Keilmuan
Post Processing Kinematic GPS pada Akuisisi Data Foto Udara menggunakan DJI Phantom 4 pro dan Emlid Reach m+
Metode dan teknologi pemetaan terus berkembang dari yang konvensional (analog) sampai yang serba otomatis. Belakangan ini metode pemetaan yang populer adalah photogrammetry, selain karena produktivitasnya yang tinggi metode ini juga dapat memberikan produk yang lengkap mulai dari peta foto, garis kontur, model 3D, serta berbagai produk turunannya seperti tutupan lahan, kemiringan lahan, dan lainnya. Berdasarkan jarak kamera terhadap objek, metode ini terbagi menjadi Long Range Photogrammetry dan Close Range Photogrammetry.
Penelitian ini menggunakan metode Close Range Photorammetry (CRP) secara aerial dengan wahana terbang berupa drone DJI Phantom 4 Pro. Pertanyaan yang sangat mendasar dalam pembahasan sebuah teknik pemetaan adalah Bagaimana Ketelitian hasilnya? Maka dari itu, fokus penelitian yang ingin dicapai adalah menemukan metode untuk dapat menghasilkan produk pemetaan berketelitian tinggi secara efektif dan efisien.
Pemetaan photogrammetry membutuhkan titik kontrol tanah (GCP) sebagai titik ikat koordinat, sehingga produk pemetaan yang dihasilkan memiliki sistem koordinat definitif atau telah tergeoreferensi baik secara horisontal maupun vertikal. Menurut Hawkins dkk (2016) metode georeferensi dengan GCP telah terbukti menjadi solusi yang solid untuk georeferensi yang akurat. Tetapi proses akuisisi data tidak akan efisien apabila harus mengejar ketelitian tinggi dengan penggunaan GCP, akan membutuhkan jumlah GCP yang banyak dengan konfigurasi yang merata sehingga akan memakan waktu untuk pengukuran GCP dan tidak pada semua kondisi lapangan GCP dapat dipasang. Solusi dari masalah ini adalah dengan meningkatkan akurasi posisi foto menggunakan sistem penentuan posisi secara Post Processing Kinematic (PPK).
Ilustrasi sistem penentuan posisi PPK pada akuisisi data foto udara sebagai berikut:
DJI Phantom 4 Pro yang digunakan dikombinasikan dengan receiver GNSS EMLID Reach M+ sebagai sistem penentuan posisi foto pada drone atau bertindak sebagai rover. Pemetaan photogrammetry dengan metode ini akan memberikan koordinat titik tengah foto yang sudah terikat dengan titik Benchmark (BM) yang telah diukur menggunakan receiver GNSS (base), dengan kata lain sistem penentuan posisi foto dilakukan secara differential post processing. Data yang direkam merupakan single frequency setiap 0.5 detik (2Hz) dengan sensor perekam triger kamera sehingga data GNSS yang terekam sinkron dengan data foto yang diambil.
Pengukuran GCP dapat dilakukan secara rapid static dengan pengamatan setiap titik selama 15-20 menit menyesuaikan dengan jarak rover dengan base. Dalam penelitian ini perhitungan konfigurasi jarak GCP disesuaikan dengan rencana terbang yang dibuat, dengan sidelap 70%, overlap 80% dan tinggi terbang 250 m maka jarak antar titik pusat foto (basis foto) atau B sejauh 50 m. Untuk mendapatkan produk dengan skala 1:1000 umumnya menggunakan konfigurasi GCP 12B atau jarak setiap titik GCP adalah 600 m. Pada penelitian ini pengukuran GCP dilakukan menggunakan receiver GPS Trimble 5800. Proses pengamatan GCP dapat dilakukan berasamaan dengan proses akuisisi data foto.
Proses yang paling penting pada metode ini adalah memastikan koordinat yang didapat dari EMLID Reach M+ sebagai koordinat foto sesuai dengan titik aslinya, pengolahan data GPS dilakukan dengan software RTKLib dengan hasil event post dari setiap misi penerbangan. Hasil tersebut kemudian diselaraskan dengan seluruh data foto yang ada menjadi format Nama Foto - Lintang - Bujur - H Ellips. - Waktu, seperti gambar berikut.
Hasil event post ini kemudian diinput kedalam software Agisoft Photoscan saat proses pengolahan data foto untuk mendapatkan koordinat foto yang sudah terikat dengan koordinat tanah. Proses selanjutnya adalah pengolahan foto udara pada Agisoft Photoscan seperti biasa untuk menghasilkan orthophoto, densecloud, dan Digital Surface Model (DSM).
Bagaimana Hasilnya? Hasil ketelitian sistem penentuan posisi PPK pada akuisisi data foto udara dapat dilihat dari error kamera setelah data foto dan event post diinput pada Agisoft Photoscan, nilai tersebut merupakan hasil triangulasi udara yang dilakukan pada foto. Untuk komponen vertikal memiliki nilai error yang lebih besar dari komponen horisontal, hal ini terjadi karena komponen vertikal pada sistem penentuan posisi dengan GPS memiliki akurasi lebih rendah dari komponen horisontalnya. Nilai error hasil triangulasi udara dapat dilihat pada tabel berikut.
Proses selanjutnya adalah memasukkan nilai GCP pada premark foto udara sebagai titik ikat atau titik kontrol tanah. Konfigurasi GCP yang digunakan adalah 12B sebagai acuan awal sesuai standar pemetaan photogrammetry untuk ketelitian peta yang diinginkan. Didapat nilai error total GCP 11,79 cm atau 0,118 m dan error total ICP 20,28 cm atau 0,203 m. Error ICP adalah nilai yang digunakan untuk mengukur kualitas produk pemetaan. Detail error untuk masing-masing titik dapat dilihat pada tabel berikut.
Untuk membuktikan bahwa penggunaan metode PPK pada akuisisi data foto udara dapat meningkatkan ketelitian posisi foto udara dan mengurangi jumlah GCP maka dilakukan perbandingan dengan konfigurasi GCP 24B dengan jumlah GCP lebih sedikit (setengahnya) dari konfigurasi GCP 12B. Pada konfigurasi GCP 24B menghasilkan error total GCP sebesar 9,65 cm atau 0,096 m dan error total ICP sebesar 26,13 cm atau 0,261 m dengan detail error untuk masing-masing titik dapat dilihat pada tabel berikut.
Lalu, Kesimpulannya Apa? Perbedaan eror untuk komponen horisontal tidak signifikan, namun untuk komponen vertikal terjadi penurunan kualitas sebesar 9 cm atau 0,090 m pada error total ICP. Hal ini menunjukkan selisih antara konfigurasi 12B dan 24B hanya terjadi pada komponen vertikal dan masih dalam orde cm sehingga dapat dikatakan konfigurasi GCP 24B masih cukup baik digunakan pada penelitian ini untuk mendapatkan ketelitian produk yang diinginkan.
Selain itu, berdasarkan hasil error triangulasi udara dan mengacu pada standar yang dibuat oleh ASPRS 2014 untuk peta dengan skala horizontal >1:500 dan skala vertikal >1:1000 sudah dapat dipenuhi.
