-
PERCEPATAN PEMETAAN KADASTERMEMANFAATKAN TEKNOLOGI WAHANA UDARA
TANPA AWAK
Catur Aries Rokhmana*
Abstract: Abstract: Abstract: Abstract: Abstract: Since May
2013, the National Land Agency has begun serving Thematic Map
production. This implies that thereis some additional workload on
the ongoing land register mapping. Therefore, it will be necessary
to develop efficienttechnology to accelerate the production of
cadastal maps. Nowadays, the remote sensing technologies using
high-resolutionsatellite imagery has been used to produce maps,
such as Land Use map, in BPN. To some needs, as a matter of fact,
there arestill weaknesses on remote sensing technology. This paper
is aimed at introducing the use of unmanned aereal
vehicletechnology (UAV) to accelerate the production of thematic
mapping. This technology is able to produce a sharper orthophotoin
seeing parcel objects rather than that of satellite imagery. It has
the production capacity of > 300Ha per day. Theinexpensive and
portable instrument led the idea of “on demand mapping” and the
establishment of an efficient photogrammet-ric surveyor team that
can serve in a relatively small area (
-
264 Bhumi No. 38 Tahun 12, Oktober 2013
digunakan dalam produksi peta di BPN, sepertiPeta Penggunaan
Lahan dan Peta Dasar Pendaf-taran Tanah. Teknologi inderaja dipilih
untukmempercepat proses produksi dan produknyapaling siap
dipasaran. Pada kenyataanya, untuksejumlah kebutuhan, teknologi
inderaja masihada kelemahannya. Beberapa diantaranya sepertiliputan
awan, ketergantungan dengan produkdari luar negeri, dan pengadaan
lebih bersifatterpusat (Instruksi Presiden No. 6 Tahun 2012Tentang
Penyediaan, Penggunaan, Pengenda-lian Kualitas, Pengolahan dan
Distribusi DataSatelit Penginderaan Jauh Resolusi Tinggi).
Disamping itu, ada kebutuhan kasus yangmasih perlu ef isiensi
produksi seperti yangdisampaikan oleh Sumarto (2008): “Luas
wilayahpemukiman yang membutuhkan citra resolusitinggi total 10
Juta Ha, tersebar di 70.000 lokasidesa/kelurahan. Sehingga apabila
dibagi makaluas satuan pemukiman per lokasi desa + 140 Ha.”Maka
masih perlu dikembangkan teknologipemetaan yang ef isien untuk
luasan 100-500Ha.Fakta lainmya, pada umumnya perubahan padawilayah
Kota/Pemukiman hanya terjadi padasebagian wilayah dengan luas lebih
kecil dari 5000Ha. Perubahan sedikit ini pada banyak kasus ti-dak
dapat terekam seluruhnya oleh sistem peme-taan di BPN yang berjalan
saat ini. Maka kondisidata peta kadaster selalu lebih tua usianya
diban-dingkan kondisi kenyataan di lapangan yangberpotensi
menyebabkan konflik kepentingan.Permintaan pasar personil/privat
umumnya ter-batas pada luasan yang sempit (< 5.000 Ha),
biayaterbatas, dan kebutuhan interpretasi visual,sehingga
diperlukan resolusi spasial yang tinggi.
Dari sisi teknologi perlu dikembangkan sistempemetaan
lahan/persil yang bercirikan: biaya ren-dah, mudah dioperasikan
oleh tenaga lokal, cepatdalam proses produksi, dan kualitas yang
mema-dai untuk dapat melihat obyek persil. Pengguna-an teknologi
Wahana Udara Tanpa Awak (WUTA)
untuk pemetaan dari udara adalah pilihan yangef isien untuk
memenuhi kebutuhan tersebut.
Tulisan ini memperkenalkan ide pemanfa-atan WUTA dalam bentuk
tim surveyor fotogra-metri untuk memenuhi kebutuhan produksipeta
kadaster di BPN. Tim surveyor ini di-def inisikan sebagai suatu tim
teknis yang memi-liki kompetensi untuk memproduksi data geospa-sial
secara mandiri yang dilakukan denganteknologi fotogrametri digital
dan kamera digi-tal sebagai sensor pencitraan yang dibawa
olehWahana Udara Tanpa Awak (WUTA). Data geospa-sial yang bisa
diberikan adalah citra ortofotoresolusi tinggi, dan model elevasi
digital darisuatu obyek/kawasan. Ilustrasi tim ini adalahseperti
halnya tim land-surveyor dengan perang-kat total station atau
RTK-GPS (Real-time Kine-matic Global Positioning System), maka tim
sur-veyor fotogrametri membawa perangkat kameradigital yang
ditempatkan pada wahana udara ataudarat yang portabel (lihat Gambar
1). Selanjutnyatulisan ini akan menggambarkan lebih mendetailyang
meliputi arsitektur sistem dan sejumlahcontoh kasus pemanfaatannya,
dan diskusi kele-bihan dan kelemahan teknologi ini secara
praktis.
Gambar 1. Ilustrasi tim land-surveyor dan timsurveyor
fotogrametri.
B. Sistem Pemetaan MemanfaatkanWahana Udara Tanpa Awak
Dalam sepuluh tahun terakhir ini kembalimuncul sejumlah
penelitian yang memanfaatkaninstrumen Wahana Udara Tanpa Awak
(WUTA)
-
265Catur Aries Rokhmana: Percepatan Pemetaan Kadaster...:
263-268
dalam sistem pemetaan dari udara untuk pro-duksi peta skala
besar (>1/10.000). Salah satunyadikembangkan di Laboratorium
Fotogrametridan Inderaja Teknik Geodesi Universitas GadjahMada
sejak tahun 2005 yang disebut RIMS: RapidImaging and Mapping System
(lihat http://www.potretudara.com). Sistem ini dimaksudkanuntuk
mengisi kebutuhan pemetaan yangberbiaya rendah pada cakupan wilayah
< 5.000Ha(lihat Rokhmana, 2007, Rokhmana, 2008, Rokh-mana,
2009). Arsitektur sistem dapat dilihat padaGambar 2. Hakekat dari
sistem ini adalah peng-gunaan suatu wahana udara portabel
(modelaeromodelling) sebagai platform pembawa ka-mera digital
(sensor pencitraan) untuk melaku-kan pekerjaan pemotretan dari
udara pada posisieksposur yang telah direncanakan (jalur
ter-bang).
Selanjutnya dari foto udara tersebut dapatdiproses secara
fotogrametrik menjadi dataspasial seperti citra ortofoto, data
elevasi digital,pengukuran bentuk dan dimensi, dll.
Gambar 2. Arsitektur sistem pemetaan dari udaramamanfaatkan
WUTA.
Seperti halnya tim survei pada umumnya, timsurveyor
fotogrammetri terdiri dari bagianinstrumentasi dan personil yang
menjalankansistem ini. Personil tim ini terdiri dari (1) pilotyang
mengoperasikan wahana pembawa kamera,(2) Pembantu navigasi pilot;
dan (3) koordinatoryang bertugas survei titik kontrol, dan
pemro-sesan fotogrametri digital. Sedangkan instrumenutama terdiri
dari sejumlah modul, yaitu (1) Wa-hana Udara Tanpa Awak yang
dilengkapi dengan
avionic-autopilot; (2) sensor pencitraan (kamerapocket) dan
dudukannya; (3) pemrosesan datadan visualisasi hasil; (4) stasiun
pengontrol didarat; dan (5) software pengolah fotogrametridengan
algoritma structure from motion. Tabel1 menunjukkan karakteristik
dari sisteminstrumentasi dengan memanfaatkan WUTAsebagai platform
pembawa kamera digital dansistem avionik navigasi wahana. Interval
shuttercamera menggunakan script program yang bisadiatur
kecepatannya sehingga jeda waktu antareksposure dapat diatur. Jadi
pada hakekatnya timsurveyor fotogrametri mengerjakan
pekerjaanpemetaan fotogrametri dengan instrumentasiyang
disederhanakan agar dapat dikerjakan olehpersonil dan perangkat
yang banyak tersedia dipasaran teknologi informasi pada
umumnya.
Tabel 1. Karakteristik sistem instrumentasidengan memanfaatkan
WUTA
Tipe WahanaUdara
- Type High-Wing Semi Glider- Fitur :
Autonomous Flight
Cruise speed: 50 km per jam
Endurance: < 40 menit
Max. Crosswind 30km/jam
Jangkauan R/C dan telemetry: < 10km
Kemampuan liputan sekali terbang: < 300 Ha
Portable Backpack < 3kg
Take-Off (Hand Launch)
Landing: belly atau net landing atau parachutedrop
Power: Motor electric brushless
Flying High: 200m – 450m
Sistem Avionik
Autopilot System (open source: Ardupilot Controller)
R/C min. 7 CH dan booster 433MHz Long RangeRadio < 20km
RF Modem for data telemetry (900MHz 1Watt) <20km
GPS Logger Freq. 5Hz
Sensor Kamera
Point and Shoot Digital Camera 12 -14 MPix, field ofview >
65deg
Canon S100 dengan GPS Tag Enabled
Mounting and anti-vibration system dengan Foam
Portable GroundControl Station
(Laptop danBooster
Antenna)
Open Source Mission Planner
Laptop atau netbook
Antenna > 8 dBi
Universal Extended Baterai untuk netbook dan RFreceiver
PemrosesanData
Software fotogrametri dengan structure from motion
Software interpretasi citra (ecognition)
Software Quantum GIS (open source GIS)
-
266 Bhumi No. 38 Tahun 12, Oktober 2013
Modul pemrosesan data didesain sedemikianrupa agar dapat
menghasilkan sejumlah produkdasar seperti: (1) Ortofoto, (2) Model
Elevasi Digi-tal, dan (3) 3D modeling. Untuk kebutuhan pro-duk
pemetaan di BPN, maka produk dasar yangsesuai adalah citra mosaik
ortofoto.
C. Citra Foto Udara VS Citra Satelit
Saat ini citra satelit resolusi sangat tinggiseperti citra
satelit IKONOS dan QUICKBIRDtelah banyak diminta untuk keperluan
pemetaandi bidang kadaster. Citra satelit memiliki kele-mahan utama
adanya liputan awan yang meng-halangi pandangan obyek di bumi.
Disampingitu, citra satelit tidak dapat digunakan untukproduksi
Peta dengan skala yang lebih besar dari1/2.500. Di lain pihak,
citra foto udara menjadisubstitusi yang melengkapi kebutuhan
penggu-na untuk produksi skala 1/5.000 – 1/1.000. Peng-gunaan foto
udara metode konvensional terken-
dala pada keterbatasan dana, karena biaya penga-daannya jauh
lebih mahal dibandingkan citrasatelit. Tetapi penggunaan WUTA dapat
mere-duksi kebutuhan biaya, sebab WUTA dapat diap-likasikan dengan
efisien pada luasan kecil (< 5.000Ha). Tabel 2 mengilustrasikan
perbandingan prak-tis antara citra satelit dengan citra foto
udara.
Sistem pemotretan dengan wahana udaratanpa awak memiliki tingkat
portabilitas yanglebih tinggi dibandingkan penggunaan pesawatudara
standar. Penggunaan wahana udara tanpaawak dapat mereduksi
kebutuhan biaya sewapesawat yang mahal. Sehingga pada luasan <
10Ha pun dapat ef isien untuk dilakukan pemot-retan udara.
A. Diskusi Kualitas Produk OrtofotoMemanfaatkan WUTA
Berbeda dengan pemetaan fotogrametri kon-vensional dengan
pesawat berawak dan instru-men profesional, sistem WUTA
menggunakaninstrumen hobi/amatir yang banyak dipasaran(mass
product) dengan kualitasnya lebih rendah.Agar bisa memenuhi
kebutuhan professional,maka perlu sejumlah perlakuan dan
perbaikankhusus untuk meningkatkan kemampuan danmemberikan kualitas
akurasi yang memenuhistandar. Berikut ini sejumlah upaya
peningkatankualitas dan kelemahan yang masih timbuldalam
pemanfaatan WUTA, sebagai berikut:1. Salah satu sumber kesalahan
dominan adalah
penggunaan kamera non-metrik tipe pointand shoot/pocket. Bekerja
dengan kameranon-metrik, terdapat sejumlah isu terkaitakurasi,
yaitu: (1) Kualitas lensa non-metrik,dan (2) Kestabilan Lensa.
Persoalan akurasiini diselesaikan dengan prosedur
In-FlightSelft-Calibration. Hasil presisi hitungantriangulasi udara
umumnya dapat mencapai< 2 piksel. Tabel 3 menunjukkan ilustrasi
per-baikan kualitas lensa yang cukup signif ikan.
Resolusi spasial citrasatelit di pasaranIkonos (1m);Quickbird
(0.6m);GeoEye (0.45m);WorldView (0.5m)
Resolusi spasial citrafoto udaramemanfaatkanWUTA (5cm –
20cm)
Citra satelit adaminimum order,sedangkan citra dariWUTA efektif
untukluasan 5 – 5.000Ha.
Biaya pengadaan citraRp. 2.300 – Rp. 4.000per Ha dan
belumpandangan stereountuk menghasilkanmodel elevasi digital
Biaya foto udaradengan WUTA Rp.25.000 – Rp. 45.000per Ha
tergantungluasan dan sudahmenghasilkanpandangan stereo.
Foto Udara Mampumelihat sampai bataspematang sawah danobyek di
dalambidang tersebut
Foto udara dariWUTA bebas awan,sebab terbangdibawah awan
(<300m)
Usia data WUTAlebih terkini, sebabdapat merekam
foto(near-realtime) padasaat diperlukan
Interpretasi padacitra foto udaramenghasilkan obyekpenggunaan
lahanyang lebih detail
Resolusi Citra Foto Udara lebih tajam 3 – 8 kali dari citra
satelit
Citra foto udara bebas awan dan merekam data terkini
Interpretasi penggunaan lahan pada citra foto udara lebih
detail
Liputan Awan
Tabel 2. Perbandingan produk citra foto udaradan citra
satelit
-
267Catur Aries Rokhmana: Percepatan Pemetaan Kadaster...:
263-268
Tabel 3. Perbandingan akurasi hasil Adjust-ment pada kamera
Canon Ixus 125HS
Keterangan: ukuran 1 pixel sensor CCD 2.4 danhasil dapat
bervariasi tergantung kualitas lensa
2. Penggunaan WUTA dengan berat saatterbang (takeoff weight)
< 3kg menyebabkantidak tahan terhadap cross wind di udara,maka
pada saat cuaca berangin > 30km/jamakan sulit untuk dapat
mengikuti rencanajalur terbang secara sempurna. Untuk
meng-kompensasi kelemahan ini dilakukan denganmemperlebar area
overlap menjadi 85% dansidelap 20%. Akibatnya akan diperoleh
jum-lah foto yang lebih banyak dari pada pere-kaman konvensional
yang umumnya meng-gunakan tingkat overlap 60% dan sidelap
10%.Selanjutnya perlu otomatisasi untuk me-nangani jumlah foto yang
lebih banyak.
3. Jumlah foto yang banyak dan tingkat overlapyang besar dapat
digunakan untuk pening-katan kualitas produksi. Proses
otomatisasitriangulasi udara dengan algoritma imagematching lebih
reliabel hasilnya, sebab nilaikorelasi antar foto lebih tinggi.
Satu obyekakan terekam di lebih dari 4 (empat) framefoto yang
menyebabkan banyak redundansidata, sehingga dapat meningkatkan
presisihitungan. Disamping itu, jumlah titik tie-point dapat
mencapai jutaan titik yangmenyebabkan presisi hitungan
triangulasiudara (bundle adjustment) menjadi lebihstabil dan
reliabel.
4. Citra foto udara dari WUTA umumnyamemiliki GSD (Ground
Sampling Distance)=5cm - 20cm yang memenuhi spesif ikasiuntuk
pembuatan peta sampai skala 1/1.000.
5. Pada umumnya, kualitas posisi horizontaldapat mencapai 2 kali
ukuran GSD atau ber-
kisar 15cm – 60cm tergantung nilai GSD padasaat pemotretan udara
dilakukan.
6. Konfigurasi foto udara dari WUTA memilikisudut Stereo
(parallax) = 17-25 derajat yangdapat memenuhi spesif ikasi untuk
hitungantipe terain pegunungan.
7. Problem utama yang menjadi keterbatasanteknik survei dari
udara adalah obyek yangakan diukur tidak dapat terlihat akibat
ter-tutup oleh obyek lainnya yang lebih tinggi (li-hat Gambar 2).
Pada umumnya vegetasi rapatatau bangunan menjadi penghalang
untukdapat melihat obyek batas persil.
Gambar 2. Ilustrasi keterbatasan kemampuansurvei dari udara.
8. Gambar 3 mengilustrasikan hasil percobaanperhitungan luas
petak sawah antara pengu-kuran luas di lapangan dengan pita
ukurdibandingkan pengukuran luas di citra orto-foto (Rokhmana,
2009). Hasil evaluasi mem-buktikan bahwa seluruh perbedaan
hasilukuran luas telah memenuhi spesif ikasi tole-ransi perbedaan
yang luas yang disyaratkan
Gambar 3. Ilustrasi hasil evaluasi perbedaanhitungan luas
persil
Metode Adjustment rms (micron)Tanpa camera calibration 18.6
(7.75 pixel)
Bundle Adjustment with SelfCalibration (in flight
calibration)
2.83 (1.17 pixel)
-
268 Bhumi No. 38 Tahun 12, Oktober 2013
B. Kesimpulan
Tulisan ini telah memberikan ilustrasi peman-faatan teknologi
WUTA untuk kegiatan produksipemetaan kadaster. Teknologi ini
mengenalkanide pembentukan tim surveyor fotogrametri atau.Tim
terdiri dari bagian instrumentasi danpersonil yang menjalankan
sistem ini. Sistem inidapat menghasilkan sejumlah produk dasar
yangtidak selalu untuk tujuan survei-pemetaan saja,tetapi lebih
luas pada penyedia jasa informasispasial. Pemetaan akan dapat
dilakukan di lokasikecil yang dianggap berubah atau perlu
diresponcepat saja, tidak perlu menunggu seluruhwilayah yang luas
seperti halnya penggunaanteknologi Inderaja atau Foto Udara
konvensional.Pemetaan dengan memanfaatkan teknologiWUTA mampu
menghasilkan citra dengan nilaiGround Sampling Distance (GSD) <
20cmdengan akurasi posisi Horisontal rata-rata 2 kaliGSD. Gambar
yang dihasilkan cukup jelas untukdapat diinterpretasi sampai
tingkat obyekpenggunaan lahan.. Dimasa mendatang dengansemakin
majunya sensor optik-elektrik, sistemtele-kontrol, dan sistem
auto-pilot, makadiharapkan pekerjaan surveyor berbasisfotogrametri
akan semakin mudah dan cost-effectives.
Daftar Pustaka
Rokhmana. C.A.. and Soetaat. 2004. The Criti-cal Review of Using
Small Format Aerial Pho-togrammetry for Municipality Mapping
inIndonesia. Proceeding Map Asia 2004.Jakarta.
Rokhmana. C.A.. 2007. The Low-Cost Monitor-ing System For
Landslide And Volcano WithDigital Photogrammetry, Proceeding
JointConvention HAGI, IAGI, IATMI.
Rokhmana. C.A.. 2008. Some Notes on UsingBalloon Photography For
Modeling TheLandslide Area, Proceeding Map Asia 2008.
Rokhmana. C.A.. 2009. The Potential Applica-
tions of Balloon Photogrammetry for Ca-dastre Mapping,
Proceeding Outh East AsiaSurveying Congress.
Sumarto Irawan, W.R. Idrus, Virgo Eresta Jaya,R. Eko, D. K.
Gindow, B. Adhi, E. Putranty,E. Pintadi, P. Hadi, Y. Aziz, A.
Giyanto,Rahardjo, F. H. Feryandi, I. Herawati,Firman AS and S.
Yusra, 2008, CadastralBase Mapping Activity in Indonesia,
FIGWorking Week 2008, Stockholm, Sweden14-19 June 2008.
Perancis.pdfPerancis.pdf1_Arif Suhattanto.pdf2_Kusmiarto.pdf3_M
Imzan Hassan.pdf4_Leni S. Heliani.pdf5_tjng
Nug.pdf6_Catur.pdf7_Farida.pdf8_Ni Putu.pdf9_Tjg
dkk.pdf10_Sentot.pdf
/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict >
/JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false
/CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300
/GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true
/GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300
/GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2
/GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true
/GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true
/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict >
/GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict >
/JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false
/CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200
/MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true
/MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200
/MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode
/MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None
] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false
/PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000
0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true
/PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ]
/PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier ()
/PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped
/False
/Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ]
/OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure true
/IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false
/IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles
true /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe)
(CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /NA
/PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged
/UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged /UseDocumentBleed false
>> ]>> setdistillerparams> setpagedevice