KONSEP TINGGI DAN CARA PENGAMBILAN DATA. Pengantar Surveying

Transkripsi

1 KONSEP TINGGI DAN CARA PENGAMBILAN DATA Pengantar Surveying

2 Tinggi Untuk dapat menggambarkan secara baik model permukaan bumi agar mirip dengan aslinya, selain posisi horizontal kita memerlukan informasi posisi vertikal (ketinggian). Hal ini penting terutama dalam bidang kerekayasaan yang pesat saat ini dimana bangunan sudah tidak bertingkat ke arah atas permukaan tanah, tetapi juga ke arah dalam permukaan tanah. Contoh persoalan ini adalah : a. Bagaimana menggambarkan jalan layang yang berada di atas jalan utama? b. Bagaimana menggambarkan posisi pipa gas yang berada di bawah permukaan laut?

3 Model Tinggi digital

4 Definisi DTM Digital Terrain Model (DTM) merupakan representasi elevasi/ ketinggian. Definisi lain : Merupakan representasi diskrit dari suatu permukaan topografi Merupakan koleksi dari titik-titik diskrit (x i,y i,z i ) dalam sistem koordinat ruang yang merepresentasikan permukaan fisik 3D Nama lain : - Digital Height Model (DHM) - Digital Elevation Model (DEM) - Digital Surface Model (DSM) Bobby-2010 GD-ITB 4

5 DTM adalah: permukaan bumi terbawah (last reflective surface, or LIDAR last-return) merepresentasikan permukaan tanah (terrain) asli (bare-earth terrain) setelah dilakukan pembuangan data vegetasi dan unsur-unsur kultural. bare-earth representation with irregular spaces between points (non-raster)

6 DTM Secara klasik informasi tinggi dapat dipresentasikan dalam bentuk/ pola : Garis kontur/ peta kontur Spot height (tak beraturan atau grid) Profil/ memanjang, melintang Degradasi warna (pada peta skala kecil, mis. Peta dunia) Teknologi komputer memungkinkan presentasi tersebut ke dalam bentuk digital (mudah dalam penyimpanan, proses dan peremajaan serta akurasi lebih tinggi) Bobby-2010 GD-ITB 6

7 Digital Terrain Model sebagai sebagai salah satu layer data spasial PETA TOPOGRAFI Informasi Tinggi (z) Fitur/ obyek planimetri (x,y) DTM DTM Bobby-2010 GD-ITB 7

8 Cara Perolehan DTM Cara terestris : dengan Total Stasion, GPS kinematik Kartografik : digitasi peta yang ada Bathymetric Fotogrametrik : foto stereo Remote sensing : dari citra satelit stereo (ASTER, SRTM, SPOT 5, dlsb) Airborne profiling : LIDAR (laser), Radar Profiling, IFSAR, dlsb. Bobby-2010 GD-ITB 8

9 Z Coordinates reference system x y Beberapa Aplikasi DTM dalam disiplin lain Untuk visualisasi 3D suatu liputan permukaan (landscape architecture) Untuk analisis statistik dan perbandingan jenis terrain/ permukaan tanah Untuk menghitung kemiringan, arah kemiringan, jarak miring (kalkulasi air limpasan and erosi) Simulasi genangan banjir, simulasi jangkauan tsunami Harga z dapat disubtitusi dengan berbagai variabel seperti iklim, curah hujan, kebisingan, polusi atau variabel air tanah Penentuan lokasi RBS, tilpon selular dan stasiun/ menara relay TV Untuk perencanaan jalan raya, jalan kereta api dan kalkulasi timbunan & galian Untuk penentuan rencana jalur listrik tegangan tinggi, Sistem pendaratan otomatik/ Automatic Landing System, simulasi penerbangan Studi polusi air, udara, Keperluan Militer dll. Bobby-2010 GD-ITB 9

10 DSM DSM adalah (data digital titik) refleksi dari unsurunsur permukaan bumi paling atas yang tertangkap oleh sensor pengukur data eleveasi. Termasuk di dalamnya puncak pohon, atap bangunan, puncak menara, tiang-tiang, dan unsurunsur natural dan kultural. Atau bisa juga di dalamnya termasuk unsur permukaan tanah yang kebetulan pada saat pengambilan data tidak tertutup oleh bangunan dan vegetasi.

11 Pengambila Data

12

13

14

15

16 Pemanfaatan data DSM/DTM 1. Pertamabangan 2. Perencanaan Sistem Drainase (Mikro Hidrologi) 3. Perencanaan Infrastruktur (JalanTol, Sutet, Jalan Kereta api, dll) 4. Perencanaan Kota 5. Monitoring Hutan 6. Perkebunan 7. Meliter. 8. dll

17 Sumber Data DEM Direct Measurement Remote Sensing Aerial photos (photogrammetry) Satellite images LIDAR USGS Commercial Sources Digitized Elevation Contours Bobby-2010 GD-ITB 17

18 Cara Penyajian DTM A. Metoda Matematis Global deret Fourier / multiquadratic polynomials Local - Regular and irregular patches B. Metoda/pola grafis (digital) Garis - Horizontal/vertical slices/critical lines (ridges, saddles, stream courses, shorelines, slope breaks) Titik Grid teratur dari densitas yang seragam dan tidak seragam (Altitude matrices) Rangkaian segitiga tak beraturan(triangulated Irregular Network - TIN) or proximity analysis Bobby-2010 GD-ITB 18

19 Pseudo 3D Visualization (Image on DEM) Bobby-2010 GD-ITB 19

20 Titik Voronoi polygons Triangular Irregular Network (TIN) Disini polygon digunakan untuk merepresentasikan harga Z pada titik (x,y) acak Sedang disini segituga digunakan untuk merepresentasikan harga Z pada titik (x,y) acak Bobby-2010 GD-ITB 20

21 Six approximate representations of a field used in GIS Regularly spaced sample points Irregularly spaced sample points Rectangular Cells Irregularly shaped polygons Triangulated Irregular Network (TIN) Polylines/Contours from Longley, P. A., M. F. Goodchild, D. J. Maguire and D. W. Rind, (2001), Geographic Information Systems and Science, Wiley, 454 p. Bobby-2010 GD-ITB 21

22 Voronoi polygons TIN Teselasi menggunakan interpolasi moving average dgn berat Bobby-2010 GD-ITB 22

23 Grid DTM Pada umumnya data input mempunyai spasi tidak teratur (acak) Rutin-rutin untuk penurunan garis kontur dan permukaan 3D pada umumnya menghendaki input data (x,y,z) dengan spasi teratur/ regular. DTM grid turunkan dari DTM acak menjadi titik-titik dalam bentuk (x,y) grid, yang mempunyai harga hasil interpolasi z pada titik potong garis grid. Z Coordinates reference system y x Bobby-2010 GD-ITB 23

24 INTERPOLASI Permukaan topografi dibentuk oleh sejumlah titik yang terbatas yang terdistribusi (pola) baik teratur maupun acak. Untuk aplikasi, pada umumnya diperlukan harga z pada posisi titik-titik sesuai dengan keperluannya, termasuk pola distribusinya (grid, profil). Penurunan/ aproksimasi harga ketinggian pada titik-titik antara, dari titik-titik yang diketahui ketinggiannya adalah merupakan problema interpolasi. DTM pada umumnya diukur/ diamati pada posisi titik-titik berpola acak, (meskipun softcopy photogrammetry dapat diprogramkan untuk mengamati secara langsung titik-titik DTM dengan pola dan spasi jarak yang teratur). Dari DTM acak, dapat di turunkan menjadi DTM profil atau grid dengan cara interpolasi. Dikenal beberapa metoda interpolasi yang dapat digunakan untuk itu. Bobby-2010 GD-ITB 24

25 Interpolasi Spasial Interpolasi adalah proses untuk menentukan nilai observasi di suatu tempat (titik) berdasarkan nilai observasi di sekitarnya. Sebuah proses untuk menentukan nilai observasi di suatu tempat yang tidak disurvei berdasarkan nilai observasi dari daerah yang disurvei di sekitarnya. Sebuah proses untuk menentukan nilai di suatu tempat berdasarkan nilai di sekitarnya

26 INTERPOLASI Logika pada interpolasi spasial : Menurut hukum geografi Tobler, bahwa nilai titik observasi yang berdekatan akan memiliki nilai yang sama atau hampir sama (mendekati) dibandingkan dengan nilai titik yang lebih jauh.

27 Mengapa perlu interpolasi? Semua titik pada ruang yang diamati harus terukur atau memiliki nilai. Pengukuran setiap/semua titik tidak mungkin dilakukan, oleh karenanya dilakukan pengukuran menggunakan sampling. Permasalahannya : Merubah data dari yang bersifat diskrit menjadi data yang bersifat kontinyu.

28 Data yang dapat diinterpolasi Data adalah rekaman suatu fenomena. Data yang dapat diinterpolasi adalah data yang merekam fenomena yang bersifat kontinyus atau satu lokasi akan mempengaruhi lokasi lainnya. Sebagai contoh : -Data Iklim (curah hujan, suhu, kelembaban, dll) -Data Populasi (flora, fauna, manusia) -Biofisik (tanah, ph, kelerengan/slope, ketinggian/elevasi, aspect, dll) -Data Sosial Ekonomi (pendapatan, kepadatan penduduk, dll)

29 Pola sebaran Data Pengukuran

30 Tipe Interpolasi - Interpolasi diskrit Interpolasi dengan menggunakan asumsi bahwa nilai diantra titik kontrol (diketahui nilainya) bukan merupakan nilai yang kontinyu. -Interpolasi kontinyu Interpolasi dengan menggunakan asumsi bahwa niliai di antara titik kontrol yang diketahui nilainya, adalah kontinyu.

31 Metoda Interpolasi Dasar Pada dasarnya, metoda interpolasi dapat dilakukan dengan beberapa kombinasi cara, antara lain : Penggunaan fungsi matematika yang berbeda Cara pengepasan fungsi (type of fitting) : exact/ pasti atau kuadrat terkecil Cara pendekatan : berdasarkan seluruh domain (domainwise), perpenggal (piecewise) atau celah bergerak (moving slit). Domainwise menggunakan satu fungsi untuk seluruh domain, sedang pada piecewise dan celah bergerak, fungsi dibentuk untuk masingmasing penggal/ celah. Bobby-2010 GD-ITB 31

32 Cara pemilihan metoda interpolasi Tidak ada metoda yang terbaik diantara metoda interpolasi yang ada. Semua tergantung pada penggunaan serta beberapa pengetahuan di bawah ini : Sifat dan kondisi dari data (umur, cara perolehan, ketelitian, dlsb.) Pengetahuan tentang sifat-sifat berbagai metoda interpolasi Efisiensi & reliabilitas dari proses & hasil Karakteristik dari permukaan tanah/ terrain. Bobby-2010 GD-ITB 32

33 Interpolasi Linier Berdasarkan metoda triangulasi Thiessen. Prosedur fundamental dasar adalah menghubungkan titiktitik acak menjadi segitiga-segitiga. Dari setiap tiga titik membentuk satu bidang datar. Garis vertikal ditarik dari x,y tertentu (perpotongan garis grid). Perpotongan garis vertikal dengan bidang datar yang dibentuk segitiga di atas merupakan harga tinggi interpolasi dari x,y tertentu. Z 0,0,0 P(x p,y p,z p) I(x,y,z) i i i P,Q and R adalah titik acak Y R(x,y,z) r r r X Q(x q,y q,z q) I(xi,yi,zi) adalah titik grid hasil interpolasi Fungsi Matematik : f(x,y) = a o + a 1 x + a 2 y Bobby-2010 GD-ITB 33

34 SEMOGA BERMANFAAT SAMPAI JUMPA MINGGU DEPAN