PEMANFAATAN FOTOGRAMETRI RENTANG DEKAT DALAM BIDANG ARSITEKTUR LANSEKAP (STUDI KASUS : CAMPUS CENTER INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG) TUGAS AKHIR Karya Tulis Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Oleh Cahaya Danurwendi NIM. 15107053 PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2012
LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir Sarjana PEMANFAATAN FOTOGRAMETRI RENTANG DEKAT DALAM BIDANG ARSITEKTUR LANSEKAP (STUDI KASUS : CAMPUS CENTER INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG) Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian maupun seluruhnya, baik oleh saya maupun oleh orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya. Bandung, Juli 2012 Penulis Cahaya Danurwendi NIM 15107053 Pembimbing I, Bandung, Juli 2012 Pembimbing, Pembimbing II, Dr. Deni Suwardhi, ST. MT. Dr. Ing. Ir. Himasari Hanan, M.Arch. NIP. 19690920 199601 1 001 NIP. 19560327 198303 2 001 Disahkan Oleh : Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc NIP. 19600702 198810 1 001 i
LEMBAR PENGHARGAAN Dengan selesainya laporan Tugas Akhir ini, penulis bermaksud memberikan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada berbagai pihak yang telah membantu selama pengerjaannya, karena tanpa bantuan pihak-pihak tersebut Tugas Akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu, pada bagian ini khusus ditujukan untuk menyatakan rasa terima kasih penulis kepada pihak yang bersangkutan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai. 2. Sudarminto Basuki dan Lilik Sumartini selaku orang tua penulis yang telah melahirkan dan membesarkan penulis dengan penuh rasa cinta dan kasih sayang 3. Dr. Deni Suwardhi, ST., MT. sebagai pembimbing I yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dengan memberikan waktu dan saran yang berharga. 4. Dr. Ing. Ir. Himasari Hanan, M.Arch. sebagai pembimbing II yang telah memberikan banyak pengetahuan dalam aspek arsitektural 5. Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc sebagai Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB. 6. Staf pengajar Teknik Geodesi dan Geomatika yang telah membagi pengetahuan dan pengalaman luar biasa selama penulis berkuliah. 7. Staf Tata Usaha Teknik Geodesi dan Geomatika untuk segala dedikasi dalam membantu kelancaran proses administrasi selama penulis berkuliah. 8. Teman- teman mahasiswa seperjuangan. ii
KATA PENGANTAR Fotogrametri rentang dekat saat ini telah berkembang dan digunakan dalam berbagai aplikasi. Salah satu aplikasi dari metode ini adalah dalam pembuatan model tiga dimensi (3D) dengan ketelitian yang cukup tinggi hingga satuan millimeter. Pada desain arsitektur lanskap, pemodelan 3D ini sangat membantu dalam proses perencanaan untuk pembangunan suatu area sehingga sangat diperlukan model yang dapat merepresentasikan keadaan sebenarnya. Tugas Akhir ini bertujuan untuk memahami proses pembuatan model 3D untuk desain lansekap dengan menggunakan metode fotogrametri rentang dekat dan kemudian menggunakan teknik fotogrametri rentang dekat tersebut untuk menghasilkan model 3D yang baik dalam desain lansekap yang memuat aspek aristektur Dalam pengerjaanya, Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan baik dalam proses maupun hasil yang didapatkan. Dengan adanya kekurangan tersebut akan menjadi akan menjadi saran dalam penelitian lebih lanjut. Walaupun tidak sempurna, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat menambah wawasan bagi pembacanya. Bandung, Juli 2012 Penulis iii
ABSTRAK Pekerjaan desain lanskap arsitektur menuntut ketelitian pada setiap pengukurannya, karena pada setiap pembuatan desain sedapat mungkin dapat merepresentasikan keadaan sebenarnya yang ingin dibangun dengan sangat detail. Arsitek lanskap pada umumnya membuat desain lanskap 2 dimensi dalam skala besar dan kemudian menggunakan perangkat lunak untuk menciptakan keadaan bangunan sekitarnya. Metode ini menyebabkan ketelitian pada lanskap tersebut tidak dapat dipastikan, maka dari itu diperlukan suatu metode yang dapat mempermudah dalam visualisasi dan orientasi lanskap yang juga memiliki tingkat ketilitian yang tinggi. Fotogrametri rentang dekat (FRD) menyediakan kebutuhan pembuatan model tersebut dengan peralatan yang sederhana yaitu kamera non metrik. Metode ini dapat menghasilkan model yang akurat dan detail dengan pengolahan dari dua foto yang bertampalan. Pengolahan yang dilakukan hanya dengan penandaan pada titik-titik objek detail yang ada pada foto menggunakan perangkat lunak PhotoModeler Scanner. FRD juga dapat dikombinasikan dengan wahana unmanned aerial vehicle (UAV) dalam akuisisi data untuk memodelkan bentuk area dari udara agar mendapatkan lanskap area yang ingin di modelkan secara vertikal, kemudian dengan FRD secara terestris dilakukan pemodelan area tersebut dengan lebih detail secara horizontal. Dengan penggabungan FRD UAV dan terestris akan didapatkan model 3D lanskap secara keseluruhan. Setelah itu arsitek lanskap dapat melakukan pengolahan lebih lanjut untuk visualisasi area lanskap sesuai yang dibutuhkan dengan menggunakan perangkat lunak Google SketchUp. Kata Kunci :arsitektur lanskap, fotogrametri rentang dekat, model dijital 3D. iv
ABSTRACT Landscape architectural design demands precision in every measurement, because in each designs must represent the true state of an area if we wanted to build it with great detail. Landscape architect usually design a landscape area in two-dimensional large scale and then use software to create the buildings on the area. This method causes the precision in the landscape can not be ascertained, and therefore we need a method that can facilitate the visualization and landscape orientation with a high level of accuracy. Close range photogrammetry (CRP) provides manufacture of such models with simple non-metric cameras equipment. This method can produce accurate and detailed model with process of marking on objects points of detail in the overlaping photo images with PhotoModeler Scanner software. CRP can be combined with an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) on data acquisition to model the area from the air in order to get landscape area model vertically, then CRP in terrestrial modeling done with more detail of the area horizontally. With integration of UAVs and terrestrial CRP will get a 3D model of the landscape as a whole. After that landscape architects can do more processing to visualize of landscape area as needed on Google SketchUp software. Kata Kunci :landscape architecture, close range photogrammetry,3d digital model. v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... i LEMBAR PENGHARGAAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Metodologi Penelitian... 4 1.6 Sistematika Pembahasan... 5 BAB 2 STUDI LITERATUR... 6 2.1 Studi Kasus... 6 2.2 Fotogrametri Rentang Dekat... 8 2.2.1 Kalibrasi Kamera... 9 2.2.2 Prinsip Kesegarisan dalam Fotogrametri Rentang Dekat... 10 2.2.3 Perataan Berkas... 11 2.2.4 Target... 11 2.3 Akuisisi Data... 13 2.3.1 Unmanned Aerial Vehicle Fotogrametri... 13 vi
2.3.2 Terestrial Fotogrametri... 14 2.4 Pemodelan 3 Dimensi dan Visualisasi Desain Lanskap... 16 2.4.1 Dense Point Cloud... 16 2.4.2 Sparse Point... 17 2.5 Arsitektur Lanskap... 18 BAB 3 TAHAPAN STUDI... 21 3.1 Alat... 21 3.1.1 Kamera... 21 3.1.2 UAV... 24 3.2 Kalibrasi Kamera... 24 3.3 Pengambilan Data... 26 3.3.1 UAV Fotogrametri... 26 3.3.2 Terestrial Fotogrametri... 27 3.4 Pemodelan 3 Dimensi... 29 3.4.1 Marking... 29 3.4.2 Perataan Berkas... 31 3.4.3 Penyekalaan (Scalling)... 32 3.4.4 Proses penggabungan project... 33 3.5 Visualisasi Lanskap... 34 BAB 4 HASIL DAN ANALISIS... 35 4.1. Kalibrasi Kamera... 35 4.1.1 Hasil... 35 4.1.2 Analisis... 37 4.2 Pemodelan 3 Dimensi... 37 4.2.1 Hasil... 38 4.2.2 Analisis... 42 vii
4.3 Visualisasi Google SketchUp... 45 4.3.1 Hasil... 45 4.3.2 Analisis... 46 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 47 5.1 Kesimpulan... 47 5.2 Saran... 47 LAMPIRAN... 51 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1-1 Hasil digitasi foto udara perangkat lunak PhotoModeler Scanner... 3 Gambar 1-2 Hasil Point Cloud perangkat lunak PhotoModeler Scanner... 3 Gambar 1-3 Hasil Point Cloud perangkat lunak Bundler... 3 Gambar 1-4 Diagram Alir Metode Penelitian... 4 Gambar 2-1 Area Barat Lanskap Campus Centre... 7 Gambar 2-2 Area Timur Lanskap Campus Centre... 7 Gambar 2-3 Area Boulevard Campus Centre... 7 Gambar 2-4 Beberapa jenis frame kalibrasi... 9 Gambar 2-5 Ilustrasi prinsip kolinearitas... 10 Gambar 2-6 Target tanpa kode (Marker)... 12 Gambar 2-7 Target Berkode (Coded Target) Lingkaran Konsentris,... 12 Gambar 2-8 Target berkode (Coded Target) sebaran titik... 13 Gambar 2-9 Pembacaan coded target sebaran titik (Moe et al., 2010)... 13 Gambar 2-10 Helikopter model diterbangkan untuk foto udara (Eisenbeiß, 2009)... 14 Gambar 2-11 Pengambilan gambar foto stereo... 15 Gambar 2-12 Contoh konfigurasi untuk solusi bundle... 15 Gambar 2-13 Bentuk geometri pengambilan data secara stereo (Murtiyoso, 2011).. 17 Gambar 2-14 Marking antar foto udara yang bertampalan... 18 Gambar 2-15 Pengambilan Gambar Secara Konvergen (Murtiyoso, 2011)... 18 Gambar 2-16 Siklus desain... 19 Gambar 3-1 Kamera Nikon D5000... 21 Gambar 3-2 Kamera Nikon D60... 22 Gambar 3-3 Kamera Canon PowerShot S90... 23 Gambar 3-4 Frame kalibrasi Australis 7... 25 Gambar 3-5 Posisi Principal Point Australis (kiri) dan Photomodeler Scanner (kanan)... 26 Gambar 3-6 Foto udara dari UAV Easy Star... 27 Gambar 3-7 Sketsa proses pengambilan data... 27 Gambar 3-8 Foto Campus Center Barat dan Timur menggunakan kamera Nikon D5000... 28 ix
Gambar 3-9 Foto area lapangan basket dan lapangan segitiga menggunakan kamera Nikon D60... 28 Gambar 3-10 Foto area Boulevard menggunakan kamera Nikon D60... 28 Gambar 3-11Marking foto udara... 30 Gambar 3-12 Marking foto terestris CC Timur... 30 Gambar 3-13 Perataan berkas foto udara... 31 Gambar 3-14 Perataan berkas area lapangan basket... 31 Gambar 3-15 Penambahan titik detail dan marking garis pada foto udara... 32 Gambar 3-16 Proses penamaan objek natural pada foto udara dan Campus Centre Barat... 33 Gambar 3-17 Proses penggabungan antar project... 34 Gambar 4-1 Model 3D Campus Centre Timur... 38 Gambar 4-2 Model 3D Campus Centre Barat... 39 Gambar 4-3 Model area tangga boulevard Campus Centre... 39 Gambar 4-4 Model 3D lapangan segitiga... 40 Gambar 4-5 Model 3D lapangan basket... 41 Gambar 4-6 Tampak samping kiri model hasil penggabungan model... 41 Gambar 4-7 Tampak samping kanan model hasil penggabungan model... 42 Gambar 4-8 Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas model 3D pada PhotoModeler Scanner... 43 Gambar 4-9 Persebaran jumlah titik berdasarkan sudut pengambilan foto... 43 Gambar 4-10 Data ukuran sampel (garis merah)... 44 Gambar 4-11 Data ukuran sampel (garis merah)... 44 Gambar 4-12 Visualisasi Google SketchUp area lapangan basket... 45 Gambar 4-13 Visualisasi Google SketchUp area lapangan segitiga... 46 Gambar 4-14 Visualisasi Google SketchUp area boulevard Campus Centre... 46 x
DAFTAR TABEL Tabel 3-1 Spesifikasi Kamera Nikon D5000 (sumber: www.dpreview.com)... 22 Tabel 3-2 Spesifikasi kamera Nikon D60 (sumber: www.dpreview.com)... 23 Tabel 3-3 Spesifikasi kamera Canon PowerShot S90 (sumber: www.dpreview.com) 24 Tabel 4-1 Hasil kalibrasi kamera Canon PowerShot S90... 35 Tabel 4-2 Hasil Transformasi Koordinat XP dan YP kamera Canon PowerShot S90... 36 Tabel 4-3 Hasil kalibrasi kamera Nikon D60... 36 Tabel 4-4 Hasil transformasi koordinat XP dan YP kamera Nikon D60... 36 Tabel 4-5 Hasil kalibrasi kamera Nikon D5000... 37 Tabel 4-6 Hasil transformasi koordinat XP dan YP kamera Nikon D5000... 37 Tabel 4-7 Statistik hasil pemodelan CC Timur... 38 Tabel 4-8 Statistik hasil pemodelan CC Barat... 39 Tabel 4-9 Statistik hasil pemodelan area Boulevard... 40 Tabel 4-10 Statistik hasil pemodelan lapangan segitiga... 40 Tabel 4-11 Statistik hasil pemodelan foto lapangan basket... 41 Tabel 4-12 Perbandingan ukuran data sampel pada model dan keadaan sebenarnya 45 xi