DETEKSI KERUSAKAN KABEL TELKOM BAWAH TANAH MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA B-SCAN PADA GROUND PENETRATING RADAR (GPR)

Transkripsi

1 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir DETEKSI KERUSAKAN KABEL TELKOM BAWAH TANAH MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA B-SCAN PADA GROUND PENETRATING RADAR (GPR) Yanto Hardi Wibowo¹, Heroe Wijanto², Koredianto Usman³ ¹Teknik Telekomunikasi,, Universitas Telkom Abstrak Ground Penetrating Radar (GPR) yaitu suatu jenis radar yang digunakan dalam mengetahui keadaan kondisi di bawah permukaan tanah tanpa harus menggali maupun merusak tanah. Antena pengirim (transmitter) mengirimkan gelombang elektromagnetik ke bawah permukaan tanah kemudian akan dipantulkan oleh objek berbentuk sinyal yang akan diterima oleh Antena penerima (receiver). Kemudian sinyal yang diterima akan diolah pada bagian signal processing untuk menghasilkan suatu bentuk gambaran kondisi di bawah permukaan tanah yang dapat diinterpretasikan oleh pengguna alat GPR. Adapun signal processing itu sendiri merupakan terdiri dari beberapa tahap yaitu A-Scan yang meliputi data scanning GPR vertikal satu dimensi serta perbaikan sinyal, BScan merupakan data scanning GPR dua dimensi dan merupakan kumpulan beberapa A-Scan, Serta C-Scan merupakan pemrosesan data tiga dimensi. Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan proses pengolahan data B-Scan untuk mendapatkan suatu informasi mengenai kerusakan objek bawah tanah. Data B-scan hasil survey dari perangkat GPR yang sudah ada, diolah dengan metode pemrosesan citra..bentuk objek yang dideteksi yaitu kabel fiber optic dan kabel tembaga. Dari perancangan dan implementasi yang dilakukan melewati tahapan pengolahan citra B-scan yang dibutuhkan meliputi load file, preprocessing, pradetection, dan detection. Untuk data B- scan hasil survey yang tersedia, tahapan pengolahan tersebut telah berhasil menentukan kerusakan, serta panjang kabel objek bawah tanah, yaitu kabel fiber optic dan tembaga. Kata Kunci : GPR,B-SCAN,pengolahan citra,fiber optic,tembaga Abstract Ground Penetrating Radar (GPR) is a type of radar used in a known state conditions below ground level without having to dig up or damage the soil. Antenna sender (transmitter) sends electromagnetic waves into the subsurface soil will then be reflected by the object shape signal to be received by the antenna receiver (receiver).then the signal received will be processed in the signal processing to produce a form of picture the situation below ground surface that can be interpreted by users of GPR equipment. The signal processing itself is composed of several steps that include A-scan GPR data vertical one-dimensional scanning and signal improvements, B-Scan is a two-dimensional GPR scanning data and a collection of some of the A-Scan, And C-Scan is a data processing three dimensions. In this final project will be the B-Scan data processing to obtain any information regarding damage to underground object. Data B-scan GPR survey of existing devices, processed by the image processing method. The form object is detected fiber optic cable and copper cable. From design and implementation carried out through its stages of B-scan image processing required includes load files, preprocessing, pradetection, and detection.b-scan data for the survey results are available, the stages of processing have been successfully determine the damage, and the length of cable underground object, namely fiber optic and copper cables. Keywords : GPR, B-SCAN, image processing, fiber optic, copper

2 Tugas Akhir BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Deteksi objek yang berada di dalam tanah merupakan salah satu topik yang terus dikembangkan untuk digunakan dalam berbagai bidang. Banyak dalam kegiatan membutuhkan informasi keadaaan di bawah permukaan tanah secara efektif tanpa harus merusak tanah, Seperti mencari barang tambang, pemeliharaan kabel-kabel yang terletak di bawah permukaan tanah, Dan lain-lain. Oleh sebab itu dikembangkan suatu alat Ground Penetrating Radar (GPR) yang dapat dipakai untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan tanah tanpa harus menggali dan merusak tanah. Adapun GPR digunakan di Institusi Telkom yaitu untuk membantu dalam perbaikan dan pemeliharaan kabel telkom yang terletak di bawah permukaan tanah tanpa harus menggali dan merusak tanah serta memotong biaya operasional pemeliharaan kabel telkom. Sistem GPR terdiri dari pengirim (transmitter), adalah antena yang dihubungkan ke generator sinyal dan penerima (receiver), adalah antena yang dihubungkan ke LNA (Low Noise Amplifier) dan ADC kemudian terhubung ke suatu unit pengolahan data hasil survey kemudian hasil keluaranya berupa tampilan untuk alat bantu mendapatkan suatu informasi keadaan objek di bawah permukaan tanah. Antena pengirim mengirimkan pulsa elektromagnetik ke dalam tanah. kemudian gelombang elektromagnetik yang dikirimkan akan mengalami pantulan bila terkena objek,kemudian sinyal pantul akan ditangkap oleh antena penerima (receiver) untuk kemudian diolah agar memperoleh keadaan bawah tanah yang dapat mudah disimpulkan oleh pengguna alat. Oleh karena itu, image processing merupakan bagian utama yang sangat penting pada perangkat GPR, Karena membutuhkan sinyal terima agar diperoleh suatu informasi yang akurat untuk mendapatkan kondisi objek di bawah permukaan tanah. signal processing itu sendiri terdiri dari beberapa tahap yaitu A-Scan meliputi data Scanning GPR satu dimensi berupa perbaikan dan pendeteksian objek satu dimensi, B-Scan kumpulan data dari A-Scan untuk pemrosesan data dua dimensi, serta C-Scan kumpulan data dari B-Scan untuk pemrosesan data tiga dimensi. Metode yang 1

3 Tugas Akhir PENDAHULUAN digunakan pada tugas akhir ini yaitu pengolahan citra B-Scan, data hasil survey perangkat GPR akan diolah untuk mendapatkan informasi yang tepat mengenai keadaan objek bawah tanah sehingga memudahkan pengguna alat untuk mendefinisikan keadaan objek tersebut. Serta dikembangkan untuk mengetahui kerusakan dari objek tersebut. 1.2 Tujuan Tujuan dari penulisan tugas akhir ini yaitu: 1 Mengaplikasikan pemrosesan B-scan pada sistem GPR sebagai pendeteksi kerusakan kabel telkom. 2 Melakukan peningkatan dari penelitian sebelumnya, dengan pendeteksian kerusakan kabel fiber optic dan tembaga. 3 Merancang perangkat lunak menggunakan Matlab R2009a. 4 Memproses citra B-Scan hasil survey GPR yang sudah ada untuk menentukan kerusakan objek bawah tanah 5 Melakukan analisa deteksi kerusakan kabel Telkom. 6 Melakukan uji akurasi implementasi deteksi dengan kondisi pengukuran Aktual. 7 Membuat library dan refrensi bentuk citra Kabel tembaga dan Kabel fiber optic. Pada tugas akhir ini juga memiliki manfaat: 1. Hasil yang di dapatkan, dapat di jadikan sebagai gambar acuan untuk penelitian selanjutnya. 2. Dapat digunakan sebagai referensi yang berguna untuk pengembangan dan penelitian teknologi GPR. DETEKSI KERUSAKAN KABEL TELKOM BAWAH TANAH MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA B-SCAN PADA GROUND PENETRATING RADAR (GPR) 2

4 Tugas Akhir PENDAHULUAN 1.3 Rumusan Masalah Dalam penyusunan tugas akhir ini akan membahas beberapa permasalahan diantaranya, 1. Bagaimana melakukan pengambilan data citra terima GPR dengan menggunakan sistem GPR yang sudah ada sebelumnya? 2. Bagaimana melakukan pemrosesan data hasil survey GPR citra dua dimensi sehingga mudah untuk mengidentifikasi keadaan objek? 3. Bagaimana membuat software pengolahan citra GPR sehingga dapat mendeteksi kerusakan objek bawah tanah secara akurat? 4. Bagaimana memproses data hasil survey pengukuran dengan perangkat GPR agar memperoleh informasi kerusakan objek di bawah permukaan tanah pada citra B-Scan? 1.4 Batasan Masalah Bedasarkan rumusan masalah di atas,maka pembahasan pada Tugas Akhir ini dibatasi sebagai berikut:. 1. Pencitraan objek bawah tanah menggunakan perangkat GPR domain waktu dengan frekuensi 1 GHz. 2. Media perambatan gelombang elektromagnetik yaitu pasir dengan setting yang dilakukan pada software Georadar 3. Tidak membahas subsistem perangkat GPR secara mendalam. 4. Pengolahan data menggunakan matlab (R2009a). 5. Tidak melakukan analisa pendeteksian jenis tanah. 6. Tanah diasumsikan Homogen. 7. Objek yang dideteksi yaitu kabel fiber optic dan tembaga. 8. Objek yang dideteksi terbuat dari bahan konduktor. 9. Kabel fiber optik yang digunakan yaitu tipe singel mode 10. Kabel tembaga yang digunakan berdiameter 2 cm 11. Penampilan hasil gambar ditunjukan dengan proses citra B-scan DETEKSI KERUSAKAN KABEL TELKOM BAWAH TANAH MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA B-SCAN PADA GROUND PENETRATING RADAR (GPR) 3

5 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir PENDAHULUAN 1.5 Metodologi Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini yaitu: Studi literatur Berupa tahap pendalaman materi,mengidentifikasi permasalahan serta yang berkaitan dengan permasalahan penelitian Pengumpulan data Tujuannya untuk mendapatkan data B-scan dari survey GPR yang sudah ada sebagai masukan sistem Studi pengembangan aplikasi Tujuannya untuk metodologi pengembangan sistem yang digunakan pada pengolahan data B-scan. Analisa performansi Tujuannya melakukan analisa serta simulasi program aplikasi 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini terdiri dari lima bab yaitu: Bab I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang,tujuan,rumusan masalah,batasan masalah,metodologi penelitian,dan sistematika penulisan. Bab II. DASAR TEORI Bab ini membahas tentang konsep dasar Ground Penetrating Radar (GPR) secara umum,pengolahan citra B-Scan pada sistem GPR. Bab III. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI Bab ini berisi proses pengolahan citra B-Scan meliputi pengambilan data,tahapan pada B-Scan,deteksi dan penentuan patahan pada citra B- Scan. Bab IV. ANALISA HASIL PERENCANGAN Bab ini berisi analisa terhadap metoda pengolahan citra B-Scan pada sistem GPR. Bab V. PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari penelitian yang dilakukan. DETEKSI KERUSAKAN KABEL TELKOM BAWAH TANAH MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA B-SCAN PADA GROUND PENETRATING RADAR (GPR) 4

6 Tugas Akhir BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian dan analisa yang dikerjakan dalam tugas akhir ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1. Citra B-scan dari GPR sebagai gambaran objek bawah tanah secara 2 dimensi berhasil digunakan untuk mendeteksi objek bawah tanah dan kerusakan objek bawah tanah. 2. Pada tahap predetection, pelabelan yang dilakukan telah berhasil memberikan citra yang mengandung indikasi objek dan membentuk hiperbola yang menunjukkan adanya objek bawah tanah. 3. Dari hasil implementasi yang dilakukan pada data yang ada, program yang dikembangkan telah dapat mendeteksi objek bawah tanah dan kerusakan dengan presentase 86.76%. 4. Pada proses preprocessing, konversi ke citra hitam putih dengan threshold 0.59 mendapatkan hasil yang maksimal. 5. Software untuk mendeteksi kerusakan objek bawah tanah telah berhasil dibuat. 6. Software ini hanya tidak mampu mendeteksi kasus kerusakan kabel bertumpuk dengan nilai keakuratan software sebesar 66.66%. 7. Faktor lingkungan terhadap pasir sangat mempengaruhi dalam akurasi pengambilan data. 39

7 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir PERANCANGAN DAN SIMULASI 5.2 Saran Untuk perkembangan selanjutnya yang dilakukan pada sistem pengolahan citra B-Scan pada sistem GPR: 1. Diperlukan data pengukuran yang lebih banyak agar dapat menambah informasi mengenai karateristik dari bermacam bentuk objek bawah tanah dari GPR. 2. Dalam penelitian selanjutnya dapat menggunakan bahasa pemrograman yang lebih tinggi. 3. Dalam analisis bentuk objek bawah tanah dari citra B-scan menggunakan proses migrasi atau pendekatan geofisika. 4. Dalam pengukuran menggunakan perangkat GPR, lebih diperhatikan kecepatan scanning agar diperoleh data yang lebih baik. Akan lebih akurat jika pengukuran menggunakan motor penggerak sehingga kecepatan scanning dapat terjaga secara konstan. 5. Kehandalan software perlu diujikan untuk objek dengan kedalaman objek yang lebih variatif. Diperlukan algoritma lain dalam pengembangan penelitian selanjutnya DETEKSI KERUSAKAN KABEL TELKOM BAWAH TANAH MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA B-SCAN PADA GROUND PENETRATING RADAR (GPR) 40

8 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir DAFTAR PUSTAKA [1] Daniels, D.J, Ground Penetrating Radar 2 nd Edition, the Institution of Electrical Engineers, London, 2004 [2] Gonzalez Rafael C. / woods Richard E., Digital Image Processing Second Edition, Prentice-Hall, Inc, 2004 [3] Handriastuti, F. Rani. Deteksi dan Penentuan Jarak Objek Menggunakan Pengolahan Citra B-Scan pada Ground Penetrating Radar (GPR), IT Telkom, Bandung, 2008 [4] Prasetyo, Agus Dwi. Deteksi dan Estimasi Dimensi dan Lokasi Objek Bawah Tanah pada Aplikasi Ground Penetrating Radar (GPR) Berbasis Pengolahan Sinyal C-Scan, IT Telkom, Bandung, 2009 [5] The Mathwork.Inc, Image Processing Toolbox User s Guide, The Mathwork Inc, 1997 [6] Wijaya, Marvin Ch. & Agus Prijono. Pengolahan Citra Digital Menggunakan MATLAB, Informatika, Bandung 2007 [7] Alindra, Rahmayati. Deteksi bentuk objek bawah tanah Menggunakan Pengolahan Citra B-Scan pada Ground Penetrating Radar (GPR), IT Telkom, Bandung, 2009