MODEL TERAIN DIGITAL PEMBUATAN DTM DENGAN FOTO UDARA DAN TERRESTRIS
DISUSUN OLEH : IMASTI DHANI PRATIWI 13/347458/TK/40726
DEPARTEMEN TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA 2016
Page 1
I.
PENGERTIAN DTM DTM merupakan singkatan dari Digital Terrain Model, dimana merupakan suatu bentuk penyimpanan data/basisdata koordinat x,y,z secara digital yangmampu mempresentasikan bentuk topografi suatu permukaan bumi dalam ruang 3 dimensi. Suatu DTM merupakan sistem yang terdiri dari dua bagian, yaitu: - Sekumpulan titik-titik yang mewakili bentuk permukaan terrain yang disimpan pada memori komputer, dan - Algoritma untuk melakukan interpolasi titik-titik beru dari data titik yang diberikan atau menghitung data lain. (Linkwitz, 1970) DTM sendiri dapat diartikan sebagai representasi ketinggian dari suatu continuous terrain atau permukaan (tanpa ada feature alam dan hand made) dalam bentuk digital atau numeric, dalam sistem koordinat X, Y, Z. Pengertian DTM mencakup tidak hanya tinggi (height) dan elevasi (elevation), tetapi juga unsur-unsur morfologi yang lain seperti garis sungai, dsb. DEM merupakan kumpulan data digital point yang disimpan dalam bentuk X,Y,Z dan dapat membentuk berbagai permukaan. Dalam arti luas, diperlukan penyebutan permukaan tertentu yang dimaksud, misal DEM permukaan vegetasi, DEM permukaan air tanah dan DEM permukaan bumi. Dari pengertian tersebut, dapat dikatakan bahwa DTM merupakan salah satu bentuk permukaan khusus DEM. DTM adalah DEM dari permukaan bumi. Dalam akuisisi data untuk pembentukan DTM dapat diperoleh dari berbagai metode, antara lain : -
II.
Pengukuran langsung Konversi dari peta topografi Teknik fotogrammetri INSAR LIDAR
JENIS DTM Jenis DTM Digital Terrain Model dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu DTM grid dan DTM non-grid. DTM non-grid dapat berupa DTM Triangulated Irregular Network (TIN) maupun DTM kontur. Ketiga jenis DTM tersebut masing-masing dibedakan berdasarkan sebaran titik - titik DTMnya. Cara Pembentukan DTM adalah sebagai berikut : a. DTM Grid mempunyai titik-titik DTM yang tersebar secara merata pada seluruh permukaan model dan teratur dalam Page 2
interval tertentu. Titik DTM dapat berupa titik sampel maupun titik hasil interpolasi titik sampel. Permukaan model terbentuk oleh grid yang menghubungkan titik DTM. b. DTM TIN menggunakan titik-titik yang tersebar secara tidak teratur pada permukaan model. Permukaan model TIN adalah jaring bidang segitiga yang terbentuk dari triangulasi titik-titik DTM. c. DTM Kontur menyajikan topografi permukaan bumi dalam bentuk garis-garis kontur yang menghubungkan titik-titik yang memiliki nilai ketinggian yang sama. DTM kontur didapat dari tracing/plotting model stereo citra ataupun dari hasil interpolasi DTM Grid atau TIN. III.
PEMBENTUKAN DTM Dalam akuisisi data DTM terdapat beberapa cara yang digunakan, dua diantaranya adalah melalui fotogrametri, dimana pembentukan DTM berdasarkan foto udara dan pengukuran langsung di lapangan. A. PEMBENTUKAN DTM DENGAN FOTO UDARA Pembentukan DTM dengan foto udara memiliki syarat bahwa foto yang digunakan adalah foto stereo. Sebelum pembuatan DTM, beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain : 1. Interior orientation Pada fotogrametri analitik, proses interior orientation atau yang sering disebut “orientasi dalam” ini dapat diartikan sebagai proses transformasi (pengikatan) koordinat titik obyek dari sistem internal (monitor atau komparator) ke sistem koordinat foto. Untuk dapat melakukan tahap interior orientation ini diperlukan informasi tentang parameter kamera yang digunakan, meliputi koordinat fiduscial mark, panjang fokus, posisi principal point dan distorsi lensa(Soeta’at, 1994). 2. Image Matching Metode Pencocokan Citra (Image Matching) merupakan metode yang digunakan dalam berbagai aplikasi pengolahan citra untuk keperluan otomatisasi proses. Metode pencocokan citra adalah menentukan seberapa mirip/sama bentuk objek baik secara semantik maupun geometrik antara citra yang satu dengan citra yang lainnya. Terdapat 3 metode dalam image matching,
Page 3
yaitu: Area-based matching, Symbolic matching.
Feature-based
matching,
3. Koreksi Radiometri Koreksi radiometrik digunakan untuk memperbaiki kualitas foto udara/citra secara visual serta untuk memperbaiki nilai-nilai piksel yang tidak sesuai dengan nilai piksel pantulan obyek yang sebenarnya. Koreksi ini dilakukan pada citra/foto udara yang mengalami distorsi radiometrik. Atau dikatakan juga bahwa Koreksi radiometrik dilakukan karena gangguan dari efek atmosfer sebagai sumber kesalahan utama.Distorsi dapat terjadi sewaktu akuisisi data dan transmisi atau perekaman detektor-detektor yang digunakan pada sensor dengan ciri-ciri kesalahan meliputi: - Adanya piksel yang hilang - Pengaruh atmosfer yang menyebabkan hamburan bayangan obyek - Adanya tampilan garis yang disebabkan oleh ketidak seragaman detector. 4. Koreksi Geometri Koreksi geometric merupakan koreksi untuk membuat agar koordinat pada foto udara sesuai dengan koordinat yang ada di lapangan. Dalam melakukan proses ini, digunakan data koordinat GCP (Ground Control Point) yang telah ditentukan pada saat akuisisi data. Tahapan ini sering di sebut juga sebagai tahap orthorektifikasi, yaitu penyesuaian posisi citra sesuai dengan kondisi asalnya. 5. Single Model Bundle Adjustment Tahap ini merupakan proses perhitungan secara langsung parameter orientasi luar dari masing-masing kamera (ω, θ, κ, Tx, Ty, Tz) sekaligus koordinat tanah dari masing-masing tie points (X, Y Z). Proses perhitungan ini didasarkan atas adanya kondisi kesegarisan (collinearity condition) yang merupakan kondisi dimana stasiun pemotretan foto, titik obyek di foto dan obyek sebenarnya di lapangan berada dalam satu garis lurus (Wolf, 1993). 6. Ekstraksi DEM Dari proses sebelumnya akan dihasilkan informasi besar jarak anatar piksel yang sama antara citra yang saling bertampalan atau lebih dikenal sebagai jarak Page 4
parallax. Lebih jauh mengenai parallax, parallax merupakan perbedaan posisi bayangan sebuah titik pada dua buah foto yang bertampalan karena perubahan posisi kamera (Zorn 1984 dalam Pranadita 2013) dengan melihat obyek secara stereo maka suatu obyek dapat dilihat secara simultan dari dua perspektif yang berbeda, seperti foto udara yang diambil dari kedudukan kamera yang berbeda untuk memperoleh kesan 3D. Untuk dapat menghasilkan ketinggian tepat pada permukaan obyek maka syarat yang harus dipenuhi ialah besarnya paralaks X dan paralaks Y sama dengan nol atau mendekati nol. Besar paralaks dapat dieliminir dengan mengetahui parameter orientasi luar untuk masingmasing foto.
7. Mozaiking Proses mosaicking adalah gabungan atau hasil penyambungan citra/foto udara yang telah dilakukan ortorektifikasi atau telah dikoreksi secara geometrik. Dalam foto udara, apabila akan menggabungkan beberapa foto, diharuskan untuk menentukan Tie Point pada daerah yang bertampalan, karena foto udara yang saling bertampalan digunakan sebagai acuan untuk proses mosaicking. Data mosaik disimpan dalam format data digital yang dapat dibaca oleh perangkat lunak penginderaan jauh, tanpa kehilangan informasi datum dan sistem proyeksi peta/sistem koordinat, dan tidak tergradasi resolusi radiometrik dan spektralnya. Koreksi orthorektifikasi merupakan sistem koreksi geometrik untuk mengeliminasi kesalahan akibat perbedaan tinggi permukaan bumi serta proyeksi akusisi citra yang umumnya tidak orthogonal. Perbedaan tinggi obyek pada di permukaan bumi dapat dicontohkan pada wilayah pegunungan, perbukitan yang mempunyai variasi tinggi dari lembah hingga puncak gunung dan bukit . Contoh mozaiking :
Page 5
8. Pembuatan DTM Dari proses mosaicking tersebut, dihasilkan foto udara yang saling bertampalan. Foto yang saling bertampalan ini digunakan untuk membuat bentuk 3D dari foto udara. Bentuk 3D ini selanjutnya dibuat untuk pembuatan DTM (Digital Terain Model). Apabila data berasal dari satu pasangan foto, data mentah (raw data) DTM yang dihasilkan dari pasangan foto adalah hasil ploting stereo titik koordinat 3D terain (x,y,z) melalui proses restitusi analitis atau pembuatan citra-citra epipolar.
Contoh DTM Untuk sumber data DTM diakuisisi dengan teknik fotogrametri, kesalahan dalam bahan sumber termasuk yang di foto udara (misalnya, yang disebabkan oleh distorsi lensa distorsi) dan titik kontrol. Ketidaktelitian peralatan berdasar pada keterbatasan kemampuan alat dan ketelitian instrument fotogrametri dan juga keterbatasan jumlah digit yang digunakan oleh komputer, Page 6
kesalahan manusia seperti kesalahan pengukuran menggunakan titik apung dan kesalahan ketik, kesalahan transformasi koordinat termasuk seperti dalam orientasi relative dan absolute dan juga matching citra pada system otomasi. Pembentukan DTM dengan foto udara dapat dilakukan dengan bantuan software penginderaan jauh, antara lain PCI, AgiSoft, Global Mapper, Photo modeler dan masih banyak lagi. B. PEMBUATAN DTM SECARA TERRESTRIS Sesuai dengan pengertian DTM, yaitu merupakan salah satu bentuk permukaan khusus DEM, dengan kata lain DTM adalah DEM dari permukaan bumi. Dalam pengukuran secara terrestris, pengukuran dilakukan secara langsung di lapangan, dan proses akuisisi data yang didapatkan adalah data koordinat dari permukaan bumi. Dalam pengukuran secara langsung, alat yang digunakan antara lain adalah Topcon, Total Station, TLS. Data yang di dapatkan berupa koordinat X, Y, Z dari suatu objek yang ada di permukaan bumi. Tahapan akuisisi data secara terrestris yaitu : 1. Perencanaan 2. Survey pendahuluan 3. Pengukuran KKH dan KKV 4. Pengukuran Detil, meliputi titik tinggi yang merepresentasikan area 5. Pengolahan data, meliputi perhitungan data bowdith, editing data awal 6. Penggambaran, meliputi penyempurnaan hasil ukuran detil, pembuatan DTM, pembuatan kontur, dan layouting. Pengolahan data pengukuran terrestris sepenuhnya dengan menggunakan bantuan software yang memudahkan dalam pembentukan DTM. Software yang dapat digunakan antara lain adalah Surpac, CAD, dan software untuk menganalisis dapat dengan menggunakan ArcGIS. Tahapan dalam pembuatan DTM dengan software Surpac adalah sebagai berikut : 1. Import data berupa koordinat, dan juga nilai string dalam format .csv
Page 7
2. Lakukan editing terhadap data tersebut, agar DTM yang terbentuk sesuai dengan kondisi lapangan
3. Membuat DTM pada file string yang telah disimpan sebelumnya dengan cara memilih menu Surface DTM File functions Create DTM from string file.
4. Setelah memasukkan data yang akan dibuat sebagai DTM, tunggu proses dan akan muncul hasil DTM
Page 8
Contoh DTM Dalam software Surpac model DTM yang digunakan adalah DTM TIN menggunakan titik-titik yang tersebar secara tidak teratur pada permukaan model. Permukaan model TIN adalah jaring bidang segitiga yang terbentuk dari triangulasi titik-titik DTM. Disini perlu diperhatikan penggunaan breakline, agar dalam pembentukan DTM dari data yang ada sesuai dengan kondisi di dunia nyata. Penggunaan Breakline misalkan pada daerah punggung bukit yaitu seperti ini :
Page 9
1. DTM tanpa breakline
2. Pembentukan DTM denga breakline
Page 10
IV.
APLIKASI DTM Aplikasi DTM antara lain : 1. Bidang pemetaan topografi : Data DTM digunakan untuk mengetahui kebenaran dari pembuatan peta turunan yang dibuat dari peta induk topografi. 2. Bidang analisa geomorfologi dan hidrologi : Basis data DTM banyak digunakan sebagai data masukan untuk pembuatan model yang digunakan untuk aliran air hujan, erosi, analisa karakteristik suatu permukaan dan kestabilan tanah. Data ini memiliki kelebihan karena posisinya yang unik, sehingga memungkinkan untuk melakukan prediksi dampak dari suatu lokasi. 3. Bidang pembuatan peta ortofoto : Memproduksi peta topografi bagi keperluan teknik, perencanaan dan desain menempuh beberapa cara agar mendapatkan hasil dengan kualitas standart, antara lain : - Menggunakan ortofoto - Membuat penggambaran kontur secara otomatis dengan mendigitasiscanning citra stereoskopis selama produksi ortofoto - Keuntungan menggunakan penggambaran kontur digital adalah; kontur yang diproduksi dengan calcomp’s general purpose countouring systemlebih akurat apabila dibandingkan dengan stereoploter, penggambarannya lebih singkat, dan penggunaan data digital dari hasil ortophoto scanningyang dikombinasi dengan plotter flatbed kecepatan tinggi akan sangat menghemat waktu. 4. Bidang meteorologi dan pemodelan kualitas udara : Data yang diperlukan adalah data ketinggian dan informasi mengenai muka bumi. Contoh masalah ini bisa dilihat pada daerah yang bertopografi kompleks menyebabkan gangguan aliran angin dan pola dispersi polutan. Pemodelan kualitas angina terrain ini dirancang untuk menghitung dan mengukur perpindahan, penyebaran, reaksi kimia, dan polutan yang dibawa oleh angin tersebut dari tempat lain. Page 11
5. Bidang kehutanan :Ada tiga sistem dalam penggunaan DTM, yaitu : - Topographic Analysis System - Digital Terrain Information System - Methode Of Science Alternative Impacts By Computer
DAFTAR PUSTAKA Digital Terain Model : Menyelesaikan Berbagai Persoalan.docx Djurjani,1999. Modul MTD.pdf http://www.sucofindo.web.id/2013/04/konsep-pemetaanfotogrametri.html (Diakses Minggu, 15 Mei 2016, pukul 17.33 WIB) https://syafraufgisqu.wordpress.com/2013/09/30/bingung-antara-demdtm-dan-dsm/ (Diakses Minggu, 15 Mei 2016, pukul 17.43 WIB) http://patita.co.id/index.php? option=com_content&view=article&id=36&catid=9&Itemid=102 (Diakses Minggu, 15 Mei 2016, pukul 17.45 WIB) http://www.madesapta.com/2015/04/mengenal-model-terrain-digitalmtd_47.html (Diakses Minggu, 15 Mei 2016, pukul 17.50 WIB) http://boworahmanto.blogspot.co.id/2009/01/pembuatan-dem-darifoto-udara-format.html (Diakses Minggu, 15 Mei 2016, pukul 17.57 WIB)
Page 12
