priva

tepr

oper

ty

FOTOGRAMETRI JARAK DEKAT

APLIKASI CLOSE RANGE PHOTOGRAMMETRY DALAMPEMODELAN 3D

OLEH:Anindya Nadhira Rafitricia

3512100042

Jurusan Teknik GeomatikaFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya2014

APLIKASI FOTOGRAMETRI JARAK DEKAT UNTUK PEMODELAN 3DCANDI GEDONG SONGO, SEMARANG

Akhmad Didik Prastyo, Ir. Sawitri Subiyanto. M.Si, Andri Suprayogi, ST., MT

Metode fotogrametri jarak dekat mempunyai konsep yang sama dengan konsep dasarfotogrametri aerial, yang membedakannya adalah kajian objek yang diteliti. Metode fotogrametrijarak dekat dapat digunakan jika jarak antara objek dengan kamera kurang dari 100 meter.Hasil dari metode fotogrametri jarak dekat tidak terlalu jauh dengan metode ETS dan 3D Laserscanner. Untuk mengolah hasil fotogrametri jarak dekat dapat menggunakan perangkat lunakPhotoModeler Scanner V.6. Untuk mendukung rencana pelestarian pada bangunan bersejarah danberkembangnya ilmu fotogrametri, diharapkan aplikasi fotogrametri jarak dekat dapat digunakanuntuk pelesetarian bangunan bersejarah di Semarang.

Alat Dan Bahan: Kamera Electronic Total Station Pita Ukur Computer Software Photomodeler Scanner v.6 Software AutoCAD

Metodologi PenelitianSecara garis besar metode penelitian meliputi beberapa hal berikut ini :

priva

tepr

oper

ty

1. PersiapanTahap awal penelitian ini meliputi kegiatan studi literatur, dimana segala sumber referensiyang berhubungan dengan tema penelitian akan dikumpulkan demi mempermudahpenyelesain tugas akhir ini. Tahap lain yang perlu dilakukan adalah suvey lokasi dan objekyang diteliti serta persiapan alat-alat yang akan digunakan pada saat dilapangan.

2. Pengumpulan DataTahap penumpulan data merupakan proses lanjutan dari tahap persiapan. Dalam tahap ini,segala data yang telah direncanakan dikumpulkan untuk nantinya akan diolah. Data yangdimaksud adalah foto objek , titik kontrol dan titik sekutu objek yang diteliti. Titik kontroldilapangan meliputi pengukuran dengan menggunakan Electronic Total Station dan pitaukur.

3. Pengolahan DataPengolahan data dimulai dari marking dan referencing yang dilakukan denganmenggunakan software PhotoModeler Scanner V.6 dan selanjutnya proses permodelan objekmenjadi 3D dan memasukan titik koordinat. Titik koordinat terdiri dari titik kontrol dantitik sekutu bangunan. Untuk proses editing dilakukan pada software AutoCAD 2007sehingga formatnya harus di export dalam bentuk3D Studio (.3ds).

4. Analisa dan KesimpulanPada hasil akhir ini dilakukan analisa tentang ketelitian penggunaan metode fotogrametrijarak dekat, perbandingan ketelitian menggunakan hasil ukuran Electronic Total Station(ETS)dan pita ukur.

Pelaksanaan Penelitian Lokasi Penelitian

Data dalam penelitian ini adalah Candi I yang terdapat pada komplek Candi Gedong SongoKabupaten Semarang. Candi ini berjaarak 45 km dari kota Semarang dapat ditempuh dariKota Semarang dalam waktu 1 jam. Candi Gedong Songo terletak pada posisi 7°12’39.72”S(Latitude) 110°20’32.88” E (Longitude).

Data PenelitianData yang dibutuhkan merupakan data digital dan data pengukuran di lapangan. Berikut datayang dibutuhkan secara terperinci :

Tabel 1. Data Penelitian

No. DATA SUMBER DATA JENIS DATA

1Data kalibrasi kamera

Pengaturankamera

Digital

2 Foto Candi I Survey Digital

3 Pengukuran ElectronicTotal Station

Survey LapanganTeks Dan

Digital

priva

tepr

oper

ty

4 Pengukuran pita ukur Survey Lapangan teks

Kalibrasi KameraProses kalibrasi kamera menggunakan menu yang sudah ada pada perangkat lunakPhotoModeler Scanner. Prinsip hitungan parameter internal kamera secara analitismenggunakan metode self calibration bundle adjustment terhadap titik taget pada bidangkalibrasi. Prinsip Bundle adjustment adalah menghubungkan secara langsung sistemkoordinatfoto ke sistem koordinat peta/tanah tanpa melalui tahap orientasi relatif dan absolut. Secarametematis, persamaan Bundle adjustment dapat diekspresikansebagai persamaan transformasiconform 3D.Bidang kalibrasi yang digunakan berupa titik-titik hitam di atas kertas putih berukuran A0.Bidang kalibrasi merupakan bidang kalibrasi bawaan perangkat lunak PhotoModelerScanner. Dalam penelitian ini menggunakan bidang kalibrasi 12x12 untuk mengantisipasijika jumlah foto lebih dari 8 lembar foto.

Gambar Bidang Kalibrasi ukuran 12x12

Pemotretan ObyekPemotretan obyek berupa candi I di komplek Candi Gedong Songo. Pemotretan obyekmeliputi sisi depan, sisi belakang, sisi kiri dan kanan bangunan candi I. Jarak antar stasiunkamera tidak teratur atau bebas dengan syarat sudut pengambilan antara stasiun kameraminimal 45.

Pengukuran Kerangka Dasar dan Titik DetailPekerjaan pada tahap ini yaitu melakukan pengukuran kerangka dasar dan titik detailmenggunakn electronic total station. Pengukuran ini digunakan sebagai pengikatan terhadapkoordinat tanah.Cara pengukuran kerangka dasar menggunakan poligon. Bentuk poligon yang digunakandalam pengukuran ini adalah poligon tertutup dengan koordinat lokal. Koordinat sebagai titik

priva

tepr

oper

ty

awal adalah P1 (5000,000 ; 5000,000 ; 0,000). Untuk pengukuran titik detail metode yangdigunakan adalah dengan cara tachymetri yang dibidik dari titik kerangka dasar, dengandemikian titik-titik detail diikatkan atau direferensikan ke titik kerangka dasar.

Pengukuran Sisi BangunanPengukuran sisi bangunan dilakukan sebagai data validasi model bangunan yang terbentuk.Sisi banguanan diukur menggunakan pita ukur dan electronic total station untukdibandingkan dengan sisi dari model bangunan.

Pemodelan 3D Menggunakan PhotoModeler ScannerPerangkat lunak utama pada penelitian ini yang digunakan dalam pembentukan 3D adalahPhotoModeler Scanner, ini adalah perangkat lunak yang dibuat oleh Eos System Inc. yangtergabung dalam Windows Corporation.Modul PhotoModeler Scanner digunakan untukmembuat sebuah model 3D dari rangkaian foto suatu obyek. Model yang dihasilkanberupa sekumpulan titik-titik tiga dimensi yang mempunyai nilai berupa koordinat kartesian3D.

Marking and ReferencingPada tahap ini dilakukan menandai titik-titik obyek dan mengidentifikasi titik yang samapada foto yang berbeda. Untuk membentuk suatu model 3D diperlukan titiktitik yangsama minimal pada dua buah foto yang berbeda.Proses Marking and Referencing dapat dilakukan melalui dua cara yaitu melakuan Markingterlebih dahulu pada satu foto lalu mereferensikannya pada foto yang bertampalan ataumelakuan proses Marking and Referencing secara bersamaan terhadap dua buah foto ataulebih. Proses ini akan membuat foto terorientasi. Penentuan titik yang tepat antara dua fotoatau lebih sangat mempengaruhi ketelitian model yang dihasilkan. Foto yang sudahterorientasi atau belum dapat diketahui pada toolbar. Foto yang sudah terorientasi akanmemberikan informasi oriented pada toolbar.

Gambar Tampilan Proses Marking Dan Referencing

Proses Hitungan dan Pembentukan Model 3D AwalSetelah proses marking dan referencing selesai, selanjutnya dilakukan proses pembentukanmodel 3D awal. Perangkat lunak akan menghitung posisi 3D dari data kamera dan titik

priva

tepr

oper

ty

marking yang ada pada foto.Perangkat lunak PhotoModeler Scanner menggunakan metodebundle adjustment untuk mendapatkan koordinat 3D.

Transformasi Koordinat 3DKoordinat model 3D yang dihasilkan belum memiliki ukuran sebenarnya, oleh karena itudiperlukan transformasi koordinat untuk mengubahnya menjadi ukuran sebenarnya.Transformasi koordinat ini menggunakan koordinat hasil pengukuran dengan electronictotal station. Proses transformasi ini dilakukan pada sub menu Scale/Rotate kemudianmemilih Three Point dan memasukan koordinat tiga titik sekutu yang telah diperoleh.

Visualisasi Model 3DUntuk visualisasi model tiga dimensi yang terbentuk berupa shade surface dan kerangkamodel, sub menu yang digunakan untuk visualisasi model 3D adalah Open 3D Viewyangterdapat pada menu View.

Gambar Hasil Visualisasi 3D dengan Quality Texture

Hasil Dan Pembahasan Evaluasi Pengukuran Poligon

Koordinat yang digunakan dalam penelitian ini adalah koordinat lokal dengan koordinat dititik awal X,Y,Z yaitu 5000,000 ; 5000,000 ; 0,000. Poligon yang dibentuk adalah poligontertutup. Koreksi pada absis (X) 0,0372 meter, koreksi pada ordinat (Y) -0,0098 meter dankoreksi pada ketinggian (Z) -0,0983 meter.

Evaluasi Hasil KalibrasiSpesifikasi kamera Canon EOS 500D :

Sensor CMOS 15 MP APS-CISO 100 – 32003.4 fps continuous shootingLCD 3 inci beresolusi 920.000 pikselshutter speed : 30 detik sampai 1/4000

priva

tepr

oper

ty

9 titik AFModel Type APS-C Digital SLRMax. Image Resolution 15.1 MegapixelSensor

15.1 million effective pixels22.3 x 14.9 mm CMOS sensor3:2 aspect ratio

Still Image FormatsJPEG, RAW (14-bit Canon original)RAW + JPEG simultaneous recording possible

Auto Focus9-point CMOS sensorTTL secondary image-registration, phase detectionAF working range: EV -0.5 - 18 (at 23°C/73°F, ISO 100)

Metering SystemTTL 35-zone SPCMetering range: EV 1-20 (at 23°C/73°F with EF50mm f/1.4 lens, ISO 100)

Tabel Hasil kalibrasi kamera Canon EOS 500D

Analisis Perbandingan JarakAnalisis perbandingan jarak dilakukan terhadap sisi terluar lantai dasar dan bangunan intipada Candi I Candi Gedong Songo. Pengukuran tersebut menggunakan pita ukur danelectronic total station.

Tabel Perbandingan jarak pita ukur dengan model 3D

priva

tepr

oper

tyTabel perbandingan electronic total station dengan model 3D