BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Efisiensi biaya pada pemetaan menggunakan metode foto udara sangat dipengaruhi oleh jenis kamera yang digunakan. Untuk luas area yang relatif lebih kecil (±100ha) pemotretan menggunakan kamera metrik menjadi tidak optimal, karena biaya operasional yang dikeluarkan tidak sebanding dengan kecilnya volume pekerjaan. Hal ini memacu para fotogrametriawan untuk mengembangkan metode alternatif pemotretan udara dengan biaya relatif murah dan cukup akurat. Salah satu metode alternatif adalah penggunaan kamera standar non-metrik berformat kecil 24mm 35mm sebagai instrumen pemotretan udara, metode ini dikenal dengan Small Format Aerial photography (SFAP). Kamera non-metrik yang menjadi salah satu instrumen penting pada sebuah misi pemotretan udara sejak awal bukan didesain untuk keperluan fotogrametri. Kamera non-metrik memiliki kualitas gambar yang baik namun kualitas geometriknya kurang. Hal ini mengakibatkan penentuan posisi pada foto udara yang dihasilkan menjadi kurang akurat pula. Kualitas geometrik dari foto udara format kecil dapat ditingkatkan dengan cara melakukan kalibrasi pada kamera yang digunakan. Kalibrasi kamera merupakan proses penentuan parameter internal kamera udara, untuk selanjutnya parameterparameter ini akan dijadikan input dalam orientasi dalam. Ada beberapa metode kalibrasi yang sudah dikembangkan dan diujicoba untuk penentuan besarnya nilai parameter internal. Namun sebagian besar metode ini memerlukan perangkat ujicoba yang khusus dan mahal sepeti multicolimator dan goniometer, sehingga kalibrasi kamera menjadi sulit diterapkan. Selain itu dengan perkembangan ilmu dan teknologi dewasa ini sudah dikembangkan software- 1
software khusus untuk keperluan kalibrasi kamera sebagai contoh Australis dan Photomodeller. Keberadaan software-software ini sangat menunjang kemudahan dalam melakukan kalibrasi kamera untuk menentukan parameter internal foto udara. Namun karena software-software tentu saja memiliki beberapa kelemahan dan kekurangan, sehingga penggunaan software-software ini masih memerlukan pengkajian lagi. Oleh karena dua alasan itu maka pada penelitian ini akan dikaji dan diujicoba sebuah metode kalibrasi kamera non-metrik yang sederhana. Metode ini sederhana karena dua hal : (1) penentuan target yang menjadi input kalibrasi kamera bisa dilakukan dengan mudah, mudah dalam pengertian mudah dalam penyiapan targetnya (peralatan yang digunakan dan teknik penempatan targetnya) dan mudah dalam pelaksanaan ujicobanya, dan (2) model matematik yang digunakan dalam proses hitungan sangat jelas sehingga kemungkinan adanya kesalahan-kesalahan hitungan dapat diketahui dan diantisipasi pengaruhnya. 1.2 Ruang Lingkup Masalah Permukaan tanah merupakn objek fisik 3 dimensi, bila permukaan tanah dipotret dari udara akan menghasilkan foto/gambar dalam bentuk rekaman 2 dimensi. Restitusi foto stereo merupakan proses pengembalian unsur permukaan hasil rekaman foto dalam 2 dimensi menjadi model fiktif/semu permukaan 3 dimensi. Model fiktif ini yang kemudian digunakan sebagai panduan penurunan peta [Dipokusumo, 1999]. Ada tiga tahapan pembentukan model fiktif 3 dimensi dari pasangan foto 2 dimensi, salah satu tahapannya adalah orientasi dalam (inner orientation). Orientasi dalam pada hakekatnya adalah merekonstruksi berkas sinar dari foto udara seperti pada saat foto tersebut diambil oleh kamera. Input orientasi dalam adalah parameter-parameter internal kamera meliputi principal point, parameter distorsi lensa radial dan tangensial, panjang fokus terkalibrasi (parameter yang dibutuhkan sebagai input orientasi dalam pada software PCI). 2
Berbeda dengan kamera metrik, besarnya parameter-parameter internal pada kamera non-metrik tidak diketahui secara pasti. Olehkarena itu perlu dilakukan kalibrasi kamera untuk menentukan parameter-parameter internal tersebut. 1.3 Tujuan penelitian Tujuan utama dari penelitian ini adalah mengembangkan teknik kalibrasi sederhana dan melakukan ujicoba kalibrasi kamera untuk memperoleh parameterparameter internal foto. Dengan diketahuinya parameter internal foto maka diharapkan ketelitian geometrik pemetaan menggunakan kamera non-metrik berformat kecil (SFAP) dapat ditingkatkan pula. 1.4 Manfaat penelitian Mengembangkan suatu teknik kalibrasi kamera non-metrik sehingga menambah khasanah pilihan alternatif metode penentuan parameter kalibrasi. 1.5 Batasan Masalah Batasan masalah penelitian ini dikategorikan dalam dua hal : 1. Batasan dalam lingkup kajian Penyimpangan foto meliputi penyimpangan yang mengurangi kualitas ketajaman foto (radiometrik) dan kualitas geometrik. Penelitian terbatas pada kalibrasi untuk menentukan parameter internal yang berpengaruh pada kualitas geometric foto. Parameter internal yang dikalibrasi terbatas pada parameter distorsi radial dan koreksi terhadap panjang fokus. Karena dua parameter ini dianggap paling besar mempengaruhi ketelitian geometrik foto udara. 2. Batasan dalam pengadaan data (ujicoba) Pada tugas akhir ini dilakukan uji coba terhadap beberapa titik-titik target yang sudah dipasang di suatu bidang datar. Adapun batasan-batasan pada penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 3
- Kamera non-metrik yang digunakan untuk ujicoba terbatas pada satu jenis kamera yaitu kamera Nikon coolpix 7900. - Pada saat pemotretan target, kamera dianggap dalam posisi tegak lurus terhadap bidang datar (tidak terjadi kemiringan). - Titik pusat target dianggap titik tengah foto dan posisinya tidak mengalami rotasi dan translasi (pergeseran). - Penelitian dianggap tidak terpengaruh oleh faktor luar, misalnya : kondisi cuaca, kelembapan udara, gelap terangnya pencahayaan, dan lain sebagainya. 1.6 Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang dilakukan pada penulisan tugas akhir ini meliputi empat tahapan, yaitu: 1. Melakukan studi literatur mengenai metode fotogrametri. 2. Melakukan percobaan di laboratorium, meliputi : a. Percobaan untuk menentukan nilai parameter distorsi radial lensa, meliputi proses: Pengadaan data yang diperlukan untuk pengolahan dan analisis, data-data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah : - Koordinat titik grid target local pada bidang datar. - Koordinat titik grid hasil digitasi dari foto yang dihasilkan (koordinat instrumen). Pengolahan data, meliputi : - Transformasi koordinat instrumen (foto) ke dalam sistem koordinat target. - Menghitung besarnya distorsi radial lensa dari koordinat titik-titik target hasil hitungan dengan koordinat titik-titik target hasil pengukuran (pada bidang datar). 4
b. Percobaan untuk menentukan nilai koreksi panjang fokus Ujicoba untuk penentuan panjang fokus dibagi dalam dua bagian yaitu : Ujicoba penentuan panjang fokus untuk menentukan skala (λ) yang akan digunakan sebagai input dalam penentuan distorsi radial. Ujicoba penentuan panjang fokus yang akan diaplikasikan untuk objek takterhingga ( ). c. Percobaan kalibrasi kamera dengan software yang tersedia (Australis). Input data pada percobaan menggunakan software Australis berupa foto dari target yang sudah ada sebanyak 12 buah (syarat minimum foto yang diperlukan untuk pemrosesan adalah 6 buah). Pendigitasian titik dan perhitungan parameter kalibrasi kamera dilakukan secara otomatis. 3. Analisa terhadap parameter distorsi radial (k 1, k 2, k 3 ) dan koreksi panjang fokus (f) hasil hitungan. 4. Penarikan kesimpulan dan saran. Pelaksanaan penelitian secara diagramatis ditunjukkan pada Gambar 1-1. 5
Studi literatur Percobaan Pengambilan data untuk koreksi panjang fokus Penempatan titik target pada bidang datar Penghitungan panjang fokus Penentuan koordinat titik target secara lokal Panjang fokus terkoreksi Pemotretan titik target Pengamatan koordinat foto pada instrumen (Arc-GIS) Koordinat titik target lokal Koordinat titik target pada instrumen Transformasi koordinat Penentuan parameter distorsi radial dan panjang fokus dengan software Australis Parameter distorsi radial lensa Parameter distorsi radial lensa dan panjang fokus Parameter distorsi radial lensa dan panjang fokus Membandingkan hasil ujicoba Analisis Kesimpulan dan saran Gambar 1-1 Diagam alir pelaksanaan penelitian 6
1.7 Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir ini disusun dalam lima bab dengan perincian sebagai berikut : Bab I Pendahuluan Pada bab ini dikemukakan secara singkat mengenai latar belakang, tujuan penulisan, ruang lingkup kajian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan laporan. Bab II Dasar teori Pada bab ini dikemukakan mengenai teori-teori dasar yang menunjang dan berhubungan dengan pokok permasalahan pada tugas akhir ini. Bab III Percobaan Pada bab ini ada tiga pokok bahasan utama yang akan dikemukakan meliputi : - spesifikasi sumber data yang digunakan sebagai input, - tahapan proses perolehan dan pengolahan data. Bab IV Analisis Pada bab ini akan dibahas mengenai cakupan analisa terhadap aspek-aspek pelaksanaan percobaan dan analisa mengenai ketelitian hasil akhir yang diperoleh dari percobaan. Bab V Kesimpulan dan saran Pada bab ini dijelaskan mengenai kesimpulan hasil percobaan yang dicapai dan saran-saran yang kiranya dapat memperbaiki kualitas hasil percobaan. 7