Pengukuran Fotogrametri Jarak Dekat

 Pekerjaan pemetaan dapat dilakukan dengan tiga metode yaitu : metode teristris, metode fotogrametris dan metode penginderaan jauh (Remote Sensing). Untuk memahami metode pemetaan tersebut, maka mahasiswa Tenik Geodesi UNDIP secara bertahap mempelajari ketiga metode pemetaan tersebut, dimulai pemetaan teristris pada mata kuliah Ilmu Ukur Tanah, metode fotogrametris pada mata kuliah Pemetaan Fotogrametri dan metode remote sensing pada mata kuliah Penginderaan Jauh.

Fotogrametri adalah suatu seni, ilmu pengetahuan dan teknologi untuk memperoleh informasi dari suatu proyek melalui proses pencatatan, pengukuran dan interpretasi fotografis.

Ditinjau dari jenis fotonya, fotogrametri dapat dibagi menjadi :

1.    Foto Teristris

2.    Foto Udara

Foto Teristris dikenal juga dengan nama / istilah ² Close Range Photogrammetry ². Foto teristris ini dihasilkan dari suatu pemotretan dengan menggunakan kamera yang terletak di darat ( bukan di udara ). Aplikasi fotogrametri teristris antara lain untuk kontrol kualitas barang-barang industri seperti pada industri pesawat terbang, mobil dan lain-lain. Selain itu juga untuk keperluan pemotretan benda-benda arsitektur dan arkheologi misalnya pada pemotretan Candi Borobudur yang digunakan untuk keperluan pemugaran candi.

Untuk beberapa manfaat dan aplikasinya tersebut saya akan contohnya secara lebih jelas melalui suatu penelitian skripsi dari mahasiswa geodesi UNDIP (Amran Nur Utomo) dengan judul " Monitoring Pergerakan Struktur Jembatan Di Semarang Berbasis Fotogrametri Jarak Dekat". Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya deformasi dan pergerakan struktur jembatan Penggaron di ruas jalan tol Semarang-Ungaran di Km 20 di wilayah Susukan, Ungaran Tmur, Kabupaten Semarang. 

Jembatan merupakan bangunan yang membentangi sungai, jalan, saluran air, jurang dan lain-lain untuk menghubungkan kedua tepi yang dibentangi itu agar orang lain dan kendaraan dapat menyeberang. Secara umum, jembatan mempunyai struktur atas, bangunan bawah dan pondasi. Bangunan atas memikul beban lalu lintas kendaraaan yang bergerak di diatasnya. Beban tersebut disalurkan ke kepala jembatan yang harus didukung pula oleh pondasi. Dalam kasus tertentu dengan bentang yang panjang dibutuhkan pilar yang mendukung beban yang terletak di antara du ujung.
Deformasi adalah perubahan bentuk posisi, dimensi dari suatu benda. Sebuah jembatan mencirikan dua macam deformasi yang berbeda, yaitu gerakan jangka panjang yang disebabkan oleh pondasi, dek jembatan, dan tekanan regangan, sedangkan gerakan jangka pendek yang disebabkan oleh angin, suhu, pasang surut, gempa bumi. Tidak seperti deformasi jangka panjang yang tidak dapat kembali ke bentuk semula,deformasi jembatan jangka pendek disebut dengan difleksi atau lendutan karena objek yang terdeformasi dapat kembali ke posisi semula dan bentuknya semula jika terlepas dari seluruh muatannya.
Kebanyakan pada jembtan mengalami kerusakan pada fasilitas infrastruktur yang disebabkan oleh keadaan alam, bencana alam, kerusakan pemakaian yang berlebihan maupun penuaan. Maka perlu dilakukan monitoring / pengamatan secara berkala supaya didapatkan data yang akurat mengenai pergerakan struktur ataupun defrmasi yang terjadi pada suatu jembatan. Selama ini untuk mengetahui informasi struktur dan perubahan dimensi jembatan belum ada dikarenakan untuk melakukannya diperlukan biaya yang tidak sedikit.

Penelitian yang tersebut menggunakan metode Close Range Photogrametry (CRP) atau fotogrametri jarak dekat sebagai metode alternatif untuk melakukan pengukuran dalam menentukan deformasi jembatan dengan memanfaatkan teknologi kamera digital non matric atau kamera nikon D3100. Dimana metode tersebut mempunyai kelebihan terutama jika bjek yang akan diukur sulit untuk dijangkau atau memiliki dimensi yang kecil.
Istilah Close Range Photogrametry atau Fotogrametri Jarak dekat diperkenalkan sebagai suatu teknik fotogrametri dengan jarak antara camera dengan objek kurang dari 100 m ( Cooper & Robson, 1996). Terminology Close Range Photogrametry atau Fotogrametri Jarak dekat muncul pada saat teknik ini digunakan untuk objek dengan jarak kurang dari 100 meter dari posisi kamera. Pada teknik Close Range Photogrametry pengukuran terhadap suatu objek biasanya dilakukan terhadap hasil perekaman dari beberapa alat sensor. Kamera dan prosedur analisis fotogrametri terestris ini dimulai pada akhir abad ke 19 oleh seorang colonel perancis, Laussedat ( Atkinson, 1980 ). Seiring dengan majunya teknologinya kamera dan komputasi digital meningkatkan efektifitas waktu dan tingkat akurasi dari system fotogrametri yang sudah ada. (Leitch, 2002).
Penentuan Nilai Koordinat Pendekatan Jaringan Pemotretan
Nilai luaran utama dalam sistem ini adalah koordinat titik tengah (lingkaran putih pada stiker) dalam sistem kartesian 3-dimensi (X, Y, Z) pada datum lokal. Pengukuran dilakukan untuk setiap foto, yaitu pengukuran masing-masing centroid lingkaran putih stiker dalam sistem kartesian 2-dimensi (x, y) yang didefinisikan untuk setiap foto. Pengkonversian sistem piksel menjadi koordinat foto mengikuti arahan (Cooper dan Robson, 2001). Titik koordinat yang diamati pada foto adalah lokasi jatuhnya berkas sinar pada bidang sensor (CCD atau CMOS) yang dipantulkan dari obyek, seperti diilustrasikan pada Gambar.

 Didalam kondisi ideal seperti pada Gambar II.3, berkas sinar pantulan dari obyek P yang menuju ke titik p pada bidang sensor, akan berupa garis lurus (Cooper dan Robson, 2001). Tetapi pada kenyataannya, berkas sinar yang sampai pada bidang sensor telah mengalami pembelokan (distorsi) baik karena disebabkan oleh kecacatan dalam proses perakitan dan penyusunan komponen lensa maupun karena ketidakstabilan posisi sensor CCD/CMOS didalam cangkang kamera. Persamaan garis lurus (persamaan kolinier) antar titik tengah lingkaran pada obyek dan pada foto seperti yang diilustrasikan pada Gambar II.3 adalah sebagai berikut (Mikhail et al., 2001), (Luhmann et al., 2006):

Dimana Dx dan Dy adalah model kesalahan sistematik dalam arah x dan y, rij merupakan elemen dari matrik rotasi, xo,yo adalah koordinat principal point, c adalah panjang fokus kamera, X,Y,Z adalah koordinat 3-dimensi titik-titik obyek (stiker), Xc,Yc,Zc adalah koordinat 3-dimensi kamera saat pemotretan, dan x,y merupakan koordinat foto, yaitu satu-satunya informasi yang diketahui (known observation) dari pengukuran langsung, sedangkan parameter yang lain tidak diketahui nilainya (unknown). Untuk setiap pengukuran koordinat foto akan menghasilkan sepasang persamaan garis lurus (Persamaan 2).
Pelaksanaan Penelitian
1. Lokasi Penelitian 
Jalan tol Semarang – Solo Seksi 1 Semarang – ungaran atau di Km 20 di wilayah Susukan, UngaranTimur, Kabupaten Semarang dengan dengan membentang sepanjang 360 meter.
2. Kerangka Dasar
Kerangka dasar adalah sejumlah titik yang diketahui koordinatnya dalam sistem tertentu yang mempunyai fungsi sebagai pengikat dan pengontrol titik baru (Purworaharjo, 1986). Titik kerangka dasar harus ditempatkan menyebar merata di seluruh daerah yang akan di petakan. Kerangka dasar terdiri dari kerangka dasar horizontal yang mempunyai koordinat bidang datar (X,Y) dan kerangka dasar vertikal yang mempunyai nilai ketinggian (Z). Kerangka dasar untuk pengukuran kerangka dasar yang di petakan, menggunakan instrumen Total Station Sokkia dan data yang diambil koordinat X dan Y, Z. Tabel titik Kontrol pada pengukuran jembatan ini, merupakan hasil pengkuran poligon tertutup dengan menggunakan koordinat lokal dengan menggunakan alat total station Sokkia Set 6 30 R.
3. Pengukuran Kerangka Dasar dan Titik Detail
Pada tahap ini dilakukan dua pekerjaanyaitu pengukuran kerangka dasar menggunakan total station dan pengukuran titik detail menggunakan total station. Kerangka dasar digunakan sebagai pengikatan titik deatai terhadap koordinat tanah.

4. Pengambilan data foto

Pengambilan data foto
Pengambilan data objek spasial dilakukan di Jembatan Tol Penggaron Semarang-Solo. Sebelum pengabilan data ( pemotretan objek ) dilakukan, terlebih dahulu pembuatan tanda (patok) sebagai camera station ( posisi kamera ) saat pemotretan yang di tempatkan sedemikian hingga dapat menjangkau seluruh detail jembatan.
5. Membuat Model 3D

Pada tahap ini perangkat lunak software Photomodeler Scanner. Akan menghitung posisi 3D dari data kamera dan titik marking yang ada pada foto. Proses pertama adalah pengukuran system koordinat piksel foto. Setelah sistem koordinat piksel (baris dan kolom) diukur kemudian ditransformasaikan dengan menggunakan transformasi sebangun dua dimensi untuk mendapatkan koordinat foto ke koordinat lokal model dengan menggunakan transformasi sebangun 3D.

6. Pembuatan Titik Pada Bidang 3 D Melalui AutoCAD map 3D 2009
Dari hasil koordinat yang didapat melalui model fotogrametri jarak dekat, koordinat model di pindahkan ke dalam Notepad lalu dipindah kan ke AutoCAD map 3D 2009. Data tersebut disajikan melalui titik, garis dan diberikan layer yang sesuai supaya mudah dipahami.