD data MTD cara digitasi cara digitasi kartografi kartografi
2
3
Mampu menjelaskan sebagian Sumber dan metode pengumpulan data MTD
Tidak mampu menjelaskan Sumber dan metode pengumpulan data MTD
Mampu menjelaskan hanya sebagian lingkup metode pengumpulan data MTD secara terrestria
Tdak mampu menjelaskan metode pengumpulan data MTD secara terrestria
Mampu menjelaskan hanya sebagian metode pengumpulan data MTD cara digitasi kartografi
Tidak mampu menjelaskan metode pengumpulan data MTD cara digitasi kartografi
**(1 : skor 70 s/d 100, 2 : skor 40 s/d 70, 3 : skor 0 s/d 40)
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
8
TINDAK LANJUT 1) Untuk mahasiswa yang kurang mampu menjelaskan dan merangkum perkuliahan minggu ke 2 diharapkan untuk membaca buku pustaka /acuan yang berkaitan dengan materi minggu ke 2. 2) Mahasiswa mempelajari materi kuliah minggu berikutnya.
Daftar Pustaka : 1. Djurdjani, 1999, Model Permukaan Digital , Diktat Jurusan Teknik Geodesi FT-UGM. 2. ITC, 2001, ILWIS 3.0 Academic User’s Guide, ITC, Enschede. 3. Li, Z., Zhu, Q., dan Gold, C., 2005, Digital Terrain Modeling, Principles and Methodology , CRC Press, 20000 N.W. Corporate Blvd, Boca Raton, Florida. 4. Meijerink, A.M.J., Brouwer, H.A.M, Mannaerts, C.M., dan Valenzuela, C.R., 1994, Introduction to the Use of GIS for Practical Hydrology , ITC, Enschede. 5. Sheimy, Nasher., 1999, Digital Terrain Modeling , Lecture Notes, University of Calgary, Calgary.
Jurusan Teknik Geodes dan Geomatika, FT UGM
9
