Senin, 05 Februari 2018

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone - Pada artikel kali ini, saya akan berfokus untuk membahas teknik pengambilan foto udara yang akan diolah menjadi Orthopoho. Adapun konten yang akan kita bahas kali ini adalah seputar teknik kemiringan foto, jenis lensa, dan distorsi.

Kini, istilah Aerial Fotografi sudah sangat tidak asing, Aerial artinya udara, Aerial Fotografi adalah sebuah teknik pengambilan gambar dari udara, media untuk mengambil gambar ini bisa beragam, bisa menggunakan pesawat udara, helikopter ataupun yang sedang trend saat ini adalah Aerial Fotografi dengan Pesawat tanpa awak atau Drone.

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone
Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone


Jika kita bicara mengenai Aerial Fotografi, maka mau tidak mau kita juga haru bicara tentang alat yang digunakan untuk mengambi foto tersebut, untuk menghasilkan foto udara yang bisa diolah menjadi ortophoto, maka sebaiknya kita juga mengetahui teknik pengambilan gambar dan motifnya.

Sudut Kamera untuk Foto Udara

Secara umum, ada 3 jenis teknik  foto udara yang digolongkan berdasarkan sudut kamera, ketiga jenis ini memiliki kelemahan dan kelebihannya sendiri, adapun sudut sudut tersebut adalah sebagai berikut ;

  1. Vertical photography : sampai kemiringan ±3°
  2. Tilted Photography : > ±3° kurang dari ±30°
  3. Oblique photography : antara 35° sampai 55° 

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone
Sudut Kamera

Keuntungan foto udara vertikal dibandingkan dengan foto udara condong 


  • Skala foto vertikal kira-kira selalu tetap dibandingkan dengan skala foto condong. Ini menyebabkan lebih mudah untuk melakukan pengukuran-pengukuran pada foto dan hasil yang diperoleh lebih teliti. 
  • Untuk keperluan tertentu foto udara vertikal dapat digunakan sebagai pengganti peta. 
  • Foto udara vertikal lebih mudah diinterpretasi dari pada foto udara condong. Ini dikarenakan skala dan obyek-obyek yang lebih tetap bentuknya, tidak menutupi obyek-obyek lain sebanyak yang terjadi pada foto udara condong. 

Keuntungan foto udara condong dibandingkan dengan foto udara vertikal 


  • Foto udara condong meliputi area yang lebih luas dari pada kawasan yang diliput oleh suatu foto udara vertikal. 
  • Jika lapisan awan seringkali menutupi suatu daerah yang tidak memungkinkan dilakukan dengan pemotretan vertikal, maka dapat dilakukan dengan pemotretan condong. 
  • Beberapa obyek yang tidak dapat dilihat / tersembunyi dari atas pada foto udara vertikal, misalnya : 
  • obyek dibawah bangunan tinggi, dapat terlihat pada pemotretan condong. 

Catatan : Untuk Penggunaan tertentu perekaman condong sampai dengan sejajar dengan garis horizon digunakan untuk proses rekonstruksi suatu obyek, misalnya gedung tinggi, gunung, menumen atau patung, rumah, menara dan sebagainya. 

Overlap Foto Udara 

Foto udara yang digunakan untuk Fotogrametri diterbangkan dengan 2 tipe overlap, yaitu Forward lap dan Side lap.

Forward lap adalah kemampuan kamera dalam melakukan potret yang overlap pada saat satu kali terbang di jalur track terbang yang sama, direkomendasikan adalah 70% area yang mengalami overlap dari foto pertama. 

Side lap merupakan overlap diantara 2 garis track penerbangan yang disebut dengan spasi. Nilai khas yang diperlukan untuk proses fotogrametri adalah 30-60%, tetapi disarankan menggunakan sedikitnya 50% dari sisi yang terambil. 

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone
Forward Lap dan Side Lap

Secara teori, semakin tinggi nilai overlap, maka akan semakin bagus hasil olahan ortophoto, terutama jika anda ingin menjadikan gambar anda 3D. Namun tentu saja harus diperhatikan kapasitas penyimpan dan lama terbang.

Proses Pemetaan Menngunakan Drone


Langkah pertama dalam desain sebuah rute penerbangan adalah untuk menentukan resolusi area cakupan (Ground Resolutin / GSD) dan akurasi (optional). Rumus dari GSD = (ukuran pixel X tinggi terbang) / focal length. Akurasi posisi tergantung pada resolusi area cakupan (GSD), Overlap, akurasi GPS / IMU Foto geotagging dan / atau penggunaan kontrol area cakupan. Jika mendapatkan data area cakupan (Geodetic Surveys) maka bisa didapatkan akurasi geo-spasial mutlak satu pixel (GSD) horizontal dan 1-3 piksel vertikal.

Setelah dua persyaratan diketahui, maka proses selanjutnya adalah :

  1. Merencanakan foto udara (mengembangkan rencana penerbangan) 
  2. Perencanaan (Geodetic Surveys) 
  3. Memilih Software, instrumen & prosedur yang diperlukan untuk menghasilkan produk akhir 
  4. Untuk rencana penerbangan, perencana perlu mengetahui informasi berikut : 
  • Nilai focal length pada kamera 
  • Ketinggian terbang 
  • Ukuran pixel 1x potret
  • Ukuran Array CCD (berapa banyak piksel)
  • Ukuran & bentuk daerah yang difoto
  • Jumlah akhir lap dan sisi lap 
  • Skala peta penerbangan
  • Kecepatan gerak pesawat 

Sekilas tentang Focal length, dinyatakan dalam besaran milimeter (mm) dan dalam fotografi diberi lambang f. Untuk apa mengetahui focal length? focal length menentukan seberapa lebar sudut pandang lensa. Semakin pendek panjang focal, makin lebar sapuan pandangan. Makin panjang focal length, makin sempit sapuannya. Lensa dengan focal length pendek dalam dunia fotografi biasanya disebut lensa wide angle. Lensa dengan focal length panjang bisanya disebut sebagai lensa tele. 

Untuk lebih memahami hubungan antara focal length dan sudut pandang, lihat contoh dibawah :

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone
Focal Length

Jenis Lensa Kamera & Distorsi 

Lensa Kamera adalah merupakan sebuah mata dari kamera. Tanpa lensa kamera, kamera tidak bisa digunakan. Lensa Kamera sepertihalnya mata manusia. Dalam aktifitas fotografi, lensa juga merupakan alat vital selain kamera. Pemilihan lensa dalam aktivitas foto udara juga sangat penting. Sangat disarankan untuk menggunakan lensa fix yang flat/datar.  

Lensa Kamera Standar / Normal 

Lensa kamera standar atau normal memilik focal length antara 35mm – 70mm. Yang paling umum dari lensa standar adalah lensa yang memiliki focal length 50mm (seperti lensa Fix canon 50mm f1.8). Karena lensa yang focal length nya 50mm, pandangannya sama dengan mata manusia. 

Lensa Kamera Medium Telephoto 

Lensa kamera medium Telephoto memilik focal length antara 80mm – 135mm. Jangkauan fokus antara 80-135mm hampir selalu digunakan oleh fotografer untuk memotret portrait atau model. karena pada focal lengt tersebut tidak mungkin terjadi distorsi. Lensa kamera fix pada jenis lensa kamera medium telephoto ini adalah kamera yang ideal untuk memotret portrait atau model. Karena seperti yang dikatakan tadi tidak akan terjadi distorsi. Lensa Canon EF 100mm f/2.8 Macro USM adalah contoh dari salah satu jenis lensa kamera medium telephoto.

Lensa Kamera Telephoto & Super Telephoto 

Lensa kamera ini memilik focal length antara 135mm dan 300mm untuk Telephoto) dan >300mm untuk super telephoto. Ciri lensa ini panjang, lensa ini memiliki jangkauan yang lumayan jauh. Sehingga fungsi di buatnya kamera ini adalah untuk fotografi olah raga ataupun fotografi satwa liar. Kenapa lensa telephoto digunakan untuk fotografi olah raga atau fotografi satwa liar, karena tidak mungkin jika kita seorang fotografer olahraga ingin menggambil sebuah olah raga motogp misal dan kita memotret harus mendekat sampai kelintasan atau pun jika kita di hutan ingin memotret singa dan kita harus mendekat ke singa tersebut. Salah satu contoh dari lensa telephoto adalah Lensa Canon EF 200mm IS USM f/2L. contoh dari lensa super telephoto adalah Lensa AF-S NIKKOR 300mm f/2.8G ED VR II.

Lensa Kamera Wide Angle 

Lensa kamera Wide Angel memilik focal length dibawah 20mm. Seperti namanya, Lensa kamera wide angle ini memiliki daya tangkap yang lebar. Lensa ini akan menghasilkan distorsi gambar. Salah satu contoh dari lensa wide angle adalah Lensa Tokina AT-X 116 Pro DX lens.

Lensa Kamera Fisheye 

Lensa Kamera Fisheye merupakan lensa yang spesial. Lensa Kamera Fisheye biasanya memiliki focal length  antara/dibawah 10mm. Lensa fisheye ini akan menghasilkan gambar yang unik, sangat distorsi sampai gambar melingkar yang menghubungkan antara sisi sisi gambar/foto. Karena lensa fisheye adala lensa kamera yang spesial, digunakan juga yang spesial-spesial, contoh nya jika seorang fotografet ingin menampilkan effek fisheye pada fotonya. Salah satu contoh dari lensa Fisheye adalah Lensa Canon EF 8-15mm f/4L fisheye USM.

Distorsi Grafis  

Distorsi artinya adalah penyimpangan bentuk. Distorsi biasanya terjadi saat mengunakan lensa dengan jarak fokus sangat lebar atau telefoto. Distorsi timbul akibat dari pembesaran yang berbeda dalam arah yang menjauhi sumbu lensa, sehingga suatu benda yang tadinya berbentuk garis lurus akan berubah bentuknya menjadi melengkung. Distorsi merupakan gejala pembentukan bayangan benda yang seharusnya berbentuk bujur sangkar menjadi tidak berbentak bujur sangkar lagi. Distorsi mengakibatkan perubahan bentuk yang tidak sempurna akibat tidak sesuainya ukuran dengan proporsi gambar pada awalnya, 2 jenis distorsi yaitu : 

Distorsi horizontal

Distorsi ini terjadi bila diaphragma terletak di belakang lensa. Akibat distorsi jenis ini gambar terlihat lebih panjang, atau pada potret wajah, wajah akan terlihat terlalu bulat atau gepeng kesamping.

Foto Udara dalam Pemetaan Menggunakan Drone
Contoh Distorsi

Distorsi vertical.

Distorsi jenis ini mengakibatkan gambar terlihat lebih tinggi, atau pada potret wajah, wajah akan terlihat terlalu lonjong atau gepeng keatas, biasanya terjadi saat mengunakan lensa dengan jarak fokus lebar, antara 10-16mm. Agisoft Photoscan Professional adalah salah satu aplikasi yang memungkinkan kita untuk bisa menghilangkan distorsi pada ortophoto yang kita olah. 

Kalibrasi Koordinat Kamera

Kebanyakan kamera memiliki peletak yang tepatnya berbeda dengan sumbu utama posisi (GPS) untuk itu diperlukan kalibrasi. Proses ini disebut dengan self-callibration. Perhitungan ini bisa secara otomatis dilakukan oleh software fotogrametri.

Artikel Terkait