Laporan Praktikum Fotogrametri Digital 3 BAB II DASAR TEORI PDF

Preview

Summary

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital BAB II DASAR TEORI 2.1 Fotogrametri Digital Seiring dengan perkembangan teknologi digital, sistem fotogrametri telah mengalami perkembangan dari sistem fotogrametri analog berkembang menjadi sistem fotogrametri analitik dan kemudian yang termutakhir adalah sist...

Description

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

BAB II DASAR TEORI

2.1

Fotogrametri Digital Seiring

dengan

perkembangan

teknologi

digital,

sistem

fotogrametri telah mengalami perkembangan dari sistem fotogrametri analog berkembang menjadi sistem fotogrametri analitik dan kemudian yang

termutakhir

adalah

sistem

fotogrametri

digital

(softcopy

fotogrametry). Perkembangan sistem fotogrametri berdampak pada berkembangnya alat restitusi yang digunakan dari alat restitusi analog dan analitik seperti analog/analitik stereo plotter dimana proses pekerjaannya dilakukan oleh manusia, berganti menjadi alat restitusi otomatis dimana proses pekerjaannya dikerjakan secara otomatis menggunakan komputer (gambar 2.1).

Gambar 2.1 Perkembangan Alat Restitusi (Dipokusumo, 2004)

3

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

2.2

Fotogrametri UAV Terminologi baru UAV fotogrametri (Eisenbeiss, 2008) adalah wahan / media / platform dalam fotogrametri, yang beroperasi dengan cara di kendalikan dari jarak jauh, semi-otonom atau otonom, tanpa pilot duduk dalam wahana. Wahana ini dilengkapi dengan sistem fotogrametri yaitu kamera dalam ukuran small atau medium.Tidak terbatas hanya pada sensor kamera, pada wahana juga bisa tumpangi sensor video atau kamera video, sistem kamera termal atau inframerah, sistem LIDAR udara, atau kombinasinya. Saat UAV standar memungkinkan pelacakan posisi (tracking positioning) dan orientasi sensor diimplementasikan dalam sistem koordinat lokal atau global.Oleh karena itu, UAV fotogrametri dapat dipahami sebagai alat pengukuran baru fotogrametri.UAV fotogrametri dapat digunakan untuk berbagai aplikasi baru dalam rentang domain dekat, menggabungkan udara dan darat fotogrametri, tetapi juga memperkenalkan aplikasi real time dan murah alternatif untuk klasik photogrammtery udara berawak.

Gambar 2.2 Ilustrasi Kapal UAV

UAV yang ada saat ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi skala besar dan skala kecil.Harga UAV sistem bervariasi, tergantung pada kompleksitas sistem. Dengan biaya antara 1.000 Euro hingga juta Euro,

4

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

sistem dapat sama atau bahkan lebih tinggi harga dibandingkan dengan sistem pesawat berawak standar. 2.2.1 Keunggulan UAV Keunggulan utama dari UAV dibandingkan dengan sistem pesawat berawak adalah bahwa UAV dapat digunakan dalam situasi berisiko tinggi tanpa membahayakan kehidupan manusia dan wilayah yang tidak terjangkau, di ketinggian rendah dan pada profil penerbangan dekat dengan benda-benda di mana sistem berawak tidak dapat diterbangkan.Daerah ini misalnya situs bencana alam, misalnya pegunungan dan gunung berapi daerah, dataran banjir, daerah gempa dan gurun dan adegan kecelakaan.Di daerah di mana akses sulit dan di mana tidak ada pesawat berawak tersedia atau bahkan tidak ada izin terbang diberikan, UAV kadang-kadang alternatif hanya praktis. Selanjutnya, dalam kondisi cuaca berawan dan gerimis, data akuisisi dengan UAV masih mungkin, ketika jarak ke objek izin terbang di bawah awan.Kondisi cuaca seperti tidak memungkinkan akuisisi data dengan kamera format besar diintegrasikan ke dalam pesawat berawak karena diperlukan ketinggian terbang yang lebih besar di atas tanah.Selain itu, salah satu keuntungan dasar menggunakan UAV adalah bahwa mereka tidak dibebani dengan keterbatasan fisiologis dan biaya ekonomi dari pilot manusia.Selain itu, keuntungan tambahan adalah kemampuan real-time dan kemampuan untuk akuisisi data yang cepat, sementara transmisi data gambar, video dan orientasi secara real time ke stasiun pengendali di bumi. Sebagian besar sistem (non-) tersedia secara komersial UAV pada fokus pasar pada sistem biaya rendah, dan dengan demikian Keuntungan utama menggunakan UAV juga faktor biaya, seperti UAV yang lebih murah dan memiliki biaya operasi yang

5

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

lebih rendah dari pesawat berawak miliki. Tapi, kadang-kadang seperti yang disebutkan dalam bagian sebelumnya – tergantung pada aplikasi – biaya dapat mirip dengan sistem berawak.Seperti untuk aplikasi skala kecil biaya untuk pesawat berawak tidak dipertahankan, proyek cukup sering tidak layak atau terestrial sistem harus digunakan sebagai sistem alternatif, mengakui tidak semua persyaratan proyek terpenuhi.Dengan demikian, UAV dapat dilihat sebagai suplemen atau pengganti fotogrametri terestrial di daerah tertentu dari aplikasi. Dalam kasus kombinasi darat dan UAV fotogrametri, bahkan dimungkinkan untuk menggunakan sistem kamera yang sama dan memiliki jarak yang sama ke objek, yang menyederhanakan proses pengolahan data gabungan. Selain kelebihan tersebut, UAV-gambar dapat juga digunakan untuk pemetaan resolusi tinggi tekstur pada DSM yang ada dan 3Dmodel, serta untuk perbaikan citra.Gambar diperbaiki dan turunan, seperti mosaik gambar, peta dan gambar, dapat digunakan untuk interpretasi citra. Pelaksanaan GPS / INS sistem serta unit stabilisasi dan navigasi memungkinkan penerbangan yang tepat, menjamin, di satu sisi, cakupan gambar yang cukup dan tumpang tindih dan di sisi lain, memungkinkan pengguna untuk memperkirakan akurasi produk yang diharapkan preflight.Melihat rotary wing UAV, platform memungkinkan vertikal take-off dan landing vanishing kebutuhan

untuk

landasan

pacu

yang

tersedia.Selain

itu,

penggunaan VTOL (Vertical take-off dan landing) sistem izin akuisisi gambar pada titik melayang, sementara kamera balik dalam arah vertikal dan horisontal.

6

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

2.2.2 Keterbatasan penggunaan UAV UAV, terutama murah UAV, membatasi muatan sensor berat dan dimensi, sehingga sensor berat badan seringkali rendah seperti kamera amatir format kecil atau menengah yang dipilih. Oleh karena itu, dibandingkan dengan kamera format besar, UAV harus memperoleh jumlah yang lebih tinggi dari gambar dalam rangka untuk mendapatkan cakupan gambar yang sama dan resolusi gambar yang sebanding. Selain itu, biaya rendah sensor biasanya

kurang

stabil

daripada

sensor

high-end,

yang

menghasilkan kualitas gambar berkurang.Selain itu, keterbatasan payload memerlukan penggunaan unit navigasi berat badan rendah, yang

berarti

hasil

yang

kurang

akurat

untuk

orientasi

sensor.Selanjutnya, murah UAV biasanya dilengkapi dengan mesin kurang kuat, membatasi ketinggian terjangkau.Ada paket perangkat lunak komersial diterapkan untuk pengolahan data fotogrametri jarang dibentuk untuk mendukung UAV gambar, karena melalui tidak ada alur kerja standar dan model sensor sedang dilaksanakan. Selain kelemahan ini, UAV tidak mendapatkan manfaat dari penginderaan dan fitur cerdas manusia.Dengan demikian, UAV tidak bisa bereaksi seperti manusia di situasi yang tidak terduga, misalnya penampilan tak terduga dari rintangan. Secara umum tidak ada peraturan yang cukup untuk UAV yang diberikan oleh otoritas sipil dan keamanan (Colomina, et al . , 2008). Rendah biaya UAV tidak dilengkapi dengan udara peralatan komunikasi lalu lintas dan sistem menghindari tabrakan, seperti pesawat berawak.Oleh karena itu, karena kurangnya komunikasi dengan otoritas lalu lintas udara, UAV dibatasi untuk penerbangan dalam line- of-sight dan untuk beroperasi dengan pilot back-up. The jarak terbang UAV juga, di samping peraturan baris-of-sight, tergantung pada keterampilan pilot untuk mendeteksi dan mengikuti orientasi UAV-sistem.

Untuk

mengambil

keuntungan

penuh

dari

7

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

kemampuan

terbang

mengesankan

UAV,

seperti

operasi

sepenuhnya otomatis rotary wing UAV, perlu ada pilot terlatih, karena masalah keamanan. Pilot harus dapat berinteraksi dengan sistem pada setiap saat dan manuver . Berdasarkan komunikasi dan satuan kemudi UAV, kita dapat menyatakan bahwa jarak operasi tergantung pada berbagai link radio untuk putar dan tetap sayap UAV, yang setara dengan panjang tali untuk layang-layang dan sistem balon yang digunakan di masa lalu. Selain itu, frekuensi radio (35 dan 40MHz di Swiss) mungkin tunduk pada gangguan yang disebabkan oleh sistem lain (mobil dikendalikan remote dan Model pesawat, serta band radio warga), yang menggunakan frekuensi yang sama, atau mungkin menderita jamming sinyal. Jadi, tergantung pada situasi lokal dari area of interest, frekuensi untuk komunikasi antara GCS dan UAV harus dipilih dengan hati-hati. Saat ini, UAV juga dikontrol melalui koneksi radio 2.4GHz, sedangkan video link harus bergeser ke 5GHz. 2.3

Digital Surface Models (DSM) adalah sebuah model permukaan-pantulan gelombangpertama yang memuat fitur-fitur elevasi terrain alami sebagai tambahan dari fitur-fitur vegetasi dan budaya, seperti bangunan.Atau secara sederhana, DSM (Digital Surface Model) dapat diartikan sebagai data ketinggian permukaan objek yang ada di muka bumi seperti pepohonan dan bangunan.

8

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

Gambar 2.3 Perbedaan DTM dengan DSM

Sumber data DSM meliputi : 1.

FU stereo

2.

Citra satelit stereo

3.

Data pengukuran lapangan: GPS, Theodolith, EDM, Total Station, Echosounder

4.

Peta Topografi

5.

Linier array image

6.

Data hasil DTM atau DEM

7.

Pengukuran langsung di lapangan

Atau dapat pula bersumber dari : 1.

Data bersumber dari Teknologi Pemetaan dengan Airborne IFSAR.

2.

Data bersumber dari informasi tematik satu lembar peta dapat diturunkan dari Citra SAR.

2.4

Digital Elevation Models

9

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

DEM (Digital Elevation Model) merupakan suatu sistem, model, metode, dan alat dalam mengumpulkan, prosessing, dan penyajian informasi medan. Susunan nilai-nilai digital yang mewakili distribusi spasial dari karakteristik medan, distribusi spasial di wakili oleh nilai sistem koordinat horisontal X Y dan karakteristik medan diwakili oleh ketinggian medan dalam sistem koordinat Z (Frederick J. Doyle, 1991 dalam Nugroho, 2003). DEM dapat juga dikatakan sebagai suatu bentuk penyajian ketinggian pemukaan bumi secara digital. Data DEM ini bisa diperoleh dari berbagai sumber, misalnya dari Foto Udara stereo, Citra satelit stereo, data pengukuran lapangan (GPS, Theodolith, EDM, Total Station, Echosounder), Peta topografi (Interpolation technique), Linier array image (Laser scanner technique) dan Citra sejenis RADAR (Radar technique). Model Elevasi Digital (DEM) adalah jenis raster lapisan GIS. Dalam DEM, setiap sel dari lapisan raster GIS memiliki nilai sesuai dengan elevasi (z-nilai pada interval jarak teratur). DEM file data berisi ketinggian medan di wilayah tertentu, biasanya pada interval grid yang tetap selama “Bare Earth”. Interval antara masing-masing titik grid akan selalu direferensikan ke beberapa sistem koordinat geografis (lintang dan bujur atau UTM (Universal Transverse Mercator) sistem koordinat (Easting Northing dan). Untuk lebih detil informasi dalam DEM data file, perlu bahwa titik-titik grid lebih dekat bersama-sama. Rincian puncak dan lembah di medan akan lebih baik dimodelkan dengan jarak grid kecil daripada interval grid yang sangat besar.

10

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

Gambar 2.4 Contoh DEM

Proses pembuatan DEM terkait dengan : 1.

Data masukan Data masukan merupakan data yang dijadikan dasar perhitungan model permukaan digital. Data yang dapat dijadikan masukan adalah : a)

Data titik ketinggian : sumber Survey

b) Kontur :sumber Peta c) 2.

Breaklines : sumber Peta

Kalkulasi (terkait dengan software) Proses kalkulasi pada dasarnya menghitung luasan 3D dari titik tik tinggi yang ada. Dalam hal ini urutan prosesnya adalah : a)

Penentuan area data yang akan digunakan dalam perhitungan tinggi permukaan,

b) Interpolasi data ketinggian. c)

Pembuatan unit bidang permukaan

d) Evaluasi terhadap model yang dihasilkan.

11

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

3.

Software : Prosedur penggunaan Terkait dengan proses pembuatan model permukaan, software digunakan untuk melakukan proses-proses tertentu dalam kalkulasi ketinggian secara otomatis. Proses lain ada yang tetap perlu dilakukan secara manual : Editing di AutoCad.

4.

Keluaran : analisis Pada ArcGis, digunakan modul Arcscene dan ekstensi 3D analyst untuk mengolah data dan menyajikan model permukaan.

2.5

Titik Kontrol Tanah GCP (Ground Control point) atau titik kontrol tanah adalah proses penandaan lokasi yang berkoordinat berupa sejumlah titik yang diperlukan untuk kegiatan mengkoreksi data dan memperbaiki keseluruhan citra yang akhirnya disebut sebagai proses rektifikasi. Tingkat akurasi GCP sangat tergantung pada jenis GPS yang digunakan dan jumlah sampel GCP terhadap lokasi dan waktu pengambilan. Lokasi ideal saat pengambilan GCP adalah perempatan jalan, sudut jalan, perpotongan jalan pedestrian, kawasan yang memiliki warna menyolok, persimpangan rel dengan jalan dan benda/ monumen/ bangunan yang mudah diidentifikasi atau dikenal. Perlu dihindari pohon, bangunan, dan tiang listrik selain sulit diidentifikasi, karena kesamaannya yang tinggi.

12

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

Gambar 2.5Ground Control Point (Titik Merah)

Pada saat akan melakukan GCP, terdapat 3 hal yang harus diperhatikan: 1.

Tingkat Akurasi, yang bergantung pada jenis perangkat GPS yang digunakan

2.

Lokasi pengambilan sampel, berkaitan dengan tempat pemilihan titik-titik kontrol dilapangan pada daerah/ sudut yang mudah dikenali.

3.

2.6

Merupakan kawasan skala kota: 1:5000, 1: 1000

Agisoft Photoscan AgiSoft PhotoScan merupakan software 3D modeling solution berbasis gambar canggih untuk membuat konten 3D profesional berkualitas dari gambar diam / gambar biasa.Format gambar yang di dukung PhotoScan hampir mencakup semua format gambar populer seperti JPG, TIF, PNG, BMP, EXR, PPM, MPO, dan lain-lain.Agisoft PhotoScan Profesional memberikan kemungkinan untuk menyelaraskan foto, mengatur parameter yang terkait dengan geometri dan tekstur, memperbesar atau memperkecil, memutar gambar ke sudut yang berbeda, serta menghapus atau memotong area yang dipilih.Software ini telah terbukti sebagai salah satu aplikasi handal yang menyediakan paket alat

13

Laporan Praktikum Fotogrametri Digital

lengkap yang sangat berguna terutama untuk membuat orthophotos georeferensi.

Gambar2.6Screenshot Agisoft Photoscan

Fitur-fitur : 

Udara dan jarak dekat triangulasi



Generasi titik awan (jarang / padat)



Model generasi poligonal (polos / bertekstur)



Pengaturan sistem koordinat



Digital Elevation Model (DEM) generasi



True orthophoto Generasi



Menentukan acuan secara geografis menggunakan log penerbangan dan / atau GCPs



Pengolahan citra multispektral



Rekonstruksi 4D untuk adegan dinamis



Dukungan Python scripting



Dan masih banyak lagi.

14...