Perbedaan Geoid dan Ellipsoid, Jangan Sampai Salah!

Dalam dunia survei dan pemetaan, akurasi adalah aspek yang sangat penting. Apalagi ketika pengukuran dilakukan secara vertikal untuk keperluan infrastruktur, pemetaan topografi, maupun proyek teknik sipil.

Salah satu aspek penting yang seringkali membingungkan adalah perbedaan antara geoid dan ellipsoid. Kedua istilah ini terdengar teknis, tetapi memahami bedanya bisa jadi penentu apakah data ketinggianmu akurat atau tidak.

Saat melakukan pengukuran menggunakan GNSS, hasil yang kita dapatkan adalah ketinggian terhadap ellipsoid (h), bukan terhadap geoid. Untuk memperoleh tinggi orthometrik (H) yang akurat, dibutuhkan nilai undulasi (N), yaitu jarak antara geoid dan ellipsoid.

Kesalahan memahami konsep ini bisa membuat hasil pengukuran melenceng jauh, terutama untuk proyek-proyek yang sangat mengandalkan data elevasi.

Sebelum membahas bagaimana menghitung undulasi, mari kita bedah lebih dulu apa itu geoid dan ellipsoid, dan mengapa keduanya sangat penting dalam dunia survei.

Penjelasan Geoid

Geoid adalah representasi bentuk bumi berdasarkan permukaan laut rata-rata (Mean Sea Level/MSL) yang diperpanjang ke daratan. Dalam istilah geodesi, geoid disebut sebagai bidang ekuipotensial gravitasi bumi. Ini artinya, geoid merepresentasikan permukaan di mana gaya gravitasi sama besar di seluruh titik.

Model geoid tidaklah seragam di seluruh dunia. Nilai undulasi geoid, yakni jarak antara geoid dan ellipsoid berbeda-beda tergantung distribusi massa bumi di bawahnya.

Karena itu, para ahli geodesi, geofisika, hingga oseanografi memerlukan model geoid dengan ketelitian tinggi. Mereka sering menggunakan beberapa model global seperti EGM96 atau EGM2008, meskipun di Indonesia, ketelitiannya masih terbatas akibat minimnya data gaya berat lokal.

Meski begitu, banyak pihak menganggap geoid lebih realistis dibandingkan ellipsoid karena bentuknya lebih mewakili kondisi bumi yang sebenarnya. Dalam pengukuran tinggi orthometrik yang kita gunakan sehari-hari, geoid berfungsi sebagai acuan utama.

Penjelasan Ellipsoid

Geoid lebih mendekati bentuk bumi yang sebenarnya, sedangkan ellipsoid menyederhanakan bentuk bumi dalam model matematis. Bumi tidak berbentuk bulat sempurna; bagian khatulistiwa lebih lebar dan kutub sedikit pepat, sehingga membentuk ellipsoid.

Kita menggunakan ellipsoid sebagai dasar sistem koordinat seperti WGS84, yang berperan sebagai acuan utama dalam teknologi GNSS/GPS. Model ini menganggap permukaan bumi halus dan rata, tanpa mempertimbangkan keberadaan gunung atau lembah. Oleh karena itu, GPS selalu mengukur ketinggian berdasarkan ellipsoid, bukan geoid.

Penggunaan ellipsoid sangat penting dalam menentukan posisi horizontal dan vertikal dalam sistem global. Namun, karena ellipsoid tidak memperhitungkan ketidakrataan permukaan bumi, kita harus mengoreksi data ketinggian dari ellipsoid dengan nilai undulasi geoid agar bisa menggunakannya sebagai tinggi orthometrik.

Nilai Parameter Ellipsoid WGS84

Berikut adalah nilai semi-major axis (a), semi-minor axis (b), dan eksentrisitas (e) dari ellipsoid pada sistem geodetik WGS84:

1. Semi-major axis (sumbu panjang, a)

• • Nilai: 6.378.137 meter: angka ini adalah jarak dari pusat ellipsoid ke permukaan di ekuator. Sumbu semi-mayor ini selalu lebih panjang dari sumbu semi-minor. Pada model WGS84, sumbu ini menjadi standar karena secara matematis memberikan aproksimasi terbaik atas “rata-rata” diameter Bumi di ekuator

2. Semi-minor axis (sumbu pendek, b)

• • Nilai: ± 6.356.752 meter: sumbu semi-minor adalah jarak dari pusat ellipsoid ke permukaan di kutub. Nilai ini lebih pendek dari sumbu semi-mayor karena Bumi sedikit “gepeng” di kutub akibat rotasi.
  • Dihitung dengan rumus:
  • b=a×(1−f)

dengan f (flattening/penggepengan) WGS84 = 1/298.257223563

3. Eksentrisitas (e)

• • Nilai: Sekitar 0,0818191908426: eksentrisitas adalah ukuran “kegepeng-an” ellipsoid dibandingkan lingkaran sempurna. Eksentrisitas memperlihatkan seberapa jauh ellipsoid menyimpang dari bola sempurna.
  • Rumus eksentrisitas:

Nilai ini menunjukkan bahwa Bumi tidak benar-benar bulat, tetapi sedikit pepat di kutub dan melar di ekuator.

Kenapa Harus Paham Geoid dan Ellipsoid?

Memahami perbedaan geoid dan ellipsoid sangat penting untuk menghasilkan data ketinggian yang akurat. Kesalahan dalam mengartikan model referensi ini dapat menyebabkan perbedaan data yang signifikan, terutama pada proyek yang sensitif terhadap ketinggian.

Saat menggunakan GPS, kamu perlu menyadari bahwa data yang kamu dapatkan bukanlah tinggi permukaan bumi yang sebenarnya. Kamu harus mengonversinya menggunakan model geoid dan nilai undulasi untuk memperoleh tinggi orthometrik yang sesuai dengan permukaan tanah nyata.

Baik geoid dan ellipsoid memiliki peran krusial masing-masing. Ellipsoid berguna untuk keperluan komputasi dan sistem koordinat, sementara geoid berguna untuk keperluan praktis di lapangan. Kombinasi keduanya melalui proses transformasi data memungkinkan survei modern menjadi jauh lebih akurat.

Gimana sobat? Sampai sini kalian jadi paham tentang Geoid dan Ellipsoid kan? Semoga ilmu pengetahuan sobat semakin bertambah ya. Jangan lupa baca artikel lainnya juga ya. Sampai jumpa.

Referensi:

• https://unstats.un.org/
• https://srgi.big.go.id/
• https://www.jasaukurtanah.com/
• https://clubztutoring.com/
• https://www.handalselaras.com/
• Michaelminn.net

Baca juga: Pengertian, Fungsi, dan Kegunaan Kartografi dalam Dunia Survei Pemetaan