## JURNAL SAINS INFORMASI GEOGRAFI    [J SIG]
https://journal.umgo.ac.id/index.php/GEOUMGo/index
Volume 4 Nomor 1, Mei 2021                                                                                           ISSN 2614-1671

## PENGOLAHAN FOTO UDARA DRONE MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK Pix4DMAPPER
Drone Aerial Photograph Processing Using Pix4D Mapper Software
Arthur Gani Koto 1
1 Geografi, Universitas Muhammadiyah Gorontalo, Indonesia Email Korespondensi: arthur@umgo.ac.id
Diterima: 3/1/2021 | Ditinjau: 15/2/2021 | Disetujui: 30/5/2021

## DOI: 10.31314/j sig.v4i1.738
Abstract  -  A  recording  project  using  a  drone  where  one  of  the  results  is  in  the  form  of  aerial photographs, it is necessary to carry out further processing, namely a mosaic to obtain the final result in the form of an orthomosaic. It is intended that it can be analyzed for various interests, especially in the field of earth. This study aims to show how to process drone aerial photos into orthomosaic using a desktop  PC  that  has  Pix4Dmapper  software  installed.  The  data  used  is  an  aerial  photo  of  the  PRPM area  "tracking  mangrove  in  love"  totaling  112  images  recorded  by  the  DJI  Phantom  4  drone.  The processing  process  used  a PC  desktop  with  specifications  :  AMD FX  8300  CPU,  16  GB  DDR3  RAM, GPU: AMD Radeon (TM) R9 200 Series 2 GB, HDD: 1 TB 5400 rpm, and Windows 10 Enterprise 64- bit operating system. The method used is processing drone aerial photos into orthomosaic and DSM on the  Pix4Dmapper  software  using  a  PC  Desktop.  During  aerial  photo  processing,  temperature observations  (CPU,  RAM,  GPU,  HDD,  Motherboard)  are  also  carried  out  using  the  CPUID HWMonitor application and observing  hardware  workloads (CPU, RAM, GPU, HDD) using  the Task Manager  application.  Initial  processing  and  DSM,  Orthomosaic,  and  Index  are  performed  by  default setting. Point Cloud and Mesh settings for image scale: slow and point density: high, otherwise they are the default. The results  showed that the need for processing  drone aerial photos into orthomosaic and DSM can be done with the desktop PC specifications mentioned above. The total time required during the processing process is 5 hours 18 minutes 28 seconds.
Keywords: aerial photograph, drone, orthomosaic, pix4d mapper
Abstrak –  Kegiatan  perekaman  menggunakan  drone  yang  salah  satu  hasilnya  berupa  foto  udara  perlu dilakukan  pengolahan  lebih  lanjut  yaitu  mosaik  agar  diperoleh  hasil  akhir  berupa  orthomosaic.  Hal  ini bertujuan agar dapat dianalisis untuk berbagai kepentingan khususnya dibidang kebumian. Penelitian ini bertujuan  untuk  menunjukkan  bagaimana  pengolahan  foto  udara  drone  menjadi  orthomosaic menggunakan PC Desktop yang telah terinstall perangkat lunak Pix4Dmapper. Data yang yang digunakan yaitu foto udara kawasan PRPM “tracking mangrove in love” berjumlah 112 image yang direkam drone DJI Phantom 4. Proses pengolahan menggunakan PC desktop dengan spesifikasi CPU AMD FX 8300, 16 GB  RAM  DDR3,  GPU:  AMD  Radeon  (TM)  R9  200  Series  2  GB,  HDD:  1  TB  5400  rpm,  dan  sistem operasi  Windows  10  Enterprise  64-bit.  Metode  yang  digunakan  yaitu  pengolahan  foto  udara  drone menjadi  orthomosaic  dan  DSM  pada  perangkat  lunak  Pix4Dmapper  menggunakan  PC  Desktop.  Selama pengolahan  foto  udara  berlangsung,  dilakukan  pula  pengamatan  suhu  (CPU,  RAM,  GPU,  HDD, Motherboard) menggunakan aplikasi  CPUID HWMonitor dan pengamatan beban kerja  perangkat keras (CPU, RAM, GPU, HDD) menggunakan aplikasi Task Manager. Pengaturan Initial processing dan DSM, Orthomosaic, and Index dilakukan secara default. Pengaturan Point Cloud and Mesh untuk image scale : slow  dan  point  density  :  high,  selain  itu  default. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  kebutuhan  untuk pengolahan  foto  udara  drone  menjadi  orthomosaic  dan  DSM  dapat  dilakukan  dengan  spesifikasi  PC Desktop tersebut diatas. Total waktu yang dibutuhkan selama proses pengolahan yaitu 5 jam 18 menit 28 detik.
Kata kunci: foto udara, drone, ortomosaic, pix4d mapper

## PENDAHULUAN
Istilah Unmanned Aerial System (UAS) dikenal dalam berbagai nama, seperti Unmanned Aerial  Vehicle (UAV), aerial  robot atau  lebih  mudahnya drone ,  dimana  UAV  dan drone merupakan istilah yang paling populer digunakan (Colomina & Molina, 2014). Drone didesain untuk dapat  terbang dan dikendalikan  menggunakan  alat remote  control untuk  terbang dengan ketinggian  dan  dalam  jangkauan  tertentu. Drone untuk  kepentingan  pemetaan  dipasangi kamera/sensor  untuk  dapat  merekam  obyek  permukaan  bumi  dengan  ketinggian  yang  telah ditentukan dengan syarat mengikuti regulasi pemerintah. Beberapa drone juga telah ditanamkan GPS yang berfungsi untuk penentuan posisi berbasis georeferensi sehingga dapat dengan mudah diketahui obyek yang direkam berdasarkan posisinya di permukaan bumi.
Teknologi  pemrosesan  foto  udara drone menjadi orthomosaic membutuhkan  perangkat lunak yang  mampu  mengatasi  masalah  tersebut  (Hamur  et  al., 2019). Saat  ini  perangkat  lunak Structure-from-Motion (SfM) yang populer untuk mengolah data 3D dan point cloud generation yaitu Smart3DCapture , Agisoft Metashape dan Pix4DMapper (Oda et al., 2015). Selain itu ada juga perangkat lunak lain seperti : APS Menci ( Menci , 2021), CloudCompare ( CloudCompare , 2021), COLMAP ( COLMAP , 2021), 3DF Zephyr Free ( 3DF Zephyr Free , 2021) dan Meshroom ( Meshroom ,  2021). Agisoft  Metashape dan Pix4DMapper merupakan  perangkat  lunak  yang populer digunakan untuk mengolah foto udara/fotogrametri (Barbasiewicz et al., 2018). Beberapa  peneliti  telah  menggunakan  perangkat  lunak Pix4Dmapper untuk  mengolah foto  udara drone .  Analisis  uji  akurasi  perangkat  lunak Pix4Dmapper untuk  pengolahan  foto udara/fotogrametri  yang  dilakukan  oleh  Barbasiewicz  et  al  (2018)  menghasilkan  akurasi  sudut dan pergeseran sekitar 95%. Sedangkan Vallet et al (2012) mengolah foto udara yang dihasilkan dari  UAV ultra  ringan  ( ultra  light  UAV ) yang  dipasang  kamera  12  Mpix  untuk  menguji DTM dan orthoimage yang  disajikan  dalam  kulalitas  dan  akurasi  geometris.  Menurut  Yanagi  & Chikatsu  (2016),  perangkat  lunak Pix4Dmapper dapat  memperoleh  keakuratan  praktis  pada tingkat  sub-piksel  dan  dapat  digunakan  dalam  kasus  dimana  ketinggian  terbang  tertentu dipertahankan,  seperti  pada  penerbangan  otomatis,  dan  ada  rasio  tumpang  tindih  yang  besar (lebih dari 93%).

## METODE DAN DATA
Penelitian  ini  menggunakan  data  foto  udara  kawasan  PRPM  “Tracking  Mangrove  in Love” yang direkam pada Tanggal 1 November 2019 (Koto et al., 2020). Topografi penelitian berada  pada  wilayah  dataran  tepatnya  di  hutan  mangrove  Desa  Langge,  Kecamatan  Anggrek, Kabupaten  Gorontalo  Utara.  Foto  udara  berjumlah  112 image yang  direkam  menggunakan drone DJI Phantom 4 dimana jarak perekaman dari atas tanah yaitu 50 m. Alat yang digunakan dalam penelitian ini terbagi atas dua yaitu perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras berupa PC desktop dengan spesifikasi : CPU: AMD FX(tm)-8300 Eight-Core Processor, RAM: 16  GB,  GPU:  AMD  Radeon  (TM)  R9  200  Series  2  GB,  HDD:  1  TB  5400  rpm,  Operating System Windows 10 Enterprise x64-bit. Heatsink fan processor bawaan prosesor AMD diganti menjadi  model tower merk Deep  Cool ,  hal  ini  bertujuan  agar  pembuangan  panas  tersalurkan lebih  cepat  sehingga  prosesor  tidak  mengalami overheat dan  akan  mengakibatkan  komputer restart . Perangkat lunak yang digunakan pada smartphone yaitu Pix4DCapture dan pengolahan foto udara dikomputer menggunakan Pix4Dmapper.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Foto  udara drone yang  direkam  menggunakan  drone  DJI  Phantom  4  menghasilkan informasi sebagaimana disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Informasi perekaman drone dari aplikasi Pix4DCapture di smartphone (Sumber : (Koto et al., 2020))
Terdapat beberapa aplikasi di smartphone berbasis android yang dapat digunakan untuk merekam  permukaan  bumi  secara autopilot untuk  kepentingan  pemetaan.  Diantaranya  yang populer  dipakai  yakni Pix4DCapture , drone  deploy , litchi ,  dan Mission  Planner .  Aplikasi Pix4DCapture pada smartphone  android hanya  mendukung drone merk  dan  tipe  tertentu  saja sehingga  ketika  akan  melakukan  perekaman  untuk  pemetaan  sebaiknya  memperhatikan  merk dan  tipe drone yang  dimiliki.  Daftar  merk drone yang support pada  aplikasi Pix4DCapture selengkapnya disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Daftar drone yang support pada aplikasi Pix4DCapture (Sumber : ( Pix4DCapture , 2021)
Pengolahan foto udara pada perangkat lunak Pix4Dmapper terbagi atas tiga proses utama yakni Initial processing , point cloud and mesh , dan DSM, orthomosaic and index sebagaimana terlihat pada Gambar 2.
Merk Type Support OS Merk Type Support OS
DJI DJI Phantom 4 Pro V2
Android dan iOS DJI DJI Matrice 100 Android dan iOS DJI Phantom 4 Pro Android dan iOS DJI Matrice 200 Android dan iOS DJI Phantom 4 Android dan iOS DJI Matrice 210 Android dan iOS DJI Phantom 3 Pro Android dan iOS DJI Matrice 210 RTK Android dan iOS DJI Phantom 3 Adv Android dan iOS DJI Matrice 600 iOS DJI Phantom 3 Standard Android dan iOS Parrot Parrot Bebop 2 Android dan iOS DJI Spark Android dan iOS Parrot Anafi Android dan iOS DJI Mavic 2 Pro Android dan iOS Parrot Anafi Thermal Android dan iOS DJI Mavic Air Android dan iOS Parrot Disco Pro AG iOS DJI Mavic Pro Android dan iOS Parrot Bluegrass Android dan iOS DJI Inspire 2 Android dan iOS Yuneec Yuneec H520 - DJI Inspire 1 Android dan iOS
Gambar 2. Alur pengolahan foto udara drone menjadi orthomosaic dan DSM (Sumber : ( Pix4Dmapper , 2021))
Untuk  mengoperasikan  perangkat  lunak Pix4Dmapper sebaiknya  memperhatikan spesifkasi  komputer  yang  digunakan  untuk  pengolahan  data  foto  udara drone .  Spesifikasi minimum  komputer  untuk  mengoperasikan Pix4Dmapper yaitu  ( Pix4Dmapper  4.1  User Manual , 2017) :
- Windows 7, 8, 10, Server 2008, Server 2012, 64 bits (PC or Mac computers using Boot Camp)
- Any CPU (Intel i5/ i7/ Xeon recommended)
- Any GPU that is compatible with OpenGL 3.2. (integrated graphic cards Intel HD 4000 or above)
- Small projects (under 100 images at 14 MP): 4 GB RAM, 10 GB HDD Free Space - Medium projects (between 100 and 500 images at 14 MP): 8 GB RAM, 20 GB  HDD Free Space
- Large projects (between 500 and 2000 images at 14 MP): 16 GB RAM, 40 GB HDD Free Space
- Very Large projects (over 2000 images at 14 MP): 16 GB RAM, 80 GB HDD Free Space. Sedangkan spesifikasi komputer yang direkomendasikan yaitu :
- Windows 8, 10 64 bits
- CPU quad-core or hexa-core Intel i7/Xeon
- GeForce GPU compatible with OpenGL 3.2 and 2 GB RAM
- Hard disk: SSD
- Small projects (under 100 images at 14 MP): 8 GB RAM, 15 GB SSD Free Space
- Medium projects (between 100 and 500 images at 14 MP): 16GB RAM, 30 GB SSD Free Space - Large projects (over 500 images at 14 MP): 32 GB RAM, 60 GB SSD Free Space
- Very Large projects (over 2000 images at 14 MP): 64 GB RAM, 120 GB SSD Free Space.
Langkah  pengolahan  foto  udara  yang  pertama  yaitu Initial  processing ,  menjelaskan mengenai  perangkat  keras  dan  sistem  operasi  yang  digunakan, coordinate  reference  system (CRS), dan teknik pengolahan yang dipakai. Selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Initial processing details
Proses point  cloud  and  mesh merupakan  lanjutan  dari  langkah  pertama  diatas  ( initial processing )  yang  menjelaskan  tentang  penyusunan  titik-titik  koordinat  foto  udara  menjadi model 3D, seperti nampak pada Gambar 4.
Gambar 4. Point cloud and mesh information
Proses  terakhir  yaitu DSM,  orthomosaic  and  index .  Proses  ini  menjelaskan  mengenai resolusi  spasial,  pembuatan  DTM,  kontur,  dan  waktu  pemrosesan.  Gambar  5  memperlihatkan informasi mengenai DSM, orthomosaic and index .
Gambar 5. Informasi DSM, orthomosaic and index . (1) orthomosaic , (2) DSM, (3) DTM
Pengaturan Inital processing dan DSM , orthomosaic, and index dilakukan secara default . Pengaturan Point  Cloud  and  Mesh untuk image  scale : slow  dan  point  density : high , 3D Textured  Mesh  :  high  resolution ,  selain  itu default .  Informasi  selengkapnya  disajikan  pada Gambar 6.
Gambar 6. Pengaturan processing options pada point cloud and mesh
Selama  pengolahan  data  menggunakan  perangkat  lunak Pix4Dmapper ,  dilakukan  pula pengamatan  suhu  (CPU,  RAM,  GPU,  HDD, Motherboard )  dan  pengamatan  beban  kerja pemakaian perangkat keras (CPU, RAM, GPU, HDD). Pengamatan suhu menggunakan aplikasi CPUID HWMonitor dan pengamatan beban kerja  perangkat keras menggunakan aplikasi Task Manager .  Hal  ini  bertujuan  agar  dapat  mengantisipasi  bila  terjadi  kegagalan  pengolahan sehingga  dengan  diketahuinya  kegagalan  pengolahan  tersebut  dapat  dengan  cepat  diatasi  dan dilakukan perbaikan.  Aplikasi  pengamatan  suhu  dan beban kerja  perangkat  keras  dapat  dilihat selengkapnya pada Gambar 7.
Gambar 7. Pengamatan suhu dan beban kerja  perangkat keras pada aplikasi
CPUID HWMonitor dan Task Manager
Total  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  proses  keseluruhan  hingga  selesai  yaitu  5  jam  18 menit  28  detik.  Hal  tersebut  sangat  berbeda  ketika  dilakukan  pengolahan  menggunakan pengaturan default dimana waktu pemrosesan hanya selama 1 jam 11 menit 5 detik. Perbedaan mencolok dari kedua pengolahan tersebut yaitu terjadi pada proses point cloud and mesh yang membutuhkan waktu 3 jam 11 menit 47 detik dibandingkan pengaturan default yakni 20 menit 37 detik.

## KESIMPULAN
Secara default ,  perangkat  lunak Pix4Dmapper hanya  menghasilkan  data  berupa orthomosaic dan  DSM.  Perlu  dilakukan  pengaturan  lebih  lanjut  untuk  memperoleh  data  yang lain  seperti  kontur,  DTM,  indeks  vegetasi  dan  video  animasi.  Foto  udara drone yang  diolah tidak  dilakukan  teknik  kompresi.  Pengolahan  dilakukan  dengan  pengaturan high untuk Point Cloud  and  Mesh sehingga  pengolahan  membutuhkan  waktu  lebih  lama  dibanding  pengaturan secara default .  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  dengan  spesifikasi  PC  Desktop  tersebut diatas  dapat  digunakan  untuk  pengolahan  foto  udara drone menjadi orthomosaic ,  DSM  dan DTM.  Tentunya  bila  pengolahan  foto  udara drone dilakukan  dengan  pengaturan default membutuhkan  waktu  lebih  cepat.  Perangkat  lunak Pix4Dmapper merekomendasikan penggunaan  GPU  NVIDIA  CUDA  agar    pengolahan  semakin  cepat  dan  sangat  baik  untuk mengolah  foto  udara  yang  ribuan  jumlahnya.  Penggunaan  perangkat  keras heatsink fan processor dengan  performa  bagus  sangat  disarankan  agar  panas  yang  dihasilkan  dari  prosesor dapat tersalurkan lebih cepat sehingga tidak terjadi overheat dan komputer tidak restart .

## DAFTAR PUSTAKA
3DF Zephyr Free . (2021). https://www.3dflow.net/3df-zephyr-free/
Barbasiewicz,  A.,  Widerski,  T.,  &  Daliga,  K.  (2018).  The  analysis  of  the  accuracy  of  spatial models  using  photogrammetric  software:  Agisoft  Photoscan  and  Pix4D. E3S  Web  of Conferences , 26 , 1–5. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20182600012 CloudCompare . (2021). https://www.cloudcompare.org/ COLMAP . (2021). https://demuc.de/colmap/
Colomina,  I.,  &  Molina,  P.  (2014).  Unmanned  aerial  systems  for  photogrammetry  and  remote sensing: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing , 92 , 79–97. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2014.02.013
Hamur,  P.  K.,  Tjahjadi,  M.  E.,  &  M.,  A.  Y.  (2019). Kajian  Pengolahan  Data  Foto  Udara Menggunakan Perangkat Lunak Agisoft Photoscan Dan Pix4D Mapper [Skripsi]. ITN, Malang.
Koto,  A.  G.,  Taslim,  I.,  &  Indrianti,  M.  A.  (2020).  Geografis  Kawasan  Ekowisata  PRPM
“Tracking Mangrove In Love.” Jurnal Spasial , 7 (3), 90–97.
https://doi.org/10.22202/js.v7i3.4274
Menci . (2021). https://www.mencisoftware.com/ Meshroom . (2021). https://alicevision.org/
Oda,  K.,  Hattori,  S.,  Saeki,  H.,  Takayama,  T.,  &  Honma,  R.  (2015). Qualification  Of  Point Clouds  Measured  By  SfM  Software .  Qualification  Of  Point  Clouds  Measured  By  SfM Software.
https://pdfs.semanticscholar.org/f5c0/ecf16cf2015ba15016f8263c69740b6122f5.pdf
Pix4DCapture . (2021). https://www.pix4d.com/product/pix4dcapture Pix4Dmapper . (2021). https://www.pix4d.com/ Pix4Dmapper  4.1  User  Manual .  (2017,  December  14).  Offline  Getting  Started  and  Manual (Pdf).
Vallet,  J.,  Panissod,  F.,  Strecha,  C.,  &  Tracol,  M.  (2012).  PHOTOGRAMMETRIC PERFORMANCE OF AN ULTRA LIGHT WEIGHT SWINGLET &quot;UAV&quot; The  International  Archives  of  the  Photogrammetry,  Remote  Sensing  and  Spatial Information  Sciences , XXXVIII-1/C22 ,  253–258.  https://doi.org/10.5194/isprsarchives- XXXVIII-1-C22-253-2011
Yanagi,  H.,  &  Chikatsu,  H.  (2016).  Performance  Evaluation  Of  3D  Modeling  Software  For UAV Photogrammetry. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences , XLI-B5 , 147–152.
https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XLI-B5-147-2016