SISTEM PEMANTAUAN TATA RUANG KOTA DENGAN WAHANA UDARA NIRAWAK SEBAGAI PENYEDIA FOT O UDARA MURAH Catur Aries Rokhmana email:
[email protected]; website: http://www.potretudara.com/
Teknik Geodesi Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No. 2 Yogyakarta 55281, ABSTRAK Ideal nya, kegia tan pemanta uan terha dap perke mban gan Tata Rua ng Kota dila kukan secara berkala. Kenyataannya kendala dana dan sum ber da ta manusia menja di penghalan g untuk melaksana kan kegia tan pemanta un wilaya h. Fakta lain, um um nya perubahan pada wila yah Kota hanya terjadi pada sebagian wila yah dengan luas lebih kecil dari 3000 Ha. Keberadaa n foto udara skala besar yang murah, cepat, dan akurat untuk diproduksi da pat me njadi jawaban bagi kebutuhan sistem pemanta uan wilayah. Tulisan ini menjelaskan pote nsi penggunaan wa hana udara nir-awak untuk menyediaka n foto udara murah sebagai sis tem pemantaua n tata ruang kota. Sistem pem otreta n udara m urah dihasilkan dengan memanfaa tkan wahana aeromodeli ng dan kamera digi tal yang banyak dipasaran. Pemrosesan ter hadap data hasil pemotreta n udara dila kuka n dengan teknologi f otogrametri digital. Sistem dapat menghasilkan citra orto-m osaik kota yang de tail, m odel kota 3D, da n mengukur dimensi obyek yang tereka m dalam Foto Udara. Kualitas geometrik dari sistem pema ntauan ini dapa t meme nuhi akurasi peta skala 1/1000. Pada kasus pe mantauan wila yah, keberadaan da ta spasial yang lama sangat diperlukan untuk mereferensikan da ta baru yang dihasilkan oleh sis tem pemantaua n wilayah. Kata kunci: Foto udara detail, waha na udara nir-awak, fo togrametri, tata ruang kota
PENDAHULUAN Kombinasi antara luas wilayah Indonesia, karakteristik kepulauan dengan jumlah penduduk yang banyak merupakan tantangan dan pekerjaan yang besar bagi kegiatan survey-pemetaan. Sampai tahun 2006, dari sekitar 195 juta Ha wilayah Indonesia (Sumarto, dkk. 2008) hanya kurang dari 10 persen dari luas tersebut telah tergambar dalam peta skala besar pada skala 1:1000 dan 1:2500. Luas wilayah pemukiman total 10 Juta Ha, tersebar di 70.000 lokasi desa/kelurahan. Sehingga apabila dibagi maka luas satuan pemukiman per lokas i desa + 140 Ha. Fakta lain, umumnya perubahan pada wilayah Kota/Pemukiman hanya terjadi pada sebagian wilayah dengan luas lebih kecil dari 3000 Ha. Penggunaan teknologi pemotretan udara dengan standar kamera tidak akan ekonomis, sebab pekerjaan minimal harus 20.000 Ha untuk dapat nilai yang efisien. Sehingga dibutuhkan teknologi tepat guna untuk percepatan penyelesaian kebutuhan survey-pemetaan di wilayah perkotaan. Dari sis i teknologi perlu dikembangkan sistem pemetaan lahan/persil yang bercirikan: biaya rendah, mudah dioperasikan, cepat dalam proses produksi, dan kualitas yang memadai. Penggunaan teknologi wahana udara nir-awak menjadi ef is ien untuk kisaran luasan 500 Ha. T ulisan ini menjelaskan potensi penggunaan wahana udara nir-awak (UAV: Unmanned Aerial Vehicle) untuk menyediakan foto udara murah sebagai sistem pemetaan atau pemantauan tata ruang kota. Hasil foto udara dari wahana nir-awak dapat diproses dengan fotogrametri dig ita l untuk produks i berbagai jenis data spasial seperti citra mosaik wilayah perkotaan, model e levasi digita l, Peta Foto, dan model 3D. Hasil pemrosesan data juga dapat digunakan untuk keperluan pengukuran bentuk, dimensi dan volume suatu obyek yang terekam dalam citra foto udaranya.
CITRA FOTO UDARA VS CITRA SATELIT Saat ini citra satelit resolusi sangat t inggi seperti c itra satelit IKONOS dan QUICKBIRD semakin banyak dim inta untuk keperluan terkait T ata Ruang Perkotaan. Citra satelit memiliki kelemahan utama adanya liputan awan yang menghalangi pandangan obyek di bum i. Disamping itu, citra satelit tidak dapat digunakan untuk produks i Peta dengan skala yang lebih besar dari 1/2500. Di lain pihak, citra foto udara menjadi substitusi yang melengkapi kebutuhan pengguna untuk produksi skala 1/5000 – 1/1000. Penggunaan foto udara terkendala pada keterbatasan dana, karena biaya pengadaannya jauh lebih mahal dibandingkan citra satelit. T abel 1 mengilustrasikan perbandingan praktis antara citra satelit dengan citra foto udara. Tabel 1. Perbandingan praktis karakter citra satelit dengan citra foto udara Citra Satelit
Citra Sate lit IKONOS
Citra Foto Udara
Cotra Foto Udara dengan Wahana Nir-Awak
Resolusi Spasial: IKONOS (1m); QuickBird Resolusi Spasial: 5cm – 25cm (0.6m); WorldView (0.5m); GeoEye (0.45m) Produksi Peta skala 1/10.000 – 1/5.000
Produksi Peta skala 1/5.000 – 1/1.000
Akurasi pos isi terbaik > 1m
Akurasi pos isi terbaik < 1m (Sub-meter)
Biaya pengadaan Citra per Ha: Rp. 2.800 – Biaya pengadaan citra per Ha: Rp. 20.000 – 4.000 40.000 Ada luas pemesanan minimal
T idak ada batas luas minimal pemesanan
T idak bebas awan
Dapat bebas awan (terbang dibawah awan)
Penggunaan wanaha udara nir-awak untuk pemotretaan udara menjadi lebih fleks ibel untuk memenuhi kebutuhan pemotretaan wilayah perkotaan pada lokasi tertentu dengan biaya yang jauh lebih murah. Sistem pemotretan dengan wahana udara nir-awak memiliki tingkat portabilitas yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan pesawat udara standar. Penggunaan wahana udara nir-awak dapat mereduksi kebutuhan biaya sewa pesawat yang mahal. Sehingga pada luasan < 100Ha pun dapat efisien untuk dilakukan pemotretan udara.
SISTEM PENCITRAAN DENGAN WAHANA NIR-AWAK Saat ini telah ada sejumlah riset tentang penggunaan wahana nir-awak untuk kegiatan surveipemetaan pada skala besar (lihat Rokhmana, 2007, Rokhmana, 2008, Rokhmana, 2009). Salah satunya dikembangkan di Laboratorium Fotogrametri dan Inderaja T eknik Geodesi Universitas Gadjah Mada yang disebut UAV-Based Fotogrametri (lihat http://www.potretudara.com). Arsitektur s istem dapat dilihat pada Gambar 1. Hakekat dari s istem ini adalah penggunaan suatu wahana udara (model aeromodelling) sebagai platform pembawa kamera digital (sensor pencitraan) untuk melakukan pekerjaan pemotretan dari udara pada posis i eksposur yang telah direncanakan (jalur terbang). Selanjutnya dari foto udara tersebut dapat diproses secara fotogrametrik menjadi data spasial seperti citra ortofoto, data elevasi digital, pengukuran bentuk dan dimensi, dll. Wahana Aeromodelling Membawa Video Sender untuk mengirimkan data ke ground station secara real time. Daya pancar sistem kontrol wahana ini mencapai 1 – 6 km Kamera Digital dan GPS Navigasi Gambar 1. Ilustrasi salah satu sistem wahana nir-awak untuk pemotretan udara. Hamper seluruh tipw kamera digital jenis pocket camera dapat digunakan sebagai sensor pencitraan. Kelemahan utama dari kamera ini ada lah kualitas geometric akibat distorsi lensa yang tidak stabil. Penggunaan fotogrametri digita l untuk proses kalibrasi kamera ataupun teknik self-callibration pada saat pemrosesan data dapat mereduksi kesalahan ini. Pada umumnya kesalahan 2 (dua) piksel dapat dicapai dari hasil pemrosesan fotogrametri ini. Sehingga apabila pemotretan udara menghasilkan citra dengan resolusi spasial 5cm, maka produk akhir dapat memiliki kualitas geometrik 10cm. Hasil pengujian untuk aplikasi pemetaan persil di bidang pertanahan memberikan hasil yang memuaskan (lihat Rokhmana, 2009).
PRODUKS DASAR DAN APLIKASINYA UNTUK TATA RUANG Sistem UAV-Based fotogrametri memiliki kemampuan produksi yang hampir sama dengan penggunaan citra foto udara standar. Perbedaannya terletak pada kemampuan cakupan volume luas wilayah yang terbatas. Batasan cakupan wilayah sesuai dengan kemampuan jangkauan sistem kendali jarak jauhnya yang umumnya < 3km. Tabel 2 memberikan ilustrasi kemampuan produk dasar dari sistem UAV-Based fotogrametri. Jadi skenario aplikas i sistem ini pada aplikas i tata ruang sebagai berikut:
1. Liput seluruh wilayah perkotaan di Indonesia (10 juta Ha) dengan arsip citra satelit resolus i tinggi. Sebaga i prioritas adalah wilayah yang memiliki tingkat kepadatan penduduk tinggi. Sumber citra satelit dapat diambil dari Google Earth yang relat if murah. Citra ini selanjutnya perlu di koreksi geometrik dengan sejum lah titik kontrol tanah. Hasil akhir berupa citra terkoreks i yang memenuhi tingkaat akurasi Peta Skala 1/10.000. Hasil ini selanjutnya akan berperan sebagai data acuan (dasar) bagi kepentingan pemantauan perubahan wilayah di masa mendatang. 2. Liput sebagian wilayah perkotaan yang dianggap berubah atau perlu dipantau saja dengan UAV-based fotogrametri. Luas lip utan efektif untuk sistem ini < 1000Ha. Pilihan produk yang dihas ilkan dapat dipilih sesuai seperti dalam Tabel 2. Tabel 2. Ilustrasi kemampuan produk dasar dari sistem UAV-Based Fotogrametri Ilustrasi
Keterangan Produk citra panorama dari udara merupakan pandangan miring (oblique) dari udara wilayah perkotaan. Pada citra ini dapat dilakukan pengukuran bentuk dan dimensi dari obyek yang taampak dalam citra.
Produk citra pandangan vertikal atau nearortogonal dari udara. Pada citra ini pos is i (X,Y) dan luas obyek di bumi dapat diukur.
Produk Peta Foto yang dilengkapi dengan garis kontur ketinggian terrain. Produk ini layaknya Peta yang menunjukkan posis i bentuk dan dimensi obyek.
Produk model 3D rea litas virtual (v irtual reality) banyak digunakan untuk kepertingan visualisas i wilayah.
PENUTUP T ulisan ini memberikan gambaran tentang penggunaan wahana udara nir-awak (UAV-based Fotogrametri) untuk menghasilkan c itra foto udara yang dapat diaplikasikan untuk kepentingan tata ruang perkotaan. Karakteristik s is tem yang portable dan fleksibel menyebabkan sistem ini efisien untuk diterapkan sebagai substitusi dari citra satelit relolusi tinggi yang selama ini telah digunakan. Sistem ini dapat menghasilkan berbagai produk yang memenuhi tingkat akurasi peta skala 1/5.000 – 1/1.000. Pada kasus pemantauan wilayah, keberadaan data spasial yang lama yang bersumber dari citra satelit resolusi tinggi diperlukan untuk mereferensikan data baru yang dihasilkan oleh sistem pemantauan wilayah ini.
DAFTAR PUSTAKA Rokhmana. C.A.. and Soetaat. 2004. The Critical Rev iew of Us ing Small Format Aerial Photogrammetry for Municipality Mapping in Indonesia. Proceeding Map Asia 2004. Jakarta. Rokhmana. C.A.. 2007. T he Low-Cost Monitoring System For Landslide And Volcano With Digital Photogrammetry, Proceeding Jo int Convention HAGI, IAGI, IATMI Rokhmana. C.A.. 2008. Some Notes on Using Balloon Photography For Modeling The Landslide Area, Proceeding Map Asia 2008 Rokhmana. C.A.. 2009. T HE POT ENTIAL APPLICATIONS OF BALLOON PHOTOGRAMMETRY FOR CADAST RE MAPPING, Proceeding outh East Asia Surveying Congress SUMARTO Irawan, W.R.IDRUS, Virgo ERESTA JAYA, R. EKO, D. K. GINDOW, B. Adhi, E. PUT RANTY, E. PINTADI, P. HADI, Y. AZIZ, A. GIYANTO, RAHARDJO, F. H. FERYANDI, I. HERAWATI, Firman AS and S. YUSRA, 2008, Cadastral Base Mapping Activ ity in Indonesia, FIG Working Week 2008, Stockholm , Sweden 14-19 June 2008
