BAB IV - Perpustakaan Digital ITB

BAB IV
DATA, HASIL DAN ANALISIS
4.1
Data Eksperimen
Data eksperimen didapat melalui pengolahan data skala centimeter dan skala
milimeter. Citra untuk skala centimeter diperoleh dengan menggunakan kamera
digital. Citra untuk skala milimeter diperoleh dengan menggunakan mikroskop
yang dihubungkan dengan komputer. Ukuran dimensi untuk data skala centimeter
adalah 300 x 300 pixels dan untuk skala milimeter adalah 400 x 400 pixels.
Alasan penulis membentuk ukuran pixels menjadi berbentuk persegi adalah agar
analisa dan pengolahan citra dengan menggunakan DIPMA mudah dilakukan.
Awalnya pengukuran dilakukan pada skala yang besar (300 x 300 pixels untuk
skala centimeter dan 400 x 400 pixels untuk skala milimeter). Skala besar ini lalu
dibagi kedalam beberapa ukuran yang lebih kecil (50, 75, 100, 150, 200, 250 dan
300 pixels). Proses pengolahan gambar dari awal pengambilan sampai siap
dilakukan pengolahan telah dijelaskan pada bab III. Berikut disajikan data gambar
hasil eksperimen batuan karbonat pada skala centimeter dan skala milimeter.
4.1.1
Data gambar sampel batuan
Data gambar berikut adalah sebagian citra skala centimeter hasil pengambilan
langsung menggunakan kamera digital dengan ukuran otomatis 640 x 480 pixels,
38
Gambar 4.1 Hasil gambar 2 dimensi dengan
menggunakan kamera digital.
Data hasil pengambilan citra skala milimeter dimana citra skala milimeter didapat
dari penggabungan 256 citra yang penulis dapatkan dari gabungan 16 baris citra
(satu baris citra terdapat 16 buah citra). Hasil citra yang dihasilkan dari preparat
(3) dengan ukuran 320 x 240 pixels untuk setiap citranya.
capture_320.bmp
capture_ 319.bmp
capture_ 318.bmp
capture_317.bmp
capture_ 316.bmp
capture_ 315.bmp
capture_ 314.bmp
capture_ 313.bmp
capture_ 312.bmp
capture_ 311.bmp
capture_ 310.bmp
capture_ 309.bmp
39
capture_ 308.bmp
capture_ 307.bmp
capture_ 306.bmp
capture_ 305.bmp
Gambar 4.2 16 citra 2 dimensi pada baris pertama
preparat 3.
Gambar-gambar diatas merupakan citra yang diperoleh dari baris pertama
preparat (3). Bagian lain yakni baris ke-2 sampai baris ke-16 dapat dilihat pada
bagian lampiran.
4.1.2
Data gambar sampel batuan setelah dilakukan pengolahan
Data gambar hasil pengolahan citra skala centimeter setelah dilakukan croping
menjadi berukuran 300 x 300 pixels sampai penambahan brightness and contrast.
Selain itu ditampilkan gambar bitonal hitam-putih yang siap untuk dilakukan
pengolahan citra digital untuk memperoleh besaran fisis dari batuan. Berikut
gambar hasil pengolahan,
sampel (1).bmp
sampelbw (1).bmp
Gambar 4.3 Citra 2 dimensi batuan karbonat skala centimeter
setelah dilakukan pengolahan citra.
40
Hasil pengolahan batuan karbonat skala milimeter merupakan gabungan dari citra
dari baris ke-1 sampai baris ke-16 yang merupakan gabungan dari seluruh citra
yang ada pada preparat (3). Citra pada baris pertama berukuran berukuran 3995 x
240 pixels. Citra yang diperoleh dari gabungan baris pertama sampai baris ke
enam belas berukuran 3995 x 3840 pixels. Kemudian penulis melakukan editing
pengecilan pixels menjadi hanya 12,5 % dari citra semula. Ukuran citra menjadi
500 x 480 pixels. Citra ini lalu di crop menjadi berukuran 400 x 400 pixels. Hal
ini dilakukan agar pengolahan citra digital mudah dilakukan. Pada pengolahan
citra digital dilakukan penambahan brightness and contrast agar terlihat
perbedaan pori dan padatan. Selain itu pula ditampilkan gambar bitonal hitamputih yang siap untuk dilakukan pengolahan citra digital untuk memperoleh
besaran fisis dari batuan. Berikut gambar hasil pengolahan,
preparat (3).bmp
prepbw (3).bmp
Gambar 4.4 Citra 2 dimensi batuan karbonat skala milimeter
setelah dilakukan pengolahan citra.
Gambar 4.4 diatas merupakan citra yang diperoleh dari penggabungan citra
preparat (3). Data lainnya akan terlampir di lampiran.
41
4.2
Hasil Perhitungan Besaran Fisis Batuan Karbonat
Pada batuan sampel yang diperoleh akan dianalisis sifat fisisnya. Ada beberapa
sampel citra batuan yang akan di analisis baik skala centimeter maupun skala
milimeter. Informasi yang akan diperoleh antara lain radius hidraulik, porositas,
luas area spesifik dan permeabilitas.
4.2.1
Data sampel (1) skala centimeter
Setelah dilakukan pengolahan data seperti yang telah diuraikan pada bab 3, maka
tahap selanjutnya dilakukan perhitungan besaran-besaran fisis dari batuan pada
skala centimeter. Pengolahan data dilakukan pada citra biner. Dengan
mengunakan DIPMA penulis memperoleh besaran-besaran fisis yang diperlukan.
Besaran fisis pada sampel (1) dihitung pada ukuran 50, 75, 100, 150, 200, 250 dan
300 pixels. Kecenderungan (trend) dari besaran fisis dapat dilihat pada grafik
dibawah :
Kecendrungan Porositas Skala Centimeter
Sampel (1)
0.5
L=300
Porositas
0.4
L=250
0.3
L=200
0.2
L=150
0.1
L=100
0
L=75
0
50
100
150
200
250
300
350
L pixel (1 pixel = 0.008 cm)
Gambar 4.5 Grafik kecendrungan porositas pada skala 50, 75, 100, 150,
200, 250 dan 300 pixels untuk sampel (1).
L=50
42
Kecendrungan S Skala Centimeter
Sampel (1)
0.25
L=300
0.2
L=250
0.15
S
L=200
0.1
L=150
0.05
L=100
0
L=75
0
50
100
150
200
250
300
350
L=50
L pixel (1 pixel = 0.008 cm)
Gambar 4.6 Grafik kecendrungan s pada skala 50, 75, 100, 150,
200, 250 dan 300 pixels untuk sampel (1).
r Hidraulik
Kecendrungan Nilai r Hidraulik Skala Centimeter
Sampel (1)
14
12
10
8
6
4
2
0
L=300
L=250
L=200
L=150
L=100
L=75
0
50
100
150
200
250
300
350
L=50
L pixel (1 pixel = 0.008 cm)
Gambar 4.7 Grafik kecendrungan r Hidraulik pada skala 50, 75, 100, 150,
200, 250 dan 300 pixels untuk sampel (1).
Pada grafik diatas dapat dilihat seluruh grafik pada besaran fisis menunjukkan
besaran fisis berubah seiring dengan perubahan ukuran. Kecendrungan (trend)
pada setiap besaran fisis cenderung sama yakni sebaran (deviasi) cenderung
berkurang seiring bertambahnya ukuran. Variasi dari dari besaran fisis sangat
43
banyak pada ukuran 50 pixels (skala kecil) dan variasi besaran fisis berkurang
seiring dengan bertambahnya ukuran.
Kecendrungan Nilai Permeabilitas Skala
Centimeter Sampel (1)
Permeabilitas
2
L=300
1.5
L=250
L=200
1
L=150
0.5
L=100
L=75
0
0
50
100
150
200
250
300
350
L=50
L pixel (1 pixel = 0.008 cm)
Gambar 4.8 Grafik kecendrungan permeabilitas pada skala 50, 75, 100, 150,
200, 250 dan 300 pixels untuk sampel (1).
Gambar 4.8 menunjukkan sebaran nilai permeabilitas. Nilai permeabilitas
diperoleh dengan menggunakan data porositas dan luas permukaan spesifik
dengan menggunakan persamaan Kozeny-Carman. Terlihat sebaran nilai
permeabilitas memiliki sebaran yang sangat berbeda pada skala 50 pixels dan nilai
sebaran permeabilitas mulai terlihat sama pada ukuran 250 dan 300 pixels.
Hasil estimasi besaran fisis batuan porositas, luas area spesifik (s), radius
hidraulik dan permeabilitas sampel batuan diperoleh dengan menggunakan TPCF
dengan menggunakan persamaan (2.17), (2.19), (2.10) dan (2.12). Tabel 4.1
dibawah merupakan nilai-nilai besaran-besaran fisis yang telah diestimasi :
44
Skala
−
φ
−
−
−
s
k
(pixel-1)
(pixel-2)
rH
(pixel)
L=300
0.15104
0.08025
0.08917
3.76414
L=250
0.16136
0.08150
0.10541
3.96243
L=200
0.18113
0.08452
0.13862
4.28655
L=150
0.18100
0.08411
0.13967
4.28405
L=100
0.16601
0.08255
0.11188
4.08078
L=75
0.16477
0.08475
0.10378
3.87085
L=50
0.15168
0.07985
0.09121
3.70767
Tabel 4.1 Estimasi besaran fisis sampel (1).
Estimasi besaran fisis yang diperoleh pada L = 50 sampai dengan L = 250
merupakan rata-rata dari besaran fisis yang diperoleh dari masing – masing
ukuran. Estimasi besaran fisis sampel lainnya terdapat pada lampiran B
Skala
Sebaran
φ
Sebaran s
Sebaran k
Sebaran rH
L=300
0.15104
0.08025
0.08917
3.76414
L=250
0.1534 - 0.1851
0.0769 - 0.0868
0.0907 - 0.1572
3.6878 - 4.5150
L=200
0.1594 - 0.2083
0.0768 - 0.0907
0.0888 - 0.1878
3.6083 - 4.6521
L=150
0.08324 - 0.2271
0.0578 - 0.1159
0.0256 - 0.2229
2.7188 - 5.1499
L=100
0.0666 - 0.2864
0.0540 - 0.1224
0.0168 - 0.3471
2.4630 - 6.6241
L=75
0.0323 - 0.4213
0.0414 - 0.1735
0.0032 - 0.6888
1.5624 - 7.1637
L=50
0.0036 - 0.4252
0.0056 - 0.2227
0.0002 - 1.6055
1.2045 - 11.6237
Tabel 4.2 Sebaran estimasi besaran fisis sampel (1).
Tabel 4.2 merupakan sebaran besaran fisis dari ukuran terkecil sampai ukuran
terbesar. Nilai dari tabel menunjukkan adanya sebaran nilai yang tinggi pada skala
50 dan sebaran terus menurun seiring dengan bertambahnya ukuran. Sebaran
estimasi besaran fisis sampel lainnya terdapat pada lampiran B.
45
4.2.2
Data preparat (3) skala milimeter
Perhitungan besaran fisis selanjutnya dilakukan pada citra batuan skala milimeter.
Setelah dilakukan pengolahan data seperti yang telah diuraikan pada bab 3, maka
tahap selanjutnya adalah menghitung besaran-besaran fisis dari batuan pada skala
milimeter. Pengolahan data dilakukan pada citra biner. Dengan mengunakan
DIPMA penulis memperoleh besaran-besaran fisis yang diperlukan. Besaran fisis
pada sampel (1) dihitung pada ukuran 50, 100, 200, 250, 300, 350 dan 400 pixels.
Kecenderungan (trend) dari besaran fisis dapat dilihat pada grafik dibawah :
Kecendrungan Porositas Skala Milimeter
Preparat (3)
0.6
L=400
Porositas
0.5
L=350
0.4
L=300
0.3
L=250
0.2
L=200
L=100
0.1
L=50
0
0
100
200
300
400
500
L pixel (1 pixel = 0.032 mm)
Gambar 4.9 Grafik kecendrungan porositas pada skala 50, 100, 200,
250, 300, 350 dan 400 pixels untuk preparat (3).
46
Kecendrungan S Skala Milimeter
Preparat (3)
0.08
L=400
S
0.06
L=350
L=300
0.04
L=250
0.02
L=200
0
L=100
0
100
200
300
400
500
L=50
L pixel (1pixel = 0.032 mm)
Gambar 4.10 Grafik kecendrungan S pada skala 50, 100, 200,
250, 300, 350 dan 400 pixels untuk preparat (3).
r Hidraulik
Kecendrungan Nilai r Hidraulik Skala Milimeter
Preparat (3)
160
140
120
100
80
60
40
20
0
L=400
L=350
L=300
L=250
L=200
L=100
0
100
200
300
400
500
L=50
L pixel (1pixel = 0.032 mm)
Gambar 4.11 Grafik kecendrungan r hidraulik pada skala 50, 100, 200,
250, 300, 350 dan 400 pixels untuk preparat (3).
Pada grafik diatas dapat dilihat hampir seluruh grafik pada besaran fisis
menunjukkan besaran fisis berubah seiring dengan perubahan ukuran.
Kecendrungan (trend) pada setiap besaran fisis cenderung sama yakni sebaran
(deviasi) cenderung berkurang seiring bertambahnya ukuran. Variasi dari dari
47
besaran fisis sangat banyak pada ukuran 50 pixels (skala kecil) dan variasi besaran
fisis berkurang seiring dengan bertambahnya ukuran.
Kecenderungan Nilai Permeabilitas Skala
Milimeter Preparat (3)
Permeabilitas
300
250
L=400
200
L=350
150
L=300
100
L=250
50
L=200
0
L=100
0
100
200
300
400
500
L=50
L pixel (1pixel = 0.032 mm)
Gambar 4.12 Grafik kecendrungan r hidraulik pada skala 50, 100, 200,
250, 300, 350 dan 400 pixels untuk preparat (3).
Gambar 4.12 menunjukkan sebaran nilai permeabilitas. Nilai permeabilitas
diperoleh dengan menggunakan data porositas dan luas permukaan spesifik
dengan menggunakan persamaan Kozeny-Carman. Terlihat sebaran nilai
permeabilitas memiliki sebaran yang sangat berbeda pada skala 50 pixels dan nilai
sebaran permeabilitas mulai terlihat sama pada ukuran 250 dan 300 pixels.
Hasil estimasi besaran fisis batuan porositas, luas area spesifik (s), radius
hidraulik dan permeabilitas sampel batuan diperoleh dengan menggunakan TPCF
dengan menggunakan persamaan (2.17), (2.19), (2.10) dan (2.12). Tabel 4.3
dibawah merupakan nilai-nilai besaran-besaran fisis yang telah diestimasi :
48
−
φ
Skala
−
−
−
s
k
(pixel-1)
(pixel-2)
rH
(pixel)
L=400
0.06049
0.00711
0.72967
17.01506
L=350
0.04298
0.00842
0.18655
10.78693
L=300
0.04176
0.00827
0.17754
10.06853
L=250
0.05478
0.00979
0.28582
11.17429
L=200
0.03923
0.01176
0.07277
7.01255
L=100
0.03683
0.00962
0.09000
7.65844
L=50
0.05853
0.01005
0.33112
11.65250
Tabel 4.3 Estimasi besaran fisis preparat (3).
Estimasi besaran fisis yang diperoleh pada L = 50 sampai dengan L = 350
merupakan rata-rata dari besaran fisis yang diperoleh dari masing – masing
ukuran. Estimasi besaran fisis preparat lainnya terdapat pada lampiran B
Skala
Sebaran
L=400
φ
Sebaran s
Sebaran k
Sebaran rH
0.0605
0.0071
0.7297
17.0151
L=350
0.027867 - 0.0685
0.0066 - 0.0098
0.0482 - 0.8236
6.446 - 17.2576
L=300
0.033472 - 0.06406
0.0068 - 0.0095
0.0894 - 0.5156
7.6619 - 13.8986
L=250
0.01607 - 0.1194
0.00772 - 0.012419
0.00561 - 1.8410
2.8948 - 19.6162
L=200
0.034625 - 0.1473
0.0098 - 0.0193
0.02461 - 0.1301
3.9365 - 8.4033
L=100
0 - 0.375
0 - 0.0207
0 - 13.0505
0 - 28.90003
L=50
0 - 0.546
0 - 0.06914
0 - 241.0607
0 - 138.5011
Tabel 4.4 Sebaran estimasi besaran fisis preparat (3).
Tabel 4.4 merupakan sebaran perhitungan besaran fisis dari ukuran terkecil
sampai ukuran terbesar pada citra skala centimeter. Sebaran estimasi besaran fisis
preparat lainnya terdapat pada lampiran B.
49
Kecendrungan Porositas Skala Milimeter
Preparat (3)
Kecendrungan Porositas Skala Centimeter
Sampel (1)
0.6
0.5
0.3
0.5
L=250
0.4
L=300
0.3
L=250
0.2
L=200
L=200
0.2
L=150
0.1
L=100
0
L=75
0
50
100
150
200
250
L pixel (1 pixel = 0.008 cm)
300
350
L=400
L=300
L=50
Porositas
Porositas
0.4
L=350
L=100
0.1
L=50
0
0
100
200
300
400
500
L pixel (1 pixel = 0.032 mm)
Gambar 4.13 Perbandingan porositas skala centimeter dan skal milimeter
Setelah dilakukan perhitungan pada besaran fisis dari citra skala milimeter dan
citra skala milimeter didapatkan data bahwa besaran fisis memiliki hubungan
terhadap ukuran [6]. Walaupun setelah pengukuran didapatkan data besaran fisis
dengan besar yang berbeda – beda setiap ukuran, sebaran besaran fisis pada kedua
skala yakni centimeter dan milimeter tetap mimiliki kecendrungan yang sama
yakni sebaran nilai besaran fisis berkurang seiring dengan bertambahnya ukuran.