1. Pemetaan Sederhana Wilayah Gunung Batu Menggunakan
Global Positioning System (GPS)
LAPORAN PRAKTIKUM GEOFISIKA
Oleh :
Nama : Lutfiatus Sa’adah
NIM : 171810201031
Kelompok : B2
Asisten : Gladys Ramadhani Ningtyas
LABORATORIUM GEOFISIKA
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2020
2. i
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...............................................................................................
DAFTAR ISI............................................................................................................i
BAB 1. PENDAHULUAN..................................................................................... 1
1.1 Latar belakang............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah....................................................................................... 2
1.3 Tujuan........................................................................................................... 2
1.4 Manfaat......................................................................................................... 2
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 3
2.1 Global Positioning System (GPS) ................................................................ 3
2.2 Bagian dan Fungsi pada GPS ..................................................................... 4
2.3 Cara Penggunaan Global Positioning System (GPS)................................ 6
BAB 3. METODE EKSPERIMEN...................................................................... 7
3.1 Waktu dan Tempat Praktikum.................................................................. 7
3.1.1 Waktu Praktikum ...............................................................................7
3.1.2 Tempat Praktikum ............................................................................. 7
3.2 Alat dan Bahan............................................................................................ 7
3.3 Langkah Kerja (Akuisisi Data Tracking) ................................................. 8
3.3 Metode Analisis Data .................................................................................. 8
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 10
4.1 Hasil ............................................................................................................ 10
4.1.1 Tabel Hasil Pengamatan Data GPS ................................................. 10
4.2 Pembahasan ............................................................................................... 14
BAB 5. PENUTUP............................................................................................... 16
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 16
5.2 Saran........................................................................................................... 16
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 17
3. 1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Global Positioning System merupakan sistem untuk menentukan posisi dan
navigasi secara global dengan menggunakan satelit. Peta merupakan salah satu
cara terbaik untuk memvisualisasikan hasil penilaian kerawanan (vulnerabilitas).
Peta dapat memadukan dimensi keruangan (spasial), karakteristik dari hazard
serta berbagai informasi lainnya seperti gambaran lingkungan maupuan data
masyarakat yang relevan. Pembuatan peta tersebut dapat dilakukan dengan
memanfaatkan penggunaan beberapa software yaitu software MapSource, Google
Earth dan Surfer. Peta tersebut dapat dibuat berdasarkan data titik koordinat
longitude (x), latitude (y) dan elevasi (z) yang diambil dari suatu lokasi. Data
koordinat tersebut diukur menggunakan suatu alat yang disebut dengan GPS.
Pengambilan data (akuisisi data) titik koordinat menggunakan GPS dari satu titik
lokasi ke lokasi lain sampai nanti akhirnya kembali pada titik awal (metode
looping). Pengambilan data tersebut dikenal dengan tracking. Melalui tracking ini,
maka akan didapatkan suatu data koordinat x, y dan z. Kemudian data tersebut
dapat diolah (dilakukan tahap processing) ke dalam software MapSource, Google
Earth dan Surfer dengan sedemikian rupa sehingga akan dihasilkan interpretasi
data berupa peta yang dapat terlihat jelas gambaran relief permukaan lokasi target
yang nantinya akan bermanfaat dalam mitigasi bencana.
Praktikum kali ini yaitu melakukan pemetaan sederhana menggunakan GPS
di daerah Kabupaten Jember dengan cara menentukan letak longitude, latitude dan
elevasi pada daerah Jember yang akan dibuat pemetaanya. Data yang diperoleh
dari praktikum diolah dengan menggunakan software surfer yang merupakan
software yang digunakan untuk pembuatan peta kontur dan pemodelan 3D yang
didasarkan atas grid. Perangkat lunak ini berperan besar dalam pemetaan kawasan.
Meskipun canggih, perangkat ini tidak banyak menuntut untuk sistem operasi
maupun perangkat keras.
GPS sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari untuk membantu dalam
menyelesaikan permasalahan dengan melakukan pemetaan. GPS dapat digunakan
4. 2
untuk menentukan posisi titik-titik lokasi penyelaman maupun transek. Posisi
yang diperoleh adalah posisi yang benar terhadap sistem koordinat bumi. Dengan
mengetahui posisi yang pasti, lokasi-lokasi penyelaman maupun transek dapat di-
plot-kan ke dalam peta kerja.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada praktikum GPS adalah:
1. Bagaimana hasil pemetaan wilayah dengan menggunakan GPS?
2. Bagaimana hasil pemetaan dengan keadaan wilayah sebenarnya ?
1.3 Tujuan
Tujuan pada praktikum GPS adalah:
1. Mengetahui hasil pemetaan wilayah dengan menggunakan GPS.
2. Mengetahui hasil pemetaan dengan keadaan wilayah sebenarnya.
1.4 Manfaat
Manfaat dari praktikum GPS dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-
hari. Penggunaan GPS saat ini sangat luas dan salah satunya untuk navigasi
pesawat terbang. Kebanyakan sistem penerbangan menggunakan alat GPS biasa
dalam penerbangan, kecuali ketika mendarat dan lepas landas. Dengan
pengamatan GPS, maka informasi posisi 3D, kecepatan, dan percepatan pesawat
terbang dapat ditentukan secara teliti.
5. 3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Global Positioning System (GPS)
Menurut Prasetyo, (2006) GPS (Global Positioning System) adalah suatu
metode yang biasa digunakan dalam pemantauan deformasi gunung api.
Pemantauan dengan GPS pada dasarnya adalah pemantauan perubahan titik-titik
koordinat yang terdapat pada tubuh gunung api. GPS adalah sistem radio navigasi
berbasis satelit yang dioperasikan oleh Departemen Pertahanan (DOD -
Department of Defense) pemerintah Amerika Serikat. GPS memberikan layanan
agar setiap penggunanya dapat menentukan posisinya dalam koordinat 3 dimensi,
sekaligus kecepatan dan waktu, pada segala cuaca, dimanapun di seluruh penjuru
bumi dengan tingkat akurasi yang jauh lebih baik dari teknologi radio navigasi
lain yang ada saat ini. GPS terdiri atas tiga segmen: segmen angkasa (satelit GPS),
segmen kontrol (stasiun monitor dan kontrol), serta segmen pengguna.
a. Segmen angkasa: terdiri atas lebih dari 24 satelit yang beroperasi pada 6 orbit
sirkular dengan ketinggian rata-rata 20.200 km diatas bumi dengan sudut
inklinasi 55 derajat serta periode 12 jam. Orbit satelit dan distribusinya
didesain sedemikian rupa sehingga setiap titik di permukaan bumi dapat
mengamat sedikitnya 6 satelit yg beroperasi. Satelit-satelit ini secara kontinu
mentransmisikan posisi dan data waktu kepada pengguna GPS diseluruh dunia.
b. Segmen Kontrol: adalah sebuah Master Stasiun Kontrol (MCS) yang terletak
di Colorado Spring. MCS didukung lima stasiun monitor dan 3 antena yang
tersebar dibebrapa tempat dibumi. Stasiun monitor memantau satelit GPS dan
mengumpulkan informasi dari data yang dipancarkan oleh satelit, untuk
kemudian dikirim ke Master Stasiun Kontrol. Master Stasiun Kontrol
menghitung orbit satelit dengan sangat teliti. Hasilnya kemudian di-
upload untuk memperbaharui pesan navigasi satelit.
c. Segmen Pengguna: adalah para pengguna GPS. Untuk dapat menggunakan
informasi GPS setiap pengguna GPS harus menggunakan pesawat penerima
6. 4
(receiver) . Receiver inilah yang oleh orang awam dikenal sebagai "GPS", yang
sebenarnya adalah merupakan salah satu segmen dari sistem GPS itu sendiri.
Gambar 2.1 Segmen Global Positioning System (GPS)
(Sumber : Prasetyo, 2006)
GPS (Global Positioning System) memiliki istilah lengkap yaitu NAVSTAR-
GPS (Navigation System Timing And Ranging – GPS). Selain terdiri dari tiga
segmen, GPS juga dibangun dengan dua tipe pelayanan: (1) SPS (Standard
Positioning System untuk warga sipil), dan (2) PPS (Precise Positioning System
untuk militer). Satelit GPS pertama, diluncurkan pada 22 Februari 1978. Fungsi
GPS selain untuk menentukan posisi dari sesuatu benda/hal, GPS digunakan juga
untuk menentukan variable-variabel turunan seperti: (1) Kecepatan, (2)
Percepatan (Akselerasi), (3) Arah laju, dan (4) Ukuran Interval (i.e. Jarak, Selang
Waktu) (Firdaus, 2010).
2.2 Bagian dan Fungsi pada GPS
1. Unit Antena
Rangkaian menerima sebuah echosounder mirip dengan radio. Menerima
sirkuit radio mengambil sinyal dari gelombang radio yang diterima dengan antena
(deteksi) dan memproses sinyal elektromagnetik untuk mengembalikan mereka ke
suara yang dapat didengar. Karena sinyal yang diterima adalah samar, mereka
harus diperkuat untuk berkekuatan diperlukan pada tahap deteksi dan melewati
filter (sinyal sirkuit pengolahan) untuk menolak kebisingan (Mizuno, 2013).
Antena GPS pada dasarnya berfungsi untuk menangkap sinyal yang
dipancarkan satelit. Dengan jumlah minimal empat satelit yang dapat ditangkap
7. 5
oleh antena GPS, maka bisa diketahui letak dari alat GPS tersebut berupa
koordinat lintang bujur. Selain itu, antena GPS juga berfungsi untuk
memancarkan sinyal yang digunakan untuk mengetahui letak alat tersebut oleh
peralatan deteksi yang lain. Unit antena bertugas untuk menerima dan menyimpan
data yang ditransmisikan oleh stasiun-stasiun pengontrol, menyimpan dan
menjaga informasi waktu berketelitian tinggi (ditentukan di jam ataomik pada
satelit) dan memancarkan signal dan informasi secara kontinyu ke penerima atau
receiver (Winardi, 2006).
2 Unit Display/Recorder
Proses yang dijelaskan di atas dilaksanakan di sirkuit menerima secara
analog. Untuk menunjukkan sinyal tercermin di ekstrak pada display, namun,
mikro di sounder gema analog proses mereka secara digital. Berkat proses ini, kita
secara visual dapat melihat bentuk dasar laut dan gerombolan ikan tidak hanya
sebagai besarnya sinyal terpantul tetapi juga sebagai bentuk yang lebih realistis.
Dalam hal ini, sounder gema analog juga melakukan pengolahan digital pada
tahap akhir dari operasi (Mizuno, 2013).
LCD digunakan untuk menampilkan informasi yang dihasilkan berupa
koordinat hasil pembacaan GPS. Display dioperasikan dengan mode 4 bit dengan
tujuan untuk penghematan port. Selain itu, kondisi di volt inisialisasi display dari
codevision AVR menggunakan 4 bit (Budiawan et al., 2010).
3. Receiver
Sebuah sistem tracking yang umum digunakan adalah dengan
menggunakan GPS (Global Positioning System). Karena dengan menggunakan
GPS kita dapat mengetahui koordinat lintang dan koordinat bujur dari suatu
tempat atau titik di permukaan bumi, sehingga dapat ditentukan dengan
menggunakan GPS receiver yang merupakan koordinat lintang dan bujur dari
GPS receiver itu sendiri. GPS receiver akan memberikan data keluaran berupa
data posisi (koordinat lintang dan bujur), waktu, kecepatan, serta arah dari GPS
receiver tersebut (Abidin, 2000).
Satelit-satelit GPS memancarkan data yang mengindikasikan lokasinya
dan waktu tertentu. Semua satelit GPS dioperasikan secara sinkron, jadi sinyal
8. 6
yang berulang-ulang dipancarkan pada saat yang sama. Sinyal bergerak pada
kecepatan cahaya, tiba di receiver GPS dengan perbedaan waktu yang kecil,
karena beberapa satelit memiliki jarak yang lebih jauh dari yang lain. Jarak ke
satelit GPS dapat diperhitungkan dengan memperkirakan jumlah waktu yang
dibutuhkan sinyalnya untuk mencapai receiver. Ketika receiver memperkirakan
jarak dari sekurangnya 4 satelit GPS, ini cukup untuk mengkalkulasikan posisi
dalam 3 dimensi (Bafdal et al., 2011).
4. Transmiter
Subsistem transmitter terdiri atas sensor gas, sensor suhu, mikrokontroler
dan dua buah anena yaitu antena GPS dan antena GSM. (Taryudi, 2009). Seperti
halnya istem navigasi lainnya, sistem doris bekerja berdasarkan effect doppler
yaitu terjadinya pergeseran antara frekuensi dipancarkan oleh transmitter dan
frekuensi yang diterima oleh receiver (Sudibyo, 2008).
2.3 Cara Penggunaan Global Positioning System (GPS)
Penggunaan GPS (Global Positioning System) cukup mudah yaitu dengan
menentukan letak longitude, latitude dan elevasi dari daerah yang akan dibuat
pemetaan. Kemudian data data pengukuran diolah menggunakan software map
source agar data longitude dan latitude dapat dibaca dalam satuan meter. Untuk
memperoleh peta 3D (tiga dimensi) data dari map source perlu diolah lagi
menggunakan software surfer. Manfaat menggunakan GPS (Global Positioning
System) dalam penelitian yaitu setiap penggunaan GPS tidak dikenai biaya dan
dapat menampilkan spektrum daerah yang cukup luas (Marczyk, 2005).
9. 7
BAB 3. METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat Praktikum
3.1.1 Waktu Praktikum
Waktu untuk mengambil data praktikum pemetaan sederhana dengan
menggunakan Global Positioning System (GPS) dilakukan pada hari Minggu
tanggal 8 Maret 2020 pukul 18.30 WIB.
3.1.2 Tempat Praktikum
Praktikum pemetaan sederhana dengan menggunakan Global Positioning
System (GPS) dilakukan dengan menentukan 100 titik koordinat dengan jarak
antar titik 20 m. Praktikum ini dilakukan di wilayah gunung batu kemudian
sampai ke Jl. Karimata, lalu dilanjutkan mengambil titik koordinat di Jl. Semeru
dan kembali lagi ke Jl. Karimata hingga mencapai 100 titik koordinat.
3.2 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum GPS adalah:
1.Garmin GPS MAP 60CS berfungsi sebagai alat pengukur latitude, longitude dan
elevasi dari suatu daerah.
Gambar 3.1 Garmin GPS MAP 60CS
2. 2 Baterai AA digunakan sebagai baterai cadangan dari GPS yang digunakan.
3.Alat tulis menulis digunakan untuk mencatat data pada tabel pengamatan yang
didapat dari pengambilan data dengan GPS.
4.Meteran berfungsi untuk mengukur jarak antar titik yang akan diambil datanya.
5.Kamera digunakan untuk mendokumentasikan proses pengambilan data GPS.
10. 8
6. Software MapSource dan Surfer berfungsi sebagai software pengolah data hasil
GPS.
3.3 Langkah Kerja
Langkah kerja (akuisisi data tracking) yang dilakukan pada praktikum
pemetaan sederhana menggunakan GPS adalah
1. GPS dinyalakan terlebih dahulu dengan menekan tombol ON/OFF, kemudian
biarkan GPS hidup beberapa saat agar stabil.
2. Suatu acuan lokasi ditentukan sebagai pengambilan titik koordinat awal dengan
menggunakan GPS. Tombol mark ditekan, kemudian secara otomatis koordinat
titik awal tersebut akan terbaca oleh GPS. Nama titik diganti dan setelah
selesai tekan tombol oke. Titik yang terbaca dalam GPS tersebut meliputi titik
lintang selatan (S), bujur timur (E), dan ketinggian (Elevasi). Data tersebut
dicatat juga secara manual sebagai data salinan apabila data yang terdapat
dalam GPS terhapus.
3. Foto lokasi ditentukannya titik tersebut diambil dengan menggunakan kamera
yang telah dipersiapkan sebelumnya.
4. Langkah tersebut dilakukan sebagai penentuan titik kedua dan seterusnya
sampai pada titik ke 100 dengan jarak antar titik 20 m, sehingga didapatkan
100 titik koordinat yang akan diolah ke dalam software.
3.4 Metode Analisis Data
Data yang diperoleh termasuk jenis data kuantitatif. Data kuantitatif ini
diperoleh dari pengambilan titik-titik koordinat pada lokasi yang telah ditentukan
sebanyak 100 titik data dengan jarak antar data 20 m. Titik-titik tersebut meliputi
titik lintang selatan (S), bujur timur (E), dan ketinggian (Elevasi). Data yang
didapat kemudian dimasukkan ke dalam tabel pengamatan. Data yang ada pada
tabel pengamatan dapat dipindahkan di excel untuk memudahkan pengolahan data
selanjutnya. Kemudian akan dilakukan pengolahan menggunakan software berupa
Surfer. Software ini mengolah data pengamatan yang diperoleh dari pengukuran
di lokasi dengan menginterpretasikannya ke dalam model 2D dan 3D.
11. 9
Tabel Data Pengamatan Titik Koordinat GPS
Lokasi :
Hari/Tanggal :
Spec Alat :
Operator :
No.
Nama
Titik
Latitude Longitude Elevasi Akurasi Keterangan
1.
2.
3.
.
.
100
15. 13
Gambar 4.1 Peta Kontur 2D Daerah Gunung Batu
Gambar 4.2 Citra Google Earth Daerah Gunung Batu
16. 14
4.2 Pembahasan
Praktikum kali ini yaitu melakukan pemetaan sederhana dengan
menggunakan Global Positioning System (GPS). Praktikum dilakukan dengan
menentukan titik lokasi terlebih dahulu, kemudian mengambil data berupa titik
koordinat pada lokasi yang sudah ditentukan sebanyak 100 data titik koordinat
meliputi titik lintang selatan (S), bujur timur (E), dan ketinggian (Elevasi) dengan
menggunakan GPS. GPS memiliki kekuatan sinyal dari satelit yang membantu
dalam menentukan titik koordinat dengan tepat. Kekuatan sinyal dari GPS
dipengaruhi oleh lokasi satelit dengan pengamatan simultan ke minimal 4 satelit
koordinatnya. Data yang diperoleh kemudian digunakan untuk membuat peta
kontur yang berbentuk 2D.
Pengambilan data GPS dilakukan di daerah gunung batu kemudian menuju ke
arah pertigaan Jl. Karimata, lalu diteruskan ke arah Jl. Semeru dan titik akhir
kembali ke Jl. Karimata. Data yang diperoleh berupa 100 titik koordinat
kemudian diolah dengan menggunakan software surfer. Fungsi software surfer
adalah untuk mengkonversi hasil pengambilan data menjadi sebuah peta
sederhana yang dapat dilihat pada hasil. Peta tersebut membentuk peta kontur
dengan pola 2D. Peta kontur 2D yang dihasilkan dari pengolahan data
memperlihatkan lintang dan bujur secara keseluruhan titik koordinat lokasi yang
diambil.
Garis-garis pada peta kontur memperlihatkan bentuk dan ketinggian
permukaan dari lokasi. Garis kontur pada prinsipnya adalah garis perpotongan
bentuk muka bumi dengan bidang horizontal pada suatu ketinggian yang tetap.
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, penggambaran peta kontur yang
dihasilkan dari pengolahan data pada software dengan lokasi sebenarnya telah
sesuai. Hal ini menunjukkan bahwa software surfer dapat memetakan wilayah
sesuai dengan keadaan aslinya. Hasil pemetaan dapat dilihat pada gambar 4.1
yang menunjukkan dengan jelas titik koordinat lintang dan bujur lokasi
pengambilan data GPS. Kemudian pada gambar 4.2 dihasilkan citra google earth
lokasi sehingga didapatkan penampang lintasan tiap titik-titik pengambilan data di
daerah gunung batu dan sekitarnya. Pengolahan data menggunakan software
17. 15
surfer juga menunjukkan indikator warna pada peta kontur yang dihasilkan.
Indikator warna merah menunjukkan daerah yang semakin tinggi, kemudian
warna hijau menunjukkan daerah yang datar, dan warna biru menunjukkan daerah
dengan kedalaman cukup tinggi. Karena pengambilan data dilakukan di area
gunung batu yang merupakan dataran tinggi, maka titik koordinat yang
didapatkan pun juga cukup tinggi.
18. 16
BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari praktikum pemetaan sederhana
menggunakan global positioning system (GPS) adalah :
1. Pemetaan wilayah menggunakan GPS menghasilkan peta kontur 2D yang
menunjukkan garis lintang dan bujur secara keseluruhan titik koordinat lokasi
yang diambil.
2. Hasil pengolahan data GPS dengan menggunakan software surfer mampu
memetakan lokasi dengan keadaan aslinya, bahkan dapat memperlihatkan
detail titik koordinat dan indikator warna yang menunjukkan daerah tersebut.
5.2 Saran
Saran untuk praktikum ini yaitu lebih berhati-hati menggunakan GPS saat
melakukan pengambilan data, sebab cuaca tidak dapat diprediksi bagaimana
keadaannya nanti. Selalu menyiapkan kebutuhan seperti payung atau jas hujan
untuk melindungi GPS terkena air hujan dan tabel pengamatan basah oleh air.
Praktikan diharapkan tertib melakukan pengambilan data agar tidak terjadi
kesalahan.
19. 17
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, Hasanuddin Z. 2000. Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya. PT.
Pradya Paramita: Jakarta.
Abidin, Hasanuddin Z, dkk. 2009. Deformasi Koseismik dan Pascaseismik Gempa
Yogyakarta 2006 dari Hasil Survei GPS. Jurnal Geologi Indonesia. 4 (4):
275-284
Bafdal, Nurpilihan, Kharistya Amaru, Boy Macklin PP. 2011. Buku Ajar Sistem
Geografis. Jurusan Teknik Manajemen Industri Pertanian, Fakultas
Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjajaran : Bandung.
Budiawan, Tiyo, Imam Santoso, Ajub Ajulihan Zahra. 2011. Mobile Tracking
Gps (Global Positioning System) Melalui Media Sms (Short Message
Service). Yogyakarta : ANDI
Firdaus, Oktri Mohammad. 2010. Analisis Implementasi Global Positioning
System (GPS) pada Moda Transportasi di PT.X. Proceeding Seminar on
Application and Research in Industrial Technology (SMART 2010), UGM
Yogyakarta, 29 Juli 2010.
Marczyk,G. 2005. Essentials Of Research Design and Methodology. USA: John
Wiley & Sons, Inc.
Mizuno, Kazuhiko. 2013. The Best in Digital Echosounder. Japan : Paramita.
Prasetyo, dkk. 2006. Global Positioning System (GPS) Edisi Kedua Vol. 1.
Jakarta : Erlangga
Sudibyo, Alexander. 2010. Analisis Ketersediaan Jasa Satelit Penentu Posisi
Lokasi Guna Mendukung Program Pengembangan Roket Pengorbit Satelit
LAPAN. jurnal.lapan.go.id/index.php/jurnal_ansis/article/view/1/1.