bab ii

Laporan Praktikum Fotogrammetri II (PCI Geomatica)

BAB II

DASAR TEORI

II.1. Foto Udara

Foto udara adalah foto yang dipotret dari udara dengan menggunakan

kamera udara yang dipasang di pesawat terbang dari ketinggian tertentu.

Ciri-ciri foto udara antara lain :

a. Skala pada foto udara sama untuk satu

lembar foto

b. Sistem proyeksi perspektif

c. Semua aspek terlihat

d. Tidak ada legenda atau simbol

Berdasarkan arah sumbu optis kamera udara, foto udara dapat dibedakan menjadi

2, yaitu :

1. Foto udara tegak

Foto udara tegak adalah yang dihasilkan dari hasil pemotretan foto udara

tegak. Yaitu pelaksanaan pemotretan dengan sumbu optis kamera benar-

benar tegak atau hampir tegak.

2. Foto udara miring

Foto udara miring adalah foto udara yang dihasilkan dari hasil pemotretan

foto udara miring. Pemotretan foto udara miring dilaksanakan dengan

sumbu optis kamera udara yang membentuk sudut dengan garis vertikal.

Kelompok IXII-1

Lensa Kamera

Vertikal Agak condong Sangat condong

Sumbu kamera

Tegak Miring rendah Sangat miring

bila sumbu optis // garis gaya berat bumibila sumbu optis tidak // garis gaya beratbumi dan membentuk sudut

Horizon / garis kelihatan

?


Gambar II.1. Jenis Pemotretan Udara (Subiyanto, S., 2006)

Foto Udara Berdasarkan Jenis Emulsinya :

a. Black and White Monochrome (BW), paling banyak

digunakan untuk aplikasi pemetaan, dan merupakan jenis film yang paling

murah.

b. Black and White Infrared (BWIR), dapat meminimalisasi

pengaruh adanya cuaca berkabut saat pemotretan.

c. Natural Color, untuk interpretasi pengenalan feature atau

unsur dengan ciri warna natural.

d. Color Infrared (CIR), banyak digunakan untuk manajemen

sumber daya alam tertentu untuk pengenalan feature yang mempunyai

kandungan air.

Foto Udara berdasarkan Jenis Kamera yang digunakan (Berdasarkan Ukuran

Bingkai Negatifnya) dibedakan menjadi 2, yaitu :

a. Foto udara format normal.

Foto udara dengan ukuran 23 cm x 23 cm dan diambil dengan kamera

metrik. Foto udara ini paling umum digunakan dalam fotogrammetri.

b. Foto udara format kecil (small format aerial

photograph).

Foto udara dengan ukuran 6 cm x 6 cm atau 24 mm x 35 mm.

II.2. Distorsi Foto Udara

Di dalam foto udara memiliki sistem proyeksi terpusat, sehingga

dimungkinkan adanya suatu distortion dan displacement. Distorsi adalah

pergeseran di dalam posisi dari citra foto dimana bergantung pada karakteristik

perspektif foto tersebut yang mengakibatkan foto udara menjadi tidak vertikal

dengan sempurna sehingga mempengaruhi kualitas foto udara tersebut (Prasetyo.

Y, 2007).

Di samping distorsi yang disebabkan oleh kemiringan kamera dan variasi

tinggi terbang, distorsi pada foto disebabkan pula oleh permukaan tanah yang

tidak datar. Penyimpangan ini dikenal pula dengan istilah pergeseran relief atau

Kelompok IXII-2


relief displacement. Distorsi akibat pergeseran ini mempunyai arah radial sedang

besarnya tergantung dari beda tinggi titik terhadap bidang permukaan rata – rata

tanah. Umumnya foto udara yang diperoleh dari pemotretan udara dihinggapi oleh

beberapa kesalahan, sehingga foto udara tersebut tidak vertikal dengan sempurna.

Distorsi foto udara dapat disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :

1. Kesalahan pada titik awal atau kesalahan titik utama seperti

kegagalan sumbu fiducial untuk berpotongan pada titik utama. Untuk

mengurangi kesalahan ini maka dilakukan koreksi dengan reduksi

koordinat ke aslinya pada titik utama.

2. Kesalahan akibat penyusutan atau pengembangan bahan fotografis

baik film maupun kertas foto seperti pelipatan film dan cetakan. Untuk

mengurangi distorsi akibat penyusutan/pengembangan bahan fotografi ini

biasanya dilakukan dengan menyimpan film pada ruangan dengan suhu

dan kelembaban yang konstan dan menggunakan cetakan yang baik.

3. Kesalahan akibat adanya distorsi lensa kamera udara.

4. Kesalahan akibat pangaruh refraksi atmosfer yang disebabkan oleh

kerapatan udara yang tidak sama.

5. Kesalahan akibat pengaruh kelengkungan bumi.

II.3. Konsep Orthophoto Digital

Sejak tahun 1990 era fotogrametri digital telah dimulai hingga sampai saat

ini telah ada puluhan software fotogrameti yang beredar antara lain PCI

Geomatica, DMS, DVP, PHOTOMOD dan lain-lain. Software-software ini dapat

mengatasi masalah-masalah yang timbul karena kesalan yang melekat pada foto.

Pada software-software ini juga dilengkapi dengan proses orthofoto.

Kelompok IXII-3


Gambar II.2 Konsep Orthofoto (Bobby. S, 2004)

Orthofoto merupakan proses rektifikasi diferensial dengan menggunakan

alat stereoorthofoto. Input yang digunakan adalah model (foto stereo), oleh sebab

itu proses pembuatan dilakukan model demi model.

Tujuan proses orthofoto adalah:

1. Menghilangkan kemiringan kamera.

2. Menyamakan skala.

3. Menghilangkan pergeseran relief.

Proses orthofoto dibuat untuk melengkapi atau menggantikan peta-peta

garis yang konvensial. Proses orthofoto dapat dilakukan dengan dua cara yaitu

dengan cara konvensional dan cara digital.

Perbedaan antara orthofoto manual dan digital adalah pada proses digital

kita tidak bias melihat proses restitusi secara langsung seperti pada proses manual.

Othofoto digital diperoleh melalui digital yaitu dengan menggunakan software,

dimana melakukan koreksi ketinggian Digital Elevation Model (DEM).

Pembuatan DEM pada software berasal dari data-data yaitu titik kontrol, garis

kontur serta kombinasi antara garis kontur dengan ketinggian bangunan.

Kelebihan orthofoto digital antara lain:

1. Proses pembuatan lebih cepat dan bersih.

2. Tidak perlu repot dengan menggunakan proses fotografis yang

memerlukan ruang gelap dan bahan kimia.

3. Cara pembuatannya dilakukan oleh komputer.

Kelompok IXII-4


Adapun prosedur pembuatan orthofoto digital adalah sebagai berikut:

Penyiapan foto yang akandirektifikasi / orthofoto

Pemilihan software yangakan digunakan

Penyiapan titik kontrol tanah

Penyiapan jenis DEM

Rektifikasi / Orthofoto

Foto yang telah tegak /terkoreksi

Pemilihan metodapenyusunan mosaik

Penyusunan Mosaik

Produk Orthofoto

Kelompok IXII-5


Gambar II.3 Diagram Prosedur Pembuatan Orthofoto Digital

(Subiyanto. S, 2007)

ORTHOFOTO DENGAN PENGOLAHAN CITRA DIGITAL

SOFTCOPY PHOTOGRAMMETRY SYSTEM

Foto UdaraHardcopyMono

Scanning Foto Udaraanalog to digital

conversion

FU, softcopys.k scannergrey levelraster

Transformasis.k scanner to s.k foto

FU, softcopys.k fotox , ygrey level

Space resection,collinearity

(x =… , y =….)

ParameterOr.Dalam

Hitung koord foto(x,y) , interpolasi

Orthofoto,softcopy,

x,y, grey level

PencetakanPhotowriter

Orthofoto,Hardcopy

ParameterOrientasiDalam

Koord.Tanah- titik kontrol- profil

BackwardProjection

f

TKT

f

Profil

Numerical ImageCorrelation

stereo

PasanganKoord.foto

kiri & kanan

Intersection,coplanarity

stereo

fForward

Projection

DEM acakx,y,z,grey level

Profiling & interpolasigrey level

DEM profilx,y,z, grey level,OrthofotoSoftcopy

Gambar II.4 Diagram Pengolahan Orthofoto Secara Digital

(Subiyanto. S, 2007)

II.3.1. Foto Udara Digital

Foto udara adalah citra fotografi hasil perekaman dari sebagian permukaan

bumi yang diliput dari pesawat terbang pada ketinggian tertentu menggunakan

kamera tertentu (Subiyanto, S., 2006).

Pada dasarnya foto udara digital merupakan data raster yang diperoleh dari

hasil penyiaman (scanning) foto udara. Ciri-ciri foto udara digital, antara lain :

a. Skala pada foto udara sama untuk satu

lembar foto

Kelompok IXII-6


b. Sistem proyeksi perspektif

c. Semua aspek terlihat

d. Tidak ada legenda atau simbol

Foto udara dapat dibedakan berdasarkan beberapa aspek, antara lain:

a. Berdasarkan sudut pengambilan

1. Foto udara vertikal.

Foto udara vertikal adalah foto udara yang dibuat dari pesawat terbang

dengan arah sumbu optik kamera tegak lurus atau sangat mendekati tegak

lurus.

2. Foto udara oblique.

Foto udara oblique atau miring adalah foto udara yang dibuat dengan sumbu

kamera menyudut terhadap garis tegak.

3. Foto udara high oblique.

Foto udara high oblique atau sangat condong/ miring adalah foto udara yang

dibuat dengan sudut inklinasi kamera yang cukup besar terhadap garis

tegak.

b. Berdasarkan jenis emulsi

1. Black and White Monochrome (BW), paling banyak digunakan untuk

aplikasi pemetaan, diantara jenis film yang paling murah.

2. Black and White Infrared (BWR), dapat meminimalisasi pengaruh

adanya cuaca berkabut pada saat pemotretan.

3. Natural Color, untuk interpretasi pengenalan unsur dengan ciri

warna natural.

4. Color Infrared (CIR), banyak digunakan untuk manajemen sumber

daya alam terutama untuk pengenalan feature yang mempunyai kandungan

air.

c. Berdasarkan jenis kamera yang digunakan

Maksudnya disini adalah berdasarkan ukuan bingkai negatifnya, dibedakan

menjadi:

1. Foto udara format normal.

Kelompok IXII-7


Ukuran foto ini adalah 23 cm x 23 cm. Jenis foto ini diambil dengan kamera

metrik.

2. Foto udara format kecil.

Ukuran foto ini adalah 6 cm x 6 cm atau 24 mm x 35 mm.

Tanda-tanda pada tepi foto udara adalah sebagai berikut:

21 cm

21 cm

Gambar II.5 Tanda-Tanda Tepi Foto Udara (Anonim, 2006)

Keterangan dan penjelasan :

A. Nivo.

Nivo ini digunakan untuk menunjukkan adanya kemiringan pada waktu

pemotretan udara. Pada umumnya pemotretan dianggap vertikal jika sudut

kemiringan antara 3° - 4°.

B. Jam Pemotretan.

Umunya pemotretan dilakukan pada pagi atau sore hari, agar dapat dilihat

adanya bayangan dari obyek yang tinggi. Bayangan ini berguna untuk

orientasi arah timur-barat yang penting untuk pengecekan di lapangan.

C. Altimeter.

Altimeter digunakan untuk mengetahui ketinggian pemotretan udara

terhadap referensi tertentu.

D. Fokus Kamera Udara.

Fokus kamera udara digunakan untuk menunjukan besarnya fokus kamera

yang digunakan untuk pemotretan udara.

E. Nomor Foto.

Kelompok IXII-8

F

A

B

C

D

E

TU


Nomor foto diatur sesuai dengan keinginan.

F. Fiducial Mark.

Tanda fiducial mark untuk keperluan orientasi foto di instrumen

fotogrammetri.

Skala foto merupakan perbandingan antara panjang fokus kamera udara

dengan tinggi terbang pesawat terhadap bidang rata-rata tanah.

Gambar II.6 Skala Foto Udara Vertikal (Wolf. PR, 1993)

Keterangan :

f = Fokus kamera udara.

H’ = Tinggi terbang terhadap permukaan tanah yang dipotret.

H = Tinggi terbang terhadap MSL (Mean Sea Level).

h = Tinggi rata-rata daerah yang dipotret.

E = Stasiun exposure.

A = Obyek yang dipotret di tanah.

a = Obyek pada citra foto udara.

o = Titik tengah foto udara.

II.3.2. Interior Orientation

Berikut merupakan beberapa definisi orientasi dalam, yaitu :

a. Orientasi dalam adalah menempatkan

gambar fotografi relatif terhadap pusat perspektif sehingga persis seperti

posisi negatif pada waktu pemotretan (Villanueva, 1984).

Kelompok IXII-9


b. Orientasi dalam pada hakekatnya adalah

rekonstruksi berkas sinar dari foto udara seperti pada saat foto itu diambil

oleh kamera (Santoso. B, 2001).

Di dalam orientasi dalam mempunyai tujuan untuk mengeliminasi kesalahan

sistematik dalam rangka rekonstruksi ulang sekumpulan berkas sinar pada foto

udara ke dalam sistem koordinat foto dengan memperhitungkan koreksi terhadap

faktor distorsi lensa, distorsi film, refraksi atmosfer dan kesalahan pengukuran

alat, atau bisa juga dijelaskan lebih singkat yaitu bertujuan untuk merekonstruksi

dimensi citra agar sesuai dengan dimensi citra yang benar pada saat pemotretan

udara dilakukan.

Tahapan orientasi dalam meliputi persiapan yang diperlukan untuk

menciptakan kembali geometri sinar terproyeksi guna membentuk geomatri secara

tepat foto aslinya.

Pada instrumen restitusi analog, orientasi dalam meliputi:

a. Penempatan diapositif pada penyangga foto dengan letak

yang sama seperti saat pemotretan dengan menggunakan fiducial mark

yang ada.

b. Penyetelan panjang focus proyektor sama dengan panjang

fokus kamera udara yang dipergunakan.

c. Penyertaan parameter-parameter kompensasi distorsi pada

sistem pengamatan koordinat foto.

Sedangkan cara kerja untuk orientasi dalam akan diuraikan sendiri-sendiri,

yaitu meliputi:

a. Penyiapan Diapositif

Diapositif adalah transparansi yang dibuat pada bahan dasar kaca yang secara

optik datar atau bahan dasar film yang bening. Pembuatan dapat dilakukan

dengan 2 cara, yaitu:

1. Kontak Langsung

Apabila dicetak secara kontak, jarak utamanya akan persis sama besar

dengan panjang fokus kamera yang digunakan untuk pemotretan. Oleh

karena itu, diapositif yang dicetak kontak hanya dapat digunakan pada

Kelompok IXII-10


plotter yang julat akomodasinya dalam jarak utama meliputi panjang fokus

kamera yang digunakan untuk pemotretan.

2. Cetak Proyeksi

Apabila pembuatan diapositif dilakukan dengan cetak proyeksi, jarak

utama diapositif dapat dibuat berbeda dari panjang fokus kamera yang

digunakan untuk pemotretan. Cetak proyeksi perlu bila diapositif untuk

plotting stereo dibuat dari foto yang panjang fokusnya terletak di luar

jangkauan akomodasinya jarak utama penggambar letak.

Berdasarkan segitiga sebangun pada gambar a, maka didapat rumus:

…………………………… ………………………(II.2)

Sedangkan berdasarkan segitiga sebangun pada gambar b, maka didapat

rumus:

………………………………………………………(II.3)

Berikut merupakan gambar hubungan yang diperlukan dalam pembuatan

diapositif dengan cetak proyeksi:

Gambar II.7 (a) Fotografi, (b) Cetak proyeksi,

(c) Proyeksi Stereoplotter (Wolf. PR, 1993).

Kelompok IXII-11


…………………………………………………...…(II.4)

Dengan substitusi (a) ke (b), dan selanjutnya substitusi ke (c) akan

diperoleh:

……………………………………………..(II.5)

Karena geometri yang benar harus tetap dipertahankan dari foto proyeksi

stereoplotter, segitiga ALB dan A’OB’ pada gambar a dan gambar c juga

sebangun, sehingga:

…………………………………………………….(II.6)

Dengan substitusi (e) ke (d) maka diperoleh persamaan yang menyatakan

kondisi yang harus dipertahankan pada pembuatan diapositif dengan jalan

cetak proyeksi, yaitu:

………………………………………………………(II.7)

p = jarak utama diapositif

f = panjang fokus kamera yang digunakan untuk pemotretan.

B = jarak pada pencetak proyeksi dan timbulnya titik nodal lensa

pencetak ke bidang diapositif.

A = jarak dari bidang negatif ke jatuhnya titik nodal lensa pencetak.

Untuk memperoleh diapositif yang fokusnya tajam, harus dipenuhi satu

kondisi lagi dan ini berarti jarak A dan B pada pencetak dengan proyeksi

harus ditentukan sedemikian sehingga formula lensa memenuhi lensa

pencetak, sehingga:

…………………………………………………..(II.8)

Pencetak dengan proyeksi yang khusus dirancang untuk membuat

diapositif yang diperbesar atau diperkecil, dengan sebuah kisaran yang

luas dalam perubahan jarak A dan B.

Kelompok IXII-12


Gambar II.8 Pencetak reduksi Wild U-4 untuk membuat diapositif

(Wolf. PR, 1993).

Bila diapositif dicetak secara kontak antara emulsi dengan emulsi, maka

diapositif harus diorientasikan pada stereoplotter dengan emulsi di sebelah

atas untuk menciptakan kembali model yang geometrinya benar. Hal ini

merupakan kekurangan bila dibandingkan dengan terhadap plotter dengan

proyeksi optik secara langsung, karena berkas sinar yang membawa

gambar mengalami distorsi pada saat melalui dasar kaca atau film. Kondisi

ini dapat dihindari bila pembuatan diapositif dilakukan dengan pencetakan

secara proyeksi melalui dasar film negatif. Diapositif yang dibuat dengan

cara ini terorientasikan secara benar pada proyektor, dengan emulsi di

bawah, sehingga meniadakan distorsi oleh pembiasan sinar yang melalui

kaca atau film.

Berikut merupakan gambar pencetakan diapositif dengan proyeksi melalui

dasar film (perhatikan bahwa geometri model yang benar diperoleh dengan

emulsi diapositif yang mengarah ke bawah pada proyektor).

Gambar II.9 (a) Foto Asli, (b) Pencetakan Diapositif dengan Proyeksi,

(c) Proyeksi Stereoplotter (Wolf. PR, 1993).

Kelompok IXII-13


Ada beberapa keunggulan dalam penggunaan diapositif film, yaitu :

1. Harganya lebih murah

2. Tidak khawatir pecah

3. Untuk penyimpanan cukup dengan ruang kecil

Sedangkan kelemahan penggunaan diapositif film pada kebanyakan plotter

dengan proyeksi optik secara langsung adalah bahwa agar kaku, film itu

harus dipasang proyektor dalam susunan cepitan antara sua potong kaca

secara optik datar. Ini menyebabkan distorsi dalam perjalanan sinar yang

memerlukan kompensasi. Pengerutan dan pemuaian juga cukup berarti

pada diapositif film. Sedangkan pada kaca, pengerutan dan pemuaian

secara praktis tidak terjadi.

b. Kompensasi untuk Distorsi Gambar

Kompensasi untuk distorsi radial lensa kamera yang digunakan untuk

pemotretan dapat dilakukan dengan dengan menggunakan satu di antara tiga

cara berikut, yaitu :

1. Peniadaan distorsi dengan “pelat koreksi” dalam

pencetakan diapositif dengan proyeksi, diikuti dengan penggunaan lensa

proyeksi yang bebas distorsi. Pada metode ini pencetak dengan proyeksi

ditempatkan pelat koreksi yang tebalnya berbeda-beda, yaitu pada jalur

sinar antara negatif dan positif.

2. Dengan mengubah-ubah jarak utama proyektor dengan

menggunakan kuda-kuda, sehingga terbentuk kembali geometri yang

benar. Pada metode ini untuk kompensasi distorsi lensa, digunakan kuda-

kuda yang secara mekanik meninggikan atau merendahkan lensa proyektor

(diapositif) sehingga sinar terproyeksi membentuk sudut sama besar

dengan sumbu optik proyeklsi seperti yang terbaneuk dengan sumbu optik

kamera pada saat memasuki kamera.

3. Penggunaan lensa proyektor yang sifat distorsinya

menghapus distorsi kamera.

Kelompok IXII-14


c. Pemusatan Diapositif dalam Proyektor

Diapositif pada proyektor harus dipusatkan sehingga titik utamanya terletak

pada sumbu optik lensa proyektor. Masalah ini diatasi dengan meluruskan

letak tanda fidusial diapositif dengan empat tanda kolimasi terkalibrasi yang

perpotongannya menunjukkan letak sumbu optik proyektor. Diapositif

dijajarkan sebelum diletakkan pada proyektor sehingga daerah umunya

bertampalan. Lalu dipisahkan, diputar pada sumbu Z sekitar 180°

ditempatkan pada pelat proyektor dan dipusatkan. Pada proyeksinya, foto

berputar 180°, yang menyebabkan daerah lazim (common areas) pada

gambaran terproyeksi bertampalan.

d. Penyetelan Jarak Utama yang Tepat dalam Proyektor

Tahap terakhir orientasi bagian dalam berupa penyetelan jarak utama

diapositif pada proyeksi. Tidak perlu bagi plotter seperti Multiplex dan

Balplex yang jarak utamanya terpasang tetap dan yang diapositifnya dibuat

sesuai jarak utama ini. Bagi plotter lainnya jarak utama dapat diubah-ubah

dengan penyesuaian sekrup berjenjang atau ring berjenjang untuk

meninggikan dan merendahkan bidang gambar diapositif. Proyektor ini

dirancang untuk mengakomodasi jarak utama nominal tertentu dan kisaran

nilainya kecil.

II.3.3. Eksterior Orientation

Orientasi Eksternal adalah orientasi parameter – parameter dari berbagai

berkas sinar (Prasetyo.Y, 2007). Orientasi ini bertujuan untuk menentukan

orientasi parameter yang berkaitan dengan sistem koordinat foto dan ruang obyek

dimana membutuhkan sebaran titik-titik kontrol secara proporsional pada derah

pengamatan. Pelaksanaannya mirip dengan prinsip metode “pemotongan ke

muka”.

Dalam penentuan unsur orientasi luar ada dua metode yang digunakan

yaitu metode grafik dan metode numerik. Kedua metode tersebut pada umumnya

memerlukan gambar fotografik dan titik kontrol yang telah diketahui koordinat X,

Y, Z nya.

1. Metode Grafik (Titik Skala Anderson)

Kelompok IXII-15


Metode ini pada dasarnya merupakan metode untuk menentukan

kesendengan, putaran, dan tinggi terbang bagi foto sendeng. Metode ini

hanya menggunakan model matematika sederhana. Karena ketelitian yang

dicapai dengan metode ini terbatas maka metode ini tidak dapat digunakan

untuk foto sendeng parah.

2. Metode Numerik (Church)

Metode ini dikemukakan oleh almarhum Profesor Earl Church dari

Universitas Syracuse dan merupakan metode yang mengembangkan

beberapa teknik untuk menghitung orientasi luar bagi foto sendeng dengan

menggunakan ”reseksi keruangan” dan ”orientasi keruangan”.

II.3.3.1. Aerial Triangulasi (Triangulasi Fotogrametri)

Triangulasi udara merupakan istilah yang paling sering digunakan di

dalam proses penentuan koordinat medan X, Y dan Z dari masing-masing titik

berdasarkan pengukuran melalui foto udara. Triangulasi foto udara telah

digunakan secara luas untuk berbagai tujuan. Salah satu di antara pemakaian yang

utama adalah dalam memperbanyak atau menambah rapatnya titik kontrol medan

di seluruh jalur terbang atau blok foto untuk digunakan dalam pekerjaan-

pekerjaan fotogrammetri selanjutnya.

Berikut merupakan beberapa keuntungan dari triangulasi foto udara,

antara lain :

a. Bersifat ekonomis dibandingkan dengan pengukuran di medan.

b. Sebagian besar pekerjaan dilakukan di dalam laboraturium, sehingga

memperkecil penundaan waktu dan kesulitan yang disebabkan oleh

keadaan cuaca yang tidak menguntungkan.

c. Tidak diperlukan urusan perijinan yang banyak untuk daerah penelitian.

d. Pekerjaan ukur tanah di daerah-daerah yang sulit seperti rawa-rawa dan

lereng-lereng yang sangat terjal, formasi batuan peka bencana dan

sebagainya dapat diperkecil.

e. Ketelitian titik kontrol hasil pengukuran di medan yang diperlukan

sebagai jembatan dibenarkan selama proses triangulasi foto udara.

Kelompok IXII-16


Cara-cara melaksanakan triangulasi foto udara dapat digolongkan ke

dalam salah satu dari tiga kategori, yaitu :

A. Triangulasi Udara Analog

1. Triangulasi foto udara dengan instrument proyektor multi.

Cara ini adalah cara yang paling mudah untuk memperagakan triangulasi

foto udara fotogrametrik yaitu dengan menggunakan suatu stereoplotter

berproyektor multi, meskipun sekarang jarang dilakukan. Dengan metode

ini, pada titik kontrol yang tersusun memanjang, model-model stereo yang

berdekatan dalam satu jalur secara berurutan saling diorientasikan antara

satu dengan yang lainnya untuk membentuk suatu model memanjang (strip

model) yang berkesinambungan. Koordinat semua titik penerus (pass pont)

dan titik kontrol dibaca dari model memanjang dan selanjutnya seluruh

titik diatur tepat sesuai dengan sejumlah titik kontrol hasil pengukuran di

medan untuk mencapai koordinatnya yang terakhir.

2. Titik penerus tepi untuk triangulasi foto udara secara analog.

Titik penerus tepi bagi triangulasi foto udara secara analog biasanya dipilih

pada sembarang tempat dalam foto udara. Titik-titik tersebut dapat berupa

gambaran obyek alamiah, yang tampak jelas dalam liputan foto yang

dipakai. Tetapi apabila titik semacam itu dapat ditentukan secara buatan

dengan menggunakan alat khusus untuk membuat tanda. Alat pembuat

tanda tersebut menghasilkan lubang kecil di dalam emulsi yang menjadi

titik penerus.

3. Triangulasi foto udara dengan instrument universal.

Triangulasi foto udara untuk jalur yang berkesinambungan dengan

menggunakan teknik multiproyektor yang diuraikan dengan memerlukan

suatu instrumen yang cukup besar yang dilengkapi dengan banyak

proyektor. Cara kerja seperti ini dapat diselesaikan dengan menggunakan

stereoplotter yang hanya memiliki dua buah proyektor saja, apabila alat

tersebut ini berupa suatu instrument universal yang mempunyai

kemampuan basis-dalam dan basis-luar.

Kelompok IXII-17


B. Triangulasi Foto Udara Semianalitik

Triangulasi ini sering diartikan sebagai triangulasi model bebas, yaitu cara

kerja yang sebagian secara analog dan sebagian lagi secara analitik, yang muncul

bersama dengan perkembangan komputer. Hal ini meliputi orientasi relatif secara

manual dalam stereoplotter terhadap masing-masing model stereo pada suatu jalur

atau blok foto udara. Model yang saling berdekatan lalu digabungkan secara

analitik untuk membentuk satu jalur atau blok model, dan selanjutnya

dilaksanakan orientasi absolut secara numerik untuk menyesuaikan jalur atau blok

tersebut kepada kontrol medan.

Di dalam triangulasi semianalitik ini, setiap foto stereo dalam suatu jalur

diorientasikan secara relatif di dalam plotter, dimana sistem koordinat masing-

masing model dalam keadaan bebas antara satu dengan yang lain. Sebaliknya,

koordinat-koordinat model semua titik kontrol dan titik-titik penerus tepi untuk

masing-masing model harus dibaca dan dicatat.

C. Triangulasi Udara Analitik

Pendekatan paling sempurna bagi triangulasi analitik terdiri dari langkah

dasar yang sama dengan triangulasi udara dengan metode analog dan meliputi :

1. Orientasi relatif bagi setiap model.

2. Menghubungkan model yang berdampingan untuk

membentuk satu jalur yang berkesinambungan.

3. Penyesuaian jalur tersebut kepada titik kontrol hasil

pengukuran lapangan.

Triangulasi analitik cenderung lebih teliti jika dibandingkan dengan cara

analog atau cara semianalitik, terutama disebabkan karena teknik analitik secara

lebih efektif dapat memperkecil kesalahan-kesalahan sistematik seperti misalnya

karena pengkerutan film, distorsi karena pembiasan atmosfer, distorsi lensa, dan

sebagainya.

Beberapa macam teknik triangulasi analitik yang berbeda-beda telah

mengalami kemajuan. Akan tetapi pada dasarnya semua metode terdiri dari

penulisan persamaan kondisi yang menyatakan unsur-unsur yang tidak diketahui

tentang orientasi luar masing-masing foto udara dalam hal tetapan kamera,

Kelompok IXII-18


koordinat foto yang terukur, dan koordinat medan. Persamaan-persamaan tersebut

dikerjakan untuk menentukan parameter orientasi yang tidak diketahui, dan baik

secara serentak maupun berganti-ganti diperhitungkan besarnya koordinat titik

penerus tepi. Cara kerja analitik telah dikembangkan yang secara serentak dapat

memaksa kedudukan kebersamaan garis atau kebersamaan bidang ke dalam unit-

unit yang terdiri atas pasangan foto udara stereo, triplet stereo, blok-blok kecil,

dan bahkan blok-blok besar foto udara.

Pada Triangulasi Udara terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:

1. Tahapan Persiapan (preparation)

2. Tahapan Pelaksanaan (execution)

3. Tahapan Perataan (adjustment)

Ketiga tahapan di atas adalah dengan asumsi bahwa pekerjaan–pekerjaan

dalam perencanaan, pemotretan, pengukuran ground control dan penyediaan

program dan lain sebagianya sudah dikerjakan sebelumnya.

1. Tahapan Persiapan (preparation)

Merupakan prosedur triangulasi udara dengan spesifikasi persiapan, antara

lain :

a. Persiapan indeks peta, yang berisi antara lain:

1) Jalur-jalur terbang.

2) Titik-titik yang diperlukan dalam pelaksanaan maupun hitungan

(seluruh titik kontrol tanah, titik kontrol minor dan titik kontrol

pengikat).

b. Pemilihan, identifikasi dan penandaan titik amat pada

foto udara dan diapositif.

c. Kalibrasi instrumen dan persiapan format perekaman.

2. Tahapan Pelaksanaan (execution)

Pelaksanaannya meliputi :

a. Prosedur dan pengukuran instrumen.

b. Cek identifikasi dan eliminasi blunder.

c. Studi transformasi untuk mendapatkan data masukan

sesaat bagi perataan akhir.

Kelompok IXII-19


3. Tahapan Perataan (adjustment)

Adapun tujuan dari perhitungan dan perataan ini adalah menghitung

koordinat titik-titik kontrol minor berdasarkan titik kontrol yang diketahui

koordinat tanahnya dengan menggunakan perataan yang sesuai. Perataan-

perataan yang dapat dilakukan yaitu :

a. Adjustment with strips

b. Adjustment with independent model

c. Adjustment with bundles

II.3.3.2. Bundle Adjusment

Dalam metode perataan ini berasal dari potongan atau blok fotografi

dengan sekurang-kurangnya 60% overlap dan 20% sidelap. Definisi dari prinsip

penyesuaian kuadrat terkecil adalah bundel-bundel sinar ditempatkan dan diputar

sedemikian rupa sehingga bundel-bundel tumpang tindih satu sama lain sebaik-

baiknya pada titik-titik yang bertalian dan menerobos titik-titik kontrol sedekat

mungkin.

Gambar II.10 Prinsip-prinsip penyesuaian bundel blok

(Subiyanto. S, 2007).

Berikut merupakan hubungan matematika anara koordinat-koordinat

image dan koordinat-koordinat dasarnya :

1. Hubungan matematika antara koordinat-koordinat image dan

dasar.

Kelompok IXII-20


Gambar II.11 Pusat proyeksi O, titik image P, dan titik obyek mendatar pada garis yang

sama (Kondisi kolinieritas) (Subiyanto, S. 2007).

Berikut merupakan rumusan dari hubungan antara koordinat image dan

dasar :

………(II.9)

…...….(II.10)

Hasil bagi diferensial diperoleh sebagai berikut :

…(II.11)

2. Persamaan-persamaan normal dan observasi

Hasil bagi differensial digunakan untuk menulis persamaan observasi

pangkat satu dari penyesuaian kuadrat terkecil dengan observasi tidak

langsung. Berikut merupakan persamaan observasi dan persamaan normal

dalam notasi matrik :

v = A x – 1 (persamaan observasi)

AT A x = AT 1 = N x = n (persamaan normal)

3. Penyelesaian persamaan normal

Sistem persamaan normal yang direduksi :

……………………………..(II.12)

Pada persamaan penyesuaian kuadrat terkecil memberikan koreksi

terhadap koordinat yang diperkirakan dari titik-titik baru. Jika perkiraan

sangat buruk, nilai-nilai koreksi harus diperlakukan sebagai perkiraan baru

Kelompok IXII-21


untuk perhitungan penyesuaian baru. Langkah ini diulangi sampai tidak

ada perubahan signifikan lebih lanjut pada penyesuaian blok yang tidak

diketahui.

Keakuratan dapat diperkirakan untuk penyesuaian blok bundel dengan

60% overlap dan 20% sidelap dan untuk titik-titik yang ditandai sebagai :

Planimetri : 6xy = 3 im pada fotografi.

Tinggi : 6z = 0.03 %o dari jarak kamera (NA – WA)

= 0.04 %o dari jarak kamera (SWA).

II.3.3.3. Image Matching

Mode teks merupakan salah satu media penyampai informasi yang

banyak digunakan. Akan tetapi mode grafik dapat menyampaikan informasi

dengan lebih baik meski dalam bentuk gambar/ citra maupun tulisan. Terlebih lagi

dengan adanya warna sebagai salah satu unsur penting dari grafik, tentunya

informasi yang disampaikan dapat menjadi lebih detail dan lengkap. Dengan

metode global image matching memiliki keuntungan yaitu tidak perlu banyak

campur tangan manusia dalam proses pewarnaannya.

Aplikasi dibuat dengan memerlukan 2 input yakni citra yang akan

diwarnai dan citra sumber. Kecocokan" suasana " antara citra sumber dan citra

tujuan sangat penting untuk mendapatkan hasil yang baik. Pewarnaan ini

dilakukan berdasarkan perbandingan tingkat kecerahan citra grayscale dan citra

warna. Teknik ini memberi hasil yang cukup memuaskan dalam penerapannya

pada citra yang bervariasi dengan ukuran, tekstur dan tingkat kecerahan yang

berbeda. Sedangkan untuk ketepatan citra yang dihasilkan aplikasi ini adalah

cukup baik, terutama untuk citra warna yang memiliki sedikit warna spektrum.

Proses penentuan titik (objek) pada sepasang foto yang bertampalan

(image matching) dengan bantuan komputer sebagai usaha untuk

mengotomasikan proses restitusi fotogrametri digital sudah menjadi suatu

kebutuhan nyata. Proses image matching diharapkan dapat mengurangi peran dan

beban operator sehingga salah satu sumber kesalahan yang terjadi akibat

kelelahan operator dapat dikurangi.

Kelompok IXII-22


Keberhasilan atau ketepatan lokasi objek dalam image matching dengan

metode korelasi area-based sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain

skala foto, sudut pemotretan, dan ukuran window korelasi. Tingkat keberhasilan

image matching dinyatakan dengan besaran nilai korelasi antara matriks yang

membentuk kedua citra tersebut. Semakin kecil skala foto atau semakin besar

tinggi terbang akan meningkatkan ketepatan lokasi objek sampai dengan

kemiripan 90 %. Besar window dalam proses korelasi ternyata tidak begitu

berpengaruh dalam meningkatkan keberhasilan proses korelasi.

II.3.3.4. Residual Error

Residual Errors adalah perbedaan diantara koordinat yang dimasukkan

untuk titik kontrol tanah atau tie point dan titik – titik tersebut termasuk dalam

perhitungan model matematika. Redusial errors dapat dilihat dalam citra pada

GCP Collection Windows dalam kolom redusial atau dapat dilihat juga dalam

redusial report pada akhir project. Residual Errors akan membantu dalam

penekanan jika solusi yang didapat tidak cukup baik untuk project.

Residual errors tidak hanya merefleksikan kesalahan dalam titik kontrol

tanah dan tie point, tetapi juga digunakan untuk mempertimbangkan kualitas dari

model matematika. Dengan kata lain residual errors tidak hanya memperlihatkan

kesalahan yang butuh dikoreksi melainkan dapat juga mengindikasikan titik yang

buruk. Tetapi secara umum dapat digunakan untuk mengindikasikan secara baik

perhitungan model matematika agar sesuai dengan sistem kontrol tanah.

Cara lain untuk verifikasi kualitas dari model dengan mengumpulkan

titik kontrol tanah sebagai check point. Check point tidak dapat digunakan untuk

perhitungan model matematika, tetapi perhitungan OrthoEngine dengan

perbedaan diantara posisi dengan posisi yang dimaksudkan oleh model dan

termasuk kesalahan pada residual errors report. Walaupun begitu check point

menyediakan akurasi bebas dari model matematika.

Dalam banyak project, seharusnya untuk residual errors untuk satu pixel

atau kurang dari itu. Hal ini dipertimbangkan bagaimana resolusi dari citra,

akurasi dari sumber kontrol tanah dan hal ini dapat menyebabkan efek residual

errors.

Kelompok IXII-23


II.3.4. Digital Elevation Model (DEM)

DEM adalah format yang paling sederhana dalam penyajian topografi

berupa file digital yang paling umum.

Gambar II.12 Digital Elevation Model (Anonim, 2005)

Data dalam DEM berupa data raster dimana peta akan terbagi menjadi

beberapa area dimana tiap area atau pixel mengandung data ketinggian (elevasi).

DEM sudah sering digunakan dalam Sistem Informasi Geografi (SIG) dan sebagai

basis yang digunakan dalam peta timbul.

DEM dipadukan dengan data lapangan dapat memberikan kemudahan,

efisien dan akurat dalam pembuatan peta-peta tematik baik sebagai parameter

pembatas maupun parameter penimbang dalam analisis arahan penataan lahan

usaha. Demikian pula dalam proses analisis tiga dimensi (3D) sehingga visualisasi

hasil kajian lebih nyata.

Penggunaan DEM secara umum antara lain meliputi :

a. Menyadap permukaan bumi

b. Membuat peta timbul

c. Menggambarkan gerakan massa (longsoran salju atau batuan)

d. Visualisasi peta 3D

e. Menggambarkan model phisik

f. Koreksi dari pemotretan udara

g. Koreksi tentang gaya berat

h. Meneliti geomorfologi dan geografi fisik.

Kelompok IXII-24


Produksi DEM dilakukan dengan dua (2) cara yaitu :

a. Secara langsung

b. Secara tidak langsung

Secara tidak langsung yaitu melalui remote sensing, keuntungan

remote sensing adalah kemampuannya dalam menyediakan data atau

informasi untuk menjawab pertanyaan khusus berkenaan dengan

keruangan (spasial).

Sebagian besar penyajian data spasial selalu merujuk kepada kapasitas

GIS/Remote Sensing untuk menganalisis data (data analysis).

DEM digunakan dalam hydrological modelling yaitu sebagai input dan

secara otomatis mendeliniasi sebuah aliran sungai (DAS) dan kemudian

mengkuantifikasi sifat-sifat dari sistem tersebut, seperti arah aliran, akumulasi

aliran, panjang/lebar aliran, erosi, daerah tangkapan air (catchment area).

Gambar II.13 Peta relief shaded dari DEM dan pola aliran sungai (Anonim, 2005)

Ada empat metode dalam pengumpulan data DEM, antara lain:

1. Metode garis vektor atau grafik garis digital yang berupa data

hidrografis dan hypsographic.

2. Gestalt Fotomapper II

3. Metode manual atau dari fotogramertik stereo model

4. Sisipan elevasi dari stereomodel sekeliling digitized

Kelompok IXII-25


Selain mengatur ketelitian elevasi juga mengatur ketelitian jarak yang

dialokasikan dalam komputer. Ketelitian jarak ini untuk meneliti corak

hypsographic suatu tingkatan yang berupa detail ke dalam penafsiran informasi

manual kemudian dicetak pada peta dengan skala < 1:100.000.

Karakteristik Data DEM yaitu berupa elevasi vertikal yang ditampilkan

dengan sistem desimal dan unit meter yang utuh. Selain itu ada karakteristik

tambahan yang meliputi :

1. 7-5 minutes, data ini mempengaruhi sistem UTM yang disesuaikan dengan

NAD 27 dan NAD 23. data ini disimpan sebagai profil dengan jarak

sekitar 10-30 km antar masing-masing profil. Ukuran file ini sebesar 9,9

MB untuk suatu resolusi 10 meter dan 1,1 MB untuk 30 meter resolusi

horizontal sebesar 30. Data produk ini tidak baik terlalu baik untuk elevasi

karena variabel sistem UTM tidak bisa mengkoordinasi dengan benar.

2. 7-5 minutes ALASKA DEM, data ini disesuaikan secara horizontal

mengenai ilmu bumi berupa lintang dan bujur yang mengkoordinir

sistematik angka horizontal NAD 27 dan NAD 23. Pengaturan jarak antara

elevasi sepanjang profil adalah 1° garis lintang oleh 2° garis bujur.

3. 30 minutes DEM, data ini terdiri dari 4°15’ minutes unit penentuan yang

disesuaikan secara horizontal dari NAD 27 maupun NAD 83. pengaturan

jarak elevasi sepanjang profil dan antar profil 2 arc second.

4. 15 minutes ALASKA DEM, data ini disesuaikan secara horizontal ke

NAD 27 atau NAD 83. pengukuran jarak titik sepanjang profil adalah 2

arc second garis lintang oleh 3 arc second garis bujur. Masing-masing

profil mempunyai 451 elevasi.

5. 1 DEGREE DEM, data ini disesuaikan secara geografis dengan angka

horizontal dalam WGS sistem 1972 ada beberapa unit yang menguraikan

WGS 72. pengaturan jarak elevasi sepanjang garis masing-masing adalah 3

arc second dengan 201 elevasi tiap profil.

Data DEM dari ALASKA mempunyai pengecualian dimana pengukuran

jarak dan jumlah elevasi tergantung garis lintang antara 50° dan 70° lintang utara.

Kelebihan DEM tergantung pada resolusi dan sumber data tersebut. Ketelitian

Kelompok IXII-26


data DEM diperoleh dengan membandingkan elevasi linier di dalam DEM dengan

menyesuaikan penempatan dalam peta serta menghitung simpangan baku yang

statistik (MRSE). MRSE ini digunakan untuk menguraikan ketelitian dan itu

karena 7,5 minutes yang diperoleh DEM dari sumber fotogrametri 90%-nya

mempunyai ketelitian vertikal 7 meter MRSE dan 10% yang mencakup 8-10

meter. Arsip data DEM dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu:

1. Jenis A berisi informasi yang melukiskan karakteristik DEM, secara

umum termasuk nama, batas, menghitung ukuran, elevasi maksimum dan

minimum.

2. Jenis B berisi profil data elevasi serta untuk merekam masing-masing

profil.

3. Jenis C merekam ketelitian data statistik.

II.3.5. Geocode

Geocode (Geospatial Entity Object Code) merupakan format representasi

pengukuran koordinat geospasial yang digunakan untuk menyediakan suatu

representasi penyajian standart dari suatu lokasi titik geospasial yang tepat, di

bawah ataupun di atas permukaan bumi pada suatu waktu yang telah ditetapkan.

Representasi format Geocode merupakan kombinasi dari atribut

geospasial di bawah ini :

1. Geocode Format Registry Number

2. Garis lintang

3. Garis bujur

4. Tanggal

5. Waktu setempat

6. Waktu global dalam format Universal Coordinated Time

(UTC)

7. Sistem Referensi Koordinat (Coordinate Reference System

Type Registry Number - IS0 19115, Geodetic Reference Ellipsoid,

Registry Number, Geodetic Reference Datum Registry Number,

Coordinate Format Registration Number - ISO 19145),

8. Sensor akurasi koordinat untuk garis lintang dan garis bujur.

Kelompok IXII-27


9. Internet Protocol Version 4 (IPv4) address or Internet Protocol, Version

6 (IPv6) address in Compressed, Uncompressed or Fully Uncompressed

decimal format.

10. Atribut geospasial yang lain.

Atribut pokok yang termasuk dalam format representasi Geocode yaitu

Format Registry, garis lintang dan garis bujur. Dan semua atribut

tambahan yang lain. Suatu Geocode adalah semua representasi nomor

natural format spesifikasi.

Geocoding adalah proses dimana kita akan menambahkan titik lokasi

terdefinisi dengan alamat jalan, atau keterangan alamat lain ke dalam suatu peta.

Komputer menyamakan pin kedalam peta jalan di peta. Alamat yang paling

mungkin digunakan dari data geografi. Dengan data alamat geocoding dapat

membangun beberapa aplikasi, misalnya mulai dari tinggal mahasiswa sampai

hubungannya dengan sekolahan, untuk pemetaan langganan untuk menolong

memutuskan dimana lokasi kantor cabang, untuk analisa pola kejahatan

perkotaan, dan lain-lain.

II.4. Teori Statistik

Statistik adalah salah satu cabang ilmu yang memberikan suatu metoda

untuk mengelola (mengumpulkan, mengolah, menganalisis) dan merangkum data,

sekaligus menggunakan informasi dalam data tersebut untuk menghasilkan

berbagai kesimpulan atas fenomena yang diamati.

Dari kondisi yang penuh ketidakpastian pada real world seringkali harus

diambil suatu keputusan. Metode statistik membantu mengambil keputusan yang

cerdas ilmiah, dikenal sebagai “menebak secara terpelajar” (educated guesses).

Sedangkan keputusan tanpa metoda statistik atau ilmiah biasanya dikenal sebagai

tebakan biasa (pure guesses) dan hasilnya kurang dapat diandalkan.

Statistik juga memiliki aspek teoritis (matematis) dan aspek praktis.

Statistik teoritis berkaitan dengan pembentukan, penurunan, dan pembuktian

teori-teori, rumus-rumus, dan hukum-hukum statistik. Sedangkan statistik terapan

melibatkan aplikasi teori-teori, rumus-rumus, dan hukum-hukum tersebut untuk

Kelompok IXII-28


menyelesaikan masalah di real world. Analisis statistik dimulai dari deskripsi

fakta, analisis dan membuat kesimpulan, sehingga dapat dibuat keputusan sebagai

dasar dalam membuat tindakan-tindakan lebih lanjut.

Dalam banyak hal, kita sering harus menggali informasi atau menarik

kesimpulan dari sebuah populasi (population) yang melibatkan seluruh individu

atau obyek jenis tertentu. Istilah populasi numeris (numerical population) muncul

bila anggota populasi tersebut merupakan himpunan bagian dari kelompok-

kelompok data.

II.4.1. Mean

Rata-rata hitung yang merupakan rata-rata sampel dihitung dengan cara

jumlah semua data sampel dibagi banyaknya data sampel (n). Dapat dirumuskan

sebagai berikut :

= Jumlah data....................................................................................(II-14)

N

Keterangan :

N = banyaknya data

II.4.2. Simpangan Baku

Simpangan Baku merupakan rata-rata variansi dari semua data terhadap

nilai tengah (rata-rata), yang nilainya adalah akar dari variansi. Dapat dirumuskan

sebagai berikut :

...............................................................................(II-15)

Keterangan :

n = banyaknya data sampel

= rata-rata

Xi = masing-masing data

II.4.3. Variansi

Kecenderungan pusat data berupa rata-rata hitung tidak selalu memberikan

cukup informasi, karena adanya variabilitas dari data yang diambil. Untuk dapat

mengukur tingkat perbedaan ukuran data antara satu dengan lainnya, perlu

Kelompok IXII-29


diketahui adanya dispersi atau variasi data, yang nilainya dapat dinyatakan dalam

simpangan baku sebagai akar dari variansi. Dapat dirumuskan sebagai berikut :

.................................................................................(II-16)

Keterangan :

n = banyaknya data sampel

Xi = masing-masing data

= rata-rata

Kelompok IXII-30

bab ii

Documents