DASAR- DASAR PENGUKURAN (waterpassing)
Agung N. Bimasena STPN, 2013
Data Ukuran Data Ukuran
Jarak
Horisontal
Sudut
Vertikal
Horisontal
Vertikal
Jarak dan Beda Tinggi
SUDUT •
Sudut = selisih antara 2 arah ;
•
Jenis : Sudut Horizontal dan Sudut Vertikal ;
•
Satuan a.l. dalam Sistem Sexagesimal.
Beda Tinggi ( ΔH ) • Beda Tinggi AB = Jarak Vertikal antara A dan B; • Satuan dalam Sistem Metrik (milimeter,
sentimeter, meter) ; • Metode pengukuran Beda Tinggi : Spirit
(Direct) Leveling, Trigonometric (Indirect) Leveling, Stadia Leveling, Barometric Leveling, Gravimetric Leveling.
Spirit Leveling
Trigonometric Leveling
h1.2＝S0 tg α1.2＋i 1－i 2
Stadia Leveling
∆h AB =
ta + v – bt
v = d AB tan h
Barometer dan Gravimeter
Spirit /Direct Leveling (Waterpassing) •
Spirit/Direct Leveling adalah metode pengukuran beda tinggi yang paling umum dan teliti ;
•
Alat Utama : Waterpass / Sipat Datar ;
•
Macam-macam waterpass : (1) tipe semua tetap, dengan dilengkapi sekrup ungkit atau jungkit, (2) tipe otomatis dan (3) tipe sinar laser.
•
Alat Bantu : Rambu Ukur (Baak Ukur, Nivo Rambu, Sepatu Rambu ;
•
Pabrik : Produsen alat survei
Alat Utama Spirit/Direct Leveling (Waterpassing) Waterpas Topcon
Nivo Tabung (Tubular Bubble Level)
Waterpas Nikon
Nivo Kotak (Circular Bubble Level)
WP Semua Tetap •
Dumpy Level 1. Teropong. 2. Nivo tabung. 3. Pengatur Nivo. 4. Pengatur dafragma. 5. Kunci Horizontal. 6. Skrup Kiap 7. Tribrach. 8. Trivet. 9. Kiap (Leveling Head). 10. Sumbu ke-1 11. Tombol Foku
•
Reversible Level Teropong dapat diungkit dengan skrup (no 13), sehingga garis bidik dapat mengarah ke atas, ke bawah, maupun mendatar. 1. Teropong. 9. Kiap. 2. Nivo Reversi. 10. Sumbu I 3. Pengatur Nivo. 11. Fokus. 4. Diafragma. 12. Pegas. 5. Klem Horizontal.13. Skrup Ungkit 6. Skrup Kiap. 14. Skrup Teropong. 7. Tribrach. 15. Sumbu Mekanis. 8. Trivet.
•
Tilting Level (Tipe Jungkit) Pada tipe ini sumbu tegak dan teropong dihubungkan dengan engsel dan skrup pengungkit. Berbeda dengan tipe reversi, pada tipe ini teropong dapat diungkit dengan skrup pengungkit.
WP Otomatis •
Tipe ini sama dengan tipe semua tetap, hanya di dalam teropongnya terdapat alat yang disebut kompensator untuk membuat agar garis bidik mendatar. Berbeda dengan 3 tipe sebelumnya, pada tipe otomatik ini tidak terdapat nivo tabung untuk mendatarkan garis bidik sebagai penggantinya di dalam teropong dipasang alat yang dinamakan kompensator.
•
Bila benang silang diafragma telah diatur dengan baik, sinar mendatar dan masuk melalui pusat objektif akan selalu jatuh tepat di titik potong benang silang diafragma, walaupun teropong miring (sedikit). Dengan demikian, dengan dipasangnya kompensator antara lensa objektif dan diafragma garis bidik menjadi mendatar.
•
Kekurangan yaitu mudah dipengaruhi getaran, karena sebagai kompensatornya dipergunakan sistim pendulum.
Bagian Alat WP Otomatis
WP Digital
Alat Bantu Spirit/Direct Leveling (Waterpassing)
Nivo Rambu Field of View Waterpass
Rambu Ukur
Sepatu Rambu
•
Tinggi suatu obyek diatas permukaan bumi ditentukan dari suatu bidang referensi, yaitu bidang yang dianggap ketinggiannya nol; misalnya digunakan bidang referensi tersebut dalam geodesi disebut geoid, yaitu bidang equipotensial yang dianggap berimpit dengan permukaan air laut rata-rata (mean sea level). Bidang equipotensial juga disebut bidang nivo, yang selalu tegak lurus dengan arah gaya berat di sembarang permukaan bumi. Ada banyak bidang nivo dipermukaan bumi; satu dengan yang lain saling melingkupi.
•
Pengukuran beda tinggi antara 2 titik dipermukaan bumi, pada prinsipnya, pengukuran jarak vertikal antara bidang-bidang nivo yang melalui titik satu dan lainnya. Untuk wilayah yang terbatas luasannya, maka bidangbidang nivo tersebut dianggap datar, pengukuran ini
Datum Vertikal •
Jaring Kontrol Vertikal (JKV) mempunyai datum vertikal yang realisasinya dilaksanakan dengan penetapan tinggi ortometrik pada suatu titik TTG (Tanda Tinggi Geodesi).
•
Penetapan tinggi ortometrik TTG awal ini harus diikatkan dengan stasiun pasut yang diamati selama kurun waktu sekurang-kurangnya 18,6 tahun untuk memperoleh tinggi TTG terhadap Muka Laut Rerata (MLR) atau Mean Sea Level (MSL).
•
Datum Vertikal yang ditetapkan adalah Bidang yang mempunyai potensial yang sama (equipotential/ekipotensial) yang melalui MLR pada stasiun pasut di titik datum atau juga sering disebut Geoid.
•
Untuk mendapatkan Tinggi Orthometris (H) ada dua cara yaitu dengan pengukuran sipat datar dan dengan pengukuran GPS (h) di gabungkan dengan Undulasi Geoid (N) dengan hubungan H = h-N
TERM SNI 19-6988-2004 Jaring kontrol vertikal dengan metode sipatdatar
•
tinggi ortometrik tinggi terhadap geoid sepanjang garis unting-unting
•
tanda tinggi geodesi (TTG) titik tetap di lapangan yang berbentuk pilar dengan ukuran tertentu, yang menandai nilai tinggi, sebagai bagian dari jaring kontrol vertikal, yang berfungsi sebagai titik kontrol vertikal (TKV). Keterangan: Tanda tinggi geodesi disebut juga tanda tinggi tetap (bench mark)
•
datum vertikal bidang referensi untuk sistem tinggi ortometrik yaitu geoid
1. geoid bidang ekipotensial gayaberat bumi yang paling mendekati muka laut rerata 2. titik datum titik yang mempunyai nilai tinggi terhadap datum vertikal dan dipilih sebagai titik pangkal (origin) untuk jaring kontrol vertikal 3. muka laut rerata (MLR) bidang permukaan laut rata-rata selama kurun waktu tertentu
•
jaring kontrol vertikal nasional serangkaian titik kontrol vertikal yang satu sama lainnya diikatkan dengan ukuran beda tinggi ortometrik mengacu pada titik datum Keterangan: jaring kontrol vertikal yang diselenggarakan oleh instansi yang berwenang belum bisa disebut jaring kontrol vertikal nasional
•
sub jaring kontrol vertikal jaring kontrol vertikal yang meliputi sebagian wilayah nasional dengan datum vertikal lokal (independen)
•
kelas atribut yang menunjukkan ketelitian internal (internal accuracy) jaring sebagai fungsi metode dan alat pengukuran desain jaring, dan metode hitungan. Kelas dinilai melalui analisis ketelitian hasil proses perataan terkendala minimal
•
orde atribut yang menunjukkan ketelitian eksternal (external accuracy) jaring sebagai fungsi kelas jaring, kedekatan (kesesuaian) data ukuran terhadap jaring kontrol yang digunakan untuk ikatan dan ketelitian proses transformasi datum. Terbagi menjadi orde 0, orde 1, orde 2, orde 3 dan orde 4
•
slag jalur pengukuran antara dua titik berdiri rambu ukur dengan sekali berdiri instrumen.
•
seksi jalur pengukuran antara dua Tanda Tinggi Geodesi (TTG) atau Bench Mark (BM) yang berurutan. Satu seksi pada umumnya terdiri atas beberapa slag
•
kring jalur pengukuran yang membentuk rangkaian tertutup (berawal dan berakhir pada titik kontrol vertikal yang sama)
•
perataan kuadrat terkecil
metode hitung perataan yang berdasarkan pada minimalisasi jumlah kuadrat residu data pengamatan •
presisi derajat kesesuaian atau kedekatan hasil-hasil ukuran berulang satu terhadap yang lain. Presisi menunjukkan konsistensi internal
•
akurasi derajat kedekatan hasil ukuran terhadap nilai sebenarnya atau nilai yang dianggap benar
•
perataan terkendala minimal perataan kuadrat terkecil data pengamatan dengan jumlah kendala (parameter yang dianggap tetap) sebanyak minimal yang diperlukan untuk mencapai penyelesaian. Dalam hal penentuan tinggi, jumlah kendala minimal sama dengan satu
•
perataan terkendala penuh perataan kuadrat terkecil data pengamatan dengan jumlah kendala (parameter yang dianggap tetap) melebihi jumlah minimal yang diperlukan untuk mencapai penyelesaian
•
Mengingat sampai saat ini metode maupun teknologi penyatuan datum vertikal untuk seluruh wilayah Indonesia yang merupakan negara kepulauan belum bisa diwujudkan, jaring kontrol vertikal nasional orde nol belum dapat dilaksanakan.
•
Instansi yang berwenang dalam survei dan pemetaan telah menyelenggarakan JKV di sejumlah pulau di Indonesia yaitu:
1. Pulau Jawa JKV orde satu dengan datum vertikal rerata MLR di Tanjung Priok Jakarta dan Tanjung Perak Surabaya; 2. Pulau Madura: JKV orde satu dengan datum vertikal pengukuran trigonometri dari TTG.1751 di Pulau Jawa ke TTG. 1030 di Pulau Madura; 3. Pulau Bali: JKV orde satu dengan datum vertikal rerata MLR di stasiun pasut pelabuhan Benoa; 4. Pulau Lombok: JKV orde satu dengan datum vertikal MLR di stasiun pasut Lembar Pulau Lombok; 5. Pulau Sumatera: JKV orde dua dengan datum vertikal rerata MLR di stasiun pasut Malahayati Nangro Aceh, stasiun pasut Sibolga, stasiun pasut Telukbayur Padang, stasiun pasut Bengkulu, stasiun pasut Dumai, dan stasiun pasut Panjang;
6. Pulau Sulawesi: Sulawesi Selatan, JKV orde dua dengan datum vertikal MLR di stasiun pasut Ujungpandang, Mamuju dan Palopo. Sulawesi Utara, JKV orde dua dengan datum vertikal rerata MLR stasiun pasut Bitung. Sulawesi Tenggara, JKV orde dua dengan datum vertikal rerata MLR di stasiun pasut pelabuhan Kendari; 7. Pulau Kalimantan: Kalimantan Barat, JKV orde dua dengan datum vertikal MLR stasiun pasut Jungkat, Pontianak; 8. Pulau Ambon: JKV orde dua dengan datum vertikal MLR stasiun pasut pelabuhan Ambon; 9. Pulau Seram: JKV orde dua dengan datum vertikal Tinggi Elipsoid dikurangi Undulasi dari data gayaberat global.
•
Dalam kondisi tidak memungkinkan penetapan datum vertikal dengan metode ideal, seperti tersebut di atas, maka penetapan datum vertikal dapat ditempuh melalui pendekatan dengan teknik tertentu sedemikian rupa sehingga diperoleh tinggi titik datum sedekat mungkin dengan tinggi terhadap geoid. Datum vertikal pendekatan dapat ditetapkan dengan cara-caraprioritas sebagai berikut.
1.
penetapan datum vertikal dengan data pasut minimal 1 tahun;
2.
penggunaan peil pelabuhan laut atau sungai yang memiliki informasi tentang tinggi terhadap MLR;
3.
kombinasi GPS dengan model geoid global;
4.
interpolasi tinggi pada peta topografi;
5. penentuan tinggi barometrik.
Dasar Teori WP/SD •
Sipat datar (waterpassing/levelling) adalah suatu operasi untuk menentukan beda tinggi antara dua titik di permukaan tanah. Sebuah bidang datar acuan, atau datum, ditetapkan dan elevasi diukur terhadap bidang tersebut. Beda elevasi yang ditentukan dikurangkan dari atau ditambah dengan nilai yang ditetapkan tersebut, dan hasilnya adalah elevasi titik-titik tadi.
•
Pengukuran waterpass adalah pengukuran untuk menentukan ketinggian atau beda tinggi antara dua titik. Pengukuran waterpass ini sangat penting gunanya untuk mendapatkan data sebagai keperluan pemetaan, perencanaan ataupun untuk pekerjaan konstruksi.
•
Hasil-hasil dari pengukuran waterpass di antaranya digunakan untuk perencanaan jalan, jalan kereta api, saluran, penentuan letak bangunan gedung yang didasarkan atas elevasi tanah yang ada, perhitungan urugan dan galian tanah, penelitian terhadap saluransaluran yang sudah ada, dan lain-lain.
Bagian Alat SD
Syarat Pemakaian SD •
Prinsip cara kerja dari alat ukur waterpass adalah membuat garis sumbu teropong horisontal. WP lama menggunakan indikator nivo tabung teropong.
•
Dalam menggunakan alat ukur waterpass harus dipenuhi syarat pemakaian sbb :
1. Sumbu I vertikal. 2. Garis bidik harus sejajar dengan garis arah nivo. 3. Garis arah nivo harus tegak lurus sumbu I. 4. Benang silang horisontal harus tegak lurus sumbu I.
Prinsip Pengukuran SD
Beda Tinggi = Bt-Ta
Beda Tinggi = Btb-Btm
Beda Tinggi = Btb-Btm
RAMBU UKUR / BAAK / STAFF
•
Kontrol Bacaan Rambu : BT = (BA + BB) / 2 BT = bacaan benang tengah BA = bacaan benang atas BB = bacaan benang bawah
•
Dopt = (BA – BB) x 100 Dopt = jarak datar optis 100 = konstanta pengali instrumen
