Last Updated on October 5, 2021 by Map Vision Indonesia
DAPATKAN DATA CITRA SATELIT RESOLUSI SANGAT TINGGI PLEIADES-1B BESERTA PENGOLAHAN DAN MAPPING DENGAN HARGA YANG KOMPETITIF DI MAP VISION INDONESIA
UNTUK INFORMASI LEBIH LANJUT DAPAT MENGHUBUNGI KAMI PADA NOMOR TELEPON: 0878 2292 5861 | E-MAIL: mapvisionindonesia@gmail.com
Volume dalam ruang lingkup sifat fisik materi merupakan penghitungan ruang yang dapat ditempati sebuah objek. Untuk penghitungan volume benda padat dengan bentuk teratur biasanya melibatkan dimensi panjang, lebar, dan tinggi.
Kita dapat menghitung volume sebuah objek atau area menggunakan data raster yang memiliki ukuran panjang, lebar, serta nilai ketinggian, seperti contohnya data Digital Elevation Model (DEM).
BACA JUGA:
1). [Tutorial] Membuka File Geodatabase di QGIS versi 3.x
2). [Tutorial] Menampilkan Informasi Cuaca di QGIS
3). [Tutorial] Cara Memperoleh Anotasi di Google Maps
4). [Tutorial] Membuat Area Buffer dalam Beberapa Radius Menggunakan QGIS
Data DEM terdiri dari piksel yang umumnya berbentuk kotak dengan ukuran panjang dan lebar yang sama, serta mengandung informasi nilai ketinggian, maka untuk rumus perhitungan volume data DEM yaitu luas sebuah piksel (LP) dikali dengan ketinggiannya (H). Dengan tentunya perhitungan volume akan melibatkan lebih dari satu piksel penyusun data raster, maka rumus perhitungan volume data DEM adalah sebagai berikut:
Table of Contents
Tingkat Resolusi Spasial Data Raster
Secara sederhana tingkat resolusi spasial suatu data raster merupakan ukuran piksel penyusun data raster tersebut.
Piksel secara umum berbentuk sebuah kotak dengan ukuran panjang dan lebar yang hampir sama, dan biasanya untuk kepentingan penjualan, pihak vendor melakukan resampling sehingga ukuran panjang dan lebar piksel menjadi sama.
Salah satu cara mengetahui ukuran piksel atau resolusi spasial sebuah data raster, kita tinggal melakukan pembesaran (zoom) sampai bentuk piksel terlihat, kemudian ukur menggunakan tool pengukur yang terdapat pada software–software geospasial, seperti contohnya ditunjukkan gambar di bawah ini:
Gambar 1 di atas memperlihatkan pengukuran piksel sebuah data raster (dimana pada contoh ini menggunakan data citra satelit), dengan memakai tool Measure Line yang terdapat pada software QGIS.
Hasil pengukuran menunjukkan ukuran panjang dan lebar piksel tersebut yakni 0.503 meter, yang sekaligus menunjukkan tingkat resolusi spasial data citra satelit tersebut.
Semakin kecil ukuran piksel, maka semakin banyak piksel penyusun suatu data raster, sehingga tampilan data raster akan semakin detail. Oleh karenanya, tingkat resolusi spasial dikategorikan semakin tinggi jika ukuran pikselnya semakin kecil.
Dalam kaitan dengan pengukuran volume menggunakan data DEM, semakin tinggi tingkat resolusi spasial DEM tersebut, maka selain ukuran piksel yang semakin kecil, nilai ketinggiannya pun semakin detail dan presisi. Sebagai contoh, kita akan membandingkan DEM SRTM yang mempunyai resolusi spasial 30 meter dengan DEMNAS yang memiliki resolusi spasial 8 meter.
Gambar 2 dan 3 di atas memperlihatkan sebuah area berbentuk persegi dengan ukuran 30 meter x 30 meter atau dengan luasan 900 m2 yang dicakup oleh data DEM SRTM dan DEMNAS.
Untuk area yang dicakup oleh data DEM SRTM dengan resolusi spasial kelas 30 meter atau dengan piksel berukuran 30 meter x 30 meter, maka area tersebut tercakup oleh hanya 1 piksel saja, dengan nilai ketinggian 18 meter.
Untuk area yang dicakup oleh data DEMNAS dengan resolusi spasial kelas 8 meter atau dengan piksel berukuran 8 meter x 8 meter, maka area tersebut tercakup oleh hampir 16 piksel, dengan nilai ketinggian yang berbeda-beda.
Terlihat dari perbandingan di atas, penggunaan data DEM yang mempunyai resolusi spasial lebih tinggi memberikan informasi nilai ketinggian yang lebih presisi dalam sebuah area. Oleh karenanya penggunaan data DEM dengan resolusi spasial dan akurasi yang tinggi sangat disarankan untuk perhitungan volume di sebuah area supaya hasilnya mendekati kondisi yang sebernarnya di lapangan.
Volume Base Level
Seperti yang telah dibahas sebelumnya, perhitungan volume data raster melibatkan luasan piksel dan informasi ketinggian yang terdapat pada piksel tersebut. Yang menjadi pertanyaan, ketinggian tersebut diukur dari mana?, serta dari mana ketinggian awal atau nilai 0 yang menjadi referensi informasi ketinggian pada piksel?.
Dalam pemetaan terdapat istilah datum vertikal yang menunjukkan bidang referensi dari sebuah ketinggian. Terdapat beberapa datum vertikal yang biasa digunakan seperti Mean Sea Level (MSL), Geoid, model Ellipsoid, serta datum vertikal lokal. Penggunaan datum vertikal pada perhitungan volume dapat digunakan jika tidak ada referensi ketinggian, namun dalam kehidupan nyata, perhitungan volume dihitung dari ketinggian awal yang berada pada bagian bawah objek, oleh karenanya perlu ditentukan level dasar (base level) terlebih dahulu.
Level dasar (base level) dapat diartikan sebagai level referensi awal penghitungan ketinggian. Penerapan level dasar dalam perhitungan volume data raster yakni ketinggian setiap piksel dikurangi oleh ketinggian awal atau level dasar, sehingga rumus perhitungan volume-nya menjadi:
Perhitungan volume tidak hanya dapat dilakukan pada ketinggian di atas level dasar, namun juga pada ketinggian di bawah level dasar, seperti pada contoh perhitungan volume potong (cut) untuk perhitungan volume pada ketinggian di atas level dasar dan isi (fill) untuk perhitungan volume pada ketinggian di bawah level dasar.
Perhitungan Volume Data Raster di QGIS
Setelah sebelumnya kita mempelajari konsep perhitungan volume pada sebuah data raster, selanjutnya kita akan mempelajari cara menghitung volume data raster dalam contoh ini menggunakan data DEMNAS menggunakan software QGIS.
Langkah-langkah pengerjaannya adalah sebagai berikut:
1). Silahkan buka QGIS. Pada tutorial kali ini, kami menggunakan QGIS versi 3.10.9. Jika Anda belum mempunyai software QGIS, Anda dapat mengunduh (download) secara gratis pada link berikut:
https://qgis.org/en/site/forusers/download.html |
Silahkan unduh installer QGIS sesuai dengan sistem operasi komputer yang Anda miliki. Kemudian install seperti biasa.
2). Buka data DEM yang hendak kita hitung volume-nya, dengan cara sebagai berikut:
Pada bagian toolbar klik Open Data Source Manager (ditunjukkan dengan angka 1 pada Gambar 5).
Selanjutnya akan muncul jendela tampilan pengaturan Data Source Manager. Pilih tab Raster (ditunjukkan oleh angka 2 pada Gambar 5).
Pilih data DEM yang hendak dihitung volume-nya, dengan cara klik tombol Browse (ditunjukkan oleh angka 3 pada Gambar 5), yang selanjutnya akan muncul jendela tampilan Open GDAL Supported Raster Dataset(s). Seleksi data DEM dengan cara klik sekali (ditunjukkan oleh angka 4 pada Gambar 5), hingga nama file berada tampil pada bagian input teks File name (ditunjukkan oleh area berwarna orange pada Gambar 5). Berikutnya klik tombol Open (ditunjukkan oleh angka 5 pada Gambar 5), untuk menyelesaikan pemilihan data DEM. Jika sudah dipilih dengan benar, maka path data DEM akan terdapat pada bagian input teks Raster Dataset(s) (ditunjukkan oleh area berwarna biru pada Gambar 5).
Masukkan data DEM pada lembar kerja/kanvas QGIS dengan cara klik tombol Add (ditunjukkan oleh angka 6 pada Gambar 5). Jika sudah selesai, klik tombol Close (ditunjukkan oleh angka 7 pada Gambar 5) untuk menutup jendela tampilan pengaturan Data Source Manager.
Gambar 6 di atas menunjukkan tampilan data DEMNAS hasil olahan berwarna hitam putih yang berada pada lembar kerja QGIS.
Jika Anda ingin mengetahui cara pre–processing data DEMNAS, silahkan klik tombol WA di bawah untuk mendapatkan e–book gratis terkait pengolahan DEMNAS:
Untuk perhitungan volume menggunakan data DEM ini, pastikan data DEM mempunyai sistem koordinat proyeksi seperti Universal Transverse Mercator (UTM) yang mempunyai satuan dalam meter, berhubung satuan volume yang ingin dihasilkan yaitu meter kubik (m3). Jika sistem koordinat-nya masih berupa sistem koordinat Geografis, silahkan reproject terlebih dahulu menggunakan tool Warp (reproject), melalui cara yang diperlihatkan gambar di bawah ini:
Pada bagian menu bar klik: Processing | Toolbox (ditunjukkan oleh angka 8 dan 9 pada Gambar 7).
Setelahnya akan muncul panel Processing Toolbox yang berada pada bagian kanan jendela tampilan utama QGIS, seperti ditunjukkan gambar di bawah ini:
Pada bagian input teks pencarian, ketik reproject (ditunjukkan oleh angka 10 pada Gambar 8), hingga muncul hasil pencarian di bagian bawahnya. Dari beberapa hasil pencarian, pilih tool Warp (reproject) (ditunjukkan oleh angka 11 pada Gambar 8), hingga muncul jendela tampilan pengaturan tool Warp (reproject).
Pastikan sudah berada pada tab Parameters (ditunjukkan oleh area berwarna merah pada Gambar 9).
Pada bagian Input layer, masukkan data DEM yang hendak kita ubah sistem koordinat-nya, dengan cara klik tombol Browse (ditunjukkan oleh area berwarna hitam pada Gambar 9), atau jika data sudah berada pada lembar kerja QGIS, kita tinggal klik dropdown list layer DEM (ditunjukkan oleh angka 12 pada Gambar 9).
Pada bagian Source CRS [optional], kita tidak perlu melakukan pengaturan, karena sudah secara otomatis mendeteksi sistem koordinat yang sudah melekat pada data DEM.
Pada bagian Target CRS [optional], tentukan zona UTM data DEM, dengan cara klik tombol Select CRS (ditunjukkan oleh angka 13 pada Gambar 9), kemudian pilih zona UTM data DEM tersebut, dengan datum menggunakan WGS 84, sehingga muncul pada bagian dropdown list Target CRS [optional].
Pada bagian Resampling method to use, pilih metode reproject data DEM pada salah satu metode yang terdapat di bagian dropdown list. Pada tutorial kali ini, kami memilih metode Nearest Neighbour (ditunjukkan oleh angka 14 pada Gambar 9), yang tidak mengubah nilai apa pun dari data masukan dan merupakan metode paling sederhana sehingga kecepatan pemrosesan lebih tinggi.
Untuk pengaturan lainnya, biarkan apa adanya saja (default). Jika sudah selesai, klik tombol Run (ditunjukkan oleh angka 15 pada Gambar 9) untuk memulai pemrosesan.
Jika sudah selesai, kita dapat cek hasilnya dengan cara sebagai berikut:
Pada bagian panel Layers, pilih layer data DEM hasil reprojection, dengan cara klik sekali (ditunjukkan oleh angka 16 pada Gambar 10), kemudian klik kanan dan pilih Properties… (ditunjukkan oleh angka 17 pada Gambar 10), hingga muncul jendela tampilan Layer Properties, seperti ditunjukkan gambar di bawah ini:
Pastikan sudah berada pada tab Information (ditunjukkan oleh area berwarna orange pada Gambar 11), kemudian cek pada bagian informasi CRS (ditunjukkan oleh area berwarna biru pada Gambar 11). Jika data DEM sudah dalam sistem koordinat UTM, maka akan terdapat keterangan berupa tulisan UTM zone ….
3). Berikutnya, potong data DEM dengan sesuai dengan fokus area, dengan cara sebagai berikut:
Area pemotong merupakan data vektor dengan format shapefile (.shp), yang dapat dimasukkan ke lembar kerja QGIS dengan cara yang hampir sama dengan cara memasukkan data raster.
Pada bagian toolbar klik Open Data Source Manager (ditunjukkan oleh angka 18 pada Gambar 12), sampai muncul jendela tampilan Data Source Manager.
Pada jendela pengaturan Data Source Manager, klik tab Vector (ditunjukkan oleh angka 19 pada Gambar 12). Berikutnya pastikan pada bagian Source Type sudah terpilih tombol radio File (ditunjukkan oleh area berwana biru pada Gambar 12).
Pilih data dengan cara klik tombol Browse (ditunjukkan oleh angka 20 pada Gambar 12), hingga muncul jendela tampilan Open OGR Supported Vector Dataset(s). Seleksi data area yang akan jadi pemotong dengan cara klik sekali (ditunjukkan oleh angka 21 pada Gambar 12) hingga nama file berada pada bagian input teks File name (ditunjukkan oleh area berwarna merah pada Gambar 12). Selanjutnya klik tombol Open (ditunjukkan oleh angka 22 pada Gambar 12), untuk menyelesaikan pemilihan data.
Berikutnya kita akan kembali ke jendela tampilan pengaturan Data Source Manager. Path data area pemotong sudah terdapat pada bagian input teks Source (ditunjukkan oleh area berwarna hijau pada Gambar 12).
Masukkan data area pemotong ke lembar kerja QGIS dengan klik tombol Add (ditunjukkan oleh angka 23 pada Gambar 12).
Terakhir, tutup jendela tampilan pengaturan Data Source Manager dengan klik tombol Close (ditunjukkan oleh angka 24 pada Gambar 12).
Setelahnya kita potong data DEM sesuai dengan bentuk area pemotong/fokus area.
Kembali menuju panel Processing Toolbox. Pada bagian input teks pencarian, ketik clip (ditunjukkan oleh angka 25 pada Gambar 13), hingga hasil pencarian tampil pada bagian bawah.
Pilih tool Clip raster by mask layer (ditunjukkan oleh angka 26 pada Gambar 13), dengan cara klik dua kali, hingga selanjutnya akan muncul jendela tampilan pengaturan tool tersebut.
Pastikan sudah berada pada tab Parameters (ditunjukkan oleh area berwarna orange pada Gambar 14).
Pada bagian dropdown list Input layer, pilih layer untuk data DEM yang hendak kita potong (ditunjukkan oleh angka 27 pada Gambar 14).
Pada bagian dropdown list Mask layer, pilih layer data area pemotong (ditunjukkan oleh angka 28 pada Gambar 14).
Untuk pengaturan lainnya, biarkan saja apa adanya (default).
Klik tombol Run (ditunjukkan oleh angka 29 pada Gambar 14), untuk memulai proses pemotongan data DEM sesuai bentuk area pemotong.
Jika proses telah selesai dan berhasil, klik tombol Close (ditunjukkan oleh angka 30 pada Gambar 14).
Hasilnya akan tampil seperti gambar berikut ini:
Jika kita tidak mempunyai area pemotong, kita dapat membuatnya langsung di QGIS, dengan cara sebagai berikut:
Buat data vektor dalam bentuk area dengan format shapefile (.shp), dengan klik tool New Shapefile Layer pada bagian toolbar (ditunjukkan oleh angka 31 pada Gambar 16). Selanjutnya akan muncul jendela tampilan pengaturan New Shapefile Layer.
Pada bagian input teks File name, isi dengan nama layer data vektor yang hendak kita buat (ditunjukkan oleh angka 32 pada Gambar 16).
Pada bagian dropdown list Geometry type, pilih bagian Polygon (ditunjukkan oleh angka 33 pada Gambar 16), karena data vektor yang hendak kita buat berupa sebuah area.
Pada bagian Additional dimensions, klik tombol Select CRS (ditunjukkan oleh angka 34 pada Gambar 16), kemudian pilih sistem koordinat yang sama dengan data DEM, sampai tampil pada bagian dropdown list (ditunjukkan oleh berwarna hitam pada Gambar 16).
Jika sudah selesai, klik tombol OK (ditunjukkan oleh angka 35 pada Gambar 16).
Berikutnya, kita akan mulai membuat area pemotong. Pastikan sudah berada pada layer pembuatan data vektor yang telah kita buat sebelumnya (ditunjukkan oleh area berwarna merah pada Gambar 17).
Selanjutnya pada bagian toolbar klik tool Toggle Editing (ditunjukkan oleh angka 36 pada Gambar 17), untuk mengaktifkan tool–tool editing data vektor.
Kemudian, klik tool Add Polygon Feature (ditunjukkan oleh angka 37 pada Gambar 17) untuk membuat data vektor dalam bentuk area/poligon.
Dengan tool Add Polygon Feature aktif, kita mulai membuat area pada bagian lembar kerja QGIS, dengan cara klik mouse bagian kiri untuk membuat vertex atau titik penyusun area sampai terbentuk sebuah area. Jika sudah selesai membuat area, klik mouse bagian kanan untuk mengakhirinya (ditunjukkan oleh angka 38 pada Gambar 17), yang kemudian akan muncul kotak dialog Feature Attributes. Kita tidak perlu mengisi bagian input teks id, berhubung kita hanya memerlukan pembuatan area sebagai pemotong. Berikutnya klik tombol OK (ditunjukkan oleh angka 39 pada Gambar 17), untuk mengakhiri proses pembuatan area.
Terakhir simpan hasil pengerjaan pembuatan area dengan cara klik tool Current Edits (ditunjukkan oleh angka 40 pada Gambar 17), kemudian pada bagian dropdown list-nya pilih Save for Selected Layer(s), seperti ditunjukkan gambar di bawah ini:
Selanjutnya kita tinggal memotong data DEM dengan area pemotong yang telah kita buat tersebut dengan cara yang telah dibahas sebelumnya.
4). Sekarang waktunya untuk melakukan pengolahan utama yaitu menghitung volume data DEM, dengan cara sebagai berikut:
Kembali ke Processing Toolbox. Pada bagian input teks pencarian, ketik volume (ditunjukkan oleh angka 42 pada Gambar 19), sehingga muncul hasil pencarian pada bagian bawah.
Selanjutnya pilih tool Raster surface volume (ditunjukkan oleh angka 43 pada Gambar 19), dengan cara klik dua kali, sehingga muncul jendela tampilan pengaturan tool tersebut, seperti ditunjukkan gambar di bawah ini:
Pastikan sudah berada pada tab Parameters (ditunjukkan oleh area berwarna merah pada Gambar 20).
Pada bagian dropdown list Input layer, pilih layer data DEM yang hendak kita hitung volume-nya (ditunjukkan oleh angka 44 pada Gambar 20).
Pada bagian Band number, hanya tersedia 1 pilihan yaitu Band 1 (gray) (ditunjukkan oleh angka 45 pada Gambar 20), karena memang data DEM terdiri dari 1 band saja.
Pada bagian Base level, isi dengan nilai ketinggian terendah dari data DEM yang hendak kita hitung volume-nya. Kita dapat mengetahuinya dengan melihat nilai ketinggian terendah dari data DEM yang terdapat pada bagian layer data DEM tersebut.
Pada bagian layer data DEM, terdapat nilai ketinggian terendah dan tertinggi data DEM. Untuk data DEM yang hendak kami hitung volume-nya, nilai ketinggian terendahnya yakni 8.28673 meter.
Oleh karenanya pada bagian input teks Base level kami mengisinya dengan nilai ketinggian terendah dari data DEM yakni 8.28673 (ditunjukkan oleh angka 46 pada Gambar 20).
Pada bagian dropdown list Method, silahkan pilih metode yang tersedia. Untuk tutorial ini, kami ingin menghitung volume di atas ketinggian base level, oleh karenanya kami memilih opsi Count Only Above Base Level (ditunjukkan oleh angka 47 pada Gambar 20). Jika ingin menghitung volume di bawah ketinggian base level, kita dapat memilih metode Count Only Below Base Level.
Metode lain yang tersedia yaitu Subtract Volumes Below Base Level dimana metode ini menghitung volume di atas dan di bawah base level, dengan perhitungan volume di atas base level menambah volume sedangkan di bawah base level mengurangi volume.
Dan metode terakhir yang tersedia yakni Add Volumes Below Base Level yang merupakan metode perhitungan keseluruhan volume di atas dan di bawah base level, dimana tiada pengurangan volume untuk perhitungan volume di bawah base level namun ditambahkan antara hasil perhitungan volume di atas dan di bawah base level.
Untuk pengaturan yang lainnya, biarkan saja apa adanya (default).
Terakhir, klik tombol Run (ditunjukkan oleh angka 48 pada Gambar 20), untuk memulai perhitungan volume.
Jika sudah selesai, hasil perhitungan akan tersedia pada bagian tab Log (ditunjukkan oleh area berwarna hijau pada Gambar 22), seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Hasil perhitungan volume ditunjukkan pada bagian tulisan VOLUME (ditunjukkan oleh area berwarna orange pada Gambar 22). Untuk perhitungan volume data DEM kami hasilnya yaitu 950979.6149854345 meter kubik (m3). Nilai volume akan bernilai negatif jika kita memilih metode Count Only Below Base Level dan Subtract Volumes Below Base Level (jika volume di bawah base level lebih besar dibandingkan volume di atas base level)
Jumlah piksel yang dihitung dapat kita ketahui pada bagian tulisan PIXEL COUNT, dimana pada DEM yang kami hitung volume-nya, terdapat 1410 piksel yang berada di atas base level (ditunjukkan oleh area berwarna ungu pada Gambar 22).
Untuk luasan area data DEM yang dihitung volume-nya, dapat kita ketahui pada bagian tulisan AREA, dimana untuk DEM yang kami hitung volume-nya, mempunyai luasan 97729.43419878338 meter persegi (m2).
Perhitungan volume data raster ini dapat kita gunakan untuk menghitung volume stockpile barang–barang hasil tambang, gunung, danau, dan lain sebagainya.
Sekian tutorial kali ini. Semoga dapat bermanfaat bagi Anda.
Jika Anda merasa tutorial kami bermanfaat dan membantu pekerjaan atau tugas Anda, Anda dapat mendukung kami dengan mentraktir kami satu cangkir kopi untuk dapat menghasilkan artikel dan tutorial lebih baik serta lebih berkualitas lagi seputar pemetaan, dengan cara klik poster di bawah ini:
Untuk yang telah mentraktir, nantinya kami akan mengirimkan versi PDF dari tutorial ini beserta bahan tutorialnya ke e–mail Anda.
POSTINGAN MENARIK LAINNYA:
1). IPPKH
4). Mengenal Penginderaan Jauh
5). Siap-Siap!, Bakal Tersedia Citra Satelit dengan Resolusi 15 cm
Terima kasih tutorialnya 🙏
Sama-sama. Semoga bermanfaat.
Luar biasa
Terima kasih Pak Vandi atas apresiasinya.