3D LASER SCANNER PHOTOGRAMMETRY

Transkripsi

1 L A P O R A N K E G I A T A N P E R E K A M A N D A T A D A N P E N D O K U M E N T A S I A N B E N T E N G O T A N A H A, B E N T E N G O R A N G E D A N B E N T E N G M A AS G O R O N T A L O D E N G A N A P L I K A S I 3 D L A S E R S C A N N E R P H O T O G R A M E T T R Y BALAI PELESTARIAN CAGAR BUDAYA KERJASAMA BALAI KONSERVASI BOROBUDUR 3D LASER SCANNER PHOTOGRAMMETRY 3D Laser Scanner adalah Metode Perekaman Data/Dokumentasi dengan akurasi yang sangat tinggi, detail dan akurat, menggunakan sistem laser yang merekam data 3 Dimensional (x,y,z) permukaan obyek tanpa menyentuh/bersinggungan langsung dengan obyek itu sendiri. Gambar 1. Sistem kerja 3D Laser Scanner L A P O R A N K E G I A T A N Page 1 of 23

2 SPESIFIKASI ALAT ( SCANNER TIPE HDS- 3000) 1. Metrology method : Pulsed time of flight 2. Field of view : 3600 horizon. and 2700 vert. 3. Optimal scan distance : 1 m 100 m 4. Scanning speed : up to points/seconds 5. Accuracy in distance (50m) : 6 mm (single measurement) 6. Angular resolution : 60 micro-radians 7. Divergence/spot size in 50m : 6 mm 8. Calibrated video camera : RGB 64 mega-pixels,spatially Rectified L A P O R A N K E G I A T A N Page 2 of 23

3 PERALATAN KERJA Sistem Kerja pada 3D Laser Scanner menggunakan tenaga listrik (genzet/baterai), sedangkan unit pokok 3D laser scanner itu sendiri terdiri dari : 1. Scanning head 2. Tribach 3. Tripod 4. Kabel data sheet ( land cabel ) 5. Target scan ( untuk penggabungan areal scan ) 6. Laptop perekam data di lapangan 7. PC pengolah data Gambar 2. Alat kerja 3D Laser Scanner L A P O R A N K E G I A T A N Page 3 of 23

4 METODE PENGAMBILAN DATA 1. Survey Lokasi dan persiapan Sebelum dilakukan scanning tahap awal yang dilakukan adalah persiapan dan survey lokasi. Survey lokasi ditujukan untuk mendapatkan gambaran lokasi obyek dan kondisi lingkungan sekitar. Hal ini berkaitan dengan posisi titik berdiri scan dan alur yang akan dibuat. 2. Scanning obyek Setelah tahap persipan dan survei dilakukan tahap selanjutnya adalah Scanning obyek dengan Instrument 3D laser scanner. Ada beberapa tahapan/ proses yang dilakukan yaitu : a. Acquire Photo Image. adalah suatu proses pengenalan obyek yang dilakukan dengan capturing obyek. Hasil yang dapat dilihat pada proses ini adalah hasil foto dengan dimensi keliling sampai 360 untuk arah horisontal dan 270 untuk arah vertikal. Gambar 3. Acquire Photo Image b. Scanning adalah proses inti dari Laser Scanning dimana instrument melakukan perekaman terhadap surface obyek dengan menggunakan laser yang L A P O R A N K E G I A T A N Page 4 of 23

5 kemudian tersimpan dalam data point ( Point Clouds) berkoordinat (x,y,z). Bagian obyek yang akan di scan dapat disetting sesuai dengan keinginan kita. Untuk setingan kerapatan point dapat dilakukan sampai dengan spasi 2 mm, semakian kecil/rapat setingan spasi yang kita lakukan maka data akan semakin kompleks dan detail, jumlah point yang dihasilkan akan semakian besar dan waktu yang dibutuhkan pun akan semakin lama. Gambar 4. Scanning image c. Registrasi Adalah proses penggabungan dari beberapa Scanworld. Ketika kita melakukan scanning terhadap suatu obyek untuk mendapatkan data menyeluruh maka kita akan berdiri lebih dari 1 titik berdiri, setelah scanning total kita lakukan maka data tiap kali kita berdiri itu akan menghasilkan scanworld. Untuk mendapatkan data koordinat, dimensi yang akurat maka kita harus melakukan proses registrasi diatas. Sebagai titik ikat untuk penggabungan kita menggunakan data dari target scan. Untuk registrasi dari scanworld 1 ke scanworld 2 minimal menggunakan 3 titik target, semakin banyak target yang digunakan maka akan semakin bagus data yang dihasilkan. Eror L A P O R A N K E G I A T A N Page 5 of 23

6 yang dihasilkan pada proses registrasi harus mempunyai nilai dibawah 6 mm. 3. Scanning Target Merupakan proses pengambilan data 3 D untuk target yang dipasang pada sekitar obyek. Minimal target yang dipasang untuk proses penggabungan/registrasi adalah sebanyak 3 buah dengan setingan spasi serapat mungkin (±2 m m). setingan kerapatan ini akan berpengaruh pada keakuratan hasil koordinat x,y dan z. Gambar 5. scanning target (model space view) 4. Pengolahan Data Akhir Dari semua data scanning yang kita dapatkan dan kita rekam dilapangan selanjutnya dilakukan pengolahan data akhir. pengolahan data diawali dengan transfering data dari laptop ke PC yang khusus digunakan untuk pengolahan data akhir. Output data yang dihasilkan dari proses ini berupa : a. As-built drawing 2 Dimensi perspektive view ; front view ; top view; right view dan left view : format dwg, dxf (Autocad format) b. Fly through animation digunakan untuk visualisasi dimensi, elevasi dll. : format avi. c. 3D Model Image point clouds : format jpeg; bmp; tif L A P O R A N K E G I A T A N Page 6 of 23

7 I.D a t a d a n A n a l i s a A. SEJARAH PENEMUAN DAN DESKRIPSI BANGUNAN 1. Benteng Otanaha Benteng Otanaha terletak di atas bukit di Kelurahan Dembe I, Kecamatan Kota Barat, Kota Gorontalo. Benteng ini dibangun sekitar tahun Benteng Otanaha terletak di atas sebuah bukit, dan memiliki 4 buah tempat persinggahan dan 348 buah anak tangga ke puncak sampai ke lokasi benteng. Jumlah anak tangga tidak sama untuk setiap persinggahan. Dari dasar ke tempat persinggahan I terdapat 52 anak tangga, ke persinggahan II terdapat 83 anak tangga, ke persinggahan III terdapat 53 anak tangga, dan ke persinggahan IV memiliki 89 anak tangga. Sementara ke area benteng terdapat 71 anak tangga, sehingga jumlah keseluruhan anak tangga yaitu 348. Pada sekitar abad ke 15 daratan gorontalo diduga masih sebagian besar diliputi oleh air laut. Ketika itu wilayah gorontalo sudah berbentuk kerajaan dibawah pimpinan raja ilato (matolodulakiki) bersama permaisurinya tolangohula ( ). Keturunan mereka terdiri dari tiga orang anak, masing-masing, Ndoba (wanita), Tiliaya (wanita), dan Naha (pria). Sewaktu berusia remaja, Naha pergi melanglang buana, sementara itu Ndoba dan Tiliaya tetap tinggal di wilayah kerajaan. Suatu ketika sebuah kapal layar Portugis singgah di Pelabuhan Gorontalo. Karena kehabisan bahan makanan, pengaruh cuaca buruk, dan gangguan bajak laut. Kesempatan ini dimanfaatkan oleh para nahkoda Portugis untuk bertemu dengan Raja Ilato yang merupakan penguasa Kerajaan Gorontalo. L A P O R A N K E G I A T A N Page 7 of 23

8 Pertemuan tersebut menghasilkan sebuah kesepakatan, bahwa untuk memperkuat pertahanan dan keamanan negeri, akan dibangun atau didirikan tiga buah benteng di atas perbukitan Kelurahan Dembe, Kecamatan Kota Barat yang sekarang ini, yakni pada tahun Ternyata, para nakhoda Portugis hanya memperalat Pasukan Ndoba dan Tiliaya ketika akan mengusir bajak laut yang sering menggangu nelayan di pantai. Seluruh rakyat dan pasukan Ndoba dan Tiliaya yang diperkuat para Apitalawo (kapten laut) masing-masing Apitalawo Lakoro, Apitalawo Laguna, Apitalawo Lakandjo, dan Apitalawo Djailani, bangkit dan mendesak bangsa Portugis untuk segera meninggalkan daratan Gorontalo. Para nakhkoda Portugis langsung meninggalkan Pelabuhan Gorontalo. Pada tahun 1585, Naha kembali dari perantauan dan menemukan ketiga benteng. Ketika itu Naha memperistri seorang wanita bernama Ohihiya. Dari pasangan suami istri ini lahirlah dua orang putra yaitu Paha (Pahu), dan Limonu. Ketika terjadi perang melawan Hemuto (pimpinan rombongan transmigrasi), melalui jalur utara. Naha dan Pahu gugur melawan hemuto. Limonu menuntut balas atas kematian ayah dan kakaknya, dan berhasil membunuh dalam sebuah peperangan.selama dalam peperangan, naha, ohihiya, pahu, dan limonu telah memanfaatkan ketiga benteng tersebut sebagai pusat kekuatan pertahanan sehingga dengan latar belakang ini, ketiga benteng ini diabadikan sebagai berikut. a. Otanaha : Ota berarti benteng, dan Naha berarti orang yang menemukan benteng tersebut. Jadi Otanaha berarti benteng yang ditemukan oleh Naha. L A P O R A N K E G I A T A N Page 8 of 23

9 Foto 1. Benteng Otanaha b. Ulupahu : Ulu akronim dari kata Uwole (milik dari Pahu), dan Pahu, Pahu adalah putera Naha. Jadi Ulupahu berarti benteng milik Pahu (Paha) Putra Naha. Foto 2. Benteng Ulupahu c. Otahiya : Ota berarti benteng, dan Hiya akronim dari Ohihiya (isteri Naha). Jadi Otahihiya yaitu benteng milik Ohihiya. Foto 3. Benteng Otahiya L A P O R A N K E G I A T A N Page 9 of 23

10 2. Benteng Orange ( Orange Fortrees) Benteng Oranye yang terletak di Dusun Dambalo, Desa Dambalo, Kecamatan kwandang, Kabupaten Gorontalo utara. Benteng Oranye (Orange Fortress) merupakan salah satu peninggalan bersejarah yang terdapat di Kecamatan Kwandang, kurang lebih 61 km ke arah utara dari Kota Gorontalo. Benteng ini dibangun oleh bangsa Portugal pada abad ke-17 (tahun 1630); Benteng ini berbentuk persegi panjang dan memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan Benteng Otanaha dan memiliki 178 buah anak tangga. Foto 4. Benteng Orange 3. Benteng Maas/Otamaas Benteng Maas/Otamaas terletak di dusun Moluo, Desa Moluo,Kecamatan Kwandang,Kabupaten Gorontalo utara. Benteng tersebut berlokasi dekat pantai utara gorontalo, dikelilingi oleh permukiman penduduk. Dipercaya benteng ini dibangun oleh orang sepanyol dan dikenal sebagai Kota Mas. Saat ini hanya puing-puing L A P O R A N K E G I A T A N Page 10 of 23

11 yang tertinggal, meskipun diduga benteng itu cukup besar dengan empat Bastion (menara). Foto 5. Struktur yang masih tersisa pada Benteng Maas L A P O R A N K E G I A T A N Page 11 of 23

12 L A P O R A N K E G I A T A N Page 12 of 23

13 L A P O R A N K E G I A T A N Page 13 of 23

14 L A P O R A N K E G I A T A N Page 14 of 23

15 B. PEREKAMAN 3D LASER SCANNING 1. BENTENG OTANAHA a. Project Data Nama Object : Benteng Otanaha Koordinat (UTM- x,y) : 51 N , Lokasi : Kelurahan Dembe, Kecamatan Kota Barat, Kota Gorontalo Luas area : ± ( 65,530 x 28,243) m 2 Lama Perekaman : 3 jam Titik berdiri : 2 titik Spasi scan : 1-3 cm Jumlah point : point b. Proses Scanning dan Pengukuran Proses scanning dan pengukuran obyek benteng dan lingkungan membutuhkan waktu selama 3 jam, dengan titik berdiri sebanyak 2 titik pada sisi dalam dan luar benteng. Untuk struktur bangunan dari sisi luar benteng sendiri tidak bisa terekam maksimal dikarenakan kondisi ruang yang sulit dan keterbatasan waktu cuaca. Titik acuan berdiri sebanyak 3 titik untuk merekam data obyek pada sisi dalam secara keseluruhan dan sisi luar tampak depan benteng dengan rincian script sebagai berikut : Tabel 2. Detail setting pengukuran dan data script scanning Benteng Otanaha No. Point Standing Location Script / dan arah scanning Resolution/spasi I Titik pusat benteng Sisi Dalam Sisi dalam benteng - Utara - Timur Laut - Timur - Tenggara - Selatan L A P O R A N K E G I A T A N Page 15 of 23

16 II Sisi luar muka Gerbang Barat - Barat Daya - Barat - Barat Laut - target Sisi luar benteng - Barat Laut - Utara - Barat - target - 2 mm - 1cm - 2 mm c. Data 3D Image Point Clouds Proses scanning dan pengukuran dilakukan dengan eksekusi 2 kali titik berdiri ( scanworld) untuk merekam data semua bagian obyek. Dari data masing-masing scanworld tersebut kemudian dilakukan penggabungan ( registartion) untuk mendapatkan data utuh dengan akurasi yang tepat. Kumpulan data scanning berupa titik-titik yang terbaca sebagai point clouds, dari interpretasi dan snapshoot detail point tersebut akan menghasilkan 3D Image Point Clouds. adapun 3D Image Point Clouds yang dihasilkan terdiri dari : 3D Image Point Clouds perspektive view 3D Image Point Clouds top view Berikut ini adalah detail hasil 3D Image Point Clouds yang dihasilkan dari perekaman data 3D point : L A P O R A N K E G I A T A N Page 16 of 23

17 3D Image Point Clouds (Perspektive View) Gambar 6. 3D Image Point Clouds Benteng Otanaha sisi dalam - Perspektive View 1 (Colour From Scanner) Gambar 7. 3D Image Point Clouds Benteng Otanaha sisi dalam - Perspektive View 2 (Colour From Scanner) L A P O R A N K E G I A T A N Page 17 of 23

18 3D Image Point Clouds (Top View) Gambar 8. 3D Image Point Clouds Benteng Otanaha - Top View (Colour From Scanner) d. Asbuilt- Drawing 2 Dimensi Data hasil rekaman 3D Laser Scanning berupa point 3d koordinat x,y dan z. interpretasi dan hasil olah data point 3d tersebut berupa 3d Image Modeling dan Asbuilt-drawing 2 d. Untuk data output 3d Image Modeling langsung bisa dihasilkan dari software cyclone 5.5, sedangkan asbuilt drawing 2d dihasilkan dari olahan data 3d point ke dalam software Autocad. Hasil olah data menghasilkan asbuilt drawing 2d yang terdiri dari : L A P O R A N K E G I A T A N Page 18 of 23

19 L A P O R A N K E G I A T A N Page 19 of 23

20 2. BENTENG ULUPAHU a. Project Data Nama Object : Benteng Ulupahu Koordinat (UTM- x,y) : 51N , Lokasi : Kelurahan Dembe, Kecamatan Kota Barat, Kota Gorontalo Luas area : ± ( 62,479 x 24,060) m 2 Lama Perekaman : 3,5 jam Titik berdiri : 2 titik Spasi scan : 1-3 cm Jumlah point : point b. Proses Scanning dan Pengukuran Proses scanning dan pengukuran obyek membutuhkan waktu selama ±3 jam, dengan titik berdiri sebanyak 2 titik pada sisi dalam dan luar depan gerbang masuk benteng. Hampir sama dengan benteng Otanaha perekaman obyek pada struktur bagian luar benteng tidak bisa maksimal yang disebabkan keterbatasan ruang sebagai titik berdiri, kondisi sekeliling bagian luar benteng berupa jurang yang cukup terjal. Titik acuan berdiri sebanyak 2 titik untuk merekam data obyek pada sisi dalam secara keseluruhan dan sisi luar tampak depan benteng dengan rincian script sebagai berikut : Tabel 3. Detail setting pengukuran dan data script scanning Benteng Ulupahu No. Point Standing Location Script / dan arah scanning Resolution/spasi I Titik pusat benteng Sisi Dalam Sisi dalam benteng - Utara - Timur Laut - Timur - Tenggara - Selatan L A P O R A N K E G I A T A N Page 20 of 23

21 II Sisi luar muka Gerbang Utara - Barat Daya - Barat - Barat Laut - target Sisi luar benteng - Jalan setapak - Utara - Timur Laut - Timur - Tenggara - Selatan - Barat Daya - Barat - Barat Laut - target - 2 mm - 2 mm c. Data 3D Image Point Clouds Proses scanning dan pengukuran dilakukan dengan eksekusi 2 kali titik berdiri ( scanworld) untuk merekam data semua bagian obyek. Dari data masing-masing scanworld tersebut kemudian dilakukan penggabungan ( registartion) untuk mendapatkan data utuh dengan akurasi yang tepat. Kumpulan data scanning berupa titik-titik yang terbaca sebagai point clouds, dari interpretasi dan snapshoot detail point tersebut akan menghasilkan 3D Image Point Clouds. adapun 3D Image Point Clouds yang dihasilkan terdiri dari : 3D Image Point Clouds perspektive view 3D Image Point Clouds top view Berikut ini adalah detail hasil 3D Image Point Clouds yang dihasilkan dari perekaman data 3D point : L A P O R A N K E G I A T A N Page 21 of 23

22 3D Image Point Clouds (Perspektive View) Gambar 9. 3D Image Point Clouds Benteng Ulupahu Perspektive 1 View (Colour From Scanner) Gambar 10. 3D Image Point Clouds Benteng Ulupahu Perspektive 2 View (Colour From Scanner) L A P O R A N K E G I A T A N Page 22 of 23

23 3D Image Point Clouds (Top View) Gambar 11. 3D Image Point Clouds Benteng Ulupahu - Top View (Colour From Scanner) d. Asbuilt- Drawing 2 Dimensi Data hasil rekaman 3D Laser Scanning berupa point 3d koordinat x,y dan z. interpretasi dan hasil olah data point 3d tersebut berupa 3d Image Modeling dan Asbuilt-drawing 2 d. Untuk data output 3d Image Modeling langsung bisa dihasilkan dari software cyclone 5.5, sedangkan asbuilt drawing 2d dihasilkan dari olahan data 3d point ke dalam software Autocad. Hasil olah data menghasilkan asbuilt drawing 2d yang terdiri dari : L A P O R A N K E G I A T A N Page 23 of 23