PENGAMBILAN DATA 2,5D
UNTUK VISUALISASI KOTA 3D
TUGAS AKHIR
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Oleh
Farrid Rafsanjani OP
NIM : 151 02 009Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika
Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir Sarjana
PENGAMBILAN DATA 2,5D UNTUK VISUALISASI KOTA 3D
Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya, baik sebagian maupun seluruhnya, baik oleh saya maupun oleh orang lain,
baik di ITB maupun di instansi pendidikan lainnya. Bandung, Februari 2008 Penulis, Farrid Rafsanjani NIM. 151 02 009 Bandung, Februari 2008 Pembimbing
Pembimbing I, Pembimbing II,
DR. Ir. D. Muhally Hakim, MSc DR. Ir. Agung Budi Harto, M.Eng NIP. 130 796 170 NIP. 132 052 382
Disahkan Oleh:
Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian
Institut Teknologi Bandung
DR. Ir. Wedyanto Kuntjoro, MSc NIP. 131 690 328
ABSTRAK
Proses penentuan beda tinggi dari suatu objek bangunan yaitu dengan cara menumpangsusunkan data dari foto udara dengan data Digital Terrain Model (DTM).
Ada beberapa metode interpolasi yang digunakan untuk menentukkan posisi dari koordinat gedung pada sistem koordinat piksel antara lain metode interpolasi tetangga terdekat (Nearest Neighbor Interpolation), metode interpolasi empat tetangga terdekat (Cubic Interpolation), dan metode interpolasi enam belas tetangga terdekat (Bicubic Interpolation).
Dari hasil pengolahan di dapat suatu analisis bahwa untuk daerah yang memiliki kontur curam lebih baik menggunakan metode cubic interpolation dibandingkan metode Nearest Neighbor Interpolation karena metode Cubic Interpolation lebih teliti dibandingkan dengan metode Nearest Neighbor Iinterpolation. Ketelitian inilah yang diperlukan untuk menentukan posisi dari gedung dengan tepat. Tetapi metode cubic interpolation lebih rumit dalam penghitungannya. Sedangkan untuk metode BiCubic Interpolation beda tinggi yang dihasilkan sangat ekstrim dibandingkan kedua metode di atas.
Kata kunci : Digital Terrain Model, Nearest Neighbor Interpolation, Cubic Interpolation, Bicubic Interpolation
ABSTRACT
The height determination process from building objects can be done by overlaying data from aerial photogrammetry with Digital Terrain Model (DTM) data. There are few method of interpolation used to determine the position of building coordinates in pixel coordinate system, which are Nearest Neighbor Interpolation method, Cubic Interpolation method, Bicubic Interpolation method.
From analyzing the data processing process, it shown that for area with steep slope is better using the cubic interpolation method than nearest neighbor interpolation method because the result of data processing of cubic interpolation method is more precise than nearest neighbor interpolation method. This precision is needed for determine the building position accurately. But the calculation in the cubic interpolation method is more complicated. And for BiCubic Interpolation, the result of data processing is very extreme than both method above.
Key Words : Digital Terrain Model, Nearest Neighbor Interpolation, Cubic Interpolation, Bicubic Interpolation
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah yang telah diberikan olehNya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Tugas Akhir yang berjudul “Pengambilan Data 2,5D Untuk Visualisasi Kota 3D (Studi Kasus: Kampus ITB)” ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan program pendidikan sarjana di program studi Teknik Geodesi dan Geomatika Institut Teknologi Bandung.
Tugas Akhir ini membahas bagaimana mencari nilai tinggi suatu objek dari data Digital Terrain Model (DTM) yang ditumpangsusunkan (overlay) dengan data foto udara dengan menggunakan teknologi digital dimana hasil akhir yang ingin dicari adalah menganalisis metode mana yang terbaik antara metode Nearest Neighbour Interpolation, metode Cubic Interpolation, dan metode Bicubic Interpolation yang digunakan untuk memperoleh nilai tinggi suatu objek.
Penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga selesainya Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan kritik, saran, dan masukan yang membangun dan bermanfaat bagi semua pihak di masa yang akan datang. S
Bandung, Februari 2008 Penulis,
LEMBAR PENGHARGAAN
Alhamdulillah, dalam salah satu kesempatan yang sangat mengesankan dalam hidup penulis ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak- pihak yang telah membantu memberikan ide, saran dan kritik kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini serta dalam menyelesaikan kuliah di Departemen Teknik Geodesi dan Geomatika.
Saya ucapkan terima kasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta rahmatnya kepada saya, dan senantiasa memberikan pertolongan setiap saat.
2. Junjungan Nabi dan Rasulullah Muhammad SAW yang telah memberikan inspirasi dalam perjalanan hidup saya.
3. Papa dan Mama yang selalu memberika kasih sayang, mendoakan saya tiada henti- hentinya, dan memberikan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Adikku Ilham Attamimi Scenda Putra, tanpa kehadiranmu di dunia ini, mungkin saya sulit untuk tersenyum. Keluarga Besar Siswosudarmo di Banjarnegara serta H.Ahmad Djamaan di Pekanbaru yang memberikan dukungan dan doanya. Serta Mariana Rahmasari S.Si yang telah memberikan semangat, kasih sayang, dan cinta kepada penulis.
5. DR. Ir. D. Muhally Hakim, MSc dan DR. Ir. Agung Budi Harto, M.Eng selaku dosen pembimbing saya di program studi Teknik Geodesi dan Geomatika. Terima kasih untuk segala bantuan, masukan, kritik, saran, semangat yang bapak berikan. 6. Ir. Kosasih Prijatna, MSc, DR. Ir. Deny Suwardhi, MSc, dan Ir.Andri Hernandi,
MT selaku dosen penguji. Terima kasih untuk segala ilmu, kritikan, masukan, tempat penelitian yang bapak berikan.
7. DR. Ir. Wedyanto K, MSc sebagai ketua program studi Teknik Geodesi dan Geomatika.
8. Seluruh dosen di Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB.
9. Terima kasih untuk Pak Asep foto yang telah membantu penulis untuk belajar fotogrametri, software PCI Geomatic serta ilmu yang diberikan.
10. Staff dan karyawan tata usaha, Pak Dudi dkk yang telah membantu dalam segala hal akademik penulis selama kuliah di ITB
11. Staff perpustakaan yang membantu dalam penyediaan literatur sebagai bahan untuk Tugas Akhir dan kuliah.
12. Kepada sahabat saudara dan sobatku Kamered IMG 02 yang telah memberikan warna warni dalam kehidupan kampus. Serta Kamerad muda dan tua yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR i LEMBAR PENGHARGAAN ii ABSTRAK iv DAFTAR ISI vi DAFTAR TABEL ix DAFTAR GAMBAR xDAFTAR LISTING CODE xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 1
1.3 Maksud dan Tujuan 2
1.4 Ruang Lingkup 2
1.5 Metodologi Penelitian 2
1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB II DASAR TEORI 5
2.1. Fotogrametri 5
2.1.1 Pengamatan Stereoskopik 6
2.1.2 Restitusi Foto Udara a. Orientasi Dalam 7
b. Orientasi Relatif 7
c. Orientasi Absolut 9
2.2 Ekstraksi Data 3D Secara Fotogrametri 9
2.3 Digital Terrain Model (DTM) 11
2.3.1 Tinggi Titik (Spot Heights) 11
2.4 Overlay 11
2.5 Interpolasi 14 2.5.1 Metode Interpolasi Tetangga Terdekat (Nearest Neighbour
Interpolation) 16
2.5.2 Metode Interpolasi Cubic (Cubic Interpolation) 17
BAB III PROSES PENGAMBILAN DATA 3D DARI FOTO UDARA DAN PENENTUAN NILAI BEDA TINGGI BANGUNAN 19
3.1 Akuisisi Data 3D dari Foto Udara 19
3.1.1 Lokasi Penelitian 19
3.1.2 Persiapan Data dan Peralatan Penelitian 20
a. Sumber Data 20
b. Perangkat Lunak 21
3.2 Pelaksanaan Penelitian 22
3.2.1 Pengidentifikasian GCP (Ground Control Point) 22
3.2.2 Pembentukan Model Stereo 23
3.2.3 Ekstraksi Data 3 Dimensi 24
a. Ekstraksi Data Foto Udara 24
b. Ekstraksi Data Digital Terrain Model (DTM) 26
3.3 Visual Basic 29
3.3.1 Membaca Data Input 29
3.3.2. Pembangunan Algoritma 30
a. Metode Nearest Neighbour Interpolation 30
b. Metode Cubic Interpolation 32
c. Metode BiCubic Interpolation 36
BAB IV ANALISIS 41
4.1 Analisis Ekstraksi Data Foto Udara 41
4.2 Analisis Ekstraksi Data Digital Terrain Model (DTM) 41
4.3 Analisis Metode Interpolasi 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 47
DAFTAR PUSTAKA xii
LAMPIRAN L-1
1. Modul Metode Nearest Neighbor Interpolation L-1 2. Modul Metode Cubic Interpolation L-3 3. Modul Metode BiCubic Interpolation L-6
DAFTAR TABEL
Table 3-1. Ground Control Point 22
Tabel 3-2. Koordinat gedung 26
Tabel 4-1. Hasil beda tinggi metode Nearest Neighbor 42
Tabel 4-2. Hasil beda tinggi metode Cubic 43
Tabel 4-3.Hasil beda tinggi metode BiCubic 44
Tabel 4-4. Nilai koordinat DTM selisih nilai Z paling tinggi 45
Tabel 4-5. Data koordinat piksel yang mempunyai beda tinggi minimum 46
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1-1. Diagram proses penelitian 3 Gambar 2-1. Konsep Dasar Fotogrametri 5 Gambar 2.2. Visualisasi proses restitusi foto udara 8 Gambar 2-3. Contoh ekstraksi data dan pengambilan data tinggi pada fotogrametri 10 Gambar 2-4. Contoh data arc 12 Gambar 2-5. Contoh data point, line, dan polygon 13 Gambar 2-6. Contoh proses overlay data DTM dan data vektor 14 Gambar 2-7. Interpolasi 15 Gambar 2-8. Nearest Neighbour Interpolation 16
Gambar 2-9. Cubic Interpolation 17
Gamabr 2-10. Bicubic Interpolation 18
Gambar 3-1. Lokasi Kampus ITB 20
Gambar 3-2. Foto Udara Run 7 21
Gambar 3-3. Titik GCP dan Tie Point 24
Gambar 3-4. Model Stereo 25
Gambar 3-5. Input data di Surfer 6 27
Gambar 3-6. Kontur di Surfer 6 28
Gambar 3-7. DTM di ER Mapper 6.4 29
DAFTAR LISTING CODE
List Kode 3.1 Membaca data raster 30
List Kode 3.2 Membaca data input dan output notepad 30
List Kode 3.3 Menentukan letak jatuh titik gedung pada piksel 31
List Kode 3.4 Menentukan besar DTM pada piksel baris ke-n dan kolom ke-n 31
List Kode 3.5 Menentukan beda tinggimetode nearest neighbor 31
List Kode 3.6 Menentukan empat kemungkinan posisi piksel 32
List Kode 3.7 Menentukan titik tengah empat piksel 33
List Kode 3.8 Menentukan nilai DTM pada piksel baris ke-n dan kolom ke-n 33
List Kode 3.9 Menghitung jarak keempat piksel 34
List Kode 3.10 Menghitung nilai DTM titik ujung gedung yang diinterpolasi 34
List Kode 3.11 Menghitung beda tinggi metode cubic 35
List Kode 3.12 Menentukan titik tengah keenam belas piksel 37
List Kode 3.13 Menentukan tinggi DTM pada enam belas piksel 38
List Kode 3.14 Menghitung jarak keenambelas piksel 39
List Kode 3.15 Menghitung nilai bobot 40
List Kode 3. 16 Menghitung nilai DTM titik ujung gedung yang diinterpolasi 41
