Dengan menyebut nama Tuhan Yang Maha Kuasa, dan selalu bersyukur kepada-Nya

Lidar ( Light Detection And Ranging )

Lidar kependekan dari : Light Detection And Ranging, yang diartikan (secara terjemahan bebas)   adalah   pengenalan   obyek dari udara menggunakan sinar (laser) dan pengukuran jarak dari sensor terhadap obyek yang akan dikenali. Sinar Laser adalah sinar yang mempunyai gelombang tidak tampak Infrared yang  mempunyai  panjang gelombang sekitar 1000 nanometer, karena spesifikasinya tersebut, maka laser bisa menembus celah dedaunan untuk mencapai permukaan tanah dan dipantulkan kembali untuk ditangkap oleh sensor laser untuk dicatat beda waktu yang digunakan mulai keluar dari sensor sampai kembali ditangkap sensor. Sehingga jarak yang didapat atau disebut dengan Range merupakan separoh waktu pergi-pulang dikalikan dengan kecepatan rambat gelombang Laser yang digunakan.
Apabila posisi kordinat dan elevasi dari sensor Laser diketahui (dengan technologi GPS/INS), maka setiap obyek yang memantulkan sinar laser tersebut bisa diketahui posisinya dan elevasinya terhadap bidang Referensi yang digunakan. Sehingga setiap posisi koordinat dan elevasi tersebut bisa digunakan untuk pemetaan, khususnya pemetaan topografi yaitu memanfaatkan elevasi permukaan tanah yang memantulkan sinar laser sewaktu dilakukan scanning.
Selanjutnya elevasi setiap titik dipermukaan tanah dapat digunakan untuk menyusun Model Permukaan Digital/MPD yang bermanfaat untuk modelling permukaan wilayah maupun pembuatan garis kontur untuk pemetaan. Untuk menyajikan gambaran dari detail planimetris permukaan tanah seperti Jalan, Bangunan, Sungai, jalur Transmisi, tutupan lahan seperti jenis vegetasi, wilayah pertanian, perkebunan, budidaya, tambang, wilayah tubuh air dan lain sebagainya, dilakukan dengan cara menggambar diatas Foto udara digital sebagai kelengkapan system Lidar.

Monitoring dan Supporting Teknis.
Secara teoritis LIDAR terdiri dari tiga komponen yaitu :
•   Global Positioning System (GPS)
Dalam system LIDAR, GPS dipakai sebagai system penentuan posisi wahana terbang secara 3D (X, Y, Z atau L, B, h) terhadap system referensi tertentu. ketika melakukan survey LIDAR. Penentuan posisi dilakukan secara differensial sehingga bisa mengamati posisi objek yang diam atau bergerak.Karena pengukuran posisinya dilakukan secara real time maka metode penentuan GPS itu dinamakan Real Time Kinematics Differential GPS (RTK-DGPS).
•   Inertial Navigation System (INS)
INS adalah suatu system navigasi yang mampu mendeteksi perubahan geografis, perubahan kecepatan, serta perubahan orientasi dari suatu benda. Sistem ini mampu mengukur besar perubahan sudut orientasi wahana terbang terhadap arah utara, besar pergerakan sudut rotasi wahana terbang terhadap sumbu-sumbu horisontalnya, percepatan wahana terbang, hingga temperature dan tekanan udara di sekitar wahana terbang. Dari hasil pengukuran yang dapat dilakukan oleh INS, dapat dihasilkan informasi berupa orientasi tiga dimensi serta posisi wahana terbang.


•   Sensor Laser
Sensor LIDAR berfungsi untuk memancarkan sinar laser ke objek dan merekam kembali gelombang pantulannya setelah mengenai objek. Pada umumnya gelombang yang dipancarkan oleh sensor terdiri atas dua bagian, yaitu gelombang hijau dan gelombang infra merah. Gelombang hijau berfungsi sebagai gelombang penetrasi jika suatu sinar laser mengenai daerah perairan. Sinar hijau berfungsi untuk mengukur data kedalaman, sedangkan sinar infra merah berfungsi untuk mengukur data topografi daratan atau permukaan bumi. Kekuatan sensor LIDAR sangat erat kaitannya dengan:
•   Kekuatan sinar laser yang dihasilkan
•   Cakupan dari pancaran sinar gelombang laser
•   Jumlah sinar laser yang dihasilkan tiap detik
Sensor LIDAR memiliki kemampuan dalam pengukuran multiple return. Multiple return digunakan untuk menentukan bentuk dari objek atau vegetasi yang menutupi permukaan tanah. Gelombang yang dipancarkan dan dipantulkan tidak hanya mengenai permukaan tanah, tetapi juga mengenai objek-objek yang ada di atas permukaan tanah. Masing-masing pantulan yang dihasilkan diukur intensitasnya, sehingga diperoleh gambaran atau bentuk dari objek yang menutupi permukaan tanah tersebut.



Pengukuran LIDAR.
Prinsip kerja LIDAR secara umum adalah sensor memancarkan sinar laser pada target kemudian sinar tersebut dipantulkan kembali ke sensor. Berkas sinar yang ditangkap kemudian dianalisis oleh peralatan detector.
Perubahan komposisi cahaya yang diterima dari sebuah target ditetapkan sebagai sebuah karakter objek. Waktu perjalanan sinar saat dipancarkan dan diterima kembali diperlukan sebagai variable penentu perhitungan jarak dari benda ke sensor.


Pada wahana yang dipilih (Pesawat terbang) dipasang Laser Scanner, GPS, dan INS. Berdasarkan skala produk yang diinginkan dan luas cakupan, maka dapat ditentukan jalur terbang. Pada jalur terbang yang telah ditentukan tersebut pesawat melakukan pemotretan/ penyiaman (scanning). Nah, pada saat laser scanner melakukan penyiaman sepanjang jalur terbang, pada setiap interval waktu tertentu direkam posisinya (menggunakan GPS) dan orientasinya (menggunakan INS). Proses ini dilakukan sampai seluruh jalur terbang yang direncanakan dapat disiam. Pada tahap pemrosesan datanya dapat dibedakan dalam 3 bagian, yaitu pemrosesan data GPS, INS, dan LIDAR. Pemrosesan GPS dan INS dilakukan terpisah secara post processing sehingga didapatkan posisi dan orientasi Laser scanner sepanjang trayektori (lintasan jalur terbang).


Prinsip pemrosesan signal radar dilakuan untuk menentukan jarak antara Laser Scanner dengan obyek (misal atap gedung. Hal yang cukup menarik disini adalah akan ditemukan 4 sistem koordinat, yaitu: Sistem koordinat receiver GPS, Sistem koordinat INS, Sistem koordinat Laser Scanner, dan Sistem koordinat peta. Dalam konteks fotogrametri, ke-4 sistem kordinat tersebut dapat dihubungkan dalam bentuk vektor. Vektor system koordinat peta merupakan vektor resultan penjumlahan vektor sistem koordinat receiver GPS dengan INS dan Laser Scannner.


Data awal setelah pengukuran Lidar yang didapatkan berupa :
1.  Koordinat titik kontrol (BM) pengukuran dilapangan menggunakan GPS Geodetik ( Adjustment report) dan hasil GPS kinematik pesawat.
2.  RAW data Lidar dalam format asli system LAS file
3.  Image photo berwarna medium format metric dalam format digital
4.  Peta jalur terbang.

1.  Apakah Lidar Mapping

Lidar kependekan dari : Light Detection And Ranging, yang diartikan(secara terjemahan bebas) adalah pengenalan obyek dari udara(airborne) menggunakan sinar(laser) dan pengukuran jarak dari sensor terhadap obyek yang akan dikenali.
Sinar Laser adalah sinar yang mempunyai gelombang tidak tampak Infrared yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1000 nanometer, karena spesifikasinya tersebut, maka laser bisa menembus celah dedaunan untuk mencapai permukaan tanah dan dipantulkan kembali untuk ditangkap oleh sensor laser untuk dicatat beda waktu yang digunakan mulai keluar dari sensor sampai kembali ditangkap sensor. Sehingga jarak yang didapat atau disebut dengan Range merupakan separoh waktu pergi-pulang dikalikan dengan kecepatan rambat gelombang Laser yang digunakan. Sinar laser yang digunakan harus tidak berbahaya terhadap mata manusia(eye safe).
Apabila posisi kordinat dan elevasi dari sensor Laser diketahui(dengan technologi GPS/INS), maka setiap obyek yang memantulkan sinar laser tersebut bisa diketahui posisinya dan elevasinya terhadap bidang Referensi yang digunakan.
Sehingga setiap posisi koordinat dan elevasi tersebut bisa digunakan untuk pemetaan, khususnya pemetaan topografi yaitu memanfaatkan elevasi permukaan tanah yang memantulkan sinar laser sewaktu dilakukan scaning. Selanjutnya elevasi setiap titik dipermukaan tanah dapat digunakan untuk menyusun Model Permukaan Digital/MPDyang bermanfaat untuk modelling permukaan wilayah maupun pembuatan garis kontur untuk pemetaan.
Untuk menyajikan gambaran dari detail planimitris permukaan tanah seperti Jalan, Bangunan, Sungai, jalur Transmisi, tutupan lahan seperti jenis vegetasi, wilayah pertanian, perkebunan, budidaya, tambang, wilayah tubuh air dls, dilakukan dengan cara menggambar diatas Foto udara digital sebagai kelengkapan system Lidar. 

2.  Apa Komponen system Lidar
Terdapat 3 komponen utama system Lidar yaitu : Laser generator-GPS/INS-Kamera digital.
Laser generator berfungsi untuk membidik obyek dari pesawat terbang dan mengukur waktu tempuh saat membidik obyek . Normalnya dilengkapi dengan unit perekam data. Sinar laser tersebut dibidikan secara tidak lengsung ke obyek diatas tanah, melainkan ditembakan melalui cermin yang digoyang sehingga akan membentuk bidikan kearah kanan-kiri dari sensor. Jika sensor bergerak karena dibawa oleh pesawat, maka hasil bidikan laser generator merupakan kumpulan titik dengan lebar tertentu(normalnya membentuk sudut 60ยบ dari sumbu tegaknya) yang akan membentuk swath(lebar bidikan memanjang sesuai dengan arah gerakan terbang pesawat)GPS/INS digunakan untuk menentukan posisi dan penyimpangan sudut dari arah sumbu X, sumbu Y dan sumbu Z dari Laser generator agar setiap bidikan laser yang mengenai obyek bisa ditentukan koordinatnya(Lintang-Bujur) dan elevasinya dari referensi yang ditetapkan. Kamera digital yaitu kamera yang dapat merekam obyek yang dibidik sinar laser dengan lebar ckupan yang sama dengan cakupan swath sinar laser

3.  Apa yang dimaksud dengan Fullwaveform technology pada system Lidar dan apa keuntungannya digunakan di Indonesia
Sewaktu pelaksanaan scanning Lidar dengan cara membidikkan sinar laser ke arah obyek dipermukaan tanah, tiap bidikan yang mengenai obyek akan dipantulkan kembali ke laser generatornya, system seperti ini disebut leading edge technology. Sehingga dimungkinkan pantulan obyek pertama kembali ke generator yang disebut first return, diikuti system pantulan pada obyek terakhir yaitu permukaan tanah, dan return ke generator dan pantulan diantara first dan last return. System seperti ini adalah kebanyakan system Lidar pada umumnya. System Lidar lainnya adalah system yang disebut Fullwaveform technology, dimana setiap sinar Laser yang dipantulkan dan mengenai obyek akan terus lanjut pada obyek-obyek seterusnya sampai pada pantulan terakhir yang merupakan permukaan tanah. Sehingga setiap range dari bidikan akan mempunyai multiple wave untuk setiap obyek yang dilewati.
Kriteria last return yang berupa permukaan tanah adalah lamanya mengenai obyek yaitu 6 milisecond. Jika sinar laser mengenai obyek lebih dari 6 milisecond maka sinar harus kembali ke generator yang berararti adalah last return.

4.  Komponen system Lidar manakah yang menentukan ketelitian hasilnya
Kekuatan pancar sinar Laser dan akurasi waktu laser yang digunakan untuk mengukur waktu tempuh akan menentukan akurasi range laser.  Akurasi GPS /INS akan menentukan akurasi posisi koordinat dan elevasi sensor yang berakibat pada akurasi obyek yang dibidik.

5.  Bisakah Lidar dilakukan pada malam hari atau menembus awan dan wilayah berair di tanah
Pelaksanaan akuisisi Lidar dapat dilakukan pada malam hari karena Lidar menggunakan energi sendiri berupa sinar Laser.  Sinar Laser tidak dapat menembus awan yang merupakan partikel air, berair, dimana sifat sinar Laser tidak dapat menembus badan air.  Dengan demikian apabila bidikan sinar Laser mengenai wilayah berair seperti pantai,danau,sungai lebar,wilayah rawa dsb, maka sinar laser dengan gelombang infrared tidak dapat menembus tubuh air.

6.  Apakah Lidar scanning bisa digunakan untuk Mapping bawah air
Bisa, dimana Lidar menggunakan sinar dengan panjang gelombang tertentu (normalnya sinar biru dengan panjang gelombang 300-400 micron yang dikombinasikan dengan sinar infrared.  Laser dengan menggunakn sinar infrared digunakan untuk mengetahui elevasi permukaan air,sedangkan lidar dengan sinar biru akan menembus tubuh air sampi dengan kedalaman tertentu sampai dengan permukaan dasar perairan. Sehingga kedalaman dasar perairan dapat diketahui untuk dipetakan.

7.  Apa yang dimaksudkan dengan point-cloud,bare-earth dari Lidar
Point cloud merupakan kumulan titik hasil bidikan laser pada Lidar scanning yang telah diolah sehingga mempunyai posisi koordinat dan elevasi sesuai dengan referensinya. Sedangkan Bare-earth adalah point cloud yang telah dipilah hanya pada permukaan tanah saja(titik2 permukaan tanah gundul)

7.       8.  Apa kegunaan foto digital pada Lidar Mapping 
•     Foto digital pada Lidar mapping digunakan untuk :
        Melengkapi garis batas permukaan tanah yang mempunyai beda elevasi menyolok seperti garis pertemuan tebing, atau garis pada pematang yang berubah elevasinya secara drastis, yang disebut dengan breakline. Breaklini ini berfungsi untuk membentuk terrain atau garis kontur agar alami.
        Sebagai alat kontrol kualitas data Lidar
        Sebagai pelengkap data elevasi sekiranya data lidar tidak dapat menembus vegetasi karena lebatnya vegetasi walaupun telah dilakukan cara scanning tertentu seperti cross run.
        Sebagai media untuk penggambaran unsur-unsur planimetrik seperti Jalan,sungai,tutupan lahan dsb yang dapat dilakukan secara monoskopik maupun stereoskopik 3D
        Sebagai data pelengkap untuk keperluan tertentu karena foto udara dapat menghasilkan Peta Foto yang lebih informatif dibandingkan dengan peta garis.

9.  Bisakah foto digital dilakukan bersamaan sewaktu akuisi data Lidar
Seharusnya foto udara digital dilakukan bersamaan dengan akuisisi Lidar agar lebih efisien dan memperoleh akurasi setara dengan hasil Lidar, yaitu georeferensi menggunakan data GPS/INS

10. Apakah persyaratan foto digital untuk Lidar Mapping
Sebaiknya foto udara dilakukan berdasarkan persyaratan Fotogrametry normal yaitu foto udara yang mempunyai pertampalan kedepan searah jalur terbang sebesar 60% atau lebih agar mempunyai daerah triplelap, dan pertampaln kesamping sebesar 30%. Tidak boleh terjadi gap antar foto maupun antar jalur terbang karena variasi skala wilayah bergunung.

11.  Bagaimana akuisisi Lidar dan foto digitalnya untuk daerah bergunung
Akuisi lidar bersama foto udara pada wilayah bergunung harus menggunakan system management berdasarkan predetermend position yang dikontrol v/h (variasi kecepatan terhadap elevasi terrain) menggunakan GPS komputer navigation.

12.  Bisakah data Lidar mencapai permukaan tanah jika wilayah yang di scanning adalah ber vegetasi cukup lebat
Salah satu perkiraan apakah Laser dapat menembus kelebatan vegetasi atau tidak, bisa dilakukan pemeriksaan dari bawah lingkungan vegetasi,jika seseorang dibawah lingkungan vegetasi masih dapat melihat sinar matahari, berarti Laser juga dapat menembusnya

13.  Apa yang dilakukan jika data Lidar tidak dapat mencapai permukaan tanah
Guna mengantisipasi tidak menembusnya sinar laser pada wilayah bervegetasi lebat, dilakukan Cross-run dengan arah penerbangan yang berbeda, sehingga beaya Lidar Mapping akan tergantung dari system akuisisinya yang akan menghasilkan akurasi tersendiri. Dengan beaya yang lebih murah, cross run tidak dilakukan sehingga potensi sinar laser tidak akan mencapai permukaan tanah dan akibatnya data elevasi yang diperoleh terbatas dan akhirnya akan memberikan hasil keluaran yang tidak sempurna. Hanya data2 laser diatas permukaan tanah yang kurang bermanfaat untuk topolah yang diperoleh.  Jika cross run telah dilakukan tetapi memang kelebatan vegetasi tidak dapat ditembus sinar laser,upaya terakhir adalah dengan menambahkan data elevasi secara fotogrametry yaitu dengan pasangan foto udara stereo3D. Ekstraksi tambahan titik elevasi dilakukan oleh system menggunakan Algoritma fotogrametry digital(piksel based)

14. Berapakah ketelitian elevasi hasil Lidar Mapping
Faktor Impiris akurasi Lidar Mapping di Indonesia adalah sebagai berikut:     •        Akurasi Horisontal ± 20 cm  •       Akurasi elevasi ± 30cm


             
Demikian sekilas info,




Tidak ada komentar:

Poskan Komentar