## PERCEPATAN PEMETAAN KADASTER
MEMANFAATKAN TEKNOLOGI WAHANA UDARA TANPA AWAK
Catur Aries Rokhmana *
Abstract: Abstract: Abstract: Abstract: Abstract: Since May 2013, the National Land Agency has begun serving Thematic Map  production. This implies that there is  some additional workload on the ongoing land register mapping.  Therefore,  it  will be necessary to develop efficient technology to accelerate the production of cadastal maps. Nowadays, the remote sensing technologies using high-resolution satellite imagery has been  used to produce maps, such as Land Use map, in BPN. To some needs, as a matter of fact, there are still weaknesses on  remote sensing technology. This paper is aimed at introducing  the use of  unmanned aereal vehicle technology  (UAV)  to accelerate the production of  thematic mapping.  This technology is able to produce a sharper orthophoto in seeing  parcel objects rather than  that of satellite imagery. It has   the  production capacity of > 300Ha per day. The inexpensive and portable instrument led the idea of “on demand mapping” and the establishment of an efficient photogrammet- ric surveyor team that can serve in a relatively small area (<5.000Ha). The mapping will be done in locations with  small change or  the  location needing a need a quick response.  Moreover, there is no need to wait for a wide area as well as the use of remote sensing technology or conventional air mapping. Using  the UAV for mapping technology can produce images with a value of <20cm Ground Sampling Distance (GSD) with average Horizontal positional accuracy of approximately 2 times  GSD.
Keywords Keywords Keywords Keywords Keywords: Cadaster mapping and land use map, orthophoto image, unmanned aerial vehicle.
Intisari: Intisari: Intisari: Intisari: Intisari: Sejak bulan Mei 2013 Badan Pertanahan Nasional (BPN) telah mulai melayani produksi peta tematik yang berimplikasi menambah beban pekerjaan pemetaan pendaftaran tanah yang masih berjalan. Maka perlu dikembangkan teknologi yang efisien untuk mempercepat pekerjaan produksi peta kadaster. Saat ini teknologi penginderaan jauh (inderaja) dengan citra satelit resolusi tinggi sudah digunakan dalam produksi peta di BPN, seperti peta penggunaan lahan. Pada kenyataanya untuk sejumlah kebutuhan, teknologi inderaja masih ada kelemahannya. Tulisan ini akan mengenalkan pemanfaatan teknologi Wahana Udara Tanpa Awak (WUTA) untuk mempercepat proses produksi pemetaan tematik. Teknologi ini mampu menghasilkan produk citra ortofoto yang lebih tajam dalam melihat obyek persil daripada citra satelit dengan kemampuan produksi > 300Ha per hari. Instrumen yang murah dan portabel memunculkan ide “on demand mapping” dan pembentukan tim surveyor fotogrametri yang efisien bekerja melayani di luasan relatif kecil (<5.000Ha). Pemetaan akan dapat dilakukan di lokasi kecil yang dianggap berubah atau perlu direspon cepat, tidak perlu menunggu seluruh wilayah yang luas seperti halnya penggunaan teknologi Inderaja atau Foto Udara konvensional.  Pemetaan dengan memanfaatkan teknologi WUTA mampu menghasilkan citra dengan nilai Ground Sampling Distance (GSD) < 20cm dengan akurasi posisi Horisontal rata-rata 2 kali GSD.
Kata Kunci Kata Kunci Kata Kunci Kata Kunci
Kata Kunci: Pemetaan kadaster dan penggunaan lahan, citra ortofoto, wahana udara tanpa awak
*Staff pengajar di Jurusan Teknik Geodesi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada . email: caris@ugm.ac.id, website: http://www.potretudara.com
A. Pengantar
Sejak bulan Mei 2013 lalu, Badan Pertanahan Nasional (BPN) menambah pelayanan sebagai penyedia peta tematik. Hal ini akan menambah
beban pekerjaan rumah yang saat ini masih berlangsung. Sampai tahun 2006 lalu, dari sekitar 195 juta Ha wilayah Indonesia (Sumarto, dkk. 2008) hanya kurang dari 15 persen dari luas tersebut telah tergambar dalam peta skala besar pada skala 1:1.000 dan 1:2.500. Oleh sebab itu, saat ini teknologi penginderaan jauh (inderaja) dengan citra satelit resolusi tinggi (citra Ikonos, QuickBird, GeoEye, WorldView, dll.) sudah
digunakan dalam produksi peta di BPN, seperti Peta Penggunaan Lahan dan Peta Dasar Pendaf- taran Tanah. Teknologi inderaja dipilih untuk mempercepat proses produksi dan produknya paling siap dipasaran. Pada kenyataanya, untuk sejumlah kebutuhan, teknologi inderaja masih ada kelemahannya. Beberapa diantaranya seperti liputan awan, ketergantungan dengan produk dari luar negeri, dan pengadaan lebih bersifat terpusat (Instruksi Presiden No. 6 Tahun 2012 Tentang Penyediaan, Penggunaan, Pengenda- lian Kualitas, Pengolahan dan Distribusi Data Satelit Penginderaan Jauh Resolusi Tinggi).
Disamping itu, ada kebutuhan kasus yang masih perlu ef isiensi produksi seperti yang disampaikan oleh Sumarto (2008): “Luas wilayah pemukiman yang membutuhkan citra resolusi tinggi total 10 Juta Ha, tersebar di 70.000 lokasi desa/kelurahan. Sehingga apabila dibagi maka luas satuan pemukiman per lokasi desa + 140 Ha.” Maka masih perlu dikembangkan teknologi pemetaan yang ef isien untuk luasan 100-500Ha. Fakta lainmya, pada umumnya perubahan pada wilayah Kota/Pemukiman hanya terjadi pada sebagian wilayah dengan luas lebih kecil dari 5000 Ha. Perubahan sedikit ini pada banyak kasus ti- dak dapat terekam seluruhnya oleh sistem peme- taan di BPN yang berjalan saat ini. Maka kondisi data peta kadaster selalu lebih tua usianya diban- dingkan kondisi kenyataan di lapangan yang berpotensi menyebabkan konflik kepentingan. Permintaan pasar personil/privat umumnya ter- batas pada luasan yang sempit (< 5.000 Ha), biaya terbatas, dan kebutuhan interpretasi visual, sehingga diperlukan resolusi spasial yang tinggi.
Dari sisi teknologi perlu dikembangkan sistem pemetaan lahan/persil yang bercirikan: biaya ren- dah, mudah dioperasikan oleh tenaga lokal, cepat dalam proses produksi, dan kualitas yang mema- dai untuk dapat melihat obyek persil. Pengguna- an teknologi Wahana Udara Tanpa Awak (WUTA)
untuk pemetaan dari udara adalah pilihan yang ef isien untuk memenuhi kebutuhan tersebut.
Tulisan ini memperkenalkan ide pemanfa- atan WUTA dalam bentuk tim surveyor fotogra- metri untuk memenuhi kebutuhan produksi peta kadaster di BPN. Tim surveyor ini di- def inisikan sebagai suatu tim teknis yang memi- liki kompetensi untuk memproduksi data geospa- sial secara mandiri yang dilakukan dengan teknologi fotogrametri digital dan kamera digi- tal sebagai sensor pencitraan yang dibawa oleh Wahana Udara Tanpa Awak (WUTA). Data geospa- sial yang bisa diberikan adalah citra ortofoto resolusi tinggi, dan model elevasi digital dari suatu obyek/kawasan. Ilustrasi tim ini adalah seperti halnya tim land-surveyor dengan perang- kat total station atau RTK-GPS ( Real-time Kine- matic Global Positioning System ), maka tim sur- veyor fotogrametri membawa perangkat kamera digital yang ditempatkan pada wahana udara atau darat yang portabel (lihat Gambar 1). Selanjutnya tulisan ini akan menggambarkan lebih mendetail yang meliputi arsitektur sistem dan sejumlah contoh kasus pemanfaatannya, dan diskusi kele- bihan dan kelemahan teknologi ini secara praktis.
Gambar 1. Ilustrasi tim land-surveyor dan tim surveyor fotogrametri.

## B. Sistem Pemetaan Memanfaatkan Wahana Udara Tanpa Awak
Dalam sepuluh tahun terakhir ini kembali muncul sejumlah penelitian yang memanfaatkan instrumen Wahana Udara Tanpa Awak (WUTA)
Catur Aries Rokhmana: Percepatan Pemetaan Kadaster ...: 263-268
dalam sistem pemetaan dari udara untuk pro- duksi peta skala besar (>1/10.000). Salah satunya dikembangkan di Laboratorium Fotogrametri dan Inderaja Teknik Geodesi Universitas Gadjah Mada sejak tahun 2005 yang disebut RIMS: Rapid Imaging and Mapping System (lihat http:// www.potretudara.com). Sistem ini dimaksudkan untuk mengisi kebutuhan pemetaan yang berbiaya rendah pada cakupan wilayah < 5.000Ha (lihat Rokhmana, 2007, Rokhmana, 2008, Rokh- mana, 2009). Arsitektur sistem dapat dilihat pada Gambar 2. Hakekat dari sistem ini adalah peng- gunaan suatu wahana udara portabel (model aeromodelling) sebagai platform pembawa ka- mera digital (sensor pencitraan) untuk melaku- kan pekerjaan pemotretan dari udara pada posisi eksposur yang telah direncanakan (jalur ter- bang).
Selanjutnya dari foto udara tersebut dapat diproses secara fotogrametrik menjadi data spasial seperti citra ortofoto, data elevasi digital, pengukuran bentuk dan dimensi, dll.
Gambar 2. Arsitektur sistem pemetaan dari udara mamanfaatkan WUTA.
Seperti halnya tim survei pada umumnya, tim surveyor fotogrammetri terdiri dari bagian instrumentasi dan personil yang menjalankan sistem ini. Personil tim ini terdiri dari (1) pilot yang mengoperasikan wahana pembawa kamera, (2) Pembantu navigasi pilot; dan (3) koordinator yang bertugas survei titik kontrol, dan pemro- sesan fotogrametri digital. Sedangkan instrumen utama terdiri dari sejumlah modul, yaitu (1) Wa- hana Udara Tanpa Awak yang dilengkapi dengan
avionic-autopilot ; (2) sensor pencitraan (kamera pocket ) dan dudukannya; (3) pemrosesan data dan visualisasi hasil; (4) stasiun pengontrol di darat; dan (5) software pengolah fotogrametri dengan algoritma structure from motion . Tabel 1 menunjukkan karakteristik dari sistem instrumentasi dengan memanfaatkan WUTA sebagai platform pembawa kamera digital dan sistem avionik navigasi wahana. Interval shutter camera menggunakan script program yang bisa diatur kecepatannya sehingga jeda waktu antar eksposure dapat diatur. Jadi pada hakekatnya tim surveyor fotogrametri mengerjakan pekerjaan pemetaan fotogrametri dengan instrumentasi yang disederhanakan agar dapat dikerjakan oleh personil dan perangkat yang banyak tersedia di pasaran teknologi informasi pada umumnya.
Tabel 1. Karakteristik sistem instrumentasi dengan memanfaatkan WUTA
Tipe Wahana Udara - Type High -Wing Semi Glider - Fitur : Autonomous Flight Cruise speed: 50 km per jam Endurance: < 40 menit Max. Crosswind  30km/jam Jangkauan R/C dan telemetry: < 10km Kemampuan liputan sekali terbang: < 300 Ha
Portable Backpack <  3kg
Take-Off (Hand Launch)
Landing: belly atau net landing atau parachute drop Power: Motor electric brushless
Flying High: 200m – 450m
Sistem Avionik Autopilot System (open source: Ardupilot Controller)
R/C min. 7 CH dan booster 433MHz Long Range Radio < 20km
RF Modem for data telemetry (900MHz 1Watt) <
20km
GPS Logger Freq. 5Hz Sensor Kamera Point and Shoot Digital Camera 12 -14 MPix, field of view > 65deg Canon S100 dengan GPS Tag Enabled
Mounting and anti-vibration system d engan Foam Portable Ground Control Station (Laptop dan Booster Antenna) Open Source Mission Planner Laptop atau netbook Antenna >  8 dBi
Universal Extended Baterai untuk netbook dan RF
receiver
Pemrosesan Data
Software fotogrametri dengan structure from motion Software interpretasi citra (ecognition) Software Quantum GIS (open source GIS)
Modul pemrosesan data didesain sedemikian rupa agar dapat menghasilkan sejumlah produk dasar seperti: (1) Ortofoto, (2) Model Elevasi Digi- tal, dan (3) 3D modeling. Untuk kebutuhan pro- duk pemetaan di BPN, maka produk dasar yang sesuai adalah citra mosaik ortofoto.

## C. Citra Foto Udara VS Citra Satelit
Saat ini citra satelit resolusi sangat tinggi seperti citra satelit IKONOS dan QUICKBIRD telah banyak diminta untuk keperluan pemetaan di bidang kadaster. Citra satelit memiliki kele- mahan utama adanya liputan awan yang meng- halangi pandangan obyek di bumi. Disamping itu, citra satelit tidak dapat digunakan untuk produksi Peta dengan skala yang lebih besar dari 1/2.500. Di lain pihak, citra foto udara menjadi substitusi yang melengkapi kebutuhan penggu- na untuk produksi skala 1/5.000 – 1/1.000. Peng- gunaan foto udara metode konvensional terken-
dala pada keterbatasan dana, karena biaya penga- daannya jauh lebih mahal dibandingkan citra satelit. Tetapi penggunaan WUTA dapat mere- duksi kebutuhan biaya, sebab WUTA dapat diap- likasikan dengan efisien pada luasan kecil (< 5.000 Ha). Tabel 2 mengilustrasikan perbandingan prak- tis antara citra satelit dengan citra foto udara.
Sistem pemotretan dengan wahana udara tanpa awak memiliki tingkat portabilitas yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan pesawat udara standar. Penggunaan wahana udara tanpa awak dapat mereduksi kebutuhan biaya sewa pesawat yang mahal. Sehingga pada luasan < 10 Ha pun dapat ef isien untuk dilakukan pemot- retan udara.

## A. Diskusi Kualitas Produk Ortofoto Memanfaatkan WUTA
Berbeda dengan pemetaan fotogrametri kon- vensional dengan pesawat berawak dan instru- men profesional, sistem WUTA menggunakan instrumen hobi/amatir yang banyak dipasaran ( mass product ) dengan kualitasnya lebih rendah. Agar bisa memenuhi kebutuhan professional, maka perlu sejumlah perlakuan dan perbaikan khusus untuk meningkatkan kemampuan dan memberikan kualitas akurasi yang memenuhi standar. Berikut ini sejumlah upaya peningkatan kualitas dan kelemahan yang masih timbul dalam pemanfaatan WUTA, sebagai berikut:
1. Salah satu sumber kesalahan dominan adalah penggunaan kamera non-metrik tipe point and shoot/pocket . Bekerja dengan kamera non-metrik, terdapat sejumlah isu terkait akurasi, yaitu: (1) Kualitas lensa non-metrik, dan (2) Kestabilan Lensa. Persoalan akurasi ini diselesaikan dengan prosedur In-Flight Selft-Calibration . Hasil presisi hitungan triangulasi udara umumnya dapat mencapai < 2 piksel. Tabel 3 menunjukkan ilustrasi per- baikan kualitas lensa yang cukup signif ikan.
Resolusi spasial citra satelit di pasaran Ikonos (1m); Quickbird (0.6m);
GeoEye (0.45m); WorldView (0.5m) Resolusi spasial citra foto udara memanfaatkan WUTA (5cm – 20cm) Citra satelit ada minimum order, sedangkan citra dari WUTA efektif untuk luasan 5 – 5.000Ha. Biaya pengadaan citra Rp. 2.300 – Rp. 4.000 per Ha dan belum pandangan stereo untuk menghasilkan model elevasi digital Biaya foto ud ara dengan WUTA Rp. 25.000 – Rp. 45.000 per Ha tergantung luasan dan sudah menghasilkan pandangan stereo.
Foto Udara Mampu melihat sampai batas pematang sawah dan obyek di dalam bidang tersebut Foto udara dari
WUTA bebas awan, sebab terbang dibawah awan (<
300m) Usia data WUTA lebih terkini, sebab dapat merekam foto (near-realtime) pada saat diperlukan Interpretasi pada citra foto udara menghasilkan obyek penggunaan lahan yang lebih detail
Resolusi Citra Foto Udara lebih tajam 3 – 8 kali dari citra satelit Citra foto udara bebas awan dan merekam data terkini Interpretasi penggunaan lahan pada citra foto udara lebih detail Liputan Awan
Tabel 2. Perbandingan produk citra foto udara dan citra satelit
Catur Aries Rokhmana: Percepatan Pemetaan Kadaster ...: 263-268
Tabel 3. Perbandingan akurasi hasil Adjust- ment pada kamera Canon Ixus 125HS
Keterangan: ukuran 1 pixel sensor CCD 2.4 dan hasil dapat bervariasi tergantung kualitas lensa
2. Penggunaan WUTA dengan berat saat terbang ( takeoff weight ) < 3kg menyebabkan tidak tahan terhadap cross wind di udara, maka pada saat cuaca berangin > 30km/jam akan sulit untuk dapat mengikuti rencana jalur terbang secara sempurna. Untuk meng- kompensasi kelemahan ini dilakukan dengan memperlebar area overlap menjadi 85% dan sidelap 20%. Akibatnya akan diperoleh jum- lah foto yang lebih banyak dari pada pere- kaman konvensional yang umumnya meng- gunakan tingkat overlap 60% dan sidelap 10%. Selanjutnya perlu otomatisasi untuk me- nangani jumlah foto yang lebih banyak.
3. Jumlah foto yang banyak dan tingkat overlap yang besar dapat digunakan untuk pening- katan kualitas produksi. Proses otomatisasi triangulasi udara dengan algoritma image matching lebih reliabel hasilnya, sebab nilai korelasi antar foto lebih tinggi. Satu obyek akan terekam di lebih dari 4 (empat) frame foto yang menyebabkan banyak redundansi data, sehingga dapat meningkatkan presisi hitungan. Disamping itu, jumlah titik tie- point dapat mencapai jutaan titik yang menyebabkan presisi hitungan triangulasi udara ( bundle adjustment ) menjadi lebih
stabil dan reliabel.
4. Citra foto udara dari WUTA umumnya memiliki GSD ( Ground Sampling Distance ) =5cm -  20cm yang memenuhi spesif ikasi untuk pembuatan peta sampai skala 1/1.000.
5. Pada umumnya, kualitas posisi horizontal dapat mencapai 2 kali ukuran GSD atau ber-
kisar 15cm – 60cm tergantung nilai GSD pada saat pemotretan udara dilakukan.
6. Konfigurasi foto udara dari WUTA memiliki sudut Stereo ( parallax ) = 17-25 derajat yang dapat memenuhi spesifikasi untuk hitungan tipe terain pegunungan.
7. Problem utama yang menjadi keterbatasan teknik survei dari udara adalah obyek yang akan diukur tidak dapat terlihat akibat ter- tutup oleh obyek lainnya yang lebih tinggi (li- hat Gambar 2). Pada umumnya vegetasi rapat atau bangunan menjadi penghalang untuk dapat melihat obyek batas persil.

## Gambar 2. Ilustrasi keterbatasan kemampuan
survei dari udara.
8. Gambar 3 mengilustrasikan hasil percobaan perhitungan luas petak sawah antara pengu- kuran luas di lapangan dengan pita ukur dibandingkan pengukuran luas di citra orto- foto (Rokhmana, 2009). Hasil evaluasi mem- buktikan bahwa seluruh perbedaan hasil ukuran luas telah memenuhi spesif ikasi tole- ransi perbedaan yang luas yang disyaratkan
Gambar 3. Ilustrasi hasil evaluasi perbedaan hitungan luas persil
Metode Adjustment rms (micron) Tanpa camera calibration 18.6 (7.75 pixel)
Bundle Adjustment with Self Calibration ( in flight calibration ) 2.83 (1.17 pixel)

## B. Kesimpulan
Tulisan ini telah memberikan ilustrasi peman- faatan teknologi WUTA untuk kegiatan produksi pemetaan kadaster. Teknologi ini mengenalkan ide pembentukan tim surveyor fotogrametri atau. Tim terdiri dari bagian instrumentasi dan personil yang menjalankan sistem ini. Sistem ini dapat menghasilkan sejumlah produk dasar yang tidak selalu untuk tujuan survei-pemetaan saja, tetapi lebih luas pada penyedia jasa informasi spasial. Pemetaan akan dapat dilakukan di lokasi kecil yang dianggap berubah atau perlu direspon cepat saja, tidak perlu menunggu seluruh wilayah yang luas seperti halnya penggunaan teknologi Inderaja atau Foto Udara konvensional. Pemetaan dengan memanfaatkan teknologi WUTA mampu menghasilkan citra dengan nilai Ground Sampling Distance (GSD) < 20cm dengan akurasi posisi Horisontal rata-rata 2 kali GSD. Gambar yang dihasilkan cukup jelas untuk dapat diinterpretasi sampai tingkat obyek penggunaan lahan.. Dimasa mendatang dengan semakin majunya sensor optik-elektrik, sistem tele-kontrol, dan sistem auto-pilot, maka diharapkan pekerjaan surveyor berbasis fotogrametri akan semakin mudah dan cost- effectives .

## Daftar Pustaka
Rokhmana. C.A.. and Soetaat. 2004. The Criti- cal Review of Using Small Format Aerial Pho- togrammetry for Municipality Mapping in Indonesia. Proceeding Map Asia 2004. Jakarta.
Rokhmana. C.A.. 2007. The Low-Cost Monitor- ing System For Landslide And Volcano With Digital Photogrammetry, Proceeding Joint
Convention HAGI, IAGI, IATMI.
Rokhmana. C.A.. 2008. Some Notes on Using Balloon Photography For Modeling The Landslide Area, Proceeding Map Asia 2008. Rokhmana. C.A.. 2009. The Potential Applica-
tions of Balloon Photogrammetry for Ca- dastre Mapping, Proceeding Outh East Asia Surveying Congress.
Sumarto Irawan, W.R. Idrus, Virgo Eresta Jaya, R. Eko, D. K. Gindow, B. Adhi, E. Putranty, E. Pintadi, P. Hadi, Y. Aziz, A. Giyanto, Rahardjo, F. H. Feryandi, I. Herawati, Firman AS and S. Yusra, 2008, Cadastral Base Mapping Activity in Indonesia, FIG Working Week 2008, Stockholm, Sweden 14-19 June 2008.