PELAKSANAAN PENGUKURAN DAN HITUNGAN VOLUME METODE FOTOGRAMETRI RENTANG DEKAT DAN METODE TACHYMETRI

Transkripsi

1 BAB 3 PELAKSANAAN PENGUKURAN DAN HITUNGAN VOLUME METODE FOTOGRAMETRI RENTANG DEKAT DAN METODE TACHYMETRI Bab ini menjelaskan tahapan-tahapan dari mulai perencanaan, pengambilan data, pengolahan data, pembuatan Digital Surface Model (DSM), sampai dengan penghitungan volume. Tahapan pelaksanaan digambarkan seperti pada gambar 3.1, sebagai berikut : Gambar 3.1 Tahapan Pelaksanaan 32

2 3.1 Perencanaan Sebelum melakukan pengambilan data dilapangan, diperlukan perencanaan terlebih dahulu. Pada perencanaan dilakukan tahapan antara lain survey objek pengukuran, persiapan alat-alat yang dibutuhkan, desain titik-titik kontrol, dan desain pengambilan data. Objek pegukuran pada tugas akhir ini adalah : 1. Bentuk beraturan yang bisa dihitung secara matematis, misal silinder atau balok. 2. Objek kurang beraturan, misal batu atau beton. 3. Gundukan pasir atau berumput sebagai contoh objek yang mewakili permukaan tanah. Alat yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah : 1. ETS Topcon GTS 2. Kamera non-metrik Canon 450D fix lens 28mm Perangkat lunak yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah : 1. Photomodeler Scanner 2. Autodesk Land Desktop 3. Topcon Link 4. Microsoft Excel 3.2 Kalibrasi Kamera Kalibrasi kamera adalah proses menentukan parameter internal dari sebuah kamera. Parameter internal dibutuhkan untuk dapat merekonstruksi ulang berkas berkas sinar pada saat pemotretan dan untuk mengetahui besarnya kesalahan sistematik dari sebuah kamera. Pada tahap ini dilakukan kalibrasi kamera digital non-metrik di laboratorium dengan menggunakan perangkat lunak photomodeler scanner. Metode kalibrasi pada perangkat lunak ini pada prinsipnya menghitung parameter internal kamera secara analitis dengan menggunakan self calibration bundle adjustment terhadap titik target. 33

3 Pengambilan data kalibrasi dilakukan di laboratorium dengan menggunakan bidang 2 dimensi berupa kertas putih (bahan fleksi) berukuran A0 dengan target titik-titik hitam. Bidang kalibrasi ini merupakan bidang kalibrasi default dari perangkat lunak Photomodeler (Gambar 3.1). Gambar 3.2 Bidang kalibrasi (Photomodeler help file) Prinsip kalibrasi kamera menggunakan perangkat lunak photomodeler scanner dapat dilihat pada gambar 3.3. Gambar 3.3 Alur Kalibrasi Photomodeler Scanner Estimasi focal length dan ukururan sensor diperoleh dari speksifikasi dari kamera tersebut. Objek kalibrasi yang ditunjukan pada Gambar 3.4 akan di foto dari beberapa posisi yang berbeda. Jumlah foto yang akan digunakan dalam proses kalibrasi adalah 8 foto. Nilai fokus kamera telah diset ke 1m dan tak hingga (infinity). 34

4 Gambar 3.4 Foto data kalibrasi dari berbagai sudut pengambilan Hasil kalibrasi kamera dapat dilihat pada tabel 3.1 untuk kamera yang diset tak hingga, dan tabel 3.2 untuk kamera yang diset 1 meter. Tabel 3.1 Hasil Kalibrasi Kamera dengan nilai fokus diset tak hingga Parameter Orentasi dalam Nilai Deviasi Principal Distance mm mm X p (Posisi titik utama foto) mm mm Y p (Posisi titik utama foto) mm mm K 1 (Distrosi Radial) 1.391e e-006 K 2 (Distrosi Radial) e e-008 K 3 (Distrosi Radial) 0 0 P 1 (Distrosi Tangensial) 1.554e e-006 P 2 (Distrosi Tangensial) 2.583e e-006 Tabel 3.2 Hasil Kalibrasi Kamera dengan nilai fokus diset 1m Parameter Orentasi dalam Nilai Deviasi Principal Distance mm mm X p (Posisi titik utama foto) mm mm Y p (Posisi titik utama foto) mm mm K 1 (Distrosi Radial) 1.367e e-006 K 2 (Distrosi Radial) e e-008 K 3 (Distrosi Radial) 0 0 P 1 (Distrosi Tangensial) 1.517e e-006 P 2 (Distrosi Tangensial)

5 3.3 Pengambilan Data Metode Fotogrametri Rentang Dekat Bentuk Beraturan (Kotak TV) Pengambilan data objek beraturan dilakukan di laboratorium dengan menggunakan kotak TV sebagai modelnya. Hasil pemotretan dapat dilihat pada gambar 3.5, jumlah foto yang di peroleh adalah 8 buah foto. Gambar 3.5 Hasil Pemotretan Kotak TV dari Berbagai Sudut Pengambilan Objek Kurang Beraturan (Beton) Pengambilan data objek kurang beraturan dilakukan di laboratorium dengan menggunakan beton sebagai modelnya. Pemotretan dilakukan 2 sesi, hasil pemotretan sesi pertama dapat dilihat pada gambar 3.6, jumlah foto yang di peroleh adalah 11 foto, sedangkan pada sesi kedua jumlah foto yang diperoleh adalah 14 foto. Gambar 3.6 Hasil Pemotretan Beton dari Berbagai Sudut Pengambilan 36

6 3.3.3 Gundukan Berumput Pengambilan data permukaan tanah dilakukan di ITB dengan menggunakan gudukan berumput sebagai modelnya. Pemotretan dilakukan 2 sesi, Hasil pemotretan sesi pertama dapat dilihat pada gambar 3.7, jumlah foto yang di peroleh adalah 10 foto, sedangkan pada sesi kedua jumlah foto yang diperoleh adalah 11 foto. Gambar 3.7 Hasil Pemotretan Gundukan Berumput dari Berbagai Sudut Pengambilan 3.4 Pengolahan Data CRP Proses pengolahan data CRP dilakukan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut : 1. Data masukan Data yang diperlukan sebagai masukan adalah nilai parameter kalibrasi kamera yang digunakan, dan foto hasil pemotretan. 2. Proses orientasi Pada proses ini mencari pasangan titik dari beberapa foto yang diamati, proses selanjutnya adalah proses reseksi untuk mengetahui parameter orentasi luar kamera. 37

7 3. Pembentukan model 3D Pada setiap foto telah diketahui koordinat dan orientasi pengambilannya, maka dapat dilakukan proses bundle adjustment. 4. Pembuatan titik sampel Setelah terbentuk model 3D, proses selanjutnya menambah titik-titik sampel yang akan digunakan untuk pembuatan DSM. Pada tahapan ini dapat dilakukan dua cara yaitu secara manual dan otomatis. Proses otomatisasi image matching dilakukan untuk penandaan titik sampel secara otomatis. Untuk kotak TV penandaan titik sampelnya secara manual dengan melakukan penandaan titik di tepi dari kotak tersebut. Sedangkan untuk objek lainya menggunakan penandaan titik sampel secara otomatis. Titik sampel hasil image matching yang merupakan bentuk berupa beton dan gundukan berumput dapat dilihat pada gambar 3.8. Objek Beton Hasil 2889 titik sampel (beton) Objek Gundukan Berumput Hasil 6141 titik sampel (gundukan berumput) Gambar 3.8 Objek dantitik Sampel Hasil CRP 5. Pembentukan DSM Bentuk DSM dapat berupa DSM Grid maupun DSM TIN. Metode interpolasi yang digunakan adalah interpolasi linear untuk semua DSM yang terbentuk. Untuk objek yang beraturan hasil yang diperoleh berupa koordinat titik dari sebuah kotak, model 3D dari kotak tersebut (gambar 3.9). 38

8 Gambar 3.9 DSM Dari Kotak TV Untuk beton bentuk DSM yang dibentuk adalah DSM TIN (gambar 3.10). \ Tampak Atas Gambar 3.10 DSM Beton Tampak Samping (gambar 3.11). Sedangkan untuk gundukan bentuk DSM yang dibentuk adalah DSM Grid Gambar 3.11 DSM CRP Gundukan Berumput 39

9 3.5 Pengambilan dan Pengolahan Data Metode Tachymetri Pengukuran Titik Kontrol dan Titik Detail Kerangka dasar untuk pengukuran menggunakan kerangka dasar yang telah tersedia di sekitar daerah yang akan dipetakan. Alat yang digunakan dalam pengukuran titik kontrol objek dan titik detail adalah ETS Topcon. Pengamatan yang diambil yaitu data sudut horizotal, sudut zenith, dan jarak miring Pengolahan Data Metode Tachymetri Koordinat tiap titik hasil pengukuran dengan metode tachymetri dihitung dengan menggunakan persamaan (2.6) dan (2.8). Hasil titik sampel metode tachymetri dapat dilihat pada gambar Dari data tachymetri ini, beberapa digunakan sebagai titik ikat dalam proses transformasi koordinat. (gambar 3.13). Gambar 3.12 Titik Sampel Gundukan Berumput Hasil Tachymetri Objek permukaan bumi bentuk DSM yang dibentuk adalah DSM Grid 40

10 Gambar 3.13 DSM ETS Gundukan Berumput 3.6 Hitungan Volume Objek Beraturan (Kotak TV) Metode hitungan kotak TV adalah menggunakan rumus balok dan dibandingkan dengan penggaris. Hasil dari hitungan adalah seperti tabel 3.3 : Tabel 3.3 Hasil Hitungan Volume Kotak TV Metode Panjang Lebar Tinggi Volume No. Pengukuran (cm) (cm) (cm) (cm 3 ) P (cm) L (cm) T (cm) 2 V (cm 3 ) V(cm 3 ) 1 Penggaris ± 0,05 ± 0,05 ± 0, ,5 2 CRP 25,6 22,8 20, ± 0,04 ± 0,04 ± 0, ,0 Persentase Ketelitian ± 0,38% Pengaris Persentase Ketelitian ± 0,41% CRP Selisih Volume (cm 3 ) 188 Persentase Selisih 1,57% Volume Objek Kurang Beraturan (Beton) Metode pehitungan pada objek kurang beraturan menggunakan metode kontur untuk metode CRP sedangkan pembandingnya menggunakan volume air. Hasil hitungan volume dapat dilihat pada tabel 3.4, sebagai berikut : 41

11 Tabel 3.4 Hasil Hitungan Volume Beton No. Metode Pengukuran Volume (l) V (l) 2 V (l) 1 Air 5,35 ± 0,01 0, CRP 1 4,89 ± 0,12 0,016 3 CRP 2 5,07 ± 0,09 0,009 CRP rata-rata 4,98 ± 0,12 0,0155 Persentase Ketelitian Air 0,19% Persentase Ketelitian CRP 2,5% Selisih Volume (l) 0,369 Persentase Selisih Volume 6,9% Permukaan Tanah (Gundukan Berumput) Perhitungan volume gundukan berumput dilakukan setelah menentukan desain daerah yang akan dihitung volumenya. Desain daerah tersebut berukuran (5,27x8.38) m dengan koordinat seperti pada tabel 3.5. Tabel 3.5 Koordinat Desain No. Easting (m) Northing (m) Elevation (m) , , , , , , , ,65 Perhitungan volume dari gundukan berumput menggunakan metode Grid dan End Area. Hasil hitungan volume dari gundukan berumput yang dapat dilihat pada tabel 3.6, sebagai berikut : 42

12 Tabel 3.6 Hasil Hitungan Volume Gundukan Berumput No. Metode pengukuran Volume (m 3 ) V (m 3 ) 2 V (m 3 ) Metode Hitungan 1 Tachymetri (ETS) 64,029 ± 0,260 0,068 Grid 2 Tachymetri (ETS) 68,329 ± 0,557 0,310 End Area 3 CRP 1 64,456 ± 1,862 1,365 Grid 4 CRP 1 69,018 ± 0,108 0,329 End Area 5 CRP 2 65,139 ± 0,799 0,639 Grid 6 CRP 2 69,796 ± 0,036 0,189 End Area Rata-rata CRP 64,798 ± 0,483 0,233 Grid 69,407 ± 0,550 0,303 End Area Persentase ketelitian ETS ± 0,4% Grid ± 0,8% End Area Persentase ketelitian CRP ± 0,7% Grid ± 0,8% End Area Selisih Volume (m 3 ) 0,769 Grid 1,08 End Area Persentase Selisih Volume 1,20% Grid 1,58% End Area 43