22
3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Pengambilan data atau akuisisi data kedalaman dasar perairan dilakukan pada tanggal 18-19 Desember 2010 di perairan barat daya Provinsi Bengkulu oleh Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT). Lokasi tersebut dipilih karena menjadi jalur survei kelautan yang dilakukan oleh tim riset kelautan BPPT, LIPI, Departemen ESDM, Compagnie Générale de Géophysique-Veritas (CGCVeritas) dan IPG (Institut de Physique du Globe) Paris Pengolahan data dilakukan selama 5 bulan yaitu pada bulan Maret hingga bulan Juli tahun 2012. Data yang digunakan dalam penelitian ini termasuk kedalam kategori data primer. Hal ini disebabkan data dari hasil pemeruman (sounding) kapal survei dan belum pernah diolah sebelumnya. Pengolahan data penelitian ini dilakukan di Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan , Institut Pertanian Bogor (IPB) dan Laboratorium Balai Teknologi Survei Kelautan, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Jakarta. Gambar 13 merupakan lokasi survei yang dilakukan oleh tim riset kelautan dan sekaligus menjadi lokasi penelitian yang dilakukan. Penentuan gunung bawah laut dalam penenlitian ini, dianalisis berdasarkan data nilai kedalaman (batimetri). Sebuah objek yang memiliki tinggi lebih dari 1000 meter dari dasar perairan dan memiliki bentuk kerucut akan dianggap sebagai seamount. Hal ini didasarkan pada beberapa teori yang menjelaskan mengenai definisi gunung bawah laut.
22
23
Gambar 13. Peta lokasi penelitian
23
24
3.2 Pengambilan Data Multibeam Survei batimetri dilakukan menggunakan dua buah instrumen multibeam yaitu jenis ELAC SeaBeam 1050D dengan frekuensi 50 kHz dengan kedalaman maksimum mencapai 3000 meter (Lampiran 1). Jenis instrumen jenis lain yang digunkan yaitu Simrad EM 12D dengan frekuensi 12 kHz yang memiliki kemampuan deteksi hingga mencapai 10.000 meter. Kedua instrumen mutibeam ini masing-masing terpasang pada Kapal Riset Baruna Jaya III dan Baruna Jaya IV. Profil Kapal riset Baruna Jaya IV dapat dilihat pada lampiran 2. Data multibeam yang diperoleh merupakan data yang telah mengalami koreksi terhadap pengaruh pergerakan kapal seperti pitch, heave, dan roll. Koreksi tersebut dilakukan menggunakan sensor attitude and positioning Coda Octopus F 180 (Lampiran 3). Data hasil koreksi pengaruh pergerakan kapal selanjutnya digunakan untuk proses koreksi selanjutnya, yaitu koreksi offset static. Titik referensi kapal diperlukan dalam penentuaan beberapa komponen koreksi offset. Sistem navigasi yang digunakan pada kapal survei diatur dalam perangkat lunak Hypack yang secara langsung terhubung dengan sistem akuisisi data multibeam. Data mentah atau Raw data hasil kegiatan pemeruman selanjutnya akan diproses pada perangkat lunak CARIS HIPS and SIPS 6.1 untuk menghasulkan data posisi (lintang dan bujur) serta kedalaman terukur. Alur akuisisi data multibeam di lokasi survei dan pengolahan data tersebut dapat dilihat dengan diagram alir pada gambar 14.
24
25
Navigasi (Hypack)
Coda Octopus F 180
Sea Star 8200 VBS
Transducer
CTD/SVP
Akuisisi Data (Hydrostar)
.XSE (Data Proccessing CARIS HIPS and SIPS 6.1
Export Data (XYZ)
Lintang
Bujur
Kedalaman
Gambar 14. Diagram alir perolehan dan pengolahan data multibeam
Dalam pelaksanaan survei batimetri, perekaman data batimetri dilakukan berdasarkan jalur survei. Akuisisi data yang dilakukan untuk mengetahui keberadaan gunung bawah laut diperoleh melalui penyusuran jalur survei. Desain survei yang dilakukan oleh kapal Baruna Jaya III dan Baruna Jaya IV dengan instrumen akustik dapat dilihat pada gambar 15 dan 16 di bawah ini.
25
26
Gambar 15. Jalur survei kapal selama melakukan kegiatan sounding dengan ELAC SeaBeam 1050D
26
27
Gambar 16. Jalur survei kapal selama melakukan kegiatan sounding dengan Simrad EM 12D
27
28
3.3 Pengolahan Data Kedalaman (Batimetri) Pengolahan data kedalaman di lokasi penelitian dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak CARIS HIPS and SIPS 6.1. Perangkat lunak tersebut diperoleh dari Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Jakarta. Raw data multibeam yang berasal dari ELAC SeaBeam 1050D berekstensi .xse, sedangkan data yang berasal dari Simrad EM 12D berekstensi .all. Kedua jenis data tersebut tidak dapat secara langsung diproses pada CARIS HIPS and SIPS 6.1. Pengolahan data multibeam secara umum dengan software ini dimulai dengan konfigurasi kapal atau pembuatan file kapal (Vessel file). File kapal ini memuat informasi mengenai koordinat setiap sensor yang direferensi terhadap titik pusat kapal. Proses berikutnya terdiri dari pembuatan project, menentukan sistem koordinat yang digunakan dan melakukan konversi data (Conversion Wizard) sesuai dengan jenis multibeam yang digunakan dan penyimpanan session yang akan menampilkan urutan objek yang ditampilkan dalam Windows Display. Proses selanjutnya yang harus dilakukan adalah melakukan beberapa koreksi terhadap data sensor seperti Navigation Editor, Swath Editor, dan Altitude Editor pada fase Clean Auxiliary Sensor Data. Koreksi pasang surut (tide) dan Sound Velocity Profile (SVP) juga perlu dilakukan sebelum proses penggabungan (merge) file dilakukan sehingga kita dapat membuat lembar kerja baru (New Field Sheet). Hasil akhir yang diharapakan dari pengolahan data tersebut berupa peta batimetri (mapping product) yang selanjutnya akan di export. Perangkat lunak ini memberikan berbagai macam format file untuk hasil export data. Pada penelitian ini format file yang digunakan adalah ASCII (Lampiran 4).
28
29
Gambar 17 menjelaskan secara rinci mengenai pemrosesan data batimetri pada perangkat lunak tersebut.
Create a Vessel File
Load SVP
Create Project
Penggabungan (Merge)
Convert Raw Data
New Field Sheet
Save Session * hsf
Base Surface
Clean Auxiliary Sensor Data
Export ASCII
Load Tide Gambar 17. Diagram alir pengolahan data multibeam pada CARIS HIPS and SIPS 6.1 Tingkat ketelitian dari data hasil pemeruman menjadi hal utama yang perlu untuk diketahui. Ketelian akan berhubungan dengan seberapa akurat data
29
30
tersebut memberikan informasi mengenai nilai kedalaman sebenarnya di lokasi penelitian. Perhitungan limit error dari akurasi kedalaman sangat diperlukan untuk tujuan validasi data yang dihasilkan. Proses perhitungan limit error mengacu pada standar IHO 1998. Perhitungan limit error ini didasarkan pada nilai a dan b yang terdapat pada tabel standar minimum survei. Perhitungan tersebut dapat dihitung secara matematis dengan formula : Limit error = ±
[a2 + (b x d)2 ]
......................... (5)
Keterangan : a
= Konstanta kesalahan independen (jumlah kesalahan yang bersifat tetap).
b
= Faktor kesalahan kedalaman dependen (jumlah kesalahan kedalaman yang bersifat tidak tetap).
d
= Kedalaman terukur.
b x d = Kesalahan kedalaman yang dependen (jumlah semua kesalahan kedalaman yang dependen).
3.4 Pengambilan Data Sound Velocity Profile (SVP) Data SVP diperoleh melalui sebuah alat yang disebut CTD tipe SBE 19. Instrumen ini memiliki beberapa sensor yang mampu merekam (recorded) parameter oseanografi seperti nilai konduktivitas, suhu dan kedalaman periaran. Salah satu keuntungan dari penggunaan instrumen ini adalah mampu dioperasikan secara portable. 3.5 Pengambilan Data Pasang Surut (Tide) Data pasang surut yang digunakan pada penelitian ini merupakan data sekunder yang diperoleh dari Badan Informasi Geospasial (BIG) melalui stasiun
30
31
pasang surut Seblat yang terletak di Kabupaten Bengkulu Utara (Lampiran 7). Data yang diambil adalah data pasang surut pada 18-20 Desember 2010.
3.6 Pemrosesan Data Data multibeam yang diperoleh melalui akuisisi data merupakan data kedalaman, amplitudo dan data backscatter. Data kedalaman dapat diolah dengan menggunakan perangkat lunak (software) CARIS HIPS and SIPS 6.1. Data amplitudo dan backscatter diperoleh melalui pemrosesan data melalui MBSystem yang bekerja pada sistem operasi Linux. Visualisasi gunung bawah laut secara 3D dilakukan dengan perangkat lunak Fledermaus 6.2.
3.7 Pemrosesan Data Backscatter dan Amplitudo Karakteristik dasar perairan dapat diketahui dari nilai hambur balik (backscatter) yang diterima oleh receiver. Sama halnya dengan pengolahan data kedalaman, untuk menghasilkan nilai hambur balik dasar perairan dibutuhkan tahap-tahap pengolahan data. MBCLEAN digunakan untuk mengoreksi beam yang dianggap buruk. Pengoreksian secara manual melalui visualisasi dari masing-masing beam dapat dilakukan dengan MBEDIT. Koreksi navigasi seperti heavy, pitch, dan roll dapat dilakukan dengan bantuan MBNAVEDIT. Koreksi terhadap pengaruh kecepatan suara dilakukan dengan MBVELOCITY, hal ini dilakukan untuk menghilangkan perubahan kecepatan suara yang terjadi selama survei dilakukan. MBBACKANGLE digunakan untuk mengoreksi sudut bukaan beam dari instrumen akustik yang digunakan. Semua data yang telah mengalami koreksi tersebut, selanjutnya akan diproses kembali dengan cara menggabungkan melalui perintah MBPROCESS. Gambar 18 menjelaskan pemrosesan data hasil
31
32
survei agar diperoleh nilai hambur balik (backscattering) dan amplitude dasar perairan. Setiap jenis multibeam memiliki kode ID tersendiri sehingga akan menghasilkan file output yang berbeda. Dalam penelitian ini jenis multibeam ELAC SeaBeam akan menghasilkan file output *mb94. Sedangkan jenis Simrad EM 12D menghasilkan file output *mb51.
Raw Data *XSE atau .all MBCLEAN MB EDIT Pemrosesan Raw Data
MBNAVEDIT MBVELOCITTOOL MBBACKANGLE MBPROSSES
Output *.mb94 dan *mb51
Grid dan Plot data
Grafik Sebaran Backscatter dan Amplitudo
Gambar 18. Diagram alir pemrosesan hambur balik (backscatter) dan amplitudo pada MBSystem
32
33
3.8 Pengukuran Dimensi Gunung Bawah Laut Ukuran gunung bawah laut dapat diketahui melalui pengukuran dimensinya. Bentuk gunung bawah laut yang asimetris menjadi salah satu kendala dalam melakukan pengukuran. Gunung bawah laut ini akan diasumsikan sebagai suatu objek yang berbentuk kerucut dengan alas yang berbentuk elips, hal ini dilakukan agar pengukuran relatif lebih mudah dilakukan. Bentuk alas yang berupa bangun datar elips akan mengakibatkan terbentuknya dua sumbu simetri yang juga merupakan diameter dari bangun datar tersebut. Elips memiliki 2 buah diameter, yaitu diameter panjang (major axis) dan diameter pendek (minor axis). Pengukuran dimensi pada penelitian ini lebih difokuskan kepada perhitungan tinggi dan diameter dari gunung tersebut. Bentuk gunung bawah laut yang berada di lokasi survey dapat diasumsikan melalui gambar bangun ruang kerucut seperti pada gambar 19 di bawah ini
Major axis
Minor axis
(a)
(b)
Gambar 19. Asumsi bentuk gunung bawah laut. (a) bentuk kerucut dan (b) alas gunung yang berbentuk elips
33
