Aplikasi Perisian Microsoft Excel untuk Perhitungan Ukur

Abstract : Dalam ilmu ukur, ukur aras, ukur terabas dan ukur tekimetri merupakan satu cabang yang penting dalam ukur kejuruteraan untuk mendapatkan dan merekodkan maklumat yang jelas di lapangan untuk perancangan dan pembinaan projek kejuruteraan. Dalam kajian ini, perisian Microsoft Excel 2000 telah diaplikasikan untuk menghasilkan antaramuka bagi memudahkan perhitungan data-data ukur aras, ukur terabas dan ukur tekimetri dengan keputusan yang lebih tepat, kemas dan teratur. Ukur aras menggunakan dua kaedah iaitu fly back and profil, ukur terabas pula menggunakan kaedah bering dan jarak, dan ukur tekimetri menggunakan kaedah optik dan elektronik. Satu program perhitungan ukur yang dikenali sebagai SURCAL (SURvey CALculation) telah dibangunkan dengan menggunakan perisian Microsoft Excel 2000. Hasil analisis yang dilakukan ke atas data-data yang diketahui menunjukkan bahawa program SURCAL ini sesuai digunakan untuk tujuan perhitungan ukur.1.0 Pengenalan
Dalam ilmu ukur, ukur aras, ukur tekimetri dan ukur terabas merupakan satu cabang yang penting dalam ukur kejuruteraan (Engineering Surveying) untuk mendapat dan merekodkan maklumat yang jelas di lapangan untuk perancangan dan pembinaan beberapa jenis projek kejuruteraan. Di antara tujuannya adalah untuk menyediakan perkara-perkara seperti pembuatan pelan atau peta, sebagai tanda menanda di tapak bina untuk kerja-kerja dalam rancangan pengairan, saliran dan jalan raya serta mengira luas kawasan dan isipadu kerja tanah (Bannister & Raymond, 1983).

Ukur aras merupakan proses mengukur beza tinggi antara dua atau lebih titik. Ukur aras banyak digunakan dalam ukur kejuruteraan, terutamanya digunakan dalam semua peringkat projek pembinaan daripada ukur tapak binaan awalan sehingga pemancangan akhir. Peralatan khas yang dikehendaki untuk menjalankan ukur aras ialah alat aras optik, kaki tiga atau tripod dan setaf aras. Selain ukur aras, ukur tekimetri pula merupakan satu cabang ukur yang mana ketinggian dan jarak diperolehi daripada bacaan alat itu sendiri tanpa menggunakan pita ukur. Penggunaan kaedah tekimetri ini adalah sangat sesuai untuk paramuka bumi yang sentiasa berubah-ubah seperti lurah sungai, teras, lereng-lereng bukit yang mana penggunaan pengukuran linear adalah sukar dilakukan.

Ukur terabas pula adalah suatu cara untuk menyediakan jaringan kawalan mengufuk di mana kedudukan ditentukan melalui gabungan pengukuran sudut dan jarak antara urutan garisan yang menghubungi stesen-stesen kawalan. Terabas digunakan untuk dua tujuan utama iaitu (Bannister & Raymond, 1983):

  1. Untuk ukur butiran. Satu rangkaian terabas garisan ukur dan tanda di tanah memberikan satu sistem titik kawalan yang boleh dipelotkan dengan tepat di atas sebuah peta atau pelan. Kedudukan butiran asli dan buatan manusia ditentukan di tanah berbanding dengan rangkaian ini dan butiran tersebut kemudiannya boleh dipelotkan pada kedudukannya yang betul dengan merujuk kepada garis dan stesen terabas yang telah dipelotkan.
  2. Untuk penandaan. Kedudukan jalan, bangunan dan pembinaan baru yang lain boleh ditubuhkan oleh jurukur berbanding dengan titik kawalan terabas dari maklumat yang dibekalkan oleh perekabentuk, arkitek atau jurutera. Kemudian, pancang boleh ditandakan di atas tanah dari terabas bagi menentukan kedudukan kerja baru tersebut.

Dalam kajian ini, perisian Excel 2000 yang dihasilkan oleh Microsoft Corporation digunakan untuk menyediakan antaramuka bagi memudahkan perhitungan data-data ukur tekimetri, ukur terabas dan ukur aras. Selain itu, ia dapat menghasilkan keputusan dengan lebih cepat, kemas dan teratur.
2.0 Metodologi
Seksyen ini akan hanya menerangkan kaedah-kaedah yang digunakan dalam perhitungan ukur tekimetri, ukur terabas dan ukur aras. Penerangan mendalam tentang formula-formula yang digunakan boleh diperolehi dalam Gan Boon Kiat (2001).

Bagi perhitungan ukur tekimetri terdapat 2 kaedah iaitu kaedah optik atau setaf pugak dan kaedah elektronik atau EDM. Manakala untuk ukur terabas kaedah bering dan jarak digunakan. Pelarasan kaedah Bowditch digunakan untuk melaraskan terabas tersebut. Dalam ukur aras, terbahagi pula kepada dua kaedah iaitu kaedah fly back dan kaedah profil. Kaedah fly back dapat membuat pelarasan dengan merujuk kepada sama ada aras laras awal atau aras laras akhir yang telah diketahui. Manakala kaedah profil dapat menghasilkan rajah profil mengikut data-data yang telah dimasukkan tetapi ia tidak dapat membuat pelarasan. Penghitungan ukur aras dilakukan dengan menggunakan kaedah naik turun dan kaedah tinggi garis kolimatan.

Rajah 1 menunjukkan cartalir metodologi untuk perhitungan ukur terabas, ukur tekimetri dan ukur aras. Data-data yang perlu dimasukkan ke dalam jadual ukur terabas ialah stesen, garis, jarak, bering dan koordinat permulaan. Setelah data-data ini dimasukkan, perhitungan akan dilakukan dan keputusan yang akan diperolehi ialah nilai latit dan dipat, koordinat sebelum pelarasan, selisih tutup, tikaian, pembetulan latit dan dipat, koordinat selepas pelarasan serta rajah terabas sebelum dan selepas pelarasan.

Rajah 1

Rajah 1: Carta Alir Metodologi

Selain itu, bagi jadual tekimetri kaedah optik atau setaf tegak, data-data penting yang perlu dimasukkan ialah nombor stesen, koordinat stesen, aras laras stesen, tinggi alat, bering, sudut pugak, bacaan stadia (atas, tengah dan bawah) dan catatan. Di samping itu pula, bagi kaedah elektronik atau EDM, data-data seperti nombor stesen, koordinat stesen, bering, sudut pugak, aras laras stesen, tinggi alat, tinggi prisma, jarak cerun atau jarak ufuk dan catatan perlu dimasukkan. Keputusan yang akan didapati ialah koordinat titik, jarak ufuk antara stesen dengan sesuatu titik dan aras laras titik tersebut.

Bagi ukur aras pula, terdapat dua kaedah iaitu kaedah fly back dan kaedah profil. Keputusan bagi kedua-dua kaedah tersebut akan dihasilkan dalam bentuk jadual ketinggian garis kolimatan dan naik turun, data-data yang perlu dimasukkan ialah aras laras titik permulaan, aras laras titik akhir (jika diketahui), pandangan belakang, pandangan perantaraan, pandangan hadapan dan catatan. Keputusan yang akan diperolehi ialah aras laras sebelum pelarasan, pembetulan aras, aras laras selepas pelarasan, selisih tutup, kelas kerja ukur dan rajah profil.
3.0 Program SURCAL
Dalam kajian ini satu program perhitungan ukur yang dikenali sebagai SURCAL (SURvey CALculation) telah dihasilkan. Program ini terbahagi kepada tiga bahagian iaitu ukur tekimetri, ukur terabas dan ukur aras. Dalam ukur aras, terbahagi pula kepada dua kaedah iaitu kaedah fly back dan kaedah profil. Selain itu, ukur tekimetri pula terbahagi kepada dua kaedah iaitu kaedah optik dan kaedah elektronik. Ketiga-tiga jenis perhitungan ukur ini hanya dapat memuatkan 100 data sahaja dan ia senang digunakan kerana bentuk lembaran yang perlu diisikan data-data hasil kerja pengukuran adalah hampir sama seperti borang pengukuran yang biasa dilihat. Keputusan selepas perhitungan akan terpapar dalam bentuk yang kemas dan teratur. Rajah 2 menunjukkan carta alir program SURCAL.

Rajah 2

Rajah 2: Carta Alir Program SURCAL

Apabila hendak memulakan perhitungan ukur, pengguna perlu menekan butang Menu. Selepas butang Menu ditekan, satu Edit Box akan terpapar pada skrin sebagai catatan maklumat pengguna seperti ditunjukkan dalam Rajah 3 dan Rajah 4.

Rajah 3
Rajah 3: Butang Menu
Rajah 4
Rajah 4: Edit Box

Maklumat-maklumat yang perlu diisikan adalah seperti nama kumpulan, tarikh kerja ukur dilaksanakan, lokasi dimana kerja ukur dilakukan, nama pencerap iaitu nama individu yang mengoperasikan alat ukur dan nama pencatat iaitu individu yang merekodkan data-data ukur. Akhir sekali barulah memilih jenis kaedah pengukuran yang dikehendaki pada Scroll Bar yang terletak di bawah Edit Box dan tekan butang O.K. Sila rujuk Rajah 5.

Rajah 5
Rajah 5: Scroll Bar

4.0 Analisa
Program SURCAL dibangunkan untuk menghasilkan satu antaramuka bagi perhitungan data-data ukur yang lebih bersifat user friendly, senang difahami dan digunakan. Selain itu, ketepatan bagi perhitungan juga sangat penting. Oleh itu, bagi menguji ketepatan program yang telah dihasilkan ini, beberapa data sama ada daripada buku-buku rujukan atau kerja ukur sebenar telah digunakan sebagai analisis di mana jawapan bagi data-data tersebut sudah diketahui.Analisis Kaedah Ukur Aras
Data ukur aras adalah diperolehi daripada Buku Panduan Politeknik (1994). Borang ukur aras ini mengandungi tujuh data di mana dua data merupakan titik pindah, dan yang lain merupakan nilai-nilai aras laras termasuk nilai aras laras permulaan (100m) dan nilai aras laras terakhir (98.62m). Jadual 1 dan Rajah 6 menunjukkan keputusan analisis yang telah dibandingkan dengan enam data kerana data yang pertama merupakan nilai aras aras yang telah diketahui. Ini jelas menunjukkan bahawa selisih antara keputusan dalam buku dan program SURCAL adalah 0mm. Selain itu, semakan juga menunjukkan jawapan yang betul.

Jadual 1: Keputusan Analisis Data Ukur Aras
Titik Aras Laras(m) Selisih(m)
Buku Panduan Politeknik (1994) Program SURCAL
1 99.450 99.450 0.000
2 98.260 98.260 0.000
3 97.820 97.820 0.000
4 98.040 98.040 0.000
5 98.250 98.250 0.000
6 98.620 98.620 0.000
Semakan:
Jumlah P.B – Jumlah P.H = 1.180
Jumlah Naik – Jumlah Turun = 1.180
A.L Akhir – A.L Awal = 1.180
Rajah 6
Rajah 6: Keputusan Ukur Aras (Kaedah Naik Turun)

5.0 Analisis Kaedah Ukur Terabas
Data ukur terabas yang digunakan untuk membuat perbandingan keputusan adalah diperolehi daripada kerja ukur sebenar iaitu Laporan Amali 2 (KAW 3502 Kejuruteraan Ukur Laluan Dan Tapak) yang telah dilakukan oleh Kumpulan 3 pada 16hb Jun 2000. Lakaran kasar terabas adalah seperti yang ditunjukkan pada Rajah 7. Kerja ukur terabas ini terdapat empat stesen iaitu stesen 1 hingga stesen 4. Nilai koordinat pada stesen 1 adalah (1000U, 1000T) dan jarak keseluruhan terabas ini adalah 195.949m . Pelarasan yang dihitung melalui program SURCAL adalah menggunakan kaedah Bowditch dan selisih tutup terabas selepas perhitungan adalah seperti yang berikut:

  • Jarak tutup = 0.006m
  • Bering tutup = 45º 0′ 0″
  • Tikaian lurus = 1/32658

Selepas membuat perbandingan, didapati bahawa selisih koordinat muktamad adalah di antara 0 ~ 1mm (Jadual 2 dan Rajah 8).


Rajah 7: Lakaran Terabas Bagi Data Ukur Terabas

Jadual 2: Keputusan Analisis Data Ukur Terabas

Stesen Amali 2 Program SURCAL Selisih(m)
U T U T U T
1 1000.000 1000.000 1000.000 1000.000 0.000 0.000
2 1013.217 966.078 1013.217 966.077 0.0001 0.000
4 1070.747 982.145 1070.747 982.144 0.001 0.000
5 1061.583 1016.908 1061.582 1016.907 0.001 0.001

Rajah 8: Keputusan Ukur Terabas Selepas Pelarasan (Kaedah Bowditch)

6.0 Analisis Kaedah Ukur Tekimetri
Tidak semua data-data yang digunakan sebagai analisis dapat menguji setiap langkah dalam perhitungan ukur ini. Sebagai contoh, dalam ukur tekimetri kaedah elektronik, data-data yang diperolehi sudah diberi jarak mendatar dan tiada data yang diberi dalam jarak cerun supaya ketepatan jarak mendatar dapat diuji.Data-data ukur tekimetri (kaedah elektronik) adalah diperolehi daripada Laporan Amali 2 (KAW 3502 Kejuruteraan Ukur Laluan Dan Tapak) yang dilakukan oleh Kumpulan 3 pada 16hb Jun 2000. Kerja ukur tekimetri ini terdapat lima data di mana alat EDM didirisapkan pada stesen 2 yang mempunyai nilai aras laras 99.58m dan nilai koordinat (1013.217U, 966.078T). Selepas membuat perbandingan keputusan antara amali dan program SURCAL, didapati bahawa selisih nilai koordinat adalah 0mm dan selisih aras laras pula dalam lingkungan 0 ~ 1mm (rujuk Jadual 3 dan Rajah 9).

Jadual 3: Keputusan Analisis Data Ukur Tekimetri (Kaedah Elektronik)

Stesen Amali 2 Program SURCAL Selisih(m) Aras Laras (m)
U T U T U T Amali 2 Program SURCAL Selisih
1 1017.820 982.290 1017.820 982.290 0.000 0.000 99.571 99.571 0.000
2 1045.518 994.492 1045.518 994.492 0.0000 0.000 99.919 99.920 0.001
3 1026.893 984.784 1026.893 984.784 0.000 0.000 99.810 99.810 0.000
4 1055.971 996.546 1055.971 996.546 0.000 0.000 99.993 999.992 0.001
5 1056.907 992.943 1056.907 992.943 0.000 0.000 99.930 99.930 0.000

Rajah 9: Keputusan Bagi Data Ukur Tekimetri (Kaedah Elektronik)

Data-data ukur tekimetri (kaedah optik) adalah diperolehi daripada Bannister & Raymond (1983). Kerja ukur tekimetri ini mempunyai 11 data di mana alat EDM diduduki pada tiga stesen yang berasingan iaitu stesen A, B dan C untuk mencerap data-data tersebut. Stesen A, B dan C masing-masing mempunyai nilai aras laras dan nilai koordinat seperti yang berikut:

Stesen A – 25.810m, (1000U, 1000T)
Stesen B – 26.340m, (1062.974U, 1106.814T)
Stesen C – 27.270m, (1181.620U, 1009.454T)

Selisih aras laras selepas membuat perbandingan adalah di antara 0 ~ 5mm (rujuk Jadual 4).

Jadual 4: Keputusan Analisis Data Ukur Tekimetri (Kaeadeh Optik)

Titik Bannister & Raymond (1983) Program SURCAL Selisih (m)
1 26.300 26.295 0.05
2 29.890 29.895 0.05
3 28.970 28.969 0.001
4 34.680 34.677 0.003
5 30.190 30.186 0.004
6 25.820 25.825 0.005
7 33.190 33.193 0.003
8 27.000 27.000 0.000
9 38.230 38.226 0.004
10 27.270 27.271 0.001
11 25.230 25.226 0.004

7.0 Kesimpulan
Secara kesimpulannya, keputusan melalui program SURCAL ini adalah tepat. Ini terbukti selepas perbandingan telah dibuat di mana keputusan keseluruhan hanya mempunyai selisih yang sedikit sahaja iaitu di antara 0 hingga 9mm. Oleh kerana sesetengah amali memberi jawapan dalam dua tempat perpuluhan, manakala jawapan yang diberi dalam program SURCAL pula adalah dalam tiga tempat perpuluhan, maka ini telah menyebabkan sesetengah selisih melebihi 5mm. Jika tidak, semua selisih adalah di bawah 5mm.

Kajian yang dijalankan ini telah berjaya mencapai matlamat dan objektifnya. Keputusan yang dihasilkan adalah seperti yang terkandung di dalam objektif kajian, iaitu mewujudkan antaramuka untuk perhitungan ukur yang lebih bersifat user friendly, senang digunakan, cepat, kemas dan teratur. Program SURCAL ini adalah sesuai digunakan oleh pelajar-pelajar peringkat permulaan yang baru mempelajari subjek ukur tanah. Ujian ke atas data-data yang diketahui membuktikan bahawa program SURCAL ini boleh diaplikasi untuk tujuan perhitungan ukur.

RUJUKAN
Bannister, A. & Raymond, S. (1983). Surveying. 4th Edition. Publisher, Pitman Books Limited.
Buku Panduan Politeknik (1994). Kota Bharu, Kelantan.
Gan Boon Kiat (2001). Aplikasi Program Microsoft Excel Untuk Perhitungan Ukur Tekimetri, Ukur Terabas dan Ukur Aras. Projek Ilmiah Tahun Akhir. Fakulti Kejuruteraan, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor Darul Ehsan.
Hariza Lockman (1998). Excel 7.0: Windows 95 Peringkat Permulaan. New Horizons Publishing Center, Kuala Lumpur.
Laporan Amali 2 (KAW 3502 Kejuruteraan Ukur Laluan Dan Tapak). Kolej Teknologi Ikram Sessi May/1999.
Nossiter, J. (1996). Using Microsoft Excel 97. Que Corporation, USA
Person, R. (1997). Using Microsoft Excel 97. Que Corporation, USA.