TEKNIK, 39 (2), 2018, 94-98
doi: 10.14710/teknik.v39n2.17883               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Analisis Akurasi Model Tiga Dimensi Gedung Prof. H. Soedarto, SH. Menggunakan Teknologi Terrestrial Laser Scanner (TLS)

## Berbasis Metode
Traverse
Yudo Prasetyo *
Departemen Teknik Geodesu Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

## Abstrak
Teknologi  dokumentasi  gedung  secara  spasial  untuk  konservasi  dan  perencanaan  tata  ruang  semakin berkembang pesat. Urgensi tingkat ketelitian dalam suatu pengukuran juga dituntut semakin tinggi. Salah satu  teknologi  pembentukan  objek  tiga  dimensi  yang  berkembang  saat  ini  adalah  Terrestrial  Laser Scanner  (TLS).  Metode  pengukuran  TLS  terdiri  atas  4  metode  yaitu:  Cloud  to  Cloud,  Target  to  Target, Traverse,  dan  metode  kombinasi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  tingkat  ketelitian  metode Traverse  dalam  pengukuran  suatu  objek  model  tiga  dimensi  untuk  keperluan  dokumentasi  gedung menggunakan  TLS.  Ketelitian  metode  Traverse  akan  diujikan  pada  Gedung  Prof.  H.  Soedarto,  S.  H. Tingkat  ketelitiannya  diujikan  pada  dua  parameter  yakni  hasil  metode  registrasi  dan  hasil  visualisasi model  tiga  dimensi.  Hasil  analisis  pengolahan  data  point  cloud  menunjukkan  bahwa  alat  TLS  dengan metode  Traverse  dapat  digunakan  untuk  menghasilkan  model  tiga  dimensi  Gedung  Prof.  Sudarto,  S.  H. Nilai  rata-rata  validasi  yang  diperoleh  adalah  sebesar  0,004  meter  dengan  besaran  ketelitian  model RMSE sebesar ±0,00611 meter.
Kata kunci : Gedung Prof. H. Soedarto S. H.; Metode Traverse; Model 3D; Terrestrial Laser Scanner

## Abstract
[Title:  Accuracy  Analysis  Of  Three  Dimensional  Models  Of  Building  Prof.  H.  Soedarto  S.  H.  Using The  Terrestrial  Laser  Scanner  Technology  Based  On  Traverse  Method] The  technology  to  record spatial  building  for  conservation  and  spatial  planning  is  growing  rapidly.  The  urgency  of  the  accuracy level  in  a  measurement  were  set  up  higher  than  it  used  to.  Three-dimensional  object  forming  using Terrestrial  Laser  Scanner  (TLS)  equipment  was  one  of  the  popular  technologies  among  all.  The  TLS measurement  method  consists  of  4  methods:  Cloud  to  Cloud,  Target  to  Target,  Traverse,  and  hybrid method.  This  research  aims  to  analyse  the  accuracy  level  of  the  Traverse  method  in  measuring  an  3D object  for  building  documentation  purposes  using  TLS.  The  accuracy  level  of  Traverse  method  will  be tested  onto  Building  of  Prof. Soedarto,  S.  H.  There  are  two  parameters  used  in  validating  the  accuracy level of Traverse method:  registration methods and visualization results of  the three-dimensional model. The analysis result of point cloud data shows that TLS equipment applied with Traverse method is capable of producing 3D model of Building of  Prof. H. Soedarto S. H. The obtained average validation value is 0.004 meters with the accuracy level of the RMSE model of ± 0.00611 meters.
Keywords : 3D Model,  Buildingg of Prof. H. Soedarto S. H.; Traverse Method, Terrestrial Laser Scanner

## 1. Pendahuluan
Sebagai  salah  satu  Perguruan  Tinggi  Negeri (PTN)  ternama  di  Indonesia,  Universitas  Diponegoro (UNDIP)  memiliki  fasilitas  yang  sangat  memadai. Ketersediaan  pengajar  akademis  yang  berkualitas didukung  oleh  sarana  dan  prasarana  penunjang
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: yudo.prasetyo@ft.undip.ac.id
doi: 10.14710/teknik.v39n2.17883               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
perkuliahan  seperti  gedung  kuliah,  perpustakaan, laboratorium  penelitian  dan  sebagainya.  Salah  satu fasilitas  yang  terdapat  di  UNDIP  adalah  Gedung  Prof. H.  Soedarto  S.  H.  yang  sering  digunakan  untuk keperluan acara wisuda universitas dan berbagai macam acara  seperti  seminar  nasional,  lomba  paduan  suara tingkat  nasional  dan  kegiatan-kegiatan  mahasiswa lainnya.
Seiring  dengan  berjalannya  waktu,  Gedung  Prof. Sudarto S. H. pasti memerlukan proses peremajaan atau renovasi  akibat  bangunan  yang  sudah  dimakan  usia ataupun akibat penambahan fasilitas dan sarana gedung. Untuk  menunjang  hal  ini  dari  segi  perencanaan,  maka perlu diadakan pemodelan tiga dimensi untuk menunjang  proses  perencanaan  rekayasa  struktur  oleh arsitek  pada  model  tiga  dimensi  Gedung  Prof.  H. Soedarto  SH.    Saat  ini  pemanfaatan  teknologi Terrestrial  Laser  Scanner (TLS)  dapat  memberikan solusi dalam pendokumentasian suatu bangunan maupun pengukuran topografi. Terrestrial Laser scanner digunakan  untuk  keperluan  pengukuran  objek-objek yang  rumit  dan  memerlukan  tingkat  ketelitian  tinggi (Atkinson, K. B., 1996).
Pada  penelitian  ini  pemodelan  tiga  dimensi  akan dilakukan  menggunakan  metode  registrasi  Traverse dengan  cara  melakukan  pengukuran  poligon  terlebih dahulu  di  sekitar  Gedung  Prof.  H.  Soedarto  SH. Selanjutnya  pada  titik  poligon  yang  sudah  terukur, dilakukan  penyiaman  terhadap  objek  penelitian  dengna menggunakan  alat Terrestrial  Laser  Scanner dan dilakukan  pengolahan  data  hingga  membentuk  model tiga  dimensi.  Selanjutnya  untuk  memerika  kualitas model  tiga  dimensi  yang  dihasilkan  maka  dilakukan  uji validasi  terhadap  model  tiga  dimensi  menggunakan Total Station.
Pada  penelitian  ini,  peneliti  ingin  mengkaji tingkat  akurasi  dari  pemodelan  tiga  dimensi  Gedung Prof.  Soedarto  SH.  menggunakan  Terrestrial  Laser Scanner  (TLS)  untuk  keperluan  dokumentasi  gedung dan sarana perencanaan ruang dan wilayah.

## 2. Bahan dan Metode
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah:
(1) Terrestrial  Laser  Scanner Topcon  GLS-2000  yang digunakan  untuk  mendapatkan point  cloud hasil pengukuran terhadap objek penelitian (TOPCON, 2013).
;  (2) Total  Station Nikon  Nivo  2.C  yang  digunakan untuk melakukan pengukuran koordinat kerangka jaring poligon  dan  validasi;  (3)  Laptop  HP  –  14, Processor Intel  i3, RAM  2  GB,  VGA  Nvidia  820  2GB, Windows 8.1 Ultimate,  yang digunakan untuk  mengolah data dan laporan; serta (4) Work Station Dell, Processor Xeon E5 , RAM  8  GB,  VGA  Nvidia  QUADRO,  yang  digunakan untuk  mengolah  data point  cloud hasil  pengukuran dengan Terrestrial Laser Scanner .
Adapun  perangkat  lunak  yang  digunakan  adalah:  (1) Software Autodesk  Recap  2017  yang  digunakan  untuk melakukan registrasi point cloud; (2) s oftware Autodesk Remake  yang  digunakan  untuk  melakukan  proses meshing terhadap point  cloud yang  sudah  teregistrasi; (3)  s oftware SPSS  yang  digunakan  untuk  pengolahan data  statistik;  serta  (4)  s oftware Microsoft  Office  untuk melakukan pengolahan data dan pembuatan laporan.
Metode penelitian yang digunakan dalam pemodelan  gedung  Prof.  H.  Soedarto  S.H  ini  adalah metode Traverse. Ini  merupakan  metode  pengukuran detail  situasi  dengan  menggunakan  koordinat  jaring poligon  terkoreksi  melalui  pengukuran backsight untuk mendapatkan  orientasi  arah  terhadap azimuth (Wolf, Dewitt  &  Wilkinson dkk. ,  2004).  Metode  poligon  yang digunakan  dalam  metode  ini  adalah  metode  poligon tertutup.  Poligon  tertutup  merupakan  poligon  dengan koordinat  awal  dan  akhir  yang  mempunyai  koordinat sama.  Metode  poligon  tertutup  ini  membutuhkan  dua titik  acuan  dalam  setiap  kali  berdiri  alat.  Titik  acuan yang  dimaksudkan  adalah  titik  acuan  yang  berada  di belakang  atau backsight ,  titik  acuan  yang  berada  di depan  atau foresight ,  dan  titik  acuan  berdiri  alat.
Ilustrasi metode Traverse dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Metode Traverse
Keuntungan dengan menggunakan metode Traverse adalah  untuk  bentuk  permukaan  yang  rumit dan  pengukuran  jarak  antar scan  world yang  cukup panjang,  karena  metode  ini  memudahkan  dalam melakukan registrasi (Wu, 2013). Metode ini dimungkinkan dilaksanakan jika koordinat dari tiap titik lokasi  berdiri  TLS  sudah  diketahui,  baik  melalui pengukuran  dengan Total  Station atau  dengan  GPS sebelumnya (Quintero dkk, 2008).
Metode Traverse memiliki  beberapa  tahapan, diantaranya  :  (a).  Perencanaan  dan  pengukuran  jaring kerangka  poligon  daerah  penelitian;  (b).  Pengukuran dengan Terrestrial  Laser  Scanner menggunakan  data koordinat  poligon  hasil  pengukuran;  (c). Unify  Data, filtering dan modelling pada software Autodesk  Recap dan  Remake;  (d).  Validasi  ketelitian  model  dengan  uji validasi jarak sisi bangunan menggunakan Total Station .
Penelitian  ini  mempunyai  beberapa  tahapan  (Prasetyo, Bashit  &  Silaen,  2018)  yang  dapat  diuraikan  seperti pada Gambar 2:
1. Studi literatur dan pengumpulan data
2. Orientasi penyiaman
3. Pengukuran dan Pengolahan Jaring Poligon
Untuk  mendapatkan  koordinat  jaring  poligon  utama maka  diperlukan  pengukuran  koordinat  jaring poligon dengan menggunakan Total Station . 4. Penyiaman menggunakan TOPCON GLS-2000 Pada  proses  ini  dilakukan  pengukuran  terhadap kedua  objek  yaitu  Patung  Pangeran  Diponegoro  dan Gedung Prof. Sudarto S.H menggunakan dua metode registrasi Traverse dan Cloud  to  Cloud .  Untuk metode Traverse maka koordinat jaring poligon yang sudah  diukur  maka  terlebih  dahulu  dilakukan registrasi koordinat Traverse pada alat TLS. 5. Registrasi Point  cloud menggunakan  Autodesk Recap Setelah melakukan penyiaman dengan menggunakan TLS  diperlukan  registrasi point  cloud agar  seluruh point  cloud hasil  penyiaman  dapat  membentuk model tiga dimensi sesuai dengan bentuk objek. 6. Filtering dan Meshing
Langkah  selanjutnya  adalah  dilakukan  proses filtering dan meshing untuk  membersihkan  objek dari  objek  lain  yang  tidak  diperlukan  dan membentuk model tiga dimensi.
7. Proses Texturing
Proses texturing dilakukan untuk memberikan kekon trasan  dan  detil  warna  pada  permukaan  model  tiga dimensi. Hal ini dilakukan dengan mengekstrak data RGB ( Red Green Blue ) yang direkam selama proses scanning obyek penelitian. 8. Uji validasi Setelah  melakukan  registrasi  dan  pemodelan, langkah selanjutnya adalah  validasi data  model TLS dengan  menggunakan Total  Station .  Validasi  ini menggunakan  beberapa  bagian  sisi  pada  bangunan untuk  diukur  jaraknya  menggunakan  dua  metode, yaitu  pengukuran  jarak  pada  komputer  dan  validasi jarak  menggunakan Total  Station .  Pengukuran  jarak pada  software  dilakukan  pada  kedua  model  hasil metode Traverse dan  metode Cloud  to  Cloud. Ilustrasi  ukuran  sisi  gedung  yang  digunakan  untuk validasi dapat dilihat pada Gambar 3.
9. Perhitungan Tingkat Ketelitian
Pada  tahap  ini  setiap  metode  akan  diuji  tingkat ketelitiannya  dengan  menggunakan  data  validasi jarak  dengan  menggunakan  rumus  1  (Soeta’at, 1994).
RMSE = ......................(1)
Keterangan: RMS : Root Mean Square Error R : Nilai yang dianggap benar R1 : nilai rata-rata hasil ukuran N : banyak ukuran yang digunakan
Gambar 2. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3. Profil Samping Gedung  Prof. H. Soedarto, SH.
Keterangan :
T1   : Ukuran jarak pada sisi atap gedung T2  : Ukuran jarak pada sisi tembok gedung
4. Hasil dan Pembahasan
1.1. Hasil Pengukuran Kerangka Jaring Poligon
Koordinat  hasil  pengukuran  poligon  pada  Gedung Prof.  Sudarto  S.H  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.  Jaring poligon  pada  daerah  penelitian  Gedung  Prof.  Sudarto S.H  menggunakan  13  titik  kerangka  poligon  dengan nilai  ketelitian  jarak  linear  sebesar  1  :  6246,6  m memenuhi  kategori  ketelitian  Orde-4  jaring  kerangka poligon.
Tabel 1. Koordinat poligon Gedung Prof.H.Soedarto SH.
No Nama Timur (m) Utara (m) 1 101 438170,988 9220411,138 2 102 438194,067 9220409,043 3 103 438211,634 9220410,982 4 104 438235,418 9220406,240 5 105 438238,859 9220385,728 6 106 438239,901 9220318,196 7 107 438213,634 9220304,854 8 108 438193,246 9220327,410 9 109 438157,382 9220336,732 10 110 438142,469 9220340,583 11 111 438141,752 9220372,450 12 112 438145,883 9220387,019 13 113 438152,570 9220414,861

## 1.2. Hasil dan Analisis Registrasi Data
Setelah  melakukan  penyiaman  menggunakan  alat terrestrial  laser  scanner dan  setelah  dilakukan  proses registrasi point  cloud maka  terbentuklah  model  tiga dimensi point cloud sesuai dengan keadaan di lapangan. Gambaran hasil registrasi point cloud dapat dilihat pada Gambar 5. Nilai RMS yang didapat pada registrasi Traverse ini  adalah  sebesar  ±0,088  m.  Selanjutnya  adalah  proses filtering point cloud dengan cara menghapus objek yang tidak  termasuk  pada  objek  penelitian. . Hasil  proses filtering pada  model  3D  teregistrasi  dapat  dilihat  pada Gambar 6.
Setelah  proses filtering selesai  dilakukan,  maka tahap  selanjutnya  adalah  proses meshing untuk membentuk  model  tiga  dimensi  dalam  bentuk  TIN ( Triangulated  Irregular  Network ).  Hasil  dari  proses meshing dapat dilihat pada Gambar 7 dan 8.
2. Hasil Uji Validasi Jarak
Bangunan
Menggunakan Total Station
Uji  validasi  terhadap  jarak  sisi  bangunan  dengan sisi  model  tiga  dimensi  dilakukan  pada  42  titik  uji dengan  nilai  rata-rata  sebesar  0,004  meter  dengan  nilai RMSE  sebesar  ±0,00611  meter  untuk  tingkat  kesalahan relatifnya.
Gambar 5. Hasil registrasi point cloud Gedung Prof. H. Soedarto SH.
Gambar 6. Model Gedung Prof. Sudarto S.H setelah proses filtering point cloud
Gambar 7. Hasil meshing model Gedung Prof. Sudarto S.H
doi: 10.14710/teknik.v39n2.17883               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 8. Hasil texturing dari model mesh Gedung Prof. Sudarto S.H dengan warna RGB
Untuk  metode Traverse yang  digunakan  pada pemodelan  ini  tingkat  kesalahan  yang  didapat  bisa disebabkan oleh beberapa faktor: (1) tidak sempurnanya proses centering alat  TLS  pada  saat  melakukan pengukuran Traverse;  (2)  k esalahan  pengukuran  pada tinggi  alat  TLS  dan  tinggi  prisma backsight;  (3) kesalahan  pada  saat  melakukan  pengukuran backsight; serta (5)  di  Gedung  Prof.  Sudarto  S.H  terdapat  banyak sekali  pepohonan  dan  objek  lainnya  yang  menghalangi jalannya  sinar  laser  sehingga  menimbulkan  begitu banyak noise pada hasil pengukuran point cloud.

## 4. Kesimpulan
Hasil  analisis  pengolahan  data point  cloud menunjukkan  bahwa  alat Terrestrial  Laser  Scanner dengan  metode Traverse dapat  digunakan  untuk menghasilkan model tiga dimensi Gedung Prof. Sudarto, S.  H.  Nilai  rata-rata  validasi  yang  diperoleh  adalah sebesar  0,004  meter  dengan  besaran  ketelitian  model RMSE sebesar ±0,00611 meter.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  asisten dosen laboratorium Fotogrametri dan Penginderaan Jauh atas  dukungan  pengolahan  data  serta  kepada  saudara Alvatara  Partogi  Hutagalung  atas  dukungan  survei peralatan Terrestrial Laser Scanner (TLS). Serta kepada PT.  ASABA  INDONESIA  atas  peminjaman  peralatan dan  Fakultas  Teknik  Universitas  Diponegoro  atas perijinan penelitian gedung Prof. H. Soedarto SH.

## Daftar Pustaka
Atkinson,  K.  B.  (1996). Close  range  photogrammetry and machine vision . Caithness: Whittles Publ.
Prasetyo  Y.,  Bashit  N.,  Silaen  B.  (2018)  Aplikasi Fotogrametri  Rentang  Dekat  Dalam  Pemodelan Tiga  Dimensi  Sebagai  Sarana  Konservasi  Objek Kebudayaan (Studi Kasus : Patung Sapi  Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro). Yogyakarta:
Prosiding Seminar Nasional Geografi II . Quintero,  M.  S.,  Genechten,  B.  V.,  Bruyne,  M.  D., Ronald,  P.,  Hankar,  M.,  &  Barnes,  S.,  (2008). Theory  and  practice  on  Terrestrial  Laser Scanning . Project (3DriskMapping). Soeta’at.  (1994). Fotogrametri  Analitik .  Yogyakarta: Jurusan  Teknik  Geodesi.  Fakultas  Teknik Universitas Gadjah Mada.Yogyakarta.
TOPCON.  (2013). Topcon  GLS-2000  User  Manual Book.
Wolf, P. R., Dewitt, B. A., dan Wilkinson, B. E. (2014),
Elements  of    Photogrammetry  with  applications in  GIS. 4th.  Ed.  New  York:  McGraw-Hill Education.
Wu,  C.  (2013),  Towards  Linear-Time  Incremental Structure  from  Motion.  Seattle  :  IEEE. 2013 International Conference on 3D Vision , 127–134.