Mengenal Geoid, Bentuk Asli Bumi yang Sebenarnya

Banyak dari kita mengira Bumi itu bulat sempurna atau oval murni (ellipsoid). Faktanya, bentuk asli Bumi sangat unik dan tidak beraturan. Dalam ilmu geodesi, bentuk ini disebut geoid. Untuk memetakan Bumi secara akurat, para ilmuwan membagi pendekatan bentuk Bumi menjadi dua model utama: bentuk fisik (nyata) dan bentuk matematis. Yuk, kita bedah bersama bagaimana cara kerja geoid dan ellipsoid dalam menentukan bentuk asli Bumi kita!

1. Bentuk Fisik Bumi: Geoid

Geoid adalah representasi fisik Bumi yang merepresentasikan permukaan laut rata-rata (mean sea level) dalam kondisi tenang dan kontinu menembus daratan.

• Pengaruh Gravitasi: Geoid tidak mulus melainkan bergelombang karena distribusi massa bumi dan gaya gravitasi yang tidak merata di setiap wilayah.
• Acuan Tinggi Nyata: Secara teknis, geoid adalah permukaan ekuipotensial di mana nilai potensial gravitasi konstan (W = W₀). Geoid menjadi acuan mutlak untuk mengukur tinggi ortometrik (H) atau ketinggian di atas permukaan laut.

2. Bentuk Matematis Bumi: Ellipsoid Referensi

Bentuk asli bumi (geoid) ternyata terlalu rumit untuk perhitungan matematika. Oleh karena itu, para ilmuwan menggunakan ellipsoid referensi sebagai pendekatan matematis untuk merepresentasikan bentuk Bumi.

Secara definisi, ellipsoid referensi adalah model matematika ideal berbentuk tiga dimensi modelnya yang mulus dirancang sedemikian rupa agar mendekati ukuran asli Bumi, sehingga koordinat peta bisa dihitung dengan rumus yang pasti.

Berikut adalah dua fungsi dan penerapan penting dari model ini:

• Dasar Sistem GPS (WGS84): Model matematika yang paling populer digunakan saat ini adalah GRS80/WGS84. Model inilah yang menjadi dasar penentuan titik koordinat dan lokasi pada teknologi GPS di smartphone Anda.
• Ketinggian Ellipsoid (h): Berbeda dengan tinggi geoid (tinggi dari permukaan laut), nilai ketinggian yang muncul di GPS murni dihitung berdasarkan model matematika simetris ini, bukan berdasarkan permukaan air laut rata-rata.

Perbedaan Utama: Geoid dan Ellipsoid

Menghubungkan Keduanya: Rumus Undulasi Geoid

Selisih jarak vertikal antara permukaan matematika (ellipsoid) dan permukaan fisik laut (geoid) disebut Undulasi Geoid (N). Rumus geodesi menjelaskan hubungan antara ketiga komponen tersebut:

Keterangan:

• H = Tinggi Orthometrik
• h = Tinggi Elipsoid
• N = Undulasi Geoid

Contoh Kasus:

Jika alat GPS Anda di Kota Bandung menunjukkan angka ketinggian h = 760,5 meter dan nilai undulasi geoid wilayah tersebut berdasarkan model EGM2008 adalah N = +18,3 meter, maka tinggi asli di atas permukaan laut (orthometrik) adalah:

H = 760,5 m – 18,3 m = 742,2 meter

Selisih hampir 18 meter ini sangat krusial. Surveyor memperhitungkan geoid untuk memastikan drainase, bendungan, dan infrastruktur air berfungsi sesuai rencana. Mengabaikan faktor ini dapat menyebabkan aliran air tidak mengikuti desain.

Untuk memastikan akurasi tinggi tersebut, Indonesia mengadopsi model global EGM2008. Namun secara resmi, Badan Informasi Geospasial (BIG) telah merilis dan menggunakan model geoid lokal terbaru yang jauh lebih akurat untuk wilayah tanah air, yaitu INAGEOID2020 versi 2.0.

Kesimpulan

Gaya gravitasi membentuk permukaan Bumi menjadi geoid, yaitu permukaan fisik yang bergelombang, bukan bulat sempurna maupun berbentuk oval. Memahami interaksi antara Topografi, Geoid, dan Ellipsoid adalah kunci utama di balik kesuksesan navigasi modern, pembuatan peta digital, hingga proyek pembangunan infrastruktur nasional.

Penulis: Zahirah Kasdang 

Referensi

• Badan Informasi Geospasial (BIG). (2023). Sistem Referensi Geospasial Indonesia | https://www.big.go.id
• National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). (2023). National Geodetic Survey — Geoid | https://geodesy.noaa.gov/GEOID/