Pendekatan Akustik terhadap Dasar Perairan

2.2.3 Time Varied Gain

Salah satu hal yang membedakan scientific echosounder dan echosounder biasa adalah terdapatnya fungsi time varied gain TVG pada scientific echosounder. TVG berfungsi untuk menghilangkan efek kehilangan energi suara saat merambat pada medium air baik saat dipancarkan dan juga saat suara atau echo yang dipantulkan target menuju receiver. Koreksi yang dilakukan oleh TVG akan memberikan nilai pantulan dari target yang lebih akurat FAO 2007. Koreksi TVG memiliki dua modus, yaitu modus linier 20 log r dan modus eksponensial 40 log r. Modus linier memberikan keakuratan yang lebih baik pada pengukuran target berkelompok, termasuk dasar perairan. Sedangkan modus eksponensial digunakan untuk mendeteksi target tunggal di kolom perairan Biosonics 2004.

2.3 Pendekatan Akustik terhadap Dasar Perairan

Survei akustik terhadap dasar perairan, pada awalnya hanya dapat digunakan untuk menghitung jarak antara kapal riset dan dasar perairan, yang kemudian dijadikan landasan dalam membuat peta kontur dasar perairan atau batimetri Grant Schreiber 1990. Proses echo-sounding geometri dasar perairan mentransmisikan pulsa suara melalui sebuah sistem sonar dan waktu yang dibutuhkan untuk menerima kembali pantulan suara atau gema memberikan keterangan jarak sonar terhadap dasar perairan. Bagaimanapun, bentuk dan durasi dari gema akan berbeda dari pulsa suara aslinya dan distorsi tersebut mengandung informasi mengenai proses backscattering dari akustik dasar perairan seperti relief dan sifat-sifat geoakustik dasar perairan Clarke Hamilton 1999; Sternlicht Moustier 2003. Frekuensi yang lebih rendah dapat melakukan penetrasi yang jauh lebih tinggi terhadap kedalaman di dasar perairan sehingga dapat menggambarkan ketebalan struktur sedimen yang ada di dasar perairan. Untuk survei tunggal metode seperti ini dapat menyediakan kualitas data yang baik yang dibutuhkan untuk menghasilkan peta batimetri dan sebaran sedimen di daerah tersebut Schultz et al. 2004. Menurut Urick 1983, Jika menggunakan perumpamaan sederhana pada pada dasar laut, maka terdapat tiga parameter yang mempengaruhi nilai reflection loss dari dasar laut yaitu densitas, kecepatan suara, dan koefisien attenuasi. Apabila dasar laut terdiri dari material tersedimentasi, nilainya terkait atau ditentukan oleh faktor porositas dari sedimen tersebut. Koefisien absorpsi pada dasar perairan α b mengikuti kaidah Persamaan 9. n b f k   ................................................................................. 9 dimana α b adalah desibel per meter, f adalah frekuensi dalam kilohertz, serta k dan n adalah konstanta. Nilai n cenderung memiliki nilai yang seragam untuk pengukuran pada pasir, lempung, pasir dan yang sejenisnya n = 1. Sedangkan k tergantung pada nilai porositas, dengan nilai berkisar 0.5 pada porositas 35 hingga 60 persen Urick 1983; Coates 1990. Besarnya tingkat penetrasi dan pantulan refleksi sedimen juga ditentukan oleh jenis sedimen itu sendiri Krastel et al. 2006 dimana dasar laut atau sedimen dengan sifat yang lebih keras akan memberikan pantulan dengan nilai amplitudo yang lebih besar Hamilton 2001. Nilai backscattering strength dipengaruhi oleh impedansi akustik sebagai faktor utama, selain itu juga dipengaruhi oleh kekasaran permukaan sedimen dan heterogenitas volume sedimen Fonseca Mayer 2007. Gambar 3 memperlihatkan echo yang dihasilkan oleh dua karakteristik dasar laut yang berbeda. Sumber: Burczynski 2004 Gambar 3 Bentuk echo yang berbeda dari dasar yang keras dan lunak; a amplitudo sinyal echo dan b kurva akumulasi energi. Daerah yang memiliki dasar perairan yang keras seperti dasar berbatu akan menghasilkan sudut pada dasar perairan tersebut yang dapat menghamburkan scattering energi suara ketika pulsa suara yang diberikan sampai pada dasar perairan Urick 1983. Sejumlah kasus menyebutkan bahwa terkadang nilai second echo tidak didapatkan pada daerah dasar berbatu yang umumnya cenderung memiliki struktur yang lebih kasar rougher. Kasus yang sama juga terjadi pada dasar pasir yang bergelombang, karena adanya energi yang hilang dari hamburan yang disebabkan oleh bentuk dari dasar perairan tersebut Moustier 1986; Hamilton 2001, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4. Sumber: Urick 1983. Gambar 4 Bentuk suara saat ditransmisikan pada dua medium yang berbeda, impedansi dan kekasarannya. Beberapa sifat sedimen memiliki bentuk hubungan regresi sederhana terhadap sifat-sifat akustik. Hal ini dijelaskan menggunakan nilai impedansi akustik sedimen Z dan index of impedance IOI, merupakan perkalian rasio kecepatan suara ν dan densitas sedimen. Tingkat akurasi yang dihasilkan cukup baik kecuali pada parameter attenuasi k p karena variasi yang begitu tinggi Smith 1973; Richardson Briggs 1993; Fonseca Mayer 2007, seperti yang disajikan pada Tabel 1 dan Gambar 5. Tabel 1 Persamaan sifat akustik dan sifat sedimen Variabel regresi Persamaan regresi r 2 ν vs. Mz ν = 1,180 - 0,034 Mz + 0,0013 Mz 2 0,820 ν vs. n ν = 1,574 - 0,015 n + 0,0001 n 2 0,954 ν vs. ρ g cm -3 ν = 1,623 - 0,936 ρ + 0,3417 ρ 2 0,944 ν vs. Z 10 5 g cm -2 s ν = 1,174 – 0,207 Z + 0,0560 Z 2 0,972 Mz vs. IOI Mz= 20,23 – 9,48 IOI + 0,667 IOI 2 0,828 n vs. IOI n = 202,14 – 120,70 IOI + 21,598 IOI 2 0,996 ρ g cm -3 vs. IOI ρ = -0,502 + 1,802 IOI – 0,305 IOI 2 0,996 ν vs. IOI ν = 1,173 – 0,315 IOI + 0,1296 IOI 2 0,972 Mz vs. n Mz= -4,55 + 0,169 n 0,805 Mz vs. ρ g cm -3 Mz= 22,85 -10,275 ρ 0,809 Sumber: Richardson dan Briggs 1993. Sumber: Richardson dan Briggs 1993. Gambar 5 Hubungan antara sifat-sifat akustik dan sifat-sifat sedimen

2.4 Proses-Proses Akustik pada Dasar Perairan