MODEL 3D INSTUN 12 MARCH 2016
Kajian penggunaan UAV Dalam Bidang Ukur & Pemetaan
Prof Madya Sr. Dr. Hj. Anuar Hj. Ahmad Fakulti Geoinformasi & Harta Tanah
Universiti Teknologi Malaysia Emel: [email protected]
KANDUNGAN • Pengenalan
• Mengapa perlu menggunakan UAV?
• Undang-undang berkaitan UAV untuk Pemetaan
• Aplikasi UAV dalam bidang Ukur & Pemetaan
• Ketepatan data UAV
• Penggunaan Semasa UAV untuk Pemetaan
• Penyelidikan Semasa FGHT
• Trend Terkini UAV
PENGENALAN
PENGENALAN • Peta dan Pelan
– Jenis-jenis peta (Topografi & Tematik)
– Skala peta (Kecil, sederhana dan besar)
– Pelan
• Kaedah pemetaan menggunakan pesawat udara
– Fotogrametri Udara
• Kaedah pemetaan menggunakan pesawat udara tanpa pemandu (UAV/Dron)
– Fotogrametri Udara
• Sistem koordinat untuk pemetaan
– Cassini, RSO, GDM 2000
PENGENALAN….. • Output Fotogrametri Udara
– Peta 2D (Peta topografi, tematik dll)
– Ortofoto
– Garis kontur
– Keratan rentas, keratan memanjang dll
• Output UAV/Dron
– Sama seperti output fotogrametri konvensional (peta, ortofoto dll)
– Model 3D • Konfigurasi Stereo
• Konfigurasi konvergen (menumpu)
Definisi Fotogrametri
• FOTOGRAMETRI didefiniskan sebagai seni,, sains dan teknologi memperoleh maklumat mengenai objek fizizkal dan alam sekitar melaui proses perekodan, pengukuran dan intepretasi imej fotograf, bentuk tenaga elektromagnet dan fenomena-fenomena lain; (Slama, 1980; Wolf, 1983; Wolf & Dewitt, 2000).
• Objektif utama fotogrametri adalah PEMETAAN.
7
• Dibahagikan kepada 2 kategori utama :
a) Fotogrametri Udara
b) Fotogrametri Bumi/ Fotogrametri Jarak dekat (FJD)
• Perbezaan diantara kedua-dua kategori :
Kategori Fotogrametri Altitud (m)
Fotogrametri Udara >300 m
Fotogrametri Bumi/FJD <300 m
FOTOGRAMETRI
8
FOTOGRAMETRI UDARA
• Aplikasi utama fotogrametri udara adalah menghasilkan peta planimetri 2D (U,T) and peta topografi dari foto udarafrom.
• Foto udara diperoleh dari kamera udara metrik dan pesawat udara.
9
Kamera Udara Metrik Wild RC30 Z/I Imaging's Digital Mapping Camera (DMC)
Konsep Pemetaan Menggunakan Kaedah Fotogrametri Udara
UAV/DRONE
TINDIHAN HUJUNG & SISI
• Bagi fotograf udara/foto udara konvensional:
tindihan hujung = 60%;
tindihan sisi = 30%.
• Bagi imej udara digital UAV:
tindihan hujung > 60% (80%)
tindihan sisi > 30%. (50%)
Tujuan tindihan yang lebih besar adalah untuk mengelakkan kawasan yang lompong atau kawasan yang tidak diliputi tindihan imej udara digital.
11
MENGAPA PERLU MENGGUNAKAN UAV?
• Flexible deployment allows for high resolution imagery to be collected, near real time & image on demand
• Reduced capital investment
• Quick learning curve for users
• Eliminates putting people in harms way
• Needs to be the right fit for UAV
Advantages of Micro UAV • Relatively inexpensive and simple to use,
civilian available package
• Easily transported, assembled and launched in a short amount of time
Advantages of Micro UAV
• Launching and landing does not require an airstrip or short runway
• In-field ground control and flight planning gives increased mission flexibility
• Uses readily available parts
Issues in using large format aerial camera with chartered aircraft
Subject to weather
High flying height
Clouded area
High operation cost
Managing small project & area of interest (AOI)
Upgrade the capability in updating multiple scale raster and vector
databases
JUPEM’s capability in image processing job using “factory technology”
Parallel processing
From AT to true ortho, ortho mosaic, DSM, DTM and contour
New JUPEM’s products and services
Utility database and mapping
Multipurpose cadaster (MPC) products and services
Masalah Liputan Awan
UAV
Hundreds of Feet
Above the Ground
100’s of Acres
Hour flight time
Hand launch, skid land
Traditional
Aircraft
Thousands of Feet
Above the Ground
1000’s of Acres
Hours of flight time
Need runway & landing
strip
Satellite
Hundreds of Miles
Above Earth
10,000’s of Acres
Constant Orbit
In ability to control
CLOUD COVER
19
PEMETAAN 3D • UAV boleh digunakan untuk pemetaan 3D terutama bagi
kawasan membangun
• Ia juga boleh digunakan untuk menjana MODEL 3D bangunan, pokok-pokok, jambatan, tiang elektrik dan sebagainya.
• Ia juga sesuai untuk merekod bangunan bersejarah atau monument-monument dalm bentuk 3D.
• Pada masa akan datang penggunaan model 3D bangunan dan sebagainya akan digunakan secara meluas untuk visualisasi, perancangan, perniagaan dan sebagainya.
20
UNDANG-UNDANG BERKAITAN UAV UNTUK PEMETAAN
PERMOHONAN KELULUSAN:
• Jabatan Ukur & Pemetaan Malaysia (JUPEM)
(Bahagian Geospatial Pertahanan, BGSP)
• Jabatan Penerbangan Awam (JPA)
• Suruhanjaya Kemunikasi & Multi-Media (SKMM)
• NOTA PENTING: Pastikan Pengguna UAV/Dron mempunyai INSURAN untuk melindungi pihak ketiga.
APLIKASI UAV/DRON
Pemetaan
Pertanian
Keselamatan (Polis, Bomba, JPAM dll)
Perancangan Pembangunan
Penyelidikan
Pemantauan
Videografi & Perfileman
25
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
(PENGALAMAN UTM: MIKRO UAV <5KG)
Pelbagai konfigurasi UAV
Unmanned Vehicle Systems (UVS) International Association.
28
KLASSIFIKASI UAV
Klassifikasi UAV
70K
60K Global Hawk
U-2
Predator A
50K
40K
30K
20K
10K
Altitu
de
10 20
30
Endurance
Shadow, Raven. MAV
HALE
Medium
Tactical
Predator B
29
30
Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN CERUN
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN CERUN
33
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN CERUN
34
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN CERUN
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN SG SKUDAI 1KM
FIEXD-WING UAV
MULTI-ROTOR UAV
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN HAKISAN PANTAI ALAI MELAKA
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN HAKISAN PANTAI ALAI MERSING
Orthophoto Comparison between Year 1985 (Manned Aircraft) and 2014 (Helang UAV at the Altitude of 200m, 250m, and 300m) for Kampung Seri Pantai, Mersing, Johor
38
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN HAKISAN PANTAI ALAI MERSING
39
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
KALIBRASI KAMERA DIGITAL DI LAPANGAN
40
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN SUNGAI DANGA(2.5 KM), JOHOR BAHRU
Skala 1:10000
43
Candi, Lembah Bujang, Kedah (Jun 2014)
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
PEMETAAN ARKEOLOGI
Pelajar PhD & Sarjana: PhD =3 (SELESAI) 2016 Master= 5 (SELESAI) 2016 PhD = 2 Master = 4
APLIKASI UAV DALAM BIDANG UKUR & PEMETAAN
KETEPATAN DATA UAV
• Tubuhkan titik kawalan bumi (GCP) meliputi keseluruhan kawasan projek/kajian
• Gunakan kaedah rapid static GPS untuk tubuhkan GCP
• Pastikan bilangan GCP yang mencukupi
• Tubuhkan bilangan titik semakan (CP) yang mencukupi dengan menggunakan kaedah rapid static GPS
• Gunakan analisis kuantitatif (cth RMSE) untuk menentukan output/hasil UAV
• Analisis kualitatif juga boleh digunakan untuk menetukan hasil UAV
Sungai Skudai,Johor
RMSE results for 1:30 000 photographic scale: f=5mm; Alt=150m
RMSE results for 1:40 000 photographic scale: f=5mm; Alt=200m
Sungai Danga, Johor
Alor Setar, Kedah
Column1 GPS Column2 Agisoft Column3 Different Column4 Column5 Column6
ID Easting (m) Northing (m) Easting (m) Northing
(m)
∆Easting (m) ∆Northing (m) (∆Easting)^2 (m) (∆Northing)^2
(m)
CP 1 264634.318 672891.316 264634.412 672891.592 -0.094 -0.276000 0.008836 0.076176
CP 2 264902.976 672849.063 264902.920 672849.141 0.056 -0.078000 0.003136 0.006084
CP 3 264600.775 672304.222 264600.838 672304.496 -0.063 -0.274000 0.003969 0.075076
CP 4 264896.712 671535.896 264896.906 671535.828 -0.194 0.068000 0.037636 0.004624
CP 5 265499.169 669931.143 265498.890 669931.184 0.279 -0.041000 0.077841 0.001681
CP 6 265874.148 668915.215 265874.047 668915.199 0.101 0.016000 0.010201 0.000256
Total 0.142 0.164
RMSE ±0.154 ±0.165
RMSE Planimetri ±0.226
KETEPATAN PLANIMETRI
GPS Agisoft Different
Id Height Height ∆H ∆H^2
CP 1 2.875 2.87893
1 0.003931 0.000015
CP 2 2.733 2.80741
1 0.074411 0.005537
CP 3 1.951 2.01834
9 0.067349 0.004536
CP 4 2.611 2.79616
5 0.185165 0.034286
CP 5 3.286 2.92160
4 -0.364396 0.132784
CP 6 3.106 3.37222
5 0.266225 0.070876
Total ±0.248035
RMSE
Height ±0.203320
KETEPATAN KETINGGIAN
Kawasan Kajian Tasik Metropolitan, Kepong: BGSP, JUPEM
f=4mm Alt=60m/200kaki Skala=1:15,000 GSD=4cm 287 foto 16 GCP Pix4D
Persidangan Pengarah-Pengarah Ukur Tahun 2015
Planimetri= 0.075m; Ketinggian=0.260
PENGGUNAAN TERKINI UAV UNTUK PEMETAAN
Peningkatan Aplikasi UAV • Pemetaan Topografi
– JUPEM untuk Pemetaan Topografi skala besar seperti 1: 5000, 1:10,000 & Peta Utiliti
56
PETRYX UAV
SWISS DRONE
• Perancangan Pembangunan
– Jabatan Kerajaan seperti Jabatan Perancang Bandar & Wilayah
– Pihak Berkuasa Tempatan (PBT)
– Pihak Swasta seperti Land Developer dan sebagainya
• Pemantauan
– Perkembangan projek pembangunan
– Banjir Disember 2014 (UniMAP & Aerodyne Geospatial)
57
• Keselamatan
– Tentera (Keselamatan dari penceroboh)
– Polis (Jenayah)
– APMM (Bencana, PATI dll)
• Pertanian
– Meningkatkan produktiviti
– Pengawasan tanaman komersial
– Jabatan Kerajaan seperti MARDI, MPOB, Jabatan Pertanian dll
– Pihak Swasta seperti Tabung Haji Plantation, SIMEDARBY, IOI, KULIM Berhad dll
58
• PASTIKAN PENGGUNA UAV MESTI SEDIAKAN PERKARA-PERKARA BERIKUT:
– Private Pilot License (PPL)
– Engineer
– Commander
59
AIC 04/2008 TELAH DI KEMASKINI & BOLEH DIMUAT
TURUN DARI INTERNET
AIC 04/2016
60
Penggunaan UAV untuk tujuan KOMERSIAL
MESTI daftar dengan DCA tidak kira berapa berat UAV seperti aktiviti perfileman,
khidmat POS barang dll
61
PENYELIDIKAN SEMASA UAV: Fakulti Geoinformasi & Harta Tanah
63
Penyelidikan UAV Untuk Pemetaan: UTM & TNBR/TNBT
Penyelidikan UAV Untuk Pemetaan: UTM & TNBR/TNBT
UAV Lidar Long Endurance UAV
UAV VTOL & FORWARD MOTION UAV VTOL
Assessment of Mangrove Habitat & River Shoreline Erosion, Langkawi
(TRGS)
TREND TERKINI UAV/DRON
• UAV LIDAR (POINT CLOUD)
• MODEL 3D (Berdasarkan Lidar dan Imej)
• Visualisasi Imej 360 darjah
• Rakaman Video
• Perfileman
UAV LIDAR (POINT CLOUD)
POINT CLOUD
Digital Terrain Model (DTM) Garis Kontur
PLAN VIEW LIDAR POINT CLOUD
3D POINT CLOUD 16 Mei 2016
3D POINT CLOUD 16 Mei 2016
Masjid UTM, Johor Bahru, 17 Mei 2016
http://3d.myprism.biz/utmtnb/17052016/#%2F
73
Model 3D INSTUN 12 Mac 2016
http://www.myprism.biz/instun/#2F
Model 3D kawasan Bandar Utama Laluan LRT3
74
http://www.myprism.biz/lrt3/a3d-bandar-utama/#%2F
Model 3D Pencawang Masuk Utama (PMU) TNB
75
http://www.myprism.biz/utmtnb/pmu/#%2F
Visualisasi Imej 3600
Bangunan baru FGHT dan sekitarnya (11 Mei2016) http://www.avapmy.com/360/utm/fght/
PENYELIDIKAN UAV AKAN DATANG: Fakulti Geoinformasi & Harta Tanah
Bengkel/Kursus UAV
• Bengkel UAV (8-9 April 2014)
• Bengkel Multi-rotor UAV (2 Hari)
• Bengkel Pemasangan Multi-rotor UAV (2 Hari)
– Hari 1= Teori berkaitan UAV
– Hari 2= Pemasangan UAV hingga boleh terbang
– Peserta= 20 orang
– Tempat= Lembang Klang (KL)
– KOS= ?????
• ANDA MINAT: HUBUNGI FGHT, UTM
TERIMA KASIH
81