PEMANFAAT PEMANFAATAN DRONE/U DRONE/UA AV DAN APLIKAS APLIKASINYA INYA DALAM PEMETAAN PEMETAAN SKALA BESAR
SURVEY PEMETAAN •
Survei didefenisikan sebuah ilmu, seni dan teknologi untuk menentuan posisi relatif, titik di atas, atau di bawah permukaan bumi. Dalam arti yang lebih umum, survey (geomatik) dapat didefenisikan; sebuah disiplin ilmu yang meliputi semua metode untuk mengukur dan mengumpulkan informasi tentang fisik bumi dan lingkungan, pengolahan informasi, dan menyebarluaskan berbagai produk yang dihasilkan untuk berbagai kebutuhan. • •
Dalam proses akuisisi data terdapat terdapat banyak metode metode yaitu : Survey Terestris •
•
Survey fotogrametri •
•
Survey fotogrametri fotogrametri adalah metode metode survey dengan dengan menggunakan menggunakan foto udara. udara. Fotogrametrimerupakan seni, ilmu, dan teknologi perolehan informasi informasi tentang obyek fisik dan lingkungan melalui proses perekaman, pengukuran, dan penafsiran foto udara. Survey fotogrametri bisanya digunakan untuk untuk keperluan analisa lahan maupun sebagai peta dasar, survey ini juga relative cepat namun biaya yang dibutuhkan relative mahal.
Penginderaan jauh •
•
Survey terestris terestris adalah metode survey dengan dengan cara melakukan melakukan pengamatandan pengumpulan pengumpulan data yang berada dipermukaanbumi menggunakan menggunakan alat seperti seperti Total Station dan Waterpass, biasanya survey ini bertujuan untuk menghasilkan peta skala besar untuk keperluan perencaan dan rekayasa teknik.
Merupakan metodeakuisisi dari beberapa sifat objek atau fenomena, dengan dengan menggunakanalat perekam yang secara fisik tidak terjadi kontak langsung langsung dengan objek atau fenomena yang yang dikaji. Biasanya menggunakan menggunakan wanaha satelit. Metode Metode ini menghasilkan produk citra satelit yang dengan ketelitianyang tidak begitu tinggi namun mencover area yang cukup luas.
Survey gps/ ekstraterestris ekstraterestris •
Merupakan metode untuk mendapatkankoordinat suatu titik secara telitidengan cara melakukan pengamatanterhadap sinyal yang dipancarkan oleh satelit gps. Semakin banyak sinyal satelit yang ditangkap, semakin banyak banyak pula data yang dapat digunakan untuk untuk mendapatkannilai koordinat, hal ini mempengaruhi mempengaruhi tingkat ketelitian datanya. Metode Metode ini biasanya dilakukan untuk untuk pembuatan pembuatan titik control pengukuran pengukuran maupun maupun pekerjaan yang yang membutuhkan membutuhkan tingkat ketelitian yang akurat
DRONE/UAV & QUADCOPTER •
Drone adalah pesawat tanpa awak yang dikendalikan dari jarak jauh. Pesawat tanpa awak atau Pesawat nirawak (english = Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV), adalah sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan kendali jarak jauh oleh pilot atau mampu mengendalikan dirinya sendiri, menggunakan hukum aerodinamika untuk mengangkat dirinya, bisa digunakan kembali dan mampu membawa muatan baik senjata maupun muatan lainnya . •
•
•
Drone lebih dikaitkan dengan kegiatan militer dan beberapa kegiatan rahasia penting lainnya, misalnya, melakukan operasi penyelamatan, untuk pengamatan dan penelitian, atau bahkan untuk menyampaikan hal-hal lain secara terus menerus.
Quadcopter adalah robot penjelajah udara yang termasuk kategori UAV micro dan banyak digunakan oleh beberapa lembaga atau instansi. Robot quadcopter merupakan UAV yang memiliki ciri khusus yang mudah dikenali yaitu memiliki empat buah balingbaling motor yang digunakan sebagai penggeraknya. Perbedaan mendasar antara istilah “drone” dan “ quadcopter ” terdapat pada karakter . Drone adalah istilah umum yang digunakan untuk semua kendaraan udara tidak berawak, Intinya pesawat udara tidak berawak bisa dideskripsikan sebagai drone, tapi pesawat tidak bisa digolongkan sebagai quadcopter melihat dari karakternya.
Kemampuan Quadcopter •
•
•
•
•
•
Kemampuan Quadcopter Quadcopter memiliki beberapa kelebihan yang menjadikannya cocok untuk melakukan pekerjaan tertentu. Bentuknya yang kecil membuat quadcopter cukup leluasa untuk bergerak di tempat-tempat yang sulit. Quadcopter juga dapat terbang secara vertikal, yang berarti ia tidak memerlukan landasan pacu untuk dapat terbang. Selain itu quadcopter juga dapat bergerak ke delapan arah mata angin tanpa perlu memutar badannya terlebih dahulu. Jika dibandingka n dengan kendaraan udara bersayap, quadcopter jauh lebih unggul dalam hal manuver. Hal ini terkait dengan lebih sedikitnya ruang gerak yang dibutuhkan dalam melakukan take off ataupun melakukan pergantian arah. Kelebihan Quadcopter Kelebihan lainnya adalah quadcopter memiliki baling-baling yang cukup kecil, sehingga lebih aman untuk digunakan pada pekerjaan yang melibatkan interaksi dengan objek yang dekat. Dari segi desain, quadcopter lebih sederhana jika dibandingkan helikopter standar, yaitu dalam hal pembuatan, pemeliharaan, dan perbaikan. Selain itu quadcopter juga memiliki kemampuan mengangkat muatan dengan cukup baik walaupun ukurannya kecil. Kemampuan itu bisa digunakanuntuk mendukung pekerjaannya, seperti membawa kamera untuk mengambil gambar dari udara. Kekurangan Quadcopter Walaupun memiliki banyak kelebihan, robot quadcopter juga memiliki kelemahan yang cukup mempengaruhi kinerjanya. Quadcopter hanya dapat terbang dalam jangka waktu pendek, jika dibandin gkan dengan UAV lainnya. Hal ini terjadi karena quadcopter menggunakan tenaga elektrik untuk bergerak dengan kapasitas baterai yang terbatas. Jangka waktu yang pendek tersebut secara tidak langsung akan mempengaruhi kapasitas bawaan, kecepatan terbang, dan jarak tempuh quadcopter tersebut.
Data yang Dihasilkan •
GIS Data Services : • •
• • • • • • •
•
Parcel & Cadastral Mapping Utility Mapping – Electrical distribution, Telecom, Oil/Gas, Water / Sewer Network Spatial Analysis GIS Data Conversion & Digitization Navigation Map Production Image Processing Georeferencing & Rectification Land use / land cover Mapping High-resolution urban Mapping
Photogrammetry Mapping : • •
• •
Aerial Triangulation Softcopy Stereo Compilation (Planimetric/Vector Feature Extraction) Digital Elevation/Terrain Modeling Digital Ortho photo Production
•
•
UAV Data Processing: •
UAV Data Acquisition
•
Ortho Rectification
•
2D/3D Feature Extraction
•
3D Data Modeling
UAV Data Processing Oil Palm Plantation : •
•
•
•
Automatic Tree Counting Oil Palm Vectorize of Infrastructure existing and Land use existing. Spatial Classification for Land Cover and Forest Cover. Palm Counting with Spatial Classification Data of Normal Palms, Yellow Palm and Sick Palm.
REGULASI DRONE: PM 180 TAHUN 2015 & PM 47 TAHUN 2016 •
Seperti yang telah diketahui sebelumnya, saat ini pengoperasian drone pada dasarnya telah diatur oleh Kementerian Perhubungan Republik Indonesia melalui beberapa Peraturan Menteri, salah satunya adalah Peraturan Menteri Perhubungan Republik Indonesia No 180 Tahun 2016, yang telah secara sah menggantikan Peraturan Menteri sebelumnya yaitu Peraturan Menteri Perhubungan Republik Indonesia No 90 Tahun 2015 per tanggal 18 November 2015. Peraturan Menteri (PM) ini pada dasarnya membahas mengenai pengoperasian pesawat tanpa awak di Ruang Udara (airspace) yang dilayani Indonesia. PM ini tidak membahas sama sekali teknis pengoperasian drone, melainkan hanya proses yang harus dilalui apabila seseorang hendak menerbangkan drone-nya. Beberapa hal penting dari PM ini yang perlu diketahui oleh Operator drone antara lain:
•
Izin Operasi diajukan dengan cara: •
•
•
•
MengajukanSurat PermohonanRekomendasi ke regulator. Setelah menerima Surat Rekomendasi dari regulator, mengajukanSurat Permohonan Izin Operasi ke Direktorat Jenderal Perhubungan Udara (Dirjenhubud). Setelah menerima Izin Operasi dari Dirjenhubud, operator wajib berkoordinasidengan regulator lokal setiap hendak melaksanakan penerbangan.
Regulator yang dimaksud adalah: •
•
Apabila lokasi berada di ruang udara sipil, baik ATZ, CTR, ataupun TMA, maka regulator yang dimaksud adalah LPPNPI Airnav. Apabila lokasi berada di ruang udara terbatas ( restricted ) atau terlarang ( prohibited ), maka regulator yang dimaksud adalah TNI AU.
GROUND SAMPLING DISTANCE (GSD) ATAU RESOLUSI SPASIAL •
Ground Sampling Distance (GSD) atau resolusi spasial merupakan rasio antara
nilai ukuran citra digital (pixel) dengan nilai ukuran sebenarnya (cm) yang dihitung dalam bentuk cm/pixel (e.g., 5 cm/pixel berarti 1 pixel pada citra = 5 cm pada ukuran sebenarnya). GSD menentukan kualitas citra udara yang dihasilkan. Sebagai pembanding, berikut adalah GSD dari peta citra dari berbagai sumber: •
• • •
•
GSD pada citra Google Earth rata-rata adalah 1,5 m/pixel untuk area rural dan 60 cm/pixel untuk area perkotaan (diambil dari Digital Globe). GSD pada citra Quickbird (satelit penyedia citra yang cukup ternama) adalah 60 cm/pixel. GSD pada citra GeoEye-1 (satelit penyedia citra terbaik dan terbaru) adalah 40 cm/pixel GSD pada peta yang dihasilkan Drone adalah antara 15 cm/pixel hingga 5 cm/pixel , atau bahkan hingga 1 cm/pixel untuk area sangat kecil (< 60 ha).
Jadi, semakin kecil nilai GSD dari sebuah citra, maka semakin baik resolusinya. Besarnya resolusi spasial foto atau GSD ditentukan oleh ketinggian terbang pada saat proses akuisisi data foto udara sehingga pemotretan harus dilakukan pada ketinggian yang tepat untuk mendapatkan GSD yang diharapkan
•
•
Dari gambar di atas, dapat dilihat perbedaan kualitas peta citra antara peta yang dihasilkan dari survei udara menggunakan drone dengan GSD 10 cm/pixel dengan peta pada citra pada Google Earth (Digital Globe 2016) dengan GSD ± 60 cm/pixel. Dapat dilihat bahwa peta dengan GSD 10 cm/pixel memiliki kualitas gambar yang lebih baik, serta memberikan informasi yang dapat diinterpretasikan dengan mudah. Selain itu, citra yang didapatkan bersifat faktual. Citra drone tersebut diambil pada akhir tahun 2015, sedangkan citra Google Earth mengklaim bahwa citra mereka diambil pada tahun 2016 (Digital Globe 2016). Namun kenyataannya, dapat dilihat bahwa citra Google Earth tidak faktual dibanding citra yang diambil pada tahun 2015, terlihat dari ukuran kelapa sawit yang menandakan umur tanaman tersebut, serta perkembangan infrastruktur dan bangunan di daerah setempat. Untuk pemetaan menggunakan drone, terdapat beberapa opsi GSD yang dapat dipilih sesuai dengan luasan AOI yaitu sebagai berikut: • • •
•
1 cm/pixel (untuk AOI < 60 ha, cocok untuk peta 1:100) 3 cm/pixel (untuk AOI > 60 ha hingga 200 ha) 5 cm/pixel (untuk AOI > 200 ha hingga 20,000 ha, cocok untuk peta 1:500) 10 cm/pixel (untuk AOI > 1,000 ha hingga 40,000 ha, cocok untuk peta 1:1000)
Contoh Hasil Pemetaan Drone
GROUND CONTROL POINT (GCP) •
Ground Control Point (GCP) atau titik kontrol tanah merupakan objek di permukaan bumi yang dapat diidentifikasi dan memiliki informasi spasial sesuai dengan sistem referensi pemetaan. Informasi spasial dalam bentuk koordinat X, Y, Z atau Lintang Bujur dan ketinggian dari setiap GCP diukur dengan menggunakan GPS geodetik berketelitian sub-meter. Keperluan GCP yang paling utama adalah proses georeferensi hasil pengolahan foto sehingga memiliki sistem referensi sesuai dengan yang dibutuhkan pada hasil pemetaan. GCP ini juga digunakan pada saat data processing untuk membantu proses koreksi geometri pada mosaic orthophoto, sehingga akurasi dari peta yang dihasilkan akan tinggi. Secara khusus GCP berfungsi pula sebagai: •
•
•
•
Faktor penentu ketelitian geometris hasil olah foto (ortofoto, DSM, DTM), semakin teliti GCP maka semakin baik pula ketelitian geometris outp ut (dengan kaidah-kaidah peletakan GCP yang dipenuhi). Faktor yang mempermudah proses orientasi relatif antar foto sehingga keberadaan GCP bisa meningkatkan akurasi geometrik dari peta foto. Faktor koreksi hasil olah foto yang berupa ball effect atau kesalahan yang mengakibatkan model 3D akan berbentuk cembung ditengah area yang diukur. Faktor yang mempermudah dalam proses penyatuan hasil olah data yang terpisah, misal olah data area A dan area B dengan lebih cepat dan efektif, daripada proses penyatuan berdasar seluruh pointcloud (jumlahnya jutaan) yang akan memakan banyak waktu.
•
•
•
Pada dasarnya, penggunaan GCP bersifat . GCP membantu meningkatkan akurasi peta yang dihasilkan (hingga ± 10 cm), sehingga konsekuensi tidak digunakannya GCP hanyalah akurasi peta yang dihasilkan menjadi rendah (antara ± 6 – 12 m). Penggunaan GCP pun diatur sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI) yaitu jarak antar GCP maksimal 2,5 k ilometer. Pemasangan GCP memakan waktu cukup lama, dengan kapasitas 6-10 GCP/hari (sesuai kondisi lapangan), yang dilakukan sebelum proses akuisisi data foto udara dilakukan. Untuk kasus pembuatan peta topografi, peran GCP cukup penting. Dengan menggunakan GCP, peta topografi yang dihasilkan dapat memiliki akurasi Z yang tinggi, sehingga kondisi geografis pada daerah dapat dianalisis dengan tingkat kepercayaan (confidence level ) yang tinggi. Setiap GCP harus memiliki premark atau tanda agar dapat terlihat pada foto udara. Premark dapat berupa lingkaran atau tanda silang ( + ) yang memiliki 4 sayap dan memotong titik kontrol. Premark yang akan dipasang sendiri merupakan marka berbahan kain berwarna oranye dengan ukuran minimum premark di foto udara adalah panjang 10 piksel dan lebar 3 piksel untuk masing – masing sayap premark. Ukuran premark sebenarnya di lapangan menyesuaikan nilai resolusi tanah pemotretan udara atau sekitar 100 x 40 cm (seperti pada Gambar 4). Kain tersebut dipasang sesuai arah mata angin. Koordinat titik-titik kontrol akan diukur menggunakan GPS Geodetik dengan sistem RTK. Sistem RTK (Real-Time Kinematic) adalah suatu akronim yang sudah umum digunakan untuk sistem penentuan posisi real-time secara diferensial menggunakan data fase. Untuk merealisasikan tuntutan real-time, stasiun referensi harus mengirimkan data fase dan pseudorange ke pengguna secara real-time menggunakan sistem komunikasi data tertentu. Seluruh GCP diikatkan pada satu Benchmark milik Badan Informasi Geospasial (BIG) yang terletak di sekitar area, sebagai base lokal. Dengan menggunakan metode ini, peta yang dihasilkan akan sesuai dengan standar pemetaan, serta memiliki referensi koordinat global.
Tahapan Kegiatan
Catatan
Citra Udara diambil dari kamera digital amatir dan diproses dengan In-flight Selftcalibration untuk mendapatkan presisi hitungan = 2 - 3 x GSD or 30cm - 60cm for Hz (X, Y) , dan 3 - 5 x GSD or 40cm - 1.5m untuk elevasi
(Z) in OPEN AREA dapat Problem terbesar survei dari udara adalah TIDAK SEMUA obyek akan terlihat dari udara. Ada sejumlah obyek yang tertutup pandangan oleh obyek lainnya yang lebih tinggi, maka TIDAK TERLIHAT berarti TIDAK DAPAT DIHITUNG Digital Produk dasar menghasilkan data Digital Surface Model (DSM) BUKAN Terrain Model (DTM). Maka diperlukan proses lanjut untuk mereduksi (FILTERING) DSM >> DTM. Prosedur filtering tidak bisa menggaransi tingkat akurasi yang dihasilkan, maka akurasi dari obyek yang tertutup hanya sekitar 8 x GSD atau < 2.5m
•
Produk-Produk •
1. Peta Udara Ketelitian . . . .
•
2. Peta vector . . . .
•
3. Pemodelan 3D
Terima Kasih
Tinjauan Pustaka •
http://aerogeosurvey.com/
•
https://www.sigitriyanto.com
•
PEMANFAATAN DRONE/UAV DAN APLIKASINYA DALAM MONITORING DAN EVALUASI RUANG. Agung
Teknik Geomatika – FTSP – ITS
Budi Cahyono, ST, MSc, DEA
