ANALISIS KETELITIAN PERHITUNGAN VOLUME GALIAN MENGGUNAKAN DATA GRIDDING DAN TANPA GRIDDING PADA PEKERJAAN BENDUNGAN (Studi Kasus: Bendungan Rotiklot, Kabupaten Belu - NTT) 1)Agustinus Raja Lama, 2) Silvester Sari Sai ST., MT. , 3) Adhka Yuliananda Mabrur ST.,MT. Program Studi Teknik Geodesi Fakultas Teknik, Institut Teknologi Nasional Malang Jl. Bendungan Sigura-gura No 2, Malang 65145 1) 2) Abstraksi Perhitungan volume galian merupakan salah satu permasalahan yang ekstensif dan kompleks serta memiliki peran yang sangat penting dalam suatu proyek, oleh karena itu perhitungan volume galian harus dilakukan seteliti mungkin. Permasalahan yang sering terjadi dalam perhitungan volume adalah saat pengambilan data yang dalam pelaksanaannya terkadang hanya dilakukan dengan mengambil sampel muka tanah yang tidak sesuai dengan keadaan dan kondisi lapangan sehingga sulit untuk mendapatkan hasil hitungan yang teliti, sehingga diperlukan interpolasi pada data pengukuran. Penelitian dimaksudkan untuk mengetahui ketelitian perhitungan volume yang diperoleh dari data gridding pada software Surfer 15 dengan metode Invers Distance to a Power, Kriging, Natural Neighbor, Radial Basis Fuction dan Triangulation with Linear Interpolation serta data tanpa gridding dengan metode Surface to Surface (TIN) pada software Terramodel 10.3 dengan sebaran interval jarak antara data pengukuran yang berjauhan. Hasil perhitungan volume akan dibandingkan terhadap hasil galian sebenarnya dari Bendungan Rotiklot, dengan toleransi perhitungan ±2.78% menurut ASTM (American Standard Testing and Material) Berdasarkan hasil perhitungan yang didapat, ada empat metode gridding yang dapat diterima menurut toleransi ASTM ±2.78% yaitu Kriging, Natural Neighbor, Radial Basis Fuction dan Triangulation with Linear Interpolation. Hasil perhitungan yang paling teliti adalah menggunakan metode gridding Kriging dengan selisih terhadap volume asli adalah sebesar 0.04 %, sedangkan metode Invese Distance to a Power memiliki selisih terbesar terhadap volume asli yaitu sebesar 6.49%. Hal ini disebabkan metode Invese Distance to a Power tidak dapat merepresentasikan permukaan secara benar pada interval jarak titik pengukuran yang berjauhan. Kata Kunci : Volume galian, interpolasi, gridding, tanpa gridding I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perhitungan galian merupakan salah satu permasalahan yang ekstensif dan kompleks serta memiliki peran yang sangat penting dalam suatu proyek karena merupakan dasar bagi kontraktor untuk pencairan anggaran proyek dimana hasil perhitungan tersebut yang nantinya akan diajukan kepada pihak pemberi proyek, volume galian akan sangat berpengaruh terhadap jumlah anggaran yang akan diperoleh, oleh karena itu perhitungan volume galian harus dilakukan seteliti mungkin agar tidak ada pihak yang dirugikan. Perhitungan volume galian akan dilakukan setelah pengukuran setelah pengukuran profil. situasi di lapangan ataupun Sebagian besar proyek konstruksi bendungan masih melakukan biasanya volume menggunakan metode Average End Area ataupun Prismoidal dan dihitung pada Software Microsoft Office Excel. Hal ini dikarena keterbatasan software yang tersedia, pemahaman maupun permintaan dari pihak pemberi proyek sendiri. Kedua metode ini termasuk metode perhitungan volume yang teliti apabila interval jarak antara penampang irisan diperkecil, tetapi hal tersebut akan memakan waktu dalam perhitungannya. Permasalahan lain yang sering terjadi dalam perhitungan volume adalah saat pengambilan data yang dalam pelaksanaannya terkadang hanya dilakukan dengan mengambil sampel muka tanah yang tidak sesuai dengan keadaan dan kondisi lapangan sehingga sulit untuk mendapatkan hasil hitungan yang teliti. Dalam penelitian ini penulis akan perhitungan galian yang mencoba membandingkan ketelitian volume gridding atau interpolasi grid dengan metode perhitungan tanpa gridding yaitu menggunakan metode TIN (Triangulation Irregular Network) yang terbentuk antara dua permukaan. Penelitian ini akan mencoba mengkaji perhitungan volume menggunakan teknik gridding dan tanpa gridding yang hasilnya akan dibandingkan dengan volume hasil galian sebenarnya. Hasil penelitian ini nantinya akan membantu pihak kontraktor pada pekerjaan bendungan agar mempermudah dan meminimalisir waktu pekerjaan. Penelitian ini akan menganalisis ketelitian perhitungan volume tanah menggunakan metode perhitungan volume Surface to Surface pada software Terramodel, serta menggunakan gridding dari interpolasi data pada software Surfer. Penulis berharap nantinya hasil perhitungan ini akan dapat benar- benar di aplikasikan pada perhitungan galian untuk pekerjaan bendungan. 1.2. Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas dapat dirumuskan masalah, adapun masalah tersebut antara lain: a. Bagaimana perbandingan ketelitian perhitungan volume galian dengan menggunakan metode gridding dan tanpa gridding? b. Apakah perhitungan volume tanah menggunakan gridding dengan metode interpolasi dapat diaplikasikan sebagai alternatif perhitungan volume galian tanah untuk pekerjaan bendungan ?
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan analisa ketelitian volume galian menggunakan data gridding dengan interpolasi data dan data tanpa gridding. Manfaat dari hasil penelitian ini adalah untuk mengetahui metode mana yang lebih baik untuk diaplikasikan pekerjaan galian pada bendungan. II. DASAR TEORI 2.1. Bendungan Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 37 Pasal 1 Tahun 2010 tentang Bendungan, bahwa bendungan adalah bangunan yang berupa urukan tanah, urukan batu, beton, dan atau pasangan batu yang dibangun selain untuk menahan dan menampung air, dapat pula dibangun untuk menahan dan menampung limbah tambang (tailing), atau menampung lumpur sehingga terbentuk waduk. Bendungan atau waduk merupakan wadah buatan yang terbentuk sebagai akibat dibangunnya bendungan. Sebuah bendungan berfungsi sebagai penangkap air dan menyimpannya di musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar dan yang melebihi kebutuhan baik untuk keperluan, irigasi, air minum, industri atau yang lainnya. Dengan memiliki daya tampung tersebut sejumlah besar air sungai yang melebihi kebutuhan dapat disimpan dalam waduk dan baru dilepas mengalir ke dalam sungai lagi di hilirnya sesuai dengan kebutuhan pada saat diperlukan. 2.2. Volume Galian dan Timbunan Dalam pekerjaan bendungan bertipe urungan, akan selalu terdapat pekerjaan galian maupun timbunan, hal ini disebkan karena topografi pada lokasi dan material penyusun bendungan, pekerjaan galian dilaksanakan pada pembangunan pondasi untuk rencana kedudukan bendungan (proposed dam site) serta timbunan untuk penyusunan material pada tubuh bendungan (Susrodarsono, 1977). Galian dan timbunan dapat diperoleh dari peta situasi yang dilengkapi dengan garis -garis kontur atau diperoleh langsung dari lapangan melalui pengukuran sipat datar profil melintang sepanjang jalur proyek. Perhitungan galian dan timbunan dapat dilakukan dengan menggunakan peta situasi dengan metode penggambaran profil melintang sepanjang jalur proyek atau dengan metode grid-grid (g riding) yang meninjau galian dan timbunan dari tampak atas dan menghitung selisih tinggi garis kontur terhadap ketinggian proyek ditempat perpotongan garis kontur dengan garis proyek (Muda, 2008). 2.3. Metode Perhitungan Volume Tanah tanah merupakan suatu proses perhitungan yang rumit karena elevasi permukaan tanah berbeda di tiap permukaan. Permukaan yang pertama biasanya merupakan permukaan tanah asli atau exsiting topography, sedangkan permukaan tanah kedua menunjukan muka tanah rencana atau design galian maupun timbunan yang akan dikerjakan. Terdapat beberapa metode yang biasa digunakan dalam perhitungan volume tanah yaitu, (Duffy, 2017) : 1. Metode Depth Area Perhitungan volume Metode Depth Area merupakan metode paling sederhana untuk menghitung volume tanah. Pendekatan ini mengalikan luas permukaan dengan ketebalan galian maupun timbunan yang dikerjakan. Contoh dari metode ini adalah menggali permukaan pondasi yang rata, maupun pada pembuatan saluran yang muka tanah dan memiliki dasar yang rata. Rumus yang digunakan yaitu : ... (2-1) = ∗ Dimana : V = Volume tanah (m3) A = Luas permukaan tanah (m2) T = Ketebalan galian maupun timbunan (m) 2. Metode Grid Metode grid atau yang sering disebut sebagai metode Borrow Pit. Seperti pada metode Depth area, metode grid juga menggunakan nilai ketebalan atau kedalaman, namun ketebalan atau kedalaman tersebut bisa saja bervariasi di seluruh area pekerjaan. Metode grid dilakukan dengan interpolasi volume yang menggunakan grid dengan melapisi kedua permukaan hitung menggunakan prismoidal dari semua jumlah volume grid. 3. Metode Average End Area Sering disebut juga metode cross section, merupakan teknik perhitungan yang berbeda dibandingkan dengan metode grid maupun metode depth area, teknik ini tidak menghitung volume dari atas ke bawah melainkan menghitung volume dengan cara irisan vertikal dipotong secara teratur dengan interval tertetu, volume merupakan hasil perkalian dari jarak atau interval terhadap rata-rata luasan area hasil potongan. Rumus yang digunakan yaitu:
... (2-2) ) = ∗ ( Dimana : V = Volume tanah (m3) A = Luas hasil potongan (m2) D = Jarak/ interval (m) 4. Metode Prismoidal Metode Prismoidal sering diperlukan jika permukaan tanah yang ada sangat tidak teratur di antara potongan yang berdekatan. Dengan metode ini, maka penaksir menambahkan penampang tengah-tengah antara dua bagian sehingga membentuk tiga penampang. Formula Prismoidal dihitung sebagai berikut: tambahan di (1 + √1 ∗ 2 + 2 = Dimana : V = Volume tanah (m3) A = Luas hasil potongan (m2) D = Jarak/ interval (m) ... (2-3) 5. Metode Kontur Metode kontur memiliki kemiripan dengan metode Average End Area, tetapi memiliki perbedaan pada orientasi, dimana metode end area menghitung secara horizontal, sedangkan pada metode kontur yaitu verikal antara kedua surface. Metode kontur memanfaatkan ketinggian kontur garis yang digambar pada peta topografi area pekerjaan dari muka tanah asli dan muka tanah rencana/ design, untuk menghitung volume galian dan timbunan. Dalam metode ini volume dihitung berdasarkan perbedaan elevasi dari kedua permukaan. Metode kontur dapat dihitung sebagai berikut: ... (2-4) ) = ∗ ( Dimana : V = Volume tanah (m3)
A = Luas hasil potongan (m2) H = Elevasi / Interval antar kontur (m) 6. Metode Triangulated Irregular Network (TIN) ular Network (TIN) dan Digital Terrain Model (DTM) Metode TIN merupakan metode penentuan volume Metode TIN merupakan metode penentuan volume menggunakan segitiga atau triangulasi pada muka tanah existing menggunakan segitiga atau triangulasi pada muka tanah dan design yang dibentuk pada perangkat lunak pendukung yang dibentuk pada perangkat lunak pendukung tersebut secara grafis survey misalnya AutoCad, dimana segitiga tersebut secara grafis akan terhubung ketitik terdekat. merupakan model perhitungan Digital Terrain Model merupakan model perhitungan volume yang memiliki akurasi yang tinggi, proses ini hanya bisa volume yang memiliki akurasi yang tinggi, proses ini hanya bisa dilakukan pada perangkat lunak karena banyaknya perhitungan dilakukan pada perangkat lunak karena banyaknya perhitungan ngkinkan perhitungan lansung yang diperlukan. DTM memungkinkan perhitungan lansung antara dua permukaan atau lebih. 2.4. Digital Terrain Model (DTM) Digital Terrain Model (DTM) adalah representasi statistik adalah representasi statistik permukaan tanah yang kontinyu dari titik-titik yang diketahui titik yang diketahui stem koordinat tertentu koordinat X, Y, dan Z nya pada suatu sistem koordinat tertentu (Li, Zhu, & Gold, 2004). Suatu DTM merupakan sistem yang (Li, Zhu, & Gold, 2004). Suatu DTM merupakan sistem yang terdiri dari dua bagian, yaitu sekumpulan titik-titik yang mewakili titik yang mewakili bentuk permukaan terrain yang disimpan pada memori komputer, yang disimpan pada memori komputer, dan algoritma untuk melakukan interpolasi titi dan algoritma untuk melakukan interpolasi titik-titik baru dari data titik yang diberikan atau menghitung data lain. (Linkwitz, data titik yang diberikan atau menghitung data lain. (Linkwitz, 1970). Li Zhilin dan Gold (2005). Gambar 2.1. Digital Terrain Model Li Zhilin dan Gold (2005). Dari gambar 2.1 dapat dilihat, yang direpresentasikan oleh dapat dilihat, yang direpresentasikan oleh continuous terrain atau DTM adalah ketinggian dari suatu continuou permukaan (tanpa ada feature alam dan hand made hand made) dalam bentuk digital atau numeris, dalam sistem koordinat X, Y, Z. Pengertian digital atau numeris, dalam sistem koordinat X, Y, Z. Pengertian height) dan elevasi DTM mencakup unsur morfologi yang lain seperti (elevation), tetapi juga unsur-unsur morfologi yang lain sepe garis sungai, dsb (Dipokusumo dkk, 1983). tidak hanya tinggi (height 2.4.1. Point-Based Modeling Jika permukaan planar dibangun dari data titik individu Jika permukaan planar dibangun dari data titik individu yang digunakan untuk mewakili daerah kecil di sekitar titik, maka yang digunakan untuk mewakili daerah kecil di sekitar titik, maka seluruh permukaan DTM dapat dibentuk dengan serangkaian seluruh permukaan DTM dapat dibentuk dengan serangkaian rmukaan terputus seperti bersebelahan yangditunjukkan pada permukaan terputus seperti bersebelahan yangditunjukkan pada .. Secara teoritis, pendekatan ini cocok untuk pola data gambar 2.2.. Secara teoritis, pendekatan ini cocok untuk pola data teratur atau tidak terkarena hanya terkait dengan titik batas teratur atau tidak terkarena hanya terkait dengan titik batas-batas titik yang berdekatan, titik yang berdekatan, wilayah dipengaruhi oleh wilayah dipengaruhi oleh perhitungan akan jauh lebih sederhana jika pola permukaan dibuat ngan akan jauh lebih sederhana jika pola permukaan dibuat teratur seperti kotak persegi, segitiga sama sisi, segi enam, dll. teratur seperti kotak persegi, segitiga sama sisi, segi enam, dll. Pendekatan ini sering digunakan pada (misalnya, perhitungan Pendekatan ini sering digunakan pada (misalnya, perhitungan total volume air, dll) (Li Zhilin dan Gold, 2005). total volume air, dll) (Li Zhilin dan Gold, 2005). setiap setiap Li Zhilin dan Gold (2005). Gambar 2.2. Point-Based Modeling, Li Zhilin dan Gold (2005). Jika suatu titik yang memiliki ketinggian digunakan untuk Jika suatu titik yang memiliki ketinggian digunakan untuk merealisasikan permukaan DTM, maka hasilnya adalah merealisasikan permukaan DTM, maka hasilnya adalah permukaan planar yang bertingkat, seperti yang ditunjukkan pada permukaan planar yang bertingkat, seperti yang ditunjukkan pada . di setiap titik dapat dibangun permukaan planar (Li, gambar 2.2. di setiap titik dapat dibang Zhu, & Gold, 2004). 2.4.2. Grid-Based Modeling Pada grid-based modeling titik-titik tersebar secara merata titik tersebar secara merata dan teratur pada seluruh permukaan model digital (DTM) dalam dan teratur pada seluruh permukaan model digital (DTM) dalam interval tertentu. Titik DTM dapat berupa titik sampel maupun interval tertentu. Titik DTM dapat berupa titik sampel maupun titik hasil interpolasi. Li Zhilin dan Gold (2005). Gambar 2.3. Grid-Based Modeling, Li Zhilin dan Gold (2005) terbentuk oleh grid yang terbentuk oleh grid yang titik DTM yang dapat dilihat pada gambar menghubungkan titik-titik DTM yang dapat dilihat pada gambar 2.3. model digital Permukaan model digital 2.4.3. Triangle-Based Modeling (TIN) TIN adalah salah satu metode untuk merepresentasikan ah satu metode untuk merepresentasikan suatu surface dalam bentuk jaring-jaring segitiga (Li, Zhu, & jaring segitiga (Li, Zhu, & Gold, 2004). Dalam pembentukan TIN dibutuhkan setidaknya Gold, 2004). Dalam pembentukan TIN dibutuhkan setidaknya enam titik yang dapat digunakan untuk pembentukan jaring enam titik yang dapat digunakan untuk pembentukan jaring segitiga. Tiga titik berada pada node seb segitiga. Tiga titik berada pada node sebagai ujung sisi-sisi segitiga dan tiga titik lainnya merupakan titik luar yang segitiga dan tiga titik lainnya merupakan titik luar yang membentuk jaring segitiga lain. Gambar 2.4. Triangle-Based Modeling, Based Modeling, Li Zhilin dan Gold (2005). Konsep pembentukan TIN didasarkan pada delaunay Konsep pembentukan TIN didasarkan pada triangulation. Delaunay triangulation ulation merupakan suatu metode untuk membangun geometri segitiga dimana metode ini ini untuk membangun geometri segitiga dimana metode memaksimalkan sudut minimum dari semua sudut segitiga memaksimalkan sudut minimum dari semua sudut segitiga . menyajikan pembentukan TIN dengan tersebut. Gambar 2.4. menyajikan pembentukan TIN dengan konsep Delaunay Triangulation.
2.5. Interpolasi Interpolasi adalah metode untuk mendapatkan data berdasarkan beberapa data yang telah diketahui (Wahab, 2017). Dalam pemetaan, interpolasi adalah proses estimasi nilai pada wilayah yang tidak disampel atau diukur, sehingga terbuatlah peta atau sebaran nilai pada seluruh wilayah (Gamma Design Software, 2005). Gambar 2.5. Interpolasi Spasial, Li Zhilin dan Gold (2005). Pada gambar 2.5. dapat dilihat interpolasi untuk mencari data tambahan berdasarkan data yang telah ada. Didalam melakukan interpolasi, sudah pasti dihasilkan error. Error yang interpolasi bisa dikarenakan dihasilkan sebelum melakukan kesalahan menentukan metode sampling data, kesalahan dalam pengukuran dan kesalahan dalam analisa. 2.6. Gridding Gridding adalah proses pada data XYZ yang tersebar secara tidak terdapat data yang kosong untuk menghasilkan file grid yang berisi data Z yang teratur. Gridding menentukan bagaimana interpolasi ataupun ekstrapolasi data XYZ yang akan menjadi file grid. File XYZ merupakan data yang berisi data x, y, dan z dimana x dan y umumnya merupakan koordinat (x,y) dan z merupakan data elevasi atau kedalaman (Golden Software, 2002). teratur dan Secara umum untuk memperoleh data interpolasi dengan grid terdiri dari beberapa metode (Childs, 2011). 1. Inverse Distance to a Power (IDP) Inverse Distance to a Power menentukan cell value dengan kombinasi pembobotan linear, dimana bobot adalah fungsi jarak dari titik input terhadap lokasi cell output (Childs, 2011). Metode ini membuat data dilakukan pembobotan selama interpolasi, sehingga pengaruh satu titik relatif terhadap titik lainnya dan semakin berkurang ketika jarak terhadap node grid semakin besar (Yang, Kao, Lee, & Hung, 2004). 2. Kriging Kriging menghasilkan estimasi nilai z berdasarkan bobot rata-rata dari lokasi yang nilainya sudah diketahui pada suatu area tertentu (Setianto & Triandini, 2013). Kriging sesuai digunakan ketika hubungan jarak atau arah dari data yang akan diproses sudah diketahui, dan metode ini banyak digunakan pada aplikasi ilmu tanah dan geologi (Childs, 2011). 3. Natural Neighbor Konsep interpolasi Natural Neighbor adalah bobot yang didefinisikan oleh proporsi overlap antara poligon Voronoi (Thiessen Poligon) baru yang terbentuk diantara titik-titik interpolasi dengan poligon Voronoi awal yang menghubungkan titik-titik yang berdekatan (Garnero & Godone, 2013). Secara algoritma, metode Natural Neighbor identik dengan IDP (Childs, 2011). Metode ini dikenal juga sebagai interpolasi Sibson atau "Area-Stealing" (Pasaribu & Haryani, 2012) Metode grid Natural Neighbor populer dengan set data yang memiliki data padat di beberapa daerah dan data jarang di daerah lain. Natural Neighbor memperkirakan nilai node grid dengan menemukan subset terdekat dari data input titik ke node grid dan kemudian menerapkan bobot masing- masing. Metode Natural Neighbor tidak mengekstrapolasi nilai-nilai grid Z di luar rentang data dan tidak menghasilkan node di daerah tanpa data (Golden Software, 2002).. 4. Radial Basis Fuction Radial Basis Fuction menggunakan fungsi matematis untuk meminimalisir lengkungan permukaan (Binh & Thuy, 2008; Childs, 2011) dan menghasilkan permukaan yang smooth yang sesuai dengan titik input (Arun, 2013). Metode ini tepat digunakan untuk merepresentasikan fenomena permukaan yang bervariasi secara smooth, seperti temperatur (Childs, 2011). Kelebihan dari metode ini adalah kemampuan untuk menghasilkan akurasi permukaan yang cukup baik walaupun data yang digunakan hanya sedikit (Pasaribu & Haryani, 2012). Selain temperatur model ini baik digunakan untuk membuat permukaan seperti ketinggian permukaan bumi, ketinggian muka air tanah ataupun konsentrasi polusi udara. Namun metode ini bukan metode yang ideal jika data memiliki perubahan besar dalam nilai permukaan dalam jarak pendek. Metode Radial Basis Function mengambil fungsi yang ditentukan pengguna dan menyesuaikannya melalui nilai data.Contoh di bawah ini menunjukkan kumpulan data yang disatukan menggunakan metode gridding Radial Basis Function. 5. Triangulation with Linear Interpolation Triangulation with Linear Interpolation berfungsi paling baik dengan data yang didistribusikan secara merata di area kisi. Jika peta dibuat dengan segi tiga maka kumpulan data mungkin terlalu kecil atau kemungkinan besar berisi area yang jarang. Metode gridding ini menggambar garis antara titik data untuk membuat segitiga, tidak ada tepi segitiga yang berpotongan dengan segitiga lainnya. Metode gridding ini cepat dan tidak mengekstrapolasi melampaui nilai Z dari rentang data. Selain itu, Triangulasi dengan Linear Interpolasi tidak membuat data yang berada di luar batas data, metode ini memberikan nilai NoData ke node grid yang berada di luar batas data. Contoh di bawah ini menunjukkan kumpulan data yang menggunakan grid Triangulation dengan metode gridding Triangulation with Linear Interpolation. 2.7. Ketelitian dan Toleransi Perhitungan surface 3D, yang perlu diperhitungkan adalah uji nilai elevasi yang dihasilkan dari proses interpolasi titik pengukuran. Analisis akurasi nilai elevasi yang dihasilkan Root Mean Square Error (RMSE), yang menggunakan mengambil nilai elevasi perbedaa n antara titik pengukuran dan titik hasil pembentukan interpolasi. Nilai RMSE dirumuskan sebagai berikut: Pada pembuatan model terhadap nilai elevasi sebenarnya dari
∑( )! " ... (2-5) = Dengan perhitungan residu menggunakan rumus: #$%&' ( = )%*+% ( ,#)-'.'/+) − )%*+% ( %)1#/23*+$% ...(2-6) Perbandingan volume pada masing-masing metode yang digunakan dihitung dengan mengurangkan antara hasil dari metode yang digunakan terhadap hasil hitungan asli. Lalu, hasilnya dibagi dengan hitungan asli yang merupakan data yang dianggap benar dan dinyatakan dalam bentuk persen. Toleransi merupakan suatu ukuran yang diijinkan dan diperbolehkan, dalam penelitian ini toleransi yang diperbolehkan adalah ± 2.78% yang mengacu pada spesifikasi yang ditetapkan oleh ASTM (American Standard Testing and Material). Analisis hasil dilakukan dengan dengan membandingkan presentase perbedaan terhadap toleransi perhitungan. III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian Lokasi yang digunakan untuk penelitian ini adalah area Main Dam Bendungan Rotiklot yang terletak di Desa Fatuketi, Kecamatan Kakuluk Mesak, Kabupaten Belu - NTT. Gambar 3.1. Lokasi Penelitian, Google Earth (2018) 3.2. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Perangkat keras (hardware) maupun perangkat (software) yang digunakan untuk penelitian ini antara lain : lunak 1. Perangkat Keras (Hardware) Perangkat keras (Hardware) yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Satu set komputer dengan processor AMD Ryzen 5 2400G, 3.6 GHz, 1 TB HDD, 8GB RAM, Rodeon Vega Graphics. 2. Perangkat Lunak (Software) Perangkat Lunak (Software) yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Surfer 15 Digunakan untuk pembuatan model permukaan 3D, dan perhitungan volume menggunakan beberapa teknik interpolasi grid yang ada didalamnya. b. Terramodel 10.3 Digunakan untuk pembuatan model permukaan 3D, penampang cross section dan perhitungan volume dengan menggunakan metode Surface To Surface (TIN). 3.3 Data Yang Digunakan Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data exsisting ground, design ground dan boundary area pekerjaan, system koordimat yang digunakan adalah UTM (Universal Transverse Mercator) Zone 51 South : 1. Data koordinat situasi permukaan ground tanah asli/exsisting Data exsisting ground berupa data survei topografi sebelum dilakukan galian atau muka tanah asli yang berjumlah 265 titik, persebaran data pengukuran exsisting ground dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 3.2. Persebaran data pengukuran exsisting ground 2. Data permukaan tanah rancana galian/ design ground Data design ground adalah data rencana muka tanah penggalian dengan jumlah 248 titik. Berikut merupakan data koordinat design. Persebaran data design ground dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 3.3. Persebaran data design ground 3. Data Boundary Area area pekerjaan yang diteliti yaitu pada area pembangunan tubuh bendungan atau Main Dam, luas area yang akan digali adalah 65295.967 m2. Boundary area hanya mencakup Gambar 3.4. Batas boundary area pekerjaan Main Dam 4. Data volume galian Data volume galian merupakan data total hasil volume galian pada area Main Dam dari bendungan Rotiklot dengan jumlah total volume yang digali adalah 542773.19m3.
3.4 Diagram Alir Penelitian Pekerjaan Gambar 3.5. Diagram Alir Pekerjaan IV. HASIL DAN PEMBAHASAN IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Gridding Analisis data gridding dilakukan dengan beberapa metode dilakukan dengan beberapa metode gridding pada software Surfer 15, yang dapat m , yang dapat merepresentasikan permukaan digital sesuai keadaan di lapangan, berikut adalah permukaan digital sesuai keadaan di lapangan, berikut adalah metode gridding akan digunakan yaitu : 1. 2. Kringing (KR) 3. Natural Neigbor (NANE) 4. Radial Basis Function (RBF) 5. Triangulation with Linear Interpolation ( Triangulation with Linear Interpolation (TLI) Invers Distance to a Power (IDP) 4.1.1. Hasil Pembentukan Kontur dan DTM Data Gridding Tabel dibawah akan menunjukan hasil kontur dan DTM Tabel dibawah akan menunjukan hasil kontur dan DTM yang terbentuk melalui pengolahan data dengan gridding pada yang terbentuk melalui pengolahan data dengan permukaan tanah asli atau exsisting ground. Tabel 4.1. Hasil kontur dan DTM data gridding gridding pada exsisting ground Metode Gridding Kontur DTM IDP KR NANE RBF TLI Dari hasil pembuatan model kontur dan DTM dari exsisting Dari hasil pembuatan model kontur dan DTM dari ground, dapat dilihat pada tabel 4.1, model permukaan yang , dapat dilihat pada tabel 4.1, model permukaan yang dibentuk memiliki perbedaan. Pada metode Inverse Distance to a dibentuk memiliki perbedaan. Pada metode Power (IDP), bentuk permukaan yang dihasilkan cenderung lebih bentuk permukaan yang dihasilkan cenderung lebih bergelombang dibandingkan keempat metode bergelombang dibandingkan keempat metode gridding lainnya. Bentuk permukaan yang dihasilkan oleh metode Kriging, Natural Bentuk permukaan yang dihasilkan oleh metode K Neighbor, dan Radial Basis Function Radial Basis Function, memiliki bentuk sedangkan untuk metode permukaan yang sedangkan untuk metode ermukaan yang Triangulation with Linear Interpolation interpretasi model Triangulation with Linear Interpolation, permukaanya memiliki bentuk triangulasi. Untuk lebih jelasnya permukaanya memiliki bentuk triangulasi. Untuk lebih jelasnya cross section. dapat dilihat pada hasil long dan cross section. lebih halus, lebih halus, 4.1.2. Long dan Cross Section Data Griddi Gridding Berikut merupakan perbandingan Berikut merupakan perbandingan long dan cross section yang diambil pada posisi titik yang sama : yang diambil pada posisi titik yang sama : Gambar 4.1. Hasil long section long section metode gridding
Gambar 4.2. Hasil cross section metode gridding Profil memanjang atau long section diambil sepanjang 410 meter sesuai dengan panjang area pekerjaan yang akan dilakukan galian, serta profil melintang diambil pada posisi yang berbeda pada tiga titik permukaan exsisting ground. Dari hasil pembuatan long dan cross section diatas, dapat dilihat bahwa pada metode Inverse Distance to a Power (IDP) memiliki bentuk permukaan yang yang signifikan berbeda terhadap yang lainnya, hal ini disebabkan, pada metode IDP, pembobotan yang diberikan terhadap jarak, sehingga apabila jarak antara titik pengukuran relatif berjauhan, bentuk permukaan yang akan dihasilkan akan menyimpang. 4.1.3. Residu Elevasi Residu elevasi adalah penyimpangan yang terjadi pada elevasi, dalam studi kasus ini penulis akan menghitung residu yang terjadi pada pada permukaan hasil interpolasi dengan mengambil sampel sebanyak 666 titik sampel yang tersebar pada area pengukuran yang juga diperoleh dari data pengukuran topografi. Dan untuk menghitung rata-rata kesalahan yang dihasilkan oleh permukaan interpolasi gridding terhadap elevasi pengukuran menggunakan rumus RMSE. Berikut merupakan RMSE untuk residu yang terjadi permukaan interpolasi gridding pada eksisting ground dengan jumlah titik 666 titik sample. Tabel 4.1. RMSE residu gridding RMSE (m) IDP KR NANE RBF 0.714 0.293 0.367 0.360 TLI 0.384 Dari hasil perhitungan RMSE untuk permukaan hasil interpolasi gridding, didapat RMSE terkecil pada metode Kriging sebesar 0.293 meter, dan terbesar pada metode Inverse Distance to a Power (IDP) dengan nilai RMSE sebesar 0.714 meter. Dari hasil tersebut kemudian dapat disimpulkan bahwa dari kelima metode gridding yang digunakan bentuk permukaan terbaik berdasarkan data pengukuran pada studi kasus ini dihasilkan dengan metode Kriging. 4.1.4. Volume data Gridding Volume pada data gridding dihitung dengan menggunakan perbedaan surface antara exsisting ground dan design ground yang telah ditentukan dengan batas boundary sesuai area pekerjaan, perhitungannya dikerjakan pada software Surfer 15. Table 4.7 akan menjelaskan tentang hasil volume data gridding. Tabel 4.2 Volume data Gridding Metode Gridding Invers Distance to a Power Kriging Volume (m3) 578011.034 543025.324 Natural Neighbor 545145.375 Radial Basis Function 541715.762 Triangulation with Linear Interpolation 544379.544 Perbedaan permukaan yang dihasilkan dari interpolasi grid atau gridding, menyebabkan hasil perhitungan volume yang berbeda untuk setiap metode yang digunakan. Dari hasil perhitungan volume menggunakan data gridding diperoleh volume terkecil pada metode Radial Basis Function dengan nilai perhitungan 541715.762 m3 dan perhitungan volume terbesar pada metode Radial Basis Function dengan nilai 578011.034 m3. 4.2. Data tanpa Gridding tanpa gridding diperoleh dengan metode perhitungan volume surface to surface yang dikerjakan pada software Terramodel 10.3. data dibentuk menjadi TIN untuk pembentukan 3D menggunakan 3D Visualiser pada Terramodel. Hasil data kontur dan divisualisasikan secara 4.2.1. Hasil Pembentukan Kontur dan DTM Data tanpa Gridding Gambar dibawah ini akan menunjukan hasil pembentukan kontur dengan interval 0.5 m serta hasil visualisasi 3D DTM pada data exsisting dan design ground. Gambar 4.3. Visualisasi Kontur dan DTM exsisting ground Secara umum software Terramodel memiliki cara pembentukan permukaan yang sama seperti pada software CAD yaitu menggunakan TIN. Representasi bentuk permukaan yang dihasilkan, sesuai terhadap kondisi di lapangan. 4.2.2. Volume data tanpa Gridding Volume pada data tanpa gridding menggunakan perbandingan surface to surface dari hasil TIN pada Software Terramodel 10.3 yang dibatasi oleh boundary area pengukuran memperoleh hasil perhitungan volume sebesar 541575.89 m3. 4.3. Ketelitian Volume Terhadap Toleransi ASTM Dari hasil perhitungan volume yang diperoleh, kemudian akan dibandingkan terhadap hasil galian sebenarnya dari bendungan Rotiklot yang memakai metode Average End Area dengan toleransi sebesar ±2.78% berdasarkan ASTM. Berikut
adalah hasil dan selisih perhitungan dengan volume asli dapat dilihat pada table dibawah. Tabel 4.3 Selisih terhadap volume asli Volume Real (m3) 542773.19 Metode IDP KR NANE RBF TLI Surface to Surface (TIN) Volume Perhitungan (m3) 578011.034 543025.324 545145.375 541715.762 544379.544 541575.89 Selisih (m3) 35237.84 252.134 2372.185 -1057.43 1606.354 1197.3 Tabel 4.4Presentase selisih volume Metode IDP KR NANE RBF TLI Surface to Surface (TIN) Presentase (%) 6.49 0.04 0.43 -0.19 0.29 -0.22 Pada metode gridding, hasil perhitungan dengan metode Kriging memperoleh hasil terbaik dengan selisih perhitungan 252.134 m3 terhadap volume asli atau sebesar 0.04%, sedangkan untuk ketelitian terendah adalah menggunakan metode Inverse Distance to a Power (IDP) dengan selisih volume sebesar 35237.84 m3 atau mencapai 6.49%, hal ini disebkan karena pembentukan permukaan pada area tanpa data pada metode ini tidak sesuai dengan permukaan yang seharusnya, sehingga perhitungan volumenya pun menjadi salah. Pada data tanpa gridding menggunakan TIN, perhitungan volume yang diperoleh adalah sebesar 541575.89 m3 dengan selisih terhadap volume asli adalah -1197.3m3 atau selisih sebesar -0.22%. Berdasarkan toleransi ASTM ±2.78% , metode yang dapat digunakan untuk perhitungan volume pada area study kasus yang dikerjakan adalah metode Kriging, Natural Neighbor, Radial Basis Fuction, Triangulation with Lineaar Interpolation (TLI) dan Surface to Surface (TIN). V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan Dari pengolahan data dan analisa ketelitian perhitungan volume menggunakan data gridding dan tanpa gridding, dapat disimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan sebaran data pengukuran,penyimpangan atau error permukaan gridding terbesar terjadi pada metode IDP (Inverse Distance to a Power) dengan RMSE mencapai 0.714 m, dan terkecil pada metode Kriging dengan RMSE sebesar 0.293 m. 2. Dari kelima metode gridding yang digunakan, terdapat empat metode perhitungan volume yang masuk dalam toleransi ASTM 2.78% yaitu metode Kriging sebesar 0.04 %, Natural Neigbor sebesar 0.43 %, Radial Basis Function -0.19% dan Triangulation with Linear Interpolation sebesar 0.29% terhadap total volume asli yaitu 542773.19 m3. 3. Pada data tanpa gridding menggunakan metode surface to surface (TIN) hasil volume yang diperoleh sebesar 541575.89 m3 atau dengan selisih -0.22% terhadap volume asli. 4. Dari data pengukuran dan metode gridding dan tanpa gridding yang digunakan, hasil hitungan terbaik diperoleh pada metode gridding Kriging yang artinya untuk sebaran data yang berjauhan, perlu dilakukan proses perlu gridding, interpolasi dipertimbangkan juga hasil RMSE. tetapi 5.2.Saran Berdasarkan kesimpulan berupa merekomendasikan selanjutnya, yaitu sebagai berikut: penelitian, maka saran-saran untuk penulis penelitian 1. Jika ingim melakukan perbandingan perhitungan volume, sebaiknya data pembanding yang digunakan truck count atau data volume yang adalah data diperoleh dari hitungan muatan truck. 2. Untuk menghitung volume menggunakan gridding software surfer, sebaiknya mencoba semua metode gridding yang ada sehingga mengetahui metode yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bentuk permukaan. DAFTAR PUSTAKA Autodesk. 2008. Autocad Land Desktop 2009 Getting Started. San Rafael USA : Autodesk Inc. Childs, Colin. 2011. Interpolating Surface in ArcGis Spatial Analyst. Esri Education Service : ESRI Darius, Puas. 2005. Jalan Dalam Langkah Land Desktop Civil Design. Jakarta : Informatika. Duffy, Daniel P. 2017. Measuring Earthwork Volumes. Santa Barbara USA : Forester Media Inc. Golden Software. 2014. Surfer 12 Full User's Guide. Colorado USA : Golden Software Inc. Li Zhilin, Zhu Qing dan Gold C. Digital Terrain Model Principle and Methodology. New York : CRC Press. Muda, Iskandar. 2008. Survey dan Pemetaan Jilid 3. Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Republik Indonesia. 2010. Peraturan Pemerintah No. 37 Tahun 2010 tentang Bendungan. Lembaran RI Tahun 2010, No.1. Sekertariat Negara. Jakarta. Rosida, Anna. 2013. Perbandingan Ketelitian Perhitungan Volume Galian Menggunakan Metode Cross Section dan Aplikasi Lain. Semarang : Fakultas Teknik Prodi Teknik Geodesi Universitas Diponegoro. Susrodarsono S. dan Takeda K. 1977. Bendungan Type Urungan. Jakarta : PT. Pradnya Paramita Trimble Navigation Limited. 2002. Terramodel Training Guide. Ohio USA: Trimble Navigation and Limited Enginering and Construction.