PEMETAAN GUA SEDERHANA
MENGGUNAKAN ALAT UKUR SUDUT

Survey gua ini merupakan pemetaan yang menggunakan alat-alat non magnetik (survai Grade X ) yang sederhana.

Karakteristik:
1. tidak menggunakan kompas atau alat ukur sudut horizontal magnetik lainnya
2. menggunakan busur derajat atau protactor, yang bisa dibuat sendiri sebagai ganti alat ukur sudut horisontal
3. tidak menggunakan clino atau alat ukur sudut vertikal lainnya
4. tidak menggunakan hitungan trigonometri dalam pengolahan data
5. menggunakan penggambaran-penggambaran vektor sebagai ganti hitungan trigonometri.

Jika dengan membaca karakteristik diatas anda sudah bisa membayangkan dan mengetahui apa yang akan anda lakukan, untuk menghemat waktu tidak perlu membaca lanjutan dari tulisan ini.

Pemetaan gua secara sederhana ini dimaksudkan untuk mengatasi keterbatasan peralatan pemetaan, dengan tidak tersedianya kompas dan clino. Tanpa alat-alat tersebut pemetaan gua dapat tetap dilakukan oleh sebuah tim dengan peralatan seadanya.

Karena sifat survey yang tidak menggunakan peralatan magnetik (kompas), maka survai ini dapat dilakukan untuk daerah-daerah yang memiliki anomali magnetik lebih besar daripada toleransi yang disyaratkan. Dalam buku Surveying Cave yang ditulis Brian Ellis, metode survey non magnetik ini dikelompokkan dalam Grade X, harus dipergunakan apabila suatu daerah tersebut memiliki anomali magnetik lebih besar dari 2 derajat.

Metode yang digunakan dalam pengolahan data dari lapangan tidak membutuhkan adanya perhitungan (kalkulasi), tapi tetap menggunakan pencacahan (count). Untuk menggantikan pekerjaan kalkulasi dilakukan penggambaran-penggambaran. Sehingga tidak membutuhkan bantuan kalkulator untuk tahap ini. Bahkan tidak butuh sebuah operasi matematik. Kecuali dalam penentuan skala.

Atas dasar kesederhanaan peralatan dan metode yang dipergunakan, pemetaan dengan metode ini seharusnya bisa dilakukan oleh orang yang belum pernah mengenal perhitungan-perhitungan trigonometri.

Namun dalam proses penggambaran peta, mulai dari plotting stasiun ke kertas hingga menggambar lay out dan mengisi detail, harus tetap dilakukan dengan cara yang hampir sama dengan penggambaran peta biasa. Perbedaannya adalah, metode plotting koordinat tidak menggunakan koordinat cartesius, sebagai gantinya menggunakan koordinat polar yang lebih sederhana.

Metode pengambilan data dan pemrosesan data berdasar alat yang dipergunakan:

1. menggunakan piringan dan busur derajat
2. tanpa menggunakan piringan dan busur derajat, sebagai gantinya menggunakan penggaris siku.

Namun disarankan untuk menggunakan piringan derajat, karena selisih waktu operasi antar dua metode ini sangat besar. Lagipula, kita bisa sendiri membuat piringan derajat ini dengan menggunakan bahan yang tersedia.

ALAT PENGAMBILAN DATA/ PEMETAAN LAPANGAN:

1. piringan sudut 360 derajat (busur derajat 360 m) selanjutnya kita sebut dengan piringan sudut, yang sudah dimodifikasi. Atau membuat sendiri menggunakan bahan plastik yang kaku. Dipergunakan untuk mengukur besarnya sudut antar stasiun survai. Bisa juga menggunakan protactor, seperti yang biasa dipergunakan dalam navigasi oleh rekan-rekan hutan dan gunung.

Lebih baik piringan sudut ini dilekatkan pada sebuah lembaran dari bahan yang tak mudah rusak oleh air. Bahan itu harus berwarna putih atau terang, jika kita menggunakan piringan sudut atau protaktor bening yang tulisan angka berwarna hitam sehingga akan mudah terlihat pada kondisi gua yang gelap.

Piringan sudut ditambahi benang yang kecil, lembut, dan kuat, satu ujung di pusat piringan derajat dan dengan ujung lain bebas dan diberi pemberat. Usahakan ikatan di pusat piringan longgar, agar benang tidak memutari paku tempat ikatan benang. Benang ini fungsinya adalah sebagai pembidik.

2. tripod atau monopod untuk menempatkan piringan sudut.

Tripod dengan masing-masing kaki yang bisa diatur panjangnya, lebih disarankan, karena lebih mampu menjamin kestabilan dan kerataan posisi piringan sudut. Kestabilan dan kerataan posisi piringan sudut ini sangat penting.

Gambar Mendirikan Tripod

3. busur derajat untuk melakukan pembacaan sudut elevasi, ditambah benang yang salah satu ujungnya dilekatkan di pusat busur dan ujung lain diberi pemberat. Vizir yang merupakan garis mulai dari pusat piringan hingga angka 90 derajat.

Gambar modifikasi busur derajat untuk clino

4. meteran roll untuk mengukur jarak
5. lembar kerja lapangan tabel

Tabel 1. Contoh Lembar Kerja Lapangan Keterangan:

M=mulut gua

Pengambilan sudut referensi di mulut guta tidak mesti kearah utara, bisa kemana saja asal cukup untuk menjadi referensi bagi arah berikutnya.

Gunakan tanda “/” (garis miring) sebagai pengganti tanda “,” (koma).

6. lembar kerja lapangan skets dan keterangan
7. pensil tebal (2B)
8. karet penghapus/ setip
9. pisau silèt
10. papan alas menulis
11. penggaris siku, jika pengukuran horisontal tidak menggunakan piringan sudut.
12. water pass (disarankan), jika pengukuran sudut vertikal tidak menggunakan piringan sudut.
13. tas untuk alat-alat tulis pemetaan

PENGAMBILAN DATA UNTUK SURVAI YANG MENGGUNAKAN PIRINGAN SUDUT

Pengambilan data di setiap stasiun:

1. Pembacaan sudut horisontal menggunakan piringan sudut dengan “menembak” stasiun belakang dan depan menggunakan benang yang diarahkan ke stasiun belakang dan depan.

Pembacaan ini tidak perlu mengarahkan angka tertentu pada piringan sudut ke stasiun yang dimaksud. Cukup letakkan piringan sedatar mungkin lalu lakukan pembacaan ke belakang dan depan menggunakan benang pembidik.

Metode Pembacaan Sudut Horisontal:
Misalkan kita menempatkan theodolit sederhana ini di stasiun Satu (1).

1. pada baris pertama lembar kerja lapangan, pada kolom “Dari” tulislah M (mulut gua). dan kolom “Ke” tulislah U yang berarti ke arah Utara. Ini berarti kita akan melakukan pembacaan dari Stasiun Mulut Gua ke arah Utara.
2. pada baris kedua lembar kerja lapangan, pada kolom “Dari” tulislah M (mulut gua), dan kolom “Ke” tulislah angka 1. Ini berarti kita akan melakukan pembacaan dari Mulut gua ke Stasiun satu
3. arahkan benang pembidik ke arah Utara, ditempat benang itu berimpit baca angka di theodolit. Itu adalah angka sudut horisontal yang direkam dan tuliskan pada baris pertama kolom A (Sudut horisontal).
4. arahkan benang pembidik ke stasiun 1, ditempat benang itu berimpit baca angka di theodolit. Itu adalah angka sudut horisontal yang direkam dan tuliskan pada baris kedua kolom A (Sudut horisontal).
5. Pembacaan sudut horisontal ke arah belakang (backward) dan kearah depan (forward) jangan disela dengan kegiatan lain
6. Lalu ukur lah jarak dan sudut vertikalnya

Antar dua pembacaan ini tidak boleh ada perubahan posisi piringan, baik berpindah maupun berputar. Jika ada perubahan itu, pembacaan harus diulangi lagi.

7. Lalu pindahkan theodolit ke stasiun 1. Ulangi lagi apa yang telah dilakukan di stasiun M.

Gambar Tampak Atas Lintasan Survey, dan Arah Pembacaan Sudut Horisontal
Untuk mengarahkan benang pembidik, memegang, dan kemudian membaca, usahakan untuk tidak membuat kesalahan. Sehingga menghasilkan pembacaan yang salah.

Gambar Cara Membaca Sudut Horisontal
(perhatikan gerakan tangan)



Gambar Cara Menangani Benang Pembidik
(perhatikan gerakan jari)

Hati-hati pembacaan pada percabangan dan survai chamber.

2. Pembacaan sudut elevasi antar stasiun menggunakan busur derajat ke arah stasiun depan.
3. Pembacaan sudut elevasi ke arah atap di atas stasiun depan menggunakan busur derajat.

Catatan:
Lebih baik, pembacaan ini sudut horisontal dan vertikal dilakukan oleh dua orang, dengan tugas masing-masing adalah: salah seorang bertugas membidik stasiun menggunakan benang, dan yang seorang lagi bertugas membaca angka tempat benang itu. Usahakan bahwa angka yang dibaca hingga ketelitian 0.5 derajat.

4. Mengukur jarak dinding kiri dan dinding kanan lorong dari stasiun.
5. Membuat sket perjalanan
6. Memasukkan detail, catatan, dan keterangan beserta ukuran-ukuran yang dibutuhkan pada sket perjalanan
7. Menggambar penampang lorong (cross section) beserta letak stasiun dan detailnya, disertai ukuran-ukuran yang dibutuhkan.

PENGOLAHAN DATA

Alat mengolah data dan menggambar peta:

1. lembar kerja pengolahan
2. penggaris segitiga siku
3. piringan derajat 360 derajat yang (seharusnya) sama dengan yang dipergunakan pengukuran di lapangan
4. pensil
5. karet penghapus (setip)
6. kertas bantu untuk pengolahan data disarankan menggunakan kertas milimeter.
7. kertas menggambar peta, disarankan kertas milimeter

Pekerjaan pengolahan data:

1. Menyalin data lapangan di lembar kerja tabel ke lembar kerja pengolahan

Tabel 2. Lembar kerja pengolahan
(desain-nya masih bisa berubah, cari yang efisien)

2. mencari jarak datar dengan cara:

* Gambarlah sebuah segitiga siku-siku, dimana sisi yang saling tegak lurus adalah sisi datar dan sisi tegak lurus terhadap kertas.
* Buatlah garis sisi miring segitiga yang panjangnya sesuai dengan jarak miring di lapangan, yang digambar di kertas dengan skala tertentu. (Paling gampang adalah skala 1:100, yaitu 1 cm mewakili 1 meter) dan besar sudutnya adalah sama dengan besar sudut elevasi yang dibaca di lapangan.
* Menggunakan penggaris siku, proyeksikan ujung sisi miring tersebut ke garis datar. Ukurlah panjang dari garis datar hasil proyeksi tersebut, maka anda mendapatkan jarak datar antar stasiun!
* Masukkan nilainya ke tabel 2 kolom G

Semua jarak datar dicari menggunakan cara ini. Sehingga berkali-kali harus melakukan pekerjaan ini untuk mendapatkan jarak datar antar stasiun. Sederhana bukan!!

Untuk memudahkan pekerjaan ini, sebaiknya kita menggunakan kertas milimeter dan pensil yang tidak tebal, agar mudah dihapus.

Semakin kita teliti dalam membuat segitiga siku-siku ini, kita akan mendapatkan hasil yang makin presisi.

MENCARI BEDA TINGGI

Ukurlah panjang garis yang memproyeksikan garis miring terhadap garis datar, panjang garis tersebut adalah beda tinggi antar dua stasiun.

Nah..! ketemu juga

Semua beda tinggi diperoleh dengan cara ini.

Masukkan nilainya ke tabel 2 kolom H.

Jadi untuk memperoleh jarak datar dan beda tinggi tiap stasiun, kita musti berkali-kali melakukan penggambaran segitiga siku-siku.

Mengingat pentingnya pekerjaan ini, maka kita musti menggunakan penggaris siku yang betul-betul siku dan busur derajat yang benar-benar bagus, serta pensil yang ujungnya selalu runcing.

MENCARI TINGGI ATAP

1. Teruskan garis proyeksi lurus keatas
2. Gambarlah sebuah garis miring dari titik garis miring segitiga tadi, dengan sudut sebesar sudut elevasi atap yang dibaca di lapangan sampai berpotongan dengan garis proyeksi di tahap sebelumnya.

Gambar:
Tinggi atapnya adalah panjang garis proyeksi ditambah garis pelurusannya hingga berpotongan dengan garis mising, ditambah tinggi stasiunnya. Tidak perlu menjumlah, tinggal mengukur saja.

Tinggi atap

Ada kemungkinan titik potongnya sudut elevasi atap dan garis proyeksi, terletak dibawah garis datar. Jika hal ini terjadi maka tinggi atapnya hanya dari titik potong itu kebawah hingga dijumlah dengan tinggi stasiun.

Gambar:

1.(menggambar diagram (roset) untuk menentukan orientasi arah gua sehingga bisa menentukan perletakan titik (stasiun) nol.)

2.menghitung jumlah jarak datar untuk menentukan skala. Disesuaikan dengan luas kertas yang tersedia

Dari proses diatas, ternyata kita masih membutuhkan suatu hitungan, yaitu dalam menghitung panjang garis peta sesuai dengan skala yang sesuai.

Mudah-mudahan ini menjadi satu-satunya pekerjaan kita yang membutuhkan operasi matematika, pembagian atau perkalian.

MENGGAMBAR PETA TAMPAK ATAS

Menggambar garis survai menggunakan metode koordinat polar.

1. Memperkirakan letak titik awal garis survai, agar terhindar dari pemborosan kertas akibat arah peta yang terlalu sering keluar dari kertas.
a. Lihat diagram roset
b. Lihat sket perjalanan
2.Mem-plot stasiun survai dan garis survai/ center line pada kertas.

Pekerjaan ini adalah membalikkan pekerjaan dilapangan yang berhubungan dengan pembacaan piringan sudut.

* Berdasar data di atas, plot-lah stasiun awal (M=mulut gua) pada kertas.
* Letakkan piringan ke kertas dengan titik pusatnya di stasiun awal (M),
* Arahkan angka 250 pada piringan ke arah utara peta
* Buatlah tanda di angka 30 beri angka 1 sesuai dengan nama stasiunnya
* Buatlah sebuah garis dari titik M yang panjangnya adalah jarak datar dari stasiun M ke stasiun 1, sesuai skala yang sudah anda tetapkan sebelumnya.
* Pindahkan piringan derajat ke titik 1, arahkan angka 60 ke titik M
* Buat tanda di angka 180 piringan sudut beri nama angka 2.
* Buatlah garis dari titik 1 ke titik 2 dengan panjang sesuai dengan jarak datar yang diskala.
* Teruskan pekerjaan ini hingga seluruh stasiun di-plot di kertas peta, maka anda akan memperoleh center line peta.

MENGGAMBAR DINDING GUA

1. Mem-plot ke kertas dinding kiri dan dinding kanan tiap stasiun, yang sesuai dengan skala.
2. Hubungkan titik-titik dinding gua tersebut, sesuaikan dengan sket perjalanan yang dibuat di lapangan
3. Memasukkan detail dan simbol gua

MENGGAMBAR PETA TAMPAK SAMPING

Sesuai data lapangan:

1. lihatlah seluruh nilai pembacaan sudut elevasi, jika cenderung mengandung tanda negatif, maka letakkan titik nol (M) di tempat paling kiri atas.
2. Memplot stasiun survey ke peta:
* letakkan busur derajat dengan pusat busur pada stasiun M, dan angka 0 pada garis horisontal kertas peta.
* Putarlah busur sehingga angka 93 berada di garis vertikal. Tandai titik 0
* buatlah garis kearah tanda 0 itu yang panjangnya sama dengan jarak antar stasiun M ke 1, sesuai dengan skala yang sudah ditetapkan sebelumnya.
* pindahkan busur derajat ke stasiun 1, ulangi pekerjaan diatas untuk mengetahui posisi stasiun 2 dari stasiun 1 tampak samping.
* selesaikan hingga seluruh stasiun selesai diplot.

3. kemudian tiap stasiun tersebut buatlah garis lurus kebawah dengan panjang sama dengan tinggi stasiun, karena pada dasarnya sudut elevasi yang dibaca tersebut adalah bukan sudut antara lantai gua dengan lantai gua.

4. Memplot atap tiap stasiun.
* Letakkan busur derajat dengan pusatnya di titik M.
* Aturlah sehingga angka 151,5 berada benar-benar di garis vertical
* Tandai pada angka 0
* Tariklah garis lurus dari titik M ke tanda angka 0 itu.
* Tarik garis lurus ke atas dari stasiun 1 hingga berpotongan dengan garis diatas. Itulah atap diatas stasiun 1.
* Pindahkan busur derajat ke stasiun 2, ulangi pekerjaan itu untuk menemukan atap stasiun 3.
5. Buatlah smooth polyline antar atap tersebut, sesuaikan dengan sket perjalanan.

Perhatian.

Lihatlah peta gua tampak samping (extended section) yang anda buat.

Jika anda terlebih dahulu menggambar peta gua tampak samping ini, maka anda telah melewati tahapan pekerjaan pengolahan data. Anda dapat menggunakan gambar peta gua tampak samping ini untuk menemukan jarak datar antar stasiun. hehe… sori

Mudah kan?

Terimakasih

Terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Bagus Yulianto. Gara-gara permintaannya agar menyusun sebuah materi untuk diajarkan kepada orang-orang yang dianggap tidak pernah mengenal alat-alat dan metode pemetaan gua, warga masyarakat sekitar gua yang mungkin pingin membuat peta sendiri, maka berujung dengan lahirnya tulisan ini.

Lorong gua, pada kondisi tertentu tidak dapat dilakukan sebuah kegiatan survai normal. Membutuhkan tambahan teknik, peralatan, metode, dan SDM yang memiliki keterampilan khusus. Idealnya, dengan waktu yang cukup dan instrumen yang baik, sebuah tim survey harus harus memakai sandar 5 atau 6 BCRA di sebagian besar lorong, tetapi hal ini mungkin sulit dilakukan pada kondisi tertentu. Pada kondisi ekstrim banyak persyaratan standar survey harus diabaikan jika hasil akhir harus diproduksi seluruhnya. Surveyor hanya dapat bekerja baik pada kondisi memungkinkan, tetapi adanya sedikit gagasan awal dan pengalaman dapat memberikan hasil yang lebih berharga.
Sebelum memulai usaha survey dari beberapa sistem gua, tim harus dalam kondisi baik untuk menjalankan tugasnya, baik fisik maupun psikis. Ada satu kepincangan maka rusaklah seluruh perjalanan dan caver yang baik adalah pembantu yang baik pada kondisi seperti ini daripada surveyor yang berpengalaman tetapi tidak fit. Secara nyata, perpaduan antara surveyor yang berpengalaman dan caver yang fit sangat ideal. Hal ini akan menghemat banyak waktu jika sekurangnya satu anggota kelompok pernah melalui sebagian besar area survey sebelumnya, dan jika pitch-pitch telah dipasang rigging oleh tim advance. Pada sebagian besar kejadian disarankan untuk mensurvey dalam sistem dan kemudian baru mencari pemecahannya. Dan jika survey kemudian tidak dapat diselesaikan karena satu alasan, seseorang tidak boleh meninggalkan survey line tanpa menghubungkan dengan surface.

Logistik memainkan tuagas yang sangat penting dalam metode survey pada beberapa sistem yang panjang. Jika tim yang berbeda mengunjungi gua tersebut lagi, sebanyak mungkin informasi harus didapatkan tim. Satu trip panjang akan hasilnya lebih akurat dari pada dua survey yang pendek, dan jika waktu sudah mendesak sekali, harus dikerjakan dengan notebook dan kompas untuk membuat skets (survey mendekati grade 2 atau 3) lorong yang tidak disurvey dengan traverse line. Makin banyak gua yang dapat disurvey jika tim berjalan dengan penerangan cukup. Bahkan box amunisi dapat menjadi gangguan pada lorong yang kecil dan lebih baik ditinggalkan di satu bagian yang mudah diingat dan dilihat. Instrumen yang ringkas dan kecil seperti misalnya yang diproduksi oleh Suunto amat baik sekali bila dibawa di dalam wet suit, dan pita Fibron dipakai yang kuat, dapat dipindahkan pada karabiner sepanjang ukuran panjang melalui sling kecil mengelilingi tali pengikat. Alas survey yang besar dapat menjadi berat tetapi notebook yang kecil atau alas dari lembar plastik dapat dibawa dengan mudah dan aman di dalam helm.

Sekalipun dengan alat yang tidak layak, mungkin survey dapat dimulai dengan grade 5 dalam gua yang sulit, tetapi waktu pembacaan, besar kemungkinan makin memburuk karena lumpur dan air dan keakuratannya turun ke grade yang lebih rendah. Tindakan preventip, adalah dengan menggunakan instrumen yang tahan terhadap lumpur dan air.

Penyempitan lorong yang amat sangat adalah suatu kondisi yang buruk sekali untuk melakukan survey karena berbagai alasan. Terkadang tim harus mampu melewati bagian paling sempit sambil membaca instrumen pada saat kram. Tape man harus berjalan sepanjang bagian tersebut dengan posisi membalik, tetapi disebabkan penampang melintang yang kecil menyebabkan kesalahan posisi stasiun menjadi kecil. Pita ukur kemungkinan dapat menjadi halangan karena sobek dan sulit untuk diurai. Mencatat detail menjadi pelan dan dapat membuat frustasi, maka untuk itu disarankan untuk posisi stasiun ditandai dan pembacaan dengan called back sampai lorong membesar; pencatat kemudian mengikuti, mencatat bentuk dan detail. Dengan terbatasnya ruang kepala, instrumen sulit untuk mendapatkan penerangan dan dibaca dan perhatian harus dicurahkan untuk menghindari deviasi magnetik karena dekat dengan lampu elektrik dan bracket helm. Perlu dipastikan bahwa kompas dalam posisi horisontal dan tidak macet; cara terbaik untuk menghindari adalah mengulangi tiap pengukuran dua atau tiga kali -pekerjaan menjemukan, yang dapat menyebabkan kehilangan lengan survey yang sangat berharga. Tepat sekali bila leapfrog pada posisi “tak mungkin” dengan menggunakan lampu sebagai target dan orang ketiga pada stasiun, tetapi sejak itu tidak mungkin untuk berputar pada lorong yang sangat terbatas, biarkan lewat satu orang, seterusnya leapfrog tidak dapat digunakan secara keseluruhan. Saat pembacaan clinometer, tinggi instrumen dan lampu target diatas lantai dapat berbeda, dan ini harus dicatat. Agar terhindar dari manipulasi pengukuran detail lorong, perlu untuk diketahui agar tetap akurat dengan menggunakan dimensi rentangan tangan, panjang lengan, dll. Standar ini dengan cepat dipergunakan untuk mengukur dimensi lorong dan tinggi stasiun pada cross section.

Lumpur yang dalam dan air sewaktu merangkak adalah musuh surveyor paling buruk. Jika terjadi dalam jarak yang panjang, tugas harus dikerjakan dengan pekerjaan minimal, dengan kata lain terdapat resiko yang serius dan ketiadaan efisiensi, bahkan sekalipun memakai wet suit. Dan juga lebih baik sedikit waktu saja yang dihabiskan dalam lorong dengan memperhitungkan kemungkinan banjir. Agar bebas dari kesulitan pembacaan, instrumen harus terlindung dengan baik, waterproof, dan tidak terlalu besar. Instrumen Suunto cocok dan mudah di-seal dengan resin bening disekitar lensa bidik dan jendela lebar. Pada ruang yang rendah, kompas sulit untuk dibaca dan dengan perlakuan penerangan konvensional, dapat diperoleh di dalam air dan dibaca dari atas (open sight). Pembacaan clinometer tidak perlu diambil pada kanal, tetapi perubahan kedalaman air perlu dicatat. Pencatatan harus sangat hati-hati, dan pada kasus yang ekstrim diperlukan alas (pad) dari plastik. Pada notebook atau lembar plastik, pensil 2B menghasilkan tanda yang jelas dan tidak menyobek kertas yang basah. Lumpur mendatangkan masalah lebih besar terhadap rekaman pada air sehingga membuat tidak jelas dan menimbulkan kesalahan jika tidak dihilangkan. Saat pita ukur tertutup lumpur, dapat dibersihkan dengan menarik diantara jari dan ibu jari. Pada kanal, pita ukur harus ditarik rapat dengan muka air karena halangan yang tidak kelihatan atau kusut. Satu hal lagi, teknik leapfrog, biasanya tidak terlaksana saat menyangkut konsumsi waktu bergerak, dan akan menimpa tim survey pada bagian dimana terdapat ruangan sangat rendah.

Danau bawah tanah yang luas, jarang terdapat di United Kingdom namun banyak terdapat di Irlandia. Surveyor pada ekspedisi luar negeri sering menghadapi rintangan yang menawarkan pengalaman khas dan konsumsi waktu untuk mapping. Perahu-perahu kecil sangat bermanfaat jika cukup ruangannya, tetapi perahu ini terkenal sangat sulit untuk tetap diam dan berpindah dari stasiun, kecuali jika dapat ditambat pada dinding atau atap. Untuk itu wet suit umum digunakan karena lebih cepat untuk berenang (tetapi lebih dingin pada iklim tertentu) dan berpegangan dinding atau atap untuk digunakan sebagai stasiun. Semua pendapat tentang survey di lorong berair digunakan disini tetapi oleh sebab kedalaman air dapat menghilangkan semua peralatan, sebaiknya diikatkan erat pada sedikitnya satu orang. Air dapat diukur dengan menggunakan karabiner yang berat dan diikatkan ujung pita ukur. Jika tidak ada tonjolan atap atau dinding yang sesuai, sebaiknya digunakan suatu jenis penolong yang dapat mengapung jika sulit untuk membaca kompas scara akurat sementara air mengalir.

Shaft yang massive menimbulkan problem dalam pengukuran jika kedalamnya lebih dari 30 meter. Anak tangga dasar ladder dapat ditandai dengan sling atau mengikatkan ekor C-link. Panjang ladder sampai ke dasar pitch kemudian diukur, tidak dengan cara menghitung anak tangga karena akan timbul kesalahan. Sebagai cek, simpul dapat diikatkan pada lantai pada lifeline yang tidak dapat mulur, tetapi teknik ini tidak dapat digunakan jika komunikasi antara bawah dan atas tidak bagus. Disebabkan oleh elastisitas asli dari tali caving (nylon > polypropylene > polyester), untuk itu lebih baik diganti dengan tali ringan dari PVC. Jika mungkin, membagi shaft menjadi beberapa rangkaian pitch yang lebih pendek dan surveynya dikerjakan pada setiap pitch tersebut. Waterfall sebisa mungkin dihindari dengan turun mencari jalur alternatif saat kesulitan untuk menentukan dimensi dan komunikasi pembacaan, tetapi disarankan untuk mengukur rute alternatif dan rute asli tersebut untuk chek survey dan informasi bagi kelompok lain yang akan masuk. Radio jarak pendek sangat menolong untuk melaksanakan survey di pitch yang dalam dan berair sedang telepon lapangan telah diciptakan untuk dapat lebih menyelesaikan masalah semacam ini.

Uraian di atas diharapakan dapat menjadi panduan umum untuk survey pada kondisi yang sulit. Pengalaman adalah guru terbaik dan pengalaman surveyor, tidak bisa tidak, adalah perlengkapan teknik untuk mengatasi kesulitan. Sekalipun idealnya adalah survey yang akurat, namun tidak bisa dilaksanakan pada semua kondisi dan sebuah survey tidak akan lebih bagus dari yang lain. Yang terutama adalah adanya maksud untuk berbuat terbaik pada kondisi yang memungkinkan, dan menerangkan kepada pemakai hasil survey mengenai kesulitan yang dihadapi sehingga mereka mengetahui batas keakuratan.

Saat ini, survai dan pemetaan gua jaman sekarang sudah semakin mudah untuk dikerjakan. Masalah-masalah yang terjadi semakin mudah pula untuk diselesaikan. Keberadaan alat survai elektronik untuk mengukur jarak, kompas dan clinometer digital membuat perjalanan survai makin cepat dan akurat. Perangkat lunak untuk survai gua pun sudah tersedia, baik yang diperoleh secara gratis maupun tidak, ke dalam komputer tablet atau personal digital assistance (PDA), sehingga surveyor gua tidak lagi perlu membawa sejumlah besar lembar kerja lapangan untuk mencatat angka dan sket perjalanan. Perkembangan saat ini adalah menghubungkan alat survai elektronik dengan PDA untuk mempermudah proses penyimpanan data yang tidak membutuhkan penulisan, yang dapat mengurangi kemungkinan kesalahan.
Pemilihan dan efektifitas penggunaan alat survai serta software untuk pemetaan sepenuhnya tergantung kepada manusia yang menggunakannya. Kekurangan dan kelemahan dari masing-masing perangkat pembantu itu hanya dapat diatasi oleh akal manusia. Untuk itu, bagaimanapun juga pengajaran dasar-dasar pemetaan gua secara analog, harus tetap diajarkan dan dilakukan sampai tingkat tertentu agar manusia bisa mengatasi kekurangan dan kelemahan itu. Dan agar manusia bisa tetap melakukan survai gua dan pemetaan jika tidak ada alat-alat tersebut. Bahkan jika tidak ada perlengkapan pemetaan gua analog yang selama ini sudah dipergunakan.

PENDAHULUAN

Banyak pertanyaan yang muncul mengenai teknik dan metode pemetaan gua yang lebih cepat atau akurat daripada cara konvensional. Bukan hanya di dalam negeri, tapi juga di newsgroup atau mailing list surveyor gua internasional. Sebagian pertanyaan tersebut menyangkut aplikasi penemuan baru atau teknologi baru. Informasi tentang aplikasi teknologi informatika dan instrumentasi tersebut tidak tersebar ke tanah air. Hal yang sangat disayangkan, di saat fasilitas untuk mengakses informasi global sudah demikian mudah.

Tulisan ini bertujuan untuk mengenalkan dan mendeskripsikan aplikasi kemajuan teknologi instrumen elektronika dan informatika untuk kegiatan pemetaan gua. Mulai dari tahapan survai (pengambilan data) hingga penggambaran peta. Aplikasi kemajuan teknologi tersebut meliputi perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware). Juga terdapat uraian singkat mengenai kegunaan masing-masing perangkat dan mungkin sedikit perbandingan dengan perangkat lain atau perangkat konvensional.

Penciptaan perangkat tersebut biasanya didasarkan atas kebutuhan efisiensi waktu pengambilan data lapangan, ketelitian data yang diambil, dan kemudahan integrasi terhadap perangkat lainnya. Namun ada pula perangkat yang diciptakan untuk kegunaan lain namun dapat secara langsung diaplikasikan ke pekerjaan pemetaan gua.

Instrumen untuk survai lapangan yang terdiri dari pengukuran sudut horisontal menggunakan kompas, pengukuran sudut vertikal menggunakan clinometer, dan pengukuran jarak menggunakan pita ukur, sekarang ini sepenuhnya dapat tergantikan oleh instrumen elektronik. Penggunaan instrumen ini lebih efisien dari sisi waktu, dan lebih akurat dari sisi data.

Perangkat elektronik penggunaannya menggantikan perangkat mekanik berbasis penglihatan (kompas dan clinometer). Kompas memiliki sumber kesalahan akibat berbasis pada medan magnetik bumi dapat dipengaruhi oleh medan magnetik lokal dan sumber-sumber magnetik lain misalnya penggunaan senter logam yang terlalu dekat. Kompas dan clinometer, keakuratan penggunaannya sangat dipengaruhi oleh tangan dan mata surveyor. Sementara perangkat lunak di bidang informatika, mampu menggantikan proses-proses pengolahan data hingga penggambaran peta konvensional yang makan waktu banyak dan penuh sumber kesalahan. Bahkan perangkat lunak yang tersedia untuk pengolahan data dan penggambaran peta, mampu bekerja dengan perangkat lunak lain untuk menghasilkan peta atau data yang jaman dahulu sulit untuk dilakukan. Dan semuanya itu hanya membutuhkan sedikit pekerjaan serta waktu tambahan saja.

Dalam tulisan ini terpaksa harus banyak sekali memuat nama produk. Bukan dalam niatan penulis untuk mempromosikan produk tersebut, namun hanya untuk memaparkan bahwa ada sebuah produk untuk jenis fungsi tertentu yang dapat dipergunakan untuk pekerjaan pemeaan gua.

PERANGKAT PENGAMBILAN DATA

Alat ukur sudut horisontal (kompas) dan vertical (clinometer)

Selama ini alat ukur sudut horisontal yang sering dipergunakan oleh surveyor gua untuk grade 5 adalah kompas magnetik yang memiliki ketelitian hingga 1�. Kompas-kompas ini bersandar pada medan magnetik bumi. Pembacaan besarnya sudut antar stasiun didasarkan pada penglihatan. Kompas konvensional menggunakan sebuah garis vizir di dalamnya sebagai pengarah untuk “ditembakkan” ke target. Hal ini bisa menjadi sumber kesalahan, jika cara memegang, mengarahkan, dan menempatkan mata tidak berada pada satu garis yang lurus.

Surveyor gua melengkapi kompas dengan laser sebagai garis bidik ke arah target. Dengan cara ini kompas benar-benar mengarah ke target sehingga mengurangi/ menghilangkan kesalahan pembacaan. Namun, laser pointer yang dipasang pada kompas memiliki medan magnetik yang dapat mempengaruhi kompas. Untuk itu dibutuhkan sebuah kalibrasi terhadap laser pointer ini.

Sekarang telah banyak tersedia kompas digital untuk pendukung kegiatan alam bebas. Salah satunya adalah kompas digital Silva Nomad (http://www.silva.se). Kompas ini dapat dipakai dalam kegelapan karena memiliki background lighting. Disamping itu, kompas ini dapat menyimpan arah tujuan dan arah kebalikannya. Hal ini mungkin dapat berguna jika surveyor sedang menyurvai gua dengan mulut gua lebih dari satu.

Gambar kompas Silva Nomad

(sumber: http://www.silva.se/outdoor/products/ecom_nomad.htm)

Gambar Laser kompas(sumber: http://www.cavediggers.com/compasslaserMartin.jpg.

Namun ternyata kalangan surveyor gua di negara Amerika Serikat dan Inggris cenderung untuk membuat sendiri kompas digital dengan akurasi dan resolusi yang lebih baik.

Sebuah artikel tulisan Martin Melzer dalam jurnal The Cave Radio & Electronics Group (CREG)-BCRA 54, How To Build an Electronic Cave Surveying Instrument , memaparkan cara membuat alat survey elektronik. Yang dimaksud dengan alat survey elektronik dalam artikel jurnal tersebut adalah kompas dan clinometer elektronik. Pembuatan kompas elektronik, dapat dilakukan dengan dua cara. Yaitu dengan membeli modul kompas ke vendor atau membuat modul compas sendiri.

Modul kompas ini sudah tersedia berbagai produk dengan keakuratan dan resolusi yang bervariasai. Salah satu modul kompas yang dianggap cukup baik oleh kalangan surveyor gua di Amerika berharga sekitar 500$! Pemasangannya harus tetap memperhatikan beberapa hal, diantaranya adalah wadah yang non magnetik, cara menampilkan/ menyimpan data, laser ranger, dan kalibrasi laser ranger. Laser ranger adalah perangkat tambahan yang sangat penting untuk secara langsung dapat diketahui jarak dari alat tersebut ke target. Alat ini memiliki medan magnetik yang mempengaruhi kompas.

Dibawah ini contoh pemasangan modul kompas/ clinometer digital (oleh Mark Passerby & Nigel Dyson-Hudson) produksi True North Technologies’ Revolution di sebuah kotak pengaman yang tahan air.

Gambar modul kompas
(Sumber http://www.caves.com/truenorth/)

Jika ingin membuat kompas elektronik sendiri, dalam artikel tersebut disebutkan bahwa dapat menghemat biaya yang cukup berarti. Yang dibutuhkan adalah sebuah susunan sensor magnetik dimana banyak produsen yang menyediakan sensor magnetik ini. Kemudian yang perlu dilakukan adalah mengidentifikasi semua kemungkinan sumber kesalahan yang bersifat mekanis maupun elektrik, menyusun sebuah program untuk mengkalibrasi kesalahan, dan suatu model simulasi yang dapat menghasilkan serangkaian data dengan kesalahan perubahan geometrik dan elektrik yang dapat dipergunakan untuk memverifikasi kalibrasi.

Pembahasan tentang clinometer elektronik buatan sendiri tidak terlalu banyak karena dianggap bahwa medan gravitasi jauh lebih stabil daripada medan magnetik sehingga tidak membutuhkan perlakuan khusus terhadap modul clinometer.

Tersedia pula clinometer buatan pabrik yang akurasi dan resulusinya cukup tinggi, melebihi clinometer analog yang selama ini dipergunakan. Misalnya adalah SmartTool.

Clinometer elektronik dan tampilan pembacaan
(Sumber: http://www.haglofsweden.com/)

Gambar clinometer elektronik SmartTool
(Sumber: http://www.speedpartz.com/smarttool.html )

Sebuah tim dari Belgia, memasang sebuah laser pointer pada clinometer elektronik untuk menjamin agar clinometer benar-benar mengarah pada target.

Gambar Clinometer elektronik dan laser pointer dan pemasangannya
(Sumber: http://users.skynet.be/avalon/avalonuk/technical/laserclino.htm )

Keuntungan pemakaian alat survai elektronik ini selain keakuratan dan efisiensinya adalah, bahwa jika selama ini menggunakan alat survai mekanik, sering kali lobang bidik kompas atau clinometer tertutup kotoran sehingga menghambat pembacaan sudut.

Alat ukur jarak

Alat ukur jarak elektronik, biasanya disebut dengan range finder. Yang paling banyak dibahas di komunitas surveyor gua adalah yang berjenis laser range finder. Dan salah satu produk yang paling sering dibahas adalah Leica Disto. Vendor produk ini menawarkan beberapa tipe dengan berbagai akurasi dan kemampuan. Keakuratannya dari 3 mm hingga 1.5 mm, dan dapat mengukur jarak kisaran dari 0.2 meter hingga lebih dari 200 meter.

Gambar Range Finder Leica Disto Lite 5
(Sumber: http://www.swoptics.co.uk/list.asp?CAT=102 )

Tipe Disto lainnya dilengkapi dengan teknologi Bluetooth sehingga data yang diperoleh dari range finder ini dapat langsung ditransfer ke PDA (pocket PC) atau laptop tanpa menggunakan kabel. Dilengkapi pula dengan software PlusDraw yang secara langsung membuat skets berdasar data yang diperoleh dan dapat ditransfer ke PC (tipe file bmp) sementara datanya dapat direkam sebagai file Excel oleh software PlusXL.

Untuk mengefisienkan perjalanan survai, surveyor gua melekatkan secara langsung saling memunggunig, antara clinometer elektronik pada range finder ini. Dengan sekali kerja mengarahkan range finder ke target, sekaligus pula diperoleh sudut kemiringan ke target tersebut. Di bawah ini adalah contoh range finder Disto dan clinometer SmartTool yang dilekatkan saling memunggungi.

Gambar range finder dan clinometer
(Sumber: http://www.cavediggers.com/digiclo.JPG )

Ada produk lain yang memiliki tiga fungsi sekaligus, sebagai alat ukur sudut horisontal, vertikal, dan sebagai alat pengukur jarak (range finder) yaitu produksi Kombi. Alat ini juga memiliki kemampuan menyimpan 1000 data pengukuran di memory internalnya.

Gambar Kombi-4

Perangkat perekam data
Pada pemetaan gua konvensional, data direkam di dalam lembar kerja lapangan. Lembaran tersebut harus dari bahan yang tahan air, lumpur, tidak mudah sobek, dan dapat ditulisi menggunakan pensil. Lembar kerja lapangan terdiri dari dua jenis, untuk merekam data hasil pembacaan instrumen dan untuk merekam skets dan situasi lorong gua. Medan yang berlumpur, berair, memanjat, menggantung di tali, ditambah kemungkinan kesalahan mencatat sehingga harus menghapus menggunakan karet penghapus, dan semua pekerjaan deskriptor dan pencatat data, sungguh membutuhkan manajemen pencatatan data dan manajemen alat-alat tulis.

Sekarang, surveyor gua cukup membawa sebuah PC Tablet yang diinstall software yang bertugas untuk merekam data survai.

TDS Recon

(Sumber : http://www.caves.com/recon/ dan dan http://www.tdsway.com/handhelds)
Unit ini dipegunakan untuk mengumpulkan dan merekam data survai. Menggunakan aplikasi Spreadsheet yang disebut SpreadC dan sebuah program untuk membuat skets survai. Kelebihan dari unit ini adalah bahwa semua file yang diinstall di Recon, diinstall di Flash Memory atau di card Compact Flash external. Sehingga semua data masih tetap terjaga sekalipun sudah kehabisan daya batery sama sekali. Units ini sendiri dapat beroperasi tanpa henti dan dengan catu daya yang tanpa diisi ulang selama 15 jam.

Gambar pemakaian TDS Recon di dalam gua (kiri) dan
masukan data ke dalam SpreadC di Recon (kanan)
(Sumber: http://www.caves.com/recon/)

Gambar Rekaman Data di SpreadC (kiri) dan Sket (kanan)
(Sumber : http://www.caves.com/recon/)

Units ini dijual secara bebas, namun harganya cukup tinggi untuk ukuran kantong orang Indonesia. Harganya $1,499 U.S. and $1,529 U.S untuk penjualan ke pihak di luar Amerika.

Auriga Palm OS
Auriga adalah perangkat lunak bebas (freeware) yang berjalan di PDA Palm OS yang dipergunakan untuk konversi input data conversion kedalam koordinat Cartesian. Software ini berdasar pada apa yang telah dilakukan Martin Melzer dalam membuat sebuah perangkat sensor (range finder dengan kompas dan clinometer elektronik) dirangkai dengan software Palm OS agar secara otomatis dapat menyimpan data survai gua.

Gambar Kotak Sensor (Kiri) dan PDA Palm OS
(Sumber http://www.sat.dundee.ac.uk/%7Earb/creg/journals/j54.html)

Dibandingkan dengan lembar kerja lapangan Auriga menawarkan data numerik yang lebih mudah dibaca, mengurangi kesalahan ketika memindahkan data dari lembar lapangan ke lembar proses data atau komputer, data dapat diback up ke laptop menggunakan infra merah, surveyor dapat secara langsung melihat tampilan garis survey gua sementara sehingga dapat mendeteksi adanya kesalahan, dapat mengetahui kecepatan proses eksplorasi, statistik gua, arah lorong, posisi dan lain-lain secara langsung (real time) tanpa harus keluar dari gua terlebih dahulu.

Dibadingkan software yang berjalan pada PC/Mac, Palm OS jelas lebih murah dan lebih nyaman dipergunakan di lingkungan bawah tanah. Sekalipun begitu, Auriga ini tidak ditujukan untuk menggantikan software yang demikain banyak berjalan di PC/ Mac yang menggunakan sistem operasi Windows atau Macintosh, tetapi dapat menjadi sebuah perangkat pelengkap. Yaitu sebagai perangkat perekam data, belakangan data dapat ditransfer ke PC/ Mac untuk diproses lebih lanjut.

Gambar tampilan Auri4ga di Palm OS.
(Sumber : http://www3.sympatico.ca/leblanc.luc/auriga/)

Alat Survai Non Magnetik
Alat survai untuk memetakan gua yang tidak berbasis magnetik juga mengalami kemajuan yang sangat besar. Theodolit konvensional yang berbasis optik, sekarang mengandalkan sinar infra merah untuk “menembak” target. Dengan menggunakan infra merah ini kesalahan akibat refraksi sinar oleh beda tekanan udara dapat dikurangai. Ketelitian dan akurasinya juga makin tinggi.

Ditambah lagi kemampuan menyimpan data survai sehingga tidak perlu lagi dilakukan kegiatan pencatatan data yang menambah kemungkinan kesalahan data akibat pencatatan. Data yang tersimpan di dalam internal memory, dapat langsung di-download pada komputer. Biasanya theodolite ini disertai dengan software bawaan. Dengan menggunakan softaware ini, data hasil survai dapat langsung diproses untuk mendapatkan hasil-hasil yang diinginkan. Pekerjaan-pekerjaan dalam pengolahan data yang biasanya memakan waktu cukup banyak, dapat dilakukan dalam waktu singkat. Termasuk koreksi dan kalibrasi.

Dengan resolusi dan akurasi yang tinggi, maka penggunaan theodolite ini dipergunakan dalam proyek-proyek pengembangan dan pemanfaatan gua yang membutuhkan ketelitian pemetaan sangat tinggi. Misalnya dalam penentuan titik bor, seperti di Gua Bribin.

Gambar Penggunaan Theodolite di Gua Bribin
(Sumber http://www.hoehlenbewirtschaftung.de/Images/Jul2003/En.html)

Sensor Image 3D

Selama ini dalam dunia pemetaan gua dikenal survai magnetik, yang menggunakan kompas, dan non magnetik (Grade X) yang menggunakan theodolite, baik yang buatan sendiri maupun buatan pabrik. Alat survey berikut ini tidak secara khusus dibuat untuk pekerjaan survai gua. Namun kemampuan dan fungsinya dapat dipergunakan untuk merekam situasi gua secara langsung. Prinsipnya adalah alat ini mempergunakan LASER untuk melakukan scanning (pemindaian) terhadap bagian yang dituju. Kemudian merekam hasil scanning direkam dalam komputer dan diolah hingga mendapatkan gambar tiga dimensi yang sama dengan profil target.

Alat ini terintegrasi dengan software yang dibuat secara khusus untuk dipergunakan bersama alat ini serta kamera untuk kalibrasi warna yang beresolusi tinggi. Kombinasi dari komponen-komponen survai metode ini (scanner, software, kamera) memberikan hasil: mesh tekstur yang beresolusi tinggi secara otomatis, rekonkstruksi tiga dimensional menyerupai foto, identifikasi detail yang persis sama, pengukuran posisi dan jarak secara online, setting secara online dari berbagai sudut pandang.

Ketelitian dan akurasi alat in cukup tinggi. Keakuratannya dalam pembidikan tunggal adalah 10 mm, dan bila dengan rata-rata adalah 5 mm. ketelitian pengukuran adalah 5 mm.

Di bawah ini adalah gambar-gambar yang pernah diambil penulis di www.riegl.com, sayangnya sekarang situs ini sudah di-update dengan meniadakan gambar-gambar di bawah ini beserta artikelnya yang mendeskripsikan pelaksanaan scanning di dalam gua

Gambar alat scan dan skema koneksi dengan laptop

Gambar hasil scanning
Dalam situs resmi produsen alat ini, tidak ditampilkan scanning lorong gua dari lantai hingga ke atap.

DAFTAR RUJUKAN

- SILVA NOMAD – Digital Compass. <>

- CompasslaserMartin.jpg.

- Passerby, Mark dan Nigel Dyson-Hudson. A first look at the True North Compass/Clino single Unit.

- The Haglof Electronic Clinometer.

- Smart Tool Digital Angle Finder/Level.

- De Bie, Paul The laser-inclinometer.

- Leica Disto Laser Distancemeters (Laser Rangefinder).

- Range finder dan clino.

- Measuring devices KOMBI.

- A look at the TDS Recon.

- Auriga?.
Le Blanc, Luc. “Auriga, or Trading your Survey Notebook for a PDA. dalam jurnal Compass Point No 32. November 2003: British Cave Research Association Cave Surveying Group ()

- Melzer, M.. How to design an electronic surveying instrument. Cave Radio and Electronics Group Journal, 54, 12-15. 2003 (http://www.sat.dundee.ac.uk/%7Earb/creg/journals/j54.html)

- DEVELOPMENT AND MANAGING OF UNDERGROUND KARST WATER STREAMS http://www.hoehlenbewirtschaftung.de/Images/Jul2003/En.html