KAJIAN JARINGAN KAWALAN PUGAK BAGI NEGERI SARAWAK MOHAMAD ASRUL BIN MUSTAFAR
advertisement
KAJIAN JARINGAN KAWALAN PUGAK BAGI NEGERI SARAWAK MOHAMAD ASRUL BIN MUSTAFAR Tesis ini dikemukakan sebagai memenuhi syarat penganugerahan ijazah Sarjana Sains (Kejuruteraan Geomatik) Fakulti Kejuruteraan Dan Sains Geoinformasi Universiti Teknologi Malaysia APRIL 2005 PSZ 19:16 (Pind. 1/97) UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS♦ JUDUL: KAJIAN JARINGAN KAWALAN PUGAK BAGI NEGERI SARAWAK SESI PENGAJIAN: Saya 2004/2 005 MOHAMAD ASRUL BIN MUSTAFAR (HURUF BESAR) mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut: 1. 2. 3. 4. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan pengajian sahaja. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara institusi pengajian tinggi. **Sila tandakan (√ ) SULIT TERHAD √ (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam AKTA RAHSIA RASMI 1972) (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan) TIDAK TERHAD Disahkan oleh __________________________________ _______________________________________ (TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA) Alamat Tetap: 4529, Kedai Manir, 21200 Kuala Terengagnu, PROF MADYA KAMALUDIN MD. OMAR Terengganu Darul Iman. Nama Penyelia Tarikh: CATATAN: 13 APRIL 2005 Tarikh: 15 APRIL 2005 * Potong yang tidak berkenaan. ** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD. ♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan, atau disertasi bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan, atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM). “Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan saya karya ini adalah memadai dari segi skop dan kualiti untuk tujuan penganugerahan ijazah Sarjana Sains (Kejuruteraan Geomatik)”. Tandatangan : ............................................................... Nama Penyelia I : PROF. MADYA KAMALUDIN MD. OMAR Tarikh : 13 April 2005 BAHAGIAN A – Pengesahan Kerjasama* Adalah disahkan bahawa projek penyelidikan tesis ini telah dilaksanakan melalui kerjasama antara ____________________ dengan ________________________ Disahkan oleh: Tandatangan : ................................................................. Nama : ................................................................. Jawatan (Cop rasmi) : ................................................................. Tarikh : ........................ * Jika penyediaan tesis/projek melibatkan kerjasama BAHAGIAN B – Untuk Kegunaan Pejabat Sekolah Pengajian Siswazah Tesis ini telah diperiksa dan diakui oleh: Nama dan Alamat Pemeriksa Luar : Dr. Azhari Bin Mohamed Bahagian Pemetaan (Geodesi) Jabatan Ukur & Pemetaan Malaysia Tingkat 8, Bangunan Ukur Jalan Semarak 50578 Kuala Lumpur Nama dan Alamat Pemeriksa Dalam I : Prof. Madya Dr. Shahrum Ses Fakulti Kejuruteraan & Sains Geoinformasi UTM, Skudai Pemeriksa Dalam II : Nama Penyelia lain (jika ada) : Disahkan oleh Penolong Pendaftar di Sekolah Pengajian Siswazah: Tandatangan : ............................................................................... Nama A/L ANDIMUTHU : GANESAN ......................................................... Tarikh : ................ ii “Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya”. Tandatangan : Nama Penulis : MOHAMAD ASRUL BIN MUSTAFAR Tarikh : 13 April 2005 iii DEDIKASI Teristimewa Buat Ma, Abah dan Keluarga Tersayang serta Ayang Doa dan Restumu Mengiringi Kejayaan Ini Terima Kasih Untuk Segalanya iv PENGHARGAAN Alhamdulillah, syukur kehadrat Ilahi denga limpah kurnianya dapat saya menyiapkan tesis ini. Berkat kesabaran dan sokongan orang tersayang dapat saya harungi segala kesukaran dalam melaksanakan kajian ini. Setinggi-tingi penghargaan dan ucapan terima kasih yang tidak terhingga buat Prof. Madya Kamaludin Hj. Mohd Omar selaku penyelia yang telah banyak memberikan tunjuk ajar dan bimbingan dalam menyempurnakan tesis ini. Tidak lupa juga kepada Prof. Madya Dr. Shahrum Ses dan Prof. Madya Dr. Md. Nor Kamarudin di atas nasihat dan panduan dalam melaksanakan kajian ini. Sekalung penghargaan buat staf-staf Seksyen Geodesi, Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia cawangan Sarawak terutamanya Hj. Sulaiman, Nik Azman dan Salleh yang banyak meluangkan masa dan membantu dalam menyediakan data-data yang diperlukan dalam kajian ini. Jutaan terima kasih juga kepada Dr. Azhari dan Soeb di atas nasihat dan tunjuk ajar yang diberikan. Buat Anual dan Nik Ashbil, terima kasih kerana sudi menjadi teman berbincang yang banyak memudahkan saya dalam menjalankan kajian ini. Saya juga berterima kasih kepada teman-teman yang membantu dalam melaksanakan cerapan GPS dan ukur aras jitu terutamanya Sudin, Nik, Jimmy, Ostad dan Fadhli. Pengorbanan mereka yang sanggup bersengkang mata dan meluangkan masa berjamjam amatlah saya hargai. Ucapan terima kasih juga buat rakan seperjuangan, Mondali dan Khairudin yang turut menghulurkan bantuan dan sokongan. Akhir sekali, jutaan terima kasih buat Nora yang sudi memberi komen dan menyemak penulisan tesis ini. Terima kasih buat semua yang terlibat dalam melaksanakan kajian ini. v ABSTRAK Satu jaringan aras yang sempurna menjadi keperluan dalam meningkatkan infrastruktur ukur aras di negeri Sarawak. Pertama, tesis ini bertujuan untuk mengkaji dan menganalisa status ukur aras di Sarawak dan mendokumentasikannya. Keduanya, tujuan tesis ini adalah untuk mengkaji potensi penggunan ukur aras GPS dengan menggunakan geoid jitu berserta jaringan ukur aras yang sedia ada di Sarawak. Sehingga September 2002, JUPEM Sarawak telah menyiapkan 19 laluan ukur aras jitu dan 55 laluan ukur aras kelas kedua. Analisa statistik dan pra-pelarasan jaringan dilaksanakan bagi menganalisa kualiti data ukur aras jitu. Jaringan yang tidak sempurna menyebabkan kesukaran dalam mengesan selisih yang wujud dalam data ukur aras di Sarawak. Di dalam data ukur aras jitu masih terdapat selisih kasar yang melibatkan sembilan beza tinggi. Teknik pemindahan aras GPS dilaksanakan bagi garisdasar 0.5 – 1.5km untuk mengatasi masalah pemindahan aras merentasi sungai. Pengukuran GPS dijalankan selama satu dan dua jam dengan menggunakan model geoid jitu, WMG03A dan EGM96. Cerapan selama dua jam dengan model geoid jitu memberikan hasil yang konsisten dengan RMS kurang dari 1.4mm. Bias datum pugak pula dihitung dengan menggunakan data cerapan GPS di atas tanda aras dengan ukuran kelas kedua. Didapati bias datum pugak relatif adalah tidak konsisten bagi jarak kurang dari 10km. Bias kurang dari 15ppm dapat diperolehi bagi jarak 10 – 55km dengan beza tinggi geoid 0.2 – 1.3m. Bagi beza tinggi geoid kurang dari 0.2m pula memberikan bias kurang dari 2ppm. Hasil kajian ini dijadikan panduan dalam merekabentuk satu jaringan aras yang menggabungkan ukur aras GPS dan konvensional. vi ABSTRACT The need for a proper levelling network has been the key requirement for modernizing the levelling infrastructure in the state of Sarawak. This thesis is aimed, firstly, to investigate and analyse the status of levelling data in Sarawak and to create a proper documentation of it. Secondly, the aim of the thesis is to study the potential use of GPS, combined with the newly establish precise geoid and the existing levelling network in Sarawak. Up to September 2002, DSMM Sarawak has already completed 19 lines of precise levelling and 55 lines of second-class levelling. Statistical test and pre-adjustment of the network are performed to analyse quality of the levelling data. The poor levelling network have caused difficulty in errors detection of levelling data. There are nine height differences in precise levelling data that still consist gross errors. GPS height transfer technique for 0.5-1.5 km baselines length were carried out for solving the problems of height transfer for river crossing. GPS measurements are performed for one and two hours using EGM96 and precise geoid model, WMG03A. Two hours observation using precise geoid gave consistent results and giving RMS differences of about ±1.4mm. Vertical datum biases are computed using GPS data on the second class benchmarks. Relative vertical datum biases are inconsistent for distances less than 10km. Bias that less than 15ppm is showed for distances 10 – 55km with geoid height differences 0.2 – 1.3m. The geoid height differences less than 0.2m represents bias below than 2ppm. This finding become as a guide for designing a network combine conventional and GPS levelling. vii KANDUNGAN BAB I II PERKARA HALAMAN JUDUL i PENGAKUAN ii DEDIKASI iii PENGHARGAAN iv ABSTRAK v ABSTRACT vi KANDUNGAN vii SENARAI JADUAL xii SENARAI RAJAH xv SENARAI LAMPIRAN xix PENGENALAN KAJIAN 1 1.1 Pengenalan 1 1.2 Permasalahan Kajian 2 1.3 Objektif Kajian 3 1.4 Skop Kajian 4 1.5 Metodologi Kajian 5 1.6 Aliran Penulisan Bab 7 KONSEP PENUBUHAN JARINGAN UKUR ARAS JITU 9 2.1 Pengenalan 9 2.2 Datum Pugak 10 viii 2.3 Permukaan Samaupaya 12 2.4 Jenis Ketinggian 14 2.4.1 Ketinggian Dinamik 14 2.4.2 Ketinggian Orthometrik 15 2.4.3 Ketinggian Normal 16 2.5 Prinsip Pengukuran Aras Jitu 17 2.6 Proses Pengukuran Aras Jitu 18 2.7 Selisih-selisih Ukur Aras 20 2.7.1 Faktor Selisih pada Alat Aras 21 2.7.1.1 Selisih Kolimatan 21 2.7.1.2 Selisih Gelembung Udara 22 2.7.2 Faktor Selisih Pada Staf 2.7.2.1 Selisih Senggatan 23 2.7.2.2 Selisih Pengembangan Staf 23 2.7.2.3 Ketidaktegakan Staf 24 2.7.2.4 Ketidakstabilan Staf 24 2.7.3 Faktor Persekitaran 2.8 2.9 23 24 2.7.3.1 Kesan Kelengkungan Bumi 24 2.7.3.2 Kesan Biasan Atmosfera 25 Pelarasan Jaringan 26 2.8.1 Perambatan Selisih 26 2.8.2 Model Pelarasan 28 Konsep Ukur Aras GPS 30 2.9.1 Ketinggian Orthometrik GPS 31 2.9.1.1 Ketinggian Othometrik Tanpa Bias Datum Pugak 2.9.1.2 Ketinggian Othometrik Tanpa Dengan Datum Pugak 2.10 31 32 2.9.2 Model Geoid 33 2.9.3 Selisih Dalam Pengukuran Aras GPS 34 Kesimpulan 37 ix III LATAR BELAKANG DAN STATUS JARINGAN UKUR ARAS BAGI NEGERI SARAWAK 3.1 Pengenalan 38 3.2 Jaringan Ukur Aras Jitu Pertama 39 3.2.1 Datum Pugak Negeri Sarawak 41 3.3 3.4 3.5 IV 3.2.1.1 Datum Original 41 3.2.1.2 Datum Pulau Lakei 42 3.2.1.3 Datum Bintulu 42 Jaringan Ukur Aras Baru 43 3.3.1 46 3.3.2 Ukur Aras Jitu 47 3.3.3 Ukur Aras Kelas Kedua 48 Permasalahan Dalam Penubuhan Jaringan Aras di Sarawak 52 3.4.1 Kemusnahan Tanda Aras 52 3.4.2 Pengukuran Merentasi Sungai Lebar 53 3.4.3 Ketiadaan Tutupan Gelong 54 3.4.4 Penggunaan Datum Yang Berbeza 54 Kesimpulan 54 UJIAN STATISTIK DATA DAN PRA-PELARASAN JARINGAN UKUR ARAS JITU NEGERI SARAWAK 56 4.1 Pengenalan 56 4.2 Penurunan data 57 4.3 Penentusahan Data 58 4.4 Pengubahsuaian dan Penukaran Format 60 4.5 Perbandingan Beza Tinggi 62 4.6 Analisa Statistik 67 4.6.1 Ujian Kenormalan 69 4.6.2 Ujian Kerawakan 75 4.6.3 Taburan Beza Pergi-Balik Piawai 79 x 4.7 Kualiti Data Ukur Aras 82 4.8 Hitungan Pra-Pelarasan 85 4.8.1 Ujian Global 85 4.8.2 Penapisan Data 86 4.8.3 Ukuran Kebolehcayaan 87 4.8.4 Pra-Pelarasan Kawasan Miri-Sibu 88 4.8.5 Pra-Pelarasan Kawasan Kuching 93 Kesimpulan 96 4.9 V POTENSI PENGGUNAAN UKUR ARAS GPS DALAM JARINGAN ARAS DI SARAWAK 98 5.1 Pengenalan 98 5.2 Simulasi Pemindahan Aras 99 5.2.1 Hasil Pengukuran Beza Tinggi 100 5.2.2 Perbandingan Ukur Aras GPS dan Ukur Aras Jitu 5.3 103 Ketidakseragaman Bias Datum Pugak 106 5.3.1 Data Hitungan Bias Datum Pugak 107 5.3.2 Bias Datum Pugak Mutlak 109 5.3.3 Bias Datum Pugak Relatif 111 5.3.3.1 Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen 5.3.3.2 Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial 5.4 VI 112 Kesimpulan 114 121 CADANGAN PENUBUHAN JARINGAN UKUR ARAS DI SARAWAK 123 6.1 Pengenalan 123 6.2 Rekabentuk Jaringan Aras 123 6.3 Data Cerapan dan Pemberat 125 6.4 Cerapan Yang perlu Dilaksanakan 127 6.5 Pemilihan Datum 128 xi VII 6.6 Model Pelarasan 128 6.7 Kesimpulan 129 KESIMPULAN DAN CADANGAN 130 7.1 Pengenalan 130 7.2 Kesimpulan 131 7.3 Cadangan 135 RUJUKAN Lampiran A-B 137 xii SENARAI JADUAL NO. JADUAL 2.1 TAJUK..... Ketepatan pengukuran Penerima Trimble 4700 GPS Total Station 3.1 53 Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu Lama dan Baru Yang Melebihi 4.2 49 Sungai-sungai Yang Menghalang Kerja Pengukuran Aras 4.1 48 Senarai Laluan Ukur Aras Kelas Kedua Yang Telah Siap Diukur Sehingga September 2002 3.5 42 Senarai Laluan Ukur Aras Jitu Yang Telah Siap Diukur Sehingga September 2002 3.4 41 Bacaan Purata Pasang Surut Pulau Lakei Tahun 1950-1951, 1955-1956 3.3 36 Bacaan Purata Pasang Surut Miri Tahun 1934 1935. 3.2 HALAMAN 63 Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu Lama dan Baru bagi kawasan Kuching 65 4.3 Senarai Laluan Ukur Aras Yang Digunakan 67 4.4 Karakter Data Yang Digunakan Dalam Analisa Statistik 69 4.5 Hasil Hitungan Nilai Kecondongan dan Kurtosis 71 4.6 Ujian Khi Kuasa Dua Beza Pergi-Balik bagi Kawasan Miri-Sibu 4.7 74 Ujian Khi Kuasa Dua Beza Pergi-Balik bagi Kawasan Kuching 75 xiii 4.8 Hasil Ujian Larian 77 4.9 Hasil Ujian Kecenderungan 79 4.10 Sisihan Piawai per Kilometer Bagi Setiap Laluan 83 4.11 Sisihan Piawai per Kilometer bagi Kawasan MiriSibu dan Kuching 4.12 Ketinggian Tanda Aras Mula dan Akhir Setiap Laluan di Kawasan Miri-Sibu 4.13 5.1 Beza Tinggi Pengukuran Aras Jitu 5.2 Kriteria Penunjuk bagi Pemprosesan TGO Berdasarkan Garisdasar 102 102 103 Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Ukur Aras GPS bagi Garis Dasar 1.0km 5.7 101 Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Ukur Aras GPS bagi Garis Dasar 0.5km 5.6 100 Beza Tinggi Orthometrik GPS Berdasarkan OSU91A 5.5 95 Beza Tinggi Orthometrik GPS Berdasarkan EGM96 5.4 91 Ketinggian Tanda Aras Mula dan Akhir Setiap Laluan Di Kawasan Kuching 5.3 83 104 Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Ukur Aras GPS bagi Garis Dasar 1.5km 104 5.8 Karakter Bias Datum Pugak Mutlak 109 5.9 Karakter Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen 112 5.10 Karakter Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial 114 5.11 Senarai Garisdasar Selari dengan Garis Kontur Geoid 5.12 117 Kejituan Ukur Aras GPS Berdasarkan Beza Tinggi Geoid 119 xiv 6.1 Senarai Garisdasar Selari dengan Garis Kontur Geoid 6.2 125 Kejituan Ukur Aras GPS Berdasarkan Beza Tinggi Geoid 126 xv SENARAI RAJAH NO. RAJAH TAJUK..... HALAMAN 1.1 Carta Alir Metodologi Kajian 2.1 Permukaan Rujukan 10 2.2 Permukaan Samaupaya dan Garis Plumbob 12 2.3 Ukur Aras dan Ketinggian Orthometrik 12 2.4 Dirisiap Alat, Titik Pindah dan Seksyen 17 2.5 Pengukuran Beza Tinggi Dalam Ukur Aras 18 2.6 Laluan Pergi Balik Ukur Aras 19 2.7 Pesongan Pugak 31 2.8 Ketinggian Orthometrik GPS Tanpa Bias Datum Pugak 2.9 6 32 Ketinggian Orthometrik GPS Dengan Bias Datum Pugak 33 3.1 Jaringan Penyegitigaan Utama Negeri Sarawak 40 3.2 Spesifikasi Tanda Aras Piawai 44 3.3 Spesifikasi Tanda Aras Biasa 45 3.4 Kemajuan Ukuran Aras Negeri Sarawak Sehingga September 2002 51 4.1 Carta Alir Penurunan Data dan Penukaran Format 57 4.2 Sebahagian fail kiraan bagi laluan Niah-Sebauh 59 4.3 Sebahagian Fail Format Levnet bagi laluan MiriBekenu Sebelum Pengubahsuaian 4.4 60 Sebahagian Fail Format Levnet bagi laluan MiriBekenu Selepas Pengubahsuaian 61 xvi 4.5 Sebahagian Fail Format Delfy bagi laluan MiriBekenu 4.6 61 Perbandingan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Kelas Kedua Bagi BM 1062 - BM 1057 BM.1050 4.7 Perbandingan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Kelas Kedua Bagi FBM 970 - BM 961 - BM 838 4.8 84 Taburan Sisihan Piawai per Kilometer Berdasarkan Jarak Laluan Aras 4.20 81 Taburan Sisihan Piawai per Kilometer Berdasarkan Bilangan Seksyen 4.19 81 Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Beza Tinggi bagi Kawasan Kuching 4.18 80 Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Beza Tinggi bagi Kawasan Miri-Sibu 4.17 80 Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Laluan Lundu - Kuching - Spg. Pantu 4.16 72 Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Laluan Miri - Bintulu - Sibu 4.15 71 Histogram Beza Pergi-Balik Piawai bagi Kawasan Kuching 4.14 70 Histogram Beza Pergi-Balik Piawai bagi Kawasan Miri-Sibu 4.13 68 Bentuk Lengkung Bagi Kecondongan dan Kurtosis 4.12 66 Laluan Ukur Aras yang Digunakan dalam Analisa Statistik 4.11 64 Perbandingan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Kelas Kedua Bagi BM 1284 - BM 1275 4.10 64 Kedudukan BM 606 Dalam Laluan Ukur Aras Dari BM 608 - BM 705 4.9 64 84 Hasil Ujian Global bagi Pra-Pelarasan Kawasan Miri-Sibu 88 xvii 4.21 Hasil Ujian-w bagi Kawasan Miri-Sibu 4.22 Hasil Kebolehcayaan Luaran bagi Kawasan MiriSibu 4.23 89 Kontur Sisihan Piawai dari Pra-Pelarasan Kawasan Miri-Sibu dan Kuching 4.24 89 90 Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama Berdasarkan Datum Pulau Lakei 4.25 Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama Berdasarkan Datum Bintulu 4.26 92 Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama Berdasarkan Datum Original 4.27 92 93 Hasil Ujian Global bagi Pra-Pelarasan bagi Kawasan Kuching 93 4.28 Hasil Ujian-w bagi Kawasan Kuching 94 4.29 Hasil Kebolehcayaan Luaran bagi Kawasan Kuching 4.30 94 Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama bagi Kawasan Kuching 95 5.1 Kedudukan Stesen dan Garis Dasar 99 5.2 Perbandingan RMS Beza Tinggi Ukur Aras Jitu Dan Ukur Aras GPS dengan Selisih yang Dibenarkan Order I dan Order II 5.3 105 Kontur Ketinggian Geoid bagi Negeri Sarawak Berdasarkan EGM96 108 5.4 Bias Datum Pugak bagi Kawasan Kuching 110 5.5 Bias Datum Pugak bagi Kawsan Sarikei 110 5.6 Bias Datum Pugak bagi Kawsan Bintulu 111 5.7 Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen bagi Kawasan Kuching 5.8 112 Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen bagi Kawasan Sarikei 113 xviii 5.9 Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen bagi Kawasan Bintulu 5.10 Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial bagi Kawasan Kuching 5.11 117 Taburan Bias Datum Pugak Relatif Berdasarkan Beza Tinggi Geoid 5.16 116 Taburan Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial Dalam ppm Berdasarkan Jarak 5.15 116 Taburan Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial Berdasarkan Jarak 5.14 115 Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial bagi Kawasan Bintulu 5.13 115 Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial bagi Kawasan Sarikei 5.12 113 117 Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Jarak Kurang dari 10km 5.17 118 Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Kawasan Kuching 5.18 119 Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Kawasan Sarikei 5.19 119 Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Kawasan Bintulu 6.1 120 Cadangan Jaringan Ukur Aras bagi Negeri Sarawak 124 xix SENARAI LAMPIRAN LAMPIRAN A TAJUK..... Jadual perbezaan beza tinggi lama dan baru bagi kawasan Miri-Sibu B HALAMAN 142 Jadual perbezaan beza tinggi lama dan baru bagi kawasan Kuching 144 BAB 1 PENGENALAN KAJIAN 1.1 Pengenalan Maklumat ketinggian bagi sesuatu titik di permukaan bumi diperlukan semenjak kewujudan manusia. Pengetahuan mengenai ketinggian menjadi maklumat penting dalam peradaban manusia, binaan dan bangunan lama yang masih berdiri teguh sehingga kini menjadi buktinya. Penentuan aras yang paling mudah adalah dengan menggunakan tiub-U yang diisikan dengan air. Garisan aras dapat ditentukan berdasarkan aras air di kedua-dua hujung tiub. Ketinggian sesuatu titik biasanya ditentukan dengan menggunakan teknik konvensional seperti gelembung udara, penyegitigaan dan ukur aras stadia. Pada masa kini, kebanyakan agensi pemetaan menggunakan teodolit dan gelembung udara untuk menubuhkan jaringan kawalan pugak. Perbezaan ketinggian atau pengukuran ketinggian relatif antara tanda aras dilaksanakan dan dikenali sebagai ukur aras. Bermula daripada tanda aras yang diketahui nilai ketinggiannya, pemindahan aras ke tanda aras yang lain dapat dilaksanakan. Kebiasaannya, kebanyakan negara telah menubuhkan jaringan ukur aras sejak 50 tahun yang lalu dan akan dikemaskinikan mengikut peredaran masa. Pada masa kini, Sistem Penentududukan Global (GPS) dapat memberikan kaedah dalam menentukan ketinggian. Oleh itu, ukur GPS merupakan kaedah baru dalam melaksanakan ukur aras. Di Semenanjung Malaysia, jaringan ukur aras jitu pertama ditubuhkan pada tahun 1967 dan dirujuk pada aras laut purata (Land Survey Datum 1912) di 2 Pelabuhan Klang. Jaringan kedua mula ditubuhkan pada tahun 1994 berdasarkan Datum Tegak Geodetik Semenanjung Malaysia. Kerja-kerja ukur telah siap sepenuhnya pada tahun 1998 dan pelarasan jaringan tersebut telah pun dilaksanakan (Azhari,2003). Di Sabah pula, sebelum tahun 1984 datum bagi ukuran aras adalah berdasarkan kepada Purata Aras Laut Min di Stesen Tolok Air Pasang Surut(STAPS) yang berdekatan dengan kawasan pengukuran. Terdapat tujuh STAPS yang digunapakai oleh JTU Sabah dalam menjalankan ukuran aras iaitu di Labuan, Kota Kinabalu, Kudat, Sandakan, Lahad Datu, Semporna dan Tawau. Kebanyakan STAPS lama telah mengalami kerosakan dan telah diganti. Peralatan baru Digital Float Tidegauge DFT-1 telah dipasang di Sandakan dan Tawau pada tahun 1993 seterusnya di Labuan, Kudat dan Lahad Datu pada tahun 1995 dan Kota Kinabalu pada tahun 1998. Kini, JUPEM Sabah masih dalam proses menetapkan ketinggian Datum Tegak Geodetik Sabah berdasarkan kepada cerapan pasang surut STAPS Kota Kinabalu (Abu Husin & Sulaiman, 2001a). Manakala di Sarawak, terdapat tiga datum yang digunapakai sekarang iaitu Datum Pulau Lakei, Datum Original dan Datum Bintulu. Jaringan kawalan tegak ini ditubuhkan menggunakan kaedah penyegitigaan. Ketinggian tanda-tanda aras dan stesen-stesen penyegitigaan yang disenaraikan di dalam Sarawak Trig List adalah berdasarkan kepada 2 datum utama iaitu Datum Original dan Datum Pulau Lakei manakala tanda-tanda aras lama di kawasan Bintulu menggunakan Datum Bintulu (BTU). Pada masa kini, Jabatan Ukur dan Pemetaan Sarawak di dalam proses menubuhkan datum pugak yang baru. 1.2 Permasalahan Kajian Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia (JUPEM) cawangan Sarawak telah ditubuhkan pada tahun 1989 dan mengambil alih kerja-kerja pengukuran aras. Antara matlamat penubuhan JUPEM adalah untuk menyediakan jaringan bagi negeri Sarawak. Dalam menubuhkan jaringan kawalan pugak, pihak JUPEM berhadapan dengan pelbagai masalah dalam proses pengukuran. Oleh kerana bentuk muka bumi 3 Sarawak yang memanjang dan bergunung-ganang di bahagian pedalaman, tiada jaringan ukur aras yang sempurna meliputi seluruh negeri Sarawak. Kajian kualiti data serta analisa statistik perlu dijalankan bagi memastikan kualiti data ukur aras dan tiada selisih kasar. Di Sarawak terdapat banyak sungai yang mengalir menyusuri negeri ini. Kewujudan sungai-sungai ini mendatangkan masalah dalam menghubungkan jaringan ukur aras terutamanya sungai yang mempunyai kelebaran yang besar dan tiada kemudahan jambatan. Satu teknik pengukuran diperlukan bagi mengatasi masalah ini iaitu kaedah yang mampu memberikan kejituan cerapan yang boleh diterima pakai bagi menggantikan ukur aras jitu. Kemudahan jalanraya sememangnya amat kurang di kawasan pedalaman tetapi pembangunan tetap diperlukan di kawasan tersebut. Oleh itu, maklumat ketinggian diperlukan untuk pembangunan. Akibat daripada ketiadaan kemudahan jalanraya, kerja pengukuran aras amat sukar untuk dilaksanakan. Kaedah GPS mungkin boleh digunakan bagi mendapatkan ketinggian di kawasan ini. 1.3 Objektif Kajian Tujuan utama kajian ini adalah untuk mengkaji status jaringan ukur aras bagi negeri Sarawak. Di samping itu, mengkaji kesesuaian teknik GPS dalam ukur aras serta melihat ketidakseragaman datum pugak. Objektif – objektif yang terdapat dalam kajian ini adalah seperti berikut; i. Mendokumentasikan latarbelakang dan status jaringan ukur aras di Sarawak ii. Menganalisa kualiti status data ukur aras jitu bagi negeri Sarawak iii. Mengkaji kesesuaian ukur aras GPS bagi tujuan pemindahan aras merentasi sungai dan analisa ketidakseragaman bias datum pugak tempatan. 4 1.4 Skop Kajian Pada umumnya, kajian ini terbahagi kepada beberapa skop berdasarkan kepada objektif-objektif yang telah digariskan. Skop-skop kajian ini adalah seperti berikut: i. ii. iii. Perkembangan dan status ukur aras di Sarawak - Mendokumenkan latarbelakang ukur aras di Sarawak - Melihat status semasa ukur aras Sarawak - Mengkaji permasalahan dalam pengukuran Analisa kualiti data dan pra-pelarasan jaringan ukur aras - Mengumpul dan menentusahkan data ukur aras jitu - Menjalankan ujian statistik bagi data ukur aras jitu - Mengkaji kualiti data ukur aras jitu - Melaksanakan dan menganalisa pra-pelarasan jaringan aras Simulasi pemindahan aras menggunakan teknik GPS - Menubuhkan stesen-stesen pada jarak 0.5km, 1.0km dan 1.5km dan melaksanakan ukur aras jitu - Melaksanakan beberapa sesi cerapan GPS bagi jangka masa 1jam dan 2jam - Pemprosesan data GPS bagi mendapatkan nilai beza tinggi ketinggian orthometrik berdasarkan EGM96 dan WMG03A iv. Perbandingan nilai beza tinggi ukur aras jitu dan ukur aras GPS Analisa ketidakseragaman bias datum pugak - Mengumpul data-data Tanda Aras yang mempunyai koordinat WGS84 - Menghitung bias datum pugak - Menganalisa nilai bias datum pugak bagi melihat ketidakseragamannya 5 1.5 Metodologi Kajian Setelah permasalahan kajian difahami, kajian literatur dibuat bagi melengkapkan teori dan prinsip yang berkaitan dengan permasalahan kajian. Konsep ukur aras diteliti bagi memahami prinsip ukur aras, jenis ketinggian dan selisihselisih dalam ukur aras. Kaedah ujian statistik juga ditelaah untuk menjalankan analisa statistik terhadap data ukur aras. Bagi melaksanakan simulasi pemindahan aras, konsep pengukuran GPS turut diteliti. Perkembangan dan status ukur aras Sarawak juga diteliti walaupun sumbernya terhad. Latarbelakang dan status ukur aras Sarawak juga didokumentasikan dalam kajian ini. Kesemua data ukur aras disediakan oleh pihak JUPEM cawangan Sarawak. Sebelum melaksanakan pelarasan jaringan ukur aras, data ukur aras perlu ditentusahkan terlebih dahulu. Setelah itu, analisa statistik dijalankan bagi melihat taburan data dan kemungkinan wujudnya selisih dalam pengukuran. Empat stesen ditubuhkan dalam sela jarak 500m serta pengukuran ukur aras jitu dijalankan antara stesen-stesen berkenaan. Kemudian, cerapan GPS dilaksanakan sebanyak lima sesi. Bagi mendapatkan beza tinggi daripada GPS, ketinggian orthometrik diperolehi dengan menggunakan model geoid EGM96 dan WMG03A. Akhirnya, beza tinggi ukur aras jitu dan ukur aras GPS dibandingkan. Bagi menghitung bias datum pugak, data didapatkan dari senarai koordinat stesen jaringan utama GPS jenis B dan stesen kawalan sempadan SarawakKalimantan. Model EGM96 digunakan untuk mendapatkan ketinggian geoid. Kemudian bias datum pugak dihitung bagi melihat ketidakseragamannya. Akhir sekali, satu jaringan ukur aras yang menggabungkan ukur aras konvensional dan GPS dicadangkan. Ini bertujuan mewujudkan satu jaringan yang mempunyai rekabentuk yang baik dan meliputi seluruh negeri Sarawak. 6 Rajah 1.1 : Carta Alir Metodologi Kajian 7 1.6 Aliran Penulisan Bab Penulisan tesis ini terbahagi kepada enam bab yang meliputi pengenalan, konsep dan teori, analisa serta kesimpulan. Aliran penulisan adalah mengikut metodologi kajian yang digunakan dalam kajian ini. Bab 2 membincangkan tentang konsep penubuhan jaringan ukur aras jitu. Ini merangkumi perbincangan tentang datum pugak, permukaan samaupaya, konsep ukur aras jitu dan selisih yang mempengaruhinya. Konsep pelarasan jaringan turut dibincangkan merangkumi perambatan selisih dan model pelarasan. Di akhir bab ini, konsep ukur aras GPS dan selisih yang mempengaruhinya turut diterangkan. Sejarah perkembangan jaringan ukur aras di Sarawak diterangkan di dalam Bab 3. Datum-datum yang digunakan dalam jaringan sehingga kini juga dicatatkan. Jaringan ukur aras baru dimulakan sejak penubuhan JUPEM Sarawak pada tahun 1989. Ini melibatkan pengukuran aras jitu dan ukuran kelas kedua. Permasalahan yang dihadapi dalam menjalankan pengukuran turut disenaraikan. Bab 4 menunjukkan prosedur pemprosesan dari data mentah hingga ke prapelarasan. Data mentah dimuat-turunkan ke dalam komputer dan diproses dengan menggunakan perisian Delfy. Kriteria penentusahan data serta penukaran format turut dijelaskan. Perbandingan beza tinggi ukuran lama dan baru dibuat bagi mengesan selisih kasar dan kemungkinan tanda aras berganjak. Seterusnya analisa statistik dilaksanakan dengan ujian kenormalan dan kerawakan. Kualiti data ukur aras juga dihitung berdasarkan beza pergi-balik. Setelah itu, teori ujian statistik dalam pelarasan dibincangan serba sedikit. Pra-pelarasan dijalankan untuk dua kawasan iaitu Miri-Sibu dan Kuching. Simulasi pemindahan aras dengan teknik GPS dan hitungan bias datum pugak dibincangkan dalam Bab 5. Simulasi pemindahan aras diperincikan berkenaan prosedur cerapan dan pemprosesannya. Hasil beza tinggi dibandingkan dengan beza tinggi dari ukur aras jitu. Hasil beza tinggi GPS diperolehi menggunakan model EGM96 dan geoid jitu Semenanjung Malaysia. Simulasi ini dijalankan bagi mengkaji 8 kesesuaian ukur aras GPS sebagai alternatif pemindahan aras merentasi sungai yang lebar. Seterusnya, hitungan bias datum pugak dijelaskan bagi mengkaji kebolehan ukur aras GPS dalam mewujudkan jaringan yang baik di Sarawak. Tiga kawasan yang mempunyai cerapan GPS pada tanda aras digunakan untuk menghitung bias datum pugak iaitu Kuching, Sarikei dan Bintulu. Bias datum pugak secara mutlak dan relatif dibincangkan serta analisa ketidakseragamannya. Bab 6 pula membincangkan satu cadangan jaringan aras gabungan berdasar kepada kajian yang telah dijalankan. Jaringan ini menggabungkan ukur aras konvensional dan GPS dalam membentuk satu jaringan yang meliputi seluruh negeri Sarawak. Akhir sekali, Bab 7 adalah berkenaan ringkasan hasil kajian yang telah dibuat dan kesimpulan yang dapat dibuat. Beberapa cadangan juga dianjurkan untuk kajian seterusnya sebagai penutup penulisan tesis ini. BAB 2 KONSEP PENUBUHAN JARINGAN UKUR ARAS JITU 2.1 Pengenalan Maklumat ketinggian amat penting dalam perancangan di pelbagai bidang kerja seperti ukur kejuruteraan, pembinaan dan pemetaan. Oleh itu, ukur aras diperlukan dalam menentukan ketinggian. Contohnya, dalam kerja pembinaan lebuhraya, terowong, laluan paip dan laluan keretapi, ukur aras amat penting dalam menentukan laluan dan ketinggian yang sesuai. Ukur aras adalah satu proses pengukuran beza tinggi di antara dua atau lebih titik di atas permukaan bumi dan satu titik rujukan diperlukan bagi mendapatkan ketinggian titik lain. Ukur kawalan pugak perlu dijalankan untuk menentukan ketinggian berpandukan datum yang diwujudkan daripada cerapan pasang surut. Pembangunan infrastruktur amat disokong oleh jaringan aras jitu yang meliputi seluruh negara. Dengan adanya jaringan aras yang menyeluruh, perancangan pembangunan infrastruktur dapat dilaksanakan dengan lebih sistematik. Pengguna kawalan pugak terdiri daripada pelbagai sektor terutamanya yang berhubung kait dengan perancangan sosial dan pembangunan ekonomi. Dalam bab ini membincangan tentang teori dan selisih yang perlu diambil kira dalam melaksanakan penubuhan datum pugak. Konsep pelarasan jaringan juga diterangkan, merangkumi konsep perambatan selisih dan model pelarasan. Konsep ukur aras GPS turut dibincangkan serta selisih yang mempengaruhinya. 10 2.2 Datum Pugak Sebelum sesuatu tanda aras yang diukur dari jaringan kawalan pugak mempunyai nilai ketinggian, datum rujukan tegak atau datum pugak perlu ditentukan terlebih dahulu. Datum adalah titik, garis atau permukaan rujukan yang mempunyai nilai yang diketahui atau nilai anggapan. Dalam ukur aras geodetik, datum pugak adalah satu permukaan aras di mana ketinggian tanda aras dirujuk. Geoid adalah suatu permukaan samaupaya yang menunjukkan permukaan yang terbentuk dari cecair. Geoid juga boleh ditunjukkan sebagai bentuk bumi kerana 72% permukaan bumi dilitupi air. Geoid ditakrifkan sebagai permukaan samaupaya medan graviti Bumi; menghampiri permukaan aras laut. Penentuan geoid memerlukan kajian yang terperinci dalam bidang geodesi fizikal. Tetapi permukaan laut tidak stabil seperti permukaan bumi. Ia berubah-ubah mengikut masa bergantung kepada pelbagai faktor. Untuk menganggap permukaan laut adalah sama dengan geoid adalah tidak munasabah. Bagi membezakan dua permukaan ini, aras laut dikenali sebagai aras laut purata (ALP) (Vanicek & Krakiwsky, 1982). ALP tempatan boleh diperolehi berdasarkan kepada cerapan pasang surut purata dalam jangka masa tertentu dengan menggunakan alat perakam pasang surut. Walau bagaimanapun, penentuan aras laut ini dipengaruhi oleh fenomena pasang surut yang berubah dari masa ke semasa dan faktor-faktor lain seperti tekanan udara, arus ombak lautan, kadar kemasinan, faktor meteorologi dan sebagainya. Rajah 2.1 : Permukaan Rujukan (Azhari,2003) 11 Fenomena pasang surut ini disebabkan oleh tarikan graviti di antara bulan dan matahari terhadap air laut di bumi yang berputar. Cerapan pasang surut bagi satu pusingan untuk kesemua kedudukan bulan dan matahari adalah selama 18.6 tahun bagi satu perubahan yang lengkap. Cerapan pasang surut dalam jangka masa yang panjang adalah merumitkan kerana pelbagai masalah boleh wujud seperti kehilangan data. Ini menyebabkan data cerapan pasang surut tidak lengkap. Umumnya, aras laut purata digunakan sebagai datum pugak. Satu tanda aras rujukan dibina berhampiran dengan stesen tolok pasang surut dan dengan pengukuran ukur aras jitu, ketinggian tanda aras rujukan dapat ditentukan. Tanda aras ini akan digunakan sebagai datum tegak kebangsaan (national vertical datum – NVD). (Azhari, 2003) Datum pugak yang merujuk pada ALP mudah untuk ditubuhkan bagi negara seperti Malaysia. Ukur aras boleh dimulakan dari titik berhampiran pantai dengan berpandukan kepada satu datum. Ketinggian tanda aras lain dapat diperolehi dengan penjumlahan beza tinggi sepanjang laluan ukur aras dari tanda aras rujukan. Ukur aras boleh dilaksanakan terus ke bahagian dalam negara tanpa menyiapkan sepenuhnya jaringan ukur aras bagi menyediakan ketinggian di atas datum. Dengan nilai ketinggian yang diperolehi daripada pelarasan jaringan ukur aras, jaringan kawalan pugak boleh diwujudkan. Di Sarawak, terdapat tiga datum pugak yang digunakan sekarang. Ini kerana Sarawak dibahagikan kepada tiga bahagian dan merujuk kepada ALP setiap bahagian. Penggunaan datum yang banyak akan menimbulkan masalah apabila satu tanda aras dihubungkan pada datum yang berbeza. Oleh itu, tanda aras tersebut akan mempunyai nilai aras lebih daripada satu dan kesukaran memilih nilai aras untuk digunapakai akan timbul. Walau bagaimanapun, penggunaan satu datum juga mendatangkan implikasi. Masalah akan wujud di kawasan yang besar dan luas. Sekiranya ukur aras yang dilaksanakan semakin menjauhi datum maka selisih akan bertambah besar. Kesan orthometrik juga perlu diambil kira sekiranya laluan ukur aras merentas kontur geoid. Oleh itu, bagi kawasan yang jauh dari datum, ketepatan nilai aras semakin berkurang. 12 2.3 Permukaan Samaupaya Rajah 2.2 : Permukaan Samaupaya dan Garis Plumbob Permukaan samaupaya atau aras adalah satu permukaan yang mempunyai nilai keupayaan graviti yang sama. Di mana, daya tarikan graviti adalah normal terhadap permukaan samaupaya (Heiskanen & Moritz, 1967). Pada mana-mana titik, arah daya tarikan graviti adalah tangen kepada garis plumbob. Permukaan smaupaya adalah tidak selari dan menumpu ke arah kutub. Ini disebabkan oleh pesekan atau bentuk Bumi yang berbentuk elipsoid, putaran dan kandungan jisim Bumi yang berbeza ketumpatannya. Oleh kerana garis plumbob adalah normal terhadap permukaan samaupaya maka garis plumbob tidak lurus sebaliknya melengkung (Rajah 2.2). Rajah 2.3 : Ukur Aras dan Ketinggian Orthometrik Merujuk Rajah 2.3, permukaan samaupaya di B adalah permukaan yang normal terhadap garis plumbob. Garis plumbob yang melalui B adalah nilai ketinggian titik B iaitu Bo ke B. Sekiranya pemindahan aras dilaksanakan dari A ke 13 B, beza tinggi yang dicerap adalah δhi. Oleh itu, jumlah beza tinggi yang dicerap adalah tidak sama dengan jumlah beza tinggi orthometrik. δh1+ δh2 + ... + δhn ≠ δH1 + δH2 + ... + δHn (2.1) Σδh ≠ ΣδH (2.2) atau Beza keupayaan diperolehi dari rumus di bawah (Heiskanen & Moritz, 1967): δW = –g δh (2.3) Dengan mempunyai cerapan ukur aras dan graviti, beza keupayaan antara dua titik ditunjukkan: B WB − WA = − ∫ g δh A (2.4) Berpandukan pada Rajah 2.4, nilai samaupaya di A, CA iaitu beza keupayaan antara titik O dan titik A ditunjukkan seperti berikut: ∫ A O g δh = WO − WA = C A (2.5) Nilai samaupaya, C digunakan dalam menghubungkan suatu titik ke aras laut dan bebas dari kesan laluan aras. Ia boleh dianggap sebagai ukuran ketinggian semulajadi dan tidak dipengaruhi oleh unit jarak. Nilai samaupaya diukur dalam unit samaupaya (g.p.u.) di mana: 1 g.p.u. = 1 kgal meter 14 nilai g = 0.98 kgal, C = gh = 0.98H (2.6) Ini menunjukkan nilai samaupaya dalam g.p.u. lebih kurang sama dengan nilai ketinggian dari aras laut dalam meter (Heiskanen & Moritz, 1967). 2.4 Jenis Ketinggian Ketinggian sesuatu titik boleh ditunjukkan dalam nilai samaupaya. Namum secara praktikal sistem ketinggian sesuai ditunjukkan dalam unit meter berbanding g.p.u. Hubungan antara sistem ketinggian dengan nilai samaupaya ditunjukkan dalam persamaan 2.3. Oleh itu, sistem ketinggian adalah hasil bahagi nilai samaupaya dengan graviti. Secara umumnya, terdapat tiga jenis ketinggian; i) ketinggian dinamik ii) ketinggian orthometrik iii) ketinggian normal 2.4.1 Ketinggian Dinamik Ketinggian dinamik, Hd adalah nilai samaupaya yang diskalakan dalam unit metrik. Oleh kerana nilai samaupaya adalah nilai yang tidak linear maka nilai samaupaya dilinearkan bagi menerbitkan ketinggian dinamik (Sneeuw, 2002): Hd = C γo di mana γo = nilai graviti normal yang malar (2.7) 15 Kebiasaannya γo adalah nilai graviti normal pada latitud rujukan φR = 45o dalam kgal merujuk pada elipsoid antarabangsa. o γ 45 = 0.9806294 kgal Membahagikan nilai samaupaya dengan nilai graviti yang malar tidak menjelaskan fizikal sebenar perbezaan keupayaan. Oleh itu, nilai samaupaya secara umumnya lebih sesuai dirujuk pada ketinggian dinamik. 2.4.2 Ketinggian Orthometrik Ketinggian orthometrik, Ho ialah jarak yang diukur sepanjang garis plumbob antara titik di permukaan dengan geoid, atau secara ringkasnya ketinggian di atas geoid (Sneeuw, 2002). Ho = C g (2.8) di mana g = nilai purata graviti sepanjang garis plumbob antara titik dan geoid Bagi menghitung ketinggian orthometrik, nilai graviti sesuatu titik diperlukan. Nilai graviti sesuatu titik boleh didapatkan secara terus melalui cerapan. Oleh kerana kandungan jisim Bumi tidak sekata, nilai sebenar ketumpatan Bumi tidak boleh diperolehi. Oleh itu, nilai graviti purata tidak boleh diperolehi secara terus tetapi secara anggaran. Di antara pelbagai pendekatan yang digunakan dalam menentukan ketinggian orthometrik, kaedah Helmert adalah pendekatan yang paling meluas digunakan. mengaplikasikan Kaedah penurunan Helmert Prey menganggarkan (Prey-Reduction). nilai Dengan g dengan menganggap ketumpatan, ρ = 2670 kg/m3, maka nilai g diperolehi dengan: g = g + 0.0424H (2.9) 16 di mana g = nilai graviti yang dicerap dalam gal H = ketinggian yang dicerap dalam km Dengan memasukkan nilai g (persamaan 2.9) dalam persamaan 2.8, ketinggian orthometrik diberikan seperti berikut: Ho = C g + 0.0424H (2.10) Di mana ia juga dikenali sebagai ketinggian orthometrik Helmert. Nilai anggaran H perlu digunakan dalam menghitung ketinggian orthometrik Helmert, sekiranya perlu iterasi dilakukan. 2.4.3 Ketinggian Normal Ketinggian normal dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah (Sneeuw, 2002): Hn = C γ (2.11) di mana γ = graviti normal purata sepanjang garis plumbob Graviti normal boleh dihitung pada mana-mana titik tanpa anggapan. Nilai graviti normal purata sepanjang garis plumbob diperolehi dari nilai graviti normal pada titik yang mempunyai ketinggian ½Hn di atas elipsoid. Graviti normal purata diberikan seperti berikut (Jekeli, 2000): γ = γ o − 0.1543H n di mana γo = graviti normal pada elipsoid (2.12) 17 Oleh itu, ketinggian normal; Hn = 2.5 C γ o − 0.1543H n (2.13) Prinsip Ukur Aras Jitu Jaringan kawalan pugak terdiri daripada laluan-laluan aras kelas pertama. Jaringan kawalan pugak direka dengan setiap laluan aras yang menghubungkan dua tanda aras (seksyen) yang jaraknya antara satu hingga dua kilometer. Setiap seksyen mempunyai laluan pergi dan balik. Rajah 2.4 : Dirisiap Alat, Titik Pindah dan Seksyen Ukur aras kelas pertama atau ukur aras jitu mempunyai prinsip yang sama seperti ukur aras biasa atau kelas kedua. Kelebihannya, ukur aras jitu dapat memberikan nilai kejituan yang tinggi dan lebih baik berbanding ukur aras biasa. Peralatan ukur aras jitu lebih sensitif terhadap sebarang selisih dan prosedur pengukuran di lapangan yang sistematik serta terkawal. Ukur aras jitu dimulakan dari satu tanda aras dan memasukkan paling kurang dua batu aras lama sebagai semakan. Sekarang, kebiasannya satu alat aras digital dan dua staf aras kod-bar diperlukan. Gelembung udara pada staf belakang diaraskan pada bahagian paling tinggi tanda aras. Alat aras diletakkan pada jarak yang sesuai di 18 mana anggaran dilakukan dengan menapak atau menggunakan pita ukur yang diukur dari staf belakang. Staf hadapan diletakkan pada jarak yang hampir sama; jarak alat aras dan staf belakang. Beza jarak pandangan belakang dan hadapan sepatutnya kurang dari 0.3 meter dan bacaan staf yang kurang dari 0.5 meter seboleh-bolehnya dielakkan. Bacaan pertama diambil dari staf belakang dan bacaan kedua dari staf hadapan. Kemudian, staf belakang dialih melepasi staf hadapan (leapfrog). Oleh itu, staf belakang sebelum ini dijadikan staf hadapan dan staf hadapan pula dijadikan staf belakang. Kaedah ini diulang sehingga sampai ke tanda aras. Hasil pengukuran ini akan menjadi satu laluan ukur aras (Azhari, 2003). 2.6 Proses Pengukuran Aras Jitu Rajah 2.5 : Pengukuran Beza Tinggi Dalam Ukur Aras Pengukuran beza tinggi antara dua titik (A dan B), dijalankan dengan satu dirisiap alat aras di antara titik tersebut (Rajah 2.5). Staf pada kedua-dua titik dipastikan tegak dan alat aras diaraskan dengan betul, beza tinggi diberikan seperti berikut: ∆h = B – F di mana B = bacaan pandangan belakang F = bacaan pandangan hadapan (2.14) 19 Bagi mengukur beza tinggi antara dua tanda aras, ukur aras dijalankan sepanjang seksyen dengan beberapa dirisiap alat aras (Rajah 2.6). Dengan menjalankan ukur aras sepanjang seksyen dengan beberapa dirisiap alat aras, beza tinggi antara dua tanda aras dapat diukur. n ∆H PQ = ∑ ∆h i (2.15) i =1 di mana n = jumlah dirisiap alat ∆hi = beza tinggi setiap dirisiap alat Rajah 2.6 : Laluan Pergi Balik Ukur Aras Pengukuran beza tinggi setiap seksyen dilaksanakan dalam dua arah iaitu pergi dan balik. Oleh itu, dua beza tinggi diperolehi dengan; n ∆H PQ = ∑ ∆h i i =1 & n ∆H QP = ∑ ∆h i (2.16) i =1 Perbezaan beza tinggi atau beza pergi-balik (height discrepencies), dh bagi pengukuran pergi dan balik adalah, dh = ∆HPQ - ∆HQP (2.17) 20 Ia menggambarkan selisih pengukuran aras pergi balik antara dua tanda aras. Dengan menggunakan alat aras berdigit, setiap dirisiap alat empat bacaan diambil iaitu dua bacaan pandangan belakang dan dua pandangan hadapan. Kaedah ini dikenali sebagai BFFB yang bertujuan untuk membuat semakan. Oleh itu, toleran S digunakan sebagai penunjuk semakan. Jika nilai S lebih kecil atau sama dengan 0.4mm, cerapan akan diterima pakai (Leica,1996). S = (B1 – F1) – (B2 – F2) ≤ 0.4mm (2.18) di mana B1 = bacaan belakang pertama F1 = bacaan hadapan pertama B2 = bacaan belakang kedua F2 = bacaan hadapan kedua Jumlah jarak pula diberikan seperti berikut; D= 1 2 (D B1 + D B2 + D F1 + D F2 ) (2.19) di mana D B1 = jarak pandangan belakang pertama D F1 = jarak pandangan hadapan pertama D B2 = jarak pandangan belakang kedua D F2 = jarak pandangan hadapan kedua 2.7 Selisih-selisih Ukur Aras Secara umumnya, dalam pengukuran ukur aras terdapat 3 sumber selisih iaitu selisih kasar, sistematik dan rawak. Selisih ini dipengaruhi oleh peralatan, pencerap dan persekitaran. Selisih kasar lebih mudah dikesan kerana nilainya menyebabkan perubahan besar dalam hasil pengukuran. Kebiasaannya ia disebabkan oleh ketidakcekapan dan kecuaian semasa proses pengukuran. Selisih kasar yang 21 lazimnya terjadi adalah kesalahan membaca, kesilapan mencatat dan pergerakan alat aras dan staf semasa pengukuran. Selisih sistematik boleh dihapuskan dengan menggunakan kaedah matematik. Selisih ini boleh dihapuskan dengan kaedah penghapusan, kalibrasi alat atau pembetulan. Dalam pengukuran ukur aras jitu, selisih sistematik disebabkan oleh pembiasan, kelengkungan bumi, selisih kolimatan, selisih pada senggatan staf, dan pengembangan staf. Selepas selisih kasar dan selisih sistematik dibuang, masih ada satu lagi selisih yang kecil iaitu selisih rawak. Selisih rawak tidak boleh diramalkan dan puncanya tidak diketahui (Abdul Wahid & Halim, 1997). Selisih ini mempunyai kebarangkalian positif dan negatif yang sama. Ini sesuai dengan hukum selisih yang dinyatakan oleh Gauss atau dikenali sebagai taburan normal. Selisih ini tidak boleh dihapuskan tetapi dapat dikurangkan sekecil yang mungkin. Cerapan berulang kali dapat mengurangkan selisih ini dan akan menambahkan tahap keyakinan terhadap cerapan. Selisih ini juga dapat diminimakan dengan pelarasan kuasa dua bagi mendapatkan nilai cerapan yang hampir dengan nilai sebenar. Ini kerana pelarasan kuasa dua mengagihkan selisih rawak secara adil berdasarkan tahap keyakinan data. 2.7.1 Faktor Selisih pada Alat Aras 2.7.1.1 Selisih Kolimatan Selisih kolimatan adalah selisih yang wujud apabila garis pandangan tidak bersudut tegak dengan garis plumbob. Selisih ini menyebabkan garis pandangan tidak mendatar dan selisih akan wujud dalam setiap cerapan. Sudut yang wujud antara garis pandangan dan garis mendatar dikenali sebagai sudut kolimatan aras. Dengan menghadkan jarak pandangan puratanya ≤ 50m , kesan selisih kolimatan dapat dikurangkan. Selisih ini akan terhapus sekiranya jarak pandangan belakang dan hadapan seimbang. Lazimnya secara praktikal, beza jarak pandangan 22 belakang dan hadapan yang dibenarkan adalah ±0.5m. Selisih ini juga dapat dihapuskan dengan megaplikasikan pembetulan kolimatan. Nilai faktor kolimatan digunakan dalam memberikan pembetulan ini. Nilai faktor kolimatan diperolehi dari ujian 2 pancang (2 peg test). Tujuan utama ujian 2 pancang diperlukan (Azhari,2003): i) untuk membuktikan alat aras dalam keadaan baik, jika selisih lebih dari 0.002m, alat aras tidak sepatutnya digunakan. ii) untuk menghitung faktor kolimatan bagi membetulkan data ukur aras. Nilai faktor kolimatan dapat disimpan di dalam alat aras digital supaya pembetulan dapat dilakukan secara terus semasa pengukuran. 2.7.1.2 Selisih Gelembung Udara Jika gelembung udara tidak memusat ketika cerapan, selisih gelembung udara akan wujud. Selisih ini dapat diminimakan dengan mengikut prosidur lapangan yang telah ditetapkan. Kalibrasi alat juga perlu dilakukan bagi memastikan paksi gelembung udara bersudut tepat dengan paksi pugak alat. Oleh itu, pencerap perlu peka terhadap gelembung udara dan pemusatan semula gelembung udara perlu dilakukan sebelum membuat cerapan. Cahaya panas yang terus kepada alat aras boleh menyebabkan gelembung udara tidak berada dipusatnya. Sebolehnya alat aras dipastikan tidak terdedah kepada cahaya matahari terlalu lama. 23 2.7.2 Faktor Selisih Pada Staf 2.7.2.1 Selisih senggatan Selisih senggatan adalah disebabkan oleh kecacatan senggatan staf. Oleh itu, setiap staf perlu melalui ujian makmal sebelum digunakan. Alat pembandingan laser boleh digunakan bagi menentukan selisih senggatan pada staf. Alat ini terdapat di makmal JUPEM dan beroperasi secara separa-automatik. Oleh kerana suhu dan kadar kelembapan boleh dikawal di dalam makmal, pekali pengembangan staf juga dapat ditentukan. 2.7.2.2 Selisih Pengembangan Staf Kebiasaannya, cerapan dilakukan pada suhu yang berbeza dengan suhu piawai. Oleh itu, staf akan mengalami pengembangan atau pengecutan menyebabkan perubahan pada skala staf. Walau bagaimanapun, perbezaan suhu ini menyebabkan perubahan yang kecil terhadap invar. Pekali pengembangan invar, α adalah kecil iaitu 0.8 ppm/oC. Ini bermakna setiap satu meter jalur invar akan mengalami pengembangan atau pengecutan sebanyak 0.8 mm bagi satu darjah Celcius. Pembetulan pengembangan, Ct boleh dihitung melalui rumus berikut (Azhari, 2003): C t = α.∆H(T − To ) di mana α = pekali pengembangan invar ∆H = beza tinggi T = suhu semasa pengukuran dijalankan To = suhu piawai semasa kalibrasi (2.20) 24 2.7.2.3 Ketidaktegakan Staf Staf ditegakkan dengan menggunakan gelembung udara yang terdapat pada staf. Jika gelembung udara tidak diaraskan maka staf tidak segaris dengan arah graviti. Oleh itu, kejituan pengukuran aras akan terjejas. Keadaan gelembung udara juga perlu dipastikan dalam berkeadaan baik dan seharusnya sentiasa dikalibrasi. Jika staf berkeadaan condong, ketinggian condong akan diukur maka selisih akan wujud pada cerapan beza tinggi. Ini menyebabkan beza tinggi lebih besar daripada nilai sebenar. Tahap kecondongan staf boleh dikawal dengan menggunakan tiga gelembung udara bagi setiap staf dan juga menggunakan batang penyokong staf. Oleh itu, selisih ini dapat dikurangkan ke tahap maksimum. 2.7.2.4 Ketidakstabilan Staf Ketidakstabilan staf lazimnya berlaku ketika memusingkan staf. Pemilihan titik pindah yang stabil adalah penting bagi mengelakkan perubahan ketinggian semasa memusingkan staf. Bagi mengelakkan perubahan semasa pemusingan staf, plat pindah yang sesuai perlu digunakan. Ketidakstabilan staf boleh juga disebabkan oleh tiupan angin, menjadikan staf tidak berada dalam keadaan tegak semasa cerapan. Masalah ini boleh diatasi dengan memastikan gelembung udara sentiasa berada dalam keadaan aras serta mengurangkan lengah masa antara bacaan. 2.7.3 Faktor Persekitaran 2.7.3.1 Kesan Kelengkungan Bumi Terdapat dua selisih yang memberikan kesan terhadap garis pandangan iaitu selisih kesan kelengkungan bumi dan biasan atmosfera. Garis pandangan alat aras adalah setindih dengan permukaan mendatar, manakala permukaan bumi adalah suatu permukaan yang melengkung. Oleh itu, setiap cerapan mempunyai kesan kelengkungan ini. Pembetulan kelengkungan, CE dalam meter diberikan seperti berikut (Schmidt & Wong, 1985): 25 CE = l2 2R (2.21) di mana l = jarak pandangan dalam meter R = purata jejari Bumi (6373000m) Kesan kelengkungan bumi ini akan menambahkan nilai bacaan staf. Selisih ini juga berkadaran dengan jarak pandangan. 2.7.3.2 Kesan Biasan Atmosfera Kesan biasan atmosfera akan menyebabkan garis pandangan melengkung ke bawah. Kesan ini bergantung kepada ketumpatan udara merujuk pada suhu, tekanan atmosfera dan kelembapan. Pembetulan kesan biasan, CR dihitung dengan rumus di bawah (Kahmein & Faig, 1988) :- CR = k .l2 2R (2.22) di mana k = pekali pembiasan l = jarak pandangan dalam meter R = purata jejari Bumi (6373000m) Kebiasannya, kesan biasan dan kelengkungan digabungkan bagi memudahkan pembetulan dilakukan. Gabungan pembetulan ini ditunjukkan seperti berikut : C E+R = 1− k 2 .l 2R (2.23) Kedua-dua kesan ini dapat dihapuskan dengan memastikan jarak pandangan belakang dan hadapan adalah sama. 26 2. 8 Pelarasan Jaringan Setelah semua data-data yang mengandungi selisih kasar dibuang barulah pelarasan jaringan dapat dilaksanakan. Data yang mengandungi selisih kasar tidak boleh digunakan sebagai data dalam pelarasan kerana ia akan memberikan kesan kepada hasil akhir pelarasan. Dengan pelarasan kuasa dua terkecil, pengesanan selisih kasar boleh dilaksanakan sekiranya data ukur aras adalah dari rekabentuk jaringan yang baik. Sebaliknya, rekabentuk jaringan ukur aras Sarawak tidak dapat dibentuk dengan baik. Ini kerana faktor mukabumi dan kemudahan perhubungan seperti jalanraya bagi melaksanakan pengukuran aras. Oleh itu, bentuk jaringan ukur aras Sarawak adalah memanjang iaitu dari Miri menganjur hingga ke Kuching. Sekiranya satu pengukuran dibuang maka jaringan aras ini akan terputus dan pelarasan tidak dapat dijalankan. 2.8.1 Perambatan Selisih Pemberat bagi cerapan beza tinggi diperlukan dalam melaksanakan pelarasan jaringan ukur aras. Persamaan jumlah beza tinggi, ∆H antara tanda aras adalah seperti di bawah; ∆H = H1B – H1F + H2B – H2F + H3B – H3F + ... HnB – HnF (2.24) di mana HiB Hi n F = bacaan pandangan belakang bagi dirisiap ke i = bacaan pandangan hadapan bagi dirisiap ke i = bilangan set-up sepanjang laluan ukur aras Merujuk kepada prinsip perambatan selisih: σ 2 ∆H = σ 2 H1B + σ 2 H1F + σ 2 H 2 B + σ 2 H 2 F + K + σ 2 H n B + σ 2 H n F (2.25) 27 Hubungan antara bilangan dirisiap (n), jarak laluan ukur aras (L) dan jarak pandangan (S) adalah seperti berikut; n= Anggapkan L 2S (2.26) σ H B = σ H F = σ BF i i Sisihan piawai setiap bacaan, σ BF berkadaran terus dengan jarak pandangan. σ BF ∝ S σ BF = k ⋅ S (2.27) σ ∆H = 2nσ 2 BF = 2n(k ⋅ S) 2 (2.28) Oleh itu, Dengan memasukkan Persamaan 2.26 ke dalam persamaan di atas, sisihan piawai beza tinggi, σ ∆H diberikan seperti berikut; σ ∆H = k S ⋅ L (2.29) Sisihan piawai beza tinggi adalah berkadar terus dengan jarak laluan aras dan jarak pandangan. Secara teorinya, kejituan beza tinggi yang baik dapat diperolehi dengan mengurangkan jarak pandangan. Pemberat, P dinyatakan seperti di bawah; P= σ o2 σ 2∆H di mana σ o2 = varians a priori 2 σ ∆H = varians beza tinggi (2.30) 28 Secara umumnya, pemberat yang digunakan bagi ukur aras adalah berkadaran songsang dengan jarak laluan ukur aras. Ia dinyatakan seperti berikut; P1 : P2 = σ o2 σ o2 : σ 2 ∆H1 σ 2 ∆H 2 σ o2 σ o2 σ o2 σ o2 : : = 2 = k ⋅ SL1 k 2 ⋅ SL 2 L1 L 2 (2.31) 2.8.2 Model Pelarasan Ukur aras dilaksanakan dari tanda aras i ke tanda aras j. Persamaan bagi beza tinggi ditunjukkan dalam model linear di bawah: ∆hij = (hj + cj) – (hi + ci) ∆hij = (hj - hi) + (cj - ci) (2.32) di mana hi, hj = ketinggian tanda aras i dan j ci, cj = pembetulan ketinggian tanda aras i dan j Oleh itu, persamaan cerapan bagi beza tinggi; ∆hij + Vij = (hj - hi) + (cj - ci) (2.33) ∴ Vij = hj – hi – (∆hij + ci – cj) (2.34) Persamaan di atas boleh ditulis dalam bentuk seperti berikut; V = AX – Lb (2.35) di mana V1 V 2 V= M M Vn h1 h 2 X= M M h u ∆H1 ∆H 2 Lb = M M ∆H n 29 ∂F1 ∂h 1 ∂F2 ∂h A= 1 M M ∂Fn ∂h 1 ∂F1 ∂h 2 O L ∂F1 ∂h u M O M O M ∂Fn L L ∂h u L L dengan V = reja bagi setiap seksyen A = pekali bagi hi dan hj bagi setiap seksyen X = ketinggian terlaras bagi setiap tanda aras Lb = beza tinggi bagi setiap seksyen, ∆Hij = ∆hij + ci – cj n = bilangan seksyen u = bilangan tanda aras (parameter) Oleh itu, X boleh dihitung dengan penyelesaian normal; X = (ATA)-1ATLb (2.36) X = (ATPA)-1ATPLb (2.37) di mana P adalah pemberat; P1 0 L L 0 0 P M 2 P = M O M O 0 M 0 L L 0 Pn 30 Varians ketinggian terlaras dihitung dari; ( σ̂ 2 = σ̂ o2 A T PA ) −1 (2.38) di mana σ̂ o2 adalah varians a posteriori, diperolehi dari; σ̂ o2 = V T PV n−u (2.39) dengan n = bilangan seksyen u = bilangan parameter 2.9 Konsep Ukur Aras GPS Ukur GPS telah digunakan secara meluas dalam kerja-kerja penubuhan jaringan kawalan. Dalam perkembangan ukur GPS, penumpuan diberikan dalam kawalan mendatar, kebolehan ukur GPS mengukur komponen ketinggian dianggap sebagai tambahan. Ini kerana, penggunaan GPS dalam pengukuran ketinggian menjadi kompleks serta ketepatannya kurang berbanding pengukuran mendatar. GPS mengukur ketinggian berdasarkan elipsoid. Dalam sesetengah kerja ukur, ketinggian elipsoid sudah memadai seperti ukur deformasi. Bagaimanapun, kebanyakan kerja ukur memerlukan ketinggian di atas aras laut purata. Oleh itu, sekiranya ukur GPS boleh memberikan nilai ketinggian di atas aras laut purata dengan ketepatan yang dikehendaki, ia banyak memberi kesan dalam pengukuran ketinggian. Secara amalannya, pengukuran ketinggian GPS melibatkan pengukuran ketinggian elipsoid, penggunaan model geoid dan pelarasan bagi melaraskan ketinggian orthometrik dengan datum pugak sedia ada. 31 2.9.1 Ketinggian Orthometrik GPS Ketinggian dari GPS adalah merujuk kepada elipsoid manakala ketinggian orthometrik merujuk kepada geoid. Bagi mendapatkan ketinggian orthometrik, pisahan antara geoid dan elipsoid iaitu ketinggian geoid diperlukan. 2.9.1.1 Ketinggian Orthometrik Tanpa Bias Datum Pugak Rajah 2.7 : Pesongan Pugak Hubungan geometrik antara ketinggian orthometrik (H), ketinggian elipsoid.(h) dan ketinggian geoid (N) ditakrifkan seperti berikut: h = N + H cos ψ (2.40) di mana ψ adalah pesongan pugak. Oleh kerana kebiasaannya, nilai pesongan pugak tidak melebihi 30” (Hasanuddin, 2001) maka: h=N+H atau H=h–N (2.41) Ketinggian orthometrik diperolehi dengan menganggap datum pugak tempatan adalah setindih dengan geoid. 32 Kebiasaanya dalam cerapan GPS, pengukuran secara relatif kerap digunakan. Ini kerana ia dapat memberikan hasil yang lebih baik berbanding pengukuran secara mutlak. Ketinggian relatif didapatkan seperti berikut: ∆HAB = HB – HA = (hB – hA) – (NB – NA) = ∆hAB – ∆NAB (2.42) Rajah 2.8 : Ketinggian Orthometrik GPS Tanpa Bias Datum Pugak 2.9.1.2 Ketinggian Orthometrik Dengan Bias Datum Pugak Datum pugak tempatan mungkin tidak setindih dengan permukaan samaupaya geoid. Perbezaan antara datum pugak tempatan dan geoid dikenali sebagai bias datum pugak, δN. Masalah ini dapat diatasi dengan memodelkan bias datum pugak dan kemudian digabungkan dengan model geoid. Oleh itu, ketinggian orthometrik diperolehi melalui persamaan berikut: H = h – N – δN (2.43) 33 Datum pugak tempatan bukan sahaja berkemungkinan tidak setindih dengan geoid malah mungkin tidak selari (Rajah 2.8). Ketinggian secara relatif pula didapatkan seperti berikut: ∆HAB = HB – HA = ∆hAB – ∆NAB – (δNB – δNA) = ∆hAB – ∆NAB – ∆δNAB (2.44) di mana ∆δN = bias datum pugak relatif Rajah 2.9 : Ketinggian Orthometrik GPS Dengan Bias Datum Pugak 2.9.2 Model Geoid Ukur GPS mengukur ketinggian merujuk kepada elipsoid. Untuk mendapatkan ketinggian orthometrik, pemodelan jarak antara elipsoid dan geoid yang sesuai diperlukan iaitu ketinggian geoid. Di sesetengah kawasan model geoid diperolehi daripada model samaupaya global (global geopotential model – GGM). GGM merupakan gabungan antara data dari satelit dan data cerapan graviti. GGM dimodelkan sebagai satu kembangan siri harmonik sfera ke darjah yang maksimum. Kebanyakan GGM terkini menggunakan kembangan sehingga darjah dan order 360o. 34 Model yang biasa digunakan ialah Earth Geopotential Model 1996 (EGM96) yang dapat memberikan ketepatan mutlak pada tahap meter dan ketepatan relatif pada tahap dekameter. OSU91A adalah satu lagi model global yang sering digunakan dalam mendapatkan ketinggian geoid. Pada umumnya, ketinggian geoid relatif akan memberikan nilai yang lebih baik berbanding ketinggian geoid mutlak. Untuk mendapatkan ketepatan yang lebih baik, model geoid tempatan diperlukan. Terdapat dua kaedah dalam memodelkan geoid tempatan iaitu kaedah gravimetrik dan interpolasi. Penggunaan kaedah gravimetrik adalah sebagai prosedur penentuan geoid yang paling tepat. Kaedah ini memerlukan data graviti di persekitaran titik di mana ketinggian geoid hendak dinilaikan. Tetapi kaedah ini mempunyai had di sesetengah kawasan kerana ketiadaan atau kekurangan data graviti. Ketinggian geoid diperolehi dari hitungan model sfera harmonik dan Stokes Integral. Di Malaysia, dua model geoid telah dihitung iaitu bagi Semenanjung Malaysia (wmg03a) dan Sabah/Sarawak (emg03). Ini merupakan geoid jitu yang dihitung menggunakan data graviti airborne dan terrestial. Geoid-geoid ini dihasilkan oleh Seksyen Geodesi, JUPEM. Ketepatan model geoid berkurangan di kawasan yang tidak rata dan yang mempunyai banyak galian bawah tanah (Higgins, 1999). Kaedah geometrik atau interpolasi memodelkan geoid dengan menggunakan titik-titik di mana ia mempunyai kedua-dua ketinggian iaitu ketinggian orthometrik dan ketinggian elipsoid dari cerapan GPS. Ketinggian geoid pada titik lain ditentukan secara interpolasi. Kejituan model ini banyak bergantung kepada ketepatan nilai ketinggian orthometrik dan elipsoid. 2.9.3 Selisih Dalam Pengukuran Aras GPS Satelit-satelit yang dicerap dalam pengukuran GPS merupakan satelit yang berada di atas ufuk. Ini memberikan kedudukan geometri satelit yang baik bagi komponen mendatar tetapi bagi komponen ketinggian, kedudukan sebegini bukanlah suatu geometri yang baik. Komponen ketinggian pengukuran GPS dapat ditingkatkan jika semua selisih sistematik dibetulkan. 35 Berbilang laluan. Permukaan yang memantul menyebabkan isyarat yang diterima oleh antena tidak terus daripada satelit. Kesannya mencapai tahap sentimeter. Cerapan dalam jangka masa panjang dapat mengurangkan kesan berbilang laluan. Dengan reka bentuk perkakasan dan perisian terkini, kesan berbilang laluan dapat dikurangkan walaupun cerapan dilaksanakan dalam jangka masa pendek. Yang penting adalah pemilihan stesen yang jauh dari objek yang memantulkan isyarat GPS seperti bangunan dan permukaan air. Kesan atmosfera. Bagi garis dasar pendek, kesan atmosfera terhadap isyarat GPS dianggap sama bagi kedua-dua penerima. Walau bagaimanapun, bagi garis dasar panjang anggapan ini tidak boleh digunakan. Terdapat dua kesan atmosfera iaitu kesan ionosfera dan kesan troposfera. Elektron yang terdapat dalam ionosfera mempengaruhi perambatan isyarat GPS yang melaluinya. Kesan ionosfera bergantung pada tahap aktiviti matahari. Aktiviti matahari yang luar biasa akan menyebabkan perubahan pada kandungan elektron dalam ionosfera yang mampu mengganggu isyarat GPS dengan teruk. Lengah ionosfera pada dua gelombang pembawa adalah tidak sama kerana kesannya bergantung kepada frekuensi pembawa. Lengah ionosfera dapat dihapuskan dengan pengukuran dua frekuensi. Dengan melaksanakan kombinasi linear pada frekuensi pembawa, cerapan yang bebas-ionosfera dapat dihasilkan atau dikenali sebagai L3. Lengah troposfera bergantung kepada tekanan atmosfera, suhu dan kandungan wap air dalam udara. Tidak seperti ionosfera, lengah troposfera tidak dapat dihapuskan dengan kombinasi linear. Lengah troposfera wujud daripada komponen kering dan basah. Oleh itu, lengah troposfera boleh dimodelkan. Dalam kebanyakan perisian pemprosesan GPS, terdapat pelbagai model yang boleh digunakan seperti Hopfield dan Saastamoinen. Pusat Fasa Antena. Ia adalah pusat elektrik antena. Penggunaan pelbagai jenis antena boleh menimbulkan masalah kerana setiap antena mempunyai kedudukan pusat fasa yang berlainan. Kesan ini banyak mempengaruhi komponen ketinggian sehingga tahap sentimeter. Pembetulan dapat dibuat dengan menggunakan 36 model pusat fasa yang boleh diperolehi dari International GPS for Geodynamic Studies (IGS). Ketinggian Antena. Pengukuran ketinggian antena dari stesen hendaklah diukur dengan betul. Pendekatan yang biasa digunakan adalah dengan melakukan pengukuran sebelum dan selepas cerapan bagi memastikan kakitiga tidak berganjak dan tiada kesilapan pembacaan. Pengukuran antena juga dilakukan dalam tiga arah untuk memastikan antena berada dalam keadaan mendatar. Ketepatan pengukuran GPS juga bergantung kepada peralatan GPS. Kaedah pengukuran yang digunakan juga merupakan faktor penting dalam mendapat ketepatan yang diperlukan. Jadual 2.1 menunjukkan ketepatan pengukuran GPS bagi Trimble 4700 GPS Total Station.. Jadual 2.1 : Ketepatan Pengukuran Penerima Timble 4700 GPS Total Station (Trimble, 2001) Teknik Pengukuran Ketepatan Statik dan Rapid Statik 5mm + 1ppm Mendatar 10mm + 1ppm Pugak Post Processed Kinematik 10mm + 2ppm Mendatar <10km 20mm + 1ppm Mendatar >10km 200mm + 1ppm Pugak RTK pada 1 Hz 10mm + 2ppm Mendatar 20mm + 2ppm Pugak RTK pada 5 Hz 30mm + 2ppm Mendatar 50mm + 2ppm Pugak 37 2.10 Kesimpulan Penubuhan jaringan kawalan pugak memerlukan datum, prosedur pengukuran dan rekabentuk jaringan yang baik. Satu jaringan pugak mungkin dihubungkan dengan banyak tolok pasang surut. Maka banyak nilai yang boleh dipilih sebagai datum. Kebiasaanya hanya satu yang akan dipilih sebagai datum. Ini kerana apabila kesemua datum dihubungkan, wujud perbezaan besar yang disebabkan oleh topografi permukaan laut. Prosedur pengukuran haruslah bersesuaian dengan ketepatan yang dikehendaki. Oleh itu, pengukuran mestilah mengikuti sepenuhnya prosedur yang telah ditetapkan bagi mendapatkan hasil pengukuran yang berkejituan tinggi dan mengelakkan wujudnya selisih kasar. Rekabentuk jaringan juga memainkan peranan yang penting dalam penubuhan jaringan. Melalui pelarasan kuasa dua terkecil, kewujudan selisih dapat dikesan sekiranya rekabentuk jaringan adalah baik. Dengan pelarasan juga selisih rawak dapat diagihkan secara saksama. Bab berikutnya, menerangkan serba sedikit latarbelakang dan status jaringan ukur aras bagi negeri Sarawak. Permasalahan yang wujud dalam penubuhan jaringan aras Sarawak juga dibincangkan. BAB 3 LATARBELAKANG DAN STATUS JARINGAN UKUR ARAS BAGI NEGERI SARAWAK 3.1 Pengenalan Fakta yang terdapat di dalam bab ini adalah dirujuk daripada laporan Abu Husin & Che Sulaiman (2001a). Penubuhan jaringan ketinggian di Sarawak bermula dari penubuhan jaringan penyegitigaan utama yang dikenali sebagai Penyegitigaan Utama Borneo 1948 (BT48), rujuk Rajah 3.1. Jaringan penyegitigaan ini melibatkan tiga negeri iaitu Sarawak, Brunei dan Sabah. Pada 1952, dengan menggunakan kaedah pelarasan kuasa dua terkecil (PKDT), pelarasan awal dijalankan bagi stesen penyegitigaan utama dan sekunder oleh Directorate of Colonial Surveys (DCS), United Kingdom. Oleh kerana hasil pelarasan yang tidak memuaskan dan diyakini di beberapa stesen, pelarasan jaringan dilaksanakan semula. Pada tahun berikutnya, hitungan pelarasan dilaksanakan dengan menetapkan enam stesen penyegitigaan yang dihubungkan dengan aras laut min. Hasil hitungan ini memberikan keputusan yang lebih baik daripada sebelumnya tetapi di bahagian Sarawak tetap mempunyai masalah. Hasil pelarasan memberikan tikaian tutupan gelong dari Kuching ke Miri ialah 13.3 kaki sedangkan tikaian maksimum yang dibenarkan adalah 5.1 kaki. Pada tahun 1958, Jabatan Tanah dan Survei Sarawak telah memulakan pengukuran aras jitu bagi menubuhkan jaringan pugak Sarawak. Jaringan Aras Jitu Sarawak ini bermula dari Stesen Tolok Pasang Surut (STAPS) Pulau Lakei hingga ke Miri. Ketinggian tanda-tanda aras dalam jaringan ini adalah berdasarkan lebih daripada satu datum bagi mengelakkan penumpuan selisih. 39 Jabatan Ukur dan Pemetaan (JUPEM) cawangan Sarawak telah ditubuhkan pada tahun 1989 dan mengambil alih kerja-kerja penubuhan jaringan ukur aras. JUPEM Sarawak telah menjalankan kerja-kerja ukur aras dalam usaha memperluaskan lagi jaringan aras bagi negeri Sarawak. Pengukuran aras jitu telah dimulakan pada tahun 1998, bermula dari STAPS Miri manakala kerja ukur aras kelas kedua pula bermula lebih awal iaitu pada tahun 1990, bermula dari Pulau Lakei. Pengukuran aras kelas kedua dijalankan terlebih dahulu kerana keperluan maklumat ketinggian dan ukur aras kelas kedua lebih mudah serta cepat kerana prosedur pengukurannya yang ringkas. Ukur aras kelas kedua ini juga digunakan sebagai semakan kepada ukur aras jitu. 3.2 Jaringan Ukur Aras Jitu Pertama Jabatan Tanah dan Survei Sarawak telah menjalankan kerja ukur aras jitu bagi mendapatkan jaringan pugak bagi negeri Sarawak, bermula dengan laluan pertamanya dari STAPS Pulau Lakei ke Kuching pada tahun 1958. Kerja-kerja pengukuran ini diteruskan sehingga pertengahan tahun 1970an merangkumi jarak kira-kira sejauh 1000km. Jaringan ini merentasi sepanjang kawasan pesisiran pantai bermula dari Pulau Lakei ke Bandaraya Kucing dan seterusnya ke Miri serta kawasan sekitarnya. Jaringan ini dibentuk melalui rangkaian jalanraya yang menghubungkan bandar-bandar utama. Kebanyakkan tanda-tanda aras lama ini telah musnah akibat dari arus pembangunan dan penaiktarafan jalanraya. Namun begitu, masih lagi terdapat beberapa tanda aras yang berada dalam keadaan baik dan boleh digunapakai. Ketinggian tanda-tanda aras jaringan ini adalah berdasarkan kepada dua datum utama iaitu datum Original dan datum Pulau Lakei. Pembahagian stesenstesen penyegitigaan telah dibuat bagi mengurangkan perambatan selisih dalam Jaringan Penyegitiaan Utama negeri Sarawak. Stesen-stesen penyegitigaan dari Mentegai hingga ke Ulat Bulu adalah berasaskan Aras Laut Min Miri manakala Aras Laut Min Pulau Lakei digunakan untuk stesen penyegitigaan dari Kuching E. Base hingga ke Spali. Bagi kawasan Bintulu, nilai ketinggian tanda-tanda aras adalah berdasarkan datum Bintulu. Rajah 3.1 : Jaringan Penyegitigaan Utama Negeri Sarawak (Abu Husin & Che Sulaiman, 2001a) 40 41 3.2.1 Datum Pugak Negeri Sarawak Seperti yang dinyatakan sebelum ini, terdapat tiga datum yang digunakan dalam sistem ketinggian di Sarawak iaitu Datum Original, Pulau Lakei dan Bintulu. 3.2.1.1 Datum Original Aras Laut Min Miri adalah hasil daripada cerapan pasang surut selama dua tahun iaitu dari tahun 1934 – 1935 di Tolok Air Pasang Surut Marine Wharf Miri. Cerapan pasang surut ini dilaksanakan oleh Bahagian Marin Sarawak Oilfield Limited. Jadual 3.1 menunjukkan hasil cerapan pasang surut dalam tempoh tersebut. Dengan penetapan Aras Laut Min Miri maka wujudlah datum yang dikenali sebagai datum Original. Jadual 3.1 : Bacaan Purata Pasang Surut Miri Tahun 1934 – 1935. (Abu Husin & Che Sulaiman, 2001a) TEMPOH BIL BACAAN PURATA DARI HINGGA PASANG SURUT 1 15.01.1934 12.04.1934 4.6 kaki 2 30.06.1934 27.09.1934 4.2 kaki 3 05.01.1935 02.04.1935 4.3 kaki 4 03.04.1935 30.06.1935 4.1 kaki PURATA 4.3 kaki Dengan menggunakan kaedah cerapan sudut, Aras Laut Min Miri dipindahkan ke stesen penyegitigaan N100. Ketinggian stesen N100 adalah 272.2 kaki di atas Aras Laut Min Miri. Stesen N100 terletak di Bukit Kanada, Miri dijadikan sebagai asas ketinggian bagi kesemua stesen penyegitigaan dan tanda aras sekitar Miri hingga ke stesen penyegitigaan Spali. 42 3.2.1.2 Datum Pulau Lakei Cerapan pasang surut yang dijalankan pada tahun 1950-1951 dan 1955-1956 di Pulau Lakei bertujuan untuk mendapatkan nilai Aras Laut Min Pulau Lakei. Didapati nilai Aras Laut Min Pulau Lakei adalah 10.19 kaki di atas Admiralty Chart Datum. Tanda aras BM 356 yang terletak berhampiran STAPS Pulau Lakei dijadikan titik origin bagi datum Pulau Lakei. Ketinggian BM 356 adalah 13.81 kaki di atas Aras Laut Min Pulau Lakei. Jadual 3.2 : Bacaan Purata Pasang Surut Pulau Lakei Tahun 1950-1951, 1955-1956 (Abu Husin & Che Sulaiman, 2001a) TEMPOH BACAAN PURATA BIL DARI HINGGA PASANG SURUT 1 1950 1951 12.687 kaki 2 1955 1956 12.619 kaki PURATA 12.653 kaki 3.2.1.3 Datum Bintulu Hasil jaringan penyegitigaan yang menghubungkan Aras Laut Min Pulau Lakei dan Aras Laut Min Original adalah datum asal bagi stesen penyegitigaan dan tanda aras sekitar Bintulu. Apabila ketinggian ini dihubungkan dengan Old Admiralty Mench Mark, didapati ketinggiannya kira-kira 3-5 kaki di bawah Aras Laut Min Bintulu. Old Admiralty Mench Mark adalah tanda aras yang berdasarkan Aras Laut Min Admiralty-Aras Laut Min Sungai. Selepas itu, didapati Old Admiralty Mench Mark ini telah musnah dan hanya terdapat satu tanda aras generasi kedua iaitu BM 1 yang masih kekal dan berkeadaan baik. BM 1 ini terletak di Marine Mast Signal Bintulu dan mempunyai hubungan ketinggian dengan Old Admiralty Mench Mark. Kemudiannya, BM 1 ini dikenali sebagai BM 821 dengan nilai ketinggiannya 4.76 kaki di atas Aras Laut Min Bintulu. BM 1 ini dijadikan origin bagi datum Bintulu. Pengukuran aras di Bintulu dan kawasan sekitarnya menggunakan BM 1 sebagai datum oleh Sarawak Shell Bhd. dan Jabatan Tanah dan Survei. 43 Pada Julai 1973, Jabatan Tanah dan Survei telah membina STAPS di Tanjung Kidurung bagi mendapatkan aras laut min yang lebih tepat di Bintulu. Malangnya setelah STAPS tersebut beroperasi selama 3 ½ bulan, ia musnah akibat dipukul ombak. Pada awal tahun 1974, Kajian Kemungkinan Pelabuhan Bintulu dilaksanakan untuk penubuhan pelabuhan Bintulu. Projek pembangunan ini memerlukan satu datum pugak yang sahih dan realistik. Pada masa yang sama, cerapan pasang surut di Tanjung Kidurung dalam tempoh setahun telah siap dijalankan oleh Sarawak Shell Bhd. Oleh itu, semakan kepada datum sedia ada dijalankan dengan membuat laluan ukur aras dari BM 489 yang terletak di Tanjung Kidurung ke BM 1. Daripada hasil ukur aras ini, ketinggian BM 1 yang diperolehi adalah 4.90 kaki. Berbanding dengan ketinggian lama 4.79 kaki, perbezaannya hanya 0.14 kaki. Oleh kerana perbezaan yang kecil maka nilai lama pada BM 1 dikekalkan. Pada tahun 1967, pengukuran aras telah dijalankan untuk menghubungkan datum Original dan datum Pulau Lakei dengan membuat tutupan di SBM no.1 yang terletak di Batu 7, Jalan Kuching-Serian. Daripada hasil pengukuran, didapati ketinggian datum original adalah 42.440m (139.24 kaki) dan datum Pulau Lakei adalah 43.068m (141.30 kaki). Ini menunjukkan datum Original berada 0.6m (2.06 kaki) di bawah datum Pulau Lakei. 3.3 Jaringan Ukur Aras Baru Kerja-kerja pengukuran bagi membentuk jaringan ukur aras baru di Sarawak telah dimulakan sejak JUPEM Sarawak ditubuhkan pada tahun 1989. Kerja-kerja pengukuran aras ini melibatkan pengukuran aras jitu dan kelas kedua. Ini bertujuan memperluaskan jaringan kawalan pugak dan menyelaraskan datum pugak di negeri Sarawak. 44 Rajah 3.2 : Spesifikasi Tanda Aras Piawai (Abu Husin & Che Sulaiman, 2001b) 45 Rajah 3.3 : Spesifikasi Tanda Aras Biasa (Abu Husin & Che Sulaiman, 2001b) 46 Bagi memulakan kerja-kerja pengukuran, tanda-tanda aras yang baru perlu dibina terlebih dahulu. Setelah dibina, tanda aras ini dibiarkan sekurang-kurangnya selama sebulan bagi memastikan ianya stabil sebelum pengukuran dijalankan. Terdapat dua jenis tanda aras yang telah dibina iaitu Tanda Aras Piawai (TAP) dan Tanda Aras biasa (TA). Tanda Aras Piawai dibina pada jarak sela antara 10 km hingga 15 km manakala Tanda Aras biasa dibina pada jarak sela lebih kurang 1km sepanjang laluan. Semua tanda aras ini ditempatkan di kawasan yang dipikirkan strategik dan selamat daripada sebarang gangguan seperti kawasan sekolah, balai polis dan pejabat-pejabat kerajaan. Spesifikasi tanda aras adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.2 dan 3.3 Jika terdapat tanda aras lama (BM) di sepanjang laluan ukur aras, ia akan dihubungkan kerana masih terdapat tanda aras lama yang berada dalam keadaan baik. Tanda aras lama ini juga dijadikan rujukan sementara bagi memberikan ketinggian pada tanda aras baru. 3.3.1 Prosedur Pengukuran Ukur Aras Jitu Prosedur pengukuran ukur aras jitu secara terperinci boleh dirujuk kepada Lampiran 1B, Survey Regulation 1976. Hanya prosedur dengan menggunakan alat aras digital diterangkan kerana kerja pengukuran di Sarawak menggunakan alat aras digital. Di dalam pengukuran, dua staf mestilah digunakan bersama dengan plat pindah bagi menyokong titik pindah. Setiap minggu seharusnya staf diperiksa ketegakkannya dengan garis plumbob manakala setiap tiga bulan perlu dikalibrasi. Sebelum memulakan pengukuran baru, ujian dua pancang mestilah dilaksanakan. Kaedah BFFB digunakan sebagai kaedah cerapan. Bacaan hendaklah dibuat terhampir pada 0.01mm. Bacaan dibuang atau dicerap semula sekiranya dua bacaan pada staf yang sama melebihi 0.6m. Staf yang sama semestinya digunakan pada tanda aras. 47 Garis pandangan sebolehnya tidak terlalu rendah iaitu bacaan staf lebih dari 0.3m pada staf. Jarak pandangan yang optimun adalah 40m tapi boleh dipanjangkan sehingga 50m. Beza jarak pandangan belakang dan hadapan yang dibenarkan adalah 1m. Masa cerapan pula perlu dijalankan pada awal pagi atau lewat petang. Pengukuran pergi-balik setiap seksyen hendaklah pada hari dan masa yang berbeza. Beza pergi-balik yang dibenar bagi pengukuran aras jitu adalah 3mm√km. Prosedur ini semestinya diikuti sepenuhnya semasa pengukuran bagi memastikan ketepatan dan kejituan data. Jika salah satu prosedur tidak diikuti maka pengukuran yang dibuat tidak boleh dikelaskan sebagai pengukuran aras jitu. 3.3.2 Ukur Aras Jitu Laluan pertama ukur aras jitu adalah dari STAPS Miri ke Lutong ke Simpang Bekenu yang dimulakan pada tahun 1998. Sehingga September 2002, sejumlah 19 fail ukur aras jitu telah diselesaikan. Ini merangkumi pengukuran laluan sepanjang 818 km iaitu kira-kira 81.8% daripada keseluruhan jarak 1000 km laluan utama dari Kuala Baram, Miri sehingga ke Sematan, Kuching. Jadual 3.3 menunjukkan senarai laluan ukur aras jitu yang telah disiapkan. Mengikut perancangan kerja-kerja pengukuran aras jitu akan siap sepenuhnya pada akhir tahun 2003 sekiranya proses pengukuran berjalan dengan lancar. 48 Jadual 3.3 : Senarai Laluan Ukur Aras Jitu Yang Telah Siap Diukur Sehingga September 2002 Bil. Laluan Tahun Mula Bil. TA 1 Miri – Lutong – Spg. Bekenu 1998 73 2 Spg Bekenu – Spg Niah 1998 56 3 Spg Niah – Spg Sebauh 1999 98 4 Sematan – Lundu 1999 38 5 Stesen GPS – STAPS Sejingkat, Kuching 1999 3 6 Spg. Sebauh – STAPS Tg. Kidurong, Bintulu 1999 45 7 STAPS Tg. Kidurong, Bintulu – Tatau 1999 60 8 Bau – Lundu 1999 66 9 Tatau – Spg. Mukah 1999 94 10 Bau – Kota Sentosa 2000 31 11 Kota Sentosa – Sejingkat 2000 35 12 Spg. Mukah – Stapang 2000 37 13 Stapang – Sibu 2000 50 14 Kota Sentosa – Serian 2001 46 15 Trusan – Merapok 2001 64 16 Lutong – Kompleks Imigresen Sg, Tujuh 2001 42 17 Kompleks Imigresen Tadungan – Temburong 2001 65 18 Serian – Spg. Simunjan 2001 48 19 Spg. Simunjan – Spg. Pantu 2001 30 3.3.3 Ukur Aras Kelas Kedua Pada tahun 1990, JUPEM Sarawak telah memulakan pengukuran aras kelas kedua dengan laluan pertamanya dari Pulau Lakei ke Kuching. Sehingga September 2002 sebanyak 55 laluan ukur aras telah selesai diukur. Ini melibatkan sebanyak 1908 tanda aras dengan pengukuran laluan sepanjang 1899 km. Kerja-kerja pengukuran aras kelas kedua dilaksanakan bagi jalan-jalan berturap. Sekiranya terdapat jalan-jalan baru dan sesuai dikenal pasti, pengukuran akan dilaksanakan bagi menyediakan jaringan ukur aras yang menyeluruh untuk negeri Sarawak. 49 Jadual 3.4 : Senarai Laluan Ukur Aras Kelas Kedua Yang Telah Siap Diukur Sehingga September 2002 Bil. Laluan Tahun Mula Bil. TA 1 Kuching – Serian 1991 34 2 Serian – Sri Aman 1991 117 3 Sri Aman – Sarikei 1991 149 4 Sarikei – Bintagor 1991 21 5 Bintagor – Sibu 1991 7 6 Sarikei – Sibu 1992 59 7 Miri – Lambir/Spg. Niah 1993 16 8 Miri/Bintulu – Bekenu 1993 16 9 Spg. Ldg. Tiga LKTS – Spg. Niah 1993 19 10 Spg. Niah – Batu Niah 1993 10 11 Spg. Niah – Batu Teligai Suai 1993 25 12 Spb. Bekenu – Spg. Beluru 1993 13 13 Spg. Beluru – Spg. Ldg. Tiga LKTS 1993 15 14 Bandar Miri – Lambir 1993 24 15 Bintulu – Bukit Tamedak 1993 90 16 Spg. Sebauh – Sebauh – Kg. Pandan 1993 34 17 Bintulu – Miri 1993 1 18 Bintulu – Tanjung Kidurong. 1993 7 19 Miri – Kuala Baram 1996 26 20 Kuching – Sadong Jaya 1996 61 21 Kuching – Bau – Lundu 1996 72 22 Serian – Tebedu 1996 38 23 Kuching – Bako – Muara Tebas 1996 36 24 Kuching – Santubong 1996 34 25 Spg. Tg. Lobang – Kg. Bakam – Spg. Bekenu 1997 38 26 Sekitar Bandar Miri 1997 35 27 Miri – Beluru – Lapok 1998 53 28 Bandar Kuching 1998 74 29 Lundu – Sematan 1998 30 bersambung... 50 Jadual 3.4 : (sambungan) Bil. Laluan Tahun Mula Bil. TA 30 Kuching – Batu Kawa – Spg. Bau Lundu 1998 25 31 Simpang Batang Ai – Batang Ai 1998 10 32 Simpang Lubok Antu – Lubok Antu 1998 39 33 Spg. Semunjan – Pekan Simunjan 1998 54 34 Simpang Limbang – Kuala Medamit 1998 56 35 Batu Danau – Spg. Jalan Kubong/Nanga 1998 12 Mendamit 36 Kuala Lurah (Tedungan) – Batu Danau 1998 13 37 Kuala Mendamit – Spg. Jalan Kubong/Nanga 1998 20 1998 11 Mendamit 38 Spg. Jalan Kubong/Nanga Mendamit – Spg. Jln. Berawan 39 Kubong – Bandar Limbang – Temburong 1998 54 40 Bulatan Batu Niah – Spg. Seven Mile Round 1998 1 41 Bandar Limbang – Spg. Seven Mile Round – 1998 12 Spg. Pandaruan 42 Jln. Pandaruan – Temburong 1998 15 43 Kubomg – Jln. Berawan 1998 21 44 Kuching – Matang – Telaga Air 1998 44 45 Spg. Selangau/Bintulu – Bandar Mukah 1998 45 46 Spg. Mukah – Balingian 1998 32 47 Mukah/Oya – Igan 1998 49 48 Oya –Dalat 1998 17 49 Spg. Selangau – Balingian/Mukah 1998 22 50 Igan – Daro 1999 65 51 Lawas – Merapok 2001 37 52 Lawas – Punang 2001 12 53 Lawas – Trusan/Brunei 2001 27 54 Asajaya ke Simpang Feri Asajaya 2001 26 55 Simpang Seiran/Sri Aman – Pekan Gedong 2001 26 Rajah 3.4 : Kemajuan Ukuran Aras Negeri Sarawak Sehingga September 2002 51 52 3.4 Permasalahan Dalam Penubuhan Jaringan Aras di Sarawak Dalam melaksanakan pengukuran aras sama ada ukur aras jitu ataupun ukur aras kelas kedua terdapat beberapa masalah yang sering dihadapi. Masalah seperti kemusnahan tanda aras dan pengukuran melintasi sungai yang lebar menyebabkan proses pengukuran terganggu dan tergendala. Ketiadaan tutupan gelong juga menyukarkan proses pelarasan dan semakan. Penggunaan datum yang berbeza juga memberikan lebih daripada satu nilai ketinggian untuk satu tanda aras. 3.4.1 Kemusnahan Tanda Aras Jaringan ukur aras yang dibentuk adalah mengikut rangkaian jalanraya utama Sarawak. Kebanyakan daripada rangkaian jalanraya utama telah dan sedang dinaik taraf akibat daripada pembangunan yang pesat. Oleh itu, pembangunan ini akan menyebabkan kemusnahan tanda aras. Kesan pembesaran jalan juga menyumbang kepada kemusnahan tanda-tanda aras walaupun kes ini adalah kecil. Contohnya, 16 tanda aras di laluan Simpang Belaru – Balong yang dibina pada tahun 1998 didapati telah musnah. Pengukuran semula terpaksa dijalankan oleh pihak JUPEM bagi laluan tersebut. Perancangan kedudukan tanda aras perlu dilaksanakan dengan teliti bagi melihat kesesuaian dan keselamatan tanda aras untuk setiap laluan. Oleh itu, sebelum proses pengukuran aras dijalankan, pihak JUPEM akan menghantar surat kepada Jabatan Tanah dan Survei, Pejabat Residen Bahagian, Jabatan Kerja raya, Jabatan Parit dan Saliran, Lembaga Letrik Sarawak dan lain-lain agensi yang berkaitan dengan pembangunan infrastruktur bagi mendapatkan maklum balas daripada jabatan-jabatan berkenaan mengenai perancangan pembangunan. Dengan ini perancangan perletakan tanda aras akan lebih strategik dan selamat daripada kemusnahan akibat pembangunan. 53 3.4.2 Pengukuran Merentasi Sungai Lebar Berpandukan prosedur yang telah ditetapkan dalam ukur aras jitu, jarak antara kedudukan staf dan alat mestilah tidak melebihi 35m dan perbezaan jarak pandangan hadapan dan belakang mestilah tidak melebihi 0.6m. Mengikut prosedur ukur aras kelas kedua pula jarak antara kedudukan staf dan alat mestilah tidak melebihi 70m dan perbezaan jarak pandangan hadapan dan belakang mestilah tidak melebihi 0.6m. Apabila pengukuran merentasi sungai, prosedur ini tidak dapat dipenuhi. Jika laluan aras berdepan dengan sungai yang lebar dan tiada kemudahan jambatan maka pengukuran tidak dapat dilaksanakan. Beberapa batang sungai yang menghalang proses pengukuran aras di laluan utama di Sarawak ditunjukkan oleh Jadual 3.5. Jadual 3.5 : Sungai-sungai Yang Menghalang Kerja Pengukuran Aras Bil Nama Sungai Laluan Anggaran Lebar 1 Batang Kayan Semantan-Lundu-Bau 300 m 2 Batang Rajang Sarikei – Sibu 1500 m 3 Batang Baram Miri – Kuala Baram 1000 m 4 Batang Mukah Selangan-Bandar Mukah 300 m 5 Batang Oya Mukah – Oya – Igan 400 m 6 Batang Igan Mukah – Oya – Igan 1200 m Beberapa kaedah mungkin boleh digunakan dalam mengatasi masalah pengukuran merentasi sungai. Kaedah ukur aras reciprocal dapat digunakan bagi kelebaran sungai yang membolehkan pembacaan staf dilakukan. Bagi sungai-sungai yang lebih lebar, kaedah ukur aras trigonometri dan ukur aras GPS boleh digunakan. Kaedah ukur aras GPS boleh digunakan dengan prosedur cerapan tertentu. Dalam Seksyen 5.5, kajian simulasi pemindahan aras dengan teknik GPS dijalankan bagi garis dasar 0.5km, 1.0km dan 1.5km. 54 3.4.3 Ketiadaan Tutupan Gelong Disebabkan faktor muka bumi dan kawasan yang luas, jaringan ukur aras Sarawak adalah memanjang mengikut rangkaian jalanraya utama maka tiada gelong yang terbentuk dalam jaringan ini. Oleh itu, semakan gelong tidak dapat dilaksanakan. Bagi mengatasi masalah ini, prosedur pengukuran telah ditetapkan dengan menggunakan kaedah BFFB pergi dan balik untuk setiap seksyen. Hasil pengukuran aras jitu akan dibandingkan dengan hasil pengukuran aras kelas kedua sebagai semakan. Ini bertujuan untuk mengelakkan wujudnya selisih kasar dalam pengukuran aras. 3.4.4 Penggunaan Datum Yang Berbeza Banyak masalah wujud akibat daripada penggunaan tiga datum yang berbeza iaitu datum Original, Pulau Lakei dan Bintulu. Semakan ketinggian tidak dapat dilaksanakan apabila tutupan dilakukan pada datum yang berbeza. Ini akan menyukarkan kerja-kerja pengukuran aras. Tambahan pula, ketiga-tiga datum ini tidak mempunyai hubungan relatif yang sahih. Oleh itu, satu datum pugak perlu diwujudkan bagi menyelaraskan semua ketinggian tanda aras di seluruh Sarawak. Berpandukan bentuk negeri Sarawak yang memanjang, aras laut min di STAPS Tanjung Kidurung, Bintulu paling sesuai dijadikan datum pugak. Ini dapat mengurangkan perambatan selisih berbanding dengan penetapan aras laut min di STAPS Sejingkat atau STAPS Miri. 3.5 Kesimpulan Sehingga September 2002 sebanyak 19 laluan ukur aras jitu dan 55 laluan ukur aras kelas kedua telah disiapkan oleh JUPEM cawangan Sarawak. Proses pengukuran memakan masa yang lama kerana permukaan topografi dan kemudahan jalanraya yang agak sukar di Sarawak. Kewujudan sungai yang lebar menyulitkan lagi proses pengukuran aras. Kewujudan tiga datum di Sarawak menimbulkan masalah dalam jaringan pugak Sarawak. Ini menyebabkan terdapatnya tanda aras 55 yang mempunyai nilai aras lebih dari satu nilai. Tambahan pula bentuk jaringan aras yang memanjang menyebabkan jaringan ini tiada tutupan. Ini menyukarkan lagi proses pelarasan dan pengesanan selisih dalam jaringan. Analisa statistik data ukur aras jitu dijalankan dalam bab seterusnya bagi melihat kualiti data. Perbandingan ukur aras baru dan lama serta ukur aras kelas kedua dilaksanakan bagi mengesan selisih kasar dalam jaringan. Seterusnya prapelarasan jaringan dilaksanakan bagi melihat kesan kewujudan selisih dalam jaringan. BAB 4 UJIAN STATISTIK DATA DAN PRA-PELARASAN JARINGAN UKUR ARAS JITU NEGERI SARAWAK 4.1 Pengenalan Dalam kajian ini, data ukur aras jitu disediakan oleh Seksyen Geodesi, Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia cawangan Sarawak. Sehingga September 2002 sebanyak 19 laluan ukur aras jitu telah disiapkan. Hanya 14 laluan ukur aras sahaja yang digunakan dalam kajian ini yang terbahagi kepada dua kawasan iaitu kawasan Miri-Sibu dan kawasan Kuching. Lima laluan ukur aras tidak digunakan kerana tidak mempunyai hubungan dengan laluan ukur aras yang lain. Terdapat lapan laluan ukur aras bagi kawasan Miri-Sibu dan bagi kawasan Kuching pula terdapat enam laluan ukur aras. Kerja-kerja pengukuran ukur aras jitu dilaksanakan oleh Seksyen Geodesi sejak tahun 1998 dan dijangka siap sepenuhnya pada akhir tahun 2003. Jaringan ukur aras jitu ini mengikut laluan jalanraya utama di Sarawak. Ini bagi memudahkan lagi kerja-kerja pengukuran dijalankan. Bab ini secara khususnya memberikan penekanan terhadap ujian statistik data bagi melihat kerawakan dan kenormalan data serta kualiti data. Nilai beza tinggi ukur aras jitu ini juga dibandingkan dengan nilai beza tinggi ukuran lama (bagi tanda aras lama, BM) dan kelas kedua bagi mengesan selisih kasar. Selisih kasar hanya dapat dikesan dengan perbandingan ini kerana jaringan ukur aras jitu Sarawak tidak mempunyai tutupan gelung. 57 4.2 Penurunan data Pengukuran ukur aras jitu dijalankan secara automasi. Pembukuan pengukuran dilakukan secara elektronik dan kesilapan pembukuan dapat dielakkan. Oleh itu, data ukur aras disimpan di dalam media storan yang terdapat di dalam alat aras digital. Data mentah ini dimuat-turunkan ke dalam komputer. Setiap data mentah dibuat salinan ke dalam disket. Perisian Delta 1.2 digunakan dalam pemprosesan data mentah di mana ia ditukar format dan diubahsuai jika terdapat sebarang kesilapan. Beza tinggi juga dihitung menggunakan perisian ini. Hasil akhir daripada perisian ini adalah beza tinggi antara tanda aras dalam fail format Levnet. Sebenarnya modul Levnet juga terdapat di dalam perisian Delta tetapi ia mempunyai had dalam memproses bilangan data yang banyak. Oleh itu, untuk tujuan pelarasan, perisian Delfy for Windows 1.02 digunakan. Rajah 4.1 : Carta Alir Penurunan Data dan Penukaran Format 58 4.3 Penentusahan Data Selepas data dimuat-turunkan dan diproses menggunakan perisian Delta, fail kiraan (*.cal) akan dihasilkan. Semakan bacaan dilakukan dengan kriteria berikut; S1 – S2 > 0.5 mm (4.1) di mana S1,S2 = bacaan pertama dan kedua Oleh kerana kaedah pengukuran ukur aras BFFB digunakan maka setiap dirisiap alat terdapat dua set bacaan. Perbezaan antara set bacaan pandangan hadapan dan belakang juga ditunjukkan. Sekiranya perbezaan melebihi 0.2mm, tanda ‘***’ ditunjukkan (rujuk Rajah 4.2). Kemudian kesamaan jarak pandangan hadapan dan belakang (DF & DB) di mana kriteria penolakan digunakan seperti berikut: DF – DB > 1 m (4.2) Apabila kedua-dua semakan di atas telah dijalankan, semakan nombor tanda aras dibuat bagi memastikan tiada kesilapan penomboran berlaku semasa pengukuran. Seterusnya, semakan tikaian setiap seksyen dilaksanakan. Beza pergibalik dihitung dan sekiranya nilai melebihi 3mm km , pengukuran semula akan dijalankan. Ini adalah kriteria yang digunakan JUPEM dalam penolakan data ukur aras jitu. Oleh itu, hanya data yang memenuhi spesifikasi di atas sahaja diterima pakai untuk pelarasan. 59 Rajah 4.2 : Sebahagian fail kiraan bagi laluan Niah-Sebauh 60 4.4 Pengubahsuaian dan Penukaran Format Rajah 4.3 : Sebahagian Fail Format Levnet bagi laluan Miri-Bekenu Sebelum Pengubahsuaian Daripada perisian Delta, beza tinggi diberikan dalam fail format Levnet. Oleh itu, penukaran format perlu dilaksanakan kerana pelarasan dilakukan dengan menggunakan perisian Delfy for Windows. Dengan menggunakan perisian Fortran PowerStation 4.0, penukar format Levnet (*.lev) ke Delfy (*.obs) dibangunkan. Ini bagi memudahkan proses penukaran format kerana ia melibatkan bilangan data yang banyak bagi setiap laluan ukur aras. Sekiranya pengubahsuaian data perlu dilakukan, ia dibuat dalam fail format Levnet kerana penentusahan data dilakukan pada fail ini. Ini akan memudahkan pengubahsuaian dan pengurusan data. Setelah ditentusahkan dan diubahsuai, barulah fail format Levnet ditukarkan ke fail format Delfy. 61 Rajah 4.4 : Sebahagian Fail Format Levnet bagi laluan Miri-Bekenu Selepas Pengubahsuaian Rajah 4.5 : Sebahagian Fail Format Delfy bagi laluan Miri-Bekenu 62 4.5 Perbandingan Beza Tinggi Jaringan ukur aras Sarawak tidak mempunyai sebarang gelong yang membolehkan tikaian tutupan diperolehi. Prosedur pengukuran perlu dipatuhi bagi mendapatkan hasil pengukuran yang berkualiti dan bagi mengelakkan wujudnya sebarang selisih. Perbandingan beza tinggi dibuat antara nilai ukur aras jitu lama dan baru. Ini bertujuan untuk mengesan selisih kasar yang terdapat dalam ukur aras. Hanya tanda aras lama (BM) yang mempunyai nilai aras lama. Oleh itu, perbandingan hanya dibuat bagi tanda aras lama. Seterusnya jika terdapat sebarang perbezaan yang ketara antara nilai lama dan baru, perbandingan dibuat pula dengan ukuran kelas kedua. Ini bertujuan mengesan seksyen yang mempunyai selisih kasar ataupun disebabkan oleh anjakan tanda aras. Bagi melaksanakan perbandingan beza tinggi, pelarasan awal jaringan ukur aras jitu dijalankan untuk mendapat nilai ketinggian tanda aras. Bagi kawasan MiriSibu, satu datum telah ditetapkan iaitu datum Pulau Lakei pada FBM 1640. Tanda aras ini adalah tanda aras yang berhampiran dengan STAPS Tanjung Kidurung, Bintulu. Oleh itu, semua nilai ketinggian dirujuk pada satu datum sahaja. Begitu juga dengan kawasan Kuching, satu datum digunakan bagi mendapatkan ketinggian tanda aras iaitu TA 1258 yang mempunyai ketinggian yang dirujuk pada datum Pulau Lakei. Beza tinggi diperolehi daripada perbezaan ketinggian antara tanda aras. Bagi nilai ketinggian lama tanda aras BM, ia merujuk kepada tiga datum. Dalam mendapatkan beza tinggi daripada ketinggian lama, terdapat tiga beza tinggi yang diperolehi daripada perbezaan ketinggian yang berlainan datum. Bagi kawasan Miri-Sibu, sebanyak 77 beza tinggi tanda aras lama dibandingkan (rujuk Lampiran A). Terdapat tujuh beza tinggi yang mempunyai perbezaan lebih dari 5cm dengan nilai lama (Jadual 4.1). Perbezaan tinggi yang paling besar adalah antara BM 1062 – BM 1057 iaitu 1.419m. Kemungkinan besar dalam ukur aras jitu antara tanda aras tersebut terdapat selisih kasar. Begitu juga dengan beza tinggi BM 1057 – BM 1050, berkemungkinan terdapat selisih kasar. Perbezaan beza tinggi antara FBM 970 – BM 961 dan BM 961 – BM 838 mempunyai nilai yang hampir sama dengan arah magnitud yang berbeza. Ini menunjukkan kemungkinan BM 961 adalah berganjak. Perbezaan sebanyak 0.164m 63 bagi BM 808 – BM 1062 adalah disebabkan oleh perbezaan datum iaitu antara datum Original dan Bintulu. Bagi BM 831 – BM 1478 dan BM 831 – FBM986 juga disebabkan oleh perbezaan datum iaitu antara datum Bintulu dan Pulau Lakei. Jadual 4.1 : Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu Lama dan Baru Yang Melebihi 5cm bagi Kawasan Miri-Sibu Tanda Aras Beza Tinggi, ∆H (m) Lama Baru Beza ∆H (m) Lama – Baru Dari Ke BM 808 BM 1062 -23.7657 -23.6020 -0.1636 BM 1062 BM 1057 4.3268 5.7461 -1.4193 BM 1057 BM 1050 -2.2701 -1.7223 -0.5477 FBM 970 BM 961 -25.9207 -26.5800 0.6592 BM 961 BM 838 10.7776 11.4421 -0.6644 BM 831 BM 1478 2.1220 2.0477 0.0743 BM 831 FBM 986 0.6123 0.5204 0.0919 Bagi mengesahkan kemungkinan terdapat selisih kasar dalam beza tinggi BM.1062 – BM 1057 dan BM 1057 – BM 1050, perbandingan dengan ukuran kelas kedua dilaksanakan. Merujuk Rajah 4.6, perbezaan beza tinggi TA 40046 – TA.40047, mengesahkan terdapat selisih kasar dalam beza tinggi BM 1062 – BM 1057. Perbezaan beza tinggi bagi TA 40051 – TA 40052 dan TA 40052 – TA 40053 menunjukkan tanda aras TA 40052 berganjak sebanyak 0.42m. Bagi beza tinggi BM 1057 – BM 1050, selisih kasar juga terbukti wujud. Selisih kasar sebanyak 0.55m ini disebabkan oleh beza tinggi TA 40060 – TA 40061. Berdasarkan perbezaan beza tinggi TA 40054 – TA 40055 dan TA 40055 – TA 40056 didapati tanda aras TA40055 juga berganjak iaitu sebanyak 0.15m. 64 0 BM 1 062 TA 4 0045 TA 4 0046 TA 4 0047 TA 4 0048 TA 4 0049 TA 4 0050 TA 4 0051 TA 4 0052 BM 1 057 TA 4 0053 TA 4 0054 TA 4 0055 TA 4 0056 TA 4 0057 TA 4 0058 TA 4 0059 TA 4 0060 TA 4 0061 TA 4 0062 BM 1 050 Perbezaan Beza Tinggi (m) 0.3 -0.3 -0.6 -0.9 -1.2 -1.5 Rajah 4.6 : Perbandingan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Kelas Kedua Bagi BM 1062 – BM 1057 – BM 1050 0.8 0.4 0.2 0 FBM 970 TAP 1 541 TA 1 540 TA 1 539 TA 1 538 TA 1 537 TA 1 536 TA 1 535 TA 1 534 TA 1 533 TA 1 532 TA 1 531 TA 1 530 TA 1 529 TA 1 528 BM 9 61 TAP 1 527 TA 1 526 TA 1 525 TA 1 524 TA 1 523 TA 1 522 BM 8 38 Perbezaan Beza Tinggi (m) 0.6 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 Rajah 4.7 : Perbandingan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Kelas Kedua Bagi FBM 970 – BM 961 – BM 838 Perbezaan beza tinggi antara TA 1528 – BM 961 adalah 0.72m manakala BM 961 – TAP 1527 adalah –0.72m. Ini menunjukkan perbezaan yang seimbang dan mengesahkan BM 961 adalah berganjak (Rajah 4.7) 65 Jadual 4.2 : Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu Lama dan Baru bagi Kawasan Kuching Tanda Aras Beza Tinggi, ∆H (m) Beza ∆H (m) Lama – Baru Dari Ke Lama Baru BM 1284 BM 1275 2.8798 5.92135 -3.0415 BM 608 BM 606 3.9469 -0.84607 4.7929 BM 606 BM 705 8.6432 13.48228 -4.8390 Sebanyak 30 beza tinggi telah dibandingkan antara ukur aras jitu lama dan baru bagi kawasan Kuching (rujuk Lampiran B). Kawasan ini tidak mempunyai masalah datum kerana hanya satu datum yang digunakan iaitu Pulau Lakei. Hanya terdapat tiga beza tinggi yang menunjukkan perbezaan yang ketara (Jadual 4.2). Dapat dinyatakan, beza tinggi antara BM 1284 – BM 1275 mungkin terdapat selisih kasar dan BM 606 berkemungkinan berganjak tetapi nilai anjakannya terlalu besar. Rajah 4.8 : Kedudukan BM 606 Dalam Laluan Ukur Aras Dari BM 608 – BM 705 Perbandingan beza tinggi pula dibuat dengan ukuran kelas kedua dan sebenarnya BM 606 tidak boleh dikatakan berganjak. Ini adalah disebabkan oleh tanda aras BM.606 tidak berada dalam laluan utama ukur aras dan hanya dihubungkan dari TA.90006 (Rajah 4.8). Oleh itu, cerapan beza tinggi TA 90006 – BM 606 berkemungkinan mempunyai selisih kasar. Perbezaan beza tinggi bagi TA 90006 – BM.606 antara ukuran aras jitu dan ukuran kelas kedua menunjukkan perbezaan sebanyak 4.79m. Maka cerapan beza tinggi ini boleh dibuang dan tidak dimasukkan di dalam pelarasan. 66 10 BM 12 7 5 TA 1 13 5 TA 1 13 6 TA 1 13 7 TA 1 13 9 TA 1 14 0 TA 1 14 1 TA 1 14 2 TA 1 20 7 TA 1 14 3 TA 1 14 4 TA 1 14 5 TA 1 20 8 TA 1 14 7 TA 1 14 8 -5 TA 1 14 9 0 BM 12 8 4 Perbezaan Beza Tinggi (m) 5 -10 -15 -20 Rajah 4.9 : Perbandingan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Kelas Kedua Bagi BM 1284 – BM 1275 Merujuk Rajah 4.9, perbezaan beza tinggi TA 1147 – TA 1208 dan TA 1208 – TA 1145, mungkin disebabkan oleh TA 1208 telah berganjak tetapi nilai anjakannya terlalu besar iaitu 4.35m. Selisih kasar wujud dalam beza tinggi dari TA 1145 hingga TA 1141, kemungkinan wujudnya kesilapan tanda +ve dan –ve pada data tersebut. Ini kerana beza tinggi bagi TA 1207 – TA 1142 bagi kelas kedua ialah 8.786m manakala ukur aras jitu pula adalah -8.784m. Hasil jumlah perbezaan beza tinggi dari TA 1143 hingga TA 1141 hanya 6mm. Oleh itu, ia juga berkemungkinan disebabkan oleh kesilapan penomboran bagi TA 1142 dan TA 1207. 67 4.6 Analisa Statistik Dalam kajian ini hanya 14 laluan ukur aras digunakan yang melibatkan kawasan Miri-Sibu dan Kuching. Analisa dijalankan mengikut setiap laluan dan kawasan. Beza pergi-balik merupakan nilai penting dalam analisa ini dan melibatkan hasil yang dipaparkan berdasarkan kawasan, laluan, beza tinggi, bilangan seksyen, jarak antara tanda aras dan jarak laluan aras. Analisa yang dibuat adalah berpandukan analisa yang dijalankan oleh Azhari (2003) dalam kajian data aras bagi Semenanjung Malaysia. Jadual 4.3 : Senarai Laluan Ukur Aras Yang Digunakan Laluan Tahun Mula Bil. TA L1 Miri – Lutong – Spg. Bekenu 1998 73 L2 Spg. Bekenu – Spg. Niah 1998 56 L3 Spg. Niah – Spg. Sebauh 1999 98 L4 Spg. Sebauh – STAPS Tg. Kidurong, Bintulu 1999 45 L5 STAPS Tg. Kidurong, Bintulu – Tatau 1999 60 L6 Tatau – Spg. Mukah 1999 94 L7 Spg. Mukah – Stapang 2000 37 L8 Stapang – Sibu 2000 50 L11 Kota Sentosa – Sejingkat 2000 35 L12 Kota Sentosa – Serian 2001 46 L13 Serian – Spg. Simunjan 2001 48 L14 Spg. Simunjan – Spg. Pantu 2001 30 L15 Bau – Kota Sentosa 2000 31 L16 Lundu – Bau 1999 66 Dalam seksyen 4.3, semua data yang mempunyai beza pergi-balik melebihi 3mm√km telah dibuang. Oleh itu, data yang digunakan hanyalah data yang menepati kriteria tersebut. Ujian kenormalan (normality) dan kerawakan dijalankan bagi mengkaji bentuk taburan beza pergi-balik. Analisa ini boleh memberikan beberapa petunjuk dan bukti kewujudan sebarang kecenderungan mempunyai selisih sistematik dalam laluan ukur aras. Rajah 4.10 : Laluan Ukur Aras yang Digunakan dalam Analisa Statistik 68 69 Jadual 4.4 : Karakter Data Yang Digunakan Dalam Analisa Statistik Bilangan Laluan Ukur Aras Kuching Miri - Sibu 6 8 Jarak - Purata 0.97 0.91 (mm) - Minimum 0.04 0.01 - Maksimum 3.18 2.07 Beza Tinggi - Purata 5.61505 6.53875 (m) - Minimum 0.00107 0.02695 - Maksimum 68.37934 62.96753 0.69 0.08 Beza Pergi Balik - Purata (mm) - Minimum -3.25 -2.94 - Maksimum 3.10 3.10 - Purata 43 65 - Minimum 29 36 - Maksimum 64 98 Bilangan Seksyen 4.6.1 Ujian Kenormalan Ujian kenormalan dijalankan bagi melihat kesimetrian taburan data dan tahap kecondongannya. Ini bertujuan untuk memastikan data bertaburan secara normal. Jika terdapat selisih sistematik, ia dapat dikesan dengan melihat bentuk taburan. Dalam kajian ini tiga ujian digunakan bagi melihat kenormalan data iaitu ujian kecondongan (skewness), ujian kurtosis dan ujian Khi kuasa dua, χ2. Ujian tersebut dibahagikan kepada dua kumpulan iaitu kawasan Miri-Sibu dan Kuching. Ujian kecondongan menunjukkan kesimetrian taburan dari min atau darjah kecondongan taburan. Taburan dikatakan condong jika salah satu hujung lebih panjang dari yang satu lagi. Satu taburan boleh mempunyai nilai kecondongan positif atau negatif. Kecondongan positif bermakna ia mempunyai hujung yang panjang dalam arah positif manakala kecondongan negatif ia mempunyai hujung yang panjang dalam arah negatif. Bagi taburan yang simetri iaitu tiada kecondongan, nilai 70 kecondongannya adalah sifar. Jika nilai kecondongan positif maka data disebelah positif kurang jitu berbanding sebelah negatif dan sebaliknya jika kecondongan negatif. Kecondongan dihitung dengan rumus berikut (Clark & Hosking, 1986): n ∑ (x 1 Kecondongan = n i =1 i − µ) 3 (4.3) σ3 Rajah 4.11 : Bentuk Lengkung Bagi Kecondongan dan Kurtosis Ujian kurtosis pula bertujuan untuk melihat kepuncakkan dan kerataan taburan. Taburan yang mempunyai puncak yang melebihi taburan normal dipanggil leptokurtic dan yang mempunyai lengkung yang rata pula dipanggil platykurtic. Taburan yang mempunyai lengkung yang sama seperti taburan normal dikenali sebagai mesokurtic. Hitungan kurtosis diberikan seperti berikut (Clark & Hosking, 1986): n 1 Kurtosis = n ∑ (x i =1 i − µ) 4 σ4 −3 (4.4) Sekiranya nilai kurtosis positif, taburan tersebut mempunyai puncak yang tinggi. Jika negatif pula ia menunjukkan taburan adalah rata. Puncak yang tinggi mengambarkan kejituan data yang tinggi dan sebaliknya bagi taburan yang rata. 71 Jadual 4.5 : Hasil Hitungan Nilai Kecondongan dan Kurtosis Kawasan Ukur Aras Kecondongan Kurtosis Miri - Sibu 0.132 1.520 Kuching 0.034 -0.363 Jadual 4.5 menunjukkan data kedua-dua kawasan mempunyai nilai kecondongan positif. Bagi kawasan Miri-Sibu, nilai kecondonganya lebih besar berbanding kawasan Kuching. Oleh itu, taburan data kawasan Miri-Sibu mempunyai hujung yang lebih panjang ke arah kanan (rujuk Rajah 4.12 dan 4.13). Ini menggambarkan taburan di sebelah kanan kurang jitu berbanding di sebelah kiri. Nilai kurtosis bagi data kawasan Miri-Sibu agak besar iaitu 1.520. Ini menunjukkan bahawa taburan tersebut mempunyai puncak yang tinggi. Data kawasan Kuching pula, memberikan nilai kurtosis yang negatif dan bentuk taburan yang agak rata. Oleh itu, data kawasan Miri-Sibu adalah lebih jitu berbanding kawasan Kuching. 200 180 Taburan Normal 160 Kekerapan 140 120 100 80 60 40 20 3.503 2.724 1.946 1.167 0.388 -0.391 -1.169 -1.948 -2.727 -3.506 0 Beza Pergi Balik Piawai Rajah 4.12 : Histogram Beza Pergi-Balik Piawai bagi Kawasan Miri-Sibu 72 100 90 Taburan Normal 80 Kekerapan 70 60 50 40 30 20 10 3.534 2.771 2.007 1.244 0.481 -0.282 -1.045 -1.809 -2.572 -3.335 0 Beza Pergi Balik Piawai Rajah 4.13 : Histogram Beza Pergi-Balik Piawai bagi Kawasan Kuching Ujian seterusnya adalah ujian Khi kuasa dua. Ujian ini digunakan bagi menguji kesamaan fungsi ketumpatan taburan bagi sampel data. Persamaan matematik taburan kebarangkalian bagi pembolehubah normal bergantung kepada min, µ dan sisihan piawai, σ. Lengkung normal dapat ditentukan jika min dan sisihan piawai diketahui. Oleh itu, dua sampel data akan menghasilkan lengkung normal yang berlainan. Bagi melakukan ujian Khi kuasa dua, langkah-langkah berikut diikut (Abdul Wahid & Halim, 1997; Choi, 1978; Clark & Hosking, 1986; Harvey, 1994; Azhari,2003) : i. Setiap kumpulan data beza pergi-balik dibahagikan kepada m kelas pada sela yang tetap. Sela yang dipilih hendaklah sesuai, jika tidak akan terdapat kelas yang tiada nilai kekerapan. Dalam kajian ini, sepuluh kelas digunakan dengan sela bergantung kepada taburan data. ii. Seterusnya, dua parameter perlu dihitung daripada data beza pergi-balik iaitu min, µ dan sisihan piawai, σ. 73 iii. Setiap pasangan µ dan σ mempunyai lengkungnya yang tersendiri. Oleh itu, data perlu dipiawaikan dengan menukarkan beza pergi-balik, xi kepada beza pergi-balik piawai (standardised height discrepancies), Ζ. Ini menjadikan taburan normal mempunyai min sifar (µ = 0) dan sisihan piawai bersamaan dengan satu (σ = 1). Beza pergi-balik dipiawaikan dengan menggunakan persamaan di bawah: Z= xi − µ σ (4.5) iv. Kemudian, kekerapan dicerap, oi ditentukan bagi setiap kelas. v. Dengan menggunakan sifir taburan normal, fungsi ketumpatan normal, F(Z) daripada setiap nilai had atas dan had bawah. Perbezaan antara F(Z) had atas dan bawah setiap sela memberikan nilai kebarangkalian, pi. Selepas itu, kekerapan normal, ei boleh dihitung; ei = n.pi vi. (4.6) Nilai Khi Kuasa Dua, χ2 dihitung dengan menggunakan rumus berikut: m χ' 2 = ∑ i =1 (o i − e i ) 2 ei (4.7) dengan darjah kebebasan, v v =m–k–1 (4.8) di mana m = bilangan kelas k = parameter yang dihitung (2 parameter, µ dan σ ) oleh itu, v =m–3 (4.9) 74 vii. Akhir sekali, χ ' 2 dihitung dan dibandingkan dengan nilai kritikal taburan χ2 pada tahap keertian, α yang dipilih dengan darjah kebebasan yang dihitung. Nilai kritikal ini didapati dari sifir taburan Khi kuasa dua pada tahap keertian 5% dengan darjah kebebasan, m-3. Sekiranya χ ' 2 < χ 2 , maka hipotesis taburan beza pergi-balik adalah normal diterima. Oleh itu, kriteria penolakan; [ ≥ [χ ρ = 95, v = 7] ] χ' 2 ≥ χ 2 ρ = 1 − α, v = m − 3 2 ≥ 14.07 Hasil ujian χ2 bagi kenormalan data beza pergi-balik ditunjukkan dalam Jadual 4.6 dan 4.7. Kedua-dua set data tidak lulus ujian χ2. Nilai χ2 bagi kawasan Miri-Sibu adalah 41.60 dan 19.18 bagi kawasan Kuching. Oleh itu, kedua-dua set data beza pergi-balik tidak bertaburan secara normal. Maka ujian kerawakan dilaksanakan bagi mengesan ketidaknormalan terhadap data. Jadual 4.6 : Ujian Khi Kuasa Dua Beza Pergi-Balik bagi Kawasan Miri-Sibu Had Atas Had Bawah Kekerapan (mm) (mm) Dicerap, oi Peratus Kekerapan Kemungkinan Normal, ei (oi – ei)2 / ei -3.895 -3.116 1 0.09 0.450 0.673274 -3.116 -2.338 9 0.88 4.562 4.318701 -2.338 -1.559 21 4.98 25.855 0.911553 -1.559 -0.780 59 15.82 82.086 6.492738 -0.780 -0.001 178 28.18 146.258 6.888901 -0.001 0.777 149 28.21 146.396 0.046304 0.777 1.556 72 15.86 82.319 1.293627 1.556 2.335 18 5.01 25.977 2.449823 2.335 3.114 9 0.88 4.592 4.231516 3.114 3.893 3 0.09 0.454 14.294926 Jumlah 100 519 41.601361 75 Jadual 4.7 : Ujian Khi Kuasa Dua Beza Pergi-Balik bagi Kawasan Kuching Had Atas Had Bawah Kekerapan (mm) (mm) Dicerap, oi Peratus Kekerapan Kemungkinan Normal, ei (oi – ei)2 / ei -3.617 -2.889 0 0.18 0.461 0.461087 -2.885 -2.162 1 1.34 3.463 1.751492 -2.154 -1.435 21 6.03 15.628 1.846938 -1.423 -0.708 30 16.39 42.447 3.649901 -0.692 0.019 75 26.82 69.466 0.440906 0.039 0.747 68 26.46 68.535 0.004179 0.771 1.474 39 15.74 40.763 0.076268 1.502 2.201 25 5.64 14.607 7.394049 2.233 2.928 0 1.22 3.150 3.150083 2.964 3.655 0 0.16 0.408 0.408207 100 259 19.183110 Jumlah 4.6.2 Ujian Kerawakan Dalam kajian ini dua kaedah yang digunakan bagi menguji kerawakan data iaitu ujian larian (run test) dan ujian kecenderungan (trend test). Kedua-dua ujian ini dilaksanakan berdasarkan laluan. Oleh itu, setiap laluan mempunyai nilai ujiannya yang tersendiri. Dari ujian ini, laluan yang menyebabkan ketidaknormalan terhadap data dapat dikenalpasti. Ujian larian mengambil kira tanda +ve atau -ve iaitu bilangan nilai positif dan negatif daripada purata dan kumpulan mengikut tanda. Secara rajah, tanda itu diberi mengikut turutan. + + + + – – – – – + ++ – – – + + + + – – – – + + + + + + + + Satu larian adalah satu kumpulan tanda, pertama adalah larian bagi empat ‘+’, berikutnya larian bagi lima ‘-’, seterusnya larian bagi tiga ‘+’, kemudian larian bagi tiga ‘-’, dan akhirnya larian bagi lapan ‘+’. Oleh itu, bilangan larian, a adalah tujuh. 76 Dengan kaedah ini, nilai beza pergi-balik digunakan bagi menilai kerawakan data ukur aras. Setiap laluan ukur aras, ujian dilaksanakan seperti berikut: i. Nilai beza pergi-balik bagi setiap seksyen disusun mengikut turutan sepanjang laluan ukur aras. ii. Hitung nilai purata pergi-balik iii. n1 adalah bilangan beza pergi-balik yang lebih besar daripada purata. Bilangan beza pergi-balik yang lebih kecil pula dikenali dengan n2. Sekiranya beza pergi-balik sama dengan purata, ia diabaikan. iv. Seterusnya, bilangan larian, a yang mengikut kumpulan +ve atau -ve sepanjang laluan aras. v. Nilai Z dihitung dengan rumus di bawah (Harvey, 1994): Z= vi. (a − 1)(n 1 + n 2 ) − 2(n 1 n 2 ) 2n 1 n 2 (2n 1 n 2 − n 1 − n 2 ) (n 1 + n 2 − 1) (4.10) Ho adalah hipotesis nol cerapan adalah bertaburan secara rawak ditolak jika; | Z | > Zα/2 di mana Zα/2 adalah pembolehubah normal piawai pada tahap keertian α/2. Jika | Z | < Zα/2; cerapan boleh dianggap bertaburan secara rawak. Setiap laluan ukur aras diuji pada tahap keertian 5% dan nilai kritikal yang digunakan adalah ±1.96. Hasil ujian ditunjukkan dalam Jadual 4.8. Terdapat tiga laluan yang mempunyai bilangan n1 dan n2 yang sama iaitu L2, L5 dan L11. Lainlain laluan boleh dikatakan mempunyai bilangan n1 dan n2 yang hampir seimbang 77 kerana perbezaannya yang tidak ketara. Hanya terdapat satu laluan yang melebihi nilai kritikal iaitu laluan L1. Laluan ini merupakan laluan pertama pengukuran aras jitu yang dilaksanakan di Sarawak. Oleh itu, hasil yang diperolehi tidak konsisten kerana jurukur masih belum mahir menggunakan alat aras digital. Hasil ujian menunjukkan kesemua laluan bertaburan secara rawak kecuali laluan L1. Jadual 4.8 : Hasil Ujian Larian Laluan n Purata n1 n2 a Z L1 82 0.33207 42 40 32 -2.21831 L2 56 -0.00250 28 28 29 0.00000 L3 98 0.02112 52 46 57 1.46441 L4 44 0.17568 23 21 21 -0.59756 L5 58 0.05690 29 29 28 -0.52989 L6 95 0.06958 51 44 46 -0.46509 L7 36 -0.21333 20 16 17 -0.60898 L8 50 0.05820 27 23 24 -0.52928 L11 34 0.99941 17 17 15 -1.04495 L12 54 0.39000 25 29 24 -1.06433 L13 48 0.31521 23 25 21 -1.15708 L14 30 0.58900 14 16 16 0.02489 L15 29 0.86069 14 15 15 -0.18281 L16 64 1.02375 31 33 37 1.01692 Ujian kerawakan kedua yang digunakan adalah ujian kecenderungan. Ia bertujuan melihat kerawakan dalam purata perubahan nilai beza pergi-balik sepanjang laluan ukur aras. Ia melibatkan perjumlahan kuasa dua perbezaan antara beza pergi-balik (rujuk persamaan 4.11). 78 Ujian kecenderungan dilaksanakan bagi setiap laluan ukur aras. Langkahlangkah berikut dituruti; i. Pertama, nilai ∂2 dihitung dengan rumus berikut: ∂2 = 1 n −1 ∑ (x i +1 − x i ) 2 n − 1 i =1 (4.11) di mana xi = beza pergi-balik ke i n = bilangan beza pergi-balik ii. Kemudian, sisihan piawai, σ bagi beza pergi-balik dihitung. iii. Berikutnya, nilai statistik U dihitung dengan rumus di bawah; ∂2 2σ 2 n−2 n 2 −1 1− U= iv. (4.12) Seterusnya, nilai statistik U dibandingkan dengan nilai pembolehubah normal piawai, Z pada tahap keertian 5%. Ditolak jika U > Z α Setiap laluan ukur aras diuji pada tahap keertian 5% dengan nilai kritikal ±1.64. Hasil ditunjukkan dalam Jadual 4.9. Daripada 14 laluan ukur aras yang diuji hanya dua laluan yang gagal. Seperti hasil ujian larian, laluan L1 juga melebihi nilai kritikal dalam ujian ini. Ini mengesahkan laluan L1 tidak bertaburan secara rawak. Satu lagi laluan yang gagal adalah laluan L12 tetapi nilainya hampir dengan nilai kritikal. Oleh itu, laluan L1 adalah penyebab utama dalam ketidaknormalan data bagi kawasan Miri-Sibu dan laluan L12 bagi kawsan Kuching. 79 Jadual 4.9 : Hasil Ujian Kecenderungan Laluan n σ ∂ U L1 82 1.18026 1.40245 2.69540 L2 56 0.56267 0.82559 -0.58241 L3 98 0.46478 0.63851 0.56361 L4 44 0.98921 1.41806 -0.18669 L5 58 0.61981 0.83799 0.66667 L6 95 0.76026 1.01799 1.01990 L7 36 0.57913 0.79791 0.31385 L8 50 0.65242 0.88689 0.54860 L11 34 1.25566 1.63149 0.93662 L12 54 1.24685 1.53550 1.80956 L13 48 1.35227 1.81645 0.69222 L14 30 1.39518 2.12664 -0.91627 L15 29 1.13753 1.41197 1.28085 L16 64 0.97488 1.47159 -1.13225 Secara umumnya, hanya laluan L1 yang berkecenderungan mempunyai selisih. Laluan L12 juga berkemungkinan mempunyai selisih kerana hanya lulus dalam ujian larian tetapi gagal dalam ujian kecenderungan. Laluan-laluan lain boleh dikatakan tidak berkecenderungan mempunyai selisih. 4.6.3 Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Merujuk Rajah 4.14, taburan beza pergi-balik piawai bagi kawasan Miri-Sibu menunjukkan bentuk yang tidak rawak. Di bahagian Miri, julat beza pergi-balik lebih besar iaitu bagi laluan Miri-Bekenu (L1). Ini kerana jurukur masih belum mahir menggunakan alat aras digital. Laluan ini merupakan laluan pertama pengukuran ukur aras jitu dijalankan. Ini mengesahkan hasil ujian larian dan kecenderungan. Dari Miri ke Bintulu, taburannya agak padat tapi ia tidak boleh dianggap mempunyai data yang jitu. Ini melibatkan laluan Bekenu-Niah dan laluan Niah-Sebauh (L2 dan L3). Tidak diketahui di mana punca dan silapnya, kedua-dua laluan ini sebenarnya hanya 80 mempunyai cerapan satu arah iaitu cerapan pergi sahaja. Oleh kerana perkara ini terlalu lama berlalu, untuk melaksanakan cerapan balik sahaja tidak memadai. Kebanyakkan tanda aras telah berganjak dan ada juga yang telah musnah. Untuk melaksanakan pelarasan dengan data yang sedia ada, data tersebut yang mempunyai cerapan BFFB dibahagi kepada dua iaitu BF dijadikan cerapan pergi dan FB dijadikan cerapan balik. Oleh itu, perbezaan BF dan FB adalah kecil dan menyebabkan taburan bagi kedua-dua laluan ini padat. Dari Bintulu ke Sibu ukur aras tidak mempunyai sebarang masalah dan bertaburan secara rawak. 4.0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 -------------> Sibu L8 Beza Pergi-Balik Piawai 3.0 2.0 1.0 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 Miri -------------> Bintulu Rajah 4.14 : Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Laluan Miri – Bintulu – Sibu 4.0 L16 L15 L11 L12 L13 L14 Beza Pergi-Balik Piawai 3.0 2.0 1.0 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 Lundu -------> Kuching -------> Spg. Pantu Rajah 4.15 : Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Laluan Lundu – Kuching – Spg. Pantu 81 Taburan beza pergi-balik piawai bagi kawasan Kuching pula menunjukkan ia bertaburan secara rawak dan julat taburan yang sekata (Rajah 4.15). Oleh itu, tiada masalah yang besar dalam data ukur aras kawasan Kuching. 4.0 Beza Pergi-Balik Piawai 3.0 2.0 1.0 0.0 -1.0 0 10 20 30 40 50 60 -2.0 -3.0 -4.0 Beza Tinggi (m) Rajah 4.16 : Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Beza Tinggi bagi Kawasan Miri-Sibu 4.0 Beza Pergi-Balik Piawai 3.0 2.0 1.0 0.0 -1.0 0 10 20 30 40 50 60 -2.0 -3.0 -4.0 Beza Tinggi (m) Rajah 4.17 : Taburan Beza Pergi-Balik Piawai Berdasarkan Beza Tinggi bagi Kawasan Kuching 70 82 Berpandukan Rajah 4.16 dan 4.17, ternyata beza tinggi setiap seksyen tidak memainkan peranan dalam mempengaruhi nilai beza pergi-balik. Nilai beza tinggi yang kecil tidak semestinya mempunyai beza pergi-balik yang kecil. Sesetengah beza tinggi yang kecil mempunyai beza pergi balik yang agak besar. Ini kerana melalui konsep perambatan selisih, kejituan beza tinggi adalah bergantung kepada jarak. 4.7 Kualiti Data Ukur Aras Dalam jaringan ukur aras biasanya σo√K digunakan dalam mengukur kejituan, di mana σo sisihan piawai per kilometer ukur aras dan K adalah jarak ukur aras dalam kilometer. Setiap seksyen diukur sebanyak dua kali dan beza pergi-balik boleh digunakan dalam menentukan kejituan. Beza pergi-balik tidak boleh melebihi 3mm√K, di mana K adalah jarak ukur aras satu arah dalam km. Secara purata, kebanyakkan seksyen ukur aras berjarak lebih kurang 1km. Maka anggapan boleh dibuat, sebarang selisih sistematik adalah lebih kecil daripada selisih rawak. Sisihan piawai per kilometer sepanjang laluan ukur aras diberikan oleh (Azhari,2003): σ'1km = 1 d2 ∑ 2n R (4.13) dan berikut adalah purata daripada ukur aras pergi dan balik: σ1km = σ1km 2 2 = ρ ij 1 ∑ 4n R di mana ρij = beza pergi-balik dalam milimeter n = bilangan seksyen dalam laluan ukur aras R = jarak setiap seksyen dalam km (4.14) 83 Jadual 4.10 menunjukkan hasil hitungan σ1km bagi 14 laluan ukur aras. Semua laluan memberikan nilai σ1km kurang daripada 1mm per kilometer. Julat nilai σ1km bagi kawasan Miri-Sibu adalah dari 0.23 – 0.62 mm/√km dan bagi kawasan Kuching dari 0.63 – 0.88 mm/√km. Jadual 4.10 : Sisihan Piawai per Kilometer Bagi Setiap Laluan Laluan Jarak(km) Bil. Seksyen σ1km (mm/√km) L1 77.19 82 0.62184 L2 52.88 56 0.28407 L3 93.83 98 0.23162 L4 36.69 44 0.57535 L5 51.37 58 0.31621 L6 82.61 95 0.39847 L7 33.68 36 0.30477 L8 45.48 50 0.34407 L11 26.71 34 0.87563 L12 57.69 54 0.63497 L13 47.17 48 0.66460 L14 27.39 30 0.77476 L15 25.00 29 0.71731 L16 51.97 64 0.73673 Jadual 4.11 : Sisihan Piawai per Kilometer bagi Kawasan Miri-Sibu dan Kuching Kawasan Jarak(km) Bil. Seksyen σ1km (mm/√km) Miri-Sibu 473.73 519 0.40753 Kuching 235.93 259 0.72652 Nilai σ1km juga diplot berdasarkan bilangan seksyen sepanjang laluan ukur aras dan jarak laluan aras (rujuk Rajah 4.18 dan 4.19). Bentuk taburan kedua-dua rajah hampir sama kerana kebanyakkan jarak seksyen lebih kurang 1km. Dapat 84 dirumuskan, jarak dan bilangan seksyen tidak mempengaruhi kejituan data dalam laluan ukur aras. Sisihan Piawai per 1km 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0 20 40 60 80 100 120 Bilangan Seksyen Rajah 4.18 : Taburan Sisihan Piawai per Kilometer Berdasarkan Bilangan Seksyen 1.00 Sisihan Piawai per 1km 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0 20 40 60 80 100 Jarak Laluan Ukur Aras (km ) Rajah 4.19 : Taburan Sisihan Piawai per Kilometer Berdasarkan Jarak Laluan Aras Semua ujian yang dilaksanakan hanya boleh mengesan kemungkinan kewujudan selisih dan memastikan kejituan data yang digunakan. Oleh itu, pengukuran yang mengikut prosedur yang ditetapkan amat penting dan dapat memastikan data yang diperolehi adalah berkualiti. 85 4.8 Hitungan Pra-Pelarasan Hitungan pelarasan dijalankan dengan pelarasan kuasa dua terkecil menggunakan persamaan cerapan linear seperti yang dibincangkan sebelum ini. Pelarasan dilaksanakan dengan menggunakan perisian Delfy for Window versi 1.0 yang dibangunkan oleh Geodelta. Perisian ini adalah perisian yang digunakan oleh pihak JUPEM bagi melaksanakan hitungan pelarasan. Pra-pelarasan ini dijalankan bagi dua kawasan iaitu Miri-Sibu dan Kuching. Kawasan Miri-Sibu melibatkan lapan laluan ukur aras dengan sejumlah 522 tanda aras manakala kawasan Kuching pula merangkumi enam laluan ukur aras dengan 260 tanda aras. 4.8.1 Ujian Global Ujian global dilaksanakan bagi mengkaji kualiti data dan jaringan secara keseluruhan. Ujian ini penting dalam mengesahkan anggapan yang digunakan dalam model pelarasan. Umumnya, ujian global yang lulus mempunyai ciri-ciri berikut; • Pemilihan pemberat yang sesuai • Model matematik yang digunakan betul dalam menghubungkan cerapan dan parameter • Tiada kewujudan selisih kasar dalam pengukuran Perisian Delfy menggunakan ujian-F sebagai ujian global. Kebiasaannya, ujian global merujuk kepada varians a posteriori, σ̂ 2 o iaitu ukuran kualiti hasil pelarasan. Ujian-F adalah nisbah varians a posteriori kepada varians a priori. Ia dinyatakan seperti berikut: F= σ̂ o2 σ o2 (4.15) Nilai statistik ujian-F seharusnya berada dalam lingkungan 1 atau kurang bagi kualiti jaringan yang baik. Walaupun kualiti jaringan baik ia masih lagi 86 berkemungkinan mempunyai data yang gagal ujian-w. Nilai ujian-F yang lebih kecil memberikan kualiti jaringan yang lebih baik. Jika nilai ujian-F melebihi 1, ini menunjukkan kualiti keseluruhan jaringan adalah tidak baik. Ia berkemungkinan tidak memenuhi ciri-ciri yang dinyatakan sebelum ini. 4.8.2 Penapisan Data Reja dan selisih kasar mempunyai hubungan yang rapat antara satu sama lain. Secara teorinya, reja wujud disebabkan oleh selisih rawak di dalam cerapan. Kewujudan selisih kasar akan menambahkan magnitud bagi reja. Secara umumnya, reja ialah gabungan semua jenis selisih iaitu selisih rawak, kasar dan sistematik. Bagi mengesan selisih kasar yang terdapat dalam cerapan, perisian Delfy menggunakan ujian-w sebagai kaedah penapisan data. Dalam pelaksanaan ujian-w, kedua-dua ralat jenis I dan ralat jenis II diambil kira. Ralat jenis I ialah penolakan hipotesis nul walaupun ianya benar; iaitu menolak cerapan yang baik. Ralat jenis II pula adalah penerimaan hipotesis nul walaupun hipotesis alternatif tidak benar; iaitu menerima cerapan yang tidak baik. Kebarangkalian ralat jenis I dikenali sebagai tahap keertian, α dan ralat jenis II pula sebagai β. Kebiasaannya nilai bagi α dan β adalah 0.1 dan 0.2 serta memberikan nilai kritikal sebagai 3.29. Ujian-w dihitung dengan rumus berikut (Geoldelta,1997); wi = vi σ vi (4.16) di mana vi = reja bagi cerapan ke-i σ v i = sisihan piawai reja bagi cerapan ke-i Ujian-w diterima jika |wi| < 3.29 manakala ditolak jika |wi| > 3.29. Jika ujianw melebihi nilai kritikal maka terdapat cerapan yang tidak sesuai dalam jaringan 87 dengan sisihan piawai yang dipilih. Beberapa langkah berikut boleh diambil bagi mengatasinya: • Cerapan yang gagal ujian-w boleh dibuang jika cerapan tersebut bukan cerapan unik atau tunggal. • Kemungkinan terdapat kesilapan penaipan. Pastikan nilai cerapan tersebut adalah betul. • Sisihan piawai bagi cerapan terlalu optimistik. Cuba besarkan nilai sisihan piawai cerapan supaya lebih realistik • Periksa nama stesen bagi cerapan yang gagal untuk memastikan ianya betul. 4.8.3 Ukuran Kebolehcayaan Ukuran kebolehcayaan bertujuan untuk menentukan kepekaan jaringan terhadap kewujudan selisih di dalam pengukuran. Terdapat dua ukuran kebolehcayaan iaitu kebolehcayaan dalaman dan kebolehcayaan luaran. Kebolehcayaan dalaman ialah ukuran saiz selisih cerapan di dalam sesuatu cerapan sebelum ianya dapat dikesan dengan menggunakan ujian statistik. Kebolehcayaan dalaman ditunjukkan dengan nilai selisih kasar minimum (marginal detectable gross error, MDGE). Oleh itu kebolehcayaan dalaman menunjukkan selisih yang paling minimum yang boleh dikesan dalam cerapan. Nilai MDGE yang lebih kecil menggambarkan hasil yang lebih tepat dan munasabah. Kebolehcayaan luaran pula mengukur pengaruh selisih terhadap parameter yang tidak diketahui seperti ketinggian setiap tanda aras. Dengan mengetahui nilai MDGE, kesan selisih terhadap parameter dapat dihitung. Hitungan ini bergantung kepada datum dan selisih boleh dikesan bagi setiap parameter. Bagi mengukur kebolehcayaan luaran yang tidak bergantung kepada datum, parameter yang tidak memusat digunakan. Ini membolehkan ukuran kebolehcayaan dihitung untuk setiap cerapan. 88 Oleh itu dari kebolehcayaan dalaman, kebolehcayaan luaran boleh dihitung. Sqr. Lambda (bias-to-noise ratio) digunakan dalam menghitung kebolehcayaan luaran dalam jaringan. Hasil kebolehcayaan luaran adalah ukuran pengaruh selisih dalam parameter terlaras. Hasil pelarasan boleh dipercayai sekiranya nilai kebolehcayaan luaran adalah kurang daripada 10. Jika terdapat banyak nilai kebolehcayaan luaran melebihi 10 maka jaringan adalah tidak boleh dipercayai (Geodelta, 1997). 4.8.4 Pra-Pelarasan Kawasan Miri-Sibu Pra-pelarasan dilaksanakan sebagai kajian awal dalam melaraskan jaringan ukur aras bagi negeri Sarawak. Bagi kawasan Miri-Sibu, pra-pelarasan dijalankan dengan titik tetap FBM 1640 yang mempunyai ketinggian 8.5559m berdasarkan datum Pulau Lakei. Rajah 4.20 : Hasil Ujian Global bagi Pra-Pelarasan Kawasan Miri-Sibu Rajah 4.20 menunjukkan ujian global pra-pelarasan bagi kawasan Miri-Sibu. Nilai ujian-F adalah 0.331 menggambarkan jaringan ukur aras yang baik. Ini kerana jaringan ukur aras Sarawak yang memanjang dan setiap seksyen mempunyai cerapan pergi dan balik. Berdasarkan Rajah 4.21 dan 4.22, tiada data dibuang dalam penapisan data dengan ujian-w. Ini kerana setiap data dipastikan mempunyai beza pergi dan balik kurang dari 3mm√km. Kesemua cerapan beza tinggi mempunyai nilai kebolehcayaan kurang dari 10. 89 Rajah 4.21 : Hasil Ujian-w bagi Kawasan Miri-Sibu Rajah 4.22 : Hasil Kebolehcayaan Luaran bagi Kawasan Miri-Sibu Kuching (sela kontur 2mm) Rajah 4.23 : Kontur Sisihan Piawai bagi Ketinggian Terlaras dari Pra-Pelarasan Kawasan Miri-Sibu dan 90 91 Jadual 4.12 memberikan senarai ketinggian terlaras dan sisihan piawai bagi tanda aras mula dan akhir setiap laluan. Nilai sisihan piawai setiap tanda aras bergantung kepada jarak antara tanda aras ke titik tetap. Nilai sisihan piawai yang paling besar merujuk kepada tanda aras yang paling jauh dari titik tetap (rujuk Rajah.4.23) Jadual 4.12 : Ketinggian Tanda Aras Mula dan Akhir Setiap Laluan di Kawasan Miri-Sibu Bil Tanda Ketinggian S. Piawai Aras Terlaras (m) (mm) 1 FBM 1640 8.55590 Tetap 2 BM 1646 -0.33458 10.98 3 TAP 1628 13.64987 9.57 4 GPS 4049 22.12128 8.04 5 TAP 1527 36.73927 4.15 6 TA 1888 15.54620 2.98 7 TA 1898 7.60272 5.91 8 TAP 2000 22.21048 8.7 9 TA 30061 35.59883 9.63 10 TA 1954 3.84508 10.77 Nilai ketinggian baru daripada pra-pelarasan adalah merujuk kepada datum Pulau Lakei manakala nilai ketinggian lama berdasarkan kepada tiga datum seperti yang dinyatakan dalam Seksyen 3.2.1. Oleh itu, perbandingan beza ketinggian antara nilai baru dan lama dibandingkan berdasarkan datum yang digunakan dalam ketinggian lama. Secara keseluruhan, beza ketinggian maksimum adalah 2.179m dan minimum –0.090m. Beza ketinggian antara nilai ketinggian lama dan baru bagi tanda aras lama berdasarkan datum Pulau Lakei berada dalam julat 9cm (Rajah 4.24). Secara relatifnya, tanda-tanda aras ini mempunyai nilai perbezaan kurang dari 3cm. Tanda-tanda aras ini tiada masalah dalam pengukuran (rujuk Seksyen 4.5) maka ketinggian yang wujud kemungkinan besar disebabkan oleh penganjakan kecil tanda aras. 92 0.02 0.00 BM BM 1188 BM 1189 BM 1216 BM 1224 BM 1373 BM 1383 BM 1405 BM 1406 BM 1411 BM 1414 BM 1415 FBM 1419 BM 14 20 BM 1427 BM 1428 BM 1434 BM 1435 BM 1436 BM 1437 BM 1439 BM 1442 BM 1449 BM 1462 BM 1463 FBM 1465 BM 14 67 BM 1466 BM 1468 BM 1469 BM 1471 BM 1477 BM 1478 FBM 1641 BM 16 40 BM 1639 BM 1638 BM 1637 BM 1636 BM 1635 BM 1634 BM 1633 FBM1631 98 6 Beza Ketinggian Lama - Baru (m) 0.01 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 -0.06 -0.07 -0.08 Rajah 4.24 : Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama Berdasarkan Datum Pulau Lakei 1.75 1.25 0.75 BM 961 FBM 970 BM 983 BM 985 BM 991 BM 992 BM 1003 FBM 1006 BM 1040 BM 1041 BM 1044 BM 1046 BM 1049 BM 1051 BM 1050 BM 1057 BM 1062 838 963 BM BM BM BM -0.25 832 837 0.25 BM 831 Beza Ketinggian Lama - Baru (m) 2.25 Rajah 4.25 : Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama Berdasarkan Datum Bintulu Rajah 4.25 menunjukkan beza ketinggian yang amat ketara bagi tiga tanda aras iaitu BM 961, BM 1057 dan BM 1062. Beza ketinggian BM 961 adalah disebabkan oleh anjakan tanda aras tersebut iaitu kira-kira 0.6m. Perbezaan ketinggian bagi BM 1057 dan BM 1062 adalah disebabkan oleh selisih kasar yang terdapat dalam cerapan beza tinggi BM 1050 – BM 1057 dan BM 1057 – BM 1062. Oleh itu, selisih kasar dalam kedua-dua beza tinggi ini dirambat ke dalam nilai ketinggian tanda aras berikutnya iaitu tanda-tanda aras lama yang berdasarkan datum 93 Original. Selisih kasar ini menyebabkan beza ketinggian yang diperolehi melebihi 2.meter (Rajah 4.26). Walaupun begitu, cerapan beza tinggi bagi tanda-tanda aras ini 2.19 2.18 2.17 2.16 2.15 2.14 1645 1643 762 783 785 790 795 797 798 1646 BM BM BM BM FBM BM BM BM BM BM 804 799 BM 807 806 BM BM BM 808 2.13 BM Beza Ketinggian Lama - Baru (m) adalah berkeadaan baik kerana julat beza ketinggian hanya 4cm. Rajah 4.26 : Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama Berdasarkan Datum Original 4.8.5 Pra-Pelarasan Kawasan Kuching TA 1528 dijadikan titik tetap dalam pra-pelarasan kawasan Kuching. Tanda aras ini terletak berhampiran dengan STAPS Sejingkat, Kuching dengan ketinggian 3.4050m di atas Aras Laut Min Pulau Lakei. Dua cerapan beza tinggi dibuang kerana mengandungi selisih kasar iaitu beza tinggi pergi dan balik TA 90006 – BM 606 (rujuk Seksyen 4.5). Rajah 4.27 : Hasil Ujian Global bagi Pra-Pelarasan Kawasan Kuching 94 Daripada pra-pelarasan ini, nilai ujian-F yang diperolehi adalah 1.035. Nilainya lebih besar daripada hasil pra-pelarasan Miri-Sibu. Kesemua cerapan beza tinggi lulus ujian-w manakala nilai kebolehcayaan luaran pula adalah kurang dari 10 (Rajah 4.28 dan 4.29). Semua nilai kebolehcayaan adalah 4.1, ini kerana jaringan ukur aras adalah memanjang dan setiap beza tinggi mempunyai cerapan pergi dan balik. Oleh itu, tahap kebolehcayaan data dalam jaringan adalah sama. Rajah 4.28 : Hasil Ujian-w bagi Kawasan Kuching Rajah 4.29 : Hasil Kebolehcayaan Luaran bagi Kawasan Kuching 95 Jadual 4.13 : Ketinggian Tanda Aras Mula dan Akhir Setiap Laluan Di Kawasan Kuching Bil Tanda Ketinggian S. Piawai Aras Terlaras (mm) 1 TA 1258 3.405 Tetap 2 TA 1177 0.16091 7.27 3 TAP 1065 24.67562 5.14 4 TAP 1040 36.22444 3.69 5 TAP 2194 12.67548 6.26 6 TAP 2175 24.02509 7.95 7 TA 3201 19.25667 8.79 8 TA 30061 35.59883 9.63 Keseluruhannya, beza tinggi maksimum adalah 2.975m dan manakala minimum adalah -0.154m. Merujuk Rajah 4.30, perubahan beza tinggi secara mendadak bermula pada tanda aras BM 1284 iaitu kira-kira 3 meter. Ini disebabkan oleh beza tinggi BM 1275 – BM.1284 mempunyai selisih kasar. Kewujudan selisih kasar ini telah dibincangkan dalam Seksyen 4.5. 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 BM 130 5 BM 130 4 BM 130 2 BM 130 0 BM 129 6 BM 129 4 BM 129 2 BM 128 8 BM 128 7 BM 128 6 BM 128 5 BM 128 4 BM 127 5 BM 126 6 BM 126 4 BM 106 9 BM 106 8 BM 5 97 BM 5 96 BM 5 99 BM 6 20 BM 6 02 BM 6 03 BM 6 04 BM 6 23 BM 6 24 BM 6 08 BM 7 05 BM 7 08 BM 7 09 Beza Ketinggian Lama - Baru (m) 3.0 Rajah 4.30 : Perbezaan Ketinggian Lama dan Baru dengan Ketinggian Lama bagi Kawasan Kuching 96 4.9 Kesimpulan Kesilapan pengukuran ataupun selisih kasar dalam pengukuran sepatutnya tidak terjadi dalam pengukuran aras. Ini kerana satu kesilapan pengukuran akan membawa kesan yang besar terhadap nilai ketinggian yang diperolehi. Dengan bentuk jaringan ukur aras yang tiada gelong, beza tinggi yang mempunyai selisih tidak dapat dibuang kerana ia akan memutuskan jaringan ukur aras. Pra-pelarasan yang dijalankan hanyalah dapat menunjukkan kesan terhadap nilai ketinggian sekiranya selisih kasar masih wujud dalam cerapan. Oleh itu, prosedur yang telah ditetapkan dalam proses pengukuran haruslah diikuti sepenuhnya bagi menjamin kualiti data beza tinggi. Setiap cerapan beza tinggi haruslah dipastikan betul dengan melihat beza pergi-balik dan membandingkan nilainya dengan ukuran kelas kedua. Di dalam data ukur aras jitu di Sarawak masih terdapat selisih kasar. Ia melibatkan beberapa beza tinggi iaitu TA 40046 – TA 40047 dan TA 40060 – TA.40061 di kawasan Miri-Sibu. Manakala di kawasan Kuching pula melibatkan beza tinggi TA 1147 – TA 1208 – TA 1145 – TA 1144 – TA 1207 – TA 1142 – TA.1141 dan TA 90006 – BM 606. Semakan di padang harus dilaksanakan bagi mengesahkan beza tinggi tersebut. Tanda aras TA 40052, TA 40055 dan BM 961 disahkan berganjak sebanyak 0.42m, 0.15m dan 0.72m. Dalam ujian statistik, hanya 14 laluan digunakan daripada 19 laluan ukur aras. Ini kerana laluan selebihnya tidak berhubungan antara satu sama lain. Ia disebabkan oleh masalah merentasi sungai, ketiadaan kemudahan jalanraya dan merentasi sempadan Brunei. Daripada ujian kenormalan yang dijalankan didapati data ukur aras jitu bagi kawasan Miri-Sibu dan Kuching tidak berkeadaan normal. Data kedua-dua kawasan ini juga gagal dalam ujian Khi kuasa dua. Laluan L1 dan L12 didapati sebagai punca utama ketidaknormalan ini dan berkecenderungan mempunyai selisih. Laluan L1 disebabkan oleh ketidakmahiran jurukur dalam peringkat awal menggunakan alat aras digital. Walaupun ujian global dan ujian-w dari pelarasan menggambarkan data dan jaringan aras dalam berkeadaan baik tetapi hakikatnya masih wujud selisih dalam ukur aras di Sarawak. Ini adalah kesan daripada rekabentuk jaringan yang tidak 97 sempurna. Dengan pelarasan kuasa dua terkecil, selisih dapat dikesan sekiranya Sarawak mempunyai jaringan yang mempunyai tutupan gelong. Adalah mustahil bagi menubuhkan jaringan yang sempurna di Sarawak dengan menggunakan teknik ukur aras konvensional. Oleh itu, ukur aras GPS merupakan satu alternatif bagi mewujudkan tutupan gelong dalam jaringan di Sarawak. Kombinasi ukur aras konvensional dan GPS dapat membentuk satu jaringan yang baik. Bab seterusnya akan membincangkan kajian simulasi pemindahan aras dengan teknik GPS dan ketidakseragaman bias datum pugak. Simulasi ini bertujuan untuk mengkaji kesesuaian ukur aras GPS dalam pemindahan aras merentasi sungai iaitu bagi garisdasar 0.5 – 1.5 km. Ketidakseragaman bias datum pugak pula dikaji untuk melihat potensi ukur aras GPS bagi menghubungkan jaringan aras meliputi seluruh Sarawak. BAB 5 POTENSI PENGGUNAAN UKUR ARAS GPS UNTUK PENUBUHAN JARINGAN ARAS DI SARAWAK 5.1 Pengenalan Jaringan aras yang sempurna di Sarawak adalah mustahil untuk ditubuhkan dengan menggunakan teknik konvensional. Ini kerana kekangan dlm melaksanakan pengukuran seperti keadaan mukabumi dan kekurangan kemudahan jalanraya. Oleh itu, ukur aras GPS adalah satu teknik yang dapat melengkapkan jaringan aras di Sarawak. Kajian simulasi pemindahan aras GPS dijalankan sebagai salah satu pilihan dalam mengatasi masalah pengukuran aras merentasi sungai. Simulasi dijalankan untuk beberapa garis dasar pendek berpandukan kelebaran sungai yang terdapat di Sarawak. Perbandingan pengukuran secara relatif dilaksanakan antara ukur aras GPS dengan ukur aras jitu. Ketidakseragaman bias datum pugak pula dikaji bagi melihat potensi ukur aras GPS dalam mewujudkan jaringan yang baik di Sarawak. JUPEM Sarawak telah menjalankan cerapan GPS bagi stesen jaringan utama GPS jenis B dan stesen kawalan sempadan Sarawak-Kalimantan. Dalam proses pengukuran ini, beberapa tanda aras telah diduduki iaitu tanda aras di kawasan Kuching, Sarikei dan Bintulu. Oleh itu, bias datum pugak dapat dihitung bagi kira-kira 91 tanda aras. 99 5.2 Simulasi Pemindahan Aras Rajah 5.1 : Kedudukan Stesen dan Garis Dasar Empat stesen yang bergarisdasar 0.5km, 1.0km dan 1.5km telah ditubuhkan seperti rajah di atas. Ukur aras jitu dilaksanakan untuk mendapatkan beza tinggi antara stesen tersebut. Dengan menggunakan alat aras digital Leica NA3003 dengan staf berkod-bar. Cerapan dilaksanakan secara pergi dan balik bagi memastikan ukur aras mengikut prosedur ukur aras jitu. Berpandukan kepada prosedur pengukuran aras jitu, maksimum tikaian yang dibenarkan adalah ± 3 K mm di mana K adalah jarak sehala laluan aras dalam km. Beza maksimum jarak pandangan hadapan dan belakang adalah 0.6m untuk setiap dirian alat dan jarak maksimum pandangan pula adalah 35m. Kesemua ini diperlukan bagi mengurangkan kesan biasan dan selisih sistematik. Penggunaan alat aras digital dapat mengurangkan risiko kesilapan bacaan. Pengukuran dilaksanakan sebanyak dua sesi dan satu sesi mempunyai pengukuran pergi dan balik. Penerima Trimle 4700 mempunyai tahap hingar pengukuran yang lebih kecil dari 1mm bagi pengukuran fasa dan 10cm bagi pengukuran jarak-semu. Nik (2003) telah melaksanakan ujian garisdasar sifar dan dari hasil yang diperolehi menunjukkan bahawa penerima Trimble 4700 mempunyai hingar pengukuran pada tahap submilimeter. Penerima yang diuji ini adalah penerima sama yang digunakan oleh penulis dalam pengukuran simulasi pemindahan aras. Cerapan GPS dilakukan dengan menggunakan 4 penerima Trimble 4700 dan antena microcentered L1/L2 dengan groundplane. Penerima diletakkan pada semua stesen dan dicerap secara statik selama 1 jam dan 2 jam dengan sela masa 15 saat. Proses pengukuran ketinggian antena amat penting kerana kesilapannya membawa kesan yang besar terhadap hasil yang diperolehi. Oleh itu, pengukuran ketinggian 100 antena dijalankan menggunakan pengukur rod dan diukur pada tiga bahagian antena bagi memastikan groundplane dalam berkeadaan mendatar. Pemusatan antena dilakukan dengan menggunakan rod. Pengukuran GPS dilaksanakan sebanyak lima sesi. Sesi pertama dan kedua dilakukan pada waktu siang manakala selebihnya pada waktu malam. 5.2.1 Hasil Pengukuran Beza Tinggi Pengukuran ukur aras jitu dilaksanakan sebanyak dua sesi dan nilai puratanya digunakan sebagai nilai rujukan beza tinggi. Perbezaan beza tinggi antara dua sesi adalah kurang dari 0.8mm. Jadual 5.3 menunjukkan hasil beza tinggi yang diperolehi. Jadual 5.1 : Beza Tinggi Pengukuran Aras Jitu (unit dalam meter) Sesi Panjang Garis Dasar 0.5 km 1.0 km 1.5 km 1 -2.43858 -0.82987 -2.73326 2 -2.43892 -0.83043 -2.73402 Purata -2.43875 -0.83015 -2.73364 Perisian Trimble Geomatic Office (TGO) v1.6 digunakan bagi tujuan pemprosesan data cerapan GPS. Pemprosesan hanya dibuat pada data yang mempunyai nilai PDOP kurang dari 3.0. Perisian TGO berkemampuan untuk memberikan hasil dalam ketinggian orthometrik berdasarkan model geoid EGM96 yang sedia ada di dalam perisian ini. Oleh itu, beza tinggi orthometrik berdasarkan EGM96 boleh didapati secara terus semasa pemprosesan garisdasar. Bagi mendapatkan ketinggian orthometrik berdasarkan model geoid jitu Semenanjung Malaysia (WMG03A), ketinggian geoid dihitung menggunakan koordinat yang diperolehi daripada hasil pemprosesan dengan TGO. Dengan menggunakan persamaan 2.41, ketinggian orthometrik dapat diperolehi. 101 Pemprosesan garisdasar agak rumit kerana perlu dilakukan berulang kali sehingga hasil yang diperolehi menepati kriteria yang telah ditetapkan oleh penulis. Kriteria ini ditetapkan setelah data GPS bagi kelima-lima sesi diproses berulang kali sehingga mendapat satu hasil yang konsisten. Kriteria tersebut adalah penetapan nilai penunjuk pemprosesan TGO iaitu ratio, reference variance (RV), RMS dan sisihan piawai bagi komponen ketinggian (σh). Kriteria-kriteria bagi setiap garis dasar adalah seperti yang ditunjukkan dalam Jadual.5.2. Ratio adalah nisbah varians penyelesaian kedua terbaik, σ̂ 22nd terhadap varians 2 . Ratio dapat dinyatakan seperti berikut (Trimble & GtS, penyelesaian terbaik, σ̂1st 2002): Ratio = σ̂ 22nd 2 σ̂1st (5.1) Bagi penyelesaian ambiguiti ditetapkan nilai minimum ratio ialah 1.5. Semakin tinggi nilai ratio semakin baik penyelesaian garisdasar. Jadual 5.2 : Kriteria Penunjuk bagi Pemprosesan TGO Berdasarkan Garisdasar RMS σh Garis Dasar Ratio RV 0.5 km > 50 < 0.7 < 5 mm < 2.0 mm 1.0 km > 30 < 0.8 < 7 mm < 2.5 mm 1.5 km > 15 < 1.0 < 10 mm < 3.0 mm Reference variance adalah nilai tidak berunit yang mengambarkan hubungan antara selisih sebenar dengan selisih yang dijangka. Nilai yang ideal bagi RV adalah 1. Jika RV kurang dari 1 maka hasilnya adalah lebih baik dari jangkaan. Sekiranya RV lebih dari 1 maka penyelesaian garisdasar adalah kurang elok dari jangkaan. Nilai RV yang besar berkemungkinan disebabkan oleh hingar data, kesan berbilang laluan dan selisih sistematik yang tidak dimodelkan. Penyelesaian ambiguiti boleh dianggapan salah, sekiranya nilai ratio kecil dan RV besar. Jika ratio besar dan RV besar maka boleh dianggap nilai ambiguiti adalah baik dengan selisih yang tidak 102 dimodelkan. RMS pula adalah penunjuk kualiti dan kebolehcayaan penyelesaian garisdasar. Nilai yang realistik bagi RMS adalah ≤ 15mm. Jadual 5.3 dan 5.4 menunjukkan beza tinggi GPS yang diperolehi dengan pemprosesan mengikut kriteria yang telah ditetapkan. Jadual 5.3 : Beza Tinggi Orthometrik GPS Berdasarkan EGM96 (unit dalam meter) Panjang Garisdasar Sesi 0.5 km 1.0 km 1.5 km 1 jam 2 jam 1 jam 2 jam 1 jam 2 jam 1 -2.43370 -2.43575 -0.82442 -0.82370 -2.72057 -2.72588 2 -2.43614 -2.43600 -0.82891 -0.82706 -2.72616 -2.72693 3 -2.42552 -2.43428 -0.81959 -0.82437 -2.72500 -2.72680 4 -2.43028 -2.43463 -0.82771 -0.82535 -2.73395 -2.72626 5 -2.42862 -2.43691 -0.82126 -0.82552 -2.74437 -2.72662 Jadual 5.4 : Beza Tinggi Orthometrik GPS Berdasarkan WMG03A (unit dalam meter) Panjang Garis Dasar Sesi 0.5 km 1.0 km 1.5 km 1 jam 2 jam 1 jam 2 jam 1 jam 2 jam 1 -2.43654 -2.43859 -0.82989 -0.82917 -2.72904 -2.73435 2 -2.43898 -2.43884 -0.83437 -0.83252 -2.73464 -2.73540 3 -2.42836 -2.43711 -0.82505 -0.82984 -2.73348 -2.73527 4 -2.43312 -2.43747 -0.83318 -0.83082 -2.74242 -2.73474 5 -2.43145 -2.43975 -0.82673 -0.83100 -2.75285 -2.73513 103 5.2.2 Perbandingan Ukur Aras GPS dan Ukur Aras Jitu Perbandingan beza tinggi orthometrik GPS dibuat dengan beza tinggi ukur aras jitu. Oleh itu, perbezaannya boleh dianggap sebagai selisih ukur aras GPS kerana ukuran aras jitu dianggap sebagai nilai sebenar. Jadual 5.5 : Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Ukur Aras GPS bagi Garis Dasar 0.5km (unit dalam mm) Cerapan 1 Jam ∆HJITU – Sesi ∆HEGM96 ppm ∆HJITU – ∆HWMG03A Cerapan 2 Jam ppm ∆HJITU – ∆HEGM96 ppm ∆HJITU – ∆HWMG03A ppm 1 -5.05 11.1 -2.21 4.9 -3.00 6.6 -0.16 0.4 2 -2.61 5.7 0.23 0.5 -2.75 6.1 0.09 0.2 3 -13.23 29.1 -10.39 22.9 -4.47 9.8 -1.64 3.6 4 -8.47 18.7 -5.63 12.4 -4.12 9.1 -1.28 2.8 5 -10.13 22.3 -7.30 16.1 -1.84 4.1 1.00 2.2 Rms 8.74 19.2 6.29 13.9 3.37 7.4 1.04 2.3 Julat 10.62 - 10.62 - 2.63 - 2.64 - Merujuk pada Jadual 5.5, ukur aras GPS-WMG03A adalah lebih baik berbanding ukur aras GPS-EGM96 bagi cerapan satu dan dua jam. Bagi cerapan satu jam, perbezaan yang paling besar bagi beza tinggi ukur aras jitu dan ukur aras GPSEGM96 adalah 13.23 mm. Manakala selisih bagi ukur aras GPS-WMG03A adalah lebih baik iaitu 10.39 mm. Beza dalam ppm juga menunjukkan perbezaan beza tinggi adalah tidak konsisten bagi cerapan satu jam. Nilai julat dan RMS yang kecil menunjukkan cerapan dua jam lebih konsisten dan lebih baik berbanding cerapan satu jam. 104 Jadual 5.6 : Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Ukur Aras GPS bagi Garis Dasar 1.0km (unit dalam mm) Cerapan 1 Jam Sesi ∆HJITU – ∆HEGM96 ppm ∆HJITU – ∆HWMG03A Cerapan 2 Jam ppm ∆HJITU – ∆HEGM96 ppm ∆HJITU – ∆HWMG03A ppm 1 -5.73 6.0 -0.26 0.3 -6.45 6.7 -0.98 1.0 2 -1.24 1.3 4.22 4.4 -3.09 3.2 2.37 2.5 3 -10.56 11.0 -5.10 5.3 -5.78 6.0 -0.31 0.3 4 -2.44 2.6 3.03 3.2 -4.80 5.0 0.67 0.7 5 -8.89 9.3 -3.42 3.6 -4.63 4.8 0.85 0.9 Rms 6.80 7.1 3.60 3.8 5.08 5.3 1.25 1.3 Julat 9.32 - 9.32 - 3.36 - 3.35 - Walaupun pengukuran dijalankan pada waktu siang bagi sesi 1 & 2 dan sesi berikutnya pada waktu malam, hasil yang diperolehi menunjukkan kesan suhu tidak mempengaruhi hasil ukur aras GPS. Bagi garis dasar 1.0km, cerapan dua jam menunjukkan hasil yang lebih baik berbanding cerapan satu jam walaupun RMS ukur aras GPS-WMG03A satu jam lebih kecil dari ukur aras GPS-EGM96 (Jadual 5.6). Ini kerana cerapan dua jam lebih konsisten dengan julat yang lebih kecil. Jadual 5.7 : Perbezaan Beza Tinggi Ukur Aras Jitu dan Ukur Aras GPS bagi Garis Dasar 1.5km (unit dalam mm) Cerapan 1 Jam Sesi ∆HJITU – ∆HEGM96 ppm ∆HJITU – ∆HWMG03A Cerapan 2 Jam ppm ∆HJITU – ∆HEGM96 ppm ∆HJITU – ∆HWMG03A ppm 1 -13.07 8.8 -4.60 3.1 -7.76 5.3 0.71 0.5 2 -7.48 5.1 1.00 0.7 -6.71 4.5 1.76 1.2 3 -8.64 5.8 -0.16 0.1 -6.84 4.6 1.63 1.1 4 0.31 0.2 8.78 5.9 -7.38 5.0 1.10 0.7 5 10.73 7.3 19.21 13.0 -7.02 4.7 1.49 1.0 Rms 9.13 6.2 9.68 6.5 7.15 4.8 1.39 0.9 Julat 23.80 - 23.81 - 1.05 - 1.05 - 105 Cerapan satu jam tidak sesuai untuk digunakan dalam ukur aras GPS kerana julatnya terlalu besar iaitu 23.8 mm bagi cerapan garis dasar 1.5km (Jadual 5.7). Berbanding cerapan dua jam, julatnya lebih kecil iaitu 1.05mm. Bagi cerapan dua jam, nilai RMS garis dasar 1.5km lebih besar berbanding garis dasar lain. Walaupun begitu, perbezaannya dalam ppm adalah yang paling kecil. Julat ketiga-tiga garis dasar bagi ukur aras GPS-WMG03A dua jam adalah kurang dari 2mm. Secara keseluruhannya, cerapan ukur aras GPS-WMG03A adalah lebih baik berbanding GPS-EGM96. Setiap laluan aras perlu memenuhi klasifikasi kejituan yang telah ditetapkan. JUPEM menggunakan kejituan berikut dalam melaksanakan ukur aras: Order I : 3 mm km - kelas pertama Order II : 12 mm km - kelas kedua 16 14 Selisih Dibenarkan (mm) 12 RMS (mm) 10 8 6 4 2 0 0 0.5 1.0 Rms Jitu - EGM96 (1jam) Rms Jitu - WMG03A (1jam) Rms Jitu - EGM96 (2jam) Rms Jitu - WMG03A (2jam) Selisih Kelas Pertama Selisih Kelas Kedua 1.5 Jarak Garis Dasar (km) Rajah 5.2 : Perbandingan RMS Beza Tinggi Ukur Aras Jitu Dan Ukur Aras GPS dengan Selisih yang Dibenarkan Kelas Pertama dan Kedua 106 Berpandukan Rajah 5.2, RMS bagi cerapan satu jam menunjukkan hasil yang tidak menentu dan melebihi selisih yang dibenarkan kelas pertama. Hanya cerapan selama 2jam dengan menggunakan geoid jitu WMG013A dapat memberikan RMS kurang dari selisih yang dibenarkan kelas pertama. Oleh itu, ukur aras GPS boleh digunakan dalam pemindahan aras merentasi sungai dengan tempoh cerapan 2jam dan menggunakan geoid jitu. 5.3 Ketidakseragaman Bias Datum Pugak Dalam ukur aras GPS, ketinggian geoid sepatutnya diperolehi daripada gabungan data graviti bagi menentukan geoid yang paling sesuai. Jika geoid tidak ditentukan dengan sebaik mungkin, ini akan menyebabkan bias datum pugak dan julat ketidakseragamannya menjadi besar. Dalam kajian ini, model geoid jitu Malaysia Timur (EMG03) digunakan dalam menghitung bias datum pugak. Secara umumnya, terdapat empat sumber selisih iaitu selisih dalam ketinggian elipsoid, penentuan geoid, ketinggian orthometrik dan datum pugak. Selisih dalam ketinggian elipsoid bergantung kepada teknik pengukuran GPS yang digunakan dan pemprosesannya. Selisih-selisih lain yang mempengaruhi pengukuran GPS juga turut memberikan kesan dalam ketinggian elipsoid seperti yang dibincangkan dalam Seksyen 2.9.3. Selisih dalam penentuan geoid disebabkan oleh selisih penetapan parameter dalam model samaupaya yang digunakan dan pengabaian parameter tetapan dalam order yang tinggi. Ketinggian orthometrik diperolehi dari ukur aras maka selisih dalam ketinggian orthometrik adalah berpunca daripada proses pengukuran aras, selisih ini dijelaskan dalam Seksyen 2.7. 107 5.3.1 Data Hitungan Bias Datum Pugak Pihak JUPEM Sarawak telah melaksanakan cerapan GPS dalam jaringan GPS Sarawak. Jaringan ini meliputi stesen jaringan utama GPS jenis B dan stesen kawalan sempadan Sarawak-Kalimantan serta beberapa tanda aras. Tanda-tanda aras ini hanya terletak di beberapa kawasan secara berkelompok dan tidak bertaburan di seluruh Sarawak. Terdapat tiga kawasan tanda aras yang mempunyai koordinat WGS84 iaitu kawasan Kuching, Sarikei dan Bintulu. Bagi kawasan Kuching, tanda-tanda aras ini berada di sepanjang laluan Kuching-Santubong dan Matang-Telaga Air, bagi kawasan Sarikei pula tanda-tanda aras terletak di sepanjang laluan Sarikei-Bintagor manakala bagi kawasan Bintulu ia terletak di sepanjang laluan Tatau-Bintulu dan Bintulu-Kidurung. Tanda-tanda aras ini mempunyai ketinggian ukuran kelas kedua. Terdapat beberapa tanda aras yang dihubungkan dengan ukuran aras jitu tetapi ia tidak mencukupi untuk mengkaji ketidakseragaman bias datum pugak. Oleh itu, semua bias datum pugak dihitung daripada ketinggian ukuran kelas kedua. Bias datum pugak dihitung dengan menggunakan model geoid jitu EMG03. Ketepantan relatif nagi model geoid ini adalah 5cm. Bias datum pugak yang melebihi 3σ akan dibuang. 1 2 3 4 5 111 KOTA SAMARAHAN SRI AMAN 112 113 KAPIT 114 115 LIMBANG Rajah 5.3 : Kontur Ketinggian Geoid bagi Negeri Sarawak Berdasarkan EMG03 (sela kontur 2m) 110 KUCHING SARIKEI SIBU BINTULU MIRI BRUNEI 108 109 5.3.2 Bias Datum Pugak Mutlak Dengan menggunakan model geoid jitu EMG03, nilai ketinggian geoid diperolehi bagi kesemua tanda-tanda aras yang mempunyai koordinat WGS84. Nilai ketinggian geoid bagi 90 tanda aras telah dihitung di ketiga-tiga kawasan tersebut. Bias datum pugak, δN dihitung dengan persamaan berikut: δN = h – H2nd – NEMG03 (5.2) Jadual 5.8 : Karakter Bias Datum Pugak Mutlak Kuching Sarikei Bintulu Keseluruhan 53 21 16 90 Minimum 1.534 m 1.060 m 1.631 m 1.060 m Maksimum 1.825 m 1.826 m 1.806 m 1.826 m Purata 1.691 m 1.482 m 1.685 m 1.641 m RMS 0.066 m 0.247 m 0.049 m 0.158 m Bil. Tanda Aras Bagi keseluruhan kawasan, bias datum pugak maksimum adalah di kawasan Sarikei dengan 1.826m. Nilai minimum juga di kawasan Sarikei iaitu 1.060m. Bagi kawasan Kuching dan Bintulu, bias datum pugak lebih konsisten dan julatnya lebih kecil berbanding di kawasan Sarikei. Secara keseluruhannya purata bias datum pugak mutlak adalah 1.641m. Merujuk Rajah 5.4 – 5.6, sepatutnya taburan bias datum pugak tidak mempunyai puncak yang tajam dan cerun yang curam. Ini mungkin disebabkan oleh selisih dalam pengukuran GPS kerana cerapan yang dilaksanakan bukan khusus untuk ukur aras. 110 Taburan Tanda Aras Kontor Model Bias Rajah 5.4 : Bias Datum Pugak bagi Kawasan Kuching Taburan Tanda Aras Kontor Model Bias Rajah 5.5 : Bias Datum Pugak bagi Kawasan Sarikei 111 Taburan Tanda Aras Kontor Model Bias Rajah 5.6 : Bias Datum Pugak bagi Kawasan Bintulu 5.3.3 Bias Datum Pugak Relatif Diketahui geoid dan datum pugak tempatan mungkin tidak setindih. Oleh itu, bias datum pugak relatif dihitung bagi melihat ketidakseragaman secara relatif berdasarkan jarak. Bias datum pugak relatif dihitung antara tanda aras dan secara radial. Bias datum pugak relatif, ∆δN diperolehi dari persamaan di bawah: ∆δN = ∆h – ∆H2nd – ∆NEMG03 (5.3) 112 5.3.3.1 Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen Bias datum pugak relatif antara tanda aras dihitung dengan perbezaan bias datum pugak dari tanda aras ke tanda aras sepanjang laluan aras. Oleh itu, kebanyakkan jarak antara tanda aras adalah pendek iaitu lebih kurang 1km. Hasil hitungannya ditunjukkan dalam Rajah 5.7 – 5.9. Jadual 5.9 : Karakter Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen Kuching Sarikei Bintulu 49 18 15 Minimum -0.071 m -0.162 m -0.050 m Maksimun 0.059 m 0.138 m 0.108 m -0.002 m -0.008 m 0.003 m 0.025 m 0.076 m 0.042 m Bilangan Garis Purata RMS Jadual 5.9 menunjukkan karakter bias datum pugak relatif antara stesen bagi ketiga-tiga kawasan. Kawasan Sarikei mempunyai nilai bias datum pugak relatif yang paling besar berbanding kawasan lain dengan julat 30cm dan RMS 7.6cm. Ini disebabkan oleh kedudukan tanda aras di kawasan ini merentasi garis kontur ketinggian geoid (rujuk Rajah 5.3). Oleh itu, beza tinggi geoid, ∆N adalah besar dan ia memberikan kesan yang besar terhadap nilai bias datum pugak. 120 8 Bias Datum Pugak Bias dalam ppm 6 100 80 2 60 0 1 -2 Bias dalam ppm Bias Datum Pugak (cm) 4 40 -4 20 -6 -8 0 Rajah 5.7 : Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen bagi Kawasan Kuching 113 160 20 Bias Datum Pugak Bias dalam ppm 140 120 5 100 Bias Datum Pugak (cm) 10 80 0 1 -5 60 -10 40 -15 20 -20 0 Bias dalam ppm 15 Rajah 5.8 : Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen bagi Kawasan Sarikei Merujuk kepada Rajah 5.7 dan 5.8, kebanyakkan bias datum pugak relatif berada dalam lingkungan 70ppm ke bawah. Bias datum pugak relatif yang melebihi 70ppm adalah disebabkan jarak yang pendek iaitu kurang dari 1km. Selisih dalam cerapan GPS menjadi penyebab utama wujudnya bias datum pugak yang besar. Ini kerana geoid telah ditentukan dengan sebaiknya dan ukur aras pula mengikut spesifikasi ukuran kelas kedua. Hanya cerapan GPS sahaja yang tidak diketahui ketepatannya kerana data GPS yang digunakan bukan khusus untuk ukur aras. Bias datum pugak yang besar didapati di kawasan Sarikei. Ini disebabkan oleh gabungan selisih cerapan GPS dan selisih geoid. Selisih dari geoid tetap wujud walaupun geoid telah ditentukan sebaiknya. Selisih geoid berkadaran terus dengan nilai beza tinggi geoid. 12 35 Bias Datum Pugak 10 Bias dalam ppm 30 8 4 20 2 15 Bias dalam ppm Bias Datum Pugak (cm) 25 6 0 1 10 -2 -4 -6 5 0 Rajah 5.9 : Bias Datum Pugak Relatif Stesen ke Stesen bagi Kawasan Bintulu 114 Berpandukan Rajah 5.9, bias datum pugak relatif kawasan Bintulu adalah kurang dari 6cm kecuali satu garis dengan bias datum pugak relatif 10.8cm dengan 28ppm. Bias datum pugak relatif kawasan ini lebih konsisten dan kebanyakkannya di bawah 15ppm. Ini kerana kedudukan dan susunan tanda aras adalah hampir selari dengan garis kontur ketinggian geoid. Oleh itu, beza ketinggian geoid yang kecil memberikan magnitud bias datum pugak relatif yang lebih konsisten. 5.3.3.2 Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial Bias datum pugak relatif secara radial dihitung dengan menetapkan satu tanda aras di hujung laluan aras. Oleh itu untuk hitungan ini, TAP.1357 ditetapkan bagi kawasan Kuching manakala kawasan Sarikei, TA 60039 ditetapkan dan bagi kawasan Bintulu pula TA 40014 ditetapkan. Nilai RMS bias datum pugak relatif secara radial di kawasan Bintulu adalah yang paling kecil iaitu 51cm dan julatnya 17.5cm (rujuk Jadual 5.10). Ini kerana kedudukan tanda aras Bintulu hampir selari dengan garis kontur ketinggian geoid. Jadual 5.10 : Karakter Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial Kuching Bilangan Garis Minimum Maksimun Purata RMS Sarikei Bintulu 49 18 15 -0.119 m -0.518 m -0.067 m 0.113 m 0.113 m 0.108 m -0.035 m -0.239 m -0.014 m 0.059 m 0.203 m 0.051 m 115 15 14 Bias Datum Pugak Bias dalam ppm 10 12 Bias Datum Pugak (cm) 10 8 0 1 6 Bias dalam ppm 5 -5 4 -10 2 -15 0 Rajah 5.10 : Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial bagi Kawasan Kuching (TAP.1357 ditetapkan) Rajah 5.10 menunjukkan nilai bias yang tidak konsisten di kawasan Kuching. Ini disebabkan oleh taburan tanda aras di kawasan ini melengkung dan mewujudkan garis-garis yang pelbagai arah dan jarak dari titik tetap (rujuk Rajah 5.4). Kebanyakan bias datum pugak relatif kawasan ini adalah di bawah 12ppm. 10 Bias Datum Pugak Bias dalam ppm 20 18 0 1 16 14 12 -20 10 -30 8 Bias dalam ppm Bias Datum Pugak (cm) -10 6 -40 4 -50 2 -60 0 Rajah 5.11 : Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial bagi Kawasan Sarikei (TA.60039 ditetapkan) 116 12 35 Bias Datum Pugak 10 Bias dalam ppm 30 25 6 4 20 2 15 0 1 -2 Bias dalam ppm Bias Datum Pugak (cm) 8 10 -4 5 -6 -8 0 Rajah 5.12 : Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial bagi Kawasan Bintulu (TA.40014 ditetapkan) Rajah 5.11 menunjukkan magnitud bias datum pugak di kawasan Sarikei bertambah apabila menjauhi titik tetap. Walaubagaimanapun, secara keseluruhan bias datum pugak adalah kurang dari 18ppm. Merujuk Rajah 5.12, bias datum pugak lebih konsisten di kawasan Bintulu. Kesemua bias berada dalam lingkungan kurang dari 2ppm kecuali dua nilai yang disebabkan oleh jarak yang pendek. 20 Kaw asan Kuching Kaw asan Sarikei 10 Kaw asan Bintulu 0 Bias Datum Pugak (cm) 0 10 20 30 40 50 60 -10 -20 -30 -40 -50 -60 Jarak (km ) Rajah 5.13 : Taburan Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial Berdasarkan Jarak 117 35 Kaw asan Kuching 30 Kaw asan Sarikei Kaw asan Bintulu Bias dalam ppm 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 Jarak (km) Rajah 5.14 : Taburan Bias Datum Pugak Relatif Secara Radial Dalam ppm Berdasarkan Jarak Merujuk Rajah 5.13, nilai bias datum pugak relatif di kawasan Bintulu menunjukkan nilai bias yang konsisten dan tidak dipengaruhi oleh jarak. Berlainan pula di kawasan Sarikei, bias datum pugak bertambah berkadaran terus dengan jarak. Rajah 5.14 pula menunjukkan ketepatan bias datum pugak kurang dari 15ppm boleh diperolehi bagi jarak 10-55km. Bias datum pugak kurang dari 10ppm diperolehi di kawasan Kuching bagi jarak melebihi 5km. Di kawasan Bintulu pula ketepatan kurang dari 2ppm diperolehi bagi jarak 20-55km. < 10km 20 10-20km 20-40kkm 10 40-55km 0 Bias Datum Pugak (cm) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 -10 -20 -30 -40 -50 -60 ∆ N(m ) Rajah 5.15 : Taburan Bias Datum Pugak Relatif Berdasarkan Beza Tinggi Geoid 118 Merujuk Rajah 5.15, bias datum pugak bagi jarak kurang dari 10km adalah kurang dari 12cm. Nilai ini adalah besar jika dibandingkan dengan jarak iaitu dalam ppm. Bagi jarak melebihi 10km, bias berkadaran terus dengan beza tinggi geoid. Beza tinggi geoid antara 0.8 – 1.3m memberikan bias yang besar sehingga 51cm. Bagi jarak 10 – 55km dengan beza tinggi geoid kurang dari 0.2m, bias datum pugak berada dalam lingkungan ±10cm. Beza tinggi geoid memainkan peranan dalam mendapatkan nilai bias yang kecil. 35 30 Bias dalam ppm 25 20 15 10 5 0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 ∆ N (m ) Rajah 5.16 : Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Jarak Kurang dari 10km Dalam rajah 5.16, bagi jarak kurang dari 10km, bias adalah kurang dari 13ppm kecuali dua nilai iaitu 17ppm dan 29ppm. Ini disebabkan oleh jarak yang terlalu pendek iaitu kurang dari 2km. 119 9 10-15km 8 15-20km 7 Bias dalam ppm 6 5 4 3 2 1 0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 ∆ N (m ) Rajah 5.17 : Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Kawasan Kuching Bagi kawasan Kuching, bias bertaburan secara rawak. Ini kerana kedudukan relatif tanda-tanda aras adalah tidak menentu iaitu campuran yang selari dan merentas kontur geoid. Rajah 5.17 juga menunjukkan bias datum pugak adalah kurang dari 9ppm bagi beza tinggi geoid 0.2-0.8m. 16 14 12 Bias dalam ppm 10 10-20km 20-40km 8 6 4 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 ∆ N (m ) Rajah 5.18 : Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Kawasan Sarikei 120 Berpandukan Rajah 5.18, bias berada dalam linkungan 11-15ppm bagi kawasan Sarikei. Kedudukan tanda aras yang merentasi kontur geoid mempengaruhi bias dalam memberikan nilai bias yang besar. 1.6 10-40km 1.4 40-50km 40-50km 1.2 Biasa dalam ppm 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 ∆ N (m ) Rajah 5.19 : Bias Datum Pugak Relatif dalam ppm Berdasarkan Beza Tinggi Geoid bagi Kawasan Bintulu Rajah 5.19 menunjukkan jarak tidak memainkan peranan dalam memberikan nilai bias yang besar. Keselarian kedudukan tanda aras dengan kontur geoid mengurangkan nilai bias. Ini memberikan beza tinggi geoid yang kecil dan kurang selisih penentuan geoid. Oleh itu, bias bagi kawasan Bintulu adalah kecil iaitu kurang dari 1.5ppm. Secara keselurahannya, bagi jarak 10 – 55km dan beza tinggi geoid kurang dari 0.2m, bias kurang dari 2ppm diperolehi. Beza tinggi geoid antara 0.2 – 0.4m pula memberikan bias kurang dari 8 ppm manakala beza tinggi geoid 0.4 – 0.8m memberikan bias kurang dari 13ppm. Bias antara 13 – 15ppm pula diperolehi bagi beza tinggi geoid 0.8 – 1.3m. 121 5.4 Kesimpulan Ukur aras GPS adalah satu-satunya kaedah yang kurang dipengaruhi oleh suhu berbanding dengan kaedah konvensional serta menjimatkan penggunaan tenaga kerja. Cerapan GPS selama satu jam adalah tidak mencukupi bagi melaksanakan pemindahan aras. Oleh itu, cerapan GPS selama dua jam diperlukan bagi mendapatkan beza ketinggian yang lebih baik dan konsisten. Penggunaan geoid jitu, WMG03A memberikan beza tinggi orthometrik yang lebih baik berbanding EGM96. Hasil menunjukkan cerapan GPS boleh dipertimbangkan dalam melaksanakan pemindahan aras bagi menghubungkan jaringan yang terputus disebabkan oleh sungai yang lebar. Walau bagaimanapun, ukur aras GPS memerlukan satu prosedur yang khusus bagi mendapatkan beza tinggi yang terbaik dan konsisten. Bagi melaksanakan pemindahan aras GPS, beberapa perkara telah digariskan: i) Cerapan selama 2 jam ii) Pandangan langit lebih dari 75% iii) Cut angle 10o iv) PDOP kurang dari 3.0 v) Pengukuran ketinggian antena dengan rod pada tiga sudut antena vi) Pemprosesan mengikut kriteria penunjuk yang ditetapkan Kedudukan antara tanda aras terhadap alunan geoid memainkan peranan yang penting dalam memberikan nilai bias datum pugak. Kedudukan yang terbaik adalah selari dengan garis kontur ketinggian geoid. Walaupun jarak antara tanda aras jauh, nilai bias yang diperolehi tetap kecil. Contohnya di kawasan Bintulu, bagi jarak 40km dan 50km nilai bias datum pugak relatif adalah 2.1cm dan 1.8cm. Jika dilihat datum bias pugak relatif secara radial di kawasan Sarikei, nilai bias bertambah berkadaran dengan jarak dan beza tinggi geoid. Bias datum pugak adalah tidak konsisten bagi jarak kurang dari 10km walaupun beza tinggi geoid adalah kecil. Bagi jarak yang melebihi 10km dengan beza tinggi geoid 20 – 40cm, bias datum pugak adalah kurang dari 8ppm. Manakala bagi beza tinggi geoid 0.8 – 1.3m memberikan bias sekitar 13 – 15 ppm. Bias datum pugak kurang dari 2ppm boleh diperolehi dengan beza tinggi kurang dari kurang dari 20cm dan jarak melebihi 10km. 122 Ukur aras GPS merupakan alternatif dalam melengkapkan jaringan ukur aras di Sarawak. Dalam melaksanakan pelarasan jaringan ukur aras, pemberat bagi ukur aras GPS tidak seharusnya hanya bergantung pada jarak garisdasar. Sebaliknya, kedudukan garisdasar terhadap alunan geoid perlu diambil kira dalam menentukan pemberat. Sekiranya garisdasar mempunyai beza tinggi geoid, ∆N yang kecil maka garisdasar tersebut sepatutnya diberikan pemberat yang besar. Oleh itu, rekabentuk jaringan yang dirujuk pada alunan geoid amat penting dalam memberikan nilai ketinggian yang terbaik dalam ukur aras GPS. BAB 6 CADANGAN PENUBUHAN JARINGAN UKUR ARAS DI SARAWAK 6.1 Pengenalan Penggunaan ukur aras GPS berpotensi dalam mewujudkan satu jaringan ukur aras yang sempurna di Sarawak. Data ukur aras konvensional dan ukur aras GPS boleh digabungkan dalam membentuk satu jaringan yang mempunyai tutupan dan meliputi seluruh kawasan di Sarawak. 6.2 Rekabentuk Jaringan Aras Rajah 6.1 menunjukkan cadangan jaringan gabungan ukur aras konvensional dan GPS yang boleh dilaksanakan di Sarawak. Dalam jaringan ini, laluan ukur aras jitu sedia ada dihubungkan dengan jaringan ukur aras GPS. Walaupun ketepatan pengukuran ukur aras GPS tidak setanding dengan ukur aras jitu, namun ia lebih baik daripada tiada jaringan. Rajah 6.1 : Cadangan Jaringan Ukur Aras Bagi Negeri Sarawak 124 125 Jadual 6.1 : Senarai Garisdasar Selari dengan Garis Kontur Geoid Bil. Garisdasar Bil. Garisdasar 1. T034 – 1089 1 2. T031 – G003 – KUCH 2 3. G005 – G004 – G007 – G008 – G010 4 4. G006 – 2038 1 5. 2055 – 2200 – G009 – SIBU – T015 4 6. G012 – 6052 – T018 – G013 3 7. 5047 – T045 – T013 2 8. G014 – BINT – 4044 2 9. G017 – G018 1 10. G020 – G023 1 11. 7084 – 7083 – T041 – T043 – G021 – G022 – G024 6 12. 7082 – T032 – G016 – 4119 – 4127 – G025 5 13. 7080 – 7079 – 4114 – T008 – T007 4 Jaringan ini dibentuk merujuk kepada alunan geoid bagi mendapatkan hasil yang terbaik. Terdapat 72 garisdasar dalam jaringan ini dan 36 daripadanya hampir selari dengan garis kontur geoid (Jadual 6.1). 4 stesen MASS dan 30 stesen GPS dari jaringan GPS Malaysia Timur 2000 (EMGN2000) digunakan dalam jaringan ini. Sebanyak 26 stesen baru perlu ditubuhkan bagi melengkapkan jaringan. Panjang garisdasar dalam jaringan ini adalah antara 10-80km. 6.3 Data Cerapan dan Pemberat Bagi penubuhan jaringan gabungan ini, data ukur aras jitu mestilah dianalisa terlebih dahulu. Hanya data kawasan Miri-Sibu dan Kuching (Lundu-Spg.Pantu) yang telah dianalisa dalam tesis ini. Selisih kasar didapati masih wujud dalam 9 cerapan beza tinggi (rujuk Seksyen 4.9). Oleh itu, beza tinggi tersebut haruslah disemak semula di padang bagi mengesahkannya. Data ukur aras bagi kawasan SibuSpg.Pantu, Sematang-Bau, Limbang dan Lawas perlu dianalisa sebelum digunakan 126 dalam jaringan. Laluan baru bagi ukur aras jitu dicadangkan kerana laluan tersebut mempunyai kemudahan jalanraya. Sesetengah daripadanya mempunyai ukuran kelas kedua. Oleh itu, hanya kawasan yang tidak mempunyai kemudahan sahaja yang dicadangkan pengukuran aras GPS. Sementara itu, terdapat beberapa batang sungai yang tiada kemudahan jambatan menghalang kerja-kerja pengukuran aras. Ukur aras GPS perlu dilaksanakan bagi memindahkan aras merentasi sungai-sungai tersebut mengikut prosedur dan pemprosesan yang dibincangkan sebelum ini (rujuk Seksyen 5.2) Pemberat yang sesuai juga perlu diberikan terhadap data aras konvensional dan GPS dalam melaksanakan pelarasan jaringan. Pemberat bagi ukur aras konvensional boleh ditentukan dengan menggunakan sisihan piawai 3 mm km bagi ukuran kelas pertama. Sekiranya ukuran kelas kedua juga dimasukkan, sisihan piawai 12 mm km boleh digunakan. Dalam menentukan pemberat bagi ukur aras GPS, dua aspek patut diambil kira iaitu sisihan piawai bagi ketinggian elipsoid, σ∆h dan sisihan piawai bagi geoid, σ∆N. σ2 ∆H = σ2 ∆h + σ2 ∆N (6.1) σ∆h boleh diperolehi daripada hasil pemprosesan garisdasar. Tetapi sukar untuk menentukan σ∆N yang sepatutnya. JUPEM (2003) menyatakan kejituan relatif geoid jitu bagi Malaysia Timur adalah 5cm dan 2cm bagi Semenanjung Malaysia. Bagi Malaysia Timur, kejituan yang lebih baik boleh diperolehi di kawasan yang menjauhi sempadan Indonesia. Hasil dari kajian ketidakseragaman bias datum pugak, secara kasarnya kejituan ukur aras GPS boleh ditentukan dengan berdasarkan beza tinggi geoid (Jadual 6.2). Jadual 6.2 : Kejituan Ukur Aras GPS Berdasarkan Beza Tinggi Geoid Beza Tinggi Geoid Kejituan Ukur Aras GPS < 0.2 m 2ppm 0.2 – 0.4 m 8ppm 0.4 – 0.8 m 13ppm > 0.8 m 15ppm 127 Walaubagaimanapun geoid ini telah ditentukan sebaiknya maka hanya cerapan GPS sahaja yang dapat dikawal dalam mendapatkan hasil ukur aras yang terbaik. Cerapan GPS yang khusus untuk ukur aras diperlukan dengan masa cerapan 24 jam dan pemprosesan dengan menggunakan perisian saintifik seperti Bernese dan Gipsy. Cerapan sebanyak 2 sesi disarankan bagi garisdasar yang mempunyai beza tinggi geoid yang melebihi 0.4m. Oleh itu, garisdasar tersebut perlu dicerap selama 48 jam. Ini bagi memudahkan pemilihan garisdasar yang terbaik. Tikaian yang dibenarkan dalam ukur aras GPS adalah 3.294mm +1.084ppm (Soeb, 2004). 6.4 Cerapan yang Perlu Dilaksanakan Beberapa cerapan perlu dijalankan bagi menubuhkan jaringan aras gabungan ini. Cerapan-cerapan yang perlu dilaksanakan adalah seperti di bawah: i) Ukur aras jitu bagi kawasan yang mempunyai kemudahan jalanraya. Berikut adalah senarai laluan aras yang perlu diukur: a) Biawak – Lundu b) Kuching – Telaga Air c) Kuching – Santubong d) Kuching – Bako e) Serian – Tebedu f) Serian – Mongkos g) Simunjan – Spg. Pantu h) Engkilili – Lubuk Antu – Batang Air i) Kabong – Roban j) Bintagor – Pakan – Entabai k) Spg. Mukah – Mukah l) Balingian – Mukah – Daro m) Spg. Bakun – Bakun n) Spg. Niah – Niah – Suai o) Kg. Lambir – Beluru p) Spg. Limbang – G023 q) Lawas – G025 128 ii) Ukur aras GPS bagi pemindahan aras merentasi sungai. Sungai-sungai yang dikenal pasti menghalang kerja-kerja pengukuran adalah seperti berikut: a) Btg. Kayan b) Btg. Rajang c) Btg. Baran d) Btg. Mukah e) Btg. Oya f) Btg. Igan iii) Ukur aras GPS bagi 72 garisdasar (rujuk Rajah 6.1). iv) Ukur aras jitu bagi menghubungkan stesen GPS dengan tanda aras yang berdekatan. 6.5 Pemilihan Datum Seperti yang diketahui umum, Sarawak mempunyai tiga datum pugak iaitu datum Original, Pulau Lakei dan Bintulu. Dalam penubuhan jaringan gabungan ini, datum Original dicadangkan sebagai datum pugak untuk menentukan ketinggian seluruh Sarawak. Di masa hadapan, jaringan aras Sarawak akan digabungkan pula dengan jaringan aras Sabah. Maka datum Original dipilih kerana berada di tengahtengah antara dua negeri tersebut. Ini dapat mengurangkan perambatan selisih dalam pelarasan jaringan. 6.6 Model Pelarasan Jaringan Model pelarasan bagi jaringan gabungan ini adalah sama dengan model pelarasan yang digunakan bagi jaringan ukur aras jitu (rujuk Seksyen 2.8.2). Hanya penentuan pemberat sahaja yang berbeza. Dalam jaringan aras jitu, pemberat ditentukan berdasarkan jarak tetapi bagi jaringan gabungan, ia ditentukan berdasarkan kejituan mengikut jenis cerapan. 129 6.7 Persamaan cerapan : Vij = Hj – Hi – ∆Hij Pemberat : P = σ o2 ∑ σ ∆H 2 −1 Kesimpulan Dengan wujudnya jaringan yang sempurna ini, ia dapat menyokong peningkatan sistem ketinggian dalam membangunkan negeri Sarawak. Geoid kesepadanan (fitted geoid) juga dapat diwujudkan dengan adanya jaringan yang baik. Bagi mewujudkan geoid kesepadanan, jaringan aras yang merangkumi seluruh negeri Sarawak diperlukan. Ini sekaligus bagi menyokong sistem stesen rujukan virtual (VRS) yang memerlukan geoid kesepadanan dalam memberikan nilai ketinggian orthometrik secara hakiki. BAB 7 CADANGAN DAN KESIMPULAN 7.1 Pengenalan Dalam tesis ini, jaringan ukur aras bagi negeri Sarawak telah dikaji dan diselidiki. Ini melibatkan tiga kajian utama iaitu kajian data ukur aras jitu, simulasi pemindahan aras dengan teknik GPS dan ketidakseragaman bias datum pugak. Pertamanya, kajian literatur berkenaan konsep penubuhan ukur aras jitu dibincangkan. Selisih yang mempengaruhi pengukuran aras jitu turut dijelaskan secara teori. Ukur aras GPS turut dibincangkan meliputi hubungan antara ketinggian elipsoid, geoid dan orthometrik serta selisih yang mempengaruhi ukur aras GPS. Latarbelakang sejarah dan status jaringan ukur aras di Sarawak turut didokumenkan. Jaringan ukur aras jitu yang pertama dilaksanakan pada tahun 1958 bermula dari STAPS Pulau Lakei yang berdasarkan tiga datum. Sehingga kini datum-datum ini dijadikan rujukan ketinggian di Sarawak. Jaringan ukur aras jitu baru masih lagi dalam peringkat pengukuran, status ukur aras jitu yang dibincangkan adalah sehingga September 2002. Data-data ukur aras jitu disediakan oleh Seksyen Geodesi, JUPEM cawangan Sarawak. Kajian terhadap beza tinggi ukur aras jitu telah dijalankan. Ini termasuk penentusahan data, perbandingan beza tinggi, analisa statistik, kualiti data aras dan pra-pelarasan jaringan. Perbandingan beza tinggi dilaksanakan bagi mengesan selisih kasar yang wujud dalam pengukuran. Perbandingan dibuat dengan ukur aras jitu lama dan ukuran kelas kedua. Analisa statistik pula melibatkan ujian kenormalan dan 131 kerawakan. Pra-pelarasan dijalankan bagi dua kawasan iaitu Miri-Sibu dan Kuching. Seterusnya, simulasi pemindahan aras dengan teknik GPS dan kajian ketidakseragaman bias datum pugak dibincangkan. 7.2 KESIMPULAN Kajian telah dilaksanakan berpandukan kepada empat objektif yang telah digariskan. Hasil dan analisa kajian boleh diringkaskan seperti berikut: i) Dokumentasi latarbelakang dan status semasa jaringan ukur aras di Sarawak • Jaringan ketinggian pertama adalah daripada jaringan Penyegitigaan Utama Borneo 1948 tetapi hasil pelarasan yang dijalankan pada tahun 1952 dan 1953 memberikan keputusan yang tidak memuaskan bagi negeri Sarawak. • Pada tahun 1958, jaringan ukur aras jitu pertama dimulakan oleh Jabatan Tanah dan Survei Sarawak. Jaringan ini bermula di STAPS Pulau Lakei hingga ke Kuching. • Jaringan ukur aras jitu ini berdasarkan kepada tiga datum iaitu datum Original, Pulau Lakei dan Bintulu. Datum Pulau Lakei merangkumi kawasan dari Kuching E.Base hingga ke Spali manakala dari Mentegai ke Ulat Bulu merujuk pada datum Original. Bagi kawasan Bintulu dan sekitarnya, tanda aras adalah berdasarkan datum Bintulu. • Pada tahun 1989, JUPEM Sarawak telah ditubuhkan dan mengambil alih tugas pengukuran jaringan aras melibatkan ukur aras jitu dan ukur aras kelas kedua. • Sehingga September 2002, 19 fail laluan ukur aras jitu telah siap diukur, merangkumi 81.8% daripada keseluruhan jarak 1000km laluan utama dari Miri ke Kuching. Ukur aras jitu dijangka siap sepenuhnya pada 2003 sekiranya proses pengukuran berjalan dengan lancar. • Bagi ukur aras kelas kedua pula, sebanyak 55 laluan telah siap diukur pada September 2002 melibatkan pengukuran sejauh 1899km. 132 • Terdapat beberapa masalah yang dihadapi dalam penubuhan jaringan aras di Sarawak iaitu kemusnahan tanda aras, pengukuran merentasi sungai yang lebar, ketiadaan tutupan gelong dan penggunaan datum yang berbeza. • Bagi mengatasi masalah kemusnahan tanda aras, perancangan teliti dilaksanakan untuk melihat kesesuaian tanda aras merujuk kepada agensi yang berkaitan dengan pembangunan infrastruktur. • Prosedur pengukuran perlu diikuti sepenuhnya bagi memastikan kualiti data pengukuran berkeadaan baik. Ini perlu kerana jaringan ukur aras Sarawak tiada gelong untuk dijadikan semakan. ii) Perbandingan beza tinggi dan analisa statistik dan pra-pelarasan • Daripada hasil perbandingan beza tinggi, didapati wujud selisih kasar dalam beza tinggi Manakala TA 40046-TA 40047 dan TA 40060-TA 40061 di kawasan Miri-Sibu. TA 40052, TA 40055 dan BM 961 didapati telah berganjak dengan magnitud 0.42m, 0.15m dan 0.72m. • Di kawasan Kuching pula, antara BM 1284 ke BM 1275 terdapat beberapa beza tinggi yang mempunyai perbezaan yang besar dengan ukur aras kelas kedua. Beza tinggi tersebut adalah TA 1147 – TA 1208 – TA 1145 – TA.1144 – TA 1207 – TA 1142 – TA.1141 dan TA 90006 – BM 606. • Daripada ujian kenormalan, kawasan Miri-Sibu memberikan nilai kecondongan dan kurtosis iaitu 0.132 dan 1.520 manakala bagi kawasan Kuching pula adalah 0.034 dan –0.363. Kedua-dua kawasan ini gagal dalam ujian Khi kuasa dua. • Daripada 14 laluan hanya satu laluan gagal dalam ujian larian dan dua laluan gagal dalam kecenderungan. Oleh itu, kecenderungan data untuk mempunyai selisih sistematik adalah kecil. • Sisihan piawai per kilometer, bagi kawasan Miri-Sibu adalah antara 0.230.63 mm√km manakala kawasan Kuching antara 0.63-0.88 mm√km. Secara keseluruhan bagi kawasan Miri-Sibu adalah 0.41 mm√km dan 0.73 mm√km bagi kawasan Kuching. 133 • Dari hasil pra-pelarasan, nilai ujian-F yang diperolehi adalah 0.331 bagi kawasan Miri-Sibu dan 1.035 bagi kawasan Kuching. Nilai ini menggambarkan jaringan yang baik walaupun data masih mempunyai selisih kasar. Ini kerana jaringan aras yang tidak sempurna bagi kedua-dua kawasan. • Perbezaan antara ketinggian lama dan baru menunjukkan kesan perambatan selisih yang wujud dalam cerapan. Bagi kawasan Miri-Sibu, perbezaan maksimum adalah 2.179m dan minimum -0.090m manakala bagi kawasan Kuching pula perbezaan maksimum adalah 2.975m dan minimum –0.154m. Perbezaan yang besar ini adalah disebabkan oleh selisih kasar yang wujud dalam cerapan beza tinggi. iii) Kajian pemindahan aras menggunakan teknik GPS • Simulasi pemindahan aras GPS telah dilaksanakan bagi panjang garisdasar 0.5km, 1.0km dan 1.5km. Hasilnya dibandingkan dengan beza tinggi yang diperolehi dari ukur aras jitu. Oleh itu, perbezaan ini boleh dianggap sebagai selisih ukur aras GPS kerana ukur aras jitu dianggap nilai sebenar. • Setelah data cerapan GPS diproses berulang kali, penulis mendapati beza tinggi orthometrik yang konsisten boleh diperolehi sekiranya kriteria tersebut dipenuhi; - Bagi garisdasar 0.5km, kriteria; ratio>50, RV<0.7, RMS<5mm dan σh<2.0mm - Bagi garisdasar 1.0km, kriteria; ratio>30, RV<0.8, RMS<7mm dan σh<2.5mm - Bagi garisdasar 1.5km, kriteria; ratio>15, RV<1.0, RMS<10mm dan σh<3.0mm • Bagi cerapan 2 jam, nilai RMS berkadaran terus dengan panjang garisdasar. Walaupun RMS selisih adalah besar bagi garisdasar 1.5km tetapi selisihnya lebih konsisten dengan julat 1.05mm. • RMS selisih bagi cerapan 1 jam tidak konsisten dan menentu. Cerapan 1.jam tidak memadai, tambahan lagi sekiranya data perlu dipotong dan cutangle yang besar digunakan semasa pemprosesan. 134 • Secara keseluruhan, pengukuran 2 jam dapat memberikan beza tinggi orthometrik yang lebih konsisten dengan selisih kurang dari 8mm. Beza tinggi berdasarkan geoid jitu, WMG03A memberikan hasil yang lebih baik berbanding EGM96. • Hanya RMS selisih GPS-WMG03A (2 jam) yang kurang dari selisih yang dibenarkan bagi kelas pertama Order I. RMS selisih GPS-EGM96 hanya memenuhi tikaian yang dibenarkan bagi kelas kedua. • Daripada kajian ini, ukur aras GPS boleh dipertimbangkan sebagai alternatif pengukuran merentasi sungai yang lebar. Beberapa perkara perlu digariskan dalam melaksanakan pengukuran merentasi sungai seperti cerapan 2jam, 75% pandangan langit, cut-angle 10o, PDOP.<.3.0, pengukuran ketinggian antena dari 3 sudut dan memenuhi kriteria pemprosesan. iv) Kajian ketidakseragaman bias datum pugak • Bias datum pugak telah dihitung bagi tiga kawasan iaitu Kuching, Sarikei dan Bintulu dengan menggunakan ketinggian ukuran kelas kedua. • Secara keseluruhannya, bias datum pugak mutlak maksimum adalah di kawasan Sarikei dengan 1.826m dan minimum juga di kawasan Sarikei dengan 1.060m. Kawasan Kuching dan Bintulu menunjukkan bias datum pugak yang konsisten dengan nilai RMS 6.6cm dan 4.9cm berbanding kawasan Sarikei iaitu 24.7cm. • Kedudukan tanda aras terhadap alunan geoid banyak mempengaruhi nilai bias datum pugak relatif. Di kawasan Sarikei, kedudukan tanda-tanda aras merentasi garisan kontur ketinggian geoid menyebabkan magnitud bias menjadi besar sehingga 17cm bagi bias datum pugak relatif antara stesen dan 58cm bagi bias datum pugak relatif secara radial. Berlainan pula di kawasan Bintulu, susunan tanda-tanda aras yang selari dengan garis kontur geoid memberikan bias datum pugak yang kecil, kebanyakkannya adalah kurang dari 15ppm. 135 • Bias datum pugak relatif secara radial di kawasan Sarikei meningkat berkadaran dengan jarak dan beza tinggi geoid tetapi di kawasan Bintulu nilai bias agak konsisten dan tidak dipengaruhi oleh jarak dengan beza tinggi geoid yang kecil. • Secara keseluruhannya, bias datum pugak tidak konsisten bagi jarak kurang dari 10km walaupun beza tinggi geoid yang kecil. Bias datum pugak dalam lingkungan 13 – 15ppm dapat diperolehi bagi jarak melebih 10 – 55km dengan beza tinggi geoid 0.8 – 1.3m. Dengan beza tinggi geoid 0.2 – 0.8m pula bias kurang dari 13ppm diperolehi. Bagi jarak 10 – 55km dengan beza tinggi geoid kurang dari 20cm, bias kurang dari 2ppm boleh diperolehi. Manakala bias kurang dari 8 ppm diberikan dengan beza tinggi geoid 0.2 – 0.4m. Setelah kajian dilaksanakan mengikut objektif yang telah digariskan, didapati adalah mustahil untuk menubuhkan jaringan aras yang sempurna di Sarawak dengan menggunakan ukur aras konventional. Oleh itu, ukur aras GPS berpotensi dalam mewujudkan jaringan aras yang baik di Sarawak. Satu jaringan aras yang meliputi seluruh Sarawak boleh diwujudkan dengan kombinasi ukur aras konvensional dan GPS. Kombinasi ini termasuklah pemindahan aras merentasi sungai yang lebar dengan teknik GPS. Pemberat yang sesuai juga perlu digunakan dan pemilihan pemberat bagi ukur aras GPS haruslah merujuk kepada beza tinggi geoid dan jarak garisdasar. 7.3 CADANGAN Berikut adalah cadangan yang boleh dilaksanakan untuk kajian seterusnya: i). Kombinasi ukur aras konvensional dan GPS boleh dilaksanakan dalam membentuk jaringan kawalan pugak yang sempurna di Sarawak. Penggunaan pemberat yang bersesuaian untuk setiap teknik pengukuran boleh memberikan hasil pelarasan jaringan yang baik. 136 ii). Dengan adanya geoid jitu, ukur aras GPS juga boleh digunakan sebagai pemantau dalam menentukan status tanda-tanda aras. Ini akan memudahkan JUPEM mengesahkan status sesuatu tanda aras. Oleh itu, satu pangkalan data tanda aras boleh dibentuk bagi memudahkan pengguna mendapatkan nilai ketinggian tanda aras berserta statusnya. iii). Dengan keupayaan ukur GPS dan geoid kesepadanan, jaringan kawalan 3D dengan komponen ketinggian merujuk pada MSL boleh diwujudkan. Oleh itu, setiap stesen kawalan akan mempunyai pelbagai sistem koordinat dan ketinggian. RUJUKAN Abd Majid A. Kadir, Ayob Sharif & Abdullah Hisam Omar (2000). Ukur GPS. Monograf, Fakulti Kejuruteraan dan Sains Geoinformasi, UTM, Johor. Abdul Wahid Idris & Halim Setan (1997). Pelarasan Ukur. Dewan Bahasa dan Pustaka, Kuala Lumpur. Abdullah S. A. Alsalman (1999). Evaluating the Accuracy of Differential, Trigonometric and GPS Leveling. Surveying and Land Information Systems, Vol..59, No. 1, ms. 47-51. Abu Husin Jantan (2001a). Status Ukur Aras Negeri Sarawak. Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia, Sarawak. Abu Husin Jantan (2001b). Status Ukur Aras Negeri Sarawak, Sabah dan Semenanjung Malaysia. Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia, Sarawak. Anual Aziz & Shahrum Ses (2003). Investigation on the Status of Vertical Control in Sabah. International Symposium on Geoinformation. 22-24 Oktober. Kuala Lumpur. Azhari Mohamed (2003). An Investigation of the Vertical Control Network in Penisular Malaysia Using a Combination of Levelling, Gravity, GPS and Tidal Data. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis Ph.D. Bomford, G. (1980). Geodesy. 4th ed. Clarendon Press, Oxford. Centre for Geodetic and GPS Studies, UTM & Geodesy Section, JUPEM (2001). Unification of Vertical Datum in Sabah and Sarawak: Preliminary Studies. The Geodetic Working Group For Sabah and Sarawak. 138 Choi, S. C. (1978). Introductory Applied Statistics in Science. Prentice-Hall Inc., New Jersey. Chrzanowski, A., Yong-qi, Chen, Leeman, R. W. & Leal, J. (1989). Integration of the Global Positioning System with Geodetic Leveling Surveys in Ground Subsidence Studies. CISM Journal ACSGC, Vol.43, No. 4, ms. 377-386. Clark, W. A. V. & Hosking, P. L. (1986). Statistical Methods for Geographers. John Wiley & Sons, Inc., New York. Davis, R. E., Foote, F. S., Anderson, J. M. & Mikhail, E. M. (1981). Surveying: Theory and Practice. Sixth Edition, McGraw-Hill Inc., New York. Ewing, C. E. & Mitchell, M. M. (1970). Introduction to Geodesy. American Elsevier Publishing Company, New York. Fury, R. J. (1996) Leveled Heght Differences from Publihed NAVD 88 Orthometric Heights. Surveying and Land Information Systems. Vol. 56, No. 2, ms. 89-102. Fotopoulus, G., Kotsakis, C. & Sideris M.G. (2001). Determination of the Achieveable Accuracy of Relative GPS/Levelling in Northern Canada. IAG 2001 Scientific Assembly. 2-7 September. Budapest, Hungary. Geodelta, Ingenieursbureau (1997). Delfy for Windows User Manual. Impression Publisher, Netherlands. Harvey, B. R. (1994). Practical Least Squares and Statistics for Surveyor. Monograf 13, School of Geomatic Engineering, University of New South Wales, Sydney. Hasanuddin Z. Abidin (2001). Geodesi Satelit. PT Pradnya Paramita, Jakarta. Hassan Fashir, Kamaluddin Omar, Majid Kadir, Shahrum Ses, Chen Kah Eng, Samad Abu & Azhari Mohamed (2000). Towards the Study of Vertical Datum Inconsistencies in Peninsular Malaysia. Universiti Teknologi Malaysia & Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia 139 Heiskanen, W. A. & Moritz, H. (1967). Physical Geodesy. W.H. Freeman & Company. London. Higgins, M. B. (1999). Heighting with GPS: Possibilities and Limitations. Proceedings of Geodesy and Surveying in the Future: The Importance of Heights. 15 – 17 Mac. Gavle, Sweden. Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia, Seksyen Geodesi (2003). Final Report on Airborne Gravity Survey and Geoid Determination Project for Peminsular Malaysia, Sabah and Sarawak. Goodwill Synergy Sdm. Bhd., Kuching. Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia & University of New South Wales (1995). Princples of GPS Heighting. GPS Levelling Workshop. 13 – 14 Oktober. Kuala Lumpur. Jekeli, C. (2000). Heights, the Geopotential and Vertical Datums. Ohio State University, U.S.A Kahmen, H. & Faig, W. (1988). Surveying. Walter de Gruyter, Berlin Kearsley, A. H. W., Zarina Ahmad & Chan, Agnew (1995). National Height datums, Levelling, GPS Heights and Geoids. GPS Levelling Workshop. Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia & University of New South Wales, 13 – 14 Oktober, Kuala Lumpur. Kubackova, L., Kubacek, L. & Kukuca, J. (1987). Probability and Statistics in Geodesy and Geophysics. Elseviev, Amsterdam. Leica Geosystems A. G. (1996). Leica – Digital Levels NA2002/NA3003 User Manual. Heerburgg, Switzerland. Leick, A. (1995). GPS Sattelite Surveying. John Wiley & Sons, Inc., New York. Nik Ashbil Nik Hisham (2003). Development of a GPS Buoy System for Precise Sea Level Measurement. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis M.Sc. 140 Parks, W. & Dial, T. (1997). Using GPS to Measure Levelling Section Orthometric Height Difference in a Ground Subsidence Area in Imperial Valley, California. Surveying and Land Information Systems, Vol. 57, No. 2, ms. 100-119. Rizos, C. (1991). Principles and Practice of GPS Surveying. School of Surveying, University of New South Wales. Schmidt, M. O. & Wong, Kam W. (1985). Fundamentals of Surveying. 3th ed. PWS Publishers, U.S. Schomaker, M. C. & Berry, R. M. (1981). Geodetic Levelling. NOAA Manual NOS NGS.3, U.S. Department of Commerce. Schwarz K. P. & Sideris M. G. (1993). Heights and GPS. GPS World. February. Seker D. Z. & Abdullah Yildirim (2002). Orthometric Height Derivation from GPS Observations. FIG XXII International Congress, 19-26 April. Washington D.C. Sneeuw, N. (2002). Height Systems. ENGO423, W02 Soeb Nordin. (2004). Analisis Infrastruktur Ke arah Sistem Ketinggian GPS di Semenanjung Malaysia. Universiti Teknologi Malaysia. Projek Sarjana Muda. Strang, G. & Borre, K. (1997). Linear Algebra, Geodesy and GPS. WellesleyCambridge Press, U.S.A. Trimble & GtS (2002). Postprocessed and RTK Surveying with Trimble Geomatics Office Training. Global-trak System Sdn. Bhd., Selangor. Trimble (2001). Trimble Survey Controller : Reference Manual Vol. 1. Trimble Navigation Ltd, Documentation Group, Sunnyvale, CA. Vanicek, P. & Krakiwsky, E.(1982). Geodesy: The Concepts. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, New York, Oxford. Vanicek, P. & Christou, N. T. (1994). Geoid and Its Geophysical Interpretations. CRC Press, London. 141 Wolf, P. R., & Ghilani, C. D. (1997). Adjustment Computations: Statistics and Least Squares in Surveying and GIS. John Wiley & Sons, Inc., New York. Zilkos, D. B. & Hothem, L. D. (1985). GPS Satellite Surveys and Vertical Datum. Journal of Surveying Engineering. Vol 115, No.2. LAMPIRAN A 142 Jadual perbezaan beza tinggi lama dan baru bagi kawasan Miri-Sibu Tanda Aras Dari Ke BM 1646 BM 1645 BM 1643 BM 762 BM 795 BM 797 BM 798 BM 799 BM 804 BM 806 BM 807 BM 808 BM 1062 BM 1057 BM 1050 BM 1051 BM 1049 BM 1046 BM 1044 BM 1041 BM 1040 FBM 1006 BM 1003 BM 992 BM 991 BM 985 BM 983 FBM 970 BM 961 BM 838 BM 837 BM 832 BM 831 BM 1478 BM 1477 BM 1471 BM 1469 BM 1468 BM 1466 BM 1465 BM 1463 BM 1462 BM 1449 BM 1645 BM 1643 BM 762 BM 795 BM 797 BM 798 BM 799 BM 804 BM 806 BM 807 BM 808 BM 1062 BM 1057 BM 1050 BM 1051 BM 1049 BM 1046 BM 1044 BM 1041 BM 1040 FBM 1006 BM 1003 BM 992 BM 991 BM 985 BM 983 FBM 970 BM 961 BM 838 BM 837 BM 832 BM 831 BM 1478 BM 1477 BM 1471 BM 1469 BM 1468 BM 1466 BM 1465 BM 1463 BM 1462 BM 1449 BM 1442 Beza Tinggi, ∆H (m) Lama Baru -0.1951 0.2889 6.2841 9.1437 -3.2892 -2.5946 8.6571 0.2835 14.1355 8.3471 -2.7412 -23.7657 4.3268 -2.2701 3.5598 -3.4353 10.6161 5.9763 -15.5927 4.1992 -1.854 9.581 -17.5207 3.9278 25.2778 7.4871 4.0635 -25.9207 10.7776 -14.8576 -5.2961 -7.5331 2.122 -2.805 5.8215 31.7558 -34.5723 -1.4362 1.1432 13.5284 -2.2125 -11.1716 48.5589 -0.1962 0.2704 6.3254 9.1295 -3.2845 -2.6127 8.6723 0.2667 14.1267 8.3843 -2.7540 -23.6020 5.7461 -1.7223 3.5755 -3.4401 10.6256 5.9577 -15.5854 4.2084 -1.8293 9.5843 -17.5157 3.9296 25.2771 7.4945 4.0881 -26.5800 11.4421 -14.8512 -5.2884 -7.5260 2.0477 -2.8075 5.8350 31.7531 -34.5830 -1.4467 1.1653 13.5277 -2.2052 -11.1742 48.5583 Beza ∆H (m) Lama – Baru 0.0011 0.0185 -0.0413 0.0142 -0.0047 0.0181 -0.0152 0.0168 0.0088 -0.0372 0.0128 -0.1637 -1.4193 -0.5478 -0.0157 0.0048 -0.0095 0.0187 -0.0073 -0.0092 -0.0248 -0.0033 -0.0050 -0.0018 0.0007 -0.0074 -0.0246 0.6593 -0.6645 -0.0064 -0.0077 -0.0071 0.0743 0.0025 -0.0135 0.0027 0.0107 0.0105 -0.0221 0.0008 -0.0073 0.0026 0.0006 bersambung... 143 samb... Tanda Aras Dari Ke BM 1442 BM 1439 BM 1437 BM 1436 BM 1435 BM 1434 BM 1428 BM 1427 FBM 1420 BM 1419 BM 1415 BM 1414 BM 1411 BM 1406 BM 1405 BM 1383 BM 1373 BM 1224 BM 1216 BM 1189 BM 762 FBM 783 BM 785 BM 831 FBM 986 BM 1631 BM 1633 BM 1634 BM 1635 BM 1636 BM 1637 BM 1638 BM 1639 FBM 1640 BM 1439 BM 1437 BM 1436 BM 1435 BM 1434 BM 1428 BM 1427 FBM 1420 BM 1419 BM 1415 BM 1414 BM 1411 BM 1406 BM 1405 BM 1383 BM 1373 BM 1224 BM 1216 BM 1189 BM 1188 FBM 783 BM 785 BM 790 FBM 986 BM 1631 BM 1633 BM 1634 BM 1635 BM 1636 BM 1637 BM 1638 BM 1639 FBM 1640 BM 1641 Beza Tinggi, ∆H (m) Lama Baru -5.6096 -14.2593 -20.8115 3.1247 18.5624 -10.7822 6.4441 -2.2451 -13.8429 11.2971 -17.0776 -1.0255 1.9715 1.1236 32.818 -32.1861 -6.8499 10.3716 -7.8132 -1.2755 28.8207 2.6458 -37.1811 0.6123 -1.1483 6.6524 -3.0854 -5.9799 10.69 -11.6818 5.9562 -4.5908 -0.7604 -4.8106 -5.6092 -14.2557 -20.8140 3.1241 18.5605 -10.7705 6.4445 -2.2433 -13.8414 11.3108 -17.0864 -1.0296 1.9557 1.1521 32.8350 -32.1852 -6.8558 10.3441 -7.7805 -1.2769 28.8079 2.6453 -37.1693 0.5204 -1.1494 6.6418 -3.0705 -5.9792 10.6892 -11.6982 5.9701 -4.5921 -0.7580 -4.8170 Beza ∆H (m) Lama – Baru -0.0004 -0.0036 0.0025 0.0006 0.0020 -0.0117 -0.0004 -0.0018 -0.0015 -0.0137 0.0088 0.0041 0.0158 -0.0285 -0.0170 -0.0009 0.0059 0.0275 -0.0327 0.0014 0.0128 0.0005 -0.0118 0.0920 0.0011 0.0107 -0.0149 -0.0007 0.0008 0.0164 -0.0139 0.0013 -0.0024 0.0064 LAMPIRAN B 144 Jadual perbezaan beza tinggi lama dan baru bagi kawasan Kuching Tanda Aras Dari Ke BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM 1305 1304 1302 1300 1296 1294 1292 1288 1287 1286 1285 1284 1275 1266 1264 1069 1068 597 596 599 620 602 603 604 623 624 608 606 705 708 BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM BM 1304 1302 1300 1296 1294 1292 1288 1287 1286 1285 1284 1275 1266 1264 1069 1068 597 596 599 620 602 603 604 623 624 608 606 705 708 709 Beza Tinggi, ∆H (m) Lama Baru 7.8174 17.0207 -21.6174 18.1835 53.62 -59.3117 -7.6629 9.2019 -6.9457 5.9159 0.5412 2.8798 5.8104 -18.4132 2.158 -9.0243 17.5055 -1.2775 -2.2496 2.8375 -7.1537 -2.886 -0.0572 4.4254 1.6264 -7.6831 3.9469 8.6432 -0.3913 -0.3815 7.8161 17.0214 -21.6199 18.1910 53.6148 -59.3105 -7.6657 9.2062 -6.9473 5.9225 0.5386 5.9214 5.8074 -18.4108 2.1514 -9.0149 17.5057 -1.2749 -2.2488 2.8373 -7.1492 -2.8844 -0.0543 4.4355 1.6235 -7.6759 -0.8461 13.4823 -0.3850 -0.3845 Beza ∆H (m) Lama – Baru 0.0013 -0.0007 0.0025 -0.0075 0.0052 -0.0012 0.0028 -0.0043 0.0015 -0.0066 0.0026 -3.0416 0.0030 -0.0024 0.0066 -0.0094 -0.0002 -0.0026 -0.0008 0.0002 -0.0045 -0.0016 -0.0029 -0.0101 0.0029 -0.0072 4.7930 -4.8391 -0.0063 0.0030