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
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
sebuah kamera. Parameter internal ulang berkas berkas sinar pada
saat
dari
dibutuhkan untuk dapat merekonstruksi 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
Pengambilan data kalibrasi menggunakan
bidang
2
dimensi
dilakukan
di laboratorium dengan
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
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
28.519459 mm
0.002 mm
Xp (Posisi titik utama foto)
11.021607 mm
0.005 mm
Yp (Posisi titik utama foto)
7.404800 mm
0.005 mm
K1 (Distrosi Radial)
1.391e-004
1.5e-006
K2 (Distrosi Radial)
-1.004e-007
2.1e-008
K3 (Distrosi Radial)
0
0
P1 (Distrosi Tangensial)
1.554e-005
1.5e-006
P2 (Distrosi Tangensial)
2.583e-006
1.5e-006
Tabel 3.2 Hasil Kalibrasi Kamera dengan nilai fokus diset 1m
Parameter Orentasi dalam
Nilai
Deviasi
Principal Distance
29.136241 mm
0.009 mm
Xp (Posisi titik utama foto)
11.005951 mm
0.008 mm
Yp (Posisi titik utama foto)
7.404800 mm
0.005 mm
K1 (Distrosi Radial)
1.367e-004
2.0e-006
K2 (Distrosi Radial)
-2.106e-007
1.2e-008
K3 (Distrosi Radial)
0
0
P1 (Distrosi Tangensial)
1.517e-005
3.2e-006
P2 (Distrosi Tangensial)
0
0
35
3.3
Pengambilan Data Metode Fotogrametri Rentang Dekat
3.3.1
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 3.3.2
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
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
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
Gambar 3.9 DSM Dari Kotak TV Untuk beton bentuk DSM yang dibentuk adalah DSM TIN (gambar 3.10).
\ Tampak Samping
Tampak Atas
Gambar 3.10 DSM Beton Sedangkan untuk gundukan bentuk DSM yang dibentuk adalah DSM Grid (gambar 3.11).
Gambar 3.11 DSM CRP Gundukan Berumput
39
3.5
Pengambilan dan Pengolahan Data Metode Tachymetri
3.5.1
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. 3.5.2
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 3.12. Dari data tachymetri ini, beberapa digunakan sebagai titik ikat dalam proses transformasi koordinat.
Gambar 3.12 Titik Sampel Gundukan Berumput Hasil Tachymetri Objek permukaan bumi bentuk DSM yang dibentuk adalah DSM Grid (gambar 3.13).
40
Gambar 3.13 DSM ETS Gundukan Berumput 3.6
Hitungan Volume
3.6.1
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 No.
Pengukuran
1
Penggaris
2
CRP
Panjang (cm)
Lebar (cm)
Tinggi (cm)
2
Volume 3
(cm )
V P (cm)
L (cm)
T (cm)
(cm3)
3 V (cm )
25
23
21
11960
± 0,05
± 0,05
± 0,05
2075
45,5
25,6
22,8
20,8
12148
± 0,04
± 0,04
± 0,07
2497
50,0
Persentase Ketelitian
± 0,38%
Pengaris Persentase Ketelitian
± 0,41%
CRP Selisih Volume (cm3)
188
Persentase Selisih
1,57%
Volume
3.6.2
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
Tabel 3.4 Hasil Hitungan Volume Beton No.
3.6.3
Volume (l)
Metode Pengukuran
l)
2
V(
V
(l)
1
Air
5,35
± 0,01
0,0001
2
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)
1
788602,97
9237668
770,65
2
788608,24
9237668
770,65
3
788608,24
9237677
770,65
4
788602,97
9237677
770,65
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
Tabel 3.6 Hasil Hitungan Volume Gundukan Berumput Volume No.
Metode
3
Metode pengukuran
(m )
1
Tachymetri (ETS)
64,029
2
Tachymetri (ETS)
3
3
3
(m )
Hitungan
± 0,260
0,068
Grid
68,329
± 0,557
0,310
End Area
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
64,798
± 0,483
0,233
Grid
69,407
± 0,550
0,303
End Area
Rata-rata CRP
Persentase ketelitian ETS
Persentase ketelitian CRP 3
Selisih Volume (m )
V
(m )
2 V
± 0,4%
Grid
± 0,8%
End Area
± 0,7%
Grid
± 0,8%
End Area
0,769 1,08
Persentase Selisih Volume
Grid End Area
1,20%
Grid
1,58%
End Area
43
