Kalkulator Anomali Gravitasi & Bouguer

Mockup aplikasi web | Bayu Tri Bhaskara | Tugas Komputasi

1. Input

2. Proses

Tombol-tombol di bawah merepresentasikan tahapan komputasi yang dibutuhkan:

3. Output

4. Deskripsi Aplikasi

Aplikasi web ini adalah Kalkulator Anomali Gravitasi & Bouguer berbasis browser yang membantu ahli geofisika dan mahasiswa untuk memproses data survei gravitasi lapangan. Aplikasi ini menerapkan koreksi-koreksi standar geofisika berdasarkan fisika gravitasi Newton untuk mengisolasi anomali densitas bawah permukaan, yang berguna untuk studi baseline AMDAL, eksplorasi mineral, dan pemetaan air tanah.

Cara Menggunakan Input:

• ID Stasiun, Lintang, Bujur — identitas dan posisi geografis titik pengukuran di lapangan.
• Elevasi Stasiun (m) — ketinggian stasiun di atas permukaan laut, diperlukan untuk koreksi free-air dan Bouguer.
• Gravitasi Mentah (mGal) — nilai gravitasi yang diukur langsung menggunakan gravimeter di lapangan.
• Gravitasi Referensi (mGal) — nilai gravitasi di base station yang digunakan sebagai acuan pengukuran relatif.
• Densitas Batuan (kg/m³) — densitas rata-rata batuan di area survei, biasanya diasumsikan 2670 kg/m³ (densitas rata-rata kerak).
• Model Ellipsoid — model bumi referensi yang digunakan untuk menghitung gravitasi normal teoretis (GRS80 atau WGS84).
• Koreksi Terrain — koreksi tambahan untuk memperhitungkan topografi tidak rata di sekitar stasiun.
• Data Terrain Grid (CSV) — data elevasi grid area survei untuk membuat peta kontur dan koreksi terrain otomatis.
• Catatan Lokasi — informasi kondisi lapangan yang relevan untuk dokumentasi.

Cara Menggunakan Tombol:

• Klik tombol secara berurutan dari 1 sampai 13 untuk melakukan komputasi tahap demi tahap.
• Setiap tombol mewakili satu langkah koreksi atau kalkulasi dalam alur pemrosesan data gravitasi.
• Tombol 14 (Reset) akan menghapus semua input dan output.
• Tombol 15 (Ekspor CSV) akan mengunduh hasil perhitungan dalam format spreadsheet.

Cara Membaca Output:

• Textarea Hasil Perhitungan — menampilkan nilai numerik dari setiap koreksi dan anomali yang dihitung.
• Log Proses — menampilkan langkah-langkah komputasi secara berurutan agar pengguna dapat mengikuti alur kalkulasi.
• Peta Anomali Bouguer (Canvas) — visualisasi 2D berupa peta kontur yang menunjukkan distribusi spasial anomali Bouguer di area survei.
• Profil Anomali (Canvas) — grafik garis yang menampilkan nilai anomali gravitasi sepanjang lintasan survei.

5. Konsep Numerik dan Algoritma

A. Gravitasi Normal (γ) — Formula GRS80

Gravitasi normal dihitung berdasarkan lintang stasiun menggunakan formula internasional Geodetic Reference System 1980 (GRS80):

γ = 978032.67714 × (1 + 0.00193185138639 × sin²φ) / √(1 − 0.00669437999014 × sin²φ)

di mana φ adalah lintang geografis stasiun. Formula ini menghasilkan nilai gravitasi teoritis pada permukaan ellipsoid referensi.

B. Koreksi Free-Air (FA)

Koreksi free-air memperhitungkan perbedaan elevasi stasiun terhadap ellipsoid referensi, menggunakan pendekatan gradien gravitasi vertikal:

FA = 0.3086 × h

di mana h adalah elevasi stasiun dalam meter. Koreksi ini bernilai positif karena gravitasi berkurang seiring bertambahnya ketinggian.

C. Koreksi Bouguer (B)

Koreksi Bouguer memperhitungkan efek massa batuan yang berada di antara stasiun dan ellipsoid referensi, dimodelkan sebagai slab horizontal tak terbatas:

B = 2π × G × ρ × h = 0.04193 × ρ × h

di mana G adalah konstanta gravitasi universal (6.674×10⁻¹¹ m³/kg/s²), ρ adalah densitas batuan (kg/m³), dan h adalah elevasi (m).

D. Anomali Free-Air dan Bouguer

Anomali dihitung sebagai selisih antara gravitasi terukur dengan gravitasi teoritis setelah koreksi:

Anomali Free-Air = g_terukur − γ + FA

Anomali Bouguer Sederhana = g_terukur − γ + FA − B

Anomali Bouguer Lengkap = Anomali Bouguer Sederhana + Koreksi Terrain

E. Interpolasi Grid — Metode Bilinear

Untuk menghasilkan peta kontur dari data titik-titik pengukuran yang tersebar tidak merata, digunakan interpolasi bilinear pada grid reguler. Nilai z pada titik (x, y) dihitung dari empat titik data terdekat dengan pembobotan berdasarkan jarak. Algoritma ini beroperasi dalam O(n) untuk setiap titik grid.

F. Visualisasi Kontur — Marching Squares

Peta kontur pada canvas dihasilkan menggunakan algoritma Marching Squares, yang memindai setiap sel grid 2×2 dan menentukan bagaimana garis kontur melewati sel tersebut berdasarkan 16 kemungkinan kombinasi nilai di atas/di bawah threshold. Hasilnya adalah garis-garis kontur yang halus merepresentasikan distribusi anomali gravitasi.

G. Estimasi Kedalaman — Half-Width Method

Kedalaman sumber anomali diestimasi menggunakan metode half-width, di mana kedalaman (z) diperkirakan sama dengan jarak horizontal dari puncak anomali ke titik di mana nilai anomali turun menjadi setengah dari nilai maksimumnya:

z ≈ x½

Metode ini berlaku untuk anomali berbentuk bola atau silinder dan merupakan pendekatan cepat sebelum dilakukan inversi penuh.

Bayu Tri Bhaskara | Aplikasi web AMDAL & Geofisika | 2026