Kalibrasi manual fotogrametro digital

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Fotogrametri digital adalah suatu seni, ilmu, dan teknik untuk memperoleh data – data

tentang objek fisik dan keadaan di permukaan bumi melalui proses perekaman, pengukuran,

dan penafsiran citra fotografik dengan menggunakan alat digitasi/digital.

Dalam bidang fotogrametri, lensa merupakan alat vital dari kamera yang berfungsi

memfokuskan cahaya. Definisi secara umum dari lensa itu ialah alat untuk melengkapi untuk

mengambil sebuah gambar dan alat paling vital pada kamera. Tanpa lensa kamera tidak akan

menangkap dan merekam gambar. Dalam fotogrametri, lensa berfungsi untuk memfokuskan

cahaya dan mengantarkannya ke dalam badan kamera. Di bagian luar lensa biasanya terdapat

tiga cincin panjang focus (untuk lensa jenis variabel), cincin diafragma, dan cincin focus.

Dalam fotogrametri, kamera merupakan salah satu alat yang paling penting digunakan

untuk pengambilan foto. Kamera fotogrametri tidak mempunyai lensa yang sempurna,

sehingga proses perekaman yang dilakukan akan memiliki kesalahan. Oleh karena itu perlu

dilakukan pengkalibrasian kamera untuk dapat menentukan besarnya penyimpangan-

penyimpangan (distorsi) yang terjadi.

Dalam perkembangan teknologi, telah banyak software yang dapat digunakan untuk

mempermudah dalam pengolahan foto. Oleh karena itu, pada praktikum fotogrametri digital

ini mahasiswa Teknik Geomatika ITS diharapkan mampu untuk mengaplikasikan

PhotoModeler Scanner V6.2.2.596 agar dapat lebih mudah dalam mengkalibrasi hasil foto

tanpa harus menggunakan cara manual fotogrametri.

1.2. Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah: Untuk menentukan EFL (Equivalent Focal Length) dan CFL (Calibrated Focal Length)

pada kamera Casio Exilim EX-ZS5. Untuk menghitung distorsi radial pada foto hasil pemotretan dengan kamera Casio Exilim

EX-ZS5. Untuk mengetahui error vector Radial dari foto hasil pemotretan dengan kamera Casio

Exilim EX-ZS5.

1

1.3. Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh setelah melakukan praktikum ini adalah: Mahasiswa mampu memahami bagaimana distorsi radial terjadi pada kamera, terutama

kamera non-metrik

Mahasiswa mampu melakukan kalibrasi kamera menggunakan kolimator

Mahasiswa mampu menghitung EFL (Equivalent Focal Length) dan CFL (Calibrated

Focal Length) pada kamera.

Mahasiswa mampu menghitung distorsi radial pada kamera.

Mahasiswa mengetahui mengetahui error vector Radial pada foto.

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Kamera

Dalam fotogrametri kamera merupaka salah satu instrument paling penting karena kamera

digunakan untuk membuat foto yang merupakan alat utama dalam fotogrametri. Oleh karena

itu dapat dikatakan bahwa foto yang akurat (mempunyai kualitas geometri tinggi ) diperoleh

dari kamera yang teliti. Baik untuk keperluan foto udara maupun foto terrestrial, kamera

diklasifikasikan menjadi dua kategori, yaitu :

a. Kamera metrik

Kamera metric merupakan kamera yang dirancang khusus untuk keperluan

fotogramtri. Kamera metric yang sering digunakan mempunyai ukuran format 23 x 23

cm, kamera metric dibuat stabil dan dikalibrasi secara menyeluruh sebelum digunakan.

Nilai-nilai kalibrasi dari kamera metric seperti panjang focus, distorsi radial lensa,

koordinat titik utama foto diketahui dan dapat digunakan untuk periode yang lama.

b. Kamera non metric

Kamera non metric dirancang untuk foto professional maupun pemula. Dimana

kualitas visual lebih diutamakan daripada kualitas geometrinya. Kamera non metric

memiliki keterbatasan yaitu ketidakstabilan geometric dan terbatasnya ukuran film.

Penggunaan foto udara metric format besar 23x23 cm akan mampu memberikan

ketelitian yang baik, akan tetapi untuk area pemetaan yang lebih kecil dipandang tidak

ekonomis. Pertimbangan penggunaan kamera non metric untuk keperluan pemetaan

adalah efisien biaya pemetaan untuk area yang relative kecil. Selain itu dengan semakin

berkembangnya ilmu pengetahuan dan tekonlogi, keterbatasan penggunaan kamera

format kecil dapat diatasi, sehingga kamera non mterik menjadi instrument yang layak

digunakan untuk foto udara.

2.2 Distorsi Lensa

Ketidaksempurnaan desain dan susunan lensa pada kamera non metric selain

menyebabkan terjadinya aberasi juga menyebabkan terjadinya distorsi lensa. Distorsi lensa

tidak mengurangi kualitas ketajaman foto tetapi mengurangi kualitas geometric dari foto

3

yang dihasilkan. Berkurangnya kualitas geometric foto mengakibatkan posisi titik-titik yang

ada pada foto udara mengalami perubahan dari posisi yang seharusnya, sehingga penentuan

posisi pada foto tersebut menjadi tidak akurat atau mengalami kesalahan. Besarnya distorsi

lensa dapat direduksi dengan malakukan kalibrasi kamera yang digunakan untuk

pengambilan data. Distorsi lensa ada dua jenis, yaitu :

a. Distorsi radial

Distorsi radial merupakan salah satu komponen yang paling dominan

mempengaruhi kualitas geometri foto. Distorsi radial adalah pergeseran linier titik pada

foto dalam arah radial terhadap titik utama dari posisi idealnya.distorsi radial ke arah

luar dianggap positif dan ke arah dalam dianggap negative. Distorsi positif sering

disebut juga sebagai pincushion distortion, pada distorsi ini gambar yang semula

berbentuk persegi setelah mengalami distorsi sisi-sisinya aan melengkung kearah pusat

foto. Sedangkan distorsi radial negative disebut barrel distortion, pada distorsi ini

gambar berbentuk persegi, sisi-sisinya akan melengkung kea rah luar menjauhi pusat

foto (Gambar 2-1).

Gambar 2.1 Distorsi Radial

Distrosi radial dideskripsikan sebagai fungsi polinom dari jarak radial (∆r) terhadap titik

utama foto, sebagai berikut [Atkinson, 2000] :

Dimana ∆r adalah besarnya distorsi radial lensa; k1,k2,k3 adalah parameter distorsi

radial; r adalah jarak radial. Karakteristik distorsi radial lensa kamera dapat diketahui

melalui kalibrasi kamera, jika karakteristik distorsi diketahui maka posisi objek pada

foto dapat dikoreksi.

4

b. Distorsi tangensial

Lensa kamera non metric merupakan gabungan dari beberapa lensa yang memiliki

titik pusat yang berbeda. Terjadinya kesalahan dalam mengatur titik pusat lensa pada

gabungan lensa (sentering) menyebabkan terjadinya distorsi tangensial yang disebut juga

decenteric distortion. Kesalahan sentering lensa dari gabungan lensa pada kamera non

metric diilustrasikan pada Gambar 2-2.

Gambar 2.2 Penyebab Distorsi Tangensial

Distorsi tangensial atau distorsi decentrik adalah pergeseran linear titik foto pada arah

normal (tegak lurus) garis radial melalui titik foto tersebut [ASP, 1980, hal 1041 dalam

Wigrata, 1986]. Distorsi tangensial pada umunya sangat kecil sehingga diabaikan.

2.3 Kalibrasi Kamera

Kalibrasi kamera adalah proses untuk mendapatkan parameter intrinsik dan ekstrinsik

kamera. Parameter intrinsik meliputi geometri internal kamera dan parameter optik seperti

focal length, koefisien distorsi lensa, faktor-faktor skala yang tidak dapat diestimasikan dan

koordinat origin gambar pada komputer. Parameter ekstrinsik meliputi orientasi posisi

kamera terhadap sistem koordinat dunia. Hal ini meliputi tiga sudut Euler dan tiga parameter

translasi.

5

e

ab

cd

fg

hi j

kl

m

op

qr

Kalibrasi kamera dapat dilakukan dengan berbagai metode. Secara umum kalibrasi

kamera biasa dilakukan dengan tiga metode, yaitu laboratory calibration, on-the-job

calibration dan self-calibration (Atkinson, 1987). Metode lain yang dapat digunakan antara

lain analytical plumb-line calibration dan stellar calibration (Fryer, 1989). Laboratory

calibration dilakukan di laboratorium, terpisah dengan proses pemotretan objek. Metode

yang termasuk di dalamnya antara lain optical laboratory dan test range calibration. Secara

umum metode ini sesuai untuk kamera jenis metrik.On-the-job calibration merupakan teknik

penentuan parameter kalibrasi lensa dan kamera dilakukan bersamaan dengan pelaksanaan

pemotretan objek. Pada self-calibration pengukuran titik-titik target pada objek pengamatan

digunakan sebagai data untuk penentuan titik objek sekaligus untuk menentukan parameter

kalibrasi kamera.

2.3.1 Laboratory Calibration

Laboratory calibration dilakukan di laboratorium, terpisah dengan proses pemotretan

objek. Metode yang termasuk di dalamnya antara lain optical laboratory dan test range

calibration. Secara umum metode ini sesuai untuk kamera jenis metrik.

Laboratory calibration ini menggunakan sebuah kertas berukuran A2 (minimal) yang

nantinya digunakan sebagai papan kolimotor. Untuk menentukan titik tengah dari papan

kolimator tersebut, diperoleh dari perpotongan 2 diagonal. Obyek tersebut diletakkan di

sebuah bidang datar kemudian diukur jarak antara obyek dengan kamera sehingga seluruh

obyek tercover di layar kamera. Kemudian ditentukan jarak radial dan sudut ke bidang fokus

kamera. Hasil dari Laboratory Calibration adalah distorsi radial lensa. Sebelum mencari

distorsi radial (CFL) maka hitung dulu Equivalent Focal Length (EFL).

Gambar 2.3. Papan Kolimator

6

Berikut tahap-tahap perhitungan distorsi radial secara manual:

a. Tentukan nilai EFL

b. Kemudian tentukan distorsi radial sementara untuk menentukan nilai maximum dan

nilai minimum dari distorsi radial sementara tersebut. Dimana distorsi radial

diperoleh dari rumus berikut.

c. Kemudian tentukan nilai CFL. Berikut rumus yang digunakan untuk memperoleh

nilai CFL.

d. Kemudian diperoleh nilai distorsi radial sebenarnya.

Keterangan :

EFL : Equivalent Focal Length

CFL : Calibration Focal Length

∆Ϩ (Ө)EFL : distorsi radial dari perhitungan menggunakan EFL

∆Ϩ (Ө)CFL : distorsi radial dari perhitungan menggunakan CFL

rӨ : jarak rata-rata

rMaxPositif(∆Ϩ) : jarak rata-rata pada distorsi radial maksimal

rMaxNegative(∆Ϩ) : jarak rata-rata pada distorsi radial minimal

ө : sudut

7

EFL = ef +em+ed+eo

4 tanӨ

∆ ( )Ϩ Ө EFL = rӨ – (EFL tan )Ө

CFL

|Max ∆ | = |Min ∆ |Ϩ Ϩ

Mas Positif ∆ + Max Negatif ∆ = 0Ϩ Ϩ

(rMaxPositif(∆ )Ϩ – CFL.tanӨMaxPositif(∆ )Ϩ ) + (rMaxNegative(∆ )Ϩ – CFL.tanӨMaxNegative(∆ )Ϩ )

= 0

∆ ( )Ϩ Ө CFL= rӨ – (CFL tan )Ө

2.3.2 On the job calibration

On the job calibration merupakan teknik penentuan parameter kalibrasi lensa

dan kamera dilakukan bersamaan dengan pelaksanaan pemotretan objek.

2.3.3 Self calibration

Pada self calibration pengukuran titik-titik target pada objek pengamatan

digunakan sebagai data untuk penentuan titik objek sekaligus untuk menentukan

parameter kalibrasi kamera.

8

BAB III

METODOLOGI

3.1. Waktu dan Lokasi

Praktikum perhitungan distorsi radial pada kamera Casio Exilim EX-ZS5 ini dilaksanakan

pada.

Hari, Tanggal : Sabtu, 8 November 2014

Waktu : 12.00 s.d 14.00 BBWI

Lokasi : Depan Ruang GM 102

3.2. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini diantaranya:

a. Kamera

Gambar 3.1 Kamera Casio Exilim EX-ZS5

Kamera yang digunakan adalah kamera Casio Exilim EX-ZS5. Kamera ini

mempunyai spesifikasi sebagai berikut:

Focal length 5 mm

Exposure time 1/100 sec

ISO speed 100

Maximal aperture 2,97

Total pixel 14.53 million

Shutter speed auto 1/2 to 1/2000 second and night scene 4 to 1/2000 second

b. Tripod

9

Gambar 3.2 Tripod

Kaki tiga atau Tripod adalah alat stan untuk membantu agar badan kamera bisa

berdiri dengan tegak. Dalam praktikum kali ini penggunaan tripod bertujuan agar:

Untuk memotret obyek dengan speed rendah dan mengurangi guncangan.

Untuk menetapkan kamera pada sumbunya (kamera dalam keadaan datar) yaitu

sumbu kamera sejajar dengan titik tengah kolimator.

Memposisikan kamera sehingga memiliki jarak yang tetap terhadap kolimator selama

pengambilan gambar.

c. Kertas A2

Kertas A2 digunakan sebagai papan kolimator. Kertas A2 memiliki ukuran

420mm x 594mm.

d. Bolpoint

Bolpoint digunakan untuk menandai titik-titik pada kertas A2. Titik tersebut

merupakan jarak sebesar kelipatan 7.5 derajat dari titik kamera berdiri yang diukur dari

pusat kertas.

e. Penggaris dan busur

Dalam praktikum kali ini penggaris digunakan.

untuk menggaris silang pada kertas A2 yang selanjutnya titik pertemuan antar dua

garis silang tersebut akan dijadikan titik tengah ( principal point ).

Penggaris juga digunakan untuk mengukur jarak papan kolimator ke lensa kamera.

10

http://id.wikipedia.org/wiki/Kamera

http://id.wikipedia.org/wiki/Stan

Sedangkan busur digunakan untuk membantu penggaris dalam mengukur sudut

antar titik.

Gambar 3.3 Penggaris dan Busur

f. Selotip

Selotip digunakan untuk menempelkan kertas A2 yang dijadikan papan kolimator

kedinding yang selanjutnya akan dilakukan pengambilan gambar .

g. Software AutoCAD 2009

Software AutoCAD 2009 digunakan untuk mengukur jarak antar titik dari foto

kolimator yang telah dipotret sebelumnya.

3.3. Metodologi

11

persiapan

Pembuatan papan kolimator

Pemasangan kamera

Pemasangan kertas A2

Pemotretan papan kolimator

Pengolahan data

Analisa

Penyusunan laporan

Penyetakan laporan

Jarak kamera terhadap kolimatorSumbu kamera segaris pusat kolimator

Tahap Persiapan

Tahap pelaksanaan

Tahap pelaporan

kelipatan sudut 7,50

3.3.1 Diagram Alir Praktikum

Tahapan yang akan dilaksanakan dalam praktikum ini adalah seperti pada diagram alir

berikut.

Diagram 3.1 Diagram Alir Tahapan Praktikum

Penjelasan:

a. Tahap Persiapan

Pada tahap ini, kegiatan-kegiatan yang dilakukan antara lain :

1. Menentukan kamera yang akan digunakan untuk menentukan distorsi radialnya.

12

2. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

Menyiapkan kertas A2 yang akan dijadikan papan kolimator

Tripod untuk mendirikan kamera

Bulpoin untuk menandai titik

Selotip untuk menempelkan papan kolimator

3. Mencari literature-literatur mengenai perhitungan distorsi radial dan kalibrasi kamera

secara laboratorium.

b. Tahap Pelaksanaan

Pada tahap pelaksanaan ini meliputi:

1. Pemasangan kertas A2

Kertas A2 yang akan dijadikan papan kolimator

Membuat garis silang yang menghubungkan sudut-sudut kertas kemudian titik

yang menjadi pertemuan kedua garis tersebut ditandai dan dijadikan sebagai titik

tengah ( principal point )

Menempelkan kertas A2 tersebut pada dinding yang datar dengan menggunakan

selotip.

2. Pemasangan kamera

Mendirikan tripod lalu memasang kamera diatas tripod. Selanjutnya tripod digeser

kedepan atau kebelakang sesuai jarak yang sudah ditentukan sehinggaseluruh bagian

kertas yang telah ditempel terlihat secara menyeluruh. Kemudian mengatur sumbu lensa

kamera agar segaris titik pusat kolimator.

3. Pembuatan papan kolimator

Mengukur sudut menggunakan busur dengan titik kamera sebagai titik sudut dan

sumbu kamera sebagai salah satu kaki sudut. Kemudian menarik sudut sebesar 7,50,

150, 22,50, 300 dan 37,50 dari sumbu kamera ke garis silang yang telah dibuat

sebelumnya kemudian menandai titik tersebut.

4. Pemotretan papan kolimator

Setelah 20 titik ditandai kemudian potret papan kolimator. Pada tahap ini

disarankan menggunakan timer untuk mengurangi kemungkinan terjadi guncangan

akibat fotogafer menekan tombol shutter button.

13

Gambar 3.2 Jarak Kamera Ke Kertas

Gambar 3.3. Posisi Kamera pada Saat Pemotretan

5. Pengolahan data

Pengolahan data meliputi penentuan EFL (Equivalent Focal Length) dan CFL

(Calibrated Focal Length)

6. Analisa

Setelah dilakukan Pengolahan maka dilakukan analisa untuk menarik sebuah

kesimpulan.

c. Tahap Pelaporan

1. Penyusunan laporan, dilakukan dengan menuliskan dan menyajikan hasil penelitian ke

dalam bentuk laporan tertulis.

2. Pencetakan laporan

14

3.3.2. Pengolahan Data

Pada tahap pengolahan data ini meliputi.

Gambar 3.4 Diagram Alir Pengolahan Data

Penjelasan:

1. Foto kolimator hasil pemotretan dilakukan pengolahan untuk menentukan EFL (Equivalent

Focal Length) dan CFL (Calibrated Focal Length) sehingga dapat diketahui besarnya

distorsi radialnya.

2. Pengukuran jarak dengan AutoCAD

15

Setelah dapat foto dari papan kolimator yang selanjutnya akan dilakukan

pengukuran jarak dengan menggunakan software AutoCAD. Jarak yang diukur merupakan

jarak antara pusat kertas ketiap-tiap titik sudut yang telah ditandai.

3. Menghitung EFL (Equivalent Focal Length)

Berdasarkan data jarak hasil pengukuran dengan software AutoCAD, maka

selanjutnya dilakukan perhitungan EFL (Equivalent Focal Length). EFL (Equivalent Focal

Length) dihitung berdasarkan jarak yang pertama (7.5o).

4. Menghitung CFL (Calibrated Focal Length).

Setelah didapat EFL (Equivalent Focal Length), dilakukan perhitungan distorsi

radial berdasarkan EFL tersebut. Nilai tertinggi dan terendah dari distorsi radial

berdasarkan EFL digunakan sebagai dasar untuk menghitung CFL (Calibrated Focal

Length).

5. Menghitung Distorsi Radial

Berdasarkan CFL yang didapat pada langkah 4 maka selanjutnya dilakukan

perhitungan besar dari distorsi radial berdasarkan CFL (Calibrated Focal Length).

6. Menentukan Error Vektor Radial

7. Analisa

Setelah dilakukan Pengolahan maka dilakukan analisa untuk menarik sebuah

kesimpulan.

16

A

B C

D

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

4.1. Hasil Praktikum

Pengambilan foto ke-1

Gambar 4.1 Foto Hasil Pengambilan Ke-1

Tabel 4.1 Hasil ukuran Jarak (dalam mm)

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

A 62.4 126.5 192 265.6 344

B 60.3 123 188.6 262.3 348.9

C 62.3 126.7 195.8 273.2 342.7

D 60.3 123.8 188.8 261.3 343.5

Rata-rata 61.325 125.000 191.300 265.600 344.775

17

A

B C

D

0 0 0 0 0



Tabel 4.2 Hasil ukuran Jarak 2 (dalam mm)

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

A 62.3 126.6 192.2 265.5 344

B 60.2 123.1 188.5 262.4 348.9

C 62.3 126.7 196 273.1 342.8

D 60.3 123.8 188.8 261.3 343.5

Rata-rata 61.2750 125.0500 191.3750 265.5750 344.8000

18

A

B C

D



Tabel 4.3 Hasil ukuran Jarak 3 (dalam mm)

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

A 62.4 126.8 192.1 265.5 344

B 60.2 123.3 188.6 262 348.8

C 62.3 126.7 195.9 273.3 342.8

D 60.1 123.8 188.9 261.3 343.4

Rata-rata 61.2500 125.1500 191.3750 265.5250 344.7500

19

4.2. Analisa

4.2.1 Analisa EFL dan CFL

Tabel 4.4 Sudut dan Rata-rata Jarak pada pemotretan 1

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

Rata-rata 61.3250 125.0000 191.3000

265.600

0 344.7750

EFL tan sudut 61.325 124.8133118 192.9447

268.935

3 357.4282934

∆ɣ berdasar EFL 0.0000 0.1867 -1.6447 -3.3353 -12.6533

EFL = rata−rata jarak 7.5

tan 7.5

EFL=61.3250tan 7.5

EFL1=465.809621 mm

Nilai distorsi maksimal = 0.1867 mm

Nilai distorsi minimal = -12.6533 mm

Sehingga,

Rata-rata(15o)- CFL tan (15o)+ Rata-rata(37.5o)- CFL tan (37.5o)=0

125.0000-CFL tan (15o)+ 344.7750- CFL tan (37.5o)=0

CFL1 = 453.767805 mm


Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

Rata-rata 61.2750 125.0500 191.3750 265.5750 344.8000

EFL tan sudut 61.275 124.7115 192.7873 268.716 357.1369

∆ɣ berdasar EFL 0.0000 0.3385 -1.4123 -3.1410 -12.3369


tan 7.5

EFL=61.2750tan 7.5

20

EFL2=465.4298333 mm


Nilai distorsi minimal = -12.3369 mm

Sehingga,


125.0500-CFL tan (15o)+ 344.8000- CFL tan (37.5o)=0

CFL2 = 453.8402495 mm


Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

Rata-rata 61.2500 125.1500 191.3750 265.5250 344.7500

EFL tan sudut 61.25 124.6607 192.7087 268.6064 356.9912

∆ɣ berdasar EFL 0.0000 0.4893 -1.3337 -3.0814 -12.2412


tan 7.5

EFL=61.250tan 7.5

EFL3= 465.2399394 mm


Nilai distorsi minimal = -12.2412mm

Sehingga,


125.1500 -CFL tan (15o)+ 344.7500- CFL tan (37.5o)=0

CFL3 = 453.8885458 mm

Berdasarkan 3 foto hasil pemotretan dihasilkan 3 nilai EFL dan CFL yang

berbeda. Yaitu :

Tabel 4.7 Nilai EFL Dan CFL Pada Tiap-Tiap Foto

Foto Ke- EFL CFL

21

1 465.809621 mm 453.7678 mm

2 465.4298333 mm 453.8402 mm

3 465.2399394 mm 453.8885 mm

Rata-rata 465.493131 mm 453.8322 mm

Perbedaan pada nilai EFL tidak terlalu signifikan yaitu 0.19 mm hingga 0.57 mm

sedangkan untuk CFL antara pemotretan 1 hingga pemotretan 3 memiliki perbedaan

yang juga tidak terlalu signifikan yaitu perbedaan terkecil 0.0483 mm dan terbesar

0.1207 mm. Karena pada saat pengambilan tiap foto asumsi bahwa pada saat

pemotretan berada dalam kondisi tegak lurus, sumbu-sumbu optik kamera tidak miring,

jarak kamera dan kolimator yang sama, maka perbedaan pada nilai EFL dan CFL ini

disebabkan oleh proses adersheet dan pengukuran jarak pada software AutoCAD.

CFL (Calibrated Focal Length) yang dihasilkan dari setiap perhitungan pada

masing-masing foto perlu diuji secara statistik agar CFL (Calibrated Focal Length)

tersebut teruji keabsahannya. Pengujian yang dilakukan terhadap CFL (Calibrated

Focal Length) yang diperoleh dari hasil hitungan, bertujuan untuk mengetahui CFL

(Calibrated Focal Length) pada foto mana saja yang memberikan hasil terbaik dari

setiap pemotretan yang berbeda. Uji Statistika dilakukan dengan nilai interval

kepercayaan 90% dan 95%.

Tabel 4.8 Perhitungan Standar Deviasi

No. CFL (CFL-RATA)2

1 453.7678 mm 0.00412 453.8402 mm 0.00013 453.8885 mm 0.0032

Jumlah 1361.4966 0.0074

Rata-rata 453.8322Standart Deviasi 0.0608

Untuk uji statistic dengan interval 90 %

Tabel 4.9 statistic dengan interval 90 %

CFLrata-(t.s)/√n) CFL CFLrata+(t.s)/√n) keterangan

453.6813 453.7678 453.9831 diterima

22

453.6813 453.8402 453.9831 diterima

453.6813 453.8885 453.9831 diterima

Untuk uji statistic dengan interval 95 %

Tabel 4.10 statistic dengan interval 95 %

CFLrata-(t*s)/√n) CFL CFLrata+(t*s)/√n) keterangan

453.7297 453.7678 453.9347 diterima

453.7297 453.8402 453.9347 diterima

453.7297 453.8885 453.9347 diterima

Pada uji statistic 90% dan 95% diatas didapat semua CFL hasil pemotretan 1,2,3

diterima. Hal ini menunjukkan bahwa pada proses pemotretan kondisi kamera terhadap

papan kolimator adalah sama. Pada saat pemotretan 1,2,3 kamera berada dalam kondisi

sama segaris dan sumbu-sumbu optic kamera tidak miring terhadap titik utama

kolimator. Sedangkan untuk jarak antara kolimator terhadap kamera juga sama yaitu 47

cm. karena kondisi tersebut CFL yang didapat memiliki perbedaan yang kecil dan

diterima keabsahannya melalui uji statistic.

4.2.2 Analisa Distorsi Radial

Pemotretan ke-1

Tabel 4.11 Distorsi Radial Pada Hasil pemotretan ke-1

CFL=453.767805 mm

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

CFL tan sudut 59.7396

121.586716

9

187.956

8

261.983

0 348.1882

∆ɣ berdasar

CFL 1.5353 3.4133 3.3432 3.6170 -3.4133

Pemotretan ke-2


23

CFL=453.8402495 mm

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

CFL tan sudut 59.7492 121.6061

187.986

8 262.0248 348.2439

∆ɣ berdasar CFL 1.5258 3.4439 3.3882 3.5502 -3.4439

Pemotretan ke-3


CFL=453.8885458 mm

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

CFL tan sudut 59.75556 121.6191

188.006

8 262.0527 348.2809

∆ɣ berdasar CFL 1.4944 3.5309 3.3682 3.4723 -3.5309

` Berdasar hasil perhitungan dan didapa CFL (Calibrated Focal Length) didapat

foto hasil pemotretan dengan kamera Casio Exilim EX-ZS5 mengalami Distorsi Radial

yang besarnya hampir sama antara pemotretan 1,2 dan 3. Arah dan besarnya distorsi

radial berbeda-beda tiap sudut. Dari titik pusat kearah sudut 7.5o , 15 o kemudian sudut

22.5 o nilai distorsi radial semakin besar yang berarah keluar menjauhi titik pusat. Pada

sudut 30o nilai distorsi radial mengalami penurunan dengan arah yang sama. Pada

sudut 37.5o nilai distorsi radial mengalami kenaikkan namun memiliki arah yang

berlawanan yaitu menuju titik pusat.

4.2.3 Error Vektor Radial

Tabel 4.13 Distorsi Radial rata-rata

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

∆ɣ rata-rata

berdasar CFL1.5350 mm

3.4627 mm

3.3665 mm

3.5465 mm

-3.4627 mm

24

Error vector radial didapat berdasarkan hasil perhitungan ∆ɣ berdasar CFL,

dimana jika nilai ∆ɣ positif maka arah dari vector menjauhi titik pusat foto dan begitu

pula sebaliknya. Jika nilai ∆ɣ negative maka arah error vector menuju pusat kolimator.

Nilai dari ∆ɣ menunjukkan besarnya distorsi yang terjadi dimana distorsi terbesar

terjadi pada ujung-ujung foto. Dan distorsi terkecil berada pada daerah terdekat dengan

titik pusat kolimtor.

25

Gambar 4.4 Error Vektor Radial

26

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasrakan hasil dan analisa maka dapat disimpulkan:

1. Berdasarkan 3 foto hasil pemotretan dengan kamera Casio Exilim EX-ZS5 dihasilkan 3

nilai EFL dan CFL sebagai berikut.

Foto Ke- EFL CFL

1 465.809621 mm 453.7678 mm

2 465.4298333 mm 453.8402 mm

3 465.2399394 mm 453.8885 mm

Rata-rata 465.493131 mm 453.8322 mm

2. Foto hasil pemotretan dengan kamera Casio Exilim EX-ZS5 mengalami Distorsi

Radial. Dari titik pusat kearah sudut 7.5o , 15 o kemudian ke sudut 22.5 o nilai distorsi

radial semakin besar yang berarah keluar menjauhi titik pusat. Pada sudut 30 o nilai

distorsi radial mengalami penurunan dengan arah yang sama. Pada sudut 37.5 o nilai

distorsi radial mengalami kenaikkan namun memiliki arah yang berlawanan yaitu

menuju titik pusat. Besar distorsi radial pada Foto hasil pemotretan dengan kamera

Casio Exilim EX-ZS5 sebagai berikut.

Sudut 7.5o 15 o 22.5 o 30 o 37.5 o

∆ɣ rata-rata

berdasar CFL1.5350 mm

3.4627 mm

3.3665 mm

3.5465 mm

-3.4627 mm

5.2 Saran

Saran yang diberikan penulis kepada pembaca antara lain:

1. Sebaiknya dinding tempat menempel papan kolimator harus benar-benar datar sehingga

didapat hasil perhitungan yang teliti.

27

2. Agar sumbu kamera segaris dengan titik pusat kolimator sebaiknya dilakukan pengukuran

dari dasar/lantai ke kamera dan ke pusat kolimator.

3. Dalam pengambilan foto sebaiknya menggunakan timer sehingga guncangan kamera

karena pemotret menekan tombol shutter dapat diminimalisir.

28

DAFTAR PUSTAKA

Atkinson, K.B, “Close Range Photogrametry and Machine Vision”, Departement of

Photogrammetry and Surveying University College London, 1996

Ligterink,G.H . 1987 . Dasar Fotogrametri Interpretasi Foto Udara . Jakarta : Penerbit

Universitas Indonesia.

Nn. http://dharmasamaja.blogspot.com/2010/03/kalibrasi-kamera.html diakses tanggal 7

Nopember 2014 pukul 19.00 WIB

Nn. http://www.photomodeler.com/products/pm-scanner.htm diakses tanggal 7 Nopember 2014

pukul 19.30

Wolf, Paul R, “Elements Of Photogrammetry With Air Photo Interpretation and Remote

Sensing”, second edition,McGraw-Hill, 1983

Zhang, Zhengyou. A Flexible New Technique for Camera Calibration, Http://www.yahoo.com /

research.microsoft.com/~zhang/Papers/TR98-71.pdf, 8 Nopember 2014, 10: 06 WIB

29

http://www.photomodeler.com/products/pm-scanner.htm

http://dharmasamaja.blogspot.com/2010/03/kalibrasi-kamera.html

Kalibrasi manual fotogrametro digital

Documents

Transcript of Kalibrasi manual fotogrametro digital