## Sistem Kerja Sensor Laser pada LIDAR

## I Wayan Krisna Eka Putra
Jurusan Pendidikan Geografi, FHIS, UNDIKSHA e-mail: krisna.ekaputra@yahoo.com

## Abstrak
Sistem  LIDAR  merupakan  perpaduan  antara  LRF  ( Laser  Range  Finder ), POS  ( Positioning  and  Orientation  System )  yang  diintegrasikan  dengan DGPS  ( Differential  Global  Positioning  System ),  IMU  ( Inertial  Measurement Unit )  dan Control  Unit .  Prinsip  kerja  sistem  LIDAR  secara  umum  adalah sensor  memancarkan  sinar  laser  ke  target  di  permukaan  bumi,  kemudian sinar  laser  tersebut  dipantulkan  kembali  ke  sensor.  Berkas  sinar  yang kembali  kemudian  dianalisis  untuk  mengetahui  jarak  dari  sensor  ke  posisi objek  dan  menghasilkan  posisi  3  dimensi  melalui  data  posisi  dan  orientasi dari  sensor.  Prinsip  kerja  sensor  laser  untuk  pengukuran  jarak  sensor terhadap  permukaan  tanah  menggunakan  prinsip  beda  waktu  atau  dengan menghitung  jarak  berdasarkan  informasi  selang  waktu  yang  dibutuhkan sinar  laser  menempuh  perjalanan  dari  pemancar,  hingga  kembali  ke receiver .  Pada  saat  proses  scanning  sensor  laser,  diawali  dari transmitter menembakkan laser, kemudian diarahkan oleh cermin yang bergerak sesuai dengan  spesifikasi  sudut  yang  ditentukan.  Perpaduan  kerja  dari  komponen sensor  laser  bisa  memberikan  data  untuk  mengetahui  jarak  dari  sensor  ke objek.
Kata kunci : LIDAR, Sensor Laser, Posisi 3 Dimensi

## Abstract
LIDAR  system  is  a  combination  of  LRF  (Laser  Range  Finder),  POS (Positioning  and  Orientation  System)  integrated  with  DGPS  (Differential Global  Positioning  System),  IMU  (Inertial  Measurement  Unit)  and  Control Unit. The working principle of LIDAR systems in general is the sensor emits a laser beam to a target on the surface of the earth, then the laser beam is reflected back to the sensor. Returning beam is then analyzed to determine the  distance  from  the  sensor  to  the  object's  position  and  generate  3- dimensional position through the data position and orientation of the sensor. The  working  principle  of  laser  sensors  for  distance measurement  sensor  to the  surface  of  the  soil  using  a  different  principle  or  by  calculating  the distance  based  interval  information  required  laser  light  to  travel  from  the transmitter, up to the receiver. At the time of laser sensors scanning process, starting from firing the laser transmitter, then directed by mirrors that move in accordance with the specifications corner were determined. The combination of  the  work  of  the  components  of  the  laser  sensor  will  provide  data  to determine the distance from the sensor to the object.
Keywords: LIDAR, Laser Sensor, Position 3 Dimensions

## PENDAHULIAN
Sistem penginderaan jauh ialah  serangkaian  komponen  yang diguna-kan  untuk  penginderaaan jauh. Rangkaian komponennya berupa  tenaga,  objek,  sensor,  data, dan  pengguna data (Sutanto, 1992). Salah satu komponen terpenting dari
sistem  penginderaan  jauh  adalah sensor.  Tenaga  yang  datang  dari objek  di  permukaan  bumi  diterima dan dire-kam oleh sensor. Kemampuan sensor untuk menyajikan  gambaran  objek  terkecil ini disebut resolusi spasial. Semakin kecil  objek yang dapat direkam oleh
sensor  menandakan  semakin  baik kualitas  sensor  terse-but.  Lebih  dari itu  sensor  yang  terpasang  pada wahana  pesawat  ataupun  satelit akan  menghasilkan  data  akuisisi yang  mengandung  bias  apabila pergerakan wahana tidak diperhitungkan. Hal ini karena selama  misi  penerbangan,  pesawat udara  senantiasa  berotasi  pada  tiga sumbunya,  yaitu pitch , roll ,  dan heading .
Pitch adalah  gerakan  rotasi sumbu (y) wahana terbang terhadap
sumbu  (Y)  sistem  referensi  terbang. Roll merupakan  pergerakan  rotasi sumbu (x) wahana terbang terhadap sumbu  (X)  pada  sistem  referensi terbang. Heading merupakan  sudut antara  sumbu  (z)  wahana  terbang terhadap  arah  utara.  Pergerakan wahana  pada  salah  satu  sumbu akan  menyebabkan  sumbu  yang lainnya tidak berimpit dengan sumbu referensi.  Agar  lebih  memperjelas mengenai pergerakan wahana terbang,  disajikan  melalui  gambar berikut.
Gambar 1. Visualisasi Tipe Pergerakan Wahana Terbang
(Nawangsidi, 2009)
Apabila  dicermati,  walaupun sistem  penginderaan  jauh  bekerja secara bersama-sama untuk menghasilkan  suatu  pengukuran, tetapi  proses  akuisisi  data  antara komponen  sistem  tidak  bekerja secara  simultan  pada  waktu  yang bersamaan. Hal ini akan berimplikasi pada  hasil  yang  diperoleh  karena sistem  yang  bekerja  tidak  berada pada  satu  sumbu  pengamatan.
Sebagai  suatu  contoh  pada  akuisisi data dengan menggunakan
teknologi  LIDAR.  Proses  akuisisi
data pada LIDAR memiliki komponen  sistem  yang  kompleks dan bekerjanya tidak secara simultan  serta  dipengaruhi  oleh berbagai  bias.  LIDAR  merupakan perpaduan antara LRF ( Laser Range Finder ), POS ( Positioning and Rientation System ) yang mengintegrasikan DGPS ( Differential
Global  Positioning  System ),  IMU ( Inertial  Measurement  Unit )  dan Control  Unit. Representasi  metode penginderaan  jauh  dengan  LIDAR disajikan melalui gambar berikut.
Gambar 2. Representasi Akuisisi Data Teknologi LIDAR (Anonim, 2012)
Memperhatikan  gambar  terse- but,  dapat  dijelaskan  bahwa  antara GPS,  IMU  dan  sensor  laser  tidak merekam  data  pada  waktu  yang bersamaan.  Sensor  laser  yang  me- nempel  pada  pesawat  senantiasa akan  mengalami  perubahan  posisi pengaruh  dari  pergerakan  pesawat. Agar  hasil akuisisi  data  yang diperoleh  bebas  dari  kesalahan, maka  perlu  dilakukan  suatu  proses inte-grasi komponen dari sistem tek- nologi LIDAR. Integrasi dalam hal ini dimaksudkan  sebagai  upaya  untuk memadukan  dan  menghitung  posisi unit  perekam  pengukur  jarak,  sudut cermin  penyiam,  posisi  GPS  dan informasi IMU pada saat dilakukannya  proses  akuisisi  data. Proses  integrasi  sistem  merupakan sesuatu  yang  perlu  menjadi  kajian dalam  penelitian.  Sebagai  bagian dari  tinjauan  mengenai  integrasi sistem teknologi LIDAR, maka melalui tulisan ini akan dicoba untuk disajikan mengenai sistem kerja dari komponen  teknologi  LIDAR.  Hal-hal yang  akan  dibahas difokuskan pada kajian mengenai sensor laser.
Melalui  pemaparan  isi  tulisan  ini, diharapkan  bisa  memberikan  suatu peran  sebagai  informasi  awal  untuk kegiatan  integrasi  sistem  penginde- raan  jauh  khususnya  teknologi  LI- DAR.

## METODE
Metode  penulisan  uang  digunakan dalam  penulisan  karya  ini  yakni metode kepustakaan. Data dikumpul-kan  dari  buku,  artikel,  dan
rujukan  yang  relevan.  Data  tersebut dikum-pulkan sebagai
bahan analisis.  Data  dianalisis  secara deskriftif kualitatif.

## PEMBAHASAN Sistem LIDAR / Airborne Laser
Scanning
Sistem  LIDAR  merupakan perpaduan antara LRF ( Laser Range Finder ), POS ( Positioning and
Orientation  System )  yang  diintegra- sikan  dengan  DGPS  ( Differential Global  Positioning  System ),  IMU ( Inertial  Measurement  Unit )  dan Control  Unit .  Prinsip  kerja  sistem LIDAR  secara  umum  adalah  sensor memancarkan  sinar  laser  ke  target di  permukaan  bumi,  kemudian  sinar laser  tersebut  dipantulkan  kembali ke  sensor.  Berkas  sinar  yang kembali  kemudian  dianalisis  untuk menge-tahui  jarak  dari  sensor  ke posisi  objek  dan  menghasilkan posisi  3  dimensi  melalui  data  posisi dan  orientasi  dari  sensor  (Lohani, 1996 dan Istarno, 2011).
Pernyataan yang serupa juga menjelaskan, bahwa LIDAR merupa- kan suatu metode pemetaan dengan teknologi  baru  yang  menggunakan sensor  laser  pada  pesawat  udara. Teknologi  baru  mempunyai  makna bahwa  sensor  lasernya  diletakkan pada  wahana  yang  bergerak.  Sebe- lumnya laser digunakan untuk
pengukuran dengan objek dan sensor  yang  diam.  Pada  saat akuisisi data, sensor laser memancarkan sinar laser dari wahana terbang ke arah permukaan
bumi dengan sudut pancaran tertentu.  Apabila  posisi  wahana terbang  dapat  diketahui  dengan GPS  dan  INS,  serta  jarak  antara wahana  terbang dengan  permukaan bumi diketahui dengan sensor LIDAR,  maka  titik-titik  di  permukaan bumi akan dapat dike-tahui posisinya  (Pfeifer  &  Christian,  2007 dan Sutanta, tt). Proses  akuisisi  data  LIDAR dengan perolehan hasil yang terbebas dari berbagai bias kesalahan dipandang sebagai sesuatu  yang  harus  melakukan berbagai  tahapan  koreksi.  Perlu menjadi  penekanan  bahwa  antara komponen pada  sistem  LIDAR  tidak beroperasi  secara  simultan  pada
waktu  yang  bersamaan.  Sehingga hasil  akuisisi  data  yang  diperoleh akan  mengan-dung  berbagai  bias akibat terjadinya pergerakan wahana terbang  dan  per-bedaan  waktu akuisisi data. Bias yang terjadi dapat berupa perbedaan spasial dan temporal dari masing-masing komponen  sistem  LIDAR.  Lebih jelasnya disajikan sebagai berikut. a.  Deviasi spasial Deviasi spasial adalah perbedaan posisi antara lokasi  antena  GPS  dengan lokasi  laser scanner pada wahana  terbang.  Sebagai ilustrasinya  disajikan  melalui gambar berikut.
Gambar 3. Deviasi spasial antara antenna GPS dengan sensor laser
(Nawangsidi, 2009)
b.  Deviasi temporal
Dasar  pertimbangan  adanya deviasi temporal karena kom- ponen-komponen  pada  LI- DAR  yaitu  GPS,  INS,  dan sensor  laser  melakukan  pe- ngukuran  tidak  secara simul- tan  pada  waktu  yang  bersa-
maan.  Selisih  waktu  antara ketiga  alat  tersebut  ketika melakukan  pengukuran  di- nyatakan sebagai deviasi tem-poral.  Sebagai  ilustrasi me-ngenai  deviasi  temporal disa-jikan  melalui  gambar berikut.
Gambar 4. Deviasi temporal antara GPS, INS, dan sensor laser
(Nawangsidi, 2009)
Upaya  yang  dapat  dilakukan untuk  memberikan  koreksi  terhadap bias  pada  akuisisi  data  LIDAR dilakukan  dengan  cara  integrasi komponen  sistem  LIDAR.    Integrasi menurut  KBBI  mempunyai  makna suatu  gabungan  untuk  menjadi kesatuan  yang  utuh  dan  bulat. Penerapan  integrasi  tentunya  akan melibatkan lebih dari satu komponen pada  suatu  sistem.  Sama  halnya dengan  makna  dari  integrasi,  pada sistem  penginderaan  jauh  teknologi LIDAR juga terdapat integrasi antara komponen  sistem  LIDAR.  Kompo- nen  yang  dimaksud  adalah  sebagai berikut.
- GPS. GPS ( Global Positioning System )  merupakan  sistem radio navigasi dan penentuan posisi  menggunakan  satelit. GPS  didesain  untuk  mem- berikan posisi dan kecepatan tiga  dimensi  yang  teliti,  dan juga  informasi  mengenai  wa- ktu secara kontinu di seluruh dunia. Metode penentuan po- sisi dengan GPS pada proses akuisisi dengan LIDAR menggunakan metode difer-rensial kinematik dengan menggunakan data fase. Penggunaan metode diferen- sial  akan  memberikan  hasil pengamatan yang lebih teliti.
- IMU
Untuk mendapatkan hasil pe- ngukuran  yang  optimal  de- ngan tingkat kesalahan semi- nimum  mungkin,  maka  pada wahana udara dilengkapi alat untuk  merekam  posisi  pesa- wat  saat  melakukan  akuisi data.  Alat  yang  digunakan adalah  IMU.  IMU  ( Inertial Measurement Unit ) akan me- monitor akselerasi  dan  rotasi pesawat.
- Sensor laser Sensor  laser  merupakan alat yang  digunakan  untuk  mela- kukan  pengukuran  jarak  an- tara  sensor  terhadap  permu- kaan tanah dengan yang me- nggunakan prinsip beda wak- tu  dan  ada  yang  mengguna- kan prinsip beda fase Tanpa  terlepas  dari  pemak- naan  mengenai  integrasi,  sebagai informasi  awal  mengenai  integrasi LIDAR  merupakan  suatu  pertim- bangan penting mengenai bagaimana  komponen  dari  sistem LIDAR ter-sebut bekerja.  Salah satu komponen LIDAR yang akan menjadi pene-kanan dalam pembahasan  ini  yaitu  mengenai sensor lasernya. Agar lebih mengarahkan pembahasan mengenai prinsip kerja sensor laser, perlu merujuk pada karakteristik dari sistem  teknologi  LIDAR.  Karakteris-
tik  dari  sistem  teknologi  LIDAR secara  umum  disajikan  sebagai
berikut.

## Tabel 1. Karakteristik Teknologi LIDAR
Sumber: Fowler, 2001 (dalam Nawangsidi, 2009).
Berdasarkan  Tabel  1,  dapat dijelasakan  bahwa  untuk  sensor laser pada LIDAR sudah mempunyai spesifikasi tertentu yang bisa digunakan  acuan  dalam  proses akuisisi data. Kenyataan di lapangan pada  saat  akuisisi  data  acuan seperti  yang  tersaji  pada  tabel tidaklah  bersifat  mutlak.  Hal  ini karena  spesifikasi final yang  akan diguna-kan  tergantung  pada  proses peren-canaan  terbang  yang  dibuat. Khusus  untuk  sensor  laser  akan sangat  di-perhatikan  dari  segi  sudut perekaman  ( scan angle ),  karena sudut perekam-an akan berpengaruh  pada  kerapatan  titik objek yang akan dipetakan.
Prinsip  Kerja  Sensor  Laser  Seba- gai  Bagian  Integrasi  Komponen Sistem LIDAR
Teknologi laser scanning mempunyai perbedaan prinsip pengukuran dan mekanisme akuisisi datanya  dengan  teknologi  yang selama  ini  memanfaatkan  tenaga matahari.  Pada  proses  akuisisi  data dengan menggunakan teknologi LIDAR,  untuk  laser scanning harus didasarkan
pada perencanaan
model matematika yang teliti, dengan  tujuan  agar  bisa  memenuhi persya-ratan presisi tinggi. Sedangkan  untuk  laser scanning terestrial kalibrasi yang teliti diperlukan  juga  untuk  meningkatkan kualitas  geometris  dari  hasil  proses akuisisi  data  (Pfeifer  &  Christian, 2007).
Diluncurkannya  satelit Glo- bal  Positioning  Sistem memungkin- kan  ditentukannya  posisi  suatu  wa- hana yang bergerak dengan ketelitian yang tinggi, dengan mengacu pada suatu sistem koordinat tertentu. Jika posisi sensor dapat  ditentukan  dengan  ketelitian yang  cukup  tinggi,  dan  juga  jarak dan sudut antara sensor dengan titik objek  di  permukaan  bumi,  maka posisi  objek  tersebut  dapat  juga ditentukan. Karakteristik menarik dari  sensor  laser  pada  teknologi LIDAR adalah dapat diaturnya frekuensi  pancaran  sinyal,  yang memungkinkan  diatur-nya  density titik  tiap  satuan  luas  tertentu. Kedudukan  komponen  sensor  laser pada sistem LIDAR disajikan melalui gambar berikut.
Spesifikasi Karakteristik Wavelength 1.064 µm Pulse Repetition Rate 5 – 33 kHz (50 kHz max) Pulse Energy 100 s µJ Pulse Width 10 ns Bea Divergence 0.25 – 2mrad Scan Angle (Full Angle) 40 o (75 o max) Scan Rate 25 – 40 Hz Scan Pattern Zig-zag, parallel, elliptical, sinusoidal GPS Frequency 1 – 2 times per second INS Frequency 50 (200 max) Operating Altitude 100 – 1000 m (6000 m max) Footprint 0.25 – 2 m (from 1000 m) Multiple Elevation Capture 1 – 5 Grid Spacing 0.5 – 2 m Vertical Error 15+ cm Horizontal Error 10 – 100 cm
Gambar 5. Kedudukan komponen sensor laser pada sistem LIDAR (Terra Imaging (dalam Sutanta, tt))
Merujuk  pada  Gambar  5, dapat  dijelaskan  bahwa  antara sensor  laser,  GPS  maupun  IMU mempunyai  peran  yang  berbeda. Sebagai  contoh  INS  memberikan data  mengenai  tipe  pergerakan pesawat  ( pitc , roll dan heading ), GPS  memberikan  posisi  koordinat wahana, dan sensor laser memberikan data jarak antara sensor  laser  dengan  objek  yang diukur.  Antara  sistem  sensor  laser dengan GPS dan INS perlu dilakuaknnnya integrasi berupa relasi  geometrik.  Hal  ini  dengan harapan  mereduksi  bias  akibat  dari pergerakan wahana terbang. Sensor laser merupakan bagian terpenting pada sistem LIDAR.  Hal  ini  karena  sensor  laser berfungsi  memancarkan  sinar  laser ke  objek  dan  merekam  kembali gelombang pantulannya setelah
mengenai objek. Sensor laser memancarkan  dua  gelombang  yang berbeda, gelombang hijau dan gelombang infra merah yang
memiliki fungsi yang berbeda.
Gelombang  hijau  berfungsi  sebagai gelombang penetrasi jika suatu sinar laser mengenai daerah perairan dan berfungsi  untuk  mengukur  data kedalaman.  Sedangkan,  sinar  infra merah  berfungsi  untuk  mengukur data topografi daratan atau permukaan bumi. Prinsip  kerja  sensor  laser pada LIDAR adalah dengan menghitung jarak berdasarkan informasi selang waktu yang
dibutuhkan  sinar  laser  menempuh perjalanan  dari  pemancar,  hingga kembali  ke  receiver.  Secara  umum prinsip  kerja  sensor  laser  adalah sebagai berikut.
Gambar 6. Prinsip kerja sensor laser
(Nawangsidi, 2009)
Laser Sensor System Geometrical Relations Sensor for absolute orientation determination Rotating or oscillating mirror Laser Sensor GPS INS Angle between the laser beam and the nadir Distance between the laser and the measured point (D) Coordinates of the GPS antenna in WGS84 ref system (X,Y,Z) Aircraft & laser sensor attitude Pitch angle Rol angle
Heading angle
Pada  kenyataannya  prinsip kerja dari sensor laser tidak semudah  seperti  yang  disajikan pada  Gambar  6.  Pada  komponen sensor  laser  terdapat  beberapa bagian  yaitu  :  sinar  laser, scanner , receiver dan cermin yang digunakan
untuk memantulkan sinyal dari pembangkit  laser  ke  permukaan tanah.  Sistem  kerja  cermin  pada sensor  laser  ini  dibedakan  menjadi dua  yaitu  cermin  putar  dan  cermin osilasi (Istarno, 2011 dan Nawangsidi, 2009). Pendapat yang lebih kompre-
hensip  dipaparkan  oleh  (Pfeifer  & Christian,  2007),  bahwa  prinsi  kerja sensor  laser  pada  LIDAR  dapat diilustrasikan sebagai berikut.
Gambar 6. Prinsip sensor laser pada LIDAR (Pfeifer & Christian, 2007)
Melalui  gambar  yang  disaji- kan  oleh  Pfeifer  &  Christian  (2007), dapat dijelaskan bahwa pada sensor laser  LIDAR  tidak  hanya  terdiri  dari scanner dan receiver .  Lebih  dari  itu pada  sensor  laser  juga  terdapat transmitter yang  dilengkapi  cermin untuk  memancarkan  pulsa  laser  ke objek. Pada saat pulsa laser
dipancarkan, counter akan merekam
waktu  mulai  dari  laser  dipancarkan sampai  diterima  kembali.  Waktu yang  terekam  akan  digunakan  data untuk melakukan proses hitungan ja- rak sensor ke objek. Lebih jelasnya, Hvidegaard (dalam Nawangsidi,
2009)  menyajikan  ilustrasi  prinsip kerja  sensor  laser  melalui  gambar berikut.
Gambar 7. Prinsip scanning sensor laser. (Hvidegaard (dalam Nawangsidi, 2009))
Keterangan gambar: 1. Transmitter 2. Sudut scanning 3. Cermin
Melalui  Gambar  7,  Hvide- gaard  (dalam  Nawangsidi,  2009) menjelaskan  bahwa  pada  proses scanning sensor  laser, tahapan  per- tama yaitu transmitter menembakkan laser, kemudian diarahkan oleh cermin yang bergerak  sesuai  dengan  spesifikasi sudut ( Scan Angle ) yang ditentukan.
Perpaduan  kerja  dari  komponen sensor laser sesuai gambar 5, 6 dan 7  akan bisa  memberikan data untuk mengetahui  jarak  dari  sensor  ke objek yang dipetakan. Lebih jelasnya,  Baltsavias  (dalam  Istarno, 2011), mengungkap-kan bahwa untuk pengukuran jarak  antara sensor  terhadap  permukaan  tanah menggunakan  prinsip  beda  waktu dan  ada  juga  yang  menggunakan prinsip beda fase. Untuk memperoleh  hasil  pengukuran  jarak dari  sensor  terhadap  permukaan tanah  dengan  prinsip  beda  waktu menggunakan rumus sebagai berikut. ; 2 t c R  
Dimana : R  =  jarak  antara  sensor  dan  objek yang diukur. c = kecepatan cahaya
t = waktu tempuh sinyal. Perlu  menjadi  penekanan bahwa proses pengukuran jarak dari sensor  ke  permukaan  bumi  meng- gunakan acuan waktu sinyal menem-puh  perjalanan  dari  sensor ke objek dan kembali lagi ke sensor. Dalam  hal  ini  waktu  tempuh  hanya digu-nakan  sekali  perjalanan  sinyal, se-hingga  waktu  tempuh  sinyal  dari dari  sensor  ke  objek  dan  kembali lagi ke sensor dibagi 2. Sensor laser akan memancar-kan  berkas  sinar  laser yang mempu-nyai kecepatan rambat
299.792,458  km/detik.  Dengan  jarak pengukuran  dari  sensor  laser  ke permukaan  tanah  yang  maksimal hanya  berjarak  6  km,  maka  satu berkas  sinar  laser  akan  menepuh
jarak  sekitar  12  km  mulai  dari transmitter  hingga  kembali  lagi  ke receiver.  Jarak  12  km  itu  dapat ditempuh dalam waktu 4 x 10 -5 detik. Sementara kemampuan sensor laser untuk  memancarkan  sinar  laser 5000  hingga  50.000  pancaran  per detik-nya, atau dapat menambahkan satu berkas sinar laser dalam 2 x 10 - 4 detik hingga 2 x 10 -5 detik.
Pada  proses  akuisisi  data dengan  sensor  laser  terdapat  sudut divergensi  yang  merupakan  sudut yang terbentuk antara 2 kali
pancaran  pulsa  sinar  laser  yang berurutan.  Sudut  ini  ditentukan  oleh panjang gelombang sinar laser yang digunakan  dan foot print size .
Frekuensi  pemancaran  pulsa  sinar laser  dan  frekuensi  penyiaman biasanya  dapat  diatur.  Frekuensi pemancaran pulsa menunjukkan seberapa  sering  pulsa  sinar  laser dipancarkan dari alat pembangkitnya tiap satu detik. Sedangkan frekuensi penyiaman  menunjukkan  seberapa banyak garis penyiaman yang dapat dilakukan  dalam  satu  detik.  Pada sistem  yang  ada  saat  ini  frekuensi pemancaran  pulsa  berkisar  dari  5 kHz sampai dengan 83 kHz, bahkan saat  ini  terdapat  sistem  yang mencapai  200  kHz.  Kedua  hal tersebut,  ditambah  dengan  faktor ketinggian terbang dari atas permukaan  tanah  akan  menentukan kerapatan  titik  tiap  satu  satuan  luas tertentu  (Istarno,  2011  dan  Hasil Wawancara PT Airborne, 2011) Di samping itu juga berdasarkan  hasil  wawancara  yang pernah dilakukan dengan PT Airborne,  bahwa  kerapatan  laser point  tergantung  kepada setting rit pulsa yang diberikan. Setelah
dilakukan  uji  coba  beberapa  kali ternyata  yang  paling  efektif  dan efisien  adalah  menggunakan rit pulsa sebesar  100  KHz  dan  tinggi terbang  kurang  lebih  1000  meter. Untuk setting  rit  pulsa 100  KHz inteval laser point pada data
diperoleh  jarak  40  cm  s/d  50  cm  di atas open area . Disisi lain mengenai prosentase  pantulan  LIDAR  yang diterima  sensor  setiap  pancaran LIDAR  yang  dilepaskan  oleh  alat dalam  satu  detik  akan  diterima kembali oleh sensor berkisar sebesar  60  %  untuk  areal  tidak berair seperti permukaan tanah baik unsur  berupa  vegetasi  seperti  areal hutan  maupun non vegetasi  seperti bangunan  daerah  perkotaan.  Jika LIDAR yang dipancarkan jatuh kepada permukaan air, maka pantulannya  0%,  karena  seluruhnya diserap  oleh  unsur  air.  Pantulan LIDAR  sebesar  40%  apabila  LIDAR
yang  tidak  diterima  oleh  sensor memantul  ke  segala  arah  dan
sebagian  lagi  memantul  sempurna tetapi tidak mengenai sensor, hal ini akibat  perbedaan  waktu  pantul  dan kecepatan  pergerakan  alat  sensor (kecepatan  pesawat).  Ilustrasinya dapat  merujuk  pada  gambar  6 (Pfeifer  &  Christian,  2007  dan Istarno, 2011).
Pada  saat scaning dengan teknologi  LIDAR  dan  pemotretan udara jalur terbang membentuk garis lurus  yang  disebut  sebagai Way Point , yang tersusun dari posisi titik- titik  yang  mempunyai  koordinat dengan  interval  waktu  tertentu.  Titik tersebut adalah posisi dimana kamera melakukan shooting . Secara umum  gambaran  mengenai  jalur terbang adalah sebagai berikut.
Gambar 7. Jalur terbang
(Analisis hasil wawancara PT Airborne, 2011) Mengenai panjang dan lebar open space yang serta overlap yang  digunakan  pada  perencanaan jalur terbang, sangat ditentukan oleh kecepatan pesawat dan karakteristik dari sensor yang digunakan.
Terlepas  dari  prinsip  kerja secara  umum  dari  sensor  LIDAR, Gaynor  (2007),  memaparkan  bahwa sensor  LIDAR  mempunyai  kemam- puan dalam hal pengukuran multiple return.  Multiple return ini  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 objek yang menutupi permukaan tanah. Pantulan pertama akan  mengukur  jarak  dari  objek pertama  yang  ditemui,  contohnya pohon.  Pantulan  terakhir  akan  me- ngukur  jarak  yang  terakhir,  contoh- nya  tanah.  Dengan  memperhatikan data  pertama  dan  terakhir  secara simultan, maka akan diperoleh tinggi pohon  dan  topografi  permukaan tanah. Multiple  return biasanya diaplikasikan  untuk  daerah-daerah yang  vegetasinya  sangat  padat. Sebagai ilustrasi dari prinsip multiple return disajikan pada gambar berikut.
Gambar 8. Konsep Multiple Return (Gaynor, 2007) Mengenai prinsip kerja sensor  laser  yang  dikaji  dari  proses penyiaman  ( scanning )  dibedakan menjadi 4 jenis penyiaman. Keempat jenis  penyiaman  tersebut  adalah  ;
(a) penyiaman putar dengan kecepatan  konstan,  (b)  penyiaman osilasi, (c) penyiaman nutasi, dan (d) penyiaman  elips.  Melalui  jenis-jenis penyiaman  sensor  laser,  berkas sinar  laser  ditembakkan  beruntun dan  diarahkan  sesuai  dengan  pola scan melalui  cermin  yang  dapat bergerak.  Cermin  berputar  untuk memantulkan sinar laser agar merambat sesuai dengan jalur
sapuan.  Saat  receiver  menerima pantulan  balik  sinar  laser,  sensor laser  akan  bisa  mengindentifikasi obyek yang memberikan pantulan.

## PENUTUP
Sebagai  kesimpulan  dalam tulisan  ini  dapat  dijelaskan  bahwa melalui  informasi  prinsip  kerja  dari komponen  sistem  teknologi  LIDAR akan bisa dijadikan sebagai informasi  awal  untuk  melakukan proses integrasi antar komponennya. Integrasi dimaksudkan  sebagai  upaya  untuk memadukan  dan  menghitung  posisi unit  perekam  pengukur  jarak,  sudut cermin  penyiam,  posisi  GPS  dan informasi IMU pada saat
dilakukannya  proses  akuisisi  data. Salah  satu  yang  dipaparkan  dalam tulisan  ini  bahwa  sensor  laser  pada LIDAR  memberikan  informasi  jarak dari  sensor  yang  terpasang  pada wahana  terbang  dengan  objek  yang dipetakan. Prinsip kerja sensor laser untuk  pengukuran  jarak  sensor terhadap permukaan tanah
menggunakan  prinsip  beda  waktu dan  ada  juga  yang  menggunakan prinsip  beda  fase.  Proses  scanning sensor laser, diawali dari transmitter menembakkan laser, kemudian diarahkan oleh cermin yang bergerak  sesuai  dengan  spesifikasi sudut ( Scan Angle ) yang ditentukan. Perpaduan  kerja  dari  komponen sensor  laser  akan  bisa  memberikan data  untuk  mengetahui  jarak  dari sensor ke objek yang dipetakan.
Melalui  keterbatasan  sarana baik  berupa  data  maupun software beserta  SDM  untuk  melakukan integrasi  komponen  dari  teknologi LIDAR, sehingga apa yang disajikan dalam tulisan ini tidak bisa merepresentasikan secara mendetail hubungan matematis antara integrasi  komponennya.  Sebagai suatu  hal  yang  bisa  disajikan hanyalah berupa  teori  yang  merujuk pada  beberapa  hasil  penelitian beserta pustaka mengenai bagaimana  prinsip  kerja  salah  satu
komponen  dari  LIDAR,  yaitu  sensor laser.  Sehingga  diharapkan  isi  dari kajian pustaka dalam tulisan ini bisa menjadi pedoman ataupun pertimbangan mengenai proses
integrasi  komponen  dari  teknologi
LIDAR.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim.  2011. LIDAR  Technology. Tersedia pada http://www.google.co.id/ imgres?imgurl=http://lidar.ihr c.fiu.edu/images/schem_MD _MAN04_2.jpg&imgrefurl=htt p://lidar.ihrc.fiu.edu/aboutlidar
.html&usg=__cWI- rzRadlQlPkcW46K FjvsNIQk=&h=546&w=659&s z=160&hl=id&start=15&zoom =1&tbnid=iIWeTsGZ-
kYsFM:&tbnh=14&tbnw=138 &ei=khZlUNKvIo2 zGrAfZkIH4Cg&prev= /images%3Fq%3Dairborne% 2Blaser%2Bscanning%26hl %3Did%26client%3Dfirefoxa %26sa%3DX%26rls%3Dorg. mozilla:enUS:official%26tbm %3Disch&itbs=1 . Diakses pada  Minggu  30  September 2012. Gaynor,  S.  2007. Lidar  Technology the Basics . Leica Geosystem.
Hasil wawancara dengan teknisi PT. Airborn.  Pada  Jumat,  30 Desember 2011.
Istarno.  2011. Pembentukan  Model Elevasi  Digital  Dari  Data LIDAR dan Interpretabilitasnya Untuk Obyek  Tutupan  Lahan  di daerah Koridor Nganjuk- Kertosono .  Disertasi  (tidak diterbitkan), Universitas Gadjah Mada : Yogyakarta. Karvak.  2007. Perencanaan  Jalur Sutet  dan  Analisa  Topografi Detail Menggunakan Teknologi Foto Udara, LIDAR, dan Batimetrik . Jakarta. Lohani,  B.  1996. Airborne  Altimetric LIDAR: Principle, Data Coleection,  Processing  and Applications .  Department  of Civil Engineering, India.
Nawangsidi,  Dipo.  2009. Airborne Altimetric  LIDAR  ;  Aplikasi dan  Permasalahan. Program Studi  Teknik  Geodesi  &
Geomatika Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian ITB. Pfeifer, Norbert dan Christian Briese. 2007. Laser Scanning- Principles  and  Applications. Institute  of  Photogrammetry and Remote Sensing, Vienna University of Technology. Sutanta, Heri. tt. Penggunaan Airborne Laser Scanning (ALS) untuk Pengadaan DTM
Berketelitian  Tinggi. Jurusan Teknik  Geodesi,  Fakultas Teknik,  Universitas  Gadjah
Mada : Yogyakarta. Sutanto.  1986. Penginderaan  Jauh. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta.