Geof 3 Modul GPR [PDF]

Citation preview

Praktikum Geofisika III 2015



Modul Praktikum Geofisika III Metode Geo Peneterating Radar (GPR)



Instruktur Mia Uswatun Hasanah



Praktikum Geofisika III 2015 Pelaksanaan Praktikum GPR merupakan bagian dari Praktikum Geofisika III. Jumlah Pertemuan: 3 Pertemuan Jadwal : - Pertemuan I : Pendahuluan dan pengenalan alat (Modul GPR-01 dan GPR-02) - Pertemuan II : Akuisisi Data dan Pengenalan Data ( Modul GPR-03) - Pertemuan III : Pengolahan data dan interpretasi. ( Modul GPR-04)



Praktikum Geofisika III 2015 GPR-01 PENDAHULUAN Ground peneterating radar atau yang biasa disebut GPR/georadar adalah metode yang memanfaatkan pulsa elekromagnetik yang dipancarkan ke dalam bumi dan direkam oleh antena di permukaan. GPR dirancang untuk mendeteksi objek yang tersembunyi di dalam tanah dan mengevaluasi kedalaman objek tersebut. GPR juga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi dan karakteristik di bawah permukaan bumi tanpa melakukan pengeboran ataupun penggalian tanah. Terdapat beberapa jenis aplikasi penggunaan GPR, diantaranya: a.



b.



Pemetaan kondisi geologi -



Kedalaman bedrock (batuan dasar)



-



Kedalaman water table



-



Kedalaman dan ketebalan lapisan dan statigrafi sedimen



-



Lokasi dari void dan patahan pada bedrock (batuan dasar)



Lokasi dari sebuah benda seperti, pipa, drum, tangki, kabel dan batuan yang terkikis arus air (geoteknik)



c.



Pemetaan landfill (timbunan sampah) atau batasan dari parit



d.



Pemetaan pencemaran di bawah permukaan.



e.



Investigasi di bidang arkeologi



1.1 Dasar terori GPR A. Persamaan dasar Metode eksplorasi Ground Peneterating Radar menggunakan prinsip dari gelombang elektromagnetik (EM). Dalam GPR dan EM, sifat kelistrikan dan kemagnetan dari sebuah materi merupakan hal yang sangat penting dan mendasar. Tiga hal mendasar yang dapat digambarkan sebagai berikut:



Praktikum Geofisika III 2015 a.



Konduktivitas ( ̃) Konduktivitas menggambarkan banyaknya muatan bebas yang dapat mengalirkan arus ketika berada dalam medan listrik.



̅



b.



̃ ̅



(1.1)



Permitivitas dielektrik ( ̃) Permitivitas dielektrik merupakan tingkat keterpengaruhan oleh medan listrik, jadi batasan besarnya muatan yang dapat terpengaruh oleh medan listrik. ̅



c.



̃ ̅



(1.2)



Permeabilitas magnetik ( ̃) Permeabilitas magnet menggambarkan keadaan atom intrinsik dan momen magnetik dari molekul ketika berada dalam medan magnet. ̅



̃̅



(1.3)



Pada GPR nilai ̃, ̃ dan ̃ merupakan tensor yang terkadang nilainya tidak linier. Pada kasus GPR nilai yang terukur terbebas dari kualitas, dengan kata lain nilai yang terukur tergantung pada lapangan yang menjadi objek pengukuran dan terbebas dari dari besaran yang dimiliki wilayah itu sendiri. B. Sifat dasar gelombang dalam medan elektromagnetik Pada dasarnya Gelombang Elektromagnetik (GEM) merupakan pasangan medan listrik dan medan magnet sebagai fungsi waktu. Dengan menggunakan sifat vektor digunakan curl pada persamaan (1) dan (2), sehingga dihasilkan persamaan (1.4) dan (1.5). Dengan menggabungkan persamaan Maxwell tentang medan listrik dan medan magnet diperoleh persamaan gelombang elektromagnetik.



 E  2E  2 E     t t 2



(1.4)



Praktikum Geofisika III 2015 dan



 H  2H  2 H     t t 2



(1.5)



Berdasarkan persamaan (1.4) dan (1.5) di atas dapat diperoleh nilai perambatan dari radar direpresentasikan dengan persamaan



  2E  2 E   2 t



(1.6)



dengan f > 107 Hz dan µεω2 >> ωµσ. (f-nya tersirat di parameter E , medan listrik ) Nilai induksi dari gelombang radar direpresentasikan dengan persamaan  E  2 E   t



(1.7)



dengan f < 105 dan µεω2 σ agar tidak terjadi pelemahan gelombang akibat medium yang dilalui. Berdasarkan persamaan gelombang medan listrik di atas terdapat 2 konstanta α dan β, masing-masing konstanta tersebut memiliki peran dan pengaruh yang berbeda pada perambatan gelombang. Nilai β berkaitan dengan nilai cepat rambat gelombang, dari persamaan kecepatan



, kita dapat peroleh kecepatan fungsi dari pemeabilitas dan



permitivitas dielektrik dengan memasukan harga



√



diperoleh



√



√



(kecepatan gelombang). Selain nilai kecepatan gelombang nilai β berpengaruh pada panjang gelombang,



, dengan memasukan nilai β kita peroleh nilai panjang



gelombang sebagai fungsi cepat rampat gelombang



. sedangkan nilai α berkaitan



√



, dapat digunakan untuk



dengan etenuansi rambatan gelombang. Nilai



mencari skin depth yakni kedalaman maksimal yang dapat terukur oleh radar. Persamaan skin depth adalah



, maka dengan mengetahui nilai α kita dapat



mengetahui besarnya skindepth. C. Sifat dielektrik suatu bahan Sifat dielektrik adalah kecenderungan suatu bahan untuk terpolarisasi ketika berada dalam medan listrik. Bahan yang bersifat dielektrik pada awalnya merupakan bahan yang tidak bermuatan namun ketika berada dalam medan magnet ia akan mengalami polarisasi, jika digambarkan perilaku atom dalam bahan dielktrik seperti: Tanpa medan listrik:



Gambar 1.1 Muatan pada atom tanpa pengaruh medan listrik Diberi medan listrik :



Praktikum Geofisika III 2015



Gambar 1.2 Muatan pada atom dalam pengaruh medan listrik



D. Atenuansi gelombang elektromagnetik Gelombang dapat mengalami atenuansi karena terjadinya penyerapan oleh medium yang menjadi tempatnya merambat. Atenuansi dari gelombang elektromagnetik dapat mengakibatkan penurunan kedalaman yang dapat dicapai. Ada beberapa sifat fisik yang dimiliki medium yang dapat menimbulkan atenuansi, diantaranya: a. Relative dielektrik permittivity (RDP) RDP merupakan tingkat keterpengaruhan oleh medan listrik, jadi batasan besarnya muatan yang dapat terpengaruh oleh medan listrik. RDP menjadi karakteristik dari suatu medium, dengan nilai yang bervariasi. Secara matematis dapat dirumuskan:



RDP(ε ) = (c / V)2



(1.11)



Dengan c adalah kecepatan cahaya di ruang vakum ( 3 X 10 8 m/s ) dan V adalah kecepatan gelombang radar pada sebuah material. Nilai RDP ini berkisar antara 1 (udara) sampai 81 ( air ), pada umumnya tergantung dari kadar air pada sebuah material. Semakin tinggi nilai RDP maka akan semakan kecil penetrasi dari gelombang radar ini akibat semakin membesarnya atenuasi ( pelemahan energi gelombang ). Perbedaan nilai RDP antara dua medium akan menentukan pemantulan gelobang radar, dan akan terjadi pemantulan jika nilai kontras dielektrik minimal sama dengan 1. Kekuatan pemantulan = √ε2 - √ε1 / √ε2 + √ε1 ε1: RDP pada medium 1



Praktikum Geofisika III 2015



ε2: RDP pada medium 2 b. Konduktivitas Konduktivitas adalah kemampuan suatu medium untuk menghantarkan suatau energy baik itu arus, panas ataupun gelombang. Nilai konduktivitas yang tinggi akan menghambat penetrasi dari gelombang radar ( atenuansi besar ). Nilai konduktivitas dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah kelembaban dan salinitas ( kadar garam), semakin tinggi kelembaban maka nilai konduktivitas akan meningkat. Hal tersebut dapat terjadi akibat dari air yang tersisip dalam pori yang dimiliki batuan melarutkan garam-garam yang terdapat di dalamnya sehingga terbentuk larutan elektrolit. Begitupun dengan kadar garam, semakin tinggi kadar garam pada sebuah medium, sehigga GPR sulit digunakan pada eksplorasi di lautan. Oleh karena itu lapisan tanah yang memiliki konduktivitas tinggi seperti lempung tidak cocok untuk dijadikan wilayah investigasi GPR. c. Permeabilitas magnetik Permeabilitas magnet adalah perbandingan rapat fluks magnet di dalam suatu bahan terhadap kuat magnet luar. Jika disederhanakan kemampuan suatu bahan untuk ditembus medan magnet. Jika nilai permeabilitas dari suatu medium tinggi maka akan menghambat penetrasi dari gelombang radar. Hampir kebanyakan jenis tanah memiliki nilai permeabilitas magnet kecil.



Praktikum Geofisika III 2015 Tabel 1. Tabel nilai konduktivitas dan RDP pada beberapa medium.



E. Refleksi dan transmisi gelombang elektromagnetik Ketika gelombang elektromagnetik ditembakan kepada sebuah target gelombang tersebut tidak secara keseluruhan dipantulkan, ada bagian yang di transmisikan. Gelombang yang tertransmisi dapat menjadi pelemah dari tangkapan refleksi pertama, begitupun sebaliknya bagian gelombang yang terefleksikan akan melemahkan perambatan gelombang transmisi.



Gelombang refleksi



Gelombang datang



Gelombang transmisi



Gambar 1.3. Skema gelombang ketika merambat.



Praktikum Geofisika III 2015 Pelemahan tersebut dapat ditulis: R



Dan



 r1   r 2 V2  V1  V2  V1  r 2   r1



T



2V2 V2  V1



Penjalaran Gelombang Pada saat gelombang elektromagnetik dirambatkan, gelombang tersebut akan mengalami berbagai pola perambatan. Secara umum semua jenis gelombang, yaitu: a.



Merupakan gelombang transversal.



b.



Merambat lurus



c.



Arah rambat tidak dapat dibelokkan dalam medan listrik dam medan magnet



d.



Dapat dipantulkan (releksi)



e.



Dapat melentur (difraksi)



f.



Pembiasan



g.



Dapat Berinteferensi



h.



Dapat dipolarisasikan



Gelombang elektromagnetik dapat mengalami refleksi, refraksi ataupun difraksi ketika merambat, dapat ditunjukkan pada Gambar 1.4, Gambar 1.5 dan Gambar 1.6 berikut: GEM



Gambar 1.4. Penjalaran gelombang yang mengalami refleksi. GEM scatering



Gambar 1.5. Penjalaran gelombang yang mengalami scattering



Praktikum Geofisika III 2015 (menghasilkan pola difraksi).



Gambar 1.6. Pola difraksi yang muncul ketika terjadi scattering. 1.2 Prinsip Kerja GPR Pada umumnya data GPR merupakan kumpulan dari rekaman gelombang yang memiliki jarak dalam sebuah lintasan. Gelombang elektromagnetik yang ditransmisikan dari antenna ke tanah kemudian dilakukan pengukuran waktu yang dilalui antara penghantaran pulsa dan ketika kembali tertangkap oleh alat di permukaan. Waktu yang dibutuhkan dari pengiriman gelombang hingga penerimaan kembali disebut dengan two-way travel time. Dalam perjalanannya menuju target utama, gelombang akan mengalami perubahan kecepatan. Perubahan kecepatan tersebut tergantung pada sifat fisika dan kimia material yang dilaluinya. Jika diketahui travel times dari gelombang dan kecepatan rambat gelombang pada medium tempat sebuah objek tertanam maka dapat ditentukan posisi benda secara akurat. Gelombang radar merambat pada medium udara ataupun tanah dalam bentuk energi elektromagnetik, yang merupakan hasil dari osilasi arus secara terus menerus pada medium yang konduktif dan memperoleh tambahan hasil berupa medan magnet. Gelombang ini dapat mengalami pelemahan atau pun hilang jika mengalami atenuansi, absorpsi ataupun konduksi yang menyebabkan gelombang sulit untuk merambat. Akan tetapi jika pada udara atau ruang angkasa yang tidak mengabsorpsi dan memantulkan,



Praktikum Geofisika III 2015 maka gelombang ini akan merambat hingga ke jarak tak terhingga.



Gambaran



sederhana prinsip kerja GPR ditunjukkan pada Gambar 1.7.



Gambar 1.7. Gambaran sederhana prinsip kerja GPR Pada GPR yang terekam adalah kumpulan dari trace yang merupakan gabungan dari beberapa wavelet dengan berbagai macam lapisan di bawah permukaan bumi. Setiap lapisan di permukaan tanah jika memiliki kontras yang cukup besar akan memberikan gambaran wavelet yang berbeda. Selain kontras Real Dielectric Permitivity (RDP), perbedaan kemempuan suatu medium untuk meredam intensitas medan listrik yang melalui medium tersebut, dan konduktivitas penetrasi dari gelombang pun mempengaruhi wavelet yang terbentuk pada suatu lapisan, umumnya semakin jauh dari permukaan tanah gelombangnya akan melemah dan lama kelamaan akan menghilang akibat adanya absorpsi attaupun atenuansi. Terdapat beberapa sifat dari material yang mempengaruhi respon terhadap GPR, diantaranya perbedaan jenis tanah atau batuan dan kelembapan yang terkandung di dalamnya. Setiap lapisan tanah ataupun batuan memiliki RDP dan konduktivitas yang berbeda. Konduktivitas yang tinggi mempersulit penetrasi dari gelombang radar. Untuk



Praktikum Geofisika III 2015 konduktivitas diatas 0.01 S/m ( resistivitasnya > 100 ohm.m ) adalah nilai yang sangat menyulitkan penetrasi gelombang, maka untuk daerah dengan karakter seperti ini kurang baik untuk eksplorasi GPR. Tabel 2. Tabel harga konduktivitas, kecepatan, RDP dan α ( parameter yang berhubungan dengan skin depth) beberapa bahan. Material



K or ℇ



σ (mS/m)



V



α



(m/ns)



(dB/m)



Air



1



0



0.3



0



Distilled



80



0.01



0.033



0.002



Fresh water



80



0.5



0.033



0.1



Sea Water



80



3000



0.01



1000



Dry Salt



5-6



0.01-1



0.13



0.01 – 1



Ice



3-4



0.01



0.16



0.01



Dry Sand



3.5



0.01



0.15



0.01



Wet Sand



20-30



0.1-1



0.06



0.03-0.3



Shales &



5-20



1-1000



0.08



1-100



Silt



5-30



1-100



0.07



1-100



Limestone



4-8



0.5-2



0.2



0.4-1



Granite



4-6



0.01-1



0.13



0.01-1



water



Clay



1.3 Frekuensi gelombang yang digunakan pada metode GPR GPR menggunakan frekuensi dengan rentang yang cukup tinggi seperti ditunjukkan pada Gambar 1.8. Terdapat berbagai frekuensi yang digunakan oleh berbagai alat yang



Praktikum Geofisika III 2015 memanfaatkan GEM. Dari mulai saluran telfon selular hingga radio. Hal ini mengakibatkan sensitifitas yang cukup tinggi pada alat GPR.



Gambar 1.8. Range frekuensi yang digunakan pada GPR Secara sederhana frekuensi yang digunakan pada GPR terbagi menjadi tiga rentang, yaitu frekuensi tinggi, sedang dan rendah, tergantung pada target kedalaman yang ingin di eksplorasi (Gambar 1.9)..



Gambar 1.9. Perbedaan kedalaman berbagai frekuensi. Adapun faktor yang berpengaruh dalam menentukan tipe antena yang digunakan, sinyal yang ditransmisikan, dan metode pengolahan sinyal yaitu : 1.



Jenis objek yang akan dideteksi



2.



Kedalaman objek



3.



Karakteristik elektrik medium tanah atau properti elektrik.



Praktikum Geofisika III 2015 Tugas Pendahuluan 1.



Apa yang membedakan metode GPR dengan metode EM lainnya?



2.



Bagaimana konsep dasar metode GPR dan parameter fisis apa yang diamati?



3.



Sebutkan beberapa contoh aplikasi metode GPR dan berikan ilustrasi respon yang akan dihasilkannya!



Tugas Akhir 1. Buatlah artikel singkat mengenai metode GPR dan bagaimana aplikasi yang dapat dilakukan dalam bidang lingkungan!



Praktikum Geofisika III 2015 GPR-02 PENGENALAN ALAT



Alat Ground Peneterating Radar (GPR) Alat GPR terdiri dari tiga komponen utama yaitu transmitter, receiver dan unit control. Unit control akan selalu terhubung dengan display system, hal ini mempermudah untuk melakukan kontrol pada pengambilan data. Kelebihan dari metode GPR adalah reltime, karena kita bisa melihat langsung hasil pengambilan data yang dilakukan, maka Quality Control data dapat dilakukan dengan cepat. Secara umum cara kerja alat GPR dapat digambarkan sebagai berikut



Display



rekam



komputer



timing Kabel fiber optik



Unit kontrol



Antenna transmiter



Kabel fiber optik Antenna receiver



Gambar 2.1 Skema proses jalannya signal dalam GPR



Berdasarkan antenanya, alat GPR terbagi menjadi 2 jenis: 1. Antena Shielded, dengan rentang frekuensi 100-1000 MHz 2. Antena Unshielded, 25-200 MHz



Praktikum Geofisika III 2015 Salah satu jenis antenna unshielded GPR merupakan antenna yang dapat digunakan di medan yang berumput dan terjal dengan frekuensi 25 MHz. Jenis antenna seperti ini biasa disebut dengan Rough Terrain dengan panjang 13.06 m ( jarak Tx-Rx: 6 m) berat: 7.8 kg



Gambar 2.2 Antena GPR



Selain antenna, perangkat yang penting pada pengukuran data GPR adalah control unit (Gambar 2.3). Control Unit adalah pusat otak untuk sistem GPR dan bertanggung jawab untuk mengkoordinasikan operasi komponen subordinat. Salah satu jenis control unit yang sering digunakan adalah



jenis Pro-Ex yang merupakan produk dari



MalaGeoscience dengan spesifikasi alat sebagai berikut :



Gambar 2.3 Control Unit GPR Power supply: Li-Ion 12V battery Waktu operasi : 5 jam



Praktikum Geofisika III 2015 Temperature ketika operasi: -20° to +50°C / 0° to 120 °F Environmental: IP67 Dimensi (cm): 32.5 (panjang) x 22.2 (lebar) x4.2 (tinggi) Berat: 1.9 kg



Dengan dibantu oleh software groundvision akan nampak hasil pengukuran seperti pada gambar



Gambar 2.4 Tampilan gambar pada software GroundVision



Tugas Pendahuluan 1. Sebutkan dan jelaskan bagian-bagian dari alat GPR! 2. Apa bedanya antenna shielded dan unshielded? Sebutkan kelebihan dan kekurangannya! Tugas Akhir 1. Berikan ilustrasi singkat prinsip kerja alat GPR, dengan menjelaskan input dan outputnya! 2. Buatlah sketsa blok instrumentasi untuk alat GPR!



Praktikum Geofisika III 2015 GPR-03 AKUISISI DATA Terdapat tiga cara penggunaan sistem radar yakni : reflection profiling (antenna monostatik ataupun bistatik); wide angle reflection and refraction (WARR) atau Common Mid Point (CMP) sounding; dan tranillumination atau radar tomography. 1. Radar Reflection Profiling Cara ini dilakukan dengan membawa antenna radar bergerak bersamaan di atas permukaan tanah di mana nantinya hasil tampilan pada radargram merupakan kumpulan tiap titik pengamatan (Gambar 3.1).



Gambar 3.1. Skema akuisisi tipe Radar Reflction Profiling 2. Wide Agle Reflection and Refraction (WARR) atau Common Mid Point (CMP) Cara WARR sounding dilakukan dengan menaruh transmitter pada posisi yang tetap dan receiver dibawa pada area penyelidikan (Gabar 3.2). WARR sounding diterapkan pada kasus dimana bidang reflektor relatif datar atau memiliki kemiringan yang rendah, karena asumsi ini tidak selalu benar pada kebanyakan kasus maka digunakan CMP sounding (Gambar 3.3) untuk mengatasi kelemahan tersebut. Pada CMP sounding kedua antenna bergerak menjauhi satu sama lainnya dengan titik tengah pada posisi yang tetap.



Praktikum Geofisika III 2015



Gambar 3.2. Skema akuisisi tipe WARR



Gambar 3.3. Skema akuisisi tipe CMP Dengan menggunakan metode CMP dapat dilakukan analisis kecepatan. Data CMP dapat dianalisis dengan menggunakan prinsip yang sama dengan analisis pada seismik. 3.



Transillumination atau Radar Tomography



Metoda ini dilakukan dengan cara menempatkan transmitter dan receiver pada posisi yang berlawanan (Gambar 3.4). Sebaggai contoh jika transmitter diletakan pada satu satu sisi, maka receiver diletakan pada sisi yang lain dan saling berhadapan. Umumya metoda ini digunakan pada kasus non-destructive testing (NDT) dengan menggunakan frekuensi antenna yang tinggi sekitar 900 MHz.



Praktikum Geofisika III 2015



Gambar 3.4 Ilustrasi pengambilan data dengan metode Transillumination Secara garis besar pengambilan data GPR dapat dibuat seperti diagram berikut (Gambar 3.5) :



Gambar 3.5 Diagram alir akuisisi data GPR Lokasi penelitian dan target dari akuisisi menentukan jenis penggunaan tipe penyimpanan antena dan receiver, frkuensi GPR yang digunakan. Pada desain survey terdapat beberapa tahapan yang harus dilakukan seperti ditunjukkan pada Gambar 3.6.



Praktikum Geofisika III 2015



Penentuan line pada lokasi penelitian



Penentuan nilai sampel, sampling frekuensi, timewindow dan time interval disesuaikan dengan lokasi penelitian



Kalibrasi alat dengan melakukan pengukuran statis



Akuisisi data



Raw data



Gambar 3.6 Bagan alur kerja pengambilan data lapangan Pada pengambilan data terdapat beberapa pengaturan antenna yang disesuaikan dengan objek yang di amati pada pengamatan kali ini masih menggunakan cara try end error sebagai bahan pembelajaran. Dengan parameter antenna yang digunakan sebagai berikut: 



Sampel



Besarnya nilai sampel tergantung kebutuhan dari eksplorasi, penentuan nilai sampel sangat berkaitan pada ketebalan (thikness) dari medium yang akan dieksplorasi. Jika aplikasi GPR untuk mengetahui statigrafi lapisan dengan ketebalan yang kecil maka dibutuhkan nilai sample yang besar karena apabila nilai samplenya kecil ada kemungkinan lapisannya tidak terdeteksi.



Praktikum Geofisika III 2015



A



B



Gambar 3.4 A. analog signal. B. Sample signal 



Frekuensi



Nilai ini disesuaikan dengan wilayah yang akan di eksplorasi dan benda yang ingin diamati, nilai ini akan menentukan penetrasi dari gelombang. Jika benda yang ingin diamati kecil < 50 cm sebaiknya menggunkan nilai sampling frekuensi yang cukup besar. Nilai sampling frekuensi ini diatur ketika awal pengukuran untuk memperoleh wavelet yang di harapkan. 



Time interval



Nilai yang dimasukan pada time interval adalah waktu yang dibutuhkan antar transmisi gelombang. Semakin kecil nilainya maka akan semakin jelas data yang diperoleh namun penetrasinya tidak terlalu dalam. Penentuan nilai time interval harus diimbangi dengan kecepatan gerak antenna. 



Antenna



Penggunaan antenna ini sesuai dengan kebutuhan sampai sekarang antenna yang digunakan bervariasi dari 10MHz – 1000 MHz. Besarnya frekuensi antenna mempengaruhi kedalaman dari pernetrasi gelombang yang dipancarkan.



Praktikum Geofisika III 2015 



Antenna separation



Nilai jarak antara antenna disesuaikan dengan antenna yang digunakan untuk eksplorasi yang dilakukan. 



Time window



Time window sangat berhubungan dengan frekuensi, nilainya saling berkaitan dan saling mempengaruhi. Perubahan nilai sampling frekuensi mempengaruhi besarnya nilai time window, pada dasarnya nilainya sama hanya bentuk tampilan yang berbeda. Pada pengambilan data GPR, diperlukan parameter inputan yang perlu diperhatikan dan dihitung sebagai berikut: 1. Frekuensi kerja yang dipilih



f



R c







75 Z  r



MHz



2. Time Window W  1,3



2  kedalaman kecepa tan



3. Sampling Interval t



1000 6 fc



4. Jarak Antar Stasiun Pungukuran



nX 



c 4 fc  r







75 f r



5. Offset (Jarak Antara Receiver dan Transmitter)



S



2  kedalaman



 r 1



Praktikum Geofisika III 2015 Tugas Pendahuluan 1. Jelaskan aplikasi yang dapat digunakan untuk masing-masing tipe system penggunaan GPR! 2. Buatlah desain akuisisi data untuk target lapisan sedimen dengan tebal lapisan 0.5 m! Tugas Akhir 1. Buat laporan lapangan pengambilan data GPR dengan lengkap!



Praktikum Geofisika III 2015 GPR-04 PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI Setelah dilakukan pengambilan data langkah berikutnya adalah mengolah data agar dapat lebih mudah di interpretasikan. Pengolahan data pada GPR dilakukan dengan menggunakan software reflexw salah satunya. Software ini berfungsi untuk membuat data hasil rekaman GPR lebih mudah dilihat dengan memperjelas atau menguatkan pola-pola difraksi pada rekaman. Hasil dari pengolahan inilah yang nantinya akan di analsis dan di intepretasikan. Data yang dapat diolah dengan software ini adalah data yang memiliki format rd3, terdapat beberapa langkah sebagai pengolahan data dasar dari mulai penghilangan noise hingga penguatan amplitudo yang terekam pada saat pengambilan. Alur prosesing data GPR ditunjukkan pada Gambar 4.1.



RAW data



filter



Static correction/muting



gain Data Hasil



Interpretasi data Gambar 4.1 Bagan Alur kerja pengolahan data GPR Tahapan pengolahan data sederhana yang dapat digunakan:



Praktikum Geofisika III 2015 a. Substract-mean filter ( Dewow ) Dari raw data tersebut langkah pertama yang dilakukan adalah melakukan 1-D filter, pada pengolahan ini digunakan dewow. Dewow adalah langkah awal basic processing, biasanya digunakan sebagai filter untuk menghapus frekuensi yang sangat kecil pada data. Frekuensi kecil ini biasanya diakibatkan oleh phenomena induksi. Pada dewow yang menjadi parameter adalah timewindow, nilai yang dimasukan berupa nilai mean dari trace yang dipilih. Nilai ini disesuaikan dengan melihat contoh hasil trace yang telah mengalami filter. Noise dengan frekuensi kecil diusahakan hilang. b. Move start time Tahapan ini diperlukan akibat ketika melakukan pengukuran wavelet tidak terletak pada time zero, untuk mempermudah prosesing berikutnya maka waktu pertama terbentuknya gelombang dikembalikan pada posisi semula. c. Static correction Setelah dilakukan dewow digunakan static correction dan memindahkan starttimenya, diperlukan akibat adanya delay wakt pada two-way travel time. Agar kita bisa mengkoreksi topografi sehingga menemukan posisi time zero sebenarnya. Pada saat pemotongan gambar untuk memudahkan dibutuhkan bantuan zoom atau untuk lebih jelas kita lihat bentuk wigglenya sehingga memperoleh hasil yang optimal, agar tepat sejajar semua garis yang terpotong. d. AGC (automatic gain control) Langkah selanjutnya lakukan gain, penguatan pada amplitude agar pola difraksi yang muncul lebih jelas. Gain yang digunakan AGC, Pada gain ini kita secara otomatis menguatkan seluruh data, pada gain ini kita dapat menentukan lebarnya time window yang dijadikan nilai penguatnya. Proses ini digunakan untuk mempermudah interpretasi data. e. Bandpass-filter Filter ini memerlukan empat nilai batasan, high cut, low cut, high peteau dan low peteau. Pada filter ini kita dapat memilih batasan frekuensi yang bisa diloloskan untuk memperoleh data yang lebih baik.



Praktikum Geofisika III 2015 Setelah dilakukan pengolahan data, untuk target pelapisan sedimen, agar mempermudah interpretasi, maka dilakukan proses picking velocity dari lapisan reflektor yang terlihat pada hasil prosesing dan dibuat model pelapisan tanah yang terbentuk.



Interpretasi data Setelah dilakukan pengolahan data sederhana pada data hasil pengukuran GPR dapat dilakukan interpretasi sederhana pada hasil pengolahan tersebut (Gambar 4.2). a.



Data hasil pengukuran jembatan



Tiang Lampu Gambar 4.2 Contoh data hasil pengambilan data GPR untuk jembatan dan tiang besi



Praktikum Geofisika III 2015 b.



Data hasil pengukuran gorong-gorong



Gambar 4.3 Data hasil pengukuran gorong-gorong



Gambar 4.4 Data hasil pengukuran gorong-gorong dan kabel telphone



Praktikum Geofisika III 2015



Gambar 4.5 Data hasil pengambilan data unuk menentukan bidang gelincir



Tugas Pendahuluan 1. Sebutkan dan jelaskan tahapan pengolahan data GPR? 2. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis filter yang biasa digunakan dalam pengolahan data GPR?



Praktikum Geofisika III 2015 Tugas Akhir 1. Dengan menggunakan data pengambilan data untuk menghitung batimetri sungai, lakukan pengolahan data dengan menggunakan software reflex! 2. Lakukan analisa dengan membandingkan data hasil GPR dengan data hasil pengukuran batimetri sebagai berikut?