Pemetaan dengan Menggunakan Drone

Pemetaan dengan menggunakan Drone adalah sebuah kegiatan untuk mendapatkan informasi spasial dalam suatu wilayah atau area tertentu yang nantinya akan diimplementasikan dalam suatu bentuk peta.

Aerial Photogrammetry Mapping dengan menggunakan wahana Drone merupakan salah satu metode yang mampu menyajikan data topografi dan data keruangan dalam bentuk peta foto udara (ortofoto).

Drone mapping merupakan metode baru yang menjadi sebuah solusi dalam menjawab kebutuhan pemetaan. Drone Mapping mampu menyajikan data spasial dengan akurasi tinggi, untuk berbagai keperluan pemetaan, dimanapun, dan kapanpun kebutuhan itu berada.

Pada masa ini drone dapat membantu kita untuk melakukan pemetaan dengan area yang luas secara cepat, biaya yang lebih efektif, serta mampu memberikan data penunjang untuk membantu mempercepat alur kerja kita dalam berbagai bidang.

Gambar 1. Ilustrasi Pemetaan dengan Menggunakan Drone. Courtesy : Nevada Insitute for Autonomous Systems

Dengan menggunakan Drone sangat dimungkinkan untuk mendapatkan data pengukuran topografi dengan kualitas yang sama dengan pengukuran secara terestrial akan tetapi dalam waktu yang relatif lebih singkat.
Secara substansial hal ini tentu akan mengurangi biaya operasional dan beban kerja ketika di lapangan.

Pemetaan dengan menggunakan drone ini sendiri merupakan salah satu metode pengukuran dari keilmuan Geodesi yang disebut Fotogametri.

Definisi Fotogametri

Menurut kamus besar Wikipedia, fotogrametri atau aerial surveying merupakan teknik pemetaan menggunakan wahana foto udara. Hasil pemetaan secara fotogrametrik berupa peta foto dan tidak dapat dijadikan dasar atau lampiran penerbitan peta. 
Pemetaan secara fotogrametrik tidak dapat lepas dari referensi pengukuran secara terestris, mulai dari penetapan ground controls (titik dasar kontrol) hingga kepada pengukuran batas tanah. Batas-batas tanah yang diidentifikasi pada peta foto harus diukur di lapangan secara terestris.

Menurut Van Hoeve Fotogrametri adalah suatu metode atau cara untuk mengkonstruksikan bentuk, ukuran dan posisi pada suatu benda yang berdasarkan pemotretan tunggal maupun stereoskopik.

Menurut Wolf, dalam bukunya tahun 1993 tertulis bahwa Fotogrametri adalah seni, ilmu dan teknologi untuk memperoleh informasi terpercaya tentang objek fisik dan lingkungan melalui proses perekaman, pengukuran, dan interpretasi gambaran fotografik, dan pola radiasi tenaga elektromagnetik yang terekam.

Gambar 2. Ilustrasi Pengambilan Data Pada Pekerjaan Foto Udara

Kelebihan Penggunaan Drone dalam Pengukuran dan Pemetaan

Drone dalam aplikasinya untuk pengukuran dan pemetaan sendiri memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan pengukuran terestrial. Adapun beberapa kelebihannya adalah sebagai berikut.

  • Lebih efisien dari segi waktu dan biaya operasional lapangan

    Menggunakan drone untuk pengukuran dan pemetaan sendiri cenderung akan memakan waktu yang lebih cepat dibandingkan jika kita melakukan land surveying. Dari segi manpower yang dibutuhkan juga tidak sebanyak jika melakukan pengukuran terestris.
    Otomatis hal ini juga akan berpengaruh terhadap biaya operasional di lapangan yang tentu akan menjadi jauh lebih hemat.

  • Dapat menyajikan data yang akurat dan lengkap

    Pengukuran terestris semisal menggunakan Total Station hanya mengukur menggunakan indiviudal points. Sementara jika menggunakan drone untuk melakukan pengukuran satu kali penerbangan akan didapatkan seperti ratusan atau ribuan data pengukuran yang dapat dipresentasikan ke dalam berbagai format berbeda seperti orthomosaic, point cloud, DTM, DSM, contour lines, dan lain sebagainya.

  • Mampu memetakan area yang susah dijangkau atau susah diakses

    Pada pengukuran terestris, ada kalanya kita menjumpai beberapa area yang sangat sulit untuk bisa terjangkau, semisal di lereng yang curam atau tebing yang tinggi. Dengan menggunakan Drone, pengukuran semacam ini bukan lagi menjadi sebuah halangan karena Drone mampu menjangkau semua area yang susah dijangkau ketika menggunakan pengukuran secara terestris

Beberapa Pemanfaatan Drone Untuk Pengukuran dan Pemetaan

Setelah kita singgung mengenai beberapa kelebihan penggunaan drone untuk pengukuran dan pemetaan, selajutnya akan kita ulas beberapa contoh pemanfaatan drone dalam aplikasinya untuk pengukuran dan pemetaan.

  • Kadastral Surveying dan Kartografi

Pengukuran dan Pemetaan menggunakan drone dapat menghasilkan high-resolution orthomosaics atau ortophoto dengan kualitas yang tinggi. Dari pemetaan drone kita juga bisa mendapatkan model 3 dimensi yang cukup terperinci bahkan untuk area yang cukup sulit untuk diakses jika dilakukan pengukuran terestris.

Dengan data resolusi tinggi tentu dapat dimanfaatkan untuk membuat semisal peta kadaster atau peta bidang tanah dengan akurasi tinggi dalam waktu yang sangat cepat dan cukup mudah.

Gambar 3. Contoh Peta Bidang Tanah atau Peta Kadaster yang dioverlay dengan Peta Foto
  • Pengelolalan dan Pengembangan Lahan

Data dari pemetaan menggunakan drone yang berupa aerial images akan sangat membantu dalam perencanaan pengembangan suatu lahan.

Contoh pemanfaatan data pemetaan menggunakan drone dalam pengelolalan dan pengembangan suatu lahan adalah membantu dalam pencarian lokasi, perencanaan dan design peruntukan pengembangan lahan, perencanaan design konstruksi jalan, gedung, dan lain sebagainya.

Meskipun dalam berbagai kasus yang membutuhkan ketelitian sangat teliti seperti konstruksi jalan ataupun gedung kita tetap tidak boleh mengabaikan pengukuran terestris sama sekali. Akan tetapi dalam tahap perencanaan atau mungkin pada saat penyelesaian, data dari pemetaan drone ini akan sangat membantu kita dalam penyelesaikan pekerjaan tersebut.

Gambar 4. Pemetaan Drone ketika digunakan untuk proses perencanaan konstruksi jalan

  • Perhitungan Volume Stockpile / Volume Cut and Fill

Data dari pemetaan menggunakan drone ini juga bisa kita manfaatkan untuk proses perhitungan volume stockpile atau volume cut and fill.

Semisal di area pertambangan terdapat suatu stockpile, dengan adanya pemetaan drone ini akan sangat efisien untuk perhitungan volumenya jika dibandingkan pengukuran terestris. Metode yang cukup murah dan hemat ketika kita akan menghitung stok volume di suatu tambang ataupun quarries untuk keperluan invetarisasi dan pemantauan

Dengan drone kita dapat menangkap lebih banyak titik topografi, sehingga diharapkan pengukuran akan menghasilkan data yang lebih akurat. Metode ini juga akan lebih safety jika dibandingkan kita harus melakukan akuisisi data secara manual dengan menaiki suatu tumpukan stockpile. Dikarenakan drone mengambil data tidak dari atas permukaan tanah secara langsung, maka kegiatan operasional lain pun juga tidak akan terganggu.

Gambar 5. Contoh Data Pemetaan Drone untuk Perhitungan Stockpile Volume

  • Pemanfaatan di Pertanian dan Perkebunan

Pemetaan dengan menggunakan Drone juga bisa kita manfaatkan untuk keperluan di Pertanian dan Perkebunan.

Salah satu contoh sederhananya adalah untuk proses Tree Counting pada suatu perkebunan. Dengan memanfaatkan data ortophoto yang dihasilkan serta dikombinasikan dengan perangkat lunak tertentu, proses tree counting tentu akan sangat jauh lebih cepat dan mudah ketimbang melakukannya dengan cara yang konvensional.

Beberapa diatas adalah contoh dari pemanfaatan drone dalam aplikasinya untuk survey dan pemetaan. Sebenarnya masih sangat banyak contoh pemanfaatannya, akan tetapi mungkin akan memakan space sangat banyak jika semuanya harus dituliskan disini. Semoga beberapa contoh diatas sudah mewakili dari beberapa pemanfaatan drone untuk pemetaan.

Cara Kerja Pemetaan Menggunakan Drone

Pemetaan menggunakan Drone mengacu pada penggunakan pesawat udara tanpa awak atau biasa disebut Unmanned Aerial Vehicle (UAV) yang digunakan untuk menangkap aerial data atau data udara dengan menggunakan sensor yang menghadap ke bawah seperti kamera RGB atau multispektral. Selama proses pengambilan data, objek diatas permukaan tanah diambil beberapa kali dengan sudut yang berbeda dan setiap gambar atau objek permukaan tanah diberi dengan tanda koordinat.

Just a few years ago, the only way to get an aerial photogrammetric map of high accuracy and resolution was to fly the area of interest with a manned aircraft—or have access to a spy satellite! But the advancements in drone capabilities and their decreasing costs have made high quality aerial maps available for a multitude of people and industries

Drone Pilot Ground School
Gambar 6. Ilustrasi Akuisisi Data Pemetaan Menggunakan Drone. Credit : Wingtra

Dari ilustrasi di atas dijelaskan bahwasanya dalam pengambilan data pada pemetaan menggunakan drone, gambar atau objek di permukaan tanah diambil secara multiple atau berulang kali dari berbagai arah dan sudut yang kemudian digabungkan untuk mendapatkan hasil peta 2 Dimensi dan 3 Dimensi yang akurat dan terperinci.

Dari data yang sudah diambil di lapangan nantinya pada perangkat lunak fotogrametri dapat dibuat geo-referenced orthomosaics, elevation models, atau model 3 dimensi dari suatu area. Peta yang dihasilkan juga dapat digunakan untuk mengestrak informasi tertentu untuk perhitungan luasan, jarak, bahkan sampai perhitungan volumetrik.

Adapun secara garis besar, metode pengambilan data pada pemetaan menggunakan drone dapat dilihat pada diagram alir sederhana berikut ini.

Gambar 7. Diagram Alir Akuisisi Data Pemetaan menggunakan Drone

Adapun penjelasan secara rinci mengenai cara kerja pemetaan menggunakan drone adalah sebagai berikut.

1. Persiapan

Persiapan dalam hal apapun merupakan suatu hal yang sangat penting dan tidak boleh terlewatkan, begitupun pada saat melakukan pemetaan dengan menggunakan drone.

Sebelum pelaksanaan pemotretan foto udara terlebih dahulu dibuat persiapan, perencanaan awal serta dilakukan survey pendahuluan.

Pada tahap ini dilakukan untuk mengetahui gambaran mengenai kondisi dan situasi yang ada di area rencana proyek maupun situasi sekitarnya, termasuk semua informasi mengenai lokasi batas area, lokasi take off dan landing pesawat, serta informasi lain yang diperkirakan akan mempengaruhi perencanaan dan kemungkinan alternatif penanganan yang akan diambil.

Akuisisi data pada pemetaan menggunakan drone ini juga sangat memperhatikan cuaca saat pelaksanaan pekerjaan. Hujan dan kecepatan angin merupakan salah satu faktor kendala pesawat UAV untuk melakukan misi penerbang.

Pada tahapan persiapan ini, hal-hal yang dilakukan antara lain koordinasi tim, mobilisasi tim dan peralatan kerja yang akan digunakan dan yang paling penting, orientasi lapangan.

2. Penentuan, Pemasangan, dan Pengukuran Ground Control Point (GCP)

Ground Control Point (GCP) adalah titik kontrol yang berada di permukaan tanah (biasanya berupa patok atau premark) yang diukur dengan metode terestris ataupun ekstra-terestris menggunanakan piranti Global Network Sattelite System (GNSS) atau lebih dikenal dengan GPS Geodetik.


Baca Juga :

1. Pengenalan GNSS dan Aplikasinya

2. Beberapa faktor yang mempengaruhi ketelitian pada pengamatan GNSS


Apa kegunaan dari GCP?

GCP sendiri merupakan sebuah titik kontrol dimana berfungsi agar hasil dari pemetaan kita memiliki nilai referensi diatas permukaan tanah. Secara garis besar tujuan dari digunakannya GCP adalah untuk meningkatkan akurasi dari pemetaan menggunakan drone.

Seperti yang sudah disinggung di awal bahwasanya data yang dihasilkan dari pemetaan drone ini tidak bisa berdiri sendiri. Untuk mendapatkan kualitas yang tinggi memerlukan adanya titik referensi berupa Ground Control Point (GCP).

Tahapan pemasangan GCP diawali dari perencanaan pemasangan fisik GCP dan pengamatan GPS. Dalam pekerjaan ini dilakukan pemasangan GCP sebagai titik kontrol yang terletak menyebar di area pemotretan di tiap lokasi.

Metode pengukuran GCP sendiri bervariasi, tergantung pada ketelitian yang ingin dihasilkan. Untuk ketelitian tinggi sudah pasti titik GCP akan diamati dengan metode Statik dalam waktu yang cukup lama dan perlu memperhatikan kekuatan bentuk jaringan (strength of figure).

Akan tetapi dalam kasus tertentu, penggunaan metode Fast Statik dan atau Real Time Kinematik (RTK) juga sudah cukup mampu memberikan kualitas data yang baik dan akurat. Untuk lebih detail pembahasan mengenai GNSS, diatas sudah terlampir link untuk informasi lebih lanjutnya.

Gambar 8. Contoh Ground Control Point

3. Akuisisi Data

Dalam pelaksanaan pemotretan udara menggunakan wahana pesawat UAV perlu dilakukan perencanaan misi terbang yang meliputi area/daerah pemotretan. Tahapan-tahapan misi penerbangan diantaranya adalah sebagai berikut.

  • Menentukan batas lokasi

    Pendefinisian batas lokasi atau cakupan area terbang pesawat ditentukan dengan membuat garis batas polygon. Pendefinisian ini akan membatasi garis jalur terbang yang akan direncanakan.

  • Menentukan tinggi terbang, overlap, dan sidelap

    Perencanaan tinggi terbang disesuaikan dengan tujuan dan ketelitian tertentu, seperti misalnya jika yang dicari adalah resolusi dibawah 8 cm maka akan menggunakan tinggi terbang kurang dari 150 m dengan overlap 50%, dan sidelap 60%

  • Input jalur terbang

    Memberi input disini berupa memberikan perintah jalur terbang ke wahana UAV setelah tersambung koneksi telemetry dari pesawat ke Komputer (untuk beberapa tipe drone Fixed Wings).
    Sementara untuk drone multicopter seperti DJI Phantom dan sebagainya, sudah banyak perangkat lunak yang tersedia dan dapat langsung disambungkan dengan menggunakan smartphone ke wahana UAV.

  • Menentukan area take off dan landing pesawat

    Untuk beberapa pesawat dengan tipe fixed wings umumya masih menggunakan metode handlaunch ketika take off. Sementara pada saat landing umumnya menggunakan net atau jaring untuk menangkap pesawat guna menghindari kerusakan akibat landing di tempat yang cukup keras pada permukaannya.
    Pada drone dengan tipe multicopter biasanya sudah disertai mode automatic ketika take off dan landing sehingga tidak sesulit ketika menggunakan drone yang lebih besar seperti tipe fixed wings.
Gambar 9. Metode handlaunch pada saat take off

4. Pemrosesan Data

Tahapan pemrosesan data sebenarnya cukup panjang untuk dituliskan, disini coba kami tulis secara singkat. Mudah-mudahan cukup mudah untuk dipahami.

Gambar 10. Diagram Alir Pemrosesan Data pada Pemetaan menggunakan Drone

Adapun garis besar pemrosesan data pada saat pemetaan menggunakan drone adalah sebagai berikut.

  • Matching Point

Matching Point adalah penentuan titik dari suatu obyek dengan mencari pasangan titik pada dua foto stereo berdasar nilai keabuan pixel titik itu dan nilai keabuan sekitarnya. Sebuah titik akan dicari pasangannya pada seluruh foto yang ada.

Gambar 11. Pemrosesan Matching Point
  • Restitusi Foto Stereo

Restitusi (restitution) dapat diartikan sebagai pengembalian sesuatu yang hilang, atau rekonstruksi model fiktif (3D) dari pasangan foto (2D).

Model fiktif ini kemudian digunakan sebagai panduan penurunan peta. Pembentukan model 3D dari pasangan foto dilakukan melalui tahapan sebagai berikut :

  • Orientasi dalam (inner orientation)
  • Orientasi relatif (relative orientation), dan yang terakhir
  • Orientasi absolut (absolute orientation)
  • Triangulasi Udara

Triangulasi udara adalah merupakan bagian kegiatan dalam pemetaan fotogrametri dengan cara mengukur titik-titik minor foto, kemudian ditranformasi ke titik referensi (titik kontrol tanah).

Kegiatan triangulasi udara ini dapat dilaksanakan dalam waktu yang singkat dan biaya yang lebih murah dibandingkan dengan metode konvensional yang dilakukan secara terestris dilapangan.

  • Ortophoto

Hasil dari pengolahan nantinya adalah berupa image orthophoto yang merupakan gabungan dari seluruh foto yang telah mengalami koreksi dan adjustment.

  • Pengolahan Data Topografi

Data topografi diolah berdasar data Pointcloud hasil olah data Fotogrametri.

Data Pointcloud berupa jutaan titik 3 dimensi (XYZ) yang perlu diolah melalui proses filterisasi untuk memisahkan obyek yang termasuk sebagai data permukaan tanah / topografi.

  • Feature Extraction

Proses ini adalah mengklasifikasikan penampakan pada ortofoto mosaic menjadi data vector seluruh kenampakan obyek yang ada dipermukaan bumi.

Prosesnya melalui tahap digitasi on screen pada layar PC computer. Hasil feature extraction nantinya akan menjadi sumber data peta tematik sesuai kebutuhan pengguna.

  • Penyajian Data Peta

Berdasar data Ortofoto, data kontur topografi dan data vector hasil feature extraction

maka akan disusun beberapa lembar peta dengan skala sesuai ketentuan teknis yang diperlukan pengguna.

Peta yang akan dihasilkan diantaranya adalah peta Foto, Peta Topografi, Peta  Kenampakan Rupa Bumi, dan Peta Ttematik lain sesuai kebutuhan pengguna.

  • Pengujian Data

Pengukuran ground check dilakukan untuk mengetahui tingkat akurasi pengolahan data foto dengan aktual lapangan.

Metode pengukuran semisal menggunakan GPS Real time kinematik dilakukan sepanjang jalan atau bangunan yang nantinya terlihat didalam foto.

Produk Pemetaan dengan Menggunakan Drone

Berbagai produk yang dihasilkan dari pemetaan dengan menggunakan drone diantaranya adalah

Ortophoto Mozaik

Ortophoto mozaik adalah gabungan beberapa/banyak foto menjadi satu kesatuan yang telah mengalami beberapa tahap koreksi gambar;

sehingga baik dari segi warna, ukuran sudut dan arah, serta ukuran geometri (panjang dan luas) akan sesuai dengan kenampakan di permukaan bidang obyek asli.

Gambar 12. Contoh Ortophoto Mozaik

Digital Surface Model (DSM)

Digital Surface Model (DSM) adalah File dengan format raster (image) yang mana tiap nilai pikselnya bukan berisi nilai intensitas warna melainkan nilai elevasi yang menggambarkan bentuk seluruh permukaan bidang termasuk berbagai obyek yang ada disuatu area tertentu.

Pada kasus DSM untuk  permukaan bumi maka kenampakannya akan menunjukan semua obyek pada posisi paling atas (atap bangunan, kanopi pohon, permukaan tanah yang terbuka, dll).

Gambar 13. Contoh Digital Surface Model

Digital Terrain Model (DTM)

Digital Terrain Model (DTM) adalah file dengan format raster (image) yang mana tiap nilai pikselnya bukan berisi nilai intensitas warna melainkan nilai elevasi yang menggambarkan bentuk permukaan tanah/bumi saja.

DTM biasanya didapat setelah mengeliminasi bentuk/permukaan non-ground dari DSM.

Gambar 14. Contoh Digital Terrain Model

Peta Kontur

Peta Kontur adalah garis-Garis yang menunjukan nilai elevasi; dimana tiap garisnya hanya menyatakan satu nilai elevasi yang sama; dari suatu permukaan tanah/bumi.

Gambar 15. Contoh Peta Kontur

Details Feature Ekstraction

Hasil Ortofoto Drone Mapping apabila dikonversi dalam bentuk vektor dengan berbagai layer sesuai jenis obyek/tutupan lahan/penggunaan lahan (misal:jalan, pemukiman, rumah, Vegetasi, kebun, sungai, dsb) dapat digunakan untuk berbagai analisis data spasial, berbagai peta tematik, dan dapat digunakan sebagai sumber data penyusunan GIS (Geographic Information System).

Sebagai contoh data pemetaan drone bisa digunakan untuk proses Tree Counting untuk menampilkan vegetasi tertentu di areal pemetaan dan penentuan posisi sumber air yang berada di lokasi areal pemetaan

Demikianlah sedikit tulisan kami mengenai pemetaan menggunakan drone, tentu masih sangat banyak sekali kekurangan dan banyak hal yang masih belum bisa dibahas detail di tulisan ini.

Sebagai penutup kami sangat megapresiasi terhadap segala kritik dan saran. Silakan tinggalkan di kolom komentar yang sudah tersedia jika berkenan.

Mampir juga ke tulisan kami yang lain tentang pemetaan drone

Beberapa Rekomendari Drone untuk Survey Pemetaan

Mengenal Fotogrametri, Salah Satu Cabang Keiluman Geodesi

Akhir kata, jaga kesehatan selalu dan sampai jumpa lagi di tulisan selanjutnya.

(Visited 215 times, 1 visits today)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

× Hubungi kami via Whatsapp