Materi Kuliah : Datum Geodetik dan Sistem Koordinat

Datum Geodetik dan Sistem Koordinat

Datum geodetik atau referensi permukaan atau georeferensi adalah parameter sebagai acuan untuk mendefinisikan geometri ellipsoid bumi serta orientasi sumbu koordinat terhadap tubuh bumi. Datum geodetik diukur menggunakan metode manual hingga yang lebih akurat lagi menggunakan satelit.

1. Parameter datum geodetik

a) Parameter utama, yaitu setengah sumbu panjang ellipsoid (a), setengah sumbu pendek (b), dan penggepengan ellipsoid (f).

b) Parameter translasi, yaitu yang mendefinisikan koordinat titik pusat ellipsoid (Xo,Yo,Zo) terhadap titik pusat bumi.

c) Parameter rotasi, yaitu (εx, εy, εz) yang mendefinisikan arah sumbu-sumbu (X,Y,Z) ellipsoid.

d) Parameter lainnya, yaitu datum geodesi global memiliki besaran yang banyak hingga mencakup konstanta-konstanta yang merepresentasikan model gaya berat bumi dan aspek spasial lainnya.

2. Sistem Koordinat

Koordinat adalah bilangan yang dipakai untuk menunjukkan lokasi suatu titik di garis permukaan atau ruang. Informasi lokasi ditentukan berdasarkan sistem koordinat, yang diantaranya mencakup datum dan proyeksi peta. Posisi suatu titik biasanya dinyatakan dengan koordinat (dua dimensi atau tiga dimensi) yang mengacu pada suatu sistem koordinat tertentu. Koordinat dapat memudahkan kita dalam menemukan letak benda.

a) Sistem Koordinat Kartesius

Sistem Koordinat Kartesius terdiri atas sumbu mendatar (sumbu x) dan sumbu tegak (sumbu y). Sistem koordinat Kartesius digunakan untuk menentukan tiap titik dalam bidang dengan menggunakan dua bilangan yang disebut koordinat x (absis) dan koordinat y (ordinat) dari titik tersebut.

b) Sistem Koordinat Bola

Sistem koordinat bola prinsip dasarnya adalah sudut dan jarak

3. Sistem Koordinat Geografi: Longitude dan Latitude

Dalam geografi khususnya teknik pemetaan, terdapat sistem koordinat geografi. Sistem Koordinat Geografi terdiri dari Latitude dan Longitude. Latitude (lintang) dan longitude (bujur) adalah unit yang mewakili koordinat geografi. Setiap titik di permukaan bumi dapat ditentukan oleh koordinat lintang dan bujur. Oleh sebab itu dengan menggunakan garis lintang dan bujur, dapat ditemukan posisi hampir setiap titik di bumi.

Lintang memiliki symbol phi dan menunjukkan sudut antara garis lurus di titik tertentu dengan bidang ekuator. Lintang ditentukan dalam angka derajat mulai dari 0⁰ dan berakhir dengan 90⁰ . Garis lintang ini membagi bumi menjadi belahan bumi utara dan selatan. Garis ekuator atau khatulistiwa berada di lintang 0⁰. Garis lintang biasa digunakan untuk melihat penyebaran iklim di bumi.

Longitude atau garis bujur memiliki symbol lamda. Garis bujur ini merupakan garis yang menunjukkan bagian barat dan timur dilihat dari titik pangkal yaitu di Greenwich Meridian. Garis bujur memiliki batas maksimum yaitu 180⁰ ke arah timur dari GMT dan 180⁰ ke arah barat dari GMT. Keduanya bertemu di garis International Date Line di sekitar Pasifik.

Baik Lintang maupun Bujur diukur dalam derajat dan dibagi lagi dalam menit dan detik. 1⁰ garis bujur jika diukur lapangan sama dengan 111,32 km. Satuan derajat bisa juga disebut jam sehingga setiap derajat terbagi menjadi 60 menit dan setiap menit terbagi menjadi 60 detik. Dalam penulisan letak astronomis contohnya 60º 23′ 15”S, maka dibaca sebagai 60 derajat 23 menit 15 detik Lintang Selatan. Pada sistem pemetaan internasional huruf U sebagai Lintang Utara diganti dengan huruf N (North).

Kombinasi antara garis lintang dan garis bujur akan membentuk suatu koordinat lokasi di permukaan bumi dengan sumbu x sebagai garis lintang dan sumbu y sebagai garis bujur dalam koordinat kartesius.

4. Proyeksi Peta

Proyeksi merupakan cara memindahkan garis paralel dan meridian dari globe atau bidang lengkung menuju ke bidang datar. Proyeksi peta adalah suatu sitem yang memberikan hubungan antara posisi titik-titik di permukaan bumi dan di atas peta.

Pemilihan sistem proyeksi dipengaruhi oleh lokasi dan bentuk daerah yang di petakan, tujuan pemetaan, unsur yang dipertahankan, tingkat kesulitan perhitungan, dan keterkaitan dengan sistem pemetaan nasional.

a) Proyeksi Azimuthal (Zenithal)

Proyeksi azimuthal merupakan proyeksi peta yang menggunakan bidang datar sebagai proyeksinya. Proyeksi ini menyinggung bola bumii dan berpusat pada satu titik. Proyeksi azimuthal sering juga disebut dengan proyeksi zenithal. Proyeksi azimuthal dapat dibedakan sebagai berikut:

Proyeksi azimuthal normal, bidang proyeksinya bersinggungan dengan kutub. Jenis proyeksi ini paling cocok untuk menggambarkan daerah kutub
Proyeksi azimuthal transversal, bidang proyeksinya tegak lurus dengan ekuator.
Proyeksi azimuthal miring/oblique, bidang proyeksinya menyinggung salah satu tempat antara kutub dan equator

Ø Ciri-ciri Proyeksi Zenithal/azimuthal :

· Garis-garis bujur sebagai garis lurus yang berpusat pada kutub.

· Garis lintang digambarkan dalam bentuk lingkaran yang konsentris mengelilingi kutub.

· Sudut antara garis bujur yang satu dengan lainnya pada peta besarnya sama.

· Seluruh permukaan bumi jika digambarkan dengan proyeksi ini akan berbentuk lingkaran.

b) Proyeksi Silinder (Cylindrical)

Proyeksi silinder menggunakan bidang proyeksi berupa silinder yang menyinggung daerah permukaan bumi. Proyeksi silinder cocok untuk menggambarkan wilayah luas dan wilayah khatulistiwa atau lintang rendah

Ada beberapa keuntungan jika kita menggunakan proyeksi silinder, diantaranya adalah

Mampu menggambarkan daerah yang luas.
Dapat menggambarkan daerah sekitar khatulistiwa.
Daerah kutub yang berupa titik digambarkan seperti garis lurus.
Semakin mendekati kutub, semakin luas wilayahnya.

Jadi keuntungan proyeksi ini yaitu cocok untuk menggambarkan daerah ekuator, karena ke arah kutub terjadi pemekaran garis lintang.

c) Proyeksi Kerucut

Proyeksi kerucut menggunakan bidang proyeksi berbentuk kerucut yang menyinggung bola bumi. Proyeksi kerucut paling cocok digunakan untuk menggambar daerah lintang 45º (lintang tengah). Proyeksi kerucut dibedakan sebagai berikut

Proyeksi kerucut normal, garis singgung bidang kerucut pada bola bumi terletak pada suatu paralel (paralel standar)
Proyeksi kerucut transversal, sumbu kerucut berada tegak lurus terhadap sumbu bumi
Priyeksi kerucut miring, sumbu kerucut membentuk garis miring terhadap sumbu bumi

Ciri-ciri Proyeksi Kerucut

Semua garis bujur merupakan garis lurus dan berkonvergensi di kutub.
Garis lintang merupakan suatu busur lingkaran yang konsentris dengan titik pusatnya adalah salah satu kutub bumi.
Tidak dapat menggambarkan seluruh permukaan bumi karena salah satu kutub bumi tidak dapat digambarkan.
Seluruh proyeksi tidak merupakan satu lingkaran sempurna, sehingga baik untuk menggambarkan daerah lintang rendah.

5. Ukur Tanah

Dalam ilmu ukur tanah, permukaan bumi dapat diukur dan dicari koordinatnya. Selanjutnya permukaan bumi yang telah diukur koordinatnya tersebut digambarkan dalam bidang datar dengan suatu system proyeksi an skala tertentu. Berbagai istilah yang ada dalam ilmu ukur tanah, yaitu:

· Titik awal adalah titik yang paling awal perlu diketahui, baik dengan definisi, diberikan ataupun diukur.

· Titik ikat adalah titik yang bersama-sama membangun kerangka dasar pemetaan baik secara horizontal maupun vertical, dimana titik-titik ini tersebar keseluruh daerah pemetaan dengan ketinggian yang setara.

· Titik detil adalah titik yang merupakan wakil dari suatu unsure baik alam maupun buatan manusia yang ada di lapangan dimana nantinya akan digambarkan diatas peta. Titik detil harus terikat oleh titik ikat yang terdekat. Missal: pojok suatu bangunan, tikungan jalan, jembatan, dll.

· Titik datum adalah suatu titik fundamental yang didefinisikan secara astronom geodesi merupakan titik awal (referensi) dari suatu perhitungan. Misal : Datum Genuk dan Datum Padang.

· Benchmark (BM) adlah titik tetap yang diketahui ketinggiannya terhadap suatu bidang referensi tertentu. Bentuk dari BM ini terbuat dari pilar beton dengan tanda diatas atau disamping sebagai titik ketinggiannya. Misal : BM,BPN, BM ITS, BM Pemkot, dll.

· Permukaan air laut rata-rata (MSL) adalah pengandaian bilamana permukaaniar aut dalam keadaan diam, permukaan air laut dapat dianggap sebagai salah satu permukaan datum.

· Nol normal adalah permukaan air laut yang berubah menurut waktu, maka melalui suatu perjanjian dipilih ketinggian dasar diatas muka laut dengan menganggap mempunyai tinggi nol (0.000m) yang dinyatakan sebagai titik diatas pilar beton (BM) yang dibuat menurut kontruksi yang kuat dan stabil.

· Jarak datar (AB) adalah jarak yang diukur diatas permukaan horizontal pengamat ke proyeksi titik lainnya diatas horizon pengamat tadi.

· Jarak miring (AB’) adalah jarak yang dikur diatas permukaan tanahdari satu titik ketitik lainnya tanpa melihat kemiringan tanahnya.

· Garis nivo adalah garis yang tegak lurus terhadap arah garis gaya berat dititik pengamatan.

· Garis mendatar adalah garis lurus yang menyinggung satu titik pada garis nivo.

· Gais kontur adalah garis khayal yang menghubungkan titik-titik diatas permukaan bumi yang sama ketinggiannya.

· Bidang nivo dalah suatu bidang yang arah gaya berat disetiap titik padanya selalu tegak lurus. Karena arah gaya berat menuju pusat bumi, makabidang nivo akan melingkupi permukaan bumi secara tertutup. Permukaan bumi tidakrata tergantung letaknya (tingginya) sehingga akan terdapat banyak sekali bidang nivo.

· Geoid adalah suatu bidang nivo yang terletak pada ketinggian muka air laut rat-rata, sehingga secara teoritis geoid akan berimpit dengan permukaan air laut rata-rata. Permukaan iar laut rata-rata mengalami suatu penyimpangan-penyimpangan tetapi karena penyimpangan kecil makanya ditiadakan.

· Bidang referensi / bidang datum adalah suatu bidang nivo tertentu diamana titik-titik mulai dihitung. Missal geoid.

· Tinggi suatu titik adalah jarak tegak diatas atau dibawah bidang datum.

· Beda tinggi antara dua titik adalah jarak tegak antara dua bidang nivo yang melalui kedua titik tersebut.

6. Skala Peta

Skala pada peta adalah perbandingan antara jarak pada peta dengan jarak sesungguhnya dari wilayah yang digambarkan dalam peta. Ada beberapa cara untuk menunjukkan perbandingan antara jarak pada peta dengan jarak sesungguhnya tersebut. Skala sangat berguna untuk menghitung jarak antara dua lokasi di dalam peta, sehingga memungkinkan kita untuk dapat langsung mengukur jarak dengan hanya melihat pada peta tanpa harus mendatangi langsung lokasi dan mengukurnya.

Ø Jenis-Jenis Skala Peta

Berdasarkan ukuran skalanya peta dibedakan menjadi lima, yaitu sebagai berikut.

a) Peta skala kadaster atau peta teknik dengan skala 1 : 100 sampai 1 : 5000. Peta ini biasa digunakan untuk pengukuran tanah.

b) Peta berskala besar, yaitu peta berskala 1 : 5000 sampai 1 : 250.000. Peta ini umumnya digunakan untuk menggambarkan wilayah yang relatif sempit, misalnya desa atau kecamatan.

c) Peta berskala sedang, yaitu peta berskala 1 : 250.000 sampai 1 : 500.000. Peta ini digunakan untuk menggambarkan wilayah yang agak luas seperti pemetaan kabupaten atau kota.

d) Peta berskala kecil, yaitu peta berskala 1 : 500.000 sampai dengan 1 : 1.000.000. Peta ini digunakan untuk menggambarkan daerah yang luas seperti provinsi.

e) Peta geografi berskala lebih dari 1 : 1.000.000. Biasa digunakan untuk menggambarkan wilayah negara, regional, benua, atau dunia.

Ø Bentuk-bentuk skala dibedakan sebagai berikut.

a) Skala Verbal

Skala verbal adalah skala yang menunjukkan perbandingan jarak pada peta dalam suatu kalimat langsung yang tegas. Contohnya, pada sebuah peta dituliskan Skala 1 cm untuk 1 km. Ini berarti bahwa setiap jarak 1 cm dalam peta setara dengan jarak 1 km pada jarak sesungguhnya. Contoh lainnya 1 inci = 1 mil, artinya 1 inci di peta mewakili 1 mil di lapangan. Jadi, skalanya adalah 1 : 63.360 (1 mil = 63.360 inci).

b) Skala Angka

Skala angka menunjukkan perbandingan jarak pada peta dalam perhitungan angka. Skala ini paling lazim ditemui dalam kompilasi peta. Contohnya, pada sebuah peta dituliskan Skala 1 : 1.000.000. Ini berarti bahwa setiap jarak 1 satuan jarak dalam peta setara dengan jarak 1.000.000 satuan yang sama pada jarak sesungguhnya. Misalkan satuan yang digunakan adalah cm, maka 1 : 1.000.000 berarti setiap jarak 1 cm di peta mewakili jarak 1.000.000 cm atau 10.000 meter atau 10 km pada wilayah sesungguhnya.

Skala jenis ini dengan satuan centimeter telah dijadikan sebagai sistem skala peta resmi internasional. Namun, ada pula beberapa negara yang menggunakan satuan inci berbanding satuan mil. Beberapa negara tersebut antara lain, Inggris dan negara-negara persemakmuran Inggris.

c) Skala Batang atau Skala Grafis

Skala batang menggunakan batang garis lurus yang memiliki beberapa ruas dengan jarak yang sama di antara ruas-ruas tersebut, seperti halnya garis bilangan. Skala tersebut dapat pula berbentuk grafis (gambar) yang menunjukkan jarak antarbagian.

Contoh: