A. Latar Belakang

Geodesi merupakan salah satu ilmu yang sudah ada sejak ribuan tahun yang

lalu. Geodesi terus berkembang siring dengan berjalannya waktu dari masa ke

masa. Teknologi pemetaan yang hadir saat ini juga merupakan perjalanan

panjang yang pada akhirnya mencapai kemudahan dalam menyajikan informasi

geospasial untuk khalayak ramai.

Geodesi pada awal perkembangannya merupakan ilmu untuk menentukan

batas bidang (kadaster) pada masa pemerintahan Raja Firaun di Mesir. Seiring

berkembangnya pola pikir manusia Geodesi berkembang menjadi ilmu yang

besar dan memiliki beberapa cabang ilmu yang saling terkait. Salah satu cabang

ilmu yang saat ini berkembang pesat adalah cabang ilmu Fotogrametri. Teknik

yang digunakan adalah mengukur objek atau permukaan tanpa bersentuhan

langsung dengan objek tersebut.

Fotogrametri menggunakan foto sebagai media untuk melakukan pengukuran

atau penggalian informasi dari suatu objek. Teknik ini memerlukan platform

untuk menempatkan kamera dalam pekerjaannya. Biasanya platform yang

digunakan berupa pesawat terbang. Teknik ini sangat menguntungkan dalam

pemetaan skala besar, karena akan lebih menghemat biaya dengan cakupan

area yang luas. Pada awal perkembangannya sedikit sulit untuk melakukan

pekerjaan pemetaan menggunakan teknik ini karena penyewaan pesawat udara

yang tidak mudah ditemui.

Saat ini seiring dengan perkembangan pesat dari teknologi pesawat udara,

UAV ditemukan untuk meringkas biaya terbang dan mempermudah pekerjaan

lainnya. UAV menjadi satu terobosan baru dalam dunia Fotogrametri. Dengan

UAV pemetaan menggunakan teknk fotogrametri menjadi lebih mudah karena

menggunakan pesawat tanpa awak. Pesawat tanpa awak ini dapat diterbangkan

secara otomatis mengikuti program yang ditanamkan kepadanya dapat pula

dijalankan menggunakan remote control. Fleksibilitas UAV ini dapat meringkas

biaya pekerjaan dan juga mempercepat pekerjaan, sehingga pekerjaan lebih

efisien.

B. Sejarah perkembangan UAV

Pada mulanya UAV muncul pada periode Perang Dunia I (1917), meskipun

ide mengenai mesin terbang sudah ada semenjak 2500 tahun yang lalu.

1. Desain awal

Desain ini telah didokumentasikan pada terobosan besar pertama sebagai

kontribusi untuk mesin otomatis yang terjadi sepanjang era pitagoras, yang

merupakan siswa Thales untuk beberapa tahun dan sebagai phytagorean

mathematician. Terobosan pertama dalam mesin otomatis di ikut sertakan

oleh Archytas dari kota Talantas di Selatan Italia, yang diketahui sebagai

Archytas the Tarantine, juga disebut sebagai Leonardo Da Vinci dari masa

lalu. Archytas bukan hanya sebagai inventor nomor “satu” , “ Bapak nomor 1”

untuk masalah teori beliau adalah teknisi pertama. Dengan mengaplikasikan

serangkaian neer geometris dari Reinassance telah di dokumentasikan, lihat

pada Gambar 1. Gambar tersebut tidak tiketahui apakah desain terbaru itu

didasari dari ide Archytas, meskipun konsepnya sangap mirip.

Gambar 1. Alat yang srupa dengan “burung yang terbang” dengan mesin

pada perutnya, di ikut sertakan dalam teknisi pada masa Reinassance

Leonardo Da Vinci, pada tahun 1483, mendesain sebuah instrumen yang

mampu melayang, yang diberi nama Sekrup Udara atau giroskop udara, yang

bisa dilihat pada gambar 2. Instument tersebut memiliki diameter sebesar 5

meter dan idenya adalah untuk membuat porosnya berputar dan jika

kekuatannya telah cukup maka instrument akan berputar dan terbang. Mesin

ini dianggap sebagai leluhur dari helikopter masa kini.

Gambar 2. Giroskop udara milik Leonardo Da Vinci

Pada 1907, Paul Cornu mengembangkan mesin terbang vertikal dengan

dua rotor, lihat pada gambar 3, yang agaknya siasumsikan akan membawa

orang pertama meninggalkan daratan untuk terbang pertama kalinya. Rotor

berputar dalam keadaan melawah arah dan mesin tersebut dapat terbang

selama 20 detik, dan hanya terangkat sebentar dari tanah.

Gambar 3. Helicopter rancangan Paul Carnu

Terobosan besar pada era moderen untuk sejarah helicopter adalah

helicopter milik Igor Ivanovitch Sikorsky, meskipun ia membuat desain

prototipe pada tahun 1909, helicopter koaksial non pilot tidak pernah

diterbangkan dikarenakan masalah vibrasi dan ketidak cukupan dari mesin

penyokongnya. Kontribusi dari Russia baru datang pada tahun 1912; desain

Boris Yur’ev termasuk dengan rotor utama dan rotor ekor (digunakan untuk

pertama kalinya), lihat pada gambar 4, sementara ia adalah orang yang

pertama yang mengususlkan pitch eyelic untuk kontrol rotor.

Gambar 4. Pesawat udara Boris Yu’rev

2. Desain setelah Perang Dunia I

UAV masuk ke dalam penggunaan pada bidang militer selama Perang

Dunia Pertama. Gambar 5 dan 6 adalah gambar yang menggambarkan upaya

besar pasca perang untuk merancang dan menguji mesin terbang berawak

dengan kesuksesan yang berbeda-beda.

Gambar 5. Helicopter yang didesain oleh Stephan Petroczy dan Theodore

von Kharman yang terdiri dari dua baling baling pengangkat yang saling

bertumpangan

Gambar 6. Helicopter milik Bothezat’s dengan 4 rotor, desain disponsori oleh

Tentara US.

Berfokus pada pesawat sayap tetap tak berawak, terobosan besar terjadi

selama 30 tahun terakhir, oleh karena itu bagian selanjutnya akan membahas

mengenai kemajuan dari perkembangan pesawat udara.

3. Era Baru UAV

Berikut ini merupakan bentuk dan perkembangan UAV desain serta

prototipe dari konfigurasi baru UAV. Akan ditampilkan bentuk-bentuk

perkembangan UAV dari skala besar sampai miniatur desainnya. Beberapa

dari model yang ditampilkan digunakan dalam bidang militer diseluruh penjuru

dunia. Keuntungan UAV sendiri dari pesawat berawak adalah kerentanan dan

ketahanannya telah teruji dan terjamin. Berikut ini gambar desain dari UAV

pada era moderen.

Gambar 7. UAV ini bernama RQ-5A/MQ-5B Hunter digunakan oleh militer US.

Ini dipakai untuk mengantar amunisi yang didesain oleh Northrop Grumman.

Gambar 8. RQ-7A/B Shadow 200 diproduksi oleh AAI. Dipakai untuk

pengintaian

Gambar 9. RQ-8A/B Firescout. Didesain oleh Northrop Grumman. Telah di

demonstrasikan autonomous flight capabilities.

Gambar 10. The I-Gnat-ER diproduksi oleh General Atomics Aeronautical

System Inc. Digunakan selama G8 Head of State Meeting in Alberta Canada

untuk menambah peningkatan keamanan.

Gambar 11. X-45 UCAV pesawat udara yang dibangun oleh Boeing Corp,

Demonstrasi teknologi ini untuk keperluan misi penyerangan

Gambar-gambar selanjutnya merupakan UAV dengan desain dan model

yang sudah jauh berkembang. Pesawat udara tak berawak ini dikembangkan

oleh negara-negara maju untuk banyak tujuan yang mayoritas masih dalam

lingkup tujuan militer.

Gambar 12. Seagull di bangun oleh Elbit System (ISRAEL)

Gambar 13. Dragoneye dibangun oleh AcroViroment Inc (USA)

Gambar 14. Skyline dibangun oleh RAFAEL (ISRAEL)

Gambar 15. Mikado Aircraft oleh EMT (JERMAN)

Gambar 16. Sikorsky Cypher II oleh Sikorsky Aircraft Corp.

Gambar 17. Kestrel Aircraft oleh Honeywell

Gambar 18. X-50 Aircraft dibangun oleh Boeing Corp. Teknologi ini untuk

mendemonstrasikan konfigurasi sistem Canard Rotor Wing (CRW)

Gambar 19. Konfigurasi dengan empat rotor, didesain oleh Draganfly

Innovations Inc

Gambar 20. A-160 Humingbird dibangun oleh Boeing/Frontier. Ini

didemonstrasikan untuk pemngembangan lebih lanjut jarak ketahanan dan

pengendalian.

Gambar 21. Long Gun oleh Titan Corp. Ini didesain untuk dapat dipakai lagi,

dengan harga rendah dan bisa dijadikan alternative untuk missile.

Inovasi UAV berikutnya adalah bisa di bangun dalam bentuk yang kecil,

serbaguna,portable dengan harga pembuatan yang cukup minim. Berikut ini

bentuk-bentuk UAV tersebut :

Gambar 22. Force Protection Aerial Surveillance System (FPASS)

dikembangkan oleh Air Force Electronic System Center untuk menambah

kemanan dasar.

Gambar 23. FQM-151 Pointer oleh AeroVironment telah digunakan untuk

menguji beberapa sensor mini

Gambar 24. BUSTER yang dibangun oleh U.S Army Vision Laboratories.

Gambar 25. Silver Fox yang dibangun oleh Office of Naval Research untuk

keamanan kapal dan patroli pelabuhan.

Gambar 26. Sean Eagle menyediakan elemen proteksi untuk keamanan

pasukan angkatan laut

Gambar 27. Hornet yang dibangun oleh AeroVirontment menngunakan

tenaga matahari sebagai sumber tenaganya

Gambar 28. Wasp yang dibangun oleh AeroVironment.

Semua konfigurasi dari UAV diatas adalah model, desain dan seni dari

pembuatan pesawan terbang tak berawak sari yang palin kuno sampai yang

terkini. UAV telah digunakan dalam banyak bidang meskipun kebanyakan

digunakan dalam bidang militer. Namun yang pasti UAV didesain untuk

mengefektifkan penggunaan dari perangkat udara dalam hal penghematan

biaya dan perangkat yang dapat di pakai dalam beberapa tujuan.

C. Pengertian

Menurut John Willey pada bukunya yang berjudul Unmanned Aerial Vehichle

(Embedded Cotrol) UAV yang dapat pula disebut sebagai Drone merupakan

perangkat udara yang biasa digunakan dalam dunia milter yang pada desain

paling barunya dapat digunakan pula oleh masyarakat umum. UAV dapat

didefinisikan sebagai perangkat udara tanpa kehadiran pilot untuk naik pada

perangkat tersebut, digunakan untuk menampilkan kepandaian, pengawasan

serta pengintaian.

Menurut Lawrence R. Newcome dalam bukunya yang berjudul Unmanned

Aviation : A Brief History of Unmanned Aerial Vehichle, UAV dikatakan sebagai

perangkat udara yang tidak membawa operator manusia di dalamnya, yang

menggunakan gaya aerodinamis sebagai daya angkat, dapat terbang secara

otomatis atau dikendalikan menggunakan remot kontrol.

AIAA mendefinisikan UAV sebagai instrumen udara yang didesain atau

dimodifikasi tidak untuk membawa pilot manusia, instrumen ini dioperasikan

melalui inisiasi masukan elektronik oleh controler atau dari sistem manajemen

kontrol terbang otomatis pada instrumen yang tidak terintervensi oleh controler

lainnya.

Sedangkan Rafael Yanusevsky dalam bukunya yang berjudul Guidance of

Unmanned Aerial Vehichle mendefinisikan UAV sebagai alat penjelajah udara

yang terbang tanpa tim manusia didalamnya, dan instrumen tersebut terbang

dapat dikontrol menggunakan remote kontrol ataupun terbang secara otomatis.

Pada dasarnya secara harfiah UAV dapat dikatakan sebagai pesawat tanpa

awak. UAV dapat terbang tanpa kendai manual oleh pilot langsung, dengan kata

lain dapat dikendalikan jarak jauh atau secara otomatis dapat terbang sendiri

sesuai dengan misi yang di tanamkan pada UAV itu sendiri.

UAV merupakan perangkat yang awalnya di desain untuk keperluan militer,

seperti pembawa missile, pembawa logistik, pesawat pengintai, pesawat

keamanan dan lain sebagainya. Namun saat ini seiring berkembangnya

teknologi, UAV tidak lagi digunakan hanya dalam bidang militer, seluruh lapisan

masyarakat dapat menggunakannya.

D. Konsep Fotogrametri

Fotogrametri merupakan ilmu untuk memperoleh informasi yang valid dari

suatu permukaan atau suatu objek tanpa menyentuh langsung permukaan atau

object tersebut juga menghitung dan menginterpretasi permukaan atau objek

tersebut (Schenk, 2005). Kata fotogrametri diambil dari tiga kata yaitu phos atau

phot yang berarti cahaya, gramma yang berarti surat atau sesuatu yang

tergambar, dan metrein yang berarti kata benda dari mengukur. Dari serapan

kata tersebut secara harfiah fotogramteri bisa diartikan sebagai mengukur

sesuatu yang tergambar menggunakan cahaya.

Fotogrametri memiliki dua cabang ilmu yaitu fotogrametri jarak dekat dan

aerial fotogrametri. Aerial fotogrametri merupakan teknik fotogrametri yang

pelaksanaanya menggunakan platform seperti pesawat udara, pengambilan foto

dilakukan pada ketinggian tertentu sesuai dengan keperluan produk akhir.

Sedangkan fotogrametri jarak dekat merupakan teknik yang baru beberapa

tahun terakhir ini dikembangkan, pada teknik ini foto diambil dengan jarak

kurnag dari 300 m. Teknik fotogrametri jarak dekat ini biasa disebut pula sebagai

terrestrial fotogrametri karena pengambilan foto dekat dengan objek atau pada

permukaan bumi.

Gambar 29. Aerial Fotogrametri

Gambar 30. Fotogrametri Jarak Dekat

Fotogrametri jarak dekat biasanya digunakan dalam pemetaan 3 Dimensi

untuk sebuah objek tunggal pada permukaan bumi, seperti rumah, patung,

monumen, candi, bangunan bersejarah dan lain sebagainya. Sedangkan untuk

pemetaan dalam skala besar aerial fotogrametri lebih banyak digunakan.

Aerial fotogrametri dari awal perkembangannya sudah banyak berkembang

pesat, dimulai dari balon udara sebagai pembawa kamera sampai pada saat ini

teknologi UAV sebagai platform pembawa kamera. Perkembangan teknologi ini

dimaksudkan untuk memudahkan manusia dalam melakukan pengumpulan

informasi mengenai suatu objek yang dalam hal ini adalah permukaan bumi.

Dalam fotogrametri untuk mendapatkan informasi berupa informasi spasial,

foto yang digunakan tidak sembarang foto, diperlukan GCP (Ground Control

Point) pada area yang akan difoto sebagai acuan titik kontrol foto yang nantinya

akan di ekstrak informasi spasialnya. Tujuan dari fotogrametri ini pada akhirnya

adalah pembuatan orthofoto yang akan digunakan untuk menghitung dan

mengekstraksi informasi spasial.

Pada teknik fotogrametri tidak hanya memerlukan GCP namun untuk

mendapatkan foto yang baik untuk pada nantinya dapat diproses lebih lanjut,

pada suatu area yang akan di foto perlu direncanakan jalur terbang. Rencana

jalur terbang ini mencakup arah terbang, titik potret (pengambilan gambar),

overlapping antar foto serta jarak antar jalur.

Gambar 31. Contoh rencana jalur terbang dan geometri dari overlapping antar

foto

Gambar 32. Contoh perencanaan jalur diatas peta topografi

Saat melakukan pemotretan udara platform akan dilengkapi alat tambahan

yang menunjang agar terciptanya data yang valid untuk pemrosesan

selanjutnya. Alat tersebut berupa IMU (Inertial Motion Unit) dan GPS (Global

Positioning System). Dua alat ini digunakan untuk mengontrol pergerakan dari

platform agar foto yang dihasilkan tetap menghasilkan kualitas yang baik.

Dengan maraknya pemakaian UAV sebagai pengganti pesawat udara dengan

pilot, pergerakan platform juga hanya dapat dikendalikan dari jarak jauh

sehingga kedua alat ini penting di tanamkan pada platform sebagai alat kontrol

kualitas dari produk yang nantinya akan dihasilkan.

Gambar 33. Contoh UAV yang digunakan dalam Fotogrametri