Perbandingan Penggunaan Software Agisoft dan PCI Geomatica untuk pembuatan data Orthophoto dari data Drone/UAV

Januari 06, 2022    

Dewasa ini telah berkembang teknologi pemrosesan foto digital, yang menerapkan teknologi komputer vison pada pemrosesannya. Teknologi tersebut diantaranya adalah software Agisoft Photoscan. Sedangkan teknologi fotogrametri murni diantaranya adalah software PCI Geomatica.

Kedua software tersebut sama-sama memiliki kemampuan untuk mengolah data foto digital menjadi orthophoto, akan tetapi metode yang digunakan dari kedua software tersebut berbeda, dimana pada softwre agisoft menggunakan teknik image matching, yaitu orientasi relatif dilakukan dengan menggununakn bantuan komputer dengan cara mencocokan nilai keabuan pada foto yang bertampalan. Sedangkan pada software PCI Geomatika proses orientasi dilakukan secara manual dengan cara identifikasi titik yang sama pada foto yang bertamapalan.
Menurut hipotesa penulis, orthophoto yang dihasilkan dari kedua software tersebut memiliki perbedaan dan perlu ditinjau mana yang dapat mengghasilkan ketelitin terbaik dari kedua software tersebut. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis akan melakukan penelitian dengan tema “Perbandingan Penggunaan Software Agispft Photoscan dan PCI Geomatika Untuk Pembuatan Orthophoto dari Data UAV Foto Udara Kamera Non-Metrik”.


 

Tahap pemrosesan data menggunakan software PCI Geomatics yang meliputi :

1. New Project

Pada tahap new project / pembuatan project baru, kegiatan yang dilakukan adalah penentuan metode yang digunakan, pengaturan proyeksi, dan input data kalibrasi kamera.

2. Input Data

Kegiatan yang dilakukan pada tahap input data adalah, input data foto udara dan input data parameter luar kamera/ Exterior Orientation (EO).

3. Pembuatan DEM

Pada tahap ini dibutuhkan data GCP untuk pembuatan DEM menggunakan software PCI       Geomatica, data ini berupa data format (*dxf). Dalam tahap ini akan dihasilkan data DEM         yang berformat (*pix)

4. Proses Ortho Generation

    Proses orthogeneration merupaka proses orthorektifikasi, tahap pertama yang dilakukan        adalah pengaturan output data yang berformat (*tiff) . Kemudian memilih salah satu foto        yang akan diproses dan mengatur penyimpanan output foto selanjutnya melakukan input        data DEM yang akan digunakan sebagai referensi posisi 3 dimensi, kemudian dilanjutkan        proses generate orthos.

5. Tahap Mosaic Orthophoto

    Tahap mosaic orthophoto adalah tahap  dilakukan penggabungan beberapa orthophoto            sehingga didapatkan hasil orhotphoto secara keseluruhan pada daerah tersebut                

 

Tahap pemrosesan data menggunakan software Agisoft Metashape yang meliputi :

1. Add Photo

    Pada tahap ini dilakukan proses input data foto yang akan digunakan

2. Align Photo

    Proses align photo bertujuan mencari pasangan tie point dan penyusun orthophoto

3. Build Geometry

    Proses penyusunan geometri 3D hanya berdasar point cloud sebelum menempatkan titik GCP sesuai koordinat tanah.

4. Transformasi Konform Koordinat 3D

    Pada tahap ini dilakukan proses marking yaitu identifikasi titik GCP dengan tepat pada objek foto.

5. Build Texture

    Proses Build Texture  merupakan proses pembentukan  tampilan 3D,sebelum melakukan export ke orthophoto

6. Export Orthophoto

    Agar dapat diolah dalam proses selanjutnya hasil tersebut diexport ke orthophoto, kemudian mulai dihitung nilai koordinatnya pada CAD

Uji Akurasi

Pada tahap ini dilakukan analisis akurasi (x,y) dengan membandingkan antara hasil posisi titik (x,y) orthophoto yang dihasilkan kedua software tersebut dengan posisi titik di lapangan kemudian menghitung nilai RMSEx dan RMSEy menggunaknan rumus yang telah di tentukan dan membandingkan antara kedua software tersebut.

 Kesimpulan

Pada tahap kesimpulan akan ditarik kesimpulan berapakah ketelitian yang dihasilkan masing- masing software, dan apakah faktor lain juga dapat berpengaruh terhadap hasil akhir yang ada.


HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Proses Import & Build DEM






Import & build DEM merupakan tahapan dilakukannya proses pembuatan DEM dari data yang diinput berformat (*.dxf) sehingga dihasilkan DEM berformat (*.pix) yang akan digunakan sebagai referensi posisi dalam proses orthorektifikasi yang menghasilkan orthophoto

Hasil Proses Ortho Generation






Ortho generation merupakan tahap dimana dilakukan proses orthorektifikasi pada setiap foto yang digunakan. Orthorektifikasi adalah pengembalian foto sesuai dengan posisinya dan menghilangkan distorsi kemiringan.Dimana dalam tahap ini dihasilkan orthophoto yaitu tampilan foto udara yang tegak sempurna. Dalam tahap ini diperlukan data DEM sebagai refrensi posisi x,y,z
 

Hasil Proses Mosaic Orthophoto

Hasil dari proses Mosaic Orthophoto berupa penggabungan dari beberapa orthophoto yang membentuk satu foto yang saling bertampalan.

 

 




Hasil Align Photo






Hasil dari tahap ini merupakan tampilan model beupa tie point yang akan digunakan sebagai penyusun pada tahap build geometry


Hasil Build Geometry Berdasarkan Titik Kontrol







Dalam proses ini terlihat bahwa detil-detil dari keadaan topo yang sebenarya sudah terlihat karena pada proses pembuatannya telah dimasukan titik kontrol yang diukur dilapangan, yang nantinya akan terlihat lebih smooth dalam tahap berikutnya.

Hasil Build Texture







Build texture merupakan tahapan dalam memberikan tekstur foto pada surface element, yaitu hasil pemodelan geometri yang telah dibentuk pada proses sebelumnya

Export Orthophoto







Pembentukan mosaik foto dilakukan setelah tahap alignment, build geometry. Setelah proses secara keseluruhan selesai kemudian dilakukan export orthophoto ke dalam format (*tif),(*jpg),(*png), supaya dapat dibuka pada software lain. Untuk nilai resolusi dapat disesuaikan agar gambar tidak pecah sewaktu di zoom dan dapat diolah pada software lain.

Analisa Hasil Akurasi Posisi Horizontal

Pada proses analisa akurasi posisi horizontal hasil koordinat GCP ini menggunakan 32 titik GCP hasil pengukuran GPS RTK yang digunakan sebagai titik cek dan untuk proses analisa menggunakan hasil mosaic orthophoto sesuai dengan data DEM yang digunakan. Rumus yang digunakan dalam analisa ini sesuai standar ASPRS yaitu :





Dimana :

xi dan yi = nilai koordinat titik hasil pengolahan data

𝑥̂     dan 𝑦̂      = nilai koordinat titik sebenarnya

n = jumlah titik

 

dengan tingkat kepercayaan 95% maka digunakan hasil dari rumus di atas dikalikan 1,96.

 















Diatas merupakan hasil akhir dari pengolahan pci geomatica dan agisoft setelah resolus pixelnya diperkecil dan dimasukkan pada cad untuk dibaca nilai koordinat yang akan dibandingan terhadap titik cek. Dalam pembacaan titiknya dilakukan 10(sepuluh) kali disetiap titiknya untuk mendapat nilai rata-rata. Hal itu dikarenakan untuk mengurangi kesalahan randoom pick point,






Gambar diatas merupakan pengandaian bahwasannya mata manusia hanya mampu bekerja sebesar 2byts,cara mengetahuinya ialah dengan mencari titik hitam pada gambar di atas mata tak dapat menemukannya akan tetapi perlu zoom in untuk mengetahui titik putih seperti yang kita kerjakan pada titik retro pada tahap pick point






Sehingga hasil rata-rata dari 10(sepuluh) kali bacaan tersebut diasumsikan sebagai fix point yang dapatdigunakan sebagai pembanding terhadap nilai cek yang terdapat pada GPS RTK

Berikut adalah koordinat GCP yang digunakan sebagai titik cek :

No

Point

X cek

Y cek

1

C7

671625.357

9122952.756

     2

F7

671852.885

9122946.643

     3

D7

671709.105

9122946.026

     4

E7

671779.422

9122943.491

     5

C61

671637.163

9122875.578

     6

D61

671710.699

9122873.969

     7

E61

671784.558

9122872.612

     8

E71

671789.097

9123001.661

     9

F71

671859.024

9123001.146

10

F61

671893.605

9122849.612

11

E8

671776.236

9123100.528

12

F8

671858.542

9123091.127

13

G8

671928.266

9123085.239

14

H8

672004.148

9123079.240

15

BM1

671580.238

9122875.225

16

BM2

671724.860

9123037.926

17

G7

671943.048

9122937.464

18

G61

671936.716

9122867.024

19

FG1

671900.36

9122829.457

20

FG2

671903.992

9122791.878

Dalam analisa hasil koordinat 20 GCP dari masing-masing software dengan tingkat kepercayaan 95% diperoleh hasil berikut:

 

 

Agisoft

PCI Geomatica

No.

RMSEx

RMSEy

RMSEx

RMSEy

   1

0.679641532m

1,1123899448m

1.009939238m

0.486795763m

   2

0,294187212m

0.197855074m

0.914964072m

0.518572149m

   3

0.273202336m

0.185748736m

0.888715078m

0.493109154m


Setiap nilai RMSEx dan RMSEy merupakan nilai dari 20 GCP yang digunakan dimana 1(satu) titiknya di rata-rata sebanyak 10(sepuluh) kali bacaan.

Dari analisa hasil posisi dapat disimpulkan ada beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat ketepatan posisi horizontal pada peta orthophoto, berikut beberapa faktor yang mempengaruhi :

  1. Penggunaan jenis kamera, pada penelitian kali ini kamera yang digunakan adalah kamera non metrik pocket yang memiliki panjang fokus yang tidak tetap / autofocus sehingga fokusnya tidak tetap, oleh sebab itu menyebabkan nilai parameter kamera tidak stabil maka wajar jika RMSE yang dihasilkan besar.
  2. Pengaruh angin menyebabkan pesawat tidak stabil pada saat diterbangkan hal ini berpengaruh pada hasil foto yang tidak vertikal sehingga mempengaruhi ketepatan posisi objek.
  3. Tinggi terbang pesawat yang terlalu tinggi pada saat pemotretan, dengan tinggi terbang yang terlalu tinggi maka menyebabkan kesulitan pada saat mengidentifikasi titik GCP karena titik GCP tidak begitu terlihat dengan jelas sehingga berpengaruh pada ketepatan posisi titik.

Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang sudah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, antara lain adalah :

  1. Dibutuhkan laptop dengan nilai graphics minimal 3.5 untuk dapat menggunakan kedua software tersebut agar proses pengolahan berjalan dengan baik.
  2. Software Agisoft Photoscan dan PCI Geomatica dapat menghasilkan orthophoto yang dapat digunakan untuk perbandingan posisi horizontal (x dan y).
  3. Dalam bidang ilmu fotogrametri untuk menentukan posisi x dan y tidak ada yang presisi 100%
  4. Berdasarkan hasil hitungan dari analisis GCP pada agisoft telah diperoleh RMSE (X,Y) dengan tingkat kepercayaan 90% sebesar :
    • Mosaik orthophoto pengolahan pertama diperoleh nilai RMSx sebesar 0.679641532m dan nilai RMSy sebesar 1.11238945m
    • Mosaik orthophoto pengolahan kedua diperoleh nilai RMSx sebesar 0.294187212m dan nilai RMSy sebesar 0.197855074m
    • Mosaik orthophoto pengolahan ketiga diperoleh nilai RMSx sebesar 0.273202336m dan nilai RMSy sebesar 0.185748736m
    • Berdasarkan hasil hitungan dari analisis GCP pada pci geomatica telah diperoleh RMSE (X,Y) dengan tingkat kepercayaan 90% sebesar :
    5. Berdasarkan hasil hitungan dari analisis GCP pada PCI Geomatica telah diperoleh                RMSE (X,Y) dengan tingkat kepercayaan 90% sebesar :
    • Mosaik orthophoto pengolahan pertama diperoleh nilai RMSx sebesar 1.009939238m dan nilai RMSy sebesar 0.486795762m
    • Mosaik orthophoto pengolahan kedua diperoleh nilai RMSx sebesar 0.914964072m dan nilai RMSy sebesar 0.518572149m
    • Mosaik orthophoto pengolahan ketiga diperoleh nilai RMSx sebesar 0.888715078m dan nilai RMSy sebesar 0.493109154m