Mengenal UAV LiDAR, Juara Akurasi Penginderaan Jauh

4 Kelebihan Sensor LiDAR

LiDAR digemari oleh banyak instansi karena berhasil menggambarkan kondisi di permukaan bumi dengan detil dan akurat. Secara umum, kelebihan sensor LiDAR dalam bidang pemetaan antara lain:

1. Pemetaan menggunakan teknologi LiDAR itu cepat dan efisien dibandingkan teknologi pemetaan lainnya. Terlebih ketika area yang dipetakan luas dan lebat.
2. LiDAR menghasilkan data dengan resolusi yang sangat tinggi, memungkinkan deteksi detil permukaan objek di permukaan bumi. Dengan kata lain, LIDAR mampu mengidentifikasi fitur-fitur mini seperti selokan dan lampu jalan, hingga pepohonan secara akurat. Selain itu, kemampuan LiDAR untuk menembus vegetasi memungkinkan pembuatan model terrain dengan cepat dan akurat.
3. LiDAR memiliki akurasi yang lebih tinggi dibandingkan fotogrametri atau radar, terutama dari segi jarak dan ketinggian.
4. Pengukuran LiDAR tidak bergantung pada kondisi cahaya, sehingga pengambilan data bisa dilakukan kapanpun, dimanapun, dalam kondisi apapun.

Bagaimana Cara Kerja UAV LiDAR?

LiDAR adalah akronim dari “light detection and ranging“. Secara sederhana, LiDAR menembakkan sinar laser ke permukaan bumi. Sinar laser ini kemudian akan terpantulkan kembali dan ditangkap oleh sensor LiDAR. Berkas-berkas sinar yang terpantulkan kembali ini akan dianalisis oleh prosesor untuk mencari tahu jarak ke posisi objek di permukaan bumi. Banyaknya sinar laser yang ditembakkan dan dipantulkan dapat membuat gambaran realistis tergadap kondisi permukaan bumi saat sinar laser ditembakkan.

Sinar laser yang ditembakkan oleh instrumen LiDAR ke permukaan bumi akan terus terpantul ke objek-objek di sekitarnya sebelum kembali ke sensor LiDAR. Sensor LiDAR kemudian menghitung waktu yang dibutuhkan oleh setiap berkas sinar untuk kembali ke instrumen LiDAR dan menghitung jarak yang sudah ditempuh oleh berkas tersebut. Hal ini memungkinkan karena kecepatan cahaya laser adalah konstan, maka, dengan mengulangi langkah ini t erus-menerus, berkas-berkas sinar LiDAR dapat diolah menjadi point cloud LiDAR. Point cloud inilah yang mampu menggambarkan kondisi permukaan bumi yang dipetakan.

UAV sendiri adalah unmanned aerial vehicle atau pesawat udara nirawak (PUNA). UAV LiDAR adalah PUNA yang membawa sensor LiDAR, yang mana pemanfaatannya akan dibahas lebih lanjut di bawah.

11 Aplikasi UAV LiDAR

Aplikasi UAV LiDAR dapat dibagi menjadi tiga kategori utama:

1. Kompetisi, di mana UAV LiDAR bersaing dengan metode pengambilan data topografi yang telah ada sebelumnya.

2. Komplementasi, di mana UAV LiDAR melengkapi metode pengambilan data topografii yang telah ada sebelumnya.

3. Aplikasi baru, di mana UAV LiDAR menemukan pengaplikasikan di bidang yang sebelumnya tidak mampu diraih oleh metode perolehan data konvensional.

Berikut adalah daftar singkat di mana LiDAR dapat diaplikasikan di berbagai bidang:

1. Banjir

LiDAR dapat meningkatkan model peramalan banjir dan zona risiko banjir menggunakan data topografi yang lebih akurat. Selain itu, informasi mengenai permukaan tanah yang diberikan oleh data LiDAR dapat membantu menentukan koefisien gesekan yang dihasilkan oleh banjir lokal, yang mana memperbaiki performa model banjir secara signifikan. Lebih lanjut lagi, data topografi yang telah diakuisisi dapat dimasukkan ke SIG untuk melakukan simulasi banjir hingga penyelamatan atas bencana banjir.

2. Pesisir

Pekerjaan infrastruktur yang berkaitan dengan pesisir atau berada di pesisir, manajemen banjir, serta pemantauan erosi dapat dilakukan dengan menggunakan LiDAR. LiDAR dianggap sangat berguna di area pesisir karena biasanya area pesisir sulit dijangkau dan memiliki terrain yang unik. Kesulitan akses ini mengakibatkan jarangnya survey pemetaan menggunakan metode terestris atau GNSS, dan keunikan terrain area pesisir meminimalisir penggunaan metode fotogrametri karena ketiadaan GNSS.

3. Batimetri

Untuk memetakaan sungai dan jalur navigasi, serta untuk memetakan seabed di sungai maupun pesisir.

4. Gletser dan longsor es

Memetakan topografi gletser serta penilaian risiko longsornya tebing es dengan cara memantau akumulasi salju menggunakan LiDAR.

5. Tanah longsor

Melakukan pemantauan zona berisiko tanah longsor secara kontinyu untuk keperluan prediksi kemungkinan tanah longsor.

6. Pemetaan hutan

Pulsa LiDAR dapat melalui celah-celah kecil di antara kanopi hutan. Dengan kata lain, point cloud di bawah kanopi pohon dapat didapatkan. Algoritma tertentu dapat digunakan untuk memisahkan point cloud pohon dan ground, sehingga menghasilkan DEM dari permukaan tanah hutan. DEM tersebut dapat diaplikasikan untuk zonasi kebakaran hutan dan manajemen bencana. Selain itu, point cloud LiDAR yang tersebar di kanopi hutan dapat dimodelkan untuk estimasi volume biomasa. Pengaplikasian lainnya adalah implementasi perhitungan _Leave Area Index_ (LAI) melalui persentase point cloud yang menembus kanopi pohon.

7. Perkotaan

Data LiDAR dapat digunakan untuk membuat peta area perkotaan dengan skala besar. LiDAR mampu identifikasi bangunan melalui point cloud, yang mana penting untuk memetakan, memperkirakan revenue, dan melakukan studi deteksi perubahan (change detection). Perencanaan jaringan selokan di area perkotaan memerlukan data topografi yang akurat, yang mana tidak dapat digenerasi menggunakan metode konvensional. Kemampuan LiDAR untuk mengumpulkan data di seluruh aspek area perkotaan menjadikannya ideal untuk keperluan ini. Pengumpulan data topografi yang akurat, padat, dan cepat dapat membantu dalam integrasi dengan SIG lebih lanjut, seperti visualisasi, perencanaan rute darurat, dan lain-lain.

8. Perencanaan jaringan seluler

LiDAR mengumpulkan detil outline gedung, bangunan, penutup lahan, dan obstruksi lainnya untuk membantu meningkatkan akurasi analisis penentuan jaringan seluler demi jaringan yang optimal dari segi biaya dan jangkauan.

9. Pertambangan

LiDAR digunakan untuk estimasi volume tambang, pemantauan penurunan tanah (subsidence monitoring), serta perencanaan operasi pertambangan.

10. Pemetaan koridor

LiDAR airborne, seperti di helikopter misalnya, umumnya digunakan untuk memetakan koridor dengan cara terbang di ketinggian rendah dan mengumpulkan data koridor, seperti jalan tol, jalur kereta, atau pipa gas. Data tersebut berguna untuk merencanakan koridor dan ketika eksekusi pekerjaan, hingga untuk monitoring kondisi koridor setelah terbangun.

11. Pemetaan jaringan listrik

Pemetaan jaringan listrik adalah satu dari sekian area yang tidak bisa dilakukan dengan metode pemetaan konvensional, dan LiDAR dapat melakukannya. Pulsa LiDAR dapat dipantulkan dari kabel transmisi, sehingga lokasi kabel dapat diketahui, Karakteristik _multiple return_ dalam LiDAR juga mampu menghasilkan data untuk kabel yang berada di ketinggian berbeda-beda. Selain itu, LiDAR juga menangkap objek yang terdapat di sekitar jaringan listrik. Informasi ini berguna untuk mengetahui lokasi tower, mengetahui kualitas struktur tower, hingga melakukan analisis _critical distance_ terhadap vegetasi yang berada di sekitar kabel transmisi dan memperbaiki koridor kabel transmisi.

Aplikasi LiDAR tidak berhenti sampai di sini, dan masih terdapat banyak lainnya seperti untuk menghasilkan environment 3D yang realistis untuk gim video, simulasi pilot pesawat terbang, simulasi pergerakan badai, simulasi polusi udara, dan masih banyak lainnya. Singkatnya, semua bidang yang memanfaatkan data topografi, dapat dibantu/dioptimalkan menggunakan data LiDAR.