SEKILAS TENTANG LiDAR
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 koordinat 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 modeling 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.
KOMPONEN LiDAR
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).
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 :
- Koordinat titik kontrol (BM) pengukuran dilapangan menggunakan GPS Geodetik (Adjustment report) dan hasil GPS kinematik pesawat).
- RAW data Lidar dalam format asli system LAS file.
- Image photo berwarna medium format metric dalam format digital.
- Peta jalur terbang.