Exterior orientation

LAPORAN PRAKTIKUM III FOTOGRAMETRI DIGITAL KELAS B

“EKSTERIOR ORIENTATION MENGGUNAKAN SOFTWARE E-FOTO”

Oleh: Anggoro Wahyu Widodo

NRP 3514100037

Dosen: Agung Budi Cahyono, ST., M.Sc., DEA Cherie Bhekti Pribadi., S.T., M.T

GEOSPASIAL-LABORATORY GEOMATICS ENGINEERING SEPULUH NOPEMBER INSTITUT OF TECHNOLOGY

2016

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan berjudul “Eksterior Orientation Menggunakan Software E-Foto” dengan baik dan lancar. Laporan praktikum ini merupakan hasil yang penulis kerjakan dengan tujuan utama untuk mengetahui cara melakukan Eksterior Orientation Menggunakan Software E-Foto. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Agung Budi Cahyono, S.T., M.Sc., DEA selaku dosen pengampu mata kuliah Fotogrametri Digital. 2. Ibu Cherie Bekti Pribadi, S.T, M.T. selaku dosen asistensi mata kuliah Fotogrametri Digital. Penulis berharap laporan ini bermanfaat bagi para pembaca. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih ada kesalahan dan kekurangan, sehingga diharapkan kepada pembaca untuk memberi kritik dan saran yang membangun.

Surabaya, 1 Desember 2016

Penulis

ii

ABSTRAK

Orientasi Eksterior adalah proses dimana melalui satu set titik kontrol yang telah diukur di tanah dan sebuah gambar digunakan untuk menghitung parameter orientasi eksterior gambar udara. Sementara Bundle Blok Adjustment memberikan orientasi eksterior semua gambar fotogrametri dari blok, algoritma dari spatial resection memungkinkan perhitungan parameter ini untuk setiap gambar secara terpisah. Orientasi eksterior menghitung koordinat pusat (E0, N0, H0) dari kamera optik dan sudut attitude (ω, φ dan κ) di perolehan citra secara instan. parameter ini disebut sistem koordinat tanah (GCP). Kata Kunci : Exterior Orientation, GCP, spatial resection

iii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................................. i KATA PENGANTAR................................................................................................................ii ABSTRAK.............................................................................................................................. iii DAFTAR ISI........................................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR.................................................................................................................v BAB I .................................................................................................................................... 1 I.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1 I.2 Tujuan .................................................................................................................... 1 I.3 Batasan Masalah .................................................................................................... 1 BAB II ................................................................................................................................... 2 II.1 Ground Control Point ............................................................................................ 2 II.2 External Orientation (Orientasi Luar).................................................................... 2 BAB III .................................................................................................................................. 4 III.1 Metodologi Pelaksanaan ...................................................................................... 4 III.1.1 Alat dan Bahan .................................................................................................. 4 III.1.2 Petunjuk Praktikum ........................................................................................... 4 III.2 Waktu dan Tempat .............................................................................................. 8 BAB IV. HASIL DAN ANALISIS ............................................................................................... 9 4.1 Nilai-Nilai Parameter Exterior Orientation............................................................ 9 4.2 Analisis ................................................................................................................ 12 BAB V. PENUTUP ............................................................................................................... 13 5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 13 5.2 Saran ................................................................................................................... 13 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 14

iv

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Perintah Spatial Resection dan input gambar........................................4 Gambar 2. Tampilan Gambar yang ada GCP ............................................................4 Gambar 3. Exterior Orientation ...............................................................................5 Gambar 4. Jendela Iterasi ........................................................................................5 Gambar 5. Jendela Parameter Presisi Kamera (rad) dan Koordinat (meter) ...........5 Gambar 6. Nilai-Nilai Parameter Xa dan MVC(Xa) ...................................................6 Gambar 7. Nilai V (Residu) .......................................................................................6 Gambar 8. Hasil ........................................................................................................7 Gambar 9. EO untuk Gambar 017 dan 018..............................................................7 Gambar 10. Proses Penentuan GCP secara manual dan Hasilnya...........................7 Gambar 11. Hasil EO Gambar 06 dan 017................................................................7 Gambar 12. EO untuk Gambar 016, 017 dan 018................................................... 8 Gambar 13. Data Xa dan MVC(Xa) pada gambar pertama ......................................9 Gambar 14. Data V pada gambar pertama ..............................................................9 Gambar 15. Data Xa dan MVC(Xa) pada gambar kedua ........................................10 Gambar 16. Data V pada gambar kedua ................................................................10 Gambar 17. Data Xa dan MVC)Xa) pada gambar ketiga ........................................11 Gambar 18. Data V pada gambar ketiga ................................................................11

v

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Pada era pembangunan ini, diberbagai bidang perencanaan dan pengembangan wilayah perlu disiapkan tenaga teknisi, analisis dan pengelola di bidang pengolahan data dan informasi kebumian, yang mampu menangani data informasi (numeric dan spasial), menganalisis, melakukan kontrol aktivitas manusia, dan mampu membuat perencanaan kegiatan. Tuntutan terhadap spesifikasi berbagai keahlian ini menimbulkan aktivitas yang disebut pengembangan sumber daya manusia (Dulbahri, 1995 dalam Hartono, 2004). Pada era informasi seperti sekarang ini, perkembangan teknologi pengindraan jauh dan SIG semakin pesat. Perkembangan tersebut ditandai oleh perkembangan sensor (kamera, scanner, hingga hyperspectral). Pengelolaan dan penanganan data, maupun keragaman aplikasinya (Hartono, 2004). Salah satu aplikasi dari penginderaan jauh adalah pada bidang ilmu fotogrametri.

Dalam pelaksanaan pemetaan fotogrametri dibutuhkan titik-titik yang diketahui dan memiliki referensi koordinat tanah lokasi dimana pengukuran dilaksanakan. Titik-titik ini disebut dengan Ground Control Point atau titik kontrol (Seker dan Duran,2011). Ground Control Point (GCP) berfungsi sebagai titik sekutu yang menghubungkan antara sistem koordinat peta dan sistem koordinat foto (Harintaka, 2008 dalam Hendy G.j, 2014). Dari GCP inilah nantinya peta foto akan memiliki koordinat yang sesuai dan terikat dengan wilayah pengukuran tersebut. Parameter orientasi eksternal tetap akan kurang optimal apabila tidak menggunakan titik ground control point (GCP). Karena tanpa adanya titik koordinat tanah memungkinkan munculnya nilai parallax. I.2 Tujuan Adapun tujuan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut,  Mahasiswa dapat memahami dan melakukan kegiatan orientasi luar (exterior orientation) menggunakan software e-foto. I.3 Batasan Masalah Adapun batsan masalah dalam praktikum ini, sebagai berikut:  Menggunakan software e-foto 2016.06 (64bit).  Melakukan penghitungan tentang orientasi luar

1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Ground Control Point Ground Control Point (GCP) atau yang biasa disebut dengan titik kontrol adalah titiktitik yang berada di lapangan yang dapat digunakan untuk mentransformasikan sistem koordinat udara dengan sistem koordinat tanah suatu objek yang dipetakan. Titik kontrol ini nantinya akan digunakan pada saat pengolahan foto udara tahap triangulasi udara (Hasyim, 2009). Disamping titik GCP, adapula titik-titik yang disebut dengan ICP (Independent Check Point) yakni titik yang digunakan untuk menguji kualitas hasil dan tidak diikutkan pada proses pengolahan foto udara. Selain fungsi utama tersebut, GCP juga berfungsi sebagai (aerogeosurvey.com, 2016) : 1. Faktor penentu ketelitian geometris hasil olah foto (misalnya ortofoto, DSM, DTM). Semakin teliti GCP maka akan semakin baik pula ketelitian geometris hasil dari pengolahan foto udara tersebut. 2. Mempermudah proses orientasi relatif antarfoto. 3. Mengkoreksi hasil olah foto udara yang berupa ball effect (kesalahan yangmengakibatkan model 3D akan berbentuk cembung di tengah area yang di ukur). 4. Menyatukan hasil olah data yang terpisah dengan lebih cepat dan lebih efektif. II.2 External Orientation (Orientasi Luar) Orientasi Eksternal (EO) adalah orientasi kamera dalam ruang yang terdiri dari enam parameter yang menggambarkan posisi sistem koordinat dari kamera yang digunakan untuk pemotretan udara (Aulejtner, 2011). Parameter-parameter itu yakni koordinat posisi principal point (X, Y, Z) dan rotasi (omega, phi, kappa) dari titik pusat foto (Rizaldy dan Wildan, 2012). Orientasi eksternal adalah proses yang melalui titik kontrol diukur di tanah dan poin dikenali gambar, seseorang dapat menghitung orientasi eksterior gambar 'yang terkait dengan medan sistem koordinat. Meskipun Bundle Blok Penyesuaian memberikan eksterior orientasi juga, proses ini memungkinkan perhitungan untuk setiap gambar secara terpisah. Ini adalah tutorial untuk proses dimaksud Dengan satu Orientasi Eksternal mendapat kamera optik pusat koordinat dan sikap sudut (ω, φ dan κ) di instan akuisisi citra. Adanya parameter rotasi kamera untuk setiap foto yang dihasilkan disebabkan oleh ketidaksempurnaan posisi terbang pesawat pada saat pemotretan. Berikut parameter rotasi yang terjadi akibat pergerakan pesawat (Indra, 2012 dalam Aristia, 2014) : 1. Parameter omega (ω). Parameter ini bertujuan untuk mengkoreksi gerakan roll pada pesawat yang menyebabkan foto berotasi terhadap sumbu X. 2. Parameter phi (φ). Parameter ini bertujuan untuk mengkoreksi gerakan pitch pada pesawat yang menyebabkan foto berotasi terhadap sumbu Y. 3. Parameter kappa (κ). Parameter ini bertujuan untuk mengkoreksi gerakan yaw pada pesawat yang menyebabkan foto berotasi terhadap sumbu Z. Seiring perkembangan teknologi, terdapat dua teknik pendekatan dasar untuk menentukan parameter EO, yaitu (Ip dkk, 2007) : 2

1. Indirectly by Aerial Triangulation Teknik ini dilakukan apabila foto udara telah melalui proses triangulasi udara. Penentuan orientasi ini bertujuan untuk menentukan parameter yang berkaitan dengan sistem koordinat foto dan ruang obyek dimana membutuhkan sebaran titik-titik kontrol (GCP) secara proporsional pada derah pengamatan. Pelaksanaannya mirip dengan prinsip metode pemotongan kemuka (Prasetyo.Y, 2007 dalam Nugroho, 2009). 2. Direct Georeferencing Teknologi GNSS dan IMU yang terpasang pada kamera saat diterbangkan juga dapat menghasilkan enam parameter orientasi eksternal. GNSS yang umumnya disebut juga dengan pengamatan GPS ini menggunakan metode pengamatan relatif kinematik atau diferensial kinematik (Jacobsen, 2004). Pengamatan ini menggunakan minimal dua buah receiver yang salah satunya berupa titik yang harus diketahui koordinat tiga dimensinya dan pengamat (rover) dalam keadaan bergerak (Abidin, 2006). Sedangkan IMU atau Inertial Measurement Unit diintegrasikan dengan GPS pada pemotretan udara dan memiliki dua sensor, yakni gyroskop dan akselerometer. Sensor gyro digunakan untuk mengukur kecepatan putar sudut roll (guling), kecepatan putar sudut pitch (angguk) dan kecepatan putar sudut yaw (geleng). Kecepatan putaran adalah perubahan sudut terhadap waktu. Sedangkan akselerometer digunakan untuk mengukur percepatan sebuah benda yang bergerak, seperti pesawat terbang atau UAV yang sedang bergerak dengan percepatan tertentu. Pengolahan raw data dari GNSS dan IMU untuk menghasilkan parameter orientasi eksternal ini umumnya menggunakan metode postprocessing pada beberapa perangkat lunak, misalnya IGI AEROoffice, POSPac, Application Master, dan lain lain. Tujuan Orientasi dalam adalah membentuk kembali berkas sinar yang terjadi pada saat pemotretan ke dalam proyektor. Pembentukan berkas dilakukan dengan cara mengimpitkan pusat foto dengan pusat pembawa plat dan memasangkan kembali ke tempatnya serta memasang harga panjang focus kamera pada proyektor.

3

BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM

III.1 Metodologi Pelaksanaan III.1.1 Alat dan Bahan  Personal Computer  Software E-Foto  File Tutorial dari UERJ III.1.2 Petunjuk Praktikum  File yang digunakan adalah file yang telah selesai proses IO. Untuk proses EO yaitu dimulai dengan Execute  Spatial Resection (CTRL+E), Kemudian pilih gambar yang akan di lakukan proses EO.

Gambar 1. Spatial Resection dan input gambar 

Berikut adalah Foto atau citra yang dihasilkan dari proses IO. Keadaan GCPnya belum baik, sehingga perlu dilakukan exterior orientation atau perhitungannya.

Gambar 2. Tampilan Gambar yang ada GCP 

Untuk mengidentifikasi GCP pada gambar, lihat data GCP (GCP_description.pdf) pada folder yang tersedia. 4



Kemudian proses exterior orientation dengan Execute  Exterior Orientation (CTRL+O)

Gambar 3. Exterior Orientation 

Kemudian akan tampil jendela yang menanyakan tentang kuantitas iterasi  OK. Setelah itu akan muncul jendela baru menayakan tentang parameter presisi  OK.

Gambar 4. Jendela Iterasi

Gambar 5. Jendela Parameter Presisi kamera (rad) dan koordinat (meter) 

Kemudian muncul hasil perhitungan. Xa adalah nilai parameter matriks Exterior Orientation, MVC(Xa) adalah matriks Varian-Kovarian. 5

Gambar 6. Nilai-Nilai Parameter Xa dan MVC(Xa) 

Lalu nilai V merupakan nilai residu  Accept  Done

Gambar 7. Nilai V (Residu) 6



Klik pada images dan muncul informasi mengenai gambar Interior dan Exterior Orientation yang didefinisikan dengan tanda centang dan silang. Tanda centang berarti perhitungannya berhasil dan silang berarti perlu di GCP ulang dan dihitung.

Gambar 8. Hasil 





Selanjutnya adalah melakukan EO untuk gambar 017 dan 018

Gambar 9. EO untuk Gambar 017 dan 018 Berikutnya prosesnya agak berbeda dengan gambar 016, karena pada gambar 017 dan 018 dilakukan penentuan GCP secara manual, dengan melihat file GCP_description.pdf untuk menentukan dimana letak GCPnya.

Gambar 10. Proses Penentuan GCP secara manual dan Hasilnya Kemudian lakukan Eksterior Orientation dengan Execute  Exterior Orientation seperti pada Gambar 3. Dan ulangi stepnya sampai gambar 8.

Gambar 11. Hasil EO Gambar 016 dan 017

7



Untuk gambar 018 lakukan seperti step gambar 017 dan diperoleh hasil seperti dibawah ini:

Gambar 12. EO untuk Gambar 016, 017 dan 018 III.2 Waktu dan Tempat Praktikum ini dilaksanakan pada : Hari/Tanggal : Rabu, 30 November 2016 Waktu : 11.30 WIB Tempat : R. GM104 Teknik Geomatika FTSP - ITS

8

BAB IV. HASIL DAN ANALISIS 4.1 Nilai-Nilai Parameter Exterior Orientation  Gambar pertama 016

Gambar 9. Data Xa dan MVC(Xa) pada gambar pertama

Gambar 10. Data V pada gambar pertama 9



Gambar kedua 017

Gambar 11. Data Xa dan MVC(Xa) pada gambar kedua

Gambar 12. Data V pada gambar kedua

10



Gambar ketiga 018

Gambar 13. Data Xa dan MVC)Xa) pada gambar ketiga

Gambar 14. Data V pada gambar ketiga 11

4.2 Analisis  Hasil perhitungan ditunjukkan dengan nilai-nilai yang sesuai dengan vektor Xa (E.O. parameter matriks dan varians-kovarians matriks (MVC (Xa)))  La Matrix (Matrix Perataan Pengamatan) dan V (vektor residual).

12

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari praktikum ini menghasilkan nilai-nilai parameter exterior orientation melalui GCP yang ditentukan atau disesuaikan dengan kebutuhan.

Berikut salah satu nilai-nilai yang didapatkan dari pengukuran GCP pada gambar dibawah ini

5.2 Saran  Mahasiswa perlu lebih proaktif ketika praktikum berlangsung. Sehingga kemampuan mahasiswa dalam menjalankan software E-FOTO merata. 

Perlu ketelitian yang ekstra untuk menjalankan software ini, sehingga dapat

dihasilkan suatu nilai yang memenuhi toleransi.

13

DAFTAR PUSTAKA http://ncu.dl.sourceforge.net/project/e-foto/data/efoto_images.zip http://www.efoto.eng.uerj.br/learn/tutorials

14