Panduan sistem koordinat dan datum: WGS84, UTM, state plane

Jawaban singkat: Datum adalah model referensi Bumi, yaitu elipsoid yang diikat ke Bumi dengan cara tertentu, yang menjadi acuan pengukuran koordinat. Sistem koordinat adalah cara menyatakan posisi pada datum tersebut: lintang dan bujur, XYZ berpusat Bumi, atau koordinat grid proyeksi seperti UTM maupun state plane. Surveyor harus menyatakan keduanya, ditambah datum vertikal, serta melakukan transformasi dengan benar.

Poin utama

Datum menentukan ukuran, bentuk, titik asal, dan orientasi elipsoid referensi; sistem koordinat menentukan cara posisi dinyatakan pada elipsoid tersebut.
Receiver GNSS menghitung posisi dalam kerangka global seperti WGS84 atau ITRF; data proyek sering menggunakan datum nasional seperti NAD83 atau ETRS89.
Di wilayah utama AS yang bersambung, posisi WGS84 dan NAD83(2011) berbeda sekitar satu hingga dua meter.
UTM membagi dunia menjadi 60 zona selebar 6°, dengan faktor skala meridian tengah 0,9996.
Tinggi elipsoid dari GNSS harus dikonversi menggunakan model geoid untuk menghasilkan tinggi ortometrik di atas datum vertikal.

Apa itu sistem koordinat dan datum?

Sistem koordinat adalah seperangkat aturan untuk mendeskripsikan posisi dengan angka, seperti lintang dan bujur dalam derajat atau easting serta northing dalam meter. Datum adalah referensi pengukuran angka tersebut: elipsoid dengan ukuran dan bentuk tertentu, diikat ke Bumi melalui titik asal serta orientasi. Bersama-sama, keduanya membentuk sistem referensi koordinat (CRS).

Definisi datum sederhana: datum memberi tahu letak nol dan bentuk Bumi yang diasumsikan. Titik fisik yang sama memiliki koordinat berbeda pada datum berbeda, terkadang lebih dari 100 m pada datum lokal lama. Karena itu, "apa datumnya?" adalah pertanyaan pertama untuk daftar koordinat, gambar, atau layer GIS apa pun.

Dalam GIS, CRS sering diidentifikasi dengan kode EPSG, misalnya EPSG:4326 untuk lintang dan bujur WGS84. Sistem koordinat GIS tanpa datum serta kode EPSG yang dinyatakan sering menyebabkan layer bergeser. Untuk konteks GIS lebih luas, lihat panduan data geospasial dan pemetaan GIS kami.

Apa itu datum dalam survei dan GPS?

Datum dalam survei adalah kerangka referensi horizontal dan vertikal yang menjadi acuan semua koordinat serta tinggi terukur pada proyek. Datum dalam GPS adalah kerangka referensi global tempat orbit satelit dan karenanya posisi receiver dihitung.

Datum horizontal (geodetik)

Sistem geodetik atau datum geodetik menggunakan elipsoid referensi, seperti GRS80 atau elipsoid WGS84, dan realisasi melalui koordinat stasiun kontrol. Datum modern berpusat Bumi dan direalisasikan dengan GNSS serta teknik antariksa lain. Datum lokal lama disesuaikan dengan satu wilayah dan dapat berbeda ratusan meter dari datum global.

Datum vertikal

Datum vertikal, yaitu datum referensi untuk tinggi, mendekati muka laut rata-rata, misalnya NAVD 88 di Amerika Serikat. GNSS mengukur tinggi elipsoid (h). Untuk memperoleh tinggi ortometrik (H), kurangi tinggi geoid (N) dari model geoid: H = h − N. Geoid dapat berada puluhan meter di atas atau di bawah elipsoid, sehingga penggunaan model salah atau tanpa model menjadi salah satu kesalahan paling mahal dalam pengukuran tinggi GNSS.

Apa itu titik datum?

Titik datum dalam pengertian survei adalah tanda fisik dengan koordinat atau tinggi yang dipublikasikan, seperti benchmark atau stasiun kontrol, digunakan untuk mengikat proyek ke datum. Makna titik datum sedikit berbeda dalam gambar rekayasa, tempat istilah ini juga dapat berarti titik referensi semua dimensi.

Datum dan kerangka apa yang digunakan surveyor?

Surveyor sebagian besar bekerja dalam kerangka global (WGS84 atau ITRF) atau datum nasional yang terikat pada lempeng tektonik lokal, dan perlu mengetahui hubungan keduanya.

Datum / kerangka	Wilayah	Elipsoid	Catatan
WGS84	Seluruh dunia	WGS84	Referensi siaran GPS; realisasi terbaru sesuai dengan ITRF pada tingkat sentimeter
ITRF (misalnya ITRF2020)	Seluruh dunia	GRS80	Kerangka ilmiah; koordinat berubah seiring gerakan lempeng dari waktu ke waktu
NAD83 (2011)	Amerika Serikat	GRS80	Terikat pada lempeng Amerika Utara; sekitar 1–2 m dari WGS84 di wilayah utama AS yang bersambung
ETRS89	Eropa	GRS80	Terikat pada lempeng Eurasia; bergeser dari ITRF sekitar 2,5 cm per tahun
GDA2020	Australia	GRS80	Menggantikan GDA94; benua bergerak sekitar 7 cm per tahun
CGCS2000	Tiongkok	CGCS2000	Sistem geosentrik nasional

Datum WGS84, atau datum geodetik WGS84, menggunakan elipsoid dengan sumbu semimayor 6.378.137 m dan penggepengan 1/298,257223563, serta dipelihara oleh US National Geospatial-Intelligence Agency. Di AS, National Geodetic Survey (geodesy.noaa.gov) sedang menyiapkan kerangka baru untuk menggantikan NAD83 dan NAVD 88, jadi periksa datum serta epok yang ditetapkan setiap proyek.

Apa saja sistem koordinat yang digunakan dalam survei dan GIS?

Berbagai sistem koordinat terbagi menjadi tiga kelompok: geografis (lintang, bujur, tinggi), geosentrik (X, Y, Z berpusat Bumi), dan sistem grid proyeksi (easting, northing), ditambah grid lokasi lokal.

Sistem koordinat lintang-bujur (geografis): sudut pada elipsoid, misalnya 31,2304° N, 121,4737° E. Universal, tetapi derajat bukan satuan yang praktis untuk jarak dan luas.
XYZ geosentrik: koordinat spasial dalam meter dari pusat Bumi; digunakan secara internal dalam pemrosesan GNSS.
Sistem koordinat grid proyeksi: proyeksi peta mengubah permukaan melengkung menjadi sistem koordinat x y datar dalam meter atau kaki. Contohnya UTM, state plane, British National Grid, dan grid transverse Mercator nasional.
Grid lokal atau lokasi: titik asal sembarang seperti 1000, 5000, sering diikat ke GNSS melalui kalibrasi lokasi.

UTM

Universal Transverse Mercator membagi dunia menjadi 60 zona, masing-masing selebar 6° bujur. Setiap zona memiliki faktor skala meridian tengah 0,9996 dan easting semu 500.000 m; zona belahan selatan menambahkan northing semu 10.000.000 m.

State plane

State Plane Coordinate System membagi Amerika Serikat menjadi lebih dari 100 zona, menggunakan proyeksi kerucut konformal Lambert untuk negara bagian yang memanjang timur-barat dan transverse Mercator untuk yang memanjang utara-selatan. Zonanya kecil sehingga distorsi rendah. Perhatikan satuan: US survey foot secara resmi tidak lagi dianjurkan pada akhir 2022, dan berbeda 2 ppm dari international foot, sekitar 2 ft pada northing 1.000.000 ft.

Contoh sistem koordinat ini menunjukkan mengapa makna sistem koordinat pada gambar harus selalu mencakup datum, proyeksi, zona, dan satuan.

Apa perbedaan koordinat grid dan koordinat tanah?

Koordinat grid berada pada proyeksi peta datar, sedangkan jarak tanah diukur pada permukaan Bumi pada elevasi lokasi; keduanya berbeda sebesar faktor skala gabungan yang dapat mencapai ratusan ppm.

Faktor skala gabungan adalah faktor skala grid proyeksi pada lokasi tersebut dikalikan faktor elevasi, yang mengecilkan jarak dari tinggi lokasi ke elipsoid. Pada elevasi 1.000 m, faktor elevasi saja sekitar 157 ppm, atau 15,7 cm per kilometer. Total station mengukur jarak tanah; GNSS memberikan koordinat grid. Jika keduanya dicampur tanpa menerapkan faktor skala, garis hasil stakeout tidak akan menutup.

Situasi	Pendekatan yang disarankan
Proyek besar atau linear, hasil GIS	Bekerja pada grid resmi dan terapkan faktor skala pada jarak total station
Lokasi bangunan kecil, elevasi tinggi	Proyeksi berdistorsi rendah atau sistem tanah berskala yang didokumentasikan dalam pekerjaan
Tim gabungan GNSS dan total station	Satu sistem dan faktor skala yang disepakati pada setiap kontroler

Bagaimana transformasi koordinat bekerja?

Transformasi koordinat mengubah koordinat dari satu datum ke datum lain, sedangkan konversi koordinat mengubah cara posisi dinyatakan dalam datum sama, seperti mengonversi lintang serta bujur ke UTM.

Transformasi Helmert 7 parameter: tiga translasi, tiga rotasi, dan satu skala. Versi 14 parameter bergantung waktu menambahkan laju untuk kerangka yang bergerak bersama tektonik lempeng.
Transformasi berbasis grid: grid pergeseran yang dipublikasikan (misalnya file format NTv2) yang memodelkan distorsi tidak beraturan pada datum nasional lama.
Kalibrasi lokasi (lokalisasi): transformasi paling sesuai yang dihitung di lapangan dari pengukuran GNSS pada titik kontrol lokal yang diketahui.

Akurasi bergantung pada parameter. Transformasi nasional yang dipublikasikan sering akurat hingga beberapa sentimeter; parameter umum WGS84 ke datum lokal mungkin hanya akurat hingga satu meter atau lebih buruk. Ketika mengonversi datum pada proyek, catat transformasi dan versi yang digunakan agar tim berikutnya memperoleh hasil sama.

Mengonversi koordinat x dan y ke lintang serta bujur: langkah demi langkah

Mengonversi koordinat x dan y ke lintang serta bujur memerlukan pengetahuan tepat tentang proyeksi, datum, zona, dan satuan grid; dengan informasi tersebut, alat konversi koordinat atau perangkat lunak lapangan andal dapat melakukan proyeksi invers.

Identifikasi CRS. Temukan datum, proyeksi, zona, dan satuan pada gambar, metadata, atau dari kode EPSG. Jangan pernah menebak zona.
Periksa satuan. Pastikan meter, international feet, atau US survey feet.
Pilih alat. Gunakan perangkat lunak survei atau GIS, atau konverter daring badan geodetik nasional; konverter zona UTM atau state plane memadai untuk titik tunggal jika datumnya dinyatakan.
Konversi xy ke lintang-bujur pada datum yang sama terlebih dahulu.
Transformasikan datum jika diperlukan, misalnya NAD83 ke WGS84, menggunakan transformasi yang disepakati.
Periksa titik yang diketahui. Plot pada citra atau bandingkan dengan koordinat kontrol yang dipublikasikan.

Koordinat dari peta konsumen hanya berakurasi tingkat meter; untuk batas lahan, lihat panduan menemukan batas properti dengan GPS kami. Langkah yang sama secara terbalik mengonversi koordinat ke x y. Jika hasil meleset ratusan meter, biasanya zona atau datum salah; jika beberapa meter, curigai transformasi datum atau satuan.

Cara menyiapkan sistem koordinat pada pekerjaan survei GNSS

Tetapkan sistem koordinat pada kontroler sebelum titik pertama diukur, dan pastikan base, rover, serta perangkat lunak kantor menggunakan definisi yang persis sama.

Pilih datum, proyeksi, dan zona, atau kode EPSG proyek, serta model geoid untuk tinggi.
Pasang base pada titik kontrol yang diketahui menggunakan tribrach dengan adaptor GNSS untuk pemusatan akurat, seperti dijelaskan dalam panduan pengaturan stasiun base RTK kami, atau hubungkan ke jaringan CORS dalam kerangka yang benar, seperti dijelaskan dalam panduan NTRIP dan CORS kami.
Lakukan kalibrasi lokasi jika proyek menggunakan grid lokal, menggunakan setidaknya empat titik kontrol tersebar baik, dan periksa residual.
Ukur titik pemeriksaan independen sebelum dan setelah pekerjaan.

Receiver GNSS RTK E1 kami berfungsi sebagai base radio, rover radio, atau rover CORS/NTRIP, dan tablet GNSS tangguh T8 Pro merupakan kontroler Android 10 berukuran 8 inci dengan modul GNSS presisi tinggi, perlindungan IP67, serta 4G untuk koreksi jaringan. Untuk paket lengkap dengan aksesori yang tepat, minta penawaran harga.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa definisi datum dalam survei?

Dalam survei, datum adalah sistem referensi yang menjadi acuan posisi dan tinggi. Datum horizontal atau geodetik menentukan elipsoid dan cara pengikatannya ke Bumi, seperti WGS84 atau NAD83. Datum vertikal menentukan tinggi nol, biasanya terkait muka laut rata-rata, seperti NAVD 88. Setiap survei harus menyatakan keduanya.

Apa itu datum peta GPS?

Satelit GPS menyiarkan orbit dalam WGS84, sehingga receiver secara default menghitung posisi dalam WGS84. Pengaturan datum peta GPS pada perangkat atau aplikasi mengendalikan datum koordinat yang ditampilkan. Receiver survei yang menggunakan RTK mengikuti datum base atau jaringan CORS, jadi pastikan kerangka jaringan sesuai dengan proyek sebelum mengukur.

Apakah WGS84 sama dengan NAD83?

Tidak. Keduanya menggunakan elipsoid yang hampir identik, tetapi NAD83 terikat pada lempeng Amerika Utara sedangkan WGS84 mengikuti kerangka global. Di wilayah utama AS yang bersambung, keduanya berbeda sekitar satu hingga dua meter, dan selisihnya perlahan bertambah akibat gerakan lempeng. Untuk pekerjaan kelas pemetaan, keduanya mungkin terlihat sama, tetapi untuk survei Anda harus melakukan transformasi di antaranya.

Apa definisi sistem koordinat dalam GIS?

Dalam GIS, definisi sistem koordinat, atau sistem referensi koordinat, adalah uraian lengkap hubungan koordinat dengan Bumi: datum, elipsoid, meridian utama, satuan, dan untuk sistem proyeksi, proyeksi serta parameternya. Biasanya disimpan sebagai kode EPSG atau string well-known text, dan setiap layer memerlukannya agar dapat ditumpangtindihkan dengan benar.

Bagaimana menemukan koordinat properti?

Anda dapat membaca perkiraan koordinat properti dari peta daring atau perangkat koordinat GPS, tetapi biasanya hanya akurat hingga beberapa meter dan bukan batas legal. Koordinat sudut resmi, jika tersedia, berasal dari peta bidang tercatat atau surveyor berlisensi. Artikel kami tentang menemukan batas properti dengan GPS menjelaskan keterbatasan metode konsumen.

Apa itu sistem koordinat spasial?

Sistem koordinat spasial adalah sistem apa pun yang menentukan lokasi fitur dalam ruang menggunakan angka, baik di Bumi sebagai lintang, bujur, dan tinggi, sebagai X, Y, Z berpusat Bumi, maupun pada grid proyeksi sebagai easting, northing, dan elevasi. Dalam survei serta GIS, sistem ini selalu memerlukan datum agar koordinat dari sumber berbeda selaras dengan benar.

Apa itu datum referensi untuk tinggi?

Datum referensi untuk tinggi adalah permukaan acuan pengukuran elevasi, biasanya model berbasis geoid yang dekat dengan muka laut rata-rata, seperti NAVD 88 di AS. GNSS memberikan tinggi elipsoid, sehingga model geoid diperlukan untuk mengonversinya. Penggunaan datum tinggi berbeda dalam satu proyek dapat menyebabkan kesalahan desimeter atau lebih.