BAB 4 ANALISIS 4.1
Analisis Perbandingan Posisi Titik
Kualitas koordinat dari suatu titik dalam suatu sistem koordinat dapat dilihat setelah melakukan trasformasi koordinat ke suatu sistem koordinat yang dianggap sistem koordinat yang benar. Ketika melakukan transformasi tersebut diperoleh Root Mean Square Residual yang menyatakan keakursian data relatif terhadap suatu data yang menjadi acuan. 4.1.1
Perbandingan Posisi Titik dari Elektronik Total Station dengan Fotogrametri Rentang Dekat
Dari hasil transformasi koordinat sebangun 3D dari sistem koordinat Fotogrametri Rentang Dekat ke sistem koordinat Elektronik Total Station pada tabel diperoleh RMS residual X sebesar 0.046 m, Y sebesar 0.029 m, dan Z sebesar 0.001 m. Dari hasil tersebut berarti perbedaan data yang diambil menggunakan metode Fotogrametri Rentang Dekat dan menggunakan Electronic Total Station memiliki perbedaan RMS terbesar pada posisi X, hal tersebut disebabkan oleh posisi x pada Fotogrametri Rentang Dekat sebenarnya sebelum dilakukan penyanaan sumbu koordinat mengukuti sistem sumbu koordinat ETS, komponen x pada Fotogrametri Rentang Dekat merupakan komponen z pada sistem model fotogrametri, sedangkan komponen z ini merupakan posisi yang sangat dipengaruhi oleh jarak antara pusat lensa ke objek dan pusat lensa ke sensor, sedangkan kamera yang digunakan adalah kamera non metrik yang posisi lensa dan sensornya kurang stabil. Selain dari pengaruh tersebut untuk keseluruhan komponen x, y dan z pada Fotogrametri Rentang Dekat juga dipengaruhi ketidaktelitian pada saat proses dijitasi titik, resolusi kamera, dan cara kalibrasi.
35
4.1.2
Perbandingan Posisi Titik dari Terrestrial Laser Scanner dengan Elektronik Total Station
Hasil transformasi dari sistem koordinat Terrestrial Laser Scanner ke sistem koordinat Elektronik Total Station berdasarkan tabel 3.7 didapat RMS residual X sebesar 0.032 m, RMS Residual Y sebesar 0.026 m dan RMS Residual Z sebesar 0.344 m. RMS residual tersebut dimungkinkan karena pengambilan data titik sekawan adalah titik sudut bangunan yang tidak tepat sama. Ketidaktepatan pengambilan data pada sudut bangunan dimungkinkan karena sudut dari bangunan secara fisik tidak membantuk sudut dikarenakan umur dari bangunan sendiri sudah cukup tua dan terjadi pengikisan pada permukaan bangunan, dan hampir tidak mungkin untuk membuat suatu bangunan yang memiliki sudut berdimensi titik. Selain itu pengambilan data menggunakan Terrestrial Laser Scanner dilakukan dengan cara griding yang memungkinkan titik yang diambil tidak tepat pada sudut bangunan. Selain itu berdasarkan pada persamaan perambatan kesalahan pada persamaa (3.1) maka nilai kesalahan terbesar akan terjadi pada komponen Y. 4.2
Analisis Perbandingan Sudut
Sudut yang diukur pada studi ini merupakan sudut yang dibentuk dari tiga buah titik koordinat dan ditentukan sudut dalamnya. Setelah dilakukan pengukuran secara grafis menggunakan perangkat lunak Auto CAD LDD 2004 didapat hasil yang ditunjukkan pada tabel 4.1.
36
Tabel 4.1 Hasil Perbandingan Sudut antara Metode Electronic Total Station., Fotogrametri Rentang Dekat dan Terrestrial Laser Scanner No.
Sudut
ETS
Laser
CRP
1
2.3.1
8°9'57.9"
6°59'26.9"
7°4'41.5"
ETS-Laser 1°10'30.9"
ETS-CRP 1°5'16.3"
Laser-CRP -0°5'14.6"
2
2.3.4
145°22'41.3"
142°25'43.8"
142°36'0.9"
2°56'57.5"
2°46'40.4"
-0°10'17.1"
3
2.3.5
144°20'59.5"
141°44'8.0"
141°32'2.3"
2°36'51.5"
2°48'57.2"
0°12'5.7"
4
2.3.6
164°14'47.3"
160°40'33.9"
160°57'54.7"
3°34'13.3"
3°16'52.5"
-0°17'20.7"
5
2.3.7
79°13'57.2"
84°51'59.7"
84°25'54.8"
-5°38'2.5"
-5°11'57.6"
0°26'4.9"
6
2.3.8
6°37'6.3"
8°3'45.6"
6°31'58.9"
-1°26'39.2"
0°5'7.4"
1°31'46.7"
7
2.3.9
10°29'44.2"
9°16'29.8"
9°20'31.7"
1°13'14.3"
1°9'12.5"
-0°4'1.8"
8
1.4.3
13°38'56.9"
14°15'19.6"
10°44'43.1"
-0°36'22.6"
2°54'13.7"
3°30'36.4"
9
1.4.6
21°38'4.0"
21°34'41.6"
21°9'56.1"
0°3'22.4"
0°28'7.8"
0°24'45.4"
10
1.4.7
12°50'51.6"
13°14'2.0"
10°19'5.3"
-0°23'10.4"
2°31'46.2"
2°54'56.7"
11
3.1.2
7°17'41.2"
6°12'50.8"
6°27'32.6"
1°4'50.3"
0°50'8.6"
-0°14'41.7"
12
3.1.4
29°10'13.7"
30°18'19.6"
30°11'59.2"
-1°8'5.9"
-1°1'45.5"
0°6'20.3"
13
3.1.5
29°46'42.0"
30°43'44.8"
30°48'47.1"
-0°57'2.7"
-1°2'5.1"
-0°5'2.4"
14
3.1.6
8°54'52.5"
9°40'28.0"
9°37'13.5"
-0°45'35.5"
-0°42'21.0"
0°3'14.5"
15
3.1.7
3°22'52.1"
3°46'25.2"
3°6'45.1"
-0°23'33.1"
0°16'7.0"
0°39'40.1"
16
3.1.8
5°33'39.1"
6°1'27.1"
5°5'44.0"
-0°27'47.9"
0°27'55.1"
0°55'43.1"
17
3.1.9
79°55'52.3"
77°23'40.4"
79°33'5.9"
2°32'11.9"
0°22'46.4"
-2°9'25.4"
18
5.6.1
136°52'22.0"
136°41'11.0"
136°5'52.4"
0°11'11.0"
0°46'29.6"
0°35'18.5"
19
5.6.2
144°44'51.3"
144°32'21.2"
143°54'43.2"
0°12'30.1"
0°50'8.1"
0°37'37.9"
20
5.6.3
151°16'7.9"
152°37'2.5"
152°1'23.8"
-1°20'54.5"
-0°45'15.8"
0°35'38.7"
21
5.6.4
2°31'5.6"
1°30'26.0"
2°32'2.2"
1°0'39.6"
-0°0'56.6"
-1°1'36.2"
22
5.6.7
147°27'49.4"
148°43'17.5"
148°53'16.9"
-1°15'28.0"
-1°25'27.4"
-0°9'59.4"
23
5.6.8
142°58'3.4"
142°30'51.3"
142°7'37.9"
0°27'12.0"
0°50'25.4"
0°23'13.4"
135°40'28.4"
135°35'21.6"
134°57'14.2"
0°5'6.75" -5°38'2.5"
0°43'14.2" -5°11'57.6"
0°38'7.4" 3°30'36.4"
0°3'22.4"
0°0'56.6"
0°3'14.5"
1º18'48.9''
1º20'58.2''
0º44'42.0''
24 5.6.9 Nilai maksimum Nilai minimum Rata-rata
Selisih Sudut antara Fotogrametri Rentang Dekat dengan Electronic Total Station 1. Selisih Sudut Terbesar antara CRP dengan ETS pada sudut 2.3.7 untuk jarak 2-3 sebesar 1.8355 m dan jarak 3-7 sebesar 0.2333 m (Jarak menggunakan data ETS). = -5°11'57.6" 2. Selisih Sudut Terkecil antara CRP dengan ETS pada sudut 5.6.4 untuk jarak 5-6 sebesar 5.7658 m dan jarak 6-4 sebesar 2.3329 m. 3. Rata-rata Selisih Sudut antara CRP dengan ETS
= -0°0'56.6" = 1º20'58.2''
37
Selisih Sudut antara Fotogrametri Rentang Dekat dengan Terrestrial Laser Scanner 1. Selisih Sudut Terbesar antara CRP dengan Laser Scanner pada sudut 1.4.3 untuk jarak 1-4 sebesar 11.1190 dan jarak 4-3 sebesar 7.9784 = 3°30'36.4" 2. Selisih Sudut Terkecil antara CRP dengan Laser Scanner pada sudut 3.1.6 untuk jarak 3-1 sebesar 3.8536 dan jarak 1-6 sebesar 6.0622 = 0°3'14.5" 3. Rata-rata Selisih Sudut antara CRP dengan Laser Scanner
= 0º44'42.0''
Selisih Sudut antara Terrestrial Laser Scanner dengan Electronic Total Station 1. Selisih Sudut Terbesar antara Laser Scanner dengan ETS pada sudut 2.3.7 untuk jarak 2-3 sebesar 1.8355 m sedangkan jarak 3-7 sebesar 1.8065 m = -5°38'2.5" 2. Selisih Sudut Terkecil antara Laser Scanner dengan ETS pada sudut 1.4.6 untuk jarak 1-4 sebesar 11.1190 m sedangkan jarak 4-6 sebesar 5.8379 m = 0°3'22.4" 3. Rata-rata Selisih Sudut antara Laser Scanner dengan ETS
= 1º18'48.9''
Grafik Prosentase Selisih Sudut Terhadap Sudut ETS antara ETS dengan CRP
Selisih Sudut (%)
25 20 15 10 5 0 0
50
100 Besar Sudut (Derajat)
150
200
Gambar 4.1 Grafik Prosentase Selisih Sudut antara Fotogrametri Rentang Dekat dengan Electronic Total Station
38
Grafik Prosentase Selisih Sudut Terhadap Sudut ETS antara ETS dengan Laser Scanner 45 40
Selisih Sudut (%)
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0
50
100 Besar Sudut (Derajat)
150
200
Gambar 4.2 Grafik Prosentase Selisih Sudut antara Terrestrial Laser Scanner dengan Electronic Total Station
Grafik Prosentase Selisih Sudut Terhadap Sudut ETS antara Laser Scanner dengan CRP 45 40
Selisih Sudut (%)
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0 -10
50
100
150
200
Besar Sudut (Derajat)
Gambar 4.3 Grafik Prosentase Selisih Sudut antara Terrestrial Laser Scanner dengan Electronic Total Station
39
Berdasarkan tabel 4.1 dapat di lihat bahwa untuk data sudut rata-rata selisih yang terbaik adalah selisih antara pengukuran menggunakan Terrestrial Laser Scanner dan Fotogrametri Rentang Dekat yaitu sebesar 0º44'42.0'', hal ini berarti bahwa besarnya sudut antara pengukuran menggunakan Terrestrial Laser Scanner dengan pengukuran menggunakan Fotogrametri Rentang Dekat memiliki keterdekatan secara bentuk geometri sudut, atau memiliki kecenderungan data yang sama. Dari grafik pada gambar 4.1, 4.2, dan 4.3 terlihat bahwa terdapat korelasi antara besar sudut dengan prosentase selisih sudut yaitu besarnya sudut berbanding terbalik terhadap prosentase selisih sudut, hal ini berarti semakin basar sudut prosentase selisih sudutnya semakin kecil.
4.3
Analisis Perbandingan Jarak
Hasil selisih jarak dengan perhitungan secara numeris antara metode Electronic Total Station dengan Terrestrial Laser Scanner dan selisih jarak antara metode Electronic Total Station dengan Fotogrametri Rentang Dekat ditunjukkan tabel 4.2. Tabel 4.2 Hasil Perbandingan Jarak antara Metode Electronic Total Station, Terrestrial Laser Scanner dan Fotogrametri Rentang Dekat. Selisih No.
Jarak
ETS (m)
Laser (m)
CRP (m)
Laser-ETS (m)
CRP-ETS (m)
CRP-Laser (m)
1
1-2
2.0533
2.0839
2.0539
0.0306
0.0005
-0.0301
2
1-3
3.8536
3.9113
3.9015
0.0577
0.0480
-0.0098
3
1-4
11.1190
11.1451
11.0843
0.0261
-0.0347
-0.0608
4
1-5
11.0007
11.0787
10.9527
0.0780
-0.0480
-0.1260
5
1-6
6.0622
6.0778
6.0654
0.0156
0.0032
-0.0124
6
1-7
3.7942
3.8760
3.8696
0.0819
0.0754
-0.0065
7
1-8
2.0522
2.0872
2.0548
0.0351
0.0027
-0.0324
8
1-9
0.2150
0.2278
0.2113
0.0128
-0.0037
-0.0165
9
2-3
1.8355
1.8534
1.8750
0.0179
0.0395
0.0216
10
2-4
9.5460
9.5512
9.5160
0.0052
-0.0300
-0.0352
11
2-5
9.4438
9.4960
9.4009
0.0522
-0.0429
-0.0951
12
2-6
4.1296
4.1122
4.1305
-0.0174
0.0010
0.0183
13
2-7
1.8065
1.8483
1.8664
0.0418
0.0599
0.0181
14
2-8
0.2116
0.2603
0.2133
0.0487
0.0018
-0.0470
15
2-9
2.0446
2.0606
2.0415
0.0160
-0.0031
-0.0191
16
3-4
7.9784
8.0151
7.9581
0.0367
-0.0203
-0.0570
17
3-5
7.8915
7.9712
7.8602
0.0796
-0.0314
-0.1110
18
3-6
2.3329
2.3173
2.3126
-0.0156
-0.0203
-0.0047
40
Selisih No.
Jarak
ETS (m)
Laser (m)
CRP (m)
Laser-ETS (m)
CRP-ETS (m)
CRP-Laser (m)
0.0267
0.0418
0.0152 0.0008
20
3-8
1.8219
1.8486
1.8638
21
3-9
3.8218
3.8680
3.8688
0.0461
0.0470
22
4-5
0.2650
0.1579
0.2690
-0.1071
0.0040
0.1110
23
4-6
5.8379
5.8764
5.8258
0.0385
-0.0121
-0.0506
24
4-7
7.9278
7.9313
7.8948
0.0035
-0.0330
-0.0365
25
4-8
9.4612
9.4532
9.4284
-0.0080
-0.0328
-0.0248
26
4-9
11.0225
11.0384
10.9877
0.0159
-0.0348
-0.0507
27
5-6
5.7658
5.8420
5.7427
0.0762
-0.0231
-0.0993
28
5-7
7.8339
7.8827
7.7904
0.0489
-0.0434
-0.0923
29
5-8
9.3540
9.3943
9.3083
0.0402
-0.0457
-0.0860
30
5-9
10.9001
10.9694
10.8521
0.0693
-0.0480
-0.1173
31
6-7
2.3331
2.2829
2.2866
-0.0502
-0.0465
0.0036
32
6-8
4.0828
4.0599
4.0817
-0.0229
-0.0011
0.0218
33
6-9
6.0035
6.0059
6.0050
0.0024
0.0015
-0.0009
34
7-8
1.7664
1.8073
1.8310
0.0409
0.0646
0.0237
35
7-9
3.7500
3.8181
3.8256
0.0681
0.0755
0.0074
2.0213
2.0356
2.0206
0.0143 0.1071
-0.0007 0.0755
-0.0151 0.1260
Nilai minimum
0.0024
0.0005
0.0008
Rata-rata
0.0024
0.0289
0.0423
36 8-9 Nilai maksimum
Selisih Jarak antara CRP dengan ETS 1. Selisih Jarak Terbesar antara CRP dengan ETS pada jarak antara titik 1 dengan titik 7 sebesar 3.7942 m = 0.0755 m. 2. Selisih Jarak Terkecil antara CRP dengan ETS pada jarak antara titik 1 dengan titik 2 sebesar 2.0533 m = 0.0005 m. 3. Rata-rata Selisih Jarak antara CRP dengan ETS = 0.0289 m.
Selisih Jarak antara CRP dengan Laser Scanner 1. Selisih Jarak Terbesar antara CRP dengan Laser Scanner pada jarak antara titik 1 dengan titik 5 sebesar 11.0007 m= 0.1260 m. 2. Selisih Jarak Terkecil antara CRP dengan Laser Scanner pada jarak antara titik 3 dengan titik 9 sebesar 3.8218 m = 0.0008 m. 3. Rata-rata Selisih Jarak antara CRP dengan Laser Scanner = 0.0423 m.
Selisih Jarak antara Laser Scanner dengan ETS 1. Selisih Jarak Terbesar antara Laser Scanner dengan ETS pada jarak antara titik 4 dengan titik 5 sebesar 0.2650 m = 0.1071 m.
41
2. Selisih Jarak Terkecil antara Laser Scanner dengan ETS pada jarak antara titik 6 dengan titik 9 sebesar 6.0035 m = 0.0024 m. 3. Rata-rata Selisih Jarak antara Laser Scanner dengan ETS = 0.0024 m. Untuk meliahat kecenderungan dan korelasi dari data jarak terhadap panjang jarak dapat ditunjukkan dengan grafik.
Grafik Prosentase Selisih Jarak Terhadap Jarak ETS antara Laser Scanner dengan ETS
45 40
Selisih Jarak (%)
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0
2
4
6 Jarak (m)
8
10
12
Gambar 4.4 Grafik Prosentase Selisih Jarak antara Terrestrial Laser Scanner dengan Electronic Total Station Grafik Prosentase Selisih Jarak Terhadap Jarak ETS antara CRP dengan ETS
9
Selisih Jarak (%)
8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
2
4
6
8
10
12
Jarak (m)
Gambar 4.5 Grafik Prosentase Selisih Jarak antara Fotogrametri Rentang Dekat dengan Electronic Total Station
42
Grafik Prosentase Selisih Jarak Terhadap Jarak ETS antara Laser Scanner dengan CRP
45 40
Selisih Jarak (%)
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0
2
4
6
8
10
12
-10
Jarak (m)
Gambar 4.6 Grafik Prosentase Selisih Jarak antara Terrestrial Laser Scanner dengan Fotogrametri Rentang Dekat
Dari data jarak dapat dinyatakan bahwa rata-rata jarak yang terbaik adalah selisih jarak antara Terrestrial laser scanner dan Electronic Total Station yaitu sebesar 0.0024 m Data Electronic Total Station apabila diselisihkan dengan data dari Fotogrametri Rentang Dekat akan memiliki rata-rataselisih 0.0289 m dan data Fotogrametri Rentang Dekat apabila diselisihkan dengan data dari Terrestrial Laser Scanner maka akan memiliki rata-rata selisih 0.0423 m, hal ini dimungkinkan karena kurangnya constraint pada data Fotogrametri Rentang Dekat sehingga kualitas data jaraknya juga kurang baik. Berdasarkan grafik pada gambar 4.4, 4.5, dan 4.6 dengan pendekaran regresi polynomial terlihat bahwa besarnya prosentase selisih sudut berbanding terbalik terhadap besar sudut, jadi semakin besar suatu sudut maka nilai prosentase selisihnya akan semakin kecil demikian juga sebaliknya. 4.4
Analisis Nilai Perambatan Kesalahan
Berdasarkan tabel 3.4 diperoleh nilai rata-rata residual dari metode Fotogrametri Rentang Dekat untuk titik sekawan dari dengan nilai rata-rata X sebesar 0.02386 m, nilai rata-rata Y sebesar 0.1239 m dan nilai rata-rata Z sebesar 0.00087 m, apabila dilihat dari nilai resolusi sapasial pada metode Fotogrametri Rentang
43
Dekat sebesar 3.714 mm maka nilai rata-rata residu untuk komponen X dan Y tidak sesuai. Ketidak sesuaian ini disebabkan karena kesalahan pada saan digitasi, ketidakstabilan posisi lensa dan sensor dan metode kalibrasi yang digunakan pada studi yaitu pre calibration yang dilakukan di laboratorium.
Berdasarkan tabel 3.5 diperoleh nilai rata-rata residual dari metode Terrestrial Laser Scanner untuk titik sekawan dengan nilai rata-rata X sebesar 0.02438 m, Nilai Y sebesar 0.01845 m, dan nilai Z sebesar 0.06809 m. Apabial dibandingkan dengan ketelitian posisi pada spesifikasi alat yaitu sebesar ± 6 mm, nilai residu untuk komponen X, Y, dan Z tidak ada yang sesuai, hal ini dimungkinkan karena alat Terrestrial Laser Scanner sudah mengalami sedikit penyimpangan pada komponen yang digunakan untuk memutar cermin dan Laser Range Finder, oleh karena itu alat yang digunakan harus dikalibrasi. 4.5
Analisis Efektifitas dan Efisiensi Metode Pemodelan 3D
Pemodelan 3D menggunakan metode Fotogrametri Rentang Dekat, Electronic Total Station dan Terrestrial Laser Scanner memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing. Dari kelebihan dan kekurangan yang dimiliki pada masingmasing metode dapat di analisis metode yang lebih efektif dan efisien untuk melakukan pemodelan suatu objek 3D.
44
Tabel 4.3 Perbandingan Metode Pemodelan 3D No
Pembanding
Metode Pemodelan 3D ETS (Topcon GPT-3005 LN)
1.
Harga Alat
Rp. 170.000.000 (PT Geocal)
2.
Software Pengolahan
Auto CAD LDD 2004 Harga $ 5500 US (PT. Almega Geosystem)
3.
Waktu Pengambilan Data (Studi Kasus Objek Boscha) Proses Pengolahan Data dan Pemodelan 3D Kebutuhan Komputer untuk Pengolahan Data dan Modeling Ketelitian jarak
2 Hari
Terrestrial Laser Scanner (Leica Scan Stasion 2) Rp. 1.800.000.000Rp. 2.000.000.000) (PT. Almega Geosystem) Cyclone 5.5 sp1 Harga $ 17500 US (PT. Almega Geosystem) 1 Hari
3 Hari
7 Hari
3 Hari
Minimum Pentium 4 RAM 256 MB VGA Card On Board
Minimum Pentium 4 Dual Core RAM 1 GB VGA Card 256 MB Distance* 4mm Angle
Minimum Pentium 4 RAM 256 MB VGA Card On Board
4.
5.
6.
7.
Ketelitian Sudut
5mm m.s.e (above 25m) 10mm m.s.e. (1.5 to 25m) 3” (1.0mgon)
5” (1.5mgon)
Fotogrametri Rentang Dekat (Kamera DSLR Nikon D60) Rp. 7.140.000 (www.Tokocamzone.com)
Photomodeler Pro 5 Harga $995 us (http//www.photomodeler. com/) 2 jam
Dengan Resolusi kamera 12 MP, jarak pemotretan 20 m, jarak fokus 28 mm resolusi
spasial
sebesar
3.714 mm.
Dari 5 parameter pembanding pada tabel 4.3 dapat dianaliais penggunaan metode yang tepat untuk pengambilan data objek 3D. Untuk pemodelan objek 3D yang tidak membutuhkan ketelitian yang sangat tinggi, akan ekonomis apabila menggunakan metode Fotogrametri Rentang Dekat. Apabila menginginkan ketelitian yang tinggi dengan detail yang sederhana akan lebih ekonomis apabila pengambilan data dilakukan menggunakan Electronic Total Station, sedangkan bila menginginkan ketelitian yang tinggi dan dengan tingkat detail objek yang tinggi juga dapat digunakan metode Terrestrial Laser Scanner.
45
