FOTOGRAMETRI UDARA MENGGUNAKAN PESAWAT NIRAWAK DAN PERANGKAT LUNAK PIX4D GUNA MENDUKUNG PENDOKUMENTASIAN CAGAR BUDAYA DI PURA ULUWATU

I Gusti Agung Gede Artanegara

(Telah diterbitkan dalam Buletin Sudamala, Volume 05/1/2019)

Pendahuluan

Dalam undang-undang Nomor 11 Tahun 2010 tentang Cagar Budaya menyatakan tentang pentingnya pendokumentasian dalam pelestarian cagar budaya, tertuang dalam BAB VII mengenai Pelestarian: Pasal 53 ayat 4  Pelestarian Cagar Budaya harus didukung oleh kegiatan pendokumentasian sebelum kegiatan yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan keasliannya; Pasal 76 ayat 2 Pemeliharaan dilakukan dengan cara merawat Cagar Budaya untuk mencegah dan menanggulangi kerusakan akibat pengaruh alam dan/atau manusia. Pemeliharaan Cagar Budaya sebagaimana dimaksud pada ayat (1) dapat dilakukan di lokasi asli atau tempat lain, setelah terlebih dahulu didokumentasikan secara lengkap; Pasal 78 ayat 4 Setiap kegiatan pengembangan Cagar Budaya harus disertai dengan pendokumentasian. Dari penjelasan dalam undang-undang Cagar Budaya tersebut bahwa pendokumentasian menjadi hal yang wajib dilakukan dalam mendukung pelestarian cagar budaya.

Pendokumentasian dengan menggunakan metode pengambilan data melalui Fotogrametri udara adalah suatu metode pemetaan objek-objek dipermukaan bumi yang menggunakan foto udara dengan menggunakan pesawat nirawak, dimana dilakukan penafsiran objek dan pengukuran geometri untuk selanjutnya dihasilkan peta garis, peta digital maupun peta foto. Menurut Paul R. Wolf, Fotogrametri adalah seni, pengetahuan dan teknologi untuk memperoleh data dan informasi tentang suatu objek dan sekitarnya melalui proses merekam, mengukur dan menafsirkan fotografi. Sedangkan menurut T. Schenk mengatakan bahwa Fotogrametri adalah disiplin teknik dan karena itu sangat dipengaruhi oleh perkembangan dalam ilmu komputer dan elektronik.

Penerapan pesawat nirawak dalam pelestarian cagar budaya saat ini sangat diperlukan dalam menentukan upaya pelestarian yang diperlukan dalam melindungi keberadaan cagar budaya tersebut. Pengoperasian pesawat nirawak dalam penerapannya pada fotogrametri udara tergolong relatif mudah dengan biaya yang relatif terjangkau dibandingkan dengan sistem satelit, namun juga memberikan solusi terbaik dalam pengambilan dokumentasi udara khususnya pemetaan survei, sehingga dapat digunakan untuk mendukung akuisisi data spasial.

Dalam beberapa tahun terakhir pendokumentasian fotogrametri udara telah diadopsi dalam upaya pelestarian cagar budaya. Kebutuhan yang semakin besar akan peta yang mutakhir, terperinci dan akurat guna mengkaji perihal ancaman yang terjadi dan dapat terjadi akibat pengaruh lingkungan maupun perilaku manusia terhadap cagar budaya. Dalam hal ini, fotogrametri berbasis Unmanned Aerial Vehicle (UAV) dapat mengkompensasi keterbatasan dalam fotogrametri udara konvensional. dalam domain pelestarian cagar budaya dibutuhkan orthophoto, pemodelan 3 Dimensi, model Digital Surface (DSM) dan model Digital Terrain (DTM). Namun, kualitas hasil fotogrametri udara ini tergantung beberapa faktor penting seperti resolusi kamera, ketinggian penerbangan, dan akurasi Global Positioning System (GPS).

Metode

Sebagai gambaran umum tahapan pengambilan data fotogrametri udara dapat dilihat pada diagram alir dibawah ini (gambar 1).

Metode penelitian yang dilakukan untuk melengkapi tujuan penelitian. Tahapan penelitian ini terdiri dari pengambilan data, pengolahan dan penyajian hasil. Pesawat nirawak yang digunakan dalam fotogrametri udara dalam penelitian ini adalah pesawat nirawak dengan tipe multicopter “DJI Phantom 3 Advanced” (gambar 2).

Tahap pengambilan data dilakukan dengan perangkat lunak pihak ketiga “Pix4d Capture”. Pengambilan data ini dilakukan dengan menentukan jalur terbang dan kamera. Penentuan jalur terbang dengan menentukan ketinggian terbang drone, menentukan side lap dan end lap yang nantinya menghasilkan detail gambar yang diinginkan, sedangkan untuk setting kamera untuk menentukan hasil foto yang sesuai dan tidak berbeda antara satu foto dengan foto yang lainnya. Penentuan jalur terbang ditunjukkan pada (gambar 3).

Setting jalur terbang Grid Mission for 2D maps:

• Ground Sampling Distance  : 3.87 cm/px
• Altitude : 100 m
• Area covered : 4.7016 ha
• Time : 09m:58s

Pengambilan data dalam penelitian ini dilakukan di Pura Luhur Uluwatu (gambar 4) yang dimana Pura Uluwatu ini merupakan salah satu cagar budaya yang terletak di Kabupaten Badung dengan koordinat Universal Transverse Mercator (UTM) E: 289368.01535885915, N: 9023494.14440109, Zona: 50 belahan bumi selatan. Adapun setting awal kamera :

• Dimention : 4000 x 3000 Piksel
• Resolution : 72 dpi
• Color representation : sRGB
• Camera : DJI
• F-stop : f/2.8
• Metering mode  : Center Weighted Average
• Flash mode : No flash function
• Exposure : 1/150 sec.
• ISO : ISO – 100
• Contrast : Normal
• Exposure program : Shutter Priority
• Saturation : Normal
• Sharpness  : Hard
• White Balanced  : Normal
• Format File : JPG

Pembahasan

Secara administrasi Pura Uluwatu terletak di desa Pecatu, kecamatan Kuta Selatan, kabupaten Badung, Provinsi Bali. Pura Uluwatu menempati lahan di atas sebuah tebing yang menjorok ke Samudera Hindia dengan ketinggian 79 m diatas permukaan laut. Kepemilikan dari Pura Uluwatu dimiliki dan dikelola oleh desa pakraman Pecatu.

Secara etimologis kata Ulu berarti ujung, atas atau puncak, sedangkan Watu berarti batu. Jadi Pura Uluwatu diartikan tempat suci yang dibangun di puncak batu karang. Dalam pengider-ngider Bali, Pura Uluwatu berada di barat daya sebagai tempat memuja Ida Shang Hyang Widhi Wasa dalam wujud Bhatara Siwa Rudra. Kedudukan Pura Uluwatu tersebut berhadap-hadapan dengan Pura Andakasa, Pura Batur dan Pura Besakih yang berfungsi sebagai Pura Sad Kahyangan Jagat.

Ada dua pendapat tentang sejarah pendirian Pura Uluwatu. Pendapat pertama mengatakan bahwa pura ini didirikan oleh Mpu Kuturan pada abad ke-9, yaitu pada masa pemerintahan Marakata. Dalam Lontar Usana Bali disebutkan bahwa Mpu Kuturan atau Mpu Rajakreta banyak mendirikan pura di Bali antara lain Pura Uluwatu. Adapun Mpu Kuturan dipandang identik dengan senapati Kuturan yaitu tokoh sejarah yang hidup pada masa pemerintahan Raja Udayana, Marakata dan Anak Wungsu pada abad ke-11. Beliau merupakan salah seorang yang duduk dalam di dalam lembaga “Pakiran-kiran i jro Makabehan” (sejenis lembaga yang memberikan nasehat kepada raja). Berdasarkan lontar tersebut, maka diperkirakan Pura Uluwatu telah ada sejak awal abad ke-11 saat datangnya Mpu Kuturan ke Bali. Lontar “Padma Bhuwana” disebutkan juga tentang pendirian Pura Uluwatu sebagai Pura Padma Bhuwana oleh Mpu Kuturan pada abad ke-11. Sedangkan pendapat lainnya mengatakan bahwa Pura Luhur Uluwatu didirikan oleh Dang Hyang Nirartha atau juga dikenal dengan sebutan Pedanda Sakti Wawu Rauh atau Dang Hyang Dwijendra yang datang dari Jawa pada tahun 1546 masehi yang pada saat masa pemerintahan  Dalem Waturenggong. Setelah melakukan perjalanan spiritual mengelilingi pulau Bali, Dang Hyang Nirartha kembali ke Pura Luhur Uluwatu dan di pura inilah beliau mencapai moksa meninggalkan marcapada menuju swargaloka.

Pura Uluwatu didirikan berdasarkan konsepsi Sad Winayaka dan Padma Bhuwana. Sebagai pura yang didirikan dengan konsepsi Sad Winayaka, Pura Uluwatu sebagai salah satu dari Pura Sad Kahyangan untuk melestarikan Sad Kertih (Atma Kerti, Samudra Kerti, Danu Kerti, Wana Kerti dan Jana Kerti). Sedangkan sebagai pura yang didirikan berdasarkan konsep Padma Bhuwana, Pura Uluwatu didirikan sebagai aspek Ida Sang Hyang Widhi Wasa yang menguasai arah barat daya.

Pura Uluwatu terbagi menjadi tiga halaman (tri mandala): halaman luar (jaba sisi); halaman tengah (jaba tengah) dan halaman utama (jeroan). Dalam pengukuran dilapangan dari masing-masing halaman memiliki panjang dan lebar, yaitu:

• Halaman luar (jaba sisi) : panjang 13.25 meter, lebar 12.43 meter;
• Halaman tengah (jaba tengah) : panjang 35.54 meter, lebar 9.20 meter;
• Halaman utama (jeroan) : panjang 28.30 meter, lebar 8.10 meter.

Pintu masuk di Pura Uluwatu menggunakan Candi Paduraksa yang bersayap. Candi tersebut sama dengan candi masuk di Pura Sakenan di pulau Serangan Denpasar Selatan. Sesuai laporan inventarisasi cagar budaya/diduga cagar budaya di kabupaten Badung, Bali pada tahun 2016, Pura Uluwatu masuk dalam daftar inventarisasi dengan nomor 3/14-03/STS/4.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Selesai pengambilan data selanjutnya dilakukan pemrosesan data. Proses pertama adalah merekonstruksi awal dari foto udara yang telah diambil, dimana kumpulan foto tersebut diimpor ke dalam Pix4d Mapper (gambar 5) dan direkonstruksi sesuai jalur terbang secara otomatis. Proses tersebut dapat menggunakan aplikasi pix4d yang terinstal pada komputer atau menggunakan proses melalui komputerisasi awan jika sumber daya komputernya tidak memadai, tetapi pemrosesan ini menghabiskan sumber kuota internet yang besar karena proses pengunggahan file foto.

Dari hasil data diperoleh 70% end lap dan 80% side lap yang menampilkan gambar stereoskopi, sehingga memungkinkan objek dilihat dengan dua perspektif yang berbeda. Hasil gambar  yang dihasilkan berupa model permukaan bumi tiga dimensi dengan skala yang lebih kecil.

Pada pemrosesan awal dalam penyelarasan titik-titik dari beberapa foto menggunakan skala gambar aslinya yang dimana koordinat GPS yang terekam di dalam foto udara secara otomatis akan muncul apabila telah tergeoreferensi. Kerapatan point cloud menggunakan rekomendasi awal yaitu Optimal, jika sumber daya komputer sesuai standar pengolahan pemetaan maka dapat menggunakan pilihan High dengan konsekuensi pemrosesan menjadi lebih lambat tetapi hasil kerapatan point cloud semakin baik, sehingga gambar tiga dimensi menjadi lebih bagus. Seperti ditunjukkan pada pilihan proses Point Cloud and Mesh (gambar 6).

Point cloud yang dihasilkan dalam tahap awal proses ini nantinya dapat di ekspor kedalam file PLY, FBX, DXF, maupun OBJ dan dapat diolah kembali menggunakan perangkat lunak CAD tiga dimensi. Langkah berikutnya dalam fotogrametri udara adalah proses membuat Digital Surface Model (DSM). DSM adalah model permukaan bumi dalam bentuk digital dengan menggambarkan seluruh objek yang ada dipermukaan bumi yang terlihat. Pada proses merubah menjadi DSM ini point cloud akan menjadi dasar pembuatannya.

Langkah terakhir dalam proses ini adalah orthomosaic yang dimana foto udara telah terektifikasi dari objek miring menjadi tegak sehingga dapat digunakan untuk kepentingan pemetaan. Orthomosaic ini dapat dibuat setelah point cloud, mesh, dan DSM selesai. Proses akhir fotogrametri udara Pura Uluwatu menghasilkan data gambar 2 dimensi yang beresolusi tinggi, juga tampilan 3 dimensi dari purwarupa gambar asli permukaan bumi dan menghasilkan model permukaan DSM serta DTM dari objek yang direkam (gambar 7).

Selain hal tersebut diatas terdapat file kontur yang telah dibuat, file ini dapat dibuka di perangkat lunak sistem informasi geografis seperti QGIS, ArcGIS dan sebagainya (gambar 8).

Kesimpulan

Data perekaman fotogrametri udara di Pura Uluwatu dapat ini digunakan sebagai data referensi guna mendukung pelestarian cagar budaya karena data yang dihasilkan adalah data dengan resolusi tinggi dengan besarnya resolusi spasial 3 inch/pixel sehingga dapat digunakan sebagai data spasial dasar yang bagus. Resolusi spasial fotogrametri udara tergantung pada ketinggian terbang drone selama penerbangan, resolusi kamera dan juga akurasi Global Positioning System. Dengan hadirnya perangkat lunak Pix4d semakin memudahkan dan menyederhanakan akuisisi dan pemrosesan fotogrametri udara.

DAFTAR PUSTAKA

Anurogo, Wenang., Muhammad Zainuddin Lubis dkk. 2017. “A Simple Aerial Photogrametric Mapping System Overview and Image Acquisition Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs)” Journal Of Applied Geospatial Information Vol 1 No 1:11-17.

Artanegara, I Gusti Agung Gede, 2017. “Peran Dokumentasi Udara dan Komunitas Drone Dalam Pelestarian Cagar Budaya.” Artikel dalam website BPCB Bali. Dipublikasikan 6 November 2018. https://kebudayaan.kemdikbud.go.id/bpcbbali/peran-dokumentasi-udara/.

Budiyanto, Eko. 2016. Sistem Informasi Geografis dengan Quantum GIS. Jakarta: Penerbit Andi.

Darwin, Norhadija., Anuar Ahmad dan Wan Abdul Aziz Wan Mohd Akib. 2014. “The Potential  of Low Altitude Aerial Data for Large Scale Mapping.” Jurnal Teknologi:109-115.

Lutfi, Ali. 2019. “Metode Dokumentasi Foto Cagar Budaya.” Dipresentasikan pada Bimbingan Teknis Tenaga Pendokumentasian Cagar Budaya, Bandung, 5-9 November 2019.

Niyonsenga, Honore. 2016. “Improving The Accuracy Of UAV Image Block Orientation Without GCPS” Thesis, Faculty of  Geo-Information Science and Earth  Observation, University of Twente.

Qirjazi, Genti dan Walter Volkmann. 2017. “Precision Mapping with drones without need of Ground Control Points.” International Conference of Civil Engineering.

Riyanto, Prinali Ekaputra dan Hendi Inderlako. 2019. Pengembangan Aplikasi Sistem Informasi Geografis. Jogjakarta: Penerbit Gava Media.

Suryadharma, I Nyoman Adi dan I Gusti Agung Gede Artanegara. 2016. “Inventarisasi Cagar Budaya/Yang Diduga Sebagai Cagar Budaya di Kabupaten Badung, Provinsi Bali.” Gianyar: Balai Pelestarian Cagar Budaya Bali.

Udin, Wani Sofia., Ahmad Farhan Hassan dkk. 2012. “Digital Terrain Model Extraction Using Digital Aerial Imagery of Unmanned Aerial Vehicle.” IEEE 8th International Colloquium on Signal Processing and its Applications.