Foto: Pengolahan Foto Drone untuk Visualisasi Pemodelan 3D

Oleh Bhima Dhanardono

Saat ini penggunaan Drone atau Pesawat Udara Tanpa Awak sudah menjadi hal yang umum, terutama terkait dengan dokumentasi infrastruktur. Pada umumnya drone digunakan untuk mengambil data foto atau video untuk disajikan dengan penyuntingan sesuai kebutuhan.
Satu hal yang belum banyak diaplikasikan secara umum adalah pengolahan foto hasil dari pemotretan menggunakan drone untuk membuat model visualisasi 3 dimensi (3D) dengan memanfaatkan proses fotogrametri, yaitu teknik pemetaan melalui foto udara, dalam hal ini menggunakan foto yang diambil dari drone. Dalam tulisan ini hanya akan dipaparkan garis besar proses pengolahan foto drone untuk visualisasi pemodelan 3D. Persyaratan utama yang dibutuhkan untuk pengumpulan data dan prosesing data antara lain :

1. Drone tipe Fixed wings (sayap tetap) atau rotary wings (sayap berputar)
2. Drone dilengkapi sistem navigasi berbasis satelit (GPS, Glonass dan sebagainya) untuk merekam metadata foto berupa koordinat lokasi X, Y, Z (geotaging)
3. Kamera resolusi tinggi dengan dilengkapi sistem pengarah dan penstabil (Gimbal)
4. Software pengolah foto untuk diposes secara fotogrametri digital untuk menghasilkan data spasial 3D

Berikut ini hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat menetapkan rencana pengambilan foto menggunakan drone sebagai bahan pemrosesan fotogrametri :
1. Pengaturan jalur dan area survey

Pilihan pengaturan mode jalur terbang drone dan bentuk area survey

2. Luas area survey, akan menentukan durasi waktu terbang, sebagai dasar perhitungan kebutuhan kapasitas bahan bakar atau jumlah baterai drone yang akan digunakan
3. Ketinggian terbang, semakin rendah ketinggian drone hasil foto akan semakin akurat, tetapi jumlah foto yang dibutuhkan akan menjadi lebih banyak (durasi survey dan pemrosesan fotogrametri akan menjadi semakin lama)
4. Hasil pemotretan untuk kebutuhan pemrosesan fotogrametri 2D atau 3D?

1. Untuk proses survey 2D akan lebih singkat karena arah kamera tetap, tidak berubah, sejajar arah gravitasi
2. Untuk 3D akan memakan waktu lebih lama, karena kamera akan berubah sudut pandang setiap titik lokasi pemotretan, tetapi hasilnya akan lebih akurat dan realistis

5. Sidelap dan frontlap, yaitu besarnya area yang sama atau saling menimpa dari suatu foto dengan foto yang berikutnya secara berurutan dan bersebelahan untuk menimbulkan paralaks, yaitu pergeseran tampak suatu obyek terhadap latar belakangnya yang disebabkan perubahan posisi kamera. Semakin besar prosentase sidelap dan frontlap, maka hasilnya akan semakin akurat tetapi imbasnya akan menambah durasi survey dan pemrosesan fotogrametri nantinya.
Penulis telah mencoba melakukan beberapa pengolahan foto drone untuk visualisasi pemodelan 3D dengan bahan foto-foto hasil pemotretan Jembatan Sigandul pada tanggal 15 Maret 2018 pada pukul 13.27 sampai dengan 13.55 di ruas jalan Bts. Kab. Wonosobo – Parakan Km. MGL. 40+310.
Pengambilan foto dilakukan menggunakan drone DJI Mavic Pro yang menghasilkan 696 foto dengan resolusi 72 dpi, ukuran masing-masing foto 4000x3000 pixels. Foto yang digunakan untuk prosesing fotogrametri tidak melalui proses editing sama sekali.

Kumpulan foto-foto hasil pemotretan dengan Drone

Pemrosesan fotogrametri menggunakan software yang umum digunakan, ada banyak pilihan yang bisa diambil seperti Pix4Dmapper, VisualSfM, 3DF Zephyr Pro, Agisoft Photoscan dan sebagainya, kebanyakan merupakan software berbayar.
Langkah pertama yaitu pengaturan rekonstruksi posisi kamera melalui foto-foto yang digunakan. Sistem dalam software secara otomatis akan mengatur posisi dan arah sudut kamera berdasarkan metadata dari tiap file foto.


Posisi kamera sebelum diatur

Tahap pengaturan rekonstruksi posisi dan arah kamera

Setelah pengaturan kamera, tahap berikutnya adalah membangun Dense Cloud yaitu kumpulan data titik yang mempunyai koordinat X,Y,Z, Dense Cloud ini yang akan membentuk obyek 3D. Semakin banyak foto yang digunakan maka akan semakin akurat hasilnya, tetapi efeknya akan membuat durasi prosesing menjadi lebih lama. Begitu pula dengan pengaturan tingkat akurasi pemrosesan, semakin akurat, akan semakin lama prosesnya.

Berikut ini hasil pengolahan fotogrametri yang sudah membentuk visualisasi obyek 3D.

Hasil pemrosesan fotogrametri

Foto asli

Hasil pemrosesan fotogrametri

Foto asli

Hasil pemrosesan fotogrametri

Foto asli

Hasil pemrosesan fotogrametri

Foto asli

Hasil pemrosesan fotogrametri

Foto asli

Tampak Atas

Pembuatan visualisasi model 3D ini bisa dimanfaatkan untuk komunikasi secara visual dengan berbagai pihak baik awam maupun expert mengenai bentuk muka bumi atau bentuk obyek infrastruktur eksisting misalnya untuk dasar preliminary design, pemodelan bidang longsor, pemodelan gerusan sungai, jembatan, fly over, jalan dan sebagainya.

Penyusun : Bhima Dhanardono, ST, M.Eng
Teknik Jalan dan Jembatan Ahli Muda PPK Perencanaan,
Perencanaan dan Pengawasan Jalan Nasional Provinsi Jawa Tengah,
Balai Besar Pelaksanaan Jalan Nasional VII Semarang