BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang VICO atau Virginia Indonesia Company, merupakan salah satu perusahaan Kontraktor Kontrak Kerja Sama (KKKS) ditunjuk BPMIGAS untuk melakukan proses pengeboran minyak dan gas bumi. Berdiri dengan nama awal HUFFCO Indonesia atau Huffington Company Indonesia yang didirikan oleh pengusaha minyak asal Texas, Roy Huffington dan pengusaha asal Virginia, General Arch Sproul. Dengan menggandeng perusahaan Ultramar Indonesia Limited, Union Texas East Kalimantan Limited dan Universe Tankships, Inc., pada bulan Februari 1972 HUFFCO menemukan daerah Badak, sebagai salah satu cadangan minyak dan gas terbesar di Kalimantan Timur. VICO mengoperasikan 7 lapangan produksi minyak dan gas bumi di daratan (onshore) Kalimantan Timur, Indonesia, dekat dengan Delta Mahakam. Lapangan-lapangan itu adalah Badak, Nilam, Pamaguan, Semberah, Mutiara, Beras, and Lempake. Produksi minyak dan gas bumi yang dihasilkan lapangan-lapangan tersebut diproses di empat stasiun produksi. Stasiun produksi pertama yang dibangun adalah Badak (1972), diikuti Nilam (1982), Mutiara (1990) dan Semberah (1991). Pada proyek ini, Vico Indonesia berencana untuk memodifikasi beberapa produksi lapangan antara lain untuk iventarisasi pipa dan model 3D pipa yang berlokasi di Pamaguan, Plant Satellite Nilam 2, Nilam 4, Nilam 5 dan Badak, Kalimantan Timur. PT. Vico Indonesia melalui PT. Rekayasa Engineering melakukan penawaran untuk proyeknya dan meminta PT. Lidar Indonesia Geospasial untuk melakukan pengukuran laser scanner di daerah tersebut untuk mendukung proyek mereka. Terrestrial Laser scanner merupakan alat pemindai yang mampu menghasilkan suatu kenampakan dari obyek yang diukur dalam bentuk 3D. Bentuk 3D yang dihasilkan merupakan kumpulan dari jutaan titik (point cloud), disetiap titik memiliki
nilai vector (x, y dan z). Hasil dari scanning menghasilkan visualisasi 3D sesuai obyek sebenarnya dimana sebelumnya harus dilakukan suatu proses registrasi. Registrasi merupakan proses penggabungan data hasil perekaman laser scanner dari berbagai posisi berdiri alat (scanworld) kedalam satu sistem koordinat yang sama atau tunggal. Registrasi yang digunakan adalah registrasi berbasis target (target based registration), dimana pada metode registrasi ini menggunakan target yang berfungsi sebagai obyek acuan untuk registrasi. Target pada metode ini berupa target planar cyrax yang dipasang disekitar area obyek yang diidentifikasikan pada saat perekaman data dilapangan maupun saat post processing. Registrasi pada pengunaan metode berbasis target berupa data konstrain yang disebut sebagai tie point, dimana tie point yang dimaksud pada target berupa pusat koordinat dari suatu target yang digunakan. Metode terrestrial laser scaning mempunyai beberapa keunggulan antara lain dalam satu kali berdiri alat dapat merekam ribuan hingga jutaan titik sehingga mempersingkat waktu pengukuran. Data yang dihasilkan berupa data DTM sehingga akan mempercepat proses perekaman datanya. Pengukuran menggunakan alat ini sangat cocok untuk pengukuran pipa, karena bisa mengambil gambar secara detil kerumitan jalur pipa dan lebih akurat data pengambilanya. Teknik ini dapat memvisualisasikan data yang diukur untuk memantau kelengkapan data ukuran. Pengukuran dilakukan secara otomatis sehingga akan meminimalisir kesalahan karena kelalaian pengukur. Kelemahan dari teknik ini antara lain harga alat yang mahal serta dibutuhkan komputer dengan spesifikasi yang tinggi untuk pengolahan datanya, selain itu karena dimensinya yang besar akan mengurangi fleksibilitas dalam pengukurannya. Dalam proyek ini dilakukan pengukuran mengunakan teknologi Terresrial Laser Scanner di Plant Satellite Nilam 2, PT. Vico Indonesia, dimana hasil penyiaman dari alat laser scanner berbentuk point could yang nantinya di registrasi menggunakan metode target to target untuk menggabungkan point cloud hasil penyiaman. Point cloud yang telah teregistrasi dijadikan acuan untuk pemodelan 3 dimensi.
I.2 Batasan masalah Pada proyek ini batasan masalah yang digunakan yaitu 1.
:
Lokasi area proyek adalah Plant Satellite Nilam 2, PT. Vico Indonesia, Kalimantan Timur.
2.
Metode registrasi data menggunakan metode target to target
3.
Kualitas hasil registasi ditentukan dari nilai RMSE pada tiap target
4.
Tampilan data dalam bentuk model space
5.
Sistem koordinat yang digunakan dalam proyek ini adalah sistem koordinat lokal yang mengacu pada scanworld 1.
I.3 Tujuan Proyek Tujuan proyek ini adalah melakukan pengukuran Plant Satelitte Nilam 2, menggunakan terrestial laser scanner scanstation 2 dengan registrasi metode target to target.
I.4 Manfaat Proyek Manfaat proyek ini adalah untuk pemodelan 3D Plant Satelitte Nilam 2 agar bisa mengetahui jalur rancangan pipa dari model yang telah dibuat tanpa harus penijawan ke lapangan serta untuk invetarisasi pipa yang ada di Plant Satelitte Nilam 2.
I.5 Landasan Teori I.5.1. Terrestrial laser scanner Terrestrial Laser Scanner adalah suatu peralatan yang memanfaatkan aplikasi sinar laser dimana digunakan untuk penyiaman suatu kenampakan obyek dengan memanfaatkan sensor aktif. Laser merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik, umumnya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dengan mata normal, melalui proses pancaran terstimulasi. LASER sendiri kepanjangan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. (Lichti 2004). Sensor aktif ini memberikan suatu keuntungan yaitu tidak adanya ketergantungan terhadap kondisi pencahayaan yang mungkin berbeda secara signifikan misal daerah bervegetasi. Hasil dari peyiaman ini memperoleh kumpulan titik-titik 3D (X, Y dan Z) atau point cloud dari obyek tersebut secara cepat dan akurat dalam jumlah titik penyiaman ( point cloud ) yang banyak dan real time. Terdapat 2 jenis scanner berdasarkan sistem pengukurannya, antara lain 1.
:
Time of flight scanner. Akurasi rendah karena merupakan tipe scanner jarak jauh dengan cakupan 1,5 – 6.000 meter. Scanner jenis ini cepat dalam melakukan akuisisi data dan titik yang didapat hingga mencapai 11.000 – 122.000 titik setiap detiknya.
2.
Phase comparison scanner. Akurasi yang dihasilkan tinggi karena merupakan tipe scanner jarak menengah. Akan tetapi, scanner jenis ini dapat mengukur hingga 1.000.000 titik setiap detiknya. Kelebihan Terrestrial Laser Scanner dibandingkan dengan alat ukur
konvensional lainnya yaitu pengambilan data lebih cepat dan kualitas hasil pengukuran yang jauh lebih akurat. Kemudian untuk pengambilan data dan pengukuran dapat dilakukan dari jarak yang cukup jauh sehingga efisiensi dan keselamatan pekerja dapat terjamin, kemudian densitas titik yang didapat sangat tinggi sehingga menjamin survey topografi yang lengkap dan cepat. (Lichti 2004). Scanner Scantations 2 merupakan salah satu alat dibidang survei yang berbasis 3D laser mapping yang dikeluarkan oleh Leica Geosistems. Karakteristik Laser Scanner Scantation 2 dalam melakukan perekaman data yaitu setiap titik obyek direkam dengan ketelitian yang tinggi. Banyaknya titik obyek yang direkam pada
satu kali berdiri alat mencapai ribuan, bahkan jutaan titik, sehingga data hasil perekam dikenal dengan nama Point Cloud (titik awan). Banyaknya titik yang direkam dapat diatur dengan mengatur jarak spasi titik obyek yang akan di rekam. Secara umum spesifikasi dari Laser Scanner Scantation 2 bisa dilihat di lampiran B (Leica Geosistems, 2001) I.5.2 Sistem perekaman data Prinsip dasar perekaman data pada laser scanner adalah pulsa ditransmisikan tercermin dari obyek yang kemudian dikembalikan ke sistem penerima yaitu memancarkan gelombang sinar laser hingga mengenai obyek yang diukur kemudian obyek tersebut memantulkan kembali gelombang sinar tersebut ke sistem penerima (Kholiq, 2006). Selama proses pancaran gelombang diperoleh perbedaan lama waktu saat gelombang laser dipancarkan keobyek dan waktu saat gelombang dipantulkan kembali ke alat laser scanner. Perbedaan waktu tersebut yang digunakan dalam menentukan jarak ukuran dari scan head ke obyek. Adapun prinsip perekaman data jarak dan arah jalannya sinar laser dapat dijelaskan pada ganbar berikut :
Gambar I.1 Perekaman data jarak (Reddington, 2005) Persamaan untuk menentukan jarak ukuran dari scan head ke obyek pada laser scanner sebagai berikut : Distance ( R ) = ( C x △T )/2 …...…………........................……………………(1.1) Dimana :
R
: jarak scanner dari titik obyek
C
: kecepatan gelombang sinar laser ( 3 x 108 m/s)
△T
: jumlah waktu pergi dan pulang
Data yang direkam berupa data sudut horizontal (α), sudut vertikal (β), dan jarak antara pusat koordinat scanner dengan obyek yang direkam (R) seperti pada persamaan 1.2. dan Seperti dapat dilihat pada Gambar 1.2 prinsip perekaman data scanner untuk bidang X dan Y dijadikan sebagai reference plane dalam koordinat scan. Laser bergerak dari atas ke bawah dan ke samping kanan sesuai dengan arah perputaran jarum jam (Handoko 2005). Dimana hasil pengukuran maka koordinat 3D obyek yang direkam dapat ditentukan dengan persamaan berikut : X= R . cos β.Sin α....……………………..........................……………….….……(1.2) Y= R . cos β. cos α …….………..………………………….…......................…....(1.3) Z= R . sin β…………….…………….………………….….…..............................(1.4)
Dimana : R
: jarak dari scanner ke titik obyek
α
: sudut horizontal titik obyek
β
: sudut vertikal obyek
X,Y,Z
: koordinat titik point cloud Z+ Titik obyek R β
Pusat origin O
α
X+
Proyeksi obyek pada bidang XY Gambar I.2. Prinsip perekaman data dengan scanner (Soeta’at 2005) Y+
I.5.3. Registrasi data titik awan (point cloud) Data hasil penyiaman kemudian dilakukan registrasi. Fungsi dilakukannya registrasi adalah untuk proses penggabungan data hasil perekaman kedalam satu sistem koordinat tunggal. Penggabungan ini merupakan gabungan data-data dari beberapa posisi hasil penyiaman (scanworld) agar semua scanworld bisa menjadi satu sistem yang sama. Ada 3 metode yang digunakan dalam melakukan registrasi data (Reddington, 2005). yaitu: 1.
Metode target to target, pada metode target to target titik ikat yang digunakan untuk registrasi adalah titik target yang dipasang di sekitar obyek dan diidentifikasi pada saat perekaman data. Bentuk target beraneka ragam ada yang berbentuk target bola yang terbuat dari bahan khusus, kemudian target lainnya berupa target planar hitam putih, kemudian target khusus seperti cyrax target yang berbentuk plan bulat dan masih banyak yang lain. Target diletakkan secara merata ke areal penyiaman dari berbagai posisi berdiri alat atau diletakkan pada cakupan scanner yang bisa terlihat dari berbagai arah tempat berdiri scanner. Identifikasi target kemudian dilakukan untuk pada masing-masing titik target tersebut. Persebaran titik target yang merata dan banyak akan memberikan kualitas registrasi yang lebih baik dari pada metode cloud to cloud. Ketentuan ini berlaku dengan syarat minimal titik target yang saling terlihat antara scanworld harus minimal 3 titik target. Dikarenakan pada sistem transformasi koordinat 3D terdapat 7 parameter.
2.
Metode cloud to cloud, titik ikat yang digunakan untuk registrasi didapat dari titik – titik obyek hasil perekaman sehingga pada saat perekaman target tidak perlu pemasangan target. Syarat agar scanworld dapat diregistrasi, maka antar scanworld harus memiliki pertampalan atau overlap antar scan point cloud minimum sebesar 20 % dari daerah yang direkam. Kelebihan metode cloud to cloud adalah apabila hasil registrasi memiliki ketelitian yang kurang maka data diulang lagi dengan menggunakan titik ikat yang lain tanpa harus melakukan pengukuran kembali. Selain itu dengan registrasi metode cloud to cloud maka lebih efisien dalam hal waktu dan biaya, karena pada saat melakukan pengukuran tidak memerlukan identifikasi target sehingga waktu yang dibutuhkan lebih singkat. Kekurangan untuk metode ini kualitas registrasinya
paling rendah dibanding dengan metode lainnya. Dalam registrasi metode cloud to cloud, registrasi dapat dilakukan dengan 2 cara yitu registrasi secara bertahap dan registrasi secara keseluruhan. Dalam registrasi secara bertahap, registrasi scanworld dilakukan dalam beberapa tahap registrasi. Dalam registrasi secara keseluruhan, semua scanworld diregistrasi dalam satu kali tahapan registrasi. 3.
Metode kombinasi antara metode Clouds to Clouds dengan Target to Target yaitu suatu metode dengan proses registrasi yang dilakukan secara kombinasi yaitu antara cloud to cloud dengan target to target. Sehingga untuk kualitas hasil registrasi dan ukurannya untuk metode ini memiliki kualitas yang lebih baik dibanding dengan cloud to cloud maupun target to target. Prinsip dasar proses registrasi mengacu pada transformasi koordinat sebangun
3 dimensi dimana parameter transformasinya diperoleh dari hubungan antar SW dengan menggunakan data konstrain, karena jumlah persamaan lebih banyak dari jumlah parameter maka nilai parameter ditentukan berdasarkan
algoritma ICP
dengan metode hitung kuadrat terkecil (Besl, 1992). I.5.3.1 Jenis dan bentuk target pada target based registration Metode target based registration sering diterapkan dalam pengukuran untuk bidang sipil. Proses registrasinya memanfaatkan suatu titik ikat atau titik kontrol yang terbentuk dari titik pusat target yang digunakan (target based). Hasil registrasi target based memiliki kualitas yang lebih baik atau akurat dibanding metode cloud to cloud. Kualitas untuk metode target lebih baik karena dengan target untuk registrasinya menggunkan tie point atau titik sekutu yang diperoleh dari koordinat pusat target, kemudian tie point tersebut dijadikan sebagai titik ikat untuk membawa satu sistem ke sistem referensi. Penentuan pusat titik target (tie point) yang digunakan sebagai titik ikat tersebut berbeda-beda sesuai target yang digunakan, dalam pekerjaan ini target yang digunakan adalah target planar. Pusat target planar tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan cara solusi hitungan kuadrat terkecil (least square) dengan menerapkan rumus persamaan lingkaran. Bentuk dan jenis untuk target based ada beberapa macam, dan yang umum digunakan planar, target hitam putih, sphere (bola), cyrax planar dan reflective
target, dimana ini merupakan target-target khusus yang diterapkan pada proses pengambilan data metode target. Namun ada juga yang menggunakan target natural contohnya suatu obyek misal lampu taman yang berbentuk bola yang bisa terlihat di setiap scanworld dan misal obyek lainnya yang bisa digunakan untuk titik sekutu. Bentuk target umum yang digunakan dalam target based meliputi (Elkhrachy, 2008): 1.
Sphere (bola) Permukaan bola merupakan tempat kedudukan dari kumpulan titik ujung vektor-vektor di dalam ruang yang titik awalnya adalah titik tertentu, dan panjangnya adalah konstant. Titik awal tertentu itu disebut titik pusat bola, dan panjang vektor yang konstant itu disebut jari-jari bola. Hasil scanning dari bola menghasilkan bentuk yang konsisten dari berbagai sudut cakupan scanner selama proses perekaman data dan dapat mengestimasi pusat koordinat 3D nya. Kemudian keuntungan yang lainnya dengan bola, permukaannya dapat terlihat dari berbagai arah dengan model yang sama yaitu lingkaran (Elkhrachy, 2008). Sehingga banyak pemilihan target berupa bola karena bola merupakan target dengan bentuk yang terbaik dan efisien. Dengan rumusan umum untuk persamaan bola dengan mengasumsikan Xo, Yo dan Zo merupakan koordinat permukaan bola dan a, b dan c merupakan parameter pusat bola dan R jarak pusat ke permukaan bola untuk jelasnya seperti pada gambar gambar I.3 bentuk perspektif bola, dan berikut rumusan umum persamaan bola untuk menentukan parameter-parameter dari bola: R² = (xo – a)² + (yo – b)² + (zo – c)²…...............................……………….....(1.5)
Dimana :
R
: jari-jari bola
x0, y0, z0
: koordinat permukaan bola (surface)
a, b, c
: koordinat pusat bola
(Xo,Yo,Zo) R Z (a,b,c) X Y
Gambar I.3. Bentuk perspektif bola (Isnuardani 2013). 2.
Planar hitam putih Planar hitam putih merupakan target yang berbentuk planar dimana berbentuk persegi empat yang berwarna hitam putih, dengan ukuran tertentu dan terbuat dari bahan khusus yang mampu tahan dari pancaran laser dan mampu memantulakan laser tersebut kembali ke scaner (reflecktifitas). Ini merupakan target yang juga umum digunakan dalam scanning karena bentuk dan model yang mudah diidentifikasi baik sebelum discan maupun dalam data point cloud.
3. Planar cyrax Planar cyrax merupakan target yang terbuat dari bahan khusus. Target ini berbentuk lingkaran dengan titik tengah sebagai titik pusat yang dijadikan tie point. Penentuan nilai tengah pusat target cyrax tersebut sama dengan target berupa bola hanya pada cyrax berupa lingkaran, sehingga penyelesaiannya menggunakan persamaan lingkaran. Persamaan lingkarannya sebagai berikut : R² = (xo – a)² + (yo – b)².................…...............................………….............(1.6) Dimana : R
: jari-jari bola
x0, y0
: koordinat permukaan lingkaran (surface)
a, b
: koordinat pusat lingkaran
1.5.4 Transformasi koordinat Transformasi koordinat 3D adalah suatu proses untuk melakukan suatu perubahan sistem dari sistem koordinat 3D yang satu ke sistem koordinat 3D lainnya dengan salib sumbu antar kedua sistem sama-sama tegak lurus. Perubahan sistem ini adalah perubahan sistem untuk koordinat point sumbu x y z yang direferensikan ke sistem sumbu X Y Z (referensi). Transformasi koordinat 3D sebangun merupakan salah satu yang digunakan untuk proses registrasi antar scanworld atau yang disebut juga transformasi Helmert. Faktor penentu transformasi 3D adalah parameterparameter tranformasi, yang mana parameter tersebut adalah independent. Parameter-parameter tersebut adalah rotasi, translasi dan skala (Book element of photogrametri). Parameter transformasi 3D ada 7 parameter, sehingga untuk proses registrasi antar sistem ke sistem yang lain parameter yang harus dicari yaitu skala ( λ ), rotasi ( ω,ψ,k ) dan translasi ( Tx, Ty, Rz ). Berbeda dengan transformasion rigid body dimana parameter skala tidak diperlukan karena secara umum skala pada rigid body dianggap 1 (satu) berarti ukuran pada masing-masing sistem dianggap sama tidak mengalami scaling. Hasil untuk penyiaman suatu laser scanner sendiri skalanya dianggap sama sehingga bisa dikatakan rigid body namun untuk kenyataannya tidak menutup kemungkinan skalanya berbeda. Kesalahan untuk skala tetap ada walaupun kecil
maka penentuan untuk nilai parameter transformasi 3D diperoleh dengan
persamaan transformasi 7 parameter.
Persamaan tersebut merupakan suatu
persamaan yang non-linier (ω,ψ,k), maka untuk penyelesainnya harus dilinierkan terlebih dahulu sehingga penyelesaiannya dapat menggunakan solusi hitungan iterative least square. Setiap 1 scanworld pada registrasi laser scanner memiliki sistem koordinat local masing-masing, sehingga setiap tie point pada target bola otomatis masingmasing memiliki sistem koordinat yang sesuai dengan scan headnya. Proses registrasi antar scanworld yang saling berdekatan harus memiliki acuan target yang sama dalam artian adalah posisi target sebagai tie point yang sama. Kesamaan posisi acuan target untuk proses registrasi bisa ditentukan dengan transformasi koordinat 3D yang akan memeperoleh nilai parameter-parameter antar kedua sistem acuan tersebut. Salah satu dari scanworld tersebut harus dijadikan sebagai koordinat acuan
(referensi) sebagai acuan bagi scanworld lainnya. Proses dalam melakukan registrasi data laser scanner minimal harus ada 2 scanworld yang masing-masing sistem sebagai koordiant lokal dan koordinat global (referensi). Model matematika untuk sistem transformasi koordinat sebangun 3D adalah seperti pada persamaan 1.9 (Soeta’at 2005). Sistem koordinat global (Referensi), X: [. . . ,Xi, Yi, Zi, . . .]T ...………………............................................…..……....(1.7)
Sstem koordinat local, x: [. . . , xi, yi, zi, . . .]T ………………………..........................................….....…(1.8)
Rumus umum transformasi koordinat 3D menjadi berikut : X = T + S ・ r ・ x …....................................……………………………...…….(1.9)
= λ・ R
+
……..…..………......................................………..(2.0)
Dimana : X
: Vector yang memuat 3 koordinat pada point ni pada sistem koordinat pertama
S
: scale factor between two systems.
T
: translation vector.
R
: rotation matrix.
x
: Vector yang memuat 3 koordinat pada point ni pada sistem koordinat kedua
adalah sistem koordinat baru merupakan sistem koordinat yang dijadikan referensi ini sering disebut sebagai template surface,
adalah sistem koordinat lama yang akan dilakukan transformasi disebut juga sebagai search surface, merupakan matrik translasi (sumbu x, y dan z) Rotasi ( R ) pada transformasi koordinat 3D sebangun berupa rotasi pada sumbu x, pada sumbu y, dan pada sumbu z yang memeiliki element rotasi Rx,Ry,dan Rz. masing – masing sumbu Rx,Ry,dan Rz yang merupakan fungsi dari 3 sudut rotasi ( ω, ψ, k) yang akan dijelaskan dalam suatu matriks sebagai berikut ( Soeta’at 2005 ). Untuk rotasi berpusat pada sumbu x, sebagai berikut : 1
0 Sin ( ) 0 Sin ( ) Cos ( ) .......................................................................................(2.1) 0
Rx = 0 Cos( )
Sudut rotasi berpusat pada sumbu y, sebagai berikut : Cos ( ) 0 Sin ( ) 1 0 0 Sin ( ) 0 Cos ( ) .......................................................................................(2.2)
Ry =
Rotasi berpusat pada sumbu z, sebagai berikut : Cos ( )
Sin ( )
0
0
1
Rz = Sin ( ) Cos ( ) 0
0
.......................................................................................(2.3)
Kombinasi dari Rz, Ry, Rx adalah :
R=
r11 r12 r 21 r22 r31 r32
r13 r23 r33
...........................................................................................(2.4)
Dimana : r11= cos φ. cos κ r21= - cos φ. sin κ r31= sin φ r12= cos ω. sin κ + sin ω . sin φ . cos κ r22= cos ω. cos κ - sin ω . sin φ . sin κ r32= - sin ω. cos φ r13= sin ω. sin κ - cos ω . sin φ . cos κ r23= sin ω. cos κ + cos ω . sin φ . sin κ r33= cos ω . cos φ Persamaan umum untuk transformasi koordinat 3D sebangun sebagai berikut : X = λ ( r11x + r12y + r13z ) + Tx Y = λ ( r21x + r22y + r23z ) + Ty Z = λ ( r31x + r32y + r33z ) + Tz……………...................................…………..…(2.5) I.5.5. Uji ketelitian hasil registrasi Setiap pengukuran pasti disertai kesalahan, sebagai proses pengolahan data ukuran maka data hasil registrasi tak luput dari kesalahan. Besarnya nilai kesalahan ini ditunjukkan dengan nilai RMSE dan mean absolute error. Ketelitian standar hasil pengolahan data TLS Scanstation 2 untuk Plant Satellite Nilam 2 belum ada maka pada pekerjaan ini nilai toleransi kesalahan didasarkan pada single point positional accuracy yang merepresentasikan nilai ketelitian posisi tiap point cloud. Nilai ketelitian posisi ini didasarkan pada besarnya kesalahan pada sumbu X (dx), kesalahan pada sumbu Y (dy), dan kesalahan pada sumbu Z (dz). Besarnya nilai kesalahan pada sumbu Y identik dengan kesalahan pengukuran jarak yaitu sebesar + 4 mm, sedangkan nilai kesalahan pada sumbu X dan sumbu Z identik dengan kesalahan pengukuran sudut sebesar 60 mikroradian. Besarnya nilai dx dan dz pada jarak 50 m dapat ditentukan sebagai berikut (Reddington, 2005). 5 mikroradian = 1 second
60 mikroradian = 12 second dx =
dz
= sin (12 second) 50 m = 3 mm
Nilai single point positional accuracy dapat ditentukan sebagai berikut σ =
dx2 + dy2 + dz2
=
32 + 42 + 32
=
34
=
5,85 mm
Besarnya nilai toleransi kesalahan ditetapkan berdasarkan tingkat kepercayaan 90%, sebagai berikut (Soetaat, 2003). Nilai toleransi kesalahan
= 1,645σ = 1,645 (5.85 mm) = 9,62325 mm ~ 10 mm
Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa data hasil registrasi dinyatakan memenuhi toleransi kesalahan apabila nilai RMSE atau mean absolute error yang diperoleh < 10 mm. RMSE (Root Mean Square Error) merupakan suatu nilai yang digunakan untuk menunjukkan ketelitian dengan melibatkan semua faktor kesalahan yang terjadi selama proses pengukuran atau produksi data. Definisi matematis dari RMSE mirip dengan kesalahan baku, yaitu akar kuadrat dari rata-rata jumlah kuadrat residual. Dimana kesalahan baku didefinisikan sebagai akar dari jumlah kuadrat residual seperti pada persamaan 2.6.
(x
i
)2
n 1
…………………………………………………………(2.6)
Dengan : = kesalahan baku
= nilai sebenarnya
xi = nilai hasil ukuran
n = jumlah pengukuran
I.5.6. Perangkat lunak cyclone 7.0 Cyclone adalah software yang digunakan untuk mendukung proses penyiaman dan aplikasi pemrosesan software lain. Cyclone dikembangkan oleh perusahaan software Cyra untuk efisiensi semua operasional alat laser scanner HDS. Cyclone menjadi standar industri dalam perekaman data point cloud, pengolahan data point cloud, dan mengintegrasikan informasi atau data kedalam software aplikasi CAD. Sofware Cyclone dapat diaplikasikan dengan berbagai macam alat pemetaan yang prinsip kerjanya berdasarkan lasermapping, diantaranya adalah HDS 2500, HDS 3000, HDS 4500, REIGL, Optech, Trimbel dan I-Site. Didalam perangkat lunak cyclone ada beberapa istilah yang penting untuk diketahui, antara lain : 1. Scanworld Scanworld merupakan kumpulan titik-titik obyek hasil penyiaman (Point Cloud) dalam satu posisi, dimana kumpulan titik-titik obyek tersebut memiliki satu sistem koordinat tertentu. Suatu scanworld dapat terdiri dari scanworld lain melalui registrasi data. Umumnya satu scanworld terdiri atas Control Space, Model Space, Scan, dan Image. 2. Control Space Control Space hampir sama dengan Model Space View yaitu berisi data titiktitik obyek hasil scanning, bedanya Control Space digunakan sebagai dasar untuk proses registrasi. 3. Model Space Model Space berisi informasi data Point Could dari database yang telah diproses, dimodelkan, atau diubah dengan fungsi tertentu. Dalam Model Space berisi Model Space view. 4. Model Space View Model Space View merupakan bagian dari Model Space yang berisi tampilan data hasil penyiaman (Point Could). Sehingga pengolahan data hasil peyiaman maupun registrasi diolah di bagian ini. (Kholiq 2006)
