Abstrak — Digital  Elevation  Model  (DEM)  atau  Model Ketinggian Dijital merupakan suatu model yang merepresentasikan  topografi  suatu  permukaan.  Salah  satu sumber  data  yang  digunakan  untuk  membuat  model  ketinggian dijital  ini  adalah  menggunakan  sebaran  titik-titik  yang  memuat informasi koordinat tiga dimensi yaitu x, y, dan z di permukaan bumi. Pengambilan data sebaran titik ini dapat dilakukan melalui foto  udara  stereo  yaitu  foto  udara  yang  saling  bertampalan sehingga  memberikan  efek  tiga  dimensi  yang  kemudian  dapat diambil  informasinya.  Proses  yang  dilakukan  untuk  membuat sebaran titik  ini  kemudian disebut stereoplotting yaitu ekstraksi data  secara  stereoskopis.  Sebaran  titik-titik  yang  kemudian disebut  dengan  mass  point  ini  kemudian  diinterpolasi menggunakan  metode  TIN,  IDW,  dan  Kriging  sehingga  dapat diketahui  perbedaan  model  DEM  dari  masing-masing  metode yang diproses menggunakan sumber data yang sama. Dari  hasil interpolasi  tersebut  selanjutnya  dilakukan  analisa  hasil  dari elevasi  setelah  dilakukan  interpolasi  sehingga  diketahui presentasenya. Metode TIN dan IDW memiliki kemiripan dengan memberikan  presentasi  yang  hampir  sama  pada  tiap-tiap  kelas ketinggian,  sedangkan  metode  Kriging  lebih  menampilkan  hasil korelasi  dari  titik-titik  dengan  radius  tertentu  sehingga permukaannya  tidak  ada  yang  terlalu  tinggi  ataupun  terlalu rendah. Elevasi terkecil dan terbesar terdapat pada metode TIN yaitu  sebesar  58,674  meter  dan  107,  638  meter.  Sementara  itu, presentase persebaran ketinggian diklasifikasikan dalam 11 kelas dengan masing-masing intervalnya 5 meter. Persebaran terbesar terdapat pada range 72  – 77 meter. Dari  hasil pembuatan  DEM kemudian  dibuat  RMSE  nya  dengan  membandingkan  antara elevasi  pada  metode  TIN,  IDW,  dan  Kriging  dengan  DEM  dari TerraSAR-X.  Nilai  yang  memenuhi  standar  perhitungan  RMSE adalah TIN dan IDW  karena  kurang dari sama dengan 1  meter sesuai standar RMSE dari ASPRS. Pembuatan DEM paling baik adalah  menggunakan  metode  TIN  karena  memiliki  RMSE terkecil yaitu 0,477 meter.
Kata Kunci—DEM, Foto Udara, TIN, IDW, Kriging.

## I. PENDAHULUAN
IGITAL Elevation Model (DEM) adalah model dijital yang memberikan  informasi  bentuk  permukaan  (topografi) dalam  bentuk data raster, vektor atau bentuk data lainnya [3]. DEM  memuat  informasi  ketinggian  dan  kemiringan  yang mempermudah  interpretasi  [1].  sehingga  dapat  digunakan dalam  berbagai  aspek  kehidupan.  Dalam  bidang  kebencanaan DEM  dapat  digunakan  untuk  membuat  peta  rawan  bencana banjir  atau  tanah  longsor.  Dalam  bidang  manajemen sumberdaya DEM dapat digunakan untuk mendapatkan lokasi penambangan. Dan masih banyak kegunaan lainnya dari DEM.
Salah satu sumber data untuk pembentukan DEM adalah foto udara. Foto udara yang dapat digunakan merupakan foto udara
stereo atau foto udara yang bertampalan kanan dan kiri. Hal ini dimaksudkan agar didapatkan tidak hanya data X atau Y namun juga  Z  yang  merepresentasikan  ketinggian.  Foto  udara  yang dipakai  merupakan  foto  udara  skala  besar  yaitu  1:10.000. Dalam penelitian ini sumber data yang dipakai merupakan dari foto  udara  skala  besar  karena  representasi  permukaan  akan tampak  lebih  jelas  dibandingkan  dengan  foto  udara  skala menengah  maupun  dari  citra.  Foto  udara  dengan  skala  kecil sangat  bermanfaat  terutama  untuk  manajemen  tata  ruang sehingga  dengan  mengolah  informasi  DEM  dari  foto  udara skala  ini  dapat  memberikan  informasi  yang  lebih  detail mengenai relief permukaan bumi yang dipetakan.
DEM dari foto udara salah satunya dapat diolah dari titik dan garis  ketinggian  yang  diolah  menggunakan  perangkat  lunak Summit Evolution. Titik dan garis ini diperoleh dari persebaran mass point, breaklines , unsur hidrografi, serta transportasi dari suatu  data  foto  udara  stereo . Titik  dan  garis  ketinggian  inilah yang  kemudian  disatukan  untuk  membuat  DEM  dengan beberapa  metode  yang  ditentukan.  Tahapan  yang  digunakan dalam  pembuatan  unsur-unsur  pembentuk  ketinggian  adalah stereoplotting. Stereoplotting adalah ekstraksi data dari sumber data  berupa  data  radar  menjadi  data  vektor  yang  dilakukan dengan cara digitasi 3 dimensi  secara stereoskopis [4]. Melalui tahapan ini akan didapati informasi mengenai posisi planimetris serta  ketinggiannya  sesuai  dengan  yang  ada  di  lapangan. Plotting pada  foto  udara  skala  besar  juga  akan  memberikan informasi yang lebih detail data yang ada di lapangan.
Dari unsur pembentuk ketinggian tersebut selanjutnya dapat dibuat DEM dari wilayah yang dipetakan. Pembuatan DEM ini dapat melalui beberapa metode yaitu TIN, IDW, dan Kriging. Metode-metode tersebut dipilih karena telah banyak digunakan pada  berbagai  penelitian  yang  masing-masing  memiliki kelebihan  dan  kekurangannya.  TIN  hampir  sama  dengan  grid yang  merupakan  data  digital  untuk  merepresentasikan  suatu permukaan, namun TIN merepresentasikan permukaan sebagai suatu  kesatuan  yang  berlanjut  tanpa  ada  segitiga  yang  saling menampal  [9].  IDW  atau Inverse  Distance  Weighted adalah suatu metode yang mensyaratkan kondisi nilai estimasi sebuah titik  dipengaruhi  oleh  titik  terdekat  yang  diketahui dibandingkan  titik  yang  semakin  jauh  [6].  Sementara  metode Kriging  mengasumsikan  bahwa  jarak  atau  arah  antara  titik sampel  merefleksikan  korelasi  spasial  yang  dapat  digunakan untuk menjelaskan variasi pada permukaan yang mana hal ini sesuai  dengan  jumlah  spesifik  titik-titik  maupun  keseluruhan titik dengan radius tertentu untuk menentukan hasil nilai untuk tiap-tiap lokasi [5].

## Analisa Data Foto Udara untuk DEM dengan Metode TIN, IDW, dan Kriging
Juwita Arfaini, Hepi Hapsari Handayani Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia email : hapsari@geodesy.its.ac.id
D
Permasalahan  yang  diangkat  dari  penelitian  ini  adalah bagaimana perbandingan antara DEM yang dibuat dari metode TIN,  IDW,  dan  Kriging  berdasarkan  data  foto  udara  yang dipakai.  Manfaat  yang  diharapkan  pada  penelitian  ini  adalah dapat mengetahui perbandingan DEM yang dibuat dari metode TIN,  IDW,  dan  Kriging  serta  mampu  untuk  memberikan rekomendasi  terhadap  penelitian  selanjutnya  yang  berkaitan dengan pembuatan DEM.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Lokasi Penelitian
Penelitian  dilakukan  berdasarkan  lokasi  foto  udara  yang dipakai yaitu di Kecamatan Tegineneng, Kabupaten Pesawaran, Provinsi  Lampung  dengan  koordinat  pada  model  foto  yang digunakan adalah  5°13'11.01" LS dan 105° 8'11.68" BT hingga 5°13'12.85" LS dan 105° 9'29.61" BT.
Gambar 1. Lokasi Penelitian

## B. Data dan Peralatan
1) Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Foto  udara  kiri  dan  kanan  Kecamatan  Tegineneng, Provinsi Lampung. Foto udara yang digunakan dalam format SMTI.
b. Parameter Orientasi Luar (EOP)
c. Parameter Orientasi Dalam (IOP) format *.Cam
d. Data pengukuran GCP format *.CON
e. Data DEM TerraSAR-X wilayah Lampung
2) Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Komputer workstation dengan  spesifikasi  minimal setara  dengan  i7,  64bit,  8GB  RAM,  2TB  internal harddisk dengan monitor 120Hz
b. Perangkat lunak DAT/EM Summit Evolution
c. Perangkat lunak AutoCAD Map 3D
d. Perangkat lunak ArcGIS
e. Kacamata 3D
f. Mouse 3D

## C. Diagram Alir Pengolahan Data
Tahapan pengolahan data yang dilaksanakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Diagram alir pengolahan data
Dari  diagram  alir  pengolahan  di  atas  dapat  dijelaskan bahwa:
1) Setelah  dilakukan  pengumpulan  data  yang  dibutuhkan untuk penelitian maka selanjutnya adalah membuat model stereo menggunakan perangkat lunak Summit Evolution. Untuk  membuat  model  stereo  dimasukkan  parameter orientasi  luar  berupa  X,  Y,  Z,  Phi,  Kappa,  dan  Omega sehingga model stereo memiliki orientasi.
2) Setelah  terbentuk  model  stereo,  pembuatan mass  point dimulai. Pada proses ini diperlukan mouse dan kacamata 3D  yang terintegrasi dengan komputer workstation yang digunakan  untuk  membuat  digitasi  yang  memiliki informasi baik X, Y, maupun Z. Mass point berguna untuk pembuatan  relief  permukaan  bumi  di  wilayah  yang ditentukan.
3) Jika pembuatan keseluruhan mass point selesai dan sesuai, maka data yang telah ada dikonversi dalam bentuk text file sehingga  memudahkan  untuk  dieksport  dalam  bentuk shape  file  nantinya  agar  data  yang  ada  kemudian  dapat diolah  untuk  mendapatkan  DEM.  Parameter  kesesuaian mass point adalah jika telah sesuai dengan prinsip paralaks yaitu ketika half mark dapat bergeser tidak pada posisinya sampai  bergabung  menjadi  satu  sama  lain  menjadi  satu titik  yang  terlihat  pada  stereomodel  dan  terletak  pada suatu elevasi. Jika half mark digeser menjadi berdekatan, parallax  dari half  marks bertambah  dan  titik  yang  telah
menyatu akan lebih terlihat naik, sebaliknya jika half mark tersebut  saling  dijauhkan,  maka  parallax  berkurang  dan titik yang menyatu terlihat semakin ke dalam [6].
4) Selanjutnya adalah pembuatan
DEM dengan
menggunakan  beberapa  metode  yaitu  TIN,  IDW,  dan Kriging  yang  keseluruhannya  menggunakan  perangkat lunak ArcGIS.
5) Tahap  terakhir  adalah  analisa.  Analisa  pada  penelitian yang dilaksanakan berupa analisa luasan wilayah per zona ketinggian  dari  ketiga  metode  yang  digunakan  serta perbandingan antara hasil ketinggian yang didapatkan dari DEM  yang  dibuat  dari  ketiga  metode  tersebut  sehingga dapat  diketahui  perbedaan  elevasi  yang  terjadi  setelah dilakukan  interpolasi  dan  dapat  disimpulkan  manakah yang sesuai untuk digunakan di lokasi penelitian.

## III. HASIL DAN DISKUSI
A. Hasil Stereoplotting
Tahapan stereoplotting dilaksanakan secara dijital menggunakan  perangkat  lunak  DAT/EM  Summit  Evolution. Hasil  dari  stereoplotting  berupa mass  point yang  memuat informasi koordinat x, y, dan z.
Gambar 3. Hasil pembuatan mass point

## B. Hasil Pembuatan DEM
1) TIN
Gambar 4. Hasil interpolasi menggunakan TIN

## 2) IDW
Gambar 5. Hasil interpolasi menggunakan IDW

## 3) Kriging
Gambar 6. Hasil interpolasi menggunakan Kriging
C. Hasil Perbandingan Ketelitian DEM Metode TIN, IDW, dan Kriging dengan TerraSAR-X
Sampel yang diambil dalam penelitian jumlahnya ada 55 titik yang tersebar secara acak pada wilayah penelitian. Di bawah ini merupakan  hasil  dari  RMSE  55  titik  yang  digunakan  sebagai sampel dalam penelitian. Rumus yang digunakan dalam RMSE [7] :
𝑅𝑀𝑆𝐸 = √ 1 𝑛 ∑ (𝑝 𝑖 − 𝑜 𝑖 ) 𝑛 𝑖=1 (1)
Keterangan :
n  : jumlah sampel yang digunakan
o  : nilai yang diamati
p  : nilai estimasi
Hasil perbandingan dengan DEM dari TerraSAR-X adalah :
Tabel 1. Hasil Perhitungan RMSE Pembuata DEM RMSE TIN IDW Kriging 0,477 0,926 3,453
Metode TIN menunjukkan hasil RMSE yang paling kecil yaitu sebesar 0,477 diikuti oleh metode IDW sebesar 0,926 dan metode Kriging 3,453.

## D. Analisa Stereoplotting
Pelaksanaan
kegiatan stereoplotting dilakukan menggunakan  perangkat  lunak DAT/EM  Summit  Evolution . Hasil  dari  kegiatan  ini  adalah  data  vektor  berupa  titik-titik sebaran ketinggian atau mass point . Digitasi mass point dibuat di seluruh permukaan tanah sehingga diharapkan merepresentasikan  informasi  suatu  lokasi  dipermukaan  tanah yang memuat informasi x, y, maupun z nya.
Digitasi untuk unsur hidrografi, dalam hal ini sungai, dibuat titik-titik  di  tepi-tepinya.  Titik-titik  untuk  tepian  sungai  ini dibuat  rapat  sehingga  dapat  merepresentasikan  adanya  gap suatu obyek. Sementara untuk unsur transportasi, dalam hal ini jalan, titik-titiknya dibuat linier mengikuti jalan.
No  Nama Unsur Hasil 1 Permukaan tanah berupa  bentang alam seperti sawah, ladang, lahan kosong, dll 2 Sungai 3 Jalan
Gambar 7. Hasil pembuatan mass point untuk beberapa unsur

## E. Analisa Perbandingan Luasan Wilayah dari Metode Pembuatan DEM
Tabel 2. Perbandingan luasan hasil pembuatan DEM dari beberapa metode Range Kelas Metode (nilai dalam %)
TIN IDW Kriging 57 - 62 1 4,376 4,689 2,25 62 - 67 2 9,985 9,945 12,415 67 - 72 3 17,385 18,017 18,71 72 - 77 4 41,46 41,888 42,187 77 - 82 5 24,97 23,478 22,659 82 - 87 6 1,385 1,526 1,306 87 - 92 7 0,355 0,378 0,378 92 - 97 8 0 0 0,047 97 - 102 9 0 0 0,047 102 - 107 10 0,068 0,063 0 107 - 112 11 0,017 0,016 0 Ʃ 100,001 100 99,999
Presentase  diambil  dari  nilai  obyek  yang  direpresentasikan dalam  pixel.  Metode  TIN  memiliki  sebaran  presentase  yang lebih  merata  di  tiap-tiap  kelas  ketinggian.  Dapat  dilihat  pada Tabel  4.4  bahwa  ketinggian  dari  tiap  kelas  pada  metode  TIN tetap  ditampilkan  hampir  seperti  data  utama  yang  digunakan. Sedangkan  pada  metode  IDW  yang  mengambil  prinsip  jarak antar  titik  yang  mana  semakin  dekat  jarak  tersebut  akan semakin  berpengaruh  terhadap  elevasi  yang  dihasilkan menunjukkan hasil yang menyerupai metode TIN.
Pada  metode  Kriging,  menunjukkan  hasil  yang  paling berbeda dibandingkan yang lain. Dengan menggunakan prinsip korelasi antar titik maka nilai dihitung berdasarkan banyaknya titik sekitar yang terikat serta jarak dari tiap-tiap titik tersebut sehingga menampilkan hasil yang berbeda dibandingkan kedua metode  sebelumnya  yang  menampilkan  ketiadaan  permukaan yang terlalu tinggi maupun terlalu rendah.
Sesuai dengan yang telah dihimpun dari metode TIN, IDW, dan  Kriging  yang  dilakukan  dalam  penelitian,  presentase persebaran  ketinggian  terbesar  terdapat  pada  range  72  –  77 meter diikuti dengan range 77 – 82 meter, 62 – 72 meter, 62 – 67 meter, 57 – 62 meter, 82 – 87 meter, 87 – 92 meter dan range lain yang muncul berbeda-beda nilainya pada 92 – 112 meter.
Dapat dilihat pada nilai statistik pada Tabel 3 mengenai nilai minimal,  maksimal, rata-rata, serta standar deviasi dari ketiga metode yang digunakan.
Tabel 3. Nilai statistik dari hasil interpolasi dalam satuan meter Parameter TIN IDW Kriging Min 58,674 58,679 59,364 Maks 107,638 107,513 99,910 Rata-rata 74,672 74,681 74,614 Standar Deviasi 5,734 5,769 5,600
Dari  nilai  tersebut  dapat  dijelaskan  bahwa  elevasi  terkecil terdapat  pada  metode  TIN  yaitu  sebesar  58,674  diikuti  oleh hasil  dari  metode  IDW  sebesar  58,679  dan  metode  Kriging sebesar 59,364 sedangkan elevasi terbesar terdapat pada hasil dari metode TIN sebesar 107, 638 diikuti metode IDW sebesar 107,513 dan metode Kriging yaitu 99,910. Untuk nilai rata-rata
dari  hasil  elevasi  setelah  dilakukan  interpolasi  terbesar  yaitu 74,681 pada metode IDW dan yang terkecil yaitu  74,614 pada metode  Kriging.  Sedangkan  standar  deviasi  terbesar  terdapat pada  metode  TIN  yaitu  5,734  dan  yang  terkecil  pada  metode IDW  yaitu  5,600. Hasil pebandingan nilai  maksimal dan  nilai minimal dari

## F. Analisa Ketelitian DEM
Sesuai  dengan  hasil  yang  ditunjukkan  pada  RMSE  yang menyebutkan  bahwa  metode  TIN  menunjukkan  hasil  RMSE yang paling kecil yaitu sebesar 0,477 diikuti oleh metode IDW sebesar  0,926  dan  metode  Kriging  3,453.  Perhitungan  selisih elevasi  untuk    Toleransi  untuk  RMSE  diambil  dari  akurasi vertikal  untuk  data  elevasi  digital  hasil  penelitian  ASPRS Photogrammetric  Applications  Division (PAD) and  Primary Data  Acquisition  Divisions (PDAD)  tahun  2011.  Akurasi vertikalnya ditunjukkan dalam tabel berikut ini :
Gambar 8. Akurasi Vertikal ASPRS ( Sumber : ASPRS, 2011 )
Dari tabel tersebut, kelas yang sesuai adalah kelas IX untuk data skala 1:10.000 sehingga RMSE maksimumnya adalah 100 cm  atau  1  meter  untuk  area  tanpa  vegetasi.  Dari  uji  tersebut dapat  disimpulkan  bahwa  untuk  analisa  ketelitian  DEM  yang dibuat dari metode TIN, IDW, dan Kriging menunjukkan nilai RMSE seperti pada grafik berikut.

## Gambar 9. Perbandingan nilai RMSE dalam grafik
Nilai yang memenuhi syarat standar akurasi vertikal ASPRS yang kurang dari 1 meter terdapat pada metode TIN dan IDW.

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari  hasil  pembuatan  DEM  didapatkan  bahwa  elevasi terkecil terdapat pada metode TIN yaitu sebesar 58,674 diikuti oleh hasil dari metode IDW sebesar 58,679 dan metode Kriging sebesar 59,364 sedangkan elevasi terbesar terdapat pada hasil dari metode TIN sebesar 107, 638 diikuti metode IDW sebesar 107,513  dan  metode  Kriging  yaitu  99,910.  Hasil  perhitungan RMSE menunjukkan bahwa nilai dari TIN menunjukkan hasil terkecil  yaitu  sebesar  0,477  diikuti  oleh  metode  IDW  sebesar 0,926 dan metode Kriging 3,453. Dari hasil tersebut nilai yang memenuhi  standar  perhitungan  RMSE  adalah  TIN  dan  IDW karena kurang dari sama dengan 1 meter sesuai standar RMSE dari ASPRS. Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa pembuatan DEM  paling  baik  adalah  menggunakan  metode  TIN  karena memiliki  RMSE  terkecil  dibandingkan  lainnya  saat  diuji dengan menggunakan elevasi DEM dari data TerraSAR-X.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  penulis  ucapkan  kepada  Badan  Informasi Spasial  yang  telah  menyediakan  data  hibah  foto  udara  stereo Kecamatan Tegineneg, Kabupaten Pesawaran, Lampung, serta data DEM TerraSAR-X dari Provinsi Lampung.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Setianto,  T.Triandini, Comparison  of  Kriging  and  Inverse  Distance Weighted  (IDW)  Interpolation  Methods  in  Lineament  Extraction  and Analysis .  Journal  SE  Asian  Application  Geology.  Vol.  5(1)  Hal.  21-29.
(2013).
[2] ASPRS  (American  Society  of  Photogrammetry  and  Remote  Sensing). (2011). ASPRS Accuracy Standards for Digital Geospatial Data .
[3] B.  Trisakti,  “ Pengembangan  Metode  Ekstraksi  DEM  (Digital  Elevation Model) dari Data ALOS PRISM ”. LAPAN. (2010).
[4] Badan Informasi Geospasial, Petunjuk Pelaksanaan Tahapan Stereoplotting. Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim. (2015) [5] C.  Childs, Interpolating  Surfaces  in  ArcGIS  Spatial  Analyst .  ArcUser. ESRI Education Center.(2004).
[6] Chang,  K.T.  (2008).  Introduction  to  Geographic  Information  System. Singapura : McGraw Hill.
[7] Li, J. dan Heap, D. (2008). A Review of Spatial Interpolation Methods for Environmental Scientist. Geoscience Australia. Record 2008/23, 137 pp.
[8] Paul  R.  Wolf,  Bon  .A.  DeWitt, Elements  of  Photogrammetry  with Application in GIS . McGraw-Hill Higher Education. 3 rd Edition. (2000) [9] USGS, Digital Elevation Model (DEM) Creation and Analysis. Science Education Lesson. (2010)