MODUL PENGOLAHAN DATA GEOLISTRIK DENGAN
RES2DINV
PENDAHULUAN
Res2Dinv adalah sebuah program komputer yang secara otomatis menentukan
model resestivity 2D untuk bawah permukaan dari data hasil survey geolistrik. Model 2D
menggunakan program inversi, yang terdiri dari sejumlah kotak persegi. Susunan dari
kotak-kotak ini terikat oleh distribusi dari titik datum dalam pseudosection.
Distribusi dan ukuran dari kotak secara otomatis dihasilkan dari program maka jumlah kotak tidak akan melebihi jumlah datum point.Subroutine dari pemodelan maju digunakan untuk menghitung nilai resistivitas semu, dan teknik optimasi least-square non-linier digunakan untuk routine inversi. Program ini bisa digunakan untuk survei dengan menggunakan Wenner, pole-pole, dipole-dipole, pole-dipole, Wenner-Schlumberger dan array dipole-dipole equator. Program ini bisa memproses pseudosection hingga 650 elektroda dan 6500 point dalam satu waktu. Selain survei normal yang dilakukan di permukaan tanah, program ini juga bisa mendukung untuk survey di bawah air dan cross-borehole.
MENU DI RES2DINV 1. File
Read data file
Program ini membutuhkan data yang disusun dalam format tertentu. Data disusun dalam bentuk ASCII dimana sebuah koma atau spasi kosong digunakan untuk memisahkan data numerik yang berbeda. Harga resisitivitas semu harus berbentuk file text, biasanya menggunakan program Notepad. Import data in
Program ini berfungsi untuk memindahkan data dari alat dengan format yang tertera seperti AGI, CAMPUS, IRIS, ABEM LUND, ABEM SAS dll.
Run JACOBWIN.EXE
Program ini harus dijalankan setelah proses instalasi selesai dan cukup sekali saja dijalankan. Exit program
2. Edit
Exterminate bad datum points
Dalam option ini, nilai data resistivitas semu ditunjukkan dalam form profile untuk setiap level datum. Untuk datum point yang buruk dapat dibuang, karena datum point tersebut mempunyai nilai resistivitas yang salah. Hal ini bisa dikarenakan karena kesalahan letak elektroda, kontak eletroda yang buruk akibat tanah yang kering atau hubungan singkat melalui kabel akibat kondisi tanah yang sangat basah. Datum point ini biasanya memiliki resistivitas semu yang terlalu besar atau terlalu kecil dibandingkan data tetangganya.
Splice large data sets
Pada submenu ini untuk memilih penampang yang akan diinversi dari data seluruhnya (karena terlalu besar untuk diproses sekali). Setelah memilih option ini, distribusi dari datum point dalam sebuah pseudosection akan terlihat. Datum point yang dipilih akan ditandai dengan warna ungu, sisanya dengan warna hitam. Selain itu jika terlalu banyak datum point pada level yang rendah, maka dapat mengiranginya dengan memilih datum point yang ganjil atau genap saja.
Reverse pseudosection
Option ini akan mengembalikan pseudosection dari secara horisontal dari kiri ke kanan. Hal ini akan menolong jika survei tidak dilakukan secara pararel (dimulai dengan arah yang berbeda) Run another program
Menjalankan program lain, dapat dijalankan dengan menekan Ctrl+ Esc. 3. Change Settings
Sebelum melakukan proses inversi, setting awal harus ditentukan untuk faktor peredam dan variabel lainnya. Akan diperoleh hasil terbaik dengan memodifikasi parameter yang mengontrol proses inversi. Submenu yang ada di dalam menu charge settings antara lain:
Damping factors
Option ini digunakan untuk menset nilai awal dari faktor peredaman. Jika data memiliki banyak noise, bisa menggunakan faktor damping yang relatif besar (sebagai contoh 0.3). Jika data memiliki noise, maka gunakan faktor damping awal yang relatif kecil (sebagai contoh 0.1). Proses inversi akan mengurangi faktor damping untuk iterasi berikutnya.
Change of damping factor with depth
Resolusi metode resistivitas menurun secara eksponensial pada setiap kedalaman, faktor peredaman digunakan dalam metode inversi least square yang juga akan meningkat pada tiap lapisan yang lebih dalam. Hal ini dilakukan untuk menstabilkan proses inversi. Biasanya faktor peredaman meningkat 1,2 kali untuk tiap lapis yang lebih dalam, tapi itu bisa dirubah sendiri. Vertical/horisontal flatness filter ratio
Untuk memilih perbandingan dari faktor peredaman dari filter vertikal hingga filter horisontal. Secara default keduanya akan memiliki nilai yang sama.
Thickness of model layer increase
Untuk memilih model dimana ketebalan dari lapisan bertambah sekitar 10%-25% tiap lapisan kedalaman.
Include smoothing of model resistivity Dalam sebagian kasus, hal ini akan menghasilkan sebuah model dengan variasi smooth dalam model harga resisitivitas. Option for contour intervals
Secara default program akan menggunakan interval kontur secara logaritma untuk pseudosection dan model section saat menghasilkan hasil proses.
Finite-difference grid size
Untuk memilih nomer node per unit spasi elektroda (2 atau 4).
Use finite element method
Option ini mengijinkan untuk menggunakan finite difference atau finite element untuk proses inversi
Mesh refinement
Option ini digunakan untuk mengaktifkan finer mesh (dalam arah vertikal) untuk finite difference atau finite element. Line search
Proses inversi menentukan perubahan dalam model parameter. Biasanya hal ini akan menghasilkan model dengan RMS error yang lebih rendah. Tetapi terkadang RMS error meningkat, untuk kasus ini dapat diambil dengan dua pilihan. Pilihan pertama adalah dengan mengambil sebuah pencarian garis menggunakan interpolasi untuk menemukan langkah optimal untuk perubahan dalam resisitivitas dari tiap blok. Program akan mengurangi RMS error tetapi hal ini juga dapat menjebak ke nilai minimum lokal. Pilihan kedua adalah dengan membiarkannya dan berharap bahwa iterasi berikutnya akan menghasilkan RMS error yang lebih kecil. Hal ini dapat juga menyebabkan terjebak di mimimum lokal, tetapi juga dapat menyebabkan peningkatan RMS error. Pilihan ketiga adalah dengan menggunakan pencarian garis pada tiap iterasi. Hal ini akan memberikan langkah yang optimum, tetapi akan membutuhkan sedikitnya sebuah komputasi kedepan tiap iterasi.
Percentage change for line search
Metode line search akan dapat memperkirakan perubahan yang telah diramalkan dalam RMS error resistivitas semu. Jika perubahan yang perkiraan dalam RMS error itu terlalu kecil, mungkin tidak menguntungkan pengguna line search untuk menentukan langkah optimal untuk perubahan model parameter. Biasanya nilainya berkisar antara 0.1 dan 1%
Convergence limit
Untuk menurunkan limit untuk perubahan relatif dalam RMS error antara 2 iterasi. Secara default, nilai yang digunakan adalah 5%. Dalam program ini perubahan relatif dalam RMS error digunakan untuk menghasilkan data set yang berbeda dengan derajat noise yang berbeda. Number of iterations
Perintah ini digunakan untuk menentukan nilai maksimum iterasi. Secara default iterasi diset sebanyak 5 kali (untuk versi demo hanya dapat melakukan iterasi hingga 3 kali).
Model resistivity values check
Option ini menampilkan warning jika setelah iterasi di dalam data set, model resistivitas menjadi sangat besar (biasanya lebih dari 20 kali nilai resisitivitas semu).
4. Inversion of data
Option ini akan melakukan proses inversi dari data set yang telah dibaca menggunakan option “File”. Submenunya antara lain:
Least-square inversion
Option ini akan melakukan proses inversi data set yang telah dibaca sebelumnya.
Change thickness of layers
Digunakan untuk mengubah ketebalan dari model dimana ketebalannya akan meningkat 10% hingga 25% tiap lapis yang lebih dalam. Display model blocks
Option ini akan membagi subsurface kedalam sejumlah kotak persegi. Distribusi dari model block dan datum points akan ditampilkan. Display blocks sensitivity
Option ini akan menunjukkan plot dari sensitivitas block yang digunakan dalam model inversi.
Jacobian matrix calculation
Dalam program ini anda memiliki tiga option saat kalkulasi matriks jacobian. Metode tercepat adalah menggunakan metode squasi Newton. Modify depths to layers
Option ini mengijinkan untuk mengubah kedalaman dari lapisan yang digunakan dalam model inversi. Juga dapat menambahkan kedalaman sehingga beberapa batas akan cocok dengan data kedalaman yang telah diketahui seperti borehole dan lainnya.
Batch mode
Dalam option ini, anda dapat menginversi sejumlah data set secara otomatis. Nama dari input file data dan infomasi lainnya yang terdapat dalam suatu file.
5. Display
Pada option ini, anda dapat membaca baik di dalam data maupun output data yang dihasilkan oleh proses inversi dan juga menampilkan meansurred dan calculed apparent resistivity pseudosection dan penampang model. Dalam option ini, anda dapat mengubah inteval kontur yang digunakan untuk menggambarkan pseudo dan penampang model, skala vertikal dari penampang, dan memasukkan topografi dalam penampang model. Anda juga dapat mengubah tampilan warna yang digunakan oleh program.
6. Topography
Jika line kita mempunyai topografi yang sangat berpengaruh, koreksi untuk efek topografi dapat digunakan jika koordinat horisontal dan vertikal dari jumlah titik sepanjang line diketahui. Pada saat program membaca dalam file terdapat data topografi, secara otomatis metode finite-element akan dipilih.
7. Print
Untuk menyimpan data hasil inversi dalam format BMP atau PCX. Anda juga dapat langsung mencetak penampang dengan menggunakan perintah print ini.
8. Help
Bantuan mengenai program res2dinv.
LANGKAH-LANGKAH PENGOLAHAN DATA
1. Hal pertama adalah menghitung nilai resistivitas semu, setelah nilai resisitivitas semu dihitung, data disimpan dengan ekstensi .DAT. Data dalam file disusun dalam order berikut:
Line 1 Nama dari garis survey Line 2 Spasi elektroda terpendek
Line 3 Tipe pengukuran (Wenner=1, Pole-pole=2, Dipole-dipole=3, pole-dipole=4, Schllumberger=7)
Line 4 Jumlah total datum point
Line 5 Tipe dari lokasi x untuk datum points.
Masukkan 0 jika letak elektroda pertama diketahui Masukkan 1 jika titik tengahnya diketahui
Line 6 1 untuk data IP (0 untuk resistivitas)
Line 7 Posisi x, spasi elektroda, (faktor pemisah elektroda, n, untuk dipole-dipoel, pole-dipole, dan Wenner Sclumberger), dan harga resisitivitas semu yang terukur untuk datum point pertama.
Line 8 Lokasi x, spasi elektroda dan resistivitas semu yang terukur untuk datum point kedua dan seterusnya. Sebagai catatan lokasi x dari datum point harus terus meningkat.
Line 9,10,11,12 keitk 0
2. Buka Res2dinv, klik file lalu pilih read data file. Kemudian pilih file yang telah disimpan dalam .dat.
3. Setelah dipilih akan muncul pesan pembacaan data sukses, kemudian klik OK. Pada tahap ini pastikan jumlah data yang dimasukkan sesuai dengan jumlah datta kita. Error biasanya karena kesalahan perhitungan jumlah datanya.
4. Kemudian pilih menu Inversion dan pilih Least squares inversion. 5. Muncul hasil inversi seperti di bawah ini:
Dimana baris 1 adalah data rho apparent hasil inputan. Pada baris 2 adalah perhitungan dari rho apparent dan pada baris ketiga adalah hasil inversi yang di dapat. Dalam contoh diatas nilai RMS error nya tinggi, naka diperlukan pengurangan nilai RMS sehingga model mendekati dengan kondisi lapangan.
6. Untuk merubah nilai RMS tersebut dapat diatur parameter inputan yang terdapat pada menu Change Setting.
7. Misalnya mengubah nilai Damping Factor. Karena asumsinya data kita banyak noise maka gunakan faktor damping awal yang relatif kecil (sebagai contoh 0.1), dan minimum damping faktornya 0.03. Kemudian klik OK.
9. Kemudian atur Vertical/Horisontal Flatness Ratio. Dalam contoh ini akan diberikan nilai 2. Pemilihan Vertical/Horisontal Flatness Ratio berfungsi untuk mempertajam arah anomali sendiri, apabila arah anomaly menghasilkan nilai yang memanjang secara vertical maka nilai Vertical/Horisontal Flatness Ratio dapat ditingkatkan, apabila secara horisontal dapat direndahkan. Kemudian klik OK.
10. Pada pilihan Finite Mesh Grid Size, klik pada pilihan 4 nodes. Pemilihan 4 nodes ini bertujuan untuk meningkatkan hasil prosesing data dimana pada resistivitas yang kontras akan memberikan hasil yang lebih jelas.
11. Pada pilihan Use Finite Element method terdapat pilihan forward modelling yang akan kita gunakan. Pada contoh ini kita menggunakan Finite-element, karena didasarkan data yang kita gunakan terdapat konten topografinya, bila tidak ada konten topografinya maka gunakan Finite difference. Dan pada Type of Finite element kita pilih triangular. Kemudian klik OK.
12. Pada pilihan Mesh Refinement bertujuan untuk memberikan nilai perhitungan pada resistivity menjadi lebih akurat pada arah vertical. Terdapat 3 tipe (normal mesh, finer mesh, finest mesh). Pemilihan berdasarkan pada kontras resistivitas yang terdapat pada data. Pada contoh ini kita gunakan finer mesh dan pemilihan node 4 nodes.
14. Selain mengatur setting inputan, kita juga dapat menghilangkan nilai datum yang dirasa kurang baik, dengan cara memilih Edit pada menubar kemudian pilih Exterminated Bad Datum Point, Setelah diklik akan muncul tampilan seperti di bawah ini:
Kita dapat menghilangkan datum yang memiliki lonjakan nilai resistivitas dengan mengklik kanan pada datum yang ingin dilihangkan.
Lingkaran merah menunjukkan data yang akan kita hilangkan. Kemudian pilih exit, kemudian save terhadap datum yang tela kita pilih, kemudian pilih Yes dan akan menuju pada folder tempat kita akan menyimpan.
15. Kemudian kembali ke proses inversi. Inverison> Least Square Inversion. Lihat perbedaan nilai RMS errornya, apakah semakin kecil atau malah semakin besar. Yang bagus adalah RMS errornya kecil.
16. Untuk menampilkan data pilih Display kemudian pilih Show Inversion Result. Pada pilihan Display Section klik pilihan Display data and model section.
Muncul tampilan seperti di bawah ini:
Ketik angka iterasi yang telah dilakukan berdasarkan proses inversi sebelumnya. Pada pilihan Set Resistivity Contour Value pilih Logaritmic Contour Interval. Klik OK
17. Apabila data terdapat konten topografi dan akan memunculkannya pilihInclude Topography in Model Display.
CATATAN:
Dalam langkah langkah diatas kami hanya memberikan tutorial mengenai langkah langkah cepat dalam melakukan inversi dan mengurangi nilai RMS error. Dan prosesnya bisa dikembangkan sendiri. Jika ingin mempelajari lebih mendalam dapat membaca manual Res2dinv. Selamat belajar!
Daftar Pustaka
1. Geofisika 2011, 2015,Buku Panduan Non Seis 2015. Program Studi dan Laboratorium Geofisika FMIPA UGM
