Defry Mulia

(1)

STUDI CLOSE RANGE PHOTOGRAMMETRY

DALAM PENENTUAN VOLUME SUATU OBJEK

Defry Mulia

35 09100011

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOMATIKA

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

(2)

PENDAHULUAN

Volume penggalian dan penimbunan suatu material merupakan hal yang

Latar Belakang

Volume penggalian dan penimbunan suatu material merupakan hal yang

penting dalam banyak pekerjaan teknik dan pertambangan. Akurasi bentuk

dan estimasi volume dari material tersebut adalah penting dalam banyak

aplikasi, misalnya studi erosi, estimasi pengambilan bahan tambang, dan

penilaian lahan untuk konstruksi (Schulz dan Schachter 1980 dalam Yakara

dan Yilmazb 2008). Dengan adanya perkembangan teknologi fotogrametri,

diharapkan dapat membuat kemudahan untuk melakukan pemodelan tiga

dimensi dari suatu objek, teknologi otomatisasi image matching, mempermudah

dalam pengambilan titik sampel yang akan digunakan untuk pembuatan

a a pe ga

a

sa pe ya g a a g

a a

pe

a a

(3)

Tujuan

1. Mendapatkan parameter orientasi dalam dari kalibrasi kamera.

2. Membuat model 3D dan DSM (Digital Surface Model) dari objek yang

diteliti.

3. Mengihitung volume menggunakan DSM.

4. Analisa ketelitian dengan membandingkan perhitungan hasil volume

dengan metode close range photogrammetry dan thacymetri.

Manfaat

Manfaat yang ingin diperoleh dari penelitian ini adalah memberi

suatu informasi mengenai suatu metode alternatif untuk diterapkan

pada pekerjaan-pekerjaan pembuatan DSM dan penentuan volume.

(4)

P

M

l h

Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan muncul dari latar belakang penelitian

di atas adalah:

1. Bagaimana hasil kalibrasi kamera pada Software Photomodeler

Scanner?

2. Bagaimana hasil EOP dari proses orientasi relatif dan DSM

menggunakan Software Photomodeler Scanner?

3. Bagaimana Evaluasi volume hasil dari metode Close Range

Photogrammetry dengan Software Photomodeler Scanner

Batasan Masalah

Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah:

1. Objek yang dijadikan bahan pengukuran dari tugas akhir ini yaitu

objek lemari dan objek kurang beraturan gundukan berumput.

2. Metode penghitungan volume yang digunakan adalah metode

bangun ruang balok dan thacymetri.

3. Software pengolahan menggunakan Software Photomodeler

Scanner dengan prinsip epipolar geometry dan metode image

(5)

(6)

LOKASI

_DATA

_{PERANGKAT LUNAK}

1. Auto CAD 2012

2. Photomodeler Scanner

3. Microsoft Office

4 MiniTab 16

Data foto diambil

dengan kamera non

metrik atau kamera

di it l it id

Lokasi penelitian

Tugas Akhir ini

mengambil sampel

4. MiniTab 16

digital yaitu grid

bidang kalibrasi,

lemari, dan gundukan

berumput

.

(7)

(8)

Foto Pengukuran _ETS

PROSEDUR PENELITIAN

Grid

Kalibrasi _{Titik manual}Penandaan Foto Objek ETS Data Sudut dan Jarak Pemotretann Foto tidak RMS >1 RMS >1 Foto Terkoreksi Pengolahan Data Tachymetri Data Kalibrasi terorientasi RMS >1 Koordina t titik sampel Orientasi Relatif Hasil Kalibrasi Foto terorientasi _EOP DSM Perhit n an intersection IOP Volume Objek Volume Objek Perhitungan Volume Model 3D dan DSM Analisa

(9)

HASIL DAN ANALISIS

1. Kalibrasi Kamera

Presisi atau stadar deviasi

Camera Canon EOS 5D Mark II

P

t

O i

t i D l

Nil i (

)

D

i i (

)

Parameter Orientasi Dalam

Nilai (mm)

Deviasi (mm)

Focal Length

24.790558

0.004 Xp

18.020613

0.005 Yp

12.197914

0.006 Fw

36.528877

0.002 Fh

24.3332

-K1

1.54E-04

1.90E-06

K2

0

0 K2

0

0 K3

0

0 P1

1.72E-05

2.50E-06

P2

2.28E-05

2.70E-06

(10)

2. Orientasi Relatif

a. Objek Lemari

Photos X Y Z Tightness (percent) Angle RMS Residual (pixels) Largest Residual (pixels) Photo Largest Residual 3,4 0.269 0.35 -0.896 0.011 8.167 degs 0.26 0.273 4 3,4 -0.294 0.343 -0.827 0.005 7.474 degs 0.149 0.154 3 3,4 -0.248 0.343 -0.847 0.011 7.645 degs 0.278 0.286 3 3,4 0.215 0.346 -0.895 0.028 8.305 degs 0.661 0.689 4 3,4 0.216 -0.015 -0.924 0.002 8.448 degs 0.046 0.046 3 3,4 0.255 0.0201 -0.918 0.017 8.418 degs 0.401 0.403 4 3,4 -0.258 -0.019 -0.898 0.032 7.731 degs 0.746 0.795 3 3,4 0.22 -0.396 -1.0002 0.029 7.130 degs 0.643 0.663 3 3,4 -0.261 -0.397 -0.947 0.039 6.951 degs 0.893 0.962 3 3 4 0 30 0 431 0 92 0 04 6 80 d 1 103 1 19 3 3,4 -0.307 -0.431 -0.925 0.047 6.807 degs 1.103 1.195 3 3,4 0.276 -0.438 -1.004 0.016 6.873 degs 0.349 0.359 3 3,4 0.213 0.031 -0.916 0.006 8.552 degs 0.138 0.138 4 3 4 0 213 0 018 0 916 0 01 8 557 degs 0 243 0 243 3

Tabel 2. Orientasi relatif 2 foto sisi kanan lemari yang saling overlay

(11)

(12)

Foto

Parameter

Xc Yc Zc Omega Phi Kappa

1 0.551641 0.061095 -0.36074 -9.089966 deg 37.017981 deg 5.475817 deg 2 -0.47755 0.042486 -0.26055 -5.801953 deg -32.017474 deg -1.883678 deg 3 -0.39656 0.032826 -0.2151 -3.846049 deg -41.739047 deg -0.959314 deg 4 -0.55418 0.034831 -0.32505 -4.856331 deg -22.504308 deg -1.873915 deg 4 669065 27 143467 5 0.647898 0.041845 -0.37065 -4.669065 deg 27.143467 deg 3.704555 deg 6 0.499199 0.048324 -0.28502 -7.907145 deg 44.543376 deg 4.608528 deg -0 136078 -0 254783 7 0.043855 0.004707 0.011283 0.136078 deg 2.741003 deg 0.254783 deg

(13)

b. Objek Gundukan Berumput

j

p

Precision Vector Tightness RMS Residual Largest Residual

Photos Length (percent) Angle (pixels) (pixels) X Y Z X Precision Y Precision Z Precision

1,2 0.017 0.012 23.083 degs 0.418 0.429 0.088 ‐0.129 ‐0.821 0.001 0.008 0.015 1,2 0.018 0.001 18.425 degs 0.044 0.052 0.041 ‐0.098 ‐1.035 0.017 0.002 0.002 1,2 0.011 0.058 20.657 degs 1.715 1.722 0.155 ‐0.1 ‐0.929 0.011 0.002 0.001 1,2 0.0134 0.009 16.606 degs 0.23 0.237 0.13 ‐0.054 ‐1.162 0.005 0.004 0.011 1 2 0 015 0 042 16 901 degs 0 998 1 01 0 089 ‐0 063 ‐1 139 0 012 0 003 0 009 1,2 0.015 0.042 16.901 degs 0.998 1.01 0.089 ‐0.063 ‐1.139 0.012 0.003 0.009 1,2 0.024 0.031 15.439 degs 0.68 0.682 0.061 ‐0.033 ‐1.247 0.021 0.006 0.009 1,2 0.015 0.015 15.079 degs 0.33 0.337 0.191 ‐0.026 ‐1.279 0.001 0.007 0.013 1,2 0.018 0.005 16.408 degs 0.129 0.136 0.229 ‐0.061 ‐1.169 0.012 0.002 0.013 1,2 0.034 0.018 10.793 degs 0.285 0.286 0.479 ‐0.082 ‐1.715 0.001 0.006 0.033 1,2 0.036 0.021 19.797 degs 0.617 0.63 0.274 ‐0.111 ‐0.951 0.036 0.004 0.003

(14)

(15)

Foto Parameter

Xc Yc Zc Omega Phi Kappa

Foto 1 0 000033 0 000671 0 00332 0.021912 -0.025285 -0.001050 Foto 1

dan Foto 2

Foto 1 -0.000033 -0.000671 -0.00332

deg deg deg Foto 2 0.335823 -0.010832 -0.02068 0.134026 deg 0.988132 deg -0.705731 deg Foto 3 dan Foto 6 Foto 3 0.003576 -0.000024 0.000708 0.003223 deg 0.095031 deg -0.023844 deg Foto 6 0.861546 -0.002267 0.360068 1.072336 deg 3.167751 deg -0.982215 deg Foto 4 dan Foto 5 Foto 5 -0.031993 0.017256 0.011307 -0.718773 deg -1.094625 deg 0.082004 deg Foto 4 0.374304 0.068494 -0.10313 -8.383466 deg 1.185979 deg 0.584186 deg Foto 4 dan Foto 7 Foto 4 0.033125 -0.010911 -0.01595 0.428228 deg 1.189516 deg -0.006633 deg Foto 7 0.392531 -0.013714 -0.43213 5.154310 deg 11.732101 deg 1.053813 deg

(16)

3 PEMODELAN 3D DAN DSM

3. PEMODELAN 3D DAN DSM

(17)

4 HITUNGAN VOLUME

4. HITUNGAN VOLUME

Metode

Pengukuran Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Volume (m3₎

CRP 0.457 0.423 0.556 0.107

R ll M t 0 400 0 400 1 200 0 192

Tabel 6. Hasil Hitungan Volume Lemari

Roll Meter 0.400 0.400 1.200 0.192 Jumlah titik 138 elevasi minimum (m) 5.3 elevasi maksimum (m) 5.9 k di t i i 1028 099599 Jumlah titik 54 elevasi minimum (m) 0 elevasi maksimum (m) 0 k di t i i 1028 099599 koordinat minimum (x,y) 1028.099599 ; 985.176785 koordinat maksimum (x,y) 1034.169121 ; 992.718880 kontur 150 koordinat minimum (x,y) 1028.099599 ; 985.112876 koordinat maksimum (x,y) 1034.169121 ; 992.718880 kontur 55 kontur 150 kontur 55

(18)

162 164987 3 volume cut 162.164987

m

3 volume fill 0 volume hasil 162.164987

m

3 jumlah titik 653 elevasi minimum (m) 5.3 l i k i ( ) 5 9 elevasi maksimum (m) 5.9

koordinat minimum (x,y) 1028.099599 ; 985.112877

koordinat maksimum (x,y) 1034.169121 ; 992.718880

Tabel 9. Hasil Perhitungan Volume Gundukan Berumput Menggunakan ETS

(19)

5. ANALISIS

Pada pengolahan kalibrasi kamera, diperoleh point marking residual dengan nilai RMS 0,114 pixels. Kerapatan titik maksimum adalah pada titik 11 dengan nilai , p p p g 0,00069 m dan titik minimum pada titik 65 dengan nilai 0,00013 m. Analisa yang muncul adalah jumlah area foto yang ditutupi oleh titik adalah 14%, yang merupakan kurang dari yang direkomendasikan, yaitu sebesar 80%. Denga demikian disarankan untuk mengambil ulang foto dari grid kalibrasi dengan pencahayaan yang bagus sehingga titik yang ditandai mengisi bingkai foto sebanyak mungkin Hal ini sehingga titik yang ditandai mengisi bingkai foto sebanyak mungkin. Hal ini menghasilkan kalibrasi yang lebih baik karena lebih banyak lensa yang akan dikalibrasi untuk memperhitungkan variabilitas seluruh lensa.

Dalam menentukan orientasi ralatif dengan melakukan overlay 2 gambar atau lebih, sangat sulit mendapatkan nilai RMS yang kecil dari 0 (<0). Sehingga penulis melakukan pengolahan secara berualng-ulang sampai RMS yang didapat kecil. RMS maksimal pada pengolahan ini adalah 4.008764604 pixels.

Dari hasil uji statistik diketahui bahwa hasil volume rata-rata objek lemari dengan metode CRP adalah 0.107 m3 _{dan metode rol meter adalah 0.192 m}3_{. Sehingga}

selisihnya adalah 0 085 m3 _{Volume gundukan berumput metode CRP belum}

selisihnya adalah 0.085 m . Volume gundukan berumput metode CRP belum menemukan hasil, oleh karena itu perbandingan volume gundukan berumput antara metode CRP dan thacymetri belum bisa ditentukan. Volume gundukan menggunakan ETS adalah 162.164987 m3

(20)

KESIMPULAN

1. Parameter Orientasi Dalam kamera pada hasil kalibrasi kamera yaitu focal

length = 24.790, posisi titik utama foto (X_P;Y_P) = 18.021;12.197, dan koefisien distorsi lensa K1 = 0.00015, K2 = 0, K3 = 0, P1 = 0.000017, dan P2 = 0.000022 2. Pemodelan objek beraturan yang diwakili oleh lemari berhasil dilakukan,

sementara itu objek yang tidak beraturan seperti gundukan berumput tidak berhasil dilakukan.

3. Volume objek lemari berdasarkan roll meter adalah 0.192 m3_{dan berdasarkan}

CRP adalah 0.107 m3_{. Untuk objek gundukan berumput, berdasarkan hasil}

thacymetri 162 165 m3 _{dan berdasarkan CRP belum berhasil ditentukan}

thacymetri 162.165 m dan berdasarkan CRP belum berhasil ditentukan. Perhitungan volume suatu objek dengan metode fotogrametri rentang dekat (CRP) merupakan alternatif yang kurang akurat untuk objek yang tidak beraturan.

4. Hasil Uji statistik pengukuran objek lemari dengan membandingkan metode Roll

M t d CRP l h il i P 0 394 hi di i lk t d

Meter dengan CRP memperoleh nilai P = 0.394, sehingga disimpulkan metode CRP untuk objek yang beraturan masih bisa dikatakan valid.

(21)

SARAN

1. Pada pengambilan data foto grid bidang kalibrasi harus di tempat dengan pencahayaan yang bagus.

2. Untuk jenis objek yang tidak beraturan yaitu gundukan berumput, untuk

mendapatkan hasil orientasi relatif yang bagus seharusnya dipasang tanda atau titik control di objek gundukan.

3. Perlunya dilakukan pendalaman ilmu tentang studi fotogrametri jarak dekat (close range photogrammetry) demi mendapatkan hasil yang lebih akurat dari studi kasus yang diambil.

(22)

DAFTAR PUSTAKA

Atkinson. 1996. Close Range Photogrametry and Machine Vision. Whittles Publishing. Scotland, UK.

Cahyono, A.B. dan Hapsari, H.H. 2008. Petunjuk Praktikum Fotogrametri 1. Laboratorium Fotogrametri. Program Studi Teknik Geomatika, FTSP, ITS.

Hanifa, R. 2007. Studi Penggunaan Kamera Digital Low-Cost Non-Metrik Auto Focus untuk

Pemantauan Deformasi. Tesis. Program Studi Teknik Geodesidan Geomatika. Institut Teknologi

Bandung Bandung.

Institut Teknologi Telkom. 2008. Fotogrametri. Bandung. Gedung Learning Centre Kampus Institut Teknologi Telkom.

Kusumadarma, A. 2008. Aplikasi Close Range Photogrametry dalam Pemetaaan Bangun Rekayasa dengan Kamera Dijital Non Metrik Terkalibrasi. Tugas Akhir. Program Studi Teknik

G d i d G tik I tit t T k l i B d

Geodesi dan Geomatika. Institut Teknologi Bandung.

Ma'ruf, M. 2003. Perbandingan Digital Terrain Model (DTM) Jenis Grid Dengan Triangulated

Irregular Network (TIN). Tugas Akhir. Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika. Institut

Teknologi Bandung.

Saleh, S. 1996. Statistik Induktif. UPP AMP YKPN. Yogyakarta., f gy

Setyadji, B. 2005. Hitung Perataan1. Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika. Institut Teknologi Bandung.

Yakara, M. and Yilmazb, H.M. 2008. Using In Volume Computing Of Digital Close Range Photogrammetry. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol XXXVII Part B3b Beijing

Information Sciences. Vol.XXXVII. Part B3b. Beijing.

Wolf, P.R. 1974. Elemen Fotogrametri Dengan Interpretasi Foto Udara dan Penginderaan Jauh. Madison : McGraw-Hill.

(23)

SIDANG TUGAS AKHIR : 15 JULI 2014

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOMATIKA

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA