Pengolahan Data Gpr

Berhubung data GPR, hanya perlu sedikit pengolahan di software pengolahan data GPR (ReflexW, GPRSoft, Prism), dikarenakan GPR yang digunakan adalah GPR dengan frekuensi tinggi (350 MHz dan 500 MHz) yang banyak digunakan untuk kepentingan sipil maupun lingkungan (kedalaman sangat dangkal 1-6 meter), serta dengan antena yang shielded (sudah dalam satu wadah antara antena transmitter dan receiver-nya) dan dengan jarak antara antena transmitter dan receiver tetap (fixed offset), maka penguraian tutorial GPR yang sudah dilakukan sama Reinaldo Alvarez Cabrera. Data yang digunakan adalah data dengan format .ds yang merupakan raw data dari GPR keluaran Italien IDS (seri RIS System) dengan frekuensi 200 MHz. Software yang digunakan adalah software dari GPRSoft, yang merupakan software buatan Geoscanners AB dari Swedia. 1. Tampilan Data Awal (Sebelum Di Processing)

Gambar 1. Raw Data

Sebenarnya data ini cukup panjang, hanya dalam tampilan screen shoot sampai titik 500 . Data ini panjangnya (pada GPRSoft) sampai 1900 meter, dengan time windows 100 ns atau kalau di convert ke depth menjadi 6.1 meter.

2. Lakukan Gain Hal pertama yang harus dilakukan jika melihat data awal seperti diatas, tentu saja adalah melakukan penguatan sinyal atau biasa disebut dengan Gain. Seperti terlihat pada data awal (lihat Gambar 1), radargram tersebut hanya memperlihatkan garis mendatar pada bagian paling atas, sedangkan bagian bawahnya kosong (tidak ada informasi apapun yang kita dapat dari sini). Catatan :

*Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh alat GPR ke bawah permukaan mengalami atenuasi seiring semakin dalamnya bawah permukaan. Hal ini bisa disebabkan beberapa hal, antara lain dikarenakan sifat konduktivitas dari objek-objek yang berada di bawah tanah (batu, pipa besi, pipa pvc, dll), dengan sifatnya tersebut objek-objek tersebut menyerap serta mengubah gelombang elektromagnetik menjadi panas, di mana hal tersebut menyebabkan sinyal yang kebawahnya semakin melemah, selain itu secara umum suatu amplitudo sinyal memang akan mengalami penurunan seiring dengan semakin jauhnya sinyal tersebut dari sumber pancaran, dalam hal ini yaitu antena GPR.*

Gambar 2. Penguatan sinyal (Gain) di software GPRSoft

Catatan : *Secara umum terdapat 2 pilihan penguatan sinyal (Gain) di software-software pengolahan data GPR (ReflexW, GPRSoft, Prism, dll), yaitu AGC (Automatic Gain Control) dan Manual Gain. AGC, sesuai namanya melakukan penguatan sinyal secara otomatis dengan memberikan nilai masukkan (dalam dB) kepada seluruh sinyal yang ada dalam radargram. Jadi semua sinyal dalam radargram mengalami penguatan sinyal dengan nilai yang sama, baik itu sinyal pada

kedalaman 1 meter maupun yang berada pada kedalaman 6.1 meter. Sedangkan Manual Gain, sesuai namanya juga hanya memberikan penguatan sinyal terhadap sinyal-sinyal yang dianggap terlalu lemah, sehingga tidak terlihat di radargram. Sebaiknya menggunakan Manual Gain, karena dengan pilihan Gain tersebut kita hanya memberikan penguatan sinyal terhadap sinyal yang lemah, sedangkan AGC yang langsung dalam memberi penguatan sinyal, akan memperkuat lagi sinyal yang sudah kuat, dan hal itu sangat mubazir serta memberikan kesan tidak “natural” pada radargram.* Dari Gambar 2 di atas, dapat diidentifikasi kalau terjadi kesalahan seperti Ketika melakukan gain dengan melakukan gain pada beberapa titik yang saya anggap terlalu lemah, justru sinyal menukik ke bawah. Ini menandakan bahwa data tersebut sudah terkontaminasi oleh sinyal-sinyal dengan frekuensi rendah (seperti sinyal dari handphone, getaran dari kendaraan, atau bahkan gelombang energi tinggi yang tersaturasi lalu meluruh ke bagian bawah permukaan, sehingga menutupi sinyal-sinyal yang seharusnya, dll). Dalam software GPRSoft, kita dapat melakukan gain pada beberapa titik (dengan maksimal 8 titik, dengan memilih pilihan Custom pada Gain Function dan Points kita pilih 8 – lihat area lingkaran hitam. Disana juga terlihat ada nilai keterangan dari nilai gain yang kita berikan. Amplitudo yang kita berikan melakukan penguatan berarah mendatar (horizontal), dan mengambil dari sample trace dan bukan trace-nya). Oleh karena itu kita dapat melakukan processing yang lain untuk menekan sinyal dengan frekuensi rendah tersebut. 3.

DC Removal Oleh karena adanya sinyal-sinyal lemah maka hal pertama yang dapat

dilakukan untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan efek dari sinyal berfrekuensi rendah pada radargram tersebut adalah melakukan processing DC Removal. Fungsi dari DC Removal sendiri adalah sebagai berikut (diambil dari help-nya GPRSoft) :

” This function removes the “zero” mean value from every trace in the loaded profile. This subsequently restores the symmetry of the signal around a center value in the amplitude scale. Sometimes the DC offset can be small and insignificant, however it can mask small reflections if one is using narrow palettes in the B-Scan display. A clear sign of the presence of DC offsets is when the general background in a otherwise clean data is not the same color as the central color in you palette.” Dari pengertian di atas, terlihat bahwa DC Removal mempunyai fungsi untuk mengembalikan sinyal ke posisi yang seharusnya yaitu di titik tengah (dan bukannya melenceng ke bawah ataupun ke atas), sehingga sinyal akan berbentuk sinusoidal secara sempuna.

Gambar 3. Bentuk Sinyal Setelah di Gain dengan sebelumnya dilakukan DC Removal Dari Gambar 3. di atas dapat terlihat bahwa sinyal ketika dilakukan gain (dengan sebelumnya dilakukan langkah DC Removal), sinyal tidak lagi menukik ke bawah, namun sebagian sudah berada di titik keseimbangan dan sinyal-nya hampir ideal, namun yang jadi masalah adalah sinyal di sebelah kanan, dimana terjadi offset ke atas (lihat lingkaran biru).

*Pilihan DC Removal dapat dipilih di toolbar dari GPRSoft* 4. Dewow Untuk mengatasi permasalahan sebelumnya, yaitu masih adanya sinyal di sebelah kanan yang mengalami offset, maka dapat dilakukan langkah Dewow. Dewow sendiri dapat diartikan sebagai berikut: “ Dewow merupakan langkah processing yang dilakukan untuk menghilangkan frekuensi yang sangat rendah yang terekam dalam radargram. Dewow termasuk dalam temporal filtering. Wow adalah noise dengan frekuensi rendah yang dapat terekam oleh sistem radar. Terjadi akibat instrumen elektronik yang tersaturasi oleh nilai amplitudo besar dari gelombang langsung (direct wave) dan gelombang udara.” Sederhananya Dewow ini merupakan high pass filter, dalam artian si Dewow ini hanya memilih sinyal-sinyal dengan frekuensi tinggi dan membuang sinyal-sinyal dengan frekuensi rendah (cucok kan dengan tujuan kita, yaitu membuang sinyal-sinyal frekuensi rendah yang menganggu tampilan sinyal di radargram).

Gambar 4. Gunakan nilai default yang diberikan software (time window 9.5 ns)

Gambar 5. Gain setelah diberikan langkah Dewow Dari Gambar 5. di atas dapat dilihat bahwa ternyata masih terdapat offset ke arah atas (sinyal sebelah kanan). Sehingga diperlukan processing yang lain.

5). Filters (IIR Filter)

Gambar 6. Filters (IIR filter) Langkah selanjutnya yang dapat dilakukan adalah Filters terutama IIR filter. Tujuan dilakukan langkah ini adalah menghilangkan frekuensi-frekuensi sinyal yang tidak diinginkan. Kita dapat menentukan batas dari High Pass serta Low Pass-nya.

Gambar 7. Radargram dan Gain Dari gambar di atas dapat terlihat bahwa setelah di lakukan processing filters, garis tebal pada radargram jadi hilang, namun ketika dilakukan gain, sinyal dalam kondisi ideal atau tidak ada lagi terjadi offset sinyal (terutama pada sinyal sebelah kanan).

Gambar 8. Gain setelah sebelumnya dilakukan Filters Dari gambar di atas, terlihat data pada lapisan bawah radargram mulai terlihat, namun masalahnya masih kurang jelas. Oleh karena itu diperlukan gain.

Gambar 9. Setelah berikakn lagi Gain Langkah selanjutnya adalah melakukan pemindahan titik awal (titik nol). Dari gambar diatas terlihat bahwa titik nol-nya masih berada di udara dan bukan pada lapisan pertama. Oleh karena itu kita dapat melakukan processing static correction.

Gambar 10. Penentuan titik yang akan dijadikan titik awal (dari gambar diatas terlihat bahwa pada detik ke 2.6 ns, yang akan dijadikan titik awal-lihat tanda panah merah).

Gambar 11. Hasil penggunaan Static Correction Dari gambar diatas (lihat lingkaran merah), terlihat bahwa titik awal sudah tidak di udara lagi. Langkah selanjutnya adalah mengurangi atau bahkan menghilangkan garis mendatar pada radargram diatas. 5. Background removing Seperti

disebutkan

sebelumnya,

langkah

selanjutnya

adalah

menghilangkan gangguan arah mendatar. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan langkah Background removing.

Gambar 12. Background removing Gambar diatas adalah penggunaan Background removing. Check list option Partial jika tidak semua daerah dikenai efek ini. Saya mulai dari 10 ns sampai waktu terakhir.

Gambar 13. Hasil Background removing Terlihat bahwa data diatas lebih “halus”. Langkah selanjutnya adalah memperjelas kontrasnya. 6. Palette Untuk memperkuat kontras kita gunakan pilihan edit transform pada option Palette.

Gambar 14. Pilih pilihan Edit pada Option Palette

Gambar 15. Edit Transform Pada pilihan Edit, saya memilih Transform dengan pilihan no. 5, dan hasilnya adalah sebagai berikut :

Gambar 16. Hasil Edit Transform Dari gambar di atas terlihat bahwa kontrasnya lebih terlihat. Jika kita belum puas atas hasil di atas kita dapat memberikan efek Gain lagi misalnya.

Gambar 17. Setelah penggunaan sedikit Gain kembali. 7. Layer Langkah ini sebenarnya hanya optional, tapi tidak menjadi masalah untuk percobaan. Langkah berikutnya, kita bisa melakukan picking layer. Opsi ini digunakan biasanya untuk menentukan batasan-batasan lapisan tanah.

Gambar 18. Picking Layer Kita dapat melakukan picking layer. Gambar diatas memperlihatkan penggunaan picking layer secara manual.

Gambar 19. Picking Layer 2 *Gunakan Split Window untuk mengetahui pemisahan layer pada grid.