Menurut KBBI, tinggi berarti jauh jaraknya dari posisi sebelah bawah. Terminologi tersebut bila kita kaitkan dengan ketinggian topografi berarti jarak dari suatu titik diatas permukaan Bumi. Hal tersebut terdengar simpel bukan? Tapi apakah pembaca menyadarinya? Sebenarnya ketinggian tersebut diukur dari mana? Apakah muka laut sesaat, muka laut rerata, atau acuan lainnya? Ternyata mendefinisikan tinggi tidak semudah itu, terdapat hal-hal yang perlu kita perhatikan didalamnya. Pada catatan kali ini, saya akan sedikit mengulas terkait tinggi dalam sudut pandang Geodesi.
Pengertian Dasar
Sistem tinggi sejatinya dapat didefinisikan sebagai sistem koordinat 1 Dimensi yang digunakan untuk mendefinisikan ukuran jarak (metrik) pada suatu titik sembarang terhadap sebuah acuan. Meskipun terdengar sederhana, tinggi sebuah titik dapat didefinisikan dalam berbagai cara. Setiap definisi tinggi tersebut akan memberikan tinggi yang berbeda-beda, bahkan untuk titik yang sama sekalipun. Sebagai contoh ekstrim, kita mengetahui bahwa Bandung terletak sekitar 600-700 meter, tapi dikarenakan kita menggunakan definisi tinggi yang berbeda, bisa saja ketinggian Bandung adalah 0-100 meter. Oleh karena itu, pendefinisian tinggi harus diperhatikan dengan baik.
Pengaruh terbesar dari perbedaan tinggi tersebut adalah pemilihan dari bidang acuan yang akan digunakan. Selain itu, meskipun memberikan pengaruh yang lebih kecil, arah dari ukuran jarak juga berpengaruh pada perbedaan tinggi tersebut. Dalam bidang Geodesi, setidaknya terdapat dua klasifikasi sistem tinggi. Klasifikasi pertama adalah sistem tinggi yang tidak memperhitungkan medan gayaberat bumi dan menggunakan arah yang tegak lurus terhadap bidang acuan. Klasifikasi kedua adalah sistem tinggi yang secara alamiah berkaitan dengan permukaan ekipotensial gayaberat dan mengikuti arah gayaberat bumi yang sedikit melengkung tergantung bidang ekipotensial setiap lapisannya.
Sistem Tinggi Tidak Terkait Gayaberat
Konsep yang terdapat pada klasifikasi sistem tinggi tidak terkait gayaberat sebenarnya sangat simpel. Sistem ini merupakan sistem tinggi murni berdasarkan aspek gometris saja. Tinggi yang diukur akan diukur berdasarkan satu garis lurus yang tegak lurus terhadap satu acuan saja. Pada sudut pandang geodesi , sistem tinggi ini dikenal dengan sebutan tinggi elipsoida.
Sesuai dengan namanya, acuan yang digunakan untuk mendefinisikan tinggi adalah elipsoida referensi. Elipsoida referensi yang umum digunakan saat ini adalah WGS84, termasuk Indonesia juga menggunakan elipsoida referensi tersebut. Secara definisi, tinggi elipsoida adalah jarak garis lurus yang dihitung sepanjang elipsoida normal dari permukaan atau bidang geometris elipsoid referensi ke titik sembarang. Ilustrasi geometri dari tinggi elipsoida ditunjukkan pada Gambar dibawah, dimana tinggi elipsoida ditunjukkan pada notasi h.
Sistem Tinggi Terkait Gayaberat
Sistem tinggi ini dapat diuraikan dalam berbagai bentuk, dan bergantung terhadap penanganan gayaberat dan arah jalur melengkung dimana jarak tersebut didefinisikan. Setidaknya terdapat tiga jenis sistem tinggi tersebut, yaitu tinggi normal, tinggi dinamik, dan tinggi orthometrik. Hanya saja pada catatan kali ini, saya hanya menguraikan mengenai tinggi orthometrik, dimana tinggi orthometrik digunakan dalam pendefinisian tinggi di Indonesia.
Tinggi orthometrik diberikan berdasarkan bilangan geopotensial yang dibagi dengan integrasi nilai rata-rata gayaberat sepanjang arah garis gayaberat. Cukup sulit memang memahami pendefinisian tersebut, meskipun demikian, tinggi orthometrik dapat diuraikan secara geometrik dengan mudah. Secara geometris, tinggi orthometrik didefinisikan tegak lurus terbadap bidang referensi geoid ke titik sembarang. Garis tersebut seakan-akan berbelok disebabkan oleh tingkah lakunya terhadap bidang ekipotensial lainnya. Untuk lebih jelasnya bisa diperhatikan ilustrasi pada Gambar dibawah ini, dimana tinggi orthometrik ditunjukkan pada notasi H.
Penggunaan dan Catatan Penutup
Pada catatan kali ini kita telah mengenal dua tinggi yang berbeda, yaitu tinggi elipsoida dan orthometrik. Lantas, dalam aplikasi praktis, tinggi manakah yang kita gunakan? Tentu saja tinggi yang merepresentasikan kondisi fisis Bumi, dimana air dapat mengalir pada potensial tinggi ke potensial rendah, yaitu tinggi orthometrik (geoid). Dibandingkan geoid, orang cenderung lebih mengenal tinggi diatas permukaan laut ketimbang geoid. Sejatinya dua hal tersebut akan berimpitan apabila laut berada dalam kondisi ideal dan setimbang.
Pertanyaan selanjutnya yang akan muncul adalah mengapa ada tinggi eliposida? Kapan kita menggunakan tinggi elipsoida tersebut? Kita pasti sering menggunakan namun tidak menyadarinya seperti yang pernah saya sampaikan pada tulisan ini, yaitu penggunakan teknologi GNSS pada gawai pintar yang kita miliki. Tinggi yang diperoleh berdasarkan hasil GNSS mengacu kepada elipsodia dikarenakan lebih mudah secara matematis (dibandingkan geoid, elipsoida memiliki bentuk yang lebih teratur). Untuk menghubungkan tinggi elipsoida dengan tinggi orthometrik, kita memerlukan informasi undulasi geoid (N). Secara matematis, hubungannya adalah H = h – N. Informasi dari undulasi geoid ini dapat diperoleh berdasarkan model geopotensial global EGM2008 ataupun penentuan undulasi geoid menggunakan pendekatan gravimetris yang mungkin akan kita bahas pada catatan selanjutnya.
Mudah-mudahan catatan ini dapat membuka wawasan kita terkait acuan dan referensi tinggi yang digunakan, khususnya dalam aplikasi praktis.
Sampai jumpa pada catatan selanjutnya!