Pembuatan Model 3D Bangunan LOD 3 Dengan Pemanfaatan Foto Udara Uav [PDF]

Citation preview

Pembuatan Model 3D Bangunan LOD 3 dengan Pemanfaatan Foto Udara Uav-Based Oblique Photogrammetry



Proposal Penelitian Tesis Program Studi Magister Teknik Geomatika



Di Ajukan oleh : Muh.Apriansyah 19/449598/PTK/12857



Kepada PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA 2020



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Foto udara adalah peta foto didapat dari survei udara dengan melakukan pemotretan lewat udara pada daerah tertentu dengan aturan fotogrametris tertentu. Sebagai gambaran pada foto dikenal ada 3 (tiga) jenis yaitu foto tegak, foto miring dan foto sangat miring. Yang dimaksud dengan foto tegak adalah foto yang pada saat pengambilan objeknya sumbu kamera udara sejajar dengan gravitasi, sedangkan yang disebut foto sangat miring apabila pada foto tersebut horisontal terlihat. Untuk foto miring, batasanya adalah antara kedua jenis foto tersebut. Secara foto yang digunakan untuk peta adalah foto tegak (Yudhistira, 2018 ). Saat ini pemodelan 3D city lebih terkonsentrasi pada representasi bangunan geometri, sedangkan benda bukan bangunan juga penting dalam proses urban pengembangan. Objek tematik non-bangunan seperti terowongan, jembatan, vegetasi, kota furnitur, dan badan air. Model 3D vegetasi dalam pemodelan kota diperlukan sebagai alat visualisasi dan analisis untuk berbagai bidang, serta desain dasar simulasi perkotaan, seperti untuk penghijauan kota, konservasi air, dan pencegahan banjir (Wahyu Trisyanti S, 2017). Pembuatan model 3D dapat memanfaatkan teknologi fotogrametri, yaitu dengan menggunakan tekni pesawat UAV, serta menggunakan perangkat lunak untuk memproses data hasil pemotretan. Pemanfaatan teknologi ini dapat membuktikan bahwa pemodelan 3D dapat dilakukan dengan mengunakan data foto, selain itu biaya yang dikeluarkan juga tidak terlalu besar. Pemodelan dengang menggunakan data foto ini mampu menghasilkan model 3D yang mirip dengan bentuk aslinya. Selain itu pemodelan representasi 3D (tiga dimensi) juga di anggap lebih menarik dalam menampilkan visualisasi dari sebuah informasi terutama terletak pada estetika buntuk objeknya. Dengan adanya perangkat lunak yang digunakan didalam pemodelan 3D, waktu yang diperlukan.



Beberapa metode inovatif baru-baru ini dikembangkan untuk bangunan pemodelan 3D dan lingkungan buatan dalam waktu cepat. Gambar-gambar diperoleh dengan sumbu miring dari kamera digunakan dalam pemrosesan fotogrametri, di samping gambar yang diperoleh arah sumbu nadir. Metode ini sudah dicoba tahun 2008-2009 menggunakan citra udara (Höhle, 2008). Namun, integrasi yang lebih baru dari algoritma visi komputer (Szeliski, 2010) dalam perangkat perangkat lunak umum, secara kritis meningkatkan potensi metode. Penggunaan gambar miring untuk menghasilkan model 3D memungkinkan rekonstruksi geometri dan tekstur termasuk permukaan



vertikal atau miring yang disurvei benda. Selanjutnya, teknik ini memungkinkan pengukuran dan survei bagian yang lebih tinggi dari objek, yang tidak mudah dicapai dengan teknik survei umum, seperti pemindaian laser terestrial (TLS) atau fotogrametri terrestrial (Lingua A. 2017). Dalam studi ini, solusinya diuji untuk mensurvei sebuah bangunan yang memiliki geometri yang sangat rumit dan terperinci.. Secara khusus, dalam makalah ini perangkat lunak open source diuji untuk memproses gambar miring dengan cara fotogrametri dan Algoritma Structure-fromMotion (SfM). Hasilnya adalah dievaluasi dalam hal akurasi, kelengkapan data dan kepadatan data yang sesuai dengan standar 3D model LOD3 (level of detail). 1.2 Rumusan Masalah Kebutuhan data hasil pemodelan 3D sangat berpengaruh dalam pembanguna 3D city. Hal tersebut dikarenakan model 3D city adalah merupakan representasi digital dari bangunan dan objek di wilayah perkotaan, serta model medan. Model 3D city biasanya terdiri dari model permukaan digital (DTM), model bangunan, model ruang jalan, dan model ruang terbuka hijau. Berdasarkan latar belakang yang sudah dijabarkan, Penelitian yang diusulkan, untuk mengetahui konfigurasi terbang yang dapat menghasilkan rencana penerbangan yang optimal untuk UAV memperoleh gambar yang akan menghasilkan point cloud yang andal dan lengkap untuk model bangunan 3D (LOD3) melalui metode Based-Oblique. Untuk sebuah target bangunan, fasad perlu diidentifikasi dan dimodelkan dengan akurasi dan kelengkapan yang dapat diterima. Koleksi gambar untuk fasad bangunan biasanya dilakukan dengan penerbangan manual untuk memastikan cakupan homogen dari setiap elemen dengan resolusi yang sama. Perencanaan penerbangan yang optimal perlu dilakukan berdasarkan pada persyaratan pengguna Ground Sampling Distance (GSD), persentase tumpang tindih, rasio Base to Depth hingga menjamin akurasi teoretis dari dataset.



1.3 Tujuan Penelitian Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk melakukan pemodelan bangunan 3D LOD 3 dengan metode Uav-Based Oblique Photogrammetry. Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah sebagai berikut :



1. Melakukan pemotretan foto udara UAV dengan metode Uav-Based Oblique. 2. Menentukan konfigurasi terbang untuk perencanaan terbang yang optimal sehingga mendapatkan gambar/foto yang menghasilkan point cloud dengan akurasi yang baik. 3. Melakukan pemodelan 3D bangunan LOD3 dengan data point cloud. 4. Melakukan uji akurasi geometrik bangunan hasil pemodelan 3D.



1.6 Pertanyaan Penelitian Berdasarkan permasalahan yang telah dirumuskan, maka pertanyaan terkait penelitian ini adalah: 1. Bagaimana konfigurasi pemotretan dengan metode UAV-Based Oblique Photogrammetry? 2. Berapa banyak ICP/GCP (titik control) efektif untuk mendapatkan akurasi geometrik yang baik ? 3. Bagaimana cara membangun pemodelan 3D bangunan LOD3 hasil ekstraksi data foto udara ? 4. Berapa ketelitian geometri model 3D bangunan hasil foto udara ?



1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang didapat dari penelitian ini dalam bidang ilmu pegetahuan adalah tersedianya informasi terkait pekembangan rekayasa UAV dengan berbagai macam metode akuisisi data untuk mendapatkn suatu produk. Informasi ini berupa proses pemodelan 3D bangunan LOD3 terkait pemanfaatan metode UAV-Based Oblique dan kebutuhanan akurasi yang dihasilkan ketika dilakukan pemrosesan. Manfaat dari hasil penelitian ini secara praktis dimaksud untuk menerapkan, mengembangkan metode foto udara untuk 3D modelling sebagai salah satu alternatif yang dapat mendukung perkembangan dalam bidang survei dan pemetaan. Metode 3D modelling dari Foto Udara Unmanned Aerial Vehicle (UAV) dapat digunakan untuk kepentingan perencanaan pembangunan tata ruang wilayah, pembangunan infrastruktur pemukiman, sebagai alat promosi suatu perumahan, dan untuk kepentingan umum lainya.