geofisika metode georadar

5/20/2018 geofisika METODE GEORADAR

1/11

Hal -1

GEORADARMETODE GEORADAR

Georadar (GPR), kadang-kadang disebut penyelidikan radar tanah, georadar,

radar tanah, georadar echo atau "georadar" adalah teknik geofisika eksplorasi bawah

permukaan non-invasif menggunakan gelombang elektromagnetik untuk karakterisasi

dan pemantauan. Hal ini banyak digunakan untuk menemukan obyek terpendam,karakterisasi dan pemantauan lingkungan, pertanian, penyelidikan arkeologi, forensik

dan deteksi dan karakterisasi persenjataan, air tanah, infrastruktur jalan dan ranjau

darat, pertambangan, dampak es, deteksi gua dan terowongan, lubang, pengendapan,

karst dan berbagai aplikasi lainnya. Hal ini dapat dioperasikan dari permukaan dengan

tangan atau kendaraan, boreholes, antara boreholes, dari pesawat terbang dan satelit.

Georadar memiliki resolusi tertinggi dari semua metode geofisika untuk pencitraan

bawah permukaan dengan resolusi sampai skala centimeter.

Resolusi dikendalikan oleh panjang gelombang propagasi gelombangelektromagnetik dalam tanah. Resolusi meningkat seiring dengan meningkatnya

frekuensi (panjang gelombang lebih pendek). Kedalaman penyelidikan bervariasi dari

kurang dari satu meter dalam tanah pada mineral tanah liat montmorillonite sampai lebih

dari 5.400 meter pada kutub es. Kedalaman investigasi meningkat dengan menurunnya

frekuensi tetapi dengan mengurangi resolusi. Kedalaman investigasi di pasir jenuh air

tawar bebas sekitar 30 meter. Kedalaman investigasi (dan resolusi) dikendalikan oleh

sifat-sifat listrik melalui kehilangan konduksi, konstanta dielektrik dalam air, reaksi

elektrokimia pada tanah liat-antarmuka air mineral, dan adanya mineral magnetik besi.Kehilangan penyebaran adalah akibat dari heterogenitas spasial ukuran panjang

gelombang di dalam tanah (sebagai perbedaan antara es dan sebuah bola salju dalam

cahaya hamburan. Detectabilitas objek di dalam tanah tergantung pada ukuran, bentuk,

dan orientasi relatif terhadap antena, kontras dengan host media, dan Radiofrequency

kebisingan dan gangguan.


2/11

Hal -2

RADAR adalah akronim diciptakan pada tahun 1934 untuk RAdio Detection and

Ranging (Buderi, 1996). Survei pertama georadar telah dilakukan di Austria pada tahun

1929 sampai dengan kedalaman gletser (Stern, 1929, 1930).

Radar pada prinsipnya berkaitan dengan metode refleksi seismik. Sebuah

pemancar (TX) memancarkan sinyal di daerah penyelidikan . Sinyal terpantul dideteksi

dan direkam oleh penerima (Rx). Tidak seperti metode seismik, instrumen radar

menggunakan gelombang elektromagnetik, bukan gelombang akustik. EM-gelombang

tidak menembus sedalam gelombang suara tetapi akan menghasilkan resolusi yang

jauh lebih tinggi. Sasaran dengan impedansi listrik berbeda dengan media sekitarnya

akan dideteksi dan dicatat. Instrumen radar permukaan sebagian besar digunakan untuk

mendeteksi dan melokalisasi target logam dan nonlogam untuk perkiraan kedalaman

30m.

Gambar 1. Prinsip dasar penyelidikan Georadar

The RAMAC / GPR secara kontinyu memancarkan sinyal ke media penyelidikan. Jumlah

scan per satuan panjang waktu ditetapkan dalam perangkat lunak. Biasanya, akuisisi

yang dibuat dalam profil di atas permukaan media dapat sekaligus dilihat pada komputer

laptop untuk mengendalikan pengukuran.

Lateral dan vertikal resolusi hasil bervariasi antara 0,01-1,0 meter, tergantung

pada pilihan dari frekuensi antena. Antena frekuensi yang lebih tinggi memberikan

resolusi yang lebih tinggi tapi kurang penetrasi, dan sebaliknya. Hiperbolik permukaan

refleksi dari titik reflektor.

Secara umum peralatan georadar terdiri dari dua komponen utama yaitu

peralatan pemancar gelombang radar (transmitter) dan peralatan penerima pantulan /


3/11

Hal -3

refleksi gelombang radar (tranceiver). Sistem yang digunakan adalah merupakan sistem

aktif dimana dilakukan penembakan pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (pada

interval gelombang radar) untuk kemudian dilakukan perekaman intensitas gelombang

radar yang berhasil dipantulkan kembali. Pengukuran dan perekaman terdapat selisih

waktu (t), ini kemudian akan membentuk suatu pola penampang gelombang radar

yang khas untuk tiap interval meter kedalamannya. Pola-pola refleksi ini mencerminkan

perbedaan nilai dielektrik massa / benda terhadap gelombang radar yang

mengenainya. Kedalaman pengukuran dapat disesuaikan dengan tujuan kegiatannya

yaitu dengan mengatur frekuensi gelombang radar yang digunakan. Contoh

penggunaan frekuensi tertentu untuk mencapai kedalaman tertentu adalah sebagai

berikut :

Gambar 2. Skema pengukuran dengan metode georadar dan penampang grafik radar yangdihasilkan

Metode georadar dapat digunakan untuk kegiatan dan penelitian sebagai berikut:

a. Pertanian dan Kehutanan

Perbaikan dan pembuatan saluran drainase

Penataan lapangan golf


4/11

Hal -4

Keberadaan air didalam tanah (soil water content)

Keberadaan akar pohon

Keberadaan metal dalam tiang listrik kayu atau pohon

b. Arkeologi

Bangunan tertimbun dan pondasi

Ploting lokasi makam lama / kuno

Penelitian tentang keberadaan bangunan bersejarah

Pencarian artefak

c. Mendeteksi benda-benda dalam tanah (terkubur)

Mendeteksi pipa plastik (PVC), pipa logam dan kabel

Mendeteksi saluran air / limbah

Mendeteksi jalur pipa gas dan pipa air

d. Penerapan pada konstruksi bangunan (beton dan paving / lantai)

Mendeteksi kabel listrik dalam lantai

Mengukur ketebalan ubin / lantai

Menentukan letak rongga dalan lantai

e. Penerapan dalam ilmu lingkungan

Deliniasi pencemar (polutan / kontaminan)

Pemantauan pengendalian pencemaran dengan cara remediasi

Pemetaan saluran limbah dibawah tanah

Keberadaaan tangki / tempat penampungan limbah dibawah tanah

f. Penerapan pada ilmu forensik (kriminalitas)

Pencarian benda yang dikubur

Pencarian terowongan bawah tanah

Pencarian barang bukti yang dikubur dibawah lantai / tegel

g. Penerapan pada ilmu geologi dan geoteknik (terutama untuk perencanaan dankonstruksi)

Pencarian letak jalur pipa air / drainase, untuk perbaikan sistem drainase

Mendeteksi lokasi galian / tambang tua

Mendeteksi struktur karst (sinkhole, gua) pada batugamping

Stratigrafi (tatanan batuan / tanah) dan struktur tanah

h. Penerapan pada ilmu hidrologi dan batimetri

Pembuatan profil batimetri / penampang dasar laut / sungai/ danau


5/11

Hal -5

Pemetaan zona infiltrasi / intrusi air laut

Keberadaan muka airtanah (mat)

i. Penerapan untuk kondisi lingkungan es dan bersalju

Pencarian korban longsoran salju

Eksplorasi minyak dan gas bumi di daerah kutub

Memperkirakan bencana longsoran salju

Penerapan pada ilmu glasiologi

Penetuan ketebalan lapisan es pada jalan diatas es

Mendeteksi keberadaan obyek didalam es

Manajemen lokasi wisata es

Penentuan ketebalan salju

j. Penerapan pada sistem keamanan dan militer

Penentuan letak kabel dan sensor / penyadap didalam tembok

Pencarian letak terowongan bawah tanah

Mendeteksi gerakan dari korban yang tertimbun runtuhan gedung

Pemetaan lokasi ranjau darat

Penentuan lokasi proyektil dan selongsong peluru yang terkubur

k. Penerapan dan penambangan sedimen placer

Struktur dan stratigrafi geologi pada sedimen placer

Penentuan bentuk dan arah penyebaran urat kimberlite (intan)

Pencarian deposit nikel laterit

l. Penerapan pada kegiatan tambang

Keberadaan struktur kekar / retas pada batuan

Perencanaan keselamatan tambang pada tambang dalam (terowongan) dan

pemetaan struktur batuan pada tambang dalam (terowongan)

m. Pemantauan kondisi jalan, bangunan dan jembatan Pengukuran ketebalan aspal atau timbunan

Evaluasi keretakan lantai jembatan

Penelitian kerusakan jalan / perkerasan jalan


6/11

Hal -6

PERALATAN

Peralatan yang dipergunakan dalam penelitian ini meliputi:

1. Georadar Unit, yang terdiri dari antenna, Processing Unit, Pengukur Jarak,

Baterai, dan kabel-kabelnya.

2. Laptop untuk mengoperasikan geordar unit dengan software Ramac dan Rad

Explorer.

3. GPS untuk menentukan koordinat lokasi.

4. Kamera digital untuk dokumentasi kegiatan

5. PC Komputer untuk pengerjaan laporan

6. Meteran untuk mengukur jarak

Gambar 3. beberapa peralatan yang dipergunakan dalam penelitian. A. Georadar Unit, B.Laptop, C. GPS, D. Baterai Georadar Unit.


7/11

Hal -7

Contoh aplikasi GEORADAR UNIT antara lain :

1. FREKWENSI 100 MHz

Untuk penelitian dengan kedalaman sedang (maksimal sekitar 30m) dengan

resolusi sedang-rendah, diameter lubang yang dapat terdeteksi minimal 1m

(menyesuaikan kekontrasan obyek dengan sekitarnya) .

Ukuran alat (L x W x H): 1.25 x 0.78 x 0.20 m. Berat: 25.5 kg.

Dapat dioperasikan pada lahan yang memiliki lebar minimal 1m dan panjang

lintasan minimal 2,5m (panjang lintasan yang terdeteksi 1m) dengan kondisi

permukaan relatif rata dan kemiringan sekitar 450.

Gambar 4. Pengukuran dg Frekwensi 100 MHz A. Pengukuran pada endapan sungai, B.Hasilinterpretasi tebal lapisan pasir, C. Hasil interpretasi kedalaman pondasi gedung


8/11

Hal -8

2. FREKWENSI 500 MHz

Untuk penelitian dengan kedalaman yang dangkal (maksimal sekitar 10m)

dengan resolusi tinggi - sedang, diameter lubang yang dapat terdeteksi minimal

30cm (menyesuaikan kekontrasan obyek dg sekitarnya).

Ukuran alat (L x W x H): 0.5 x 0.33 x 0.16 m. Berat: 5 kg.

Dapat dioperasikan pada lahan yang memiliki lebar minimal 50 cm dan panjang

lintasan minimal 1m (panjang lintasan yang terdeteksi 1m) dengan kondisi

permukaan relatif rata dengan kemiringan 450.

Gambar 5. Pengukuran dg Frekwensi 500 MHz A. Hasil pengukuran letak pipa, B.Pengukuranpada lapisan jalan, C. Pengukuran pada lahan terbuka untuk utilitas jaringan pipa.


9/11

Hal -9

Gambar 6. Pengukuran dg Frekwensi 500 MHz A. Hasil pengukuran detil pada litologi

batugamping, B.Pengukuran pada lantai,

TAHAP PENELITIAN

Setelah selesai proses pengambilan data lapangan, tahap berikutnya adalah

pemrosesan data lapangan tersebut menjadi data yang siap dianalisis. Pemrosesan

data georadar dilakukan dengan menggunakan software RadExplorer.

Pemrosesan data bertujuan untuk mengurangi frekuensi noise, menajamkan image,dan

menempatkan zero time pada tempatnya sehinga didapatkan image georadar yang

mudah untuk diinterpretasi gambaran bawah permukaannya. Pemrosesan data yang

dipakai meliputi DC Removal, Spatial Interporation, Background Removal, Bandpass

Filtering, Trace Edit, Reflection Strength, dan Time Zero Adjustment. Data yang telah

diproses ini selanjutnya ditampilkan dalam 2 jenis tampilan, yaitu tampilan yang


10/11

Hal -10

menunjukkan image refleksi/pantulan dan tampilan yang menunjukkan kekuatan

pantulan (reflection strength).

Penelitian mengikuti tahapan-tahapan sebagaimana terlihat pada diagram di bawah ini.

Gambar 7. Diagram alir tahap penelitian


11/11

Hal -11

Gambar 7. Perbandingan antara data lapangan (kiri) dan data yang telah diproses (kanan).

Data yang telah selesai diproses dengan berbagai tahap data prossesing, menghasilkan

data yang siap untuk diinterpretasi dan dianalisis. Interpretasi dilakukan dengan

mengamati karakter keterusan, kekuatan, dan pola pantulan pada image georadar serta

dibandingkan dengan desain obyek atau data pendukung yang diteliti.

geofisika metode georadar

Documents