DETEKSI DAN INTERPRETASI SINYAL AKUSTIK SIDE SCAN SONAR (STUDI KASUS LAUT MALUKU UTARA)

(1)

DETEKSI DAN INTERPRETASI SINYAL AKUSTIK SIDE SCAN SONAR (STUDI KASUS LAUT MALUKU UTARA)

Sri Suryani Nasution¹, Suwandi², Rita Magdalena³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom Abstrak

Sinyal akustik merupakan sinyal suara yang dihasilkan dari alat-alat yang menjadi sumber bunyi. Salah satu alatnya adalah Side Scan Sonar. Alat ini merupakan pendeteksi dan penginterpretasi dasar laut dengan cara menembakkan bunyi ke dasar laut, dan menunggu suara pantulannya. Berdasarkan waktu pemantulannya, dari benda yang ditabrak oleh bunyi tersebut dapat membentuk sinyal-sinyal pantul yang direkam oleh recorder di Side Scan Sonar tersebut. Dalam tugas akhir ini, penulis melakukan analisa dan perhitungan matematis secara manual untuk menentukan jenis benda yang ditabrak oleh sinyal akustik tersebut. Dengan mengacu pada cara manual tersebut, dibuatlah suatu program yang langsung dapat mendeteksi jenis sedimen dari sinyal akustik Side Scan Sonar. Data sinyal akustik SSS diperoleh dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Laut (P3GL), Bandung, Jawa Barat. Sinyal dari laut akan dibaca dengan program Seisee dan diolah dengan menggunakan Matlab 7.9.0.Penelitian ini menggunakan data Laut Maluku Line 7, Line 9, Line 13, Line 16 dan Line 17.

Pembuatan program sistem deteksi sinyal laut ini bertujuan untuk memudahkan orang awam, mahasiswa geologi dan para staff di P3GL untuk menganalisis benda di dasar laut, dan dapat digunakan untuk kepentingan banyak pihak (untuk pembangunan fiber optic di dasar laut, pengeboran minyak,eksploitasi dasar laut, dan sebagainya).

Setelah dilakukan perhitungan koefisien pantul dan impedansi akustik pada Laut Maluku tersebut, ditemukan bahwa jenis sedimen yang mendominasi permukaan dasar laut tersebut adalah lempung, kemudian pasir, dan yang paling sedikit adalah batu gamping.

Kata Kunci : Side Scan Sonar, Program Deteksi, Dasar Laut, P3GL, Laut Maluku Utara.

Abstract

Acoustic signal is a sound signal from sound source tools. One of the tool is Side Scan Sonar. This tool can detect and interpret sea floor by shooting sound to the sea floor and waiting for

reflection sound. On the strength of the reflection time, Side Scan Sonar will record the reflection signal.

In this final task, writer do analyses and some mathematics calculation for determine thing which hit by the acoustic signal. From this way, made a program which is can detect and calculate acoustic signal directly. The data is taken from P3GL, Bandung, West Java. The sea signal will read with Seisee program and will processing with MATLAB 7.9.0. In this case of research is applying for Maluku Sea Line 7, Line 9, Line 13, Line 16 dan Line 17.

Detection’s program of this signal is purpose for help ordinary people, geology’s students, and P3GL official for analyses things in sea floor and public interest (e.g. for building fiber optic in the sea floor, sea floor exploitation, etc).

The calculation result from reflection coefficient and acoustic impedance of Maluku Sea, found that the clay is dominate all of sea floor, then sands, and the least is limestone.

(2)

DETEKSI DAN INTERPRETASI SINYAL AKUSTIK SIDE SCAN SONAR 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sinyal akustik merupakan sinyal suara yang dihasilkan dari alat – alat yang menjadi sumber bunyi. Salah satu alatnya adalah Side scan sonar. Alat ini merupakan pendeteksi dan penginterpretasi dasar laut dengan cara menembakkan bunyi ke dasar laut, dan menunggu suara pantulannya. Berdasarkan waktu pemantulannya, dapat ditentukan kedalaman dasar laut dan berdasarkan bentuk sinyal - sinyal pantul yang terekam pada recorder di Side scan sonar, dapat dianalisis jenis benda yang ditabrak oleh sinyal akustik tersebut[1].

Pembacaan pola sinyal akustik ini bukanlah hal yang baru di dunia kelautan. Mengenali pola sinyal akustik seharusnya sudah merupakan kewajiban bagi seorang ahli geologi, sejak di bangku kuliah, dan saat sudah menekuni pekerjaan di bidang geologi, seperti di P3GL (Pusat Pengembangan dan Penelitian Geologi Laut). Namun, keahlian pembacaan sinyal akustik ini sebenarnya terletak pada seorang Geolog yang sudah mengambil spesialis Geologi, atau yang sudah terbiasa menggunakan Side scan sonar. Keahlian membaca sinyal ini tidak semudah teori yang diberikan, akan tetapi butuh praktek dan jam kerja yang tinggi. Dalam prakteknya, sinyal yang dihasilkan Side scan sonar sangatlah beragam dan tergantung pada jenis benda yang memantulkan bunyi. Dengan mengukur dan memperhatikan bentuk sinyal akustik ini, dapat disimpulkan jenis benda yang ada di dasar laut.

Berdasarkan uraian di atas, maka sangat penting mendeteksi sinyal akustik dari Side scan sonar dalam mendiagnosis jenis benda yang ada di dasar laut. Dengan mengetahui jenis benda itu, dapat diketahui apakah ada patahan di dasar laut (yang akan memicu timbulnya gempa dan tsunami), ada kapal yang karam, ada logam dan mineral, atau hanya sedimen penyusun dasar laut saja (pasir, lempung, batu gamping, garam, dsb). Dengan dideteksinya sinyal akustik ini, maka akan lebih mudah untuk memproses dan

(3)

menganalisa secara matematis dan dapat mengklasifikasikannya dengan bantuan komputer.

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Apa yang menjadi masukan bagi sistem deteksi?

2. Bagaimana cara mengkonversi sinyal agar dapat dibaca oleh sistem? 3. Bagaimana perancangan sistem deteksi yang akan dibuat?

4. Bagaimana hasil simulasi sistem deteksi?

5. Bagaimana gambar prediksi hasil dasar laut yang diteliti? 6. Bagaimana hasil FFT dari tiap jenis sedimen yang terdeteksi?

1.3 Batasan Masalah

Mengingat dan menimbang luasnya materi yang dapat dibahas, maka perancangan dan implementasi sistem ini dibatasi pada hal – hal berikut :

1. Sinyal input merupakan sinyal akustik dari Side scan sonar pada 5 Line dasar Laut Maluku Utara.

2. Pembacaan sinyal Side scan sonar menggunakan program Seisee (program

khusus untuk membaca sinyal Side scan sonar) dan pendeteksian sinyal dengan Matlab 7.9.0.

3. Penulis tidak langsung mengukur sinyal akustik SSS dari laut, melainkan sudah dalam bentuk data pengukuran yang diperoleh dari P3GL (Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Laut), Bandung, Jawa Barat.

4. Mencoba mendeteksi 3 kelas sedimen yang dicurigai (berdasarkan bottom

sampling yang dilakukan oleh diver di P3GL), yaitu berupa lempung, pasir, dan batu gamping.

(4)

1.4 Tujuan dan Kegunaan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk mendeteksi dan mempelajari pola sinyal akustik Side scan sonar

berdasarkan sinyal yang ditemukan untuk sinyal lempung, pasir, dan batu gamping.

2. Untuk membuat gambar prediksi yang dapat menginterpretasikan kontur dasar laut secara garis besar, berdasarkan lapisan-lapisan sedimen yang terdeteksi. 3. Untuk mencari hubungan antara nilai rapat daya yang terdeteksi pada sedimen

penyusun dasar laut dengan nilai impedansi akustik dan koefisien pantul sedimen tersebut berdasarkan hasil sinyal keluaran FFT.

4. Untuk memudahkan orang awam, mahasiswa geologi, dan para staff di P3GL untuk menganalisis jenis benda di dasar laut dan dapat digunakan untuk kepentingan banyak pihak (untuk pembangunan fiber optic dasar laut, pengeboran minyak, eksploitasi dasar laut, pembangunan jembatan gantung di atas laut, dsb).

1.5 Metodologi Pemecahan Masalah

Metodologi pemecahan masalah yang dilakukan dalam proses perancangan dan implementasi ini meliputi :

1. Studi literatur dan daftar pustaka untuk mendukung dasar teori.

2. Mengumpulkan data – data yang dibutuhkan, seperti sinyal akustik Side scan sonar sebagai media masukan yang nantinya akan dikenali sistem.

3. Konsultasi dengan dosen pembimbing, dosen – dosen yang memiliki keilmuan di

pengolahan sinyal, dan dengan Ahli Geologi di P3GL.

4. Perancangan perangkat lunak dengan bahasa pemrograman Matlab 7.9.0 dan

penggambaran prediksi lapisan dengan Ms.Office Excel 2007.

(5)

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I Pendahuluan

Pada bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan penulisan, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penyelesaian masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II Landasan Teori

Pada bab ini membahas tentang Side scan sonar, metode seismic, gelombang bunyi (akustik), FFT, dan prinsip pendeteksian.

BAB III Perancangan Sistem dan Simulasi

Pada bab ini akan dijelaskan tentang perhitungan matematis untuk mendeteksi jenis sedimen secara manual, perancangan program sistem deteksi, dan simulasi sistem.

BAB IV Analisa Hasil Deteksi dan Simulasi

Pada bab ini akan membahas hasil simulasi deteksi sinyal akustik SSS, penggambaran prediksi lapisan penyusun dasar laut, dan analisis hasil FFT.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisi kesimpulan dari penulisan Tugas Akhir ini dan saran untuk pengembangan lebih lanjut.

(6)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian penulis terhadap data sinyal akustik Laut Maluku Utara, didapatkan kesimpulan sebagai berikut.

1. Berdasarkan hasil analisis pada penentuan amplitudo pantul sinyal akustik SSS, semakin tinggi amplitudo pantul yang terdeteksi, maka semakin besar pula koefisien pantul dan impedansi akustik sedimen.

2. Berdasarkan hasil simulasi penentuan posisi sedimen, semakin lama waktu terdeteksinya sedimen, maka semakin dalam posisi sedimen tersebut dari permukaan dasar laut.

3. Berdasarkan gambar hasil prediksi sedimen yang telah dibuat, dasar Laut Maluku Utara tersebut didominasi oleh sedimen lempung, yang tersebar diseluruh trace, baik sebagai lapisan permukaan (sea floor), maupun lapisan dasar (sea bottom), lalu pasir, dan yang paling sedikit adalah batu gamping. 4. Berdasarkan pengamatan pada keluaran sinyal FFT, lapisan lempung-lempung

menunjukkan rentang nilai spektrum rapat daya 350-400, pasir-lempung 250-300, dan batu gamping- lempung 200-250.

5. Berdasarkan analisis yang dilakukan pada keluaran sinyal FFT, semakin tinggi nilai impedansi akustik suatu benda maka semakin kecil nilai spektrum rapat daya yang terdeteksi, yang menandakan bahwa lebih sedikit daya yang diserap dan semakin banyak daya yang dipantulkan. Akibatnya, nilai koefisien pantul sedimen tersebut semakin besar. Sebaliknya, semakin rendah nilai impedansi akustik suatu benda maka semakin besar nilai spektrum rapat daya yang terdeteksi, yang menandakan bahwa lebih banyak daya yang diserap dan semakin sedikit yang dipantulkan. Akibatnya, nilai koefisien pantul sedimen tersebut semakin kecil.

(7)

5.2 Saran

Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut, diharapkan mampu melengkapi kekurangan yang terdapat dalam tugas akhir ini. Untuk itu, disarankan sebagai berikut:

1. Perlu dilakukan penambahan RAM pada perangkat dalam mengantisipasi keterbatasan alat saat melakukan simulasi program untuk efisiensi waktu simulasi.

2. Perlu digunakan metode pendeteksian yang lain untuk meningkatkan ketelitian dalam penentuan amplitudo pantul dari sinyal akustik.

3. Perlu diteliti lebih dari dua lapisan sedimen pada satu sinyal seismik.

4. Perlu automasi program sistem deteksi agar dapat memunculkan lebih banyak sinyal akustik yang akan dideteksi, dan dapat langsung menampilkan gambar dua dimensi dari lapisan-lapisan sedimen dari sinyal masukan tersebut.

5. Perlu dilakukan bottom sampling (pengambilan contoh sedimen), untuk mendapatkan data interpretasi yang lebih akurat.

(8)

DAFTAR PUSTAKA

[1] http://id.wikipedia.org/wiki/sonar, Desember 2010.

[2]Sari, Soetji Poernama. Deteksi dan Interpretasi Target di Dasar Laut Menggunakan Side Scan Sonar. Seminar Nasional komisi A4, IPB : Bogor. 2009.

[3]Gulland, James A. and Christoper D.T. Walker. Marine Seismic Overview. Seismik Journal.UK. 1998.

[4]Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Laut. Bandung,Jawa Barat.2011. [5]Soetrisno. Seri Fisika Dasar Gelombang dan Optik.ITB : Bandung. 1984. [6]Steiglitz,Ken. A Digital Signal Processing Primer. Addison : Wesley. 1996.

[7]Abdullah,Agus,Phd. Ensiklopedi Seismik. Australian National University:

Australia.2008.

[8]Adityo,Haryo.Interpretasi Data Seismik.FMIPA UI: Jakarta.2008.

[9]Iskander,Magdy F., Electromagnetic Fields and Waves, USA : Waveland Press,Inc.1992.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)