i

ESTIMASI TINGGI TANAMAN PISANG MENGGUNAKAN CITRA

FOTO UDARA DI KEBUN PISANG AMBON DAU MALANG

SKRIPSI

Untuk Memenuhi Persyaratan

Memperoleh Gelar Sarjana S1

Diajukan Oleh :

ABDUL MUIZ

Nim. 201310200311014

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2020

ii

ii

iii

iii

iv

v

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdullilah penulis panjatkan kepda Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, taufik, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan penelitian yang berjudul “Estimasi Tinggi Tanaman Pisang

Menggunakan Citra Foto Udara Di Kebun Pisang Ambon Dau Malang”.

Tersusunnya skripsi ini merupakan salah satu bentuk persyaratan untuk

menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana pada Jurusan Agroteknologi Fakultas

Pertanian – Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Pada kesempatan kali

ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih yang tak terhingga kepada:

1. Dr. Ir. Wahono, MT. selaku pembimbing utama yang telah membimbing

dan mendampingi penyusunan skripsi ini hingga selesai

2. Dr. Ir. Dian Indratmi, MP. selaku pembimbing pendamping yang telah

membimbing dan mendampingi penyusunan skripsi ini hingga selesai.

3. Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. selaku kajur program studi Agroteknologi

4. Orang tua yang selalu mendoakan dan mendukung penulis dalam segi moril

dan materi

5. Sahabat dan teman Agroteknologi angkatan 2013 yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu terima kasih atas bantuan, semangat, dan kerjasama

selama ini.

6. Tim MOTODORO yang selalu berpartisipasi dalam membantu penelitian

di Lapang

7. Faradila Oktaviani yang selalu setia mendampingi dan memberi semangat

untuk penyelesaian skripsi ini

Penulis menyadari bahwa penulisan penelitian ini masih kurang sempurna

dan masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan

adanya masukan baik saran maupun kritis yang bersifat membangun dari semua

pihak. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis sendiri dan

pembaca. Sekian dan terima kasih.

Malang, 4 Februari 2020

Penulis

Abdul Muiz

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. ii

SURAT PERNYATAAN..................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ......................................................................................... v

DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi

DAFTAR TABEL. ............................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR.. ......................................................................................... ix

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ x

RINGKASAN.. .................................................................................................... xi

ABSTRACT. ........................................................................................................ xii

I. PENDAHULUAN.. ......................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang. .......................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian. ...................................................................................... 3

1.4. Hipotesis. .................................................................................................... 3

II TINJAUAN PUSTAKA. .................................................................................. 4

2.1. Citra Foto Udara ......................................................................................... 4

2.1.1. Jenis-Jenis Citra Foto Udara ................................................................... 5

2.1.2. Citra Digitat ............................................................................................. 6

2.1.3. Format Citra Digital ................................................................................ 7

2.2. Akusisi Data Citra Foto Udara Dengan UAV ............................................ 9

2.2.1. Sensor UAV ............................................................................................ 9

2.2.2. Standar Operasional Prosedur (SOP) Penerbangan UAV ....................... 10

2.2.3. Alat-Alat Bantu UAV ............................................................................. 12

2.3. Pemrosesan Citra Digital............................................................................ 12

2.3.1. Perangkat Lunak Pengolahan Citra Foto Udara ...................................... 13

2.3.2. Produk Hasil Olah Citra Foto Udara ....................................................... 13

2.3.3. Metode Pengolahan Citra Foto Udara ..................................................... 15

2.4. Pisang Ambon ............................................................................................ 16

2.5. Penelitian Terdahulu .................................................................................. 17

III. BAHAN DAN METODELOGI .................................................................. 19

vii

3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan ................................................................ 19

3.2. Alat dan Bahan ........................................................................................... 19

3.2.1. Bahan....................................................................................................... 19

3.2.2. Alat .......................................................................................................... 19

3.3. Alur Penelitian ........................................................................................... 20

3.4. Pengukuran Tinggi Tanaman Pisang di Lapang ........................................ 22

3.5. Pemotretan Citra Foto Udara Menggunakan UAV .................................... 22

3.5.1. Persiapan UAV........................................................................................ 22

3.5.2. Pembuatan Misi Terbang, Upload Misi Terbang .................................... 22

3.6. Pemrosesan Citra Foto Udara..................................................................... 23

3.6.1 Membuat DEM dan DSM ........................................................................ 24

3.6.2. Estimasi Tinggi Tanaman Pisang ............................................................ 24

3.7. Pengambilan Sampel .................................................................................. 25

3.8. Analisis Statistik......................................................................................... 25

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................... 27

4.1. Hasil ........................................................................................................... 27

4.2. Pembahasan ................................................................................................ 34

V. KESIMPULAN ............................................................................................ 37

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 37

5.2. Saran ........................................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 38

LAMPIRAN ......................................................................................................... 41

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................. 46

viii

DAFTAR TABEL

No Teks Hal

1. Workflow olah citra foto udara di agisoft ................................................. 25

2. Workflow olah DSM dan DEM di QGIS.................................................. 26

3. Data tinggi tanaman pisang ...................................................................... 33

4. Uji korelasi ............................................................................................... 34

5. Uji t........................................................................................................... 35

6. Uji deskriptiv dua variabel ....................................................................... 43

7. Uji normalitas dua variabel ...................................................................... 43

8. Uji deskriptiv selisih ................................................................................ 44

9. Uji normalitas selisih................................................................................ 44

ix

DAFTAR GAMBAR

No Text Hal

1. UAV DJI Phantom 4 Advanced ............................................................... 4

2. Ilustrasi perbedaan DEM dan DSM ......................................................... 15

3. Diagram alir untuk mengilustrasikan analisis dan data output ................ 22

4. Peta lokasi penelitian................................................................................ 22

5. Pembuatan misi penerbangan UAV pada aplikasi drone deploy ............. 25

6. Citra foto udara dengan sudut kamera vertikal dan condong ................... 28

7. Point cloud hasil olah citra foto ............................................................... 29

8. Digital terrain model ................................................................................ 29

9. Digital surface model ............................................................................... 30

10. Proses estimasi tinggi tanaman pisang ..................................................... 31

11. Pengukuran tinggi tanaman pisang manual.............................................. 32

12. Dokumentasi ............................................................................................ 45

x

DAFTAR LAMPIRAN

No Text Hal

1. Data Pengamatan Tinggi Tanaman Pisang .............................................. 41

2. Ringkasan Pemrosesan Kasus .................................................................. 42

3. Hasil Uji Deskriptif per Variable ............................................................. 42

4. Kurva Tinggi dari Foto............................................................................. 43

5. Kurva Tinggi Manual ............................................................................... 43

6. Kurva Selisih ............................................................................................ 43

7. Dokumentasi Kegiatan ............................................................................. 44

8. Dokumentasi ............................................................................................ 45

xi

“MEMPREDIKSI TINGGI TANAMAN PISANG (Musa Paradisiaca L.)

MENGGUNAKAN CITRA FOTO UDARA DI KEBUN PISANG AMBON

DAU MALANG”

Oleh : Abdul Muiz (201310200311014)

Pembimbing I : Dr. Ir. Wahono, MT., II : Dr. Ir. Dian Indratmi, MP

RINGKASAN

Pengukuran tinggi tanaman penting untuk dilakukan karena berhubungan

dengan potensi peningkatan hasil pertanian. Cara manual dalam mengukur tinggi

tanaman dinilai berbiaya mahal, tidak efektif dan tidak efisien, sehingga diperlukan

metode baru yang dapat mengukur tinggi tanaman lebih cepat, akurat, praktis dan

murah. Memprediksi tinggi tanaman dengan cepat dan murah dapat dilakuakan

dengan menggunakan citra foto udara dari pesawat tanpa awak (UAV) yang diolah

menjadi canopy high model (CHM) bisa dimanfaatkan untuk kepentingan

penelitian akademik dan program pemuliaan tanaman pisang. Metode yang

digunakan untuk memprediksi tinggi tanaman dengan mengolah citra foto udara

adalah fotogrametri dan pendekatan structure from motion (SFM) untuk

merekonstruksi bentuk 3D dari citra foto udara 2D. Software yang digunakan untuk

mengolah data citra foto udara adalah agisoft metashape professional dan QGIS.

Tinggi tanaman yang dihasilkan dibandingkan dengan metode pengukuran manual

di lapang, kemudian dilakukan uji t dan uji korelasi untuk melihat hubungan dari

dua metode ini. Hasilnya menunjukan bahwa pengukuran tinggi tanaman pisang

dari citra foto udara dengan pengukuran manual berkorelasi signifikan sedangkan

hasil uji menunjukan bahwa kedua data yang dihasilkan berbeda signifikan.

Kata kunci : Citra foto udara, Tinggi tanaman, Agisoft metashape professional,

QGIS

xii

“ESTIMATING TREE HEIGHT OF BANANA PLANT (Musa Paradisiaca

L.) FROM AERIAL PHOTOGRAPH UAV IN THE BANANA AMBON

GARDEN DAU MALANG”

By : Abdul Muiz (201310200311014)

Supervisor I: Dr. Ir. Wahono, MT., II: Dr. Ir. Dian Indratmi, MP

ABSTRACT

Measurement of plant height is important to do because it is associated with

the potential increase in agricultural output. The manual method of measuring plant

height is considered expensive, ineffective and inefficient, so a new method is

needed that can measure plant height more quickly, accurately, practically and

inexpensively. Predicting plant height quickly and cheaply can be done by using

aerial imagery from unmanned aircraft (UAVs) processed into canopy high models

(CHM) that can be used for academic research and banana plant breeding programs.

The method used to predict plant height by processing aerial photographic images

is photogrammetry and structure from motion (SFM) approach to reconstruct 3D

shapes from 2D aerial photographic images. The software used to process aerial

image data is Agisoft Metashape Professional and QGIS. The height of the plants

produced is compared with the manual measurement method in the field, then a t

test and correlation test are performed to see the relationship of these two methods.

The results show that the measurement of banana plant height from aerial

photographs with manual measurements is significantly correlated while the test

results show that the two data produced are significantly different.

Keywords : Aerial image, Tree height, Agisoft metashape professional, QGIS,

xiii

DAFTAR PUSTAKA

Birdal, A. C., U. Avdan, T. Türk, 2017. Estimating Tree Heights With Images From

Anunmanned Aerial Vehicle. InformaUK Limited. ISSN: 1947-5705

Caruso, G., P. j. Z-Tejeda, G-D.Victoria, M. Moriondo, L. Tozzini, G. Palai, 2019.

High Resolution Imagery Acquired From An Unmanned Platform To

Estimate

Biophysical And Geometrical Parameters Of Olive Trees Under Different

Irrigation Regimes. PLOS. Doi : 10.1371

Danoedoro, Projo. 2007. Bahan Kuliah Penginderaan Jauh Dasar (Citra Foto).

Yogyakarta : Fakulta Geografi - Universitas Gadjah Mada.

Darma, P., (2010). Citra Digital dan Ekstraksi Fitur. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Dji, 2017. DJI Phantom 4 Advanced. https://www.dji.com/id/phantom-4-adv

Diunduh 11 Januari 2020.

Dominoc, 2012. Simple Method To Count Trees Using Saga GIS. [Online] tersedia

di :https://dominoc925.blogspot.com/2012/02/simple-method-to-count-

trees using-saga.html [diakses 28 Desember 2017]

Dong X., Z. Zhang, R. Yu, Q. Tian, X. Zhu, 2020. Extraction of Information about

Individual Trees fromHigh-Spatial-Resolution UAV-Acquired Images

ofan Orchard. Remote sensing. Doi: 10/3390

Fadlisyah, S.Si. 2007. Computer Vision & Pengolahan Citra. Penerbit ANDI.

Yogyakarta.

Gularso, H., Subiyanto, S. & Sabri, L. M. (2013), Tinjauan Pemotretan Udara

Format Kecil Menggunakan Pesawat ModelSkywalker 1680 (Studi Kasus:

Area Sekitar Kampus UNDIP), Jurnal Geodesi Undip, Vol.2 No.2 :78-94.

Han, X., J. X. Thomasson, G. C. Bagnall, N. A. Pugh, D. W. Horne, W. L. Rooney,

2018. Measurement and Calibration of Plant-Height fromFixed-Wing

UAV Images. Sensors. Doi:10.3390

Hassan, M. A., M. Yang, L. Fu, A. Rasheed, B. Zheng, X. Xia1, Y. Xiao, Z. He,

2019. Accuracy Assessment Of Plant Height Using An Unmanned Aerial

Vehicle For Quantitative Genomic Analysis In Bread Wheat. Plant

Methods. DOI 10.1186

Hidayat R., R. Mardiyanto. 2016. Pengembangan Sistem Navigasi Otomatis Pada

UAV (Unmanned Aerial Vehicle) dengan GP (Global Positioning System)

Waypoint. Jurnal Teknik ITS. Vol.5. No.2. ISSN: 2337-3539

Iizuka, K., T. Yonehara, M. Itoh, Y. Kosugi, 2017. Estimating Tree Height and

Diameter at Breast Height (DBH) from Digital Surface Models and

Orthophotos Obtained with an Unmanned Aerial System for a Japanese

Cypress (Chamaecyparis obtusa) Forest. Remote Sensing. doi:10.3390

38

xiv

Irsyad F., 2017. Aplikasi Foto Udara Untuk Memprediksi Potensi Sawah Kota

Solok Dengan Menggunakan Pesawat Tanpa Awak. Jurnal Teknologi

Pertanian Andalas. Vol. 21, No.2. ISSN 1410-192

Julzarika, A., Djurdjani, 2019. DEM Classifications: Opportunities And Potential

Of Its Applications. Journal Of Degraded And Mining Lands Management.

ISSN: 2339-076, Volume 6, 1897-1905.

Kiefer, Ralph W. &Thomas M. Lillesand. 1993. Pengindraan Jauh dan

Interpretasi Citra. Yogyakarta : Gajah Mada University Press

Kushardono, D., 2014. Teknologi Akuisisi Data Pesawat Tanpa Awak Dan

Pemanfaatannya Untuk Mendukung Produksi Informasi Penginderaan

Jauh. Volume 5. Peneliti Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh, LAPAN.

Lanisa, S. 2015. Hubungan Diameter Pohon, Bentuk Tajuk, dan Posisi Tajuk

terhadap Produksi Buah Kemiri (Aleurites moluccana) pada Hutan Kemiri

di Kabupaten Bantaeng [Skripsi] Fakultas Kehutanan. Universitas

Hasanuddin. Makassar

Leiwakabessy FM, Sutandi A, 1998. Pupuk dan Pemupukan. Jurusan Ilmu

Tanah, Fakultas Pertanian. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Liu, Y., X. Zheng, G. Ai1, Y. Zhang, Y. Zu, 2018. Generating a High-Precision |

True Digital OrthophotoMap Based on UAV Images. ISPR, 7, 333

Mahendra, F. 2009. Sistem Agroforestry dan Aplikasinya. Penerbit Graha

Ilmu.

Munir, Rinaldi. 2004. Pengolahan Citra Digital dengan Pendekatan Algoritmik.

Bandung : Informatika.

Murni A. dan Suryana Setiawan. (1992). Pengantar Pengolahan Citra Digital.

PT Elex Media Komputindo

Nakasone, K., Ikegami, A., Kato C., Usami, R., Horikoshi, K., 1998. Mechanisms

Of Gene Expression Controlled By Pressure In Deep-Sea Microorganisms.

Extremophiles 2:149-154. Yogyakarta.

Naveed F., B. Hu. 2017. Individual Tree Crown Delineation Using Multi-

Wavelength Titan LiDAR Data. Remote Sensing and Spatial Information

Sciences. Volume XLII-3/W3

Nugroho B., M. L. Tarigan, O. Rahim. 2015. Panduan Teknis Penggunaan Pesawat

Tanpa Awak (Un-manned Aerial Vehicle)Quadcopter Untuk Monitoring

Kondisi Hutan di Sumatera Selatan. GIZ Bioclime Project, Sumatera

Selatan.

Nyimbili, Demirel, H. Seker, D.Z. , Erden, T. 2016. Structure From Motion (SFM)-

Approaches & Applications. International Scientific Conference On

Applied Sciences. Istanbul Technical University

Panagiotidis D., A. Abdollahnejad, P. Surový, V. Chiteculo, 2016. Determining

Tree Height And Crown Diameter Fromhigh-Resolution UAV Imagery.

39

xv

International Journal Of Remote Sensing. 10.1080/ 01431161. 2016.

1264028

Purnomo L., 2018. Tutorial Agisoft – Cara Mengolah Data Drone [Online] tersedia

di: https://liupurnomo.com/tutorial-agisoft/ [diakses 15 Januari 2020]

Putra, Darma. 2010. Pengolahan Citra Digital. Penerbit Andi. Yogyakarta

Ramón A. D.-V. , Raúl d. l. R. , L. León, P. J. Z-Tejada, 2015. High-Resolution

Airborne UAV Imagery to Assess Olive Tree Crown Parameters Using 3D

Photo Reconstruction: Application in Breeding Trials. Remote Sens. 7,

4213-4232; doi:10.3390

Shao, Y.; Xu, C.C.; Zhu, J.; Preto, F.; Wang, J.; Li, H.; Badour, C. 2011

Ash deposition in co-firing three-fuel blends consisting of woody

biomass, peat, and lignite in a pilot-scale fluidized-bed reactor. Energy

Fuels 2011, 25, 2841–2849.

Shokirov, S., G. Király, 2016. Analysis Of Multitemporal Aerial Images For

Fenyőfő Forest Change Detection. Landscape & Environment 10 (2) . DOI:

10.2112

Somantri L., 2009. Teknologi Penginderaan Jauh (Remote Sensing). Pendidikan

Feografi-UPI

Suryadi, E. Istiyanti, F. R. Fivintari. 2015. Evaluasi Penerapan Standard Operating

Procedure-Good Agriculture Practice (SOP-GAP) pada Usahatani Padi

Organik di Kabupaten Bantul. Jurnal AGRARIS. Vol 1.

DOI:10.18196/agr.1211

Suharyadi. 2001. Penginderaan jauh Untuk Studi Kota. Fakultas Geografi

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

Suhartanto, R., Sobir, H. Harti. 2012. Teknologi Sehat Budidaya Pisang: Dari

Benih Sampai Pasca Panen. Buku Ajar. Institut Pertanian Bogor

Wang L., P. Gong, G. S. Biging, 2004. Individual Tree-Crown Delineationand

Treetop Detection inHigh-Spatial-Resolution Aerial Imagery.

Photogrammetric Engineering & Remote Sensing Vol. 70, No. 3 pp. 351

Wijaya, M. S., Y. H. Ramadhani, A. W. Rudiastuti1, Y. T. Nurteisa, A. Rahadian,

I. Pujawati1, S. Hartini, 2018. Kajian Wahana Udara Nir-Awak Untuk

Akuisisi Data Survei Parameter Biofisik Vegetasi Mangrove. Pengelolaan

Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor

Yilmaz, V., Cigdem S. Y., Levent T., Ogus G., 2017. Determination of Tree Crown

Diameters with Segmentationof a UAS-Based Canopy Height Model.

Scientific Research Projects. No: MF-15.40.

Zonaspasial, 2018. Perbedaan DSM, DEM Dan DTM dalam Model Digital Muka

Bumi. https://zonaspasial.com/2018/12/perbedaan-dsm-dem-dan-dtm-

dalam-model-digital-muka-bumi/ Diunduh 20 Januari 2020

40

xvi