KONSEP GEODESI DATA SPASIAL

Disusun guna Memenuhi Tugas

Mata Kuliah Sistem Informasi Geografis

Grup A

Dosen : Prihadi Beny Waluyo, S.Si., M.T.

Yedija Kadmiel Elnatan

71130024

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS KRISTEN DUTA WACANA

2015

1. Ilmu Geodesi & Bentuk Bumi

Geodesi merupakan bidang ilmu yang mempelajari bentuk dan ukuran permukaan bumi,

menentukan posisi (koordinat) titik-titik, panjang, dan arah garis permukaan bumi,

termasuk mempelajari medan gravitasi bumi.

Ilmu geodesi, mencakup :

1) Geodesi geometris : membahas bentuk & ukuran bumi, penentuan posisi titik,

panjang dan arah garis.

2) Geodesi fisik : membahas masalah medan gaya berat bumi (yang juga menentukan

bentuk bumi)

2. Model-Model Geometrik Bentuk Bumi

Datum geodesi, proyeksi peta, dan system - sistem referensi koordinat yang telah

dikembangkan sejak dulu digunakan untuk mendeskripsikan bentuk permukaan bumi

beserta posisi dan lokasi geografi dari unsur - unsur permukaan bumi yang menarik bagi

manusia.

Bentuk bumi yang telah dianut oleh manusia telah berevolusi dari abad keabad, antara

lain:

1) Tiram atau cakram yang terapung di permukaan laut, menurut bangsa Babilon pada

2500 tahun SM

2) Lempeng dasar, bangsa Yunani kuno pada 500 SM

3) Kotak persegi panjang, geograf Yunani kuno pada 400 SM

4) Piringan lingkaran atau cakram (bangsa Romawi)

5) Bola - bangsa Yunani kuno: Phytagoras (495 SM), aristotheles membuktikannya (340

SM), Archimides (250 SM), dan Erastosthenes (250 SM)

6) Buah jeruk asam (J. Cassini 1683-1718)

7) Buah jeruk manis – Huygens (1629-1695), dan Issac Newton (1643 – 1727)

8) Ellips putar- French academy of science (1666)

Hasil pengamatan terakhir ini yang membuktikan bahwa model geometric yang paling

tepat untuk merepresentasikan bentuk bumi adalah ellipsoid (ellips putar).

Hasil ini banyak terbukti sejak abad 19 hingga 20 (by Everest, Bessel, Clarke, Hayford,

hingga U.S Army Map Service).

Model bumi ellipsoid ini sangat diperlukan untuk perhitungan jarak dan arah (ada yg

menyebut sebagai sudut jurusan) yang akurat degan jangkauan yang sangat jauh.

Beberapa sistem penentuan posisi & navigasi modern memerlukan fondasi ini, seperti

receiver GPS.

Bentuk bumi ellipsoid ini bukanlah bentuk bentuk bumi yang teratur, tapi bentuk dan

ukuran dilihat dari permukaan air laut rata-rata (Geoid).

3. Ellipsoid Referensi

Untuk kebutuhan perhitungan geodesi, permukaan bumi diganti dengan permukaan yang

teratur dengan bentuk dan ukuran yang mendekati bumi. Permukaan yang dipilih adalah

bidang permukaan yang mendekati bentuk dan ukuran geoid.

Geoid memiliki bentuk yang sangat mendekati ellips putar dengan sumbu pendek sebagai

sumbu putar yang berimpit dengan sumbu putar bumi.

Ellipsoid digunakan sebagai bidang hitungan geodesi, yang kemudian disebut sebagai

ellipsoid referensi

Geometri ellipsoid referensi biasanya didefinisikan oleh :

1) a : jari-jari ekuator

2) f : penggepengan ellips putarnya (f = flattening)

Sedang parameter lain, seperti Sumbu pendek (b) dan eksentrisitas (e) dapat dihitung

(diturunkan) dengan ke dua nilai parameter pertama diatas.

Berdasarkan coverage area, ellipsoid terbagi menjadi :

1) Ellipsoid Lokal : Jika ellipsoid referensi yang digunakan dipilih berdasarkan

kesesuaian (sedekat mungkin) dengan bentuk geoid lokalnya (relatif tidak luas).

2) Ellipsoid Regional : Jika ellipsoid referensi yang digunakan dipilih sesuai dengan

bentuk geoid untuk daerah yang relatif luas (tingkat regional).

3) Ellipsoid Global : Jika ellipsoid referensi yang digunakan dipilih sesuai / mendekati

dengan bentuk geoid untuk keseluruhan permukaan bumi.

Tiap negara memiliki pandangan berbeda tentang parameter - parameter ini. Indonesia

juga menggunakan ellipsoid :

1) Pada tahun 1860 : menggunakan ellipsoid Bessel 1841 dengan a=6,377,397; dan 1/f =

299.15

2) Pada tahun 1971 : menggunakan ellipsoid GRS-67 (disebut Speroid Nasional

Indoneisa (SNI)) dengan a=6,378,160; 1/f=298.247.

3) Pada tahun 1996 : menggunakan ellipsoid referensi (global) GRS’80 (yang digunakan

oleh datum WGS84 dan sangat terkait dengan aplikasi GPS satelit). Dan memberi

nama dgn DGN-95.

Beberapa contoh ellipsoid standar lainnya :

Ellipsoid Major-Axis

(a) meter

Minor-Axis

(b) meter

Flattening Ratio

(f)

Clarke

(1866)

6.378.206 6.356.584 1/294,98

GRS80 6.378.137 6,356,752 1/298,57

Dan lain-lain

Gambar ellipsoid referensi

4. Datum Geodesi

Untuk pekerjaan geodesi, selain ellipsoid referensi, diperlukan juga suatu datum yang

mendefinisikan sistem koordinat.

Datum secara umum merupakan besaran-besaran atau konstanta yang dapat bertindak

sebagai referensi atau dasar untuk hitungan besaran yang lain.

Datum geodesi merupakan sekumpulan konstanta yang digunakan untuk mendefinisikan

sistem koordinat yang digunakan untuk control geodesi.

Untuk mendefinisikan datum geodesi yang lengkap diperlukan 8 besaran:

1) Tiga konstanta (X0, Y0, Z0) untuk mendefinisikan titik awal sistem koordinat

2) Tiga besaran untuk menentukan arah sistem koordinat

3) Dua besaran lainnya ( setengah sumbu a, dan pegepengan f) untuk mendefinisikan

ellipsoid.

Gambar Datum Geodesi

Datum dapat ditentukan dengan 3 cara :

1) Datum Lokal : datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang dipilih

sedekat mungkin (paling sesuai) dengan bentuk geoid lokal (relatif tidak luas) yang di

petakan. Datum lokal seperti:

- Datum Genoek:

- Datum SNI (Speroid Nasional Indonesia)

- Datum DGN-95 (Datum Geodesi Nasional 1995)

- Datum Bukit Rimpah (utk: kepulauan Bangka, Belitung, dan sekitarnya)

- Datum Gunung Segara (pulau Kalimantan dan sekitarnya)

- Di negara lain: Kertau 1948 (Malaysia bagian barat Singapura), Hutzushan

(Taiwan), Luzon (Filipina), Indian (India, Nepeal, dan Bangladesh), dan masih

banyak lagi.

2) Datum regional adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang

dipilih sedekat mungkin dengan bentuk geoid untuk area yang relatif luas (regional) –

datumnya menggunakan ellipsoid regional. Datum ini digunakan bersama oleh

beberapa negara yang berdekatan dalam satu benua yang sama. Contoh datum

regional:

- Amerika Utara 1983 (NAD83) digunakan bersama oleh negara - negara yang

terletak di benua amerika bagian utara.

- European datum 1989 (ED89) yang digunakan oleh negara - negara yang terletak

di benua Eropa

- Australian Geodetic Datum 1998 (AAGD98) yang digunakan bersama oleh

negara - negara yang terletak di benua Australia.

3) Datum global adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang

dipilih sedekat mungkin dengan bentuk geoid untuk seluruh permukaan bumi –

datumnya menggunakan ellipsoid global. Contohnya, 1984 departemen pertahanan

amerika (DoD) mempublikasikan datum WGS84. Datum ini dikembangkan oleh

DMA (Defense Mapping Agency) merepresentasikan pemodelan bumi dari

standpoint gravitasional, geodetik, dan geometrik dengan menggunakan data teknik,

dan teknologi yang sudah ada.

4) Beberapa Datum lain:

- NAD27 (North American Datum of 1927) menggunakan ellpisoid Clarke (1866)

pada sumbu rotasi non geosentris

- NAD83 (NAD,1983) menggunakan ellipsoid GRS80 pada sumbu rotasi

geosentris

- WGS84 (World Geodetic System of 1984) menggunakan ellipsoid GRS80,

hampir sama dengan NAD83

Catatan:

(a) sumbu Z : mengarah ke kutub utara CTP (Convensional terrestrial pole)

sebagaimana telah didefinisikan oleh BIH (Bureau International de L’Heure)

(b) Sumbu X: merupakan garis berpotongan antara bidang meridian referensi WGS 84

dengan bidang ekuator CTP (convensional Terrestrial System).

(c) Sumbu Y: sumbu X yang diputar 90o ke arah timur di bidang equator CTP

Demikian pentingnya datum global WGS’84 ini hingga GPS-pun menggunakannya

sebagai datum untuk menentukan posisi-posisi tiga dimensi dari target-target yang

ditentukan.

5. Transformasi Datum

Gb. 6.4 menunjukkan bahwa permukaan local ellipsoid (yang digunakan oleh datum

local) mendekati bentuk geoid hanya di daerah survey yang relative sempit. Jika ellipsoid

ini diperbesar sehingga bentuk permukaannya mendekati geoid yang lebih luas,

mencakup beberapa Negara, bahkan satu benua, disebut datum regional. Sedangkan jika

ellipsiodnya mendekati bentuk geoid secara keseluruhan permukaan bumi, maka

ellipsoidnya disebut sebagai datum global.

Untuk keperluan survey geodesi yang lebih luas, seperti penentuan batas-batas antara

negaranegara yang bersebelahan, maka diperlukan datum bersama. Jika negara-negara

ybs masingmasing menggunakan datum lokal yang berbeda, maka masing-masing harus

ditransformasikan ke datum yang sama.

Prinsip transformasi datum adalah pengamatan pada titik-titik yang sama. Selanjutnya,

titiktitik sekutu ini memiliki koordinat-koordinat dalam berbagai datum. Dari koordinat-

koordinat ini dapat diketahui hubungan matematis antara datum-datum ybs. Hubungan

matematis antara datum ini dapat dinyatakan dengan 7 parameter transformasi sbb:

Translasi titik asal (origin) dx, dy, dz; rotasi sumbu koordinat rx, ry, rz; dan skala S.

Gambar Transformasi Datum