Cerita dari Danau di Pegunungan Alpen Swiss. Kombinasi Survey Hidrografi dan UAV Fotogrametri untuk Penentuan Volume.

Beberapa saat yang lalu saya sempat membaca sebuah postingan di salah satu halaman jejaring sosial terkait dengan kombinasi antara survey hidrografi dan uav fotogrametri untuk penentuan volume di suatu danau. Tulisan tersebut ditulis oleh Benjamin Federmann dkk, seorang Surveyor berkebangsaan Jerman yang sedang melakukan surveying di suatu danau yang terletak 848 meter diatas permukaan laut. Danau tersebut merupakan danau yang berada di sekitar pegunungan Alpen Swiss dan bernama Danau Klöntalersee. Cukup sulit untuk dieja oleh lidah kita orang Indonesia. Tulisan tersebut sedikit banyak memberikan wawasan pada kita tentang proyek survey pemetaan danau termasuk pembuatan model 3 dimensi untuk menghasilkan peta dengan informasi yang akurat meskipun pada area yang terbilang sangat ekstrim.

Project tersebut dikerjakan oleh GEO Ingenieur Team dengan menggunakan perangkat Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Aibot X6 dan dikombinasikan dengan sebuah Echosounder yang terpasang pada kapal survey.

Survey Bathymetri

Setelah semua persiapan dan perencanaan selesai dilakukan, tim melakukan akuisisi data di lokasi pengukuran dengan menggunakan kapal survey setinggi 6 meter yang dilengkapi sebuah Echosounder tipe Multibeam Teledyne Reson Seabat 8101 dan membutuhkan 172 jalur perekaman untuk akusisi data pada danau tersebut. Dengan menghasilkan 101 beams per ping pada frekuensi 30 pings per detik. Alat tersebut menerima data presisi tinggi 3.030 single points per detiknya. Dengan overlap sepertiganya pada setiap jalur pengukuran dan ketelitian yang dihasilkan adalah dalam frasa centimeter. Sebelum pengukuran juga sudah dilakukan kalibrasi terhadap alat yang akan digunakan untuk akuisisi data secara tepat agar tidak terdapat kesalahan yang signifikan selama melakukan pengukuran.

Setelah alat terkalibrasi dan kapal diluncurkan, para awak kapal survey melakukan pelayaran dalam waktu 2.5 jam untuk mendapatkan first impression karakteristik danau tersebut. Pada saat perekaman data para surveyor tersebut berhasil mengumpulkan point cloud hampir sebanyak 135 juta titik koordinat X,Y,dan Z. Secara keseluruhan para kru kapal survey berhasil menyelesaikan misi akuisisi data lapangan sebesar 2.855.204 meter persegi dalam waktu lima hari di lapangan.

Dengan kondisi cuaca yang labil di sekitar danau serta hawa dingin yang sangat menusuk tulang mendorong para kru tim survey untuk segera menyelesaikan misi tersebut. Dengan tepat tentu saja. Lereng curam yang cukup massif di sekitar Danau Klöntalersee juga cukup dikhawatirkan oleh para Surveyor karena bisa saja mereka akan kehilangan signal GPS karena Opacity di sekitar lereng tersebut dirasa cukup mengganggu signal satelit yang diterima.

Dengan menggunakan antenna Leica Viva GS 16 GNSS, data yang direkam pada sonar multibeam dapat diterima dengan tingkat presisi centimeter. Berkat teknologi smart link yang ada di dalamnya, Surveyor masih mampu merekam data dengan tingkat presisi tinggi dan menerima koreksi signal GNSS meskipun sinyal jaringan GSM di lapangan tidak stabil.

Survey Fotogrametri

Pemetaan situasi pada shore situations sulit dilakukan dengan menggunakan peralatan multibeam karena kondisi topografi disana dikhawatirkan akan merusak sensor pada multibeam. Terlalu beresiko. Untuk mengakali hal tersebut para engineers disana memutuskan untuk menggunakan kombinasi dengan foto udara untuk perekaman data tepian dan tanggul yang membahayakan bagi sensor multibeam.

Setelah danau selesai diukur pada regular water level from the boat, para crew survey segera menyusun misi untuk pemotretan foto udara dengan menggunakan Unmanned Aerial Vehicle (UAV) dengan pemanfaatan foto udara. Untuk mendapatkan pertampalan antara data UAV dengan data Multibeam yang diambil dari kapal, unit UAV yang diterbangkan harus serendah mungkin dan mendekati permukaan air.

Pada akuisisi data dengan tingkat bank area yang terjal dan berkontur tidak teratur, para Surveyor memutuskan untuk melakukan survey pada area tersebut berulang kali secara simultan untuk menghasilkan tingkat validitas data yang tinggi. Setelah pembuatan jalur terbang pada personal computer selesai dan jalur tersebut sudah diinstalkan pada perangkat UAV berarti pesawat sudah siap untuk diterbangkan dengan tidak lupa terlebih dahulu untuk melakukan pengamatan pada Ground Control Point (GCP) dengan menggunakan GNSS.

Baca Juga : Pelatihan UAV untuk Survey dan Pemetaan

Sekali lagi, Surveying di Pegunungan Alpen merupakan tantangan besar baik bagi man power maupun bagi peralatan yang digunakan. Selain karena suhu yang dibawah titik beku, perubahan cuaca yang yang tidak dapat dipredisi dan awan yang cukup rendah, tepi selatan danau merupakan tantangan terbesar dengan kondisi dinding gunung yang curam. Unit UAV harus terbang lepas landas dari dan mendarat pada kapal yang terpisah karena kondisi exstrim gunung yang tidak memungkinkan dan sangat beresiko tinggi. Vegetasi dengan tingkat kepadatan yang tinggi juga memaksa pilot tidak dapat mengontrol unit tersebut dari daratan. Selain dibutuhkan teknologi yang canggih, kehandalan dari pilot UAV sangat diperlukan juga pada kondisi medan seperti ini.

Dengan kondisi yang sedemikian rupa, tim survey mampu menyelesaikan misi penerbangan dengan 18 kali flights sehingga jalur pantai sepanjang 12 kilometer mampu diselesaikan hanya dalam waktu dua hari saja. Dengan kecepatan drone 4m/s dan gambar yang diambil setiap dua detik sekali, tim survey sudah beranggapan bahwa data tersebut sudah merupakan data valid yang siap untuk diolah pada proses selanjutnya.

Seperti pada hasil perekaman survey yang dilakukan dengan kapal, survey dengan UAV juga sangat diwajibkan untuk direferensikan secara akurat. Untuk menyelesaikan misi ini, tim survey menggunakan modul HPH GNSS 2 RTK/GNSS Aibot (L1/L2) dan Leica Receiver. Kombinasi tersebut terbukti ampuh dan bekerja sangat baik dalam kondisi ekstrim serta mampu menghasilkan tingkat akurasi 1-3 centimeter pada georeferencing data yang terkumpul.

Post Processing Data

Setelah pengukuran dan pengambilan data di lapangan semua sudah diselesaikan para surveyor melanjutkan ke pemrosesan data. Point Cloud yang didapatkan dari sonar multibeam dimasukkan ke dalam perangkat lunak PDS 2000. Kemudian untuk proses integrasi data garis pantai yang diambil dengan UAV, sejumlah 4.400 gambar diimport ke Aibotix AiProFlight untuk proses georeferensial dengan dibantu perangkat lunak Agisoft untuk permodelan 3 dimensinya yang selanjutnya dua model 3 dimensi tersebut digabungkan dalam aplikasi AutoDesk AutoCAD Civil 3D untuk menghasilkan model danau yang tepat.

Reliable 3D Models

Dengan menggunakan data dari model 3 dimensi, tim survey berhasil memberikan hasil peta yang akurat dan tepat untuk klien mereka. Tim survey melakukan kombinasi penggabungan dua metode yang berbeda pada survey area besar dan hal ini merupakan tantangan besar dan mereka berhasil menyelesaikan misi dengan kondisi medan ekstrim tersebut dengan sukses. Source: GIM International

Demikian artikel cerita dari pengunungan alpen tentang kombinasi survey hidrografi dengan uav fotogrametri. Jika ada pertanyaan silakan tinggalkan di kolom komentar. WGS-engineering merupakan perusahaan startup penyedia jasa pengukuran dan pemetaan. Jika ada yang membutuhkan jasa pengukuran dan pemetaan silakan menghubungi contact person yang terdapat pada website ini.