Foto udara merupakan salah satu jenis citra penginderaan jauh yang pertama muncul. Sempat kalah pamor dengan citra satelit, foto udara kembali banyak digunakan mengikuti perkembangan fotografi digital dan teknologi pesawat tanpa awak.
Foto udara merupakan citra penginderaan jauh yang dihasilkan melalui perekaman serentak menggunakan sensor kamera. Foto udara banyak dimanfaatkan pada bidang pemetaan skala detil seperti pembuatan peta desa atau perencanaan pembangunan. Foto udara juga kerap digunakan dalam kegiatan respon cepat ketika terjadi bencana alam.
Berikut penjelasannya!
Apa Itu Foto Udara?
Secara ringkas, foto udara (aerial photography) merupakan foto yang diambil dari udara, atau dari ketinggian. Tetapi, proses pengambilan fotonya memiliki beberapa kondisi atau aturan tertentu, karena akan dimanfaatkan sebagai alat ukur atau bahan untuk mengkaji suatu objek atau fenomena.
Foto udara termasuk hasil penginderaan jauh yang dihasilkan oleh perekaman serentak menggunakan sensor kamera. Foto udara juga sering disebut dengan citra foto atau citra foto udara.
Foto udara merupakan jenis citra penginderaan jauh yang pertama muncul, mulai digunakan saat perang untuk mengintai lokasi musuh dan medan perang. Dalam perkembangannya, foto udara kemudian dimanfaatkan untuk keperluan sipil, dengan wahana yang berkembang meliputi pesawat udara, balon udara, hingga gantole.
Bagaimana pemotretan foto udara?
Untuk membuat foto udara, kita dapat memasang sensor berupa kamera pada wahana seperti pesawat terbang, helikopter, balon udara, hingga UAV seperti drone.
Banyak alternatif lainnya, misalkan juga perekaman menggunakan paralayang, paraglider, hingga layang-layang.
Pemotretan dapat dilakukan secara manual (diambil menggunakan tangan sendiri), atau diatur secara otomatis pada interval waktu tertentu.
Sebelum terbang dan melakukan pemotretan, kita perlu membuat jalur terbang serta menentukan ketinggian terbang dan pengaturan kameranya. Aspek-aspek ini sangat bergantung pada tujuan pemotretan dan penggunaan foto udara nantinya.
Sekarang, proses perekaman ini dapat dibantu oleh perusahaan konsultan pemetaan maupun individual dengan harga yang relatif terjangkau jika dilihat kebermanfaatan dari foto udara yang dihasilkan.
Jenis-jenis Foto Udara
Foto udara dapat dibedakan berdasarkan ukuran format film, sudut pemotretan, spektrum yang digunakan, dan warna yang dihasilkan.
Berdasarkan format ukuran film
Berdasarkan format ukuran film, foto udara terbagi menjadi:
- Foto udara format besar (standar)
- Foto udara format sedang
- Foto udara format kecil
Foto Udara Format Besar atau standar memiliki ukuran bingkai negatif (film) sebesar 23×23 cm. Jenis ini diambil dengan kamera metrik dan paling umum digunakan dalam fotogrammetri pada masanya.
Foto udara format besar menggunakan lamera metrik ukuran normal dengan tiga sudut bukaan (angle field of view):
- Normal Angle (NA), f = 210 mm
- Wide Angle (WA), f= 152 mm
- Super Wide Angle (SWA), f = 88 mm.
Foto udara ini dicetak tanpa embesaran, sehingga hasil foto udaranya juga berkisar 23 x 23 cm.
Terdapat format standar dalam pencetakannya, yaitu berupa muka foto udara dan informasi tepi foto udara yang meliputi:
- Fiducial Mark, yang berfungsi untuk membantu menemukan titik tengah foto udara
- Jam, yang menunjukkan waktu pemotretan dilakukan
- Altimeter, yang menunjukkan tinggi terbang pesawat ketika melakukan pemotretan
- Niveau, yang berfungsi untuk memberikan keterangan apakah pesawat/ kamera dalam posisi datar saat pemotretan. Jika datar, lingkaran kecil akan berada tepat di tengah-tengah. Fungsinya mirip seperti waterpass.
- Panjang Fokus, yang menunjukkan panjang fokus lensa saat pemotretan.
Foto Udara Format Kecil atau Small Forat Aerial Photography (SFAP) berukuran 6 x 6 cm atau 24 mm x 35 mm.
Foto Udara Format Sedang merupakan foto udara yang berukuran di tengah tengah antara format besar dan format kecil.
Kamera digital komersial yang berkembang merupakan kamera format medium dan format kecil.
Meskipun demikian kamera digital komersial dapat dikategorikan sebagai kamera non-metrik karena kamera tersebut tidak didesain untuk tujuan fotogrametri.
Berdasarkan kemiringan sumbu kamera
Berdasarkan sudut pemotretan, dibedakan menjadi
- Foto udara tegak
- Condong/ miring/ oblique
- Sangat condong
Pada foto udara tegak, sumbu kamera berada dalam posisi tegak lurus dengan posisi area yang dipotret. Hasilnya, akan diperoleh foto udara vertikal.
Pemotretan foto udara condong dilakukan dengan membawa kamera dengan sudut agak miring dengan kemiringan tertentu (berkisar 10 derajat) terhadap permukaan bumi yang dipotretnya.
Hasilnya, terdapat sudut pandang (perspektif) miring pada hasil foto. Pada foto udara oblique, garis cakrawala tidak terlihat.
Konsep yang sama juga terjadi pada foto udara sangat miring (high oblique). Perbedaannya, sudut kemiringan kamera lebih miring dibandingan jenis foto udara condong yaitu sekitar 60 derajat.
Foto udara sangat condong memperlihatkan garis cakrawala. Hal ini yang membedakannya dengan foto udara condong.
Berdasarkan tipe film
Sedangkan berdasarkan tipe film, foto udara terbagi menjadi:
- Pankromatik Hitam-putih
- Inframerah Hitam-putih
- Warna alami (natural color)
- Inframerah berwarna (Color Infrared)
- Sensor digital
Citra foto pankromatik hitam-putih direkam pada film yang terdiri dari bahan negatif hitam-putih dengan rentang sensitivitas yang sebanding dengan mata manusia. Cirinya adalah berwarna hitam putih saja.
Foto udara inframerah hitam-putih, merupakan foto udara hitam putih yang sensitif terhadap panjang gelombang inframerah, dengan rentang yang mencakup 0,4 mikrometer hingga 0,9 mikrometer.
Foto udara warna asli (pankromatik berwarna) merupakan foto udara yang mereplikasi warna seperti yang dilihat oleh mata manusia. Dengan karakteristik seperti ini, foto udara pankromatik berwarna merupakan citra secara teoritis paling mudah diinterpretasi, bahkan oleh pemula.
Foto udara inramerah berwarna juga disebut dengan foto udar warna semu. Pada foto udara jenis ini, kamera juga menangkap energi pada panjang gelombang inframerah. Untuk membedakannya dengan foto udara warna asli, cukup lihat kenampakan vegetasinya. Pada foto inframerah berwarna, vegetasi akan nampak berwrna merah.
Foto udara berwarna, baik yang diperoleh pada spektrum pankromatik maupun yang diperoleh pada spektru inframerah dekat, mempunyai kunggulan dalam hal penyajian warnanya, sehingga obyek satu dengan yang lainnya dapat dibedakan secara mudah.
Terakhir, foto udara digital merupakan foto yang ditangkap menggunakan kamera digital dengan sensor CCD (charge-coupled device) or CMOS (complementary metal-oxide semiconductor).
Kedua sensor ini menangkap cahaya dan mengubahnya menjadi sinyal elektronik. Gambar yang diambil kemudian didigitalkan dan disimpan sebagai file komputer yang siap untuk pemrosesan digital.
Sensor digital telah menggantikan fotografi film tradisional di banyak aplikasi, misalnya citra foto udara yang dihasilkan dengan perekaman UAV jaman sekarang biasanya menggunakan kamera digital.
Berdasarkan wahana
Sedangkan berdasarkan wahana, foto udara terbagi menjadi:
- Foto udara dirgantara
- Foto udara luar angkasa/ foto satelit/ foto orbital
Foto udara dirgantara merupakan foto udara yang dipotret dengan ketinggian di dalam atmosfer bumi. Wahana yang digunakan antara lain:
- Pesawat udara
- UAV atau drone
- Balon udara
- Trike
- Layang-layang
Sedangkan Foto udara luar angkasa/ foto satelit/ foto orbital adalah merupakan foto udara yang dipotret dari luar atmosfer bumi, dengan wahana berupa satelit.
Berdasarkan skala foto udara
Berdasarkan skalanya, foto udara terbagi menjadi:
- Skala besar, sekitar 1:5.000 sampai 1:20.000
- Skala sedang, antara 1: 20.000 sampai 1: 50.000
- Skala kecil, lebih kecil dari 1: 50.000
Manfaat Foto Udara
Foto udara biasanya disajikan dalam skala yang detil, sehingga mampu menampilkan kenampakan permukaan bumi secara rinci, meskipun terbatas pada area yang lebih sempit jika dibandingkan foto udara.
Selain itu, foto udara juga banyak dimanfaatkan karena waktu perekamannya yang lebih fleksibel jika dibandingkan dengan citra satelit.
Dengan perkembangan teknologi kamera digital dan pesawat tanpa awak (Unmanned Aerial Vehicle/ UAV), terutama jenis drone quadcopter, proses perekaman foto udara menjadi semakin murah dan terjangkau.
Dalam studi geografi, foto udara dapat digunakan untuk memberikan pandangan yang luas terhadap suatu daerah sehingga bisa dikenali potensi dan ancaman yang terjadi di daerah tersebut.
Selain itu, foto udara banyak dimanfaatkan untuk keperluan sebagai berikut:
- Alat pemantauan dalam kegiatan respon cepat bencana alam
- Pemantauan kesehatan vegetasi perkebunan kelapa sawit (biasanya menggunakan foto inframerah)
- Penghitungan jumlah pohon kelapa sawit untuk memperkirakan produktifitas dan penerapan precision agriculture.
- Pembuatan model tiga dimensi yang bermanfaat untuk perencanaan pembangunan infrastruktur dan pemeliharaan situs budaya.
Interpretasi Foto Udara
Seperti umumnya proses interpretasi citra penginderaan jauh, citra foto dapat kita interpretasi menggunakan teknik interpretasi visual maupun metode digital.
Interpretasi foto udara dapat dilakukan menggunakan unsur-unsur interpretasi citra meliputi rona, warna, bayangan, ukuran, bentuk, pola, tekstur, situs dan asosiasi.
Pada prakteknya, kita bisa menggunakan lebih dari satu unsur-unsur tersebut.
Misalnya, jalan-jalan yang beraspal dapat dikenali pada foto udara melalui dikenali melalui interpretasi dan delineasi foto udara. Cara mengenali kenampakan jalan pada foto udara adalah mencari objek dengan dengan rona sedang, bentuk memanjang dengan pola yang saling terhubung dan bertekstur halus. Pembedaan antara jalan dan sungai atau selokan dilakukan dengan membandingkan rona dan warna serta melihat letak dan asosiasi obyek.
Selengkapnya baca di: Interpretasi Citra Penginderaan Jauh.
Perbedaan Foto Udara vs Citra Satelit
Citra satelit merupakan hasil pencitraan oleh sensor penginderaan jauh yang dibawa oleh wahana berupa satelit, biasanya merupakan citra multispektral.
Perbedaan antara foto udara dan citra satelit sebaiknya dapat kita sikapi sebagai hal-hal yang bisa saling melengkapi akibat keterbatasan dari masing-masing jenis citra penginderaan jauh tersebut.
Citra Satelit memberikan resolusi temporal yang tetap, seringkali dengan kunjungan ulang yang berkala di area yang sama di dunia. Di sisi lain, foto udara memiliki resolusi temporal yang sangat fleksibel, karena proses pemotretan dapat ditentukan sendiri, tentunya bergantung pada sumber daya yang dimiliki.
Citra foto udara menawarkan resolusi spasial yang luar biasa —hingga 1-5 cm per piksel, bahkan di bawah 1 cm. Sedangkan pada citra satelit, resolusi spasial bisa sangat bervariasi mulai dari resolusi rendah, sedang, tinggi, hingga sangat tinggi. Sebagai catatan, citra resolusi sangat tinggi membutuhkan biaya yang tinggi dalam pengadaannya.
Citra foto memiliki resolusi spektral yang terbatas yaitu pada panjang gelombang tampak dan perluasannya, dengan julat panjang gelombang yang lebar.
Sebaliknya, citra satelit multispektral (dan hiperspektral) menawarkan resolusi spektral yang lebih tinggi. Gelombang ditangkap secara terpisah pada julat panjang gelombang tertentu, sehingga bisa memberikan banyak band dengan banyak pemanfaatan.
Hubungan yang saling melengkapi antara keduanya membuat data udara dan satelit menjadi sumber informasi geospasial yang berguna.
Citra Foto vs Citra Non Foto
Citra penginderaan jauh dapat berupa citra foto atau citra non foto. Citra foto diperoleh melalui perekaman sistem penginderaan jauh fotografik dengan sensor kamera. Sedangkan citra non foto diperoleh dengan sensor selain kamera, antara lain citra multispektral dan hiperspektral, citra termal, citra RADAR dan LiDAR.
Perbedaan citra foto dan citra non foto dapat dilihat pada sensor yang digunakan, proses dan mekanisme perekaman, wahana, dan spektrum elektromagnetik yang digunakan.
Penjelasan selengkapnya dapat dilihat ditulisan ini: Perbedaan Citra Foto dan Citra Non Foto
Foto Udara Termal
Foto udara termal merupakan foto yang dihasilkan melalui kamera termal yang menangkap gelombang inframerah pada panjang gelombang tertentu. Kamera ini mampu mengubah temperatur menjadi panjang gelombang tertentu dan dapat divisualkan dalam bentuk foto.
Foto udara termal menunjukkan variasi temperatir objek (biasanya semakin panas semakin merah) dan dapat digunakan untuk kajian-kajian yang berhubungan dengan suhu objek.
Foto udara termal berbeda dengan citra termal. Jika citra teral diperoleh melalui sensor berupa penyiam, foto udara termal diperoleh dari sensor berupa kamera termal.
Skala Foto Udara
Skala foto udara merupakan perbandingan jarak antara objek di foto udara dengan jarak objek sebenarnya.
Berbeda dengan peta, skala foto udara tidak sama untuk setiap daerah yang diliputnya. Artinya, skala di tengah-tengah foto akan sedikit berbeda dengan skala di area pinggir foto.
Secara khusus, skala foto udara juga dapat dimaknai sebagai perbandingan antara panjang fokus kamera dengan tinggi terbang pesawat terhadap bidang rata-rata tanah.
Dengan demikian, skala foto udara dapat dicari atau dihitung menggunakan rumus:
S = f/ (H-h)
Di mana:
S = skala foto udara
f = panjang fokus kamera
H = Tinggi terbang
h = tinggi objek
Misal, dengan menggunakan panjang fokus 152 mm, dan tinggi terbang = 10.000 mdpal dan tinggi objek = 600 mdpal. Maka skala foto udara adalah:
S = f/ (H-h)
S = 0,152/ (10000-600)
S = 0,152/ 9400
S = 1/ 60.000
Jadi, skala pada foto udara tersebut adalah 1:60.000.
Foto Udara Stereo
Foto udara stereo bukan merupakan jenis foto udara sendiri. Foto udara stereo diperoleh melalui teknik fotogrametrik yang digunakan untuk membuat efek tiga dimensi menggunakan dua foto yang bertampalan, yaitu merekam area yang hampir sama (30-70%) dari sudut perekaman yang berbeda.
Untuk dapat melihat gambaran 3 dimensi pada foto udara cetak diperlukan alat yang bernama stereoskop. Stereoskop bekerja dengan membuat mata kiri kita hanya melihat foto kiri dan mata yang kanan hanya melihat foto yang kanan.
Syarat agar kita dapat melihat pasangan foto secara stereoskopik adalah:
- Daerah yang diamati secara stereoskopik, atau daerah pertampalan difoto dengan posisi atau sudut yang berbeda
- Skala dua foto kurang lebih sama
- Sumbu optik kedua mata harus satu bidang
Mozaik Foto Udara
Foto udara mozaik atau Mozaik foto udara adalah gabungan dari dua atau lebih foto udara yang saling bertampalan sehingga terbentuk paduan gambar yang berkesinambungan dan menampilkan daerah yang lebih luas.
Proses mozaik foto udara memanfaatkan endlap dan sidelap.
Endlap adalah pertampalan foto udara pada jalur terbang yang sama. Sedangkan Sidelap merupakan besar nilai pertampalan pada dua atau lebih foto udara yang berbeda jalur tebangnya.
Endlap optimum biasanya sekitar 60% dari luas liputan foto, sedangkan sidelap optimum dekitar 15%. Kurang dari persentase itu biasanya wilayah yang diamati secara tiga dimensi menjadi sangat terbatas, namun bila lebih dari itu (misalnya mencapai 90% endlap) biaya pemotretan akan menjadi lebih mahal karena pengulangan pemotretan menjadi berlebihan.
Ada tiga metode untuk membuat mozaik citra yaitu mosaik terkontrol, tidak terkontrol, dan semi terkontrol.
Mozaik terkontrol disusun dari foto udara yang telah mengalami rektifikasi dan ratioing. Rektifikasi dilakukan untuk menghilangkan kesalahan kemiringan sumbu kamera sedang ratioing dilakukan untuk menyeragamkan skala di seluruh bagian foto.
Mozaik terkontrol memenuhi spesifikasi tertentu tentang ketelitian peta. Ia dapat diandalkan untuk penyadapan data metrik seperti jarak dan luas.
Mozaik tak terkontrol dibuat tanpa titik kontrol.
Mozaik semi terkontrol merupakan gabungan antara mozaik tak terkontrol dan mozaik terkontrol. Ia dapat dibuat dari foto tanpa rektifikasi tetapi dengan menggunakan titik kontrol medan atau berdasarkan foto yang derektifikasi tetapi tanpa titik kontrol medan.
Penutup
Melalui artikel ini kita belajar mengenai foto udara meliputi:
- Apa yang dimaksud dengan foto udara
- Manfaat foto udara
- Jenis-jenis foto udara
- Keunggulan dan keterbatasannya
- Citra foto vs citra satelit
- Citra foto vs citra non foto
Semoga artikel ini bermanfaat. Jika ada hal yang ingin ditanyakan atau didiskusikan, silahkan tulis pada kolom komentar.
