Upload
others
View
13
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
ESTIMASI TINGGI TANAMAN PISANG MENGGUNAKAN CITRA
FOTO UDARA DI KEBUN PISANG AMBON DAU MALANG
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana S1
Diajukan Oleh :
ABDUL MUIZ
Nim. 201310200311014
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2020
ii
ii
iii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdullilah penulis panjatkan kepda Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufik, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian yang berjudul “Estimasi Tinggi Tanaman Pisang
Menggunakan Citra Foto Udara Di Kebun Pisang Ambon Dau Malang”.
Tersusunnya skripsi ini merupakan salah satu bentuk persyaratan untuk
menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana pada Jurusan Agroteknologi Fakultas
Pertanian – Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Pada kesempatan kali
ini, penulis ingin mengucapkan terimakasih yang tak terhingga kepada:
1. Dr. Ir. Wahono, MT. selaku pembimbing utama yang telah membimbing
dan mendampingi penyusunan skripsi ini hingga selesai
2. Dr. Ir. Dian Indratmi, MP. selaku pembimbing pendamping yang telah
membimbing dan mendampingi penyusunan skripsi ini hingga selesai.
3. Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. selaku kajur program studi Agroteknologi
4. Orang tua yang selalu mendoakan dan mendukung penulis dalam segi moril
dan materi
5. Sahabat dan teman Agroteknologi angkatan 2013 yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu terima kasih atas bantuan, semangat, dan kerjasama
selama ini.
6. Tim MOTODORO yang selalu berpartisipasi dalam membantu penelitian
di Lapang
7. Faradila Oktaviani yang selalu setia mendampingi dan memberi semangat
untuk penyelesaian skripsi ini
Penulis menyadari bahwa penulisan penelitian ini masih kurang sempurna
dan masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan
adanya masukan baik saran maupun kritis yang bersifat membangun dari semua
pihak. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis sendiri dan
pembaca. Sekian dan terima kasih.
Malang, 4 Februari 2020
Penulis
Abdul Muiz
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. ii
SURAT PERNYATAAN..................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ......................................................................................... v
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL. ............................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR.. ......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ x
RINGKASAN.. .................................................................................................... xi
ABSTRACT. ........................................................................................................ xii
I. PENDAHULUAN.. ......................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang. .......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3. Tujuan Penelitian. ...................................................................................... 3
1.4. Hipotesis. .................................................................................................... 3
II TINJAUAN PUSTAKA. .................................................................................. 4
2.1. Citra Foto Udara ......................................................................................... 4
2.1.1. Jenis-Jenis Citra Foto Udara ................................................................... 5
2.1.2. Citra Digitat ............................................................................................. 6
2.1.3. Format Citra Digital ................................................................................ 7
2.2. Akusisi Data Citra Foto Udara Dengan UAV ............................................ 9
2.2.1. Sensor UAV ............................................................................................ 9
2.2.2. Standar Operasional Prosedur (SOP) Penerbangan UAV ....................... 10
2.2.3. Alat-Alat Bantu UAV ............................................................................. 12
2.3. Pemrosesan Citra Digital............................................................................ 12
2.3.1. Perangkat Lunak Pengolahan Citra Foto Udara ...................................... 13
2.3.2. Produk Hasil Olah Citra Foto Udara ....................................................... 13
2.3.3. Metode Pengolahan Citra Foto Udara ..................................................... 15
2.4. Pisang Ambon ............................................................................................ 16
2.5. Penelitian Terdahulu .................................................................................. 17
III. BAHAN DAN METODELOGI .................................................................. 19
vii
3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan ................................................................ 19
3.2. Alat dan Bahan ........................................................................................... 19
3.2.1. Bahan....................................................................................................... 19
3.2.2. Alat .......................................................................................................... 19
3.3. Alur Penelitian ........................................................................................... 20
3.4. Pengukuran Tinggi Tanaman Pisang di Lapang ........................................ 22
3.5. Pemotretan Citra Foto Udara Menggunakan UAV .................................... 22
3.5.1. Persiapan UAV........................................................................................ 22
3.5.2. Pembuatan Misi Terbang, Upload Misi Terbang .................................... 22
3.6. Pemrosesan Citra Foto Udara..................................................................... 23
3.6.1 Membuat DEM dan DSM ........................................................................ 24
3.6.2. Estimasi Tinggi Tanaman Pisang ............................................................ 24
3.7. Pengambilan Sampel .................................................................................. 25
3.8. Analisis Statistik......................................................................................... 25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................... 27
4.1. Hasil ........................................................................................................... 27
4.2. Pembahasan ................................................................................................ 34
V. KESIMPULAN ............................................................................................ 37
5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 37
5.2. Saran ........................................................................................................... 37
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 38
LAMPIRAN ......................................................................................................... 41
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................. 46
viii
DAFTAR TABEL
No Teks Hal
1. Workflow olah citra foto udara di agisoft ................................................. 25
2. Workflow olah DSM dan DEM di QGIS.................................................. 26
3. Data tinggi tanaman pisang ...................................................................... 33
4. Uji korelasi ............................................................................................... 34
5. Uji t........................................................................................................... 35
6. Uji deskriptiv dua variabel ....................................................................... 43
7. Uji normalitas dua variabel ...................................................................... 43
8. Uji deskriptiv selisih ................................................................................ 44
9. Uji normalitas selisih................................................................................ 44
ix
DAFTAR GAMBAR
No Text Hal
1. UAV DJI Phantom 4 Advanced ............................................................... 4
2. Ilustrasi perbedaan DEM dan DSM ......................................................... 15
3. Diagram alir untuk mengilustrasikan analisis dan data output ................ 22
4. Peta lokasi penelitian................................................................................ 22
5. Pembuatan misi penerbangan UAV pada aplikasi drone deploy ............. 25
6. Citra foto udara dengan sudut kamera vertikal dan condong ................... 28
7. Point cloud hasil olah citra foto ............................................................... 29
8. Digital terrain model ................................................................................ 29
9. Digital surface model ............................................................................... 30
10. Proses estimasi tinggi tanaman pisang ..................................................... 31
11. Pengukuran tinggi tanaman pisang manual.............................................. 32
12. Dokumentasi ............................................................................................ 45
x
DAFTAR LAMPIRAN
No Text Hal
1. Data Pengamatan Tinggi Tanaman Pisang .............................................. 41
2. Ringkasan Pemrosesan Kasus .................................................................. 42
3. Hasil Uji Deskriptif per Variable ............................................................. 42
4. Kurva Tinggi dari Foto............................................................................. 43
5. Kurva Tinggi Manual ............................................................................... 43
6. Kurva Selisih ............................................................................................ 43
7. Dokumentasi Kegiatan ............................................................................. 44
8. Dokumentasi ............................................................................................ 45
xi
“MEMPREDIKSI TINGGI TANAMAN PISANG (Musa Paradisiaca L.)
MENGGUNAKAN CITRA FOTO UDARA DI KEBUN PISANG AMBON
DAU MALANG”
Oleh : Abdul Muiz (201310200311014)
Pembimbing I : Dr. Ir. Wahono, MT., II : Dr. Ir. Dian Indratmi, MP
RINGKASAN
Pengukuran tinggi tanaman penting untuk dilakukan karena berhubungan
dengan potensi peningkatan hasil pertanian. Cara manual dalam mengukur tinggi
tanaman dinilai berbiaya mahal, tidak efektif dan tidak efisien, sehingga diperlukan
metode baru yang dapat mengukur tinggi tanaman lebih cepat, akurat, praktis dan
murah. Memprediksi tinggi tanaman dengan cepat dan murah dapat dilakuakan
dengan menggunakan citra foto udara dari pesawat tanpa awak (UAV) yang diolah
menjadi canopy high model (CHM) bisa dimanfaatkan untuk kepentingan
penelitian akademik dan program pemuliaan tanaman pisang. Metode yang
digunakan untuk memprediksi tinggi tanaman dengan mengolah citra foto udara
adalah fotogrametri dan pendekatan structure from motion (SFM) untuk
merekonstruksi bentuk 3D dari citra foto udara 2D. Software yang digunakan untuk
mengolah data citra foto udara adalah agisoft metashape professional dan QGIS.
Tinggi tanaman yang dihasilkan dibandingkan dengan metode pengukuran manual
di lapang, kemudian dilakukan uji t dan uji korelasi untuk melihat hubungan dari
dua metode ini. Hasilnya menunjukan bahwa pengukuran tinggi tanaman pisang
dari citra foto udara dengan pengukuran manual berkorelasi signifikan sedangkan
hasil uji menunjukan bahwa kedua data yang dihasilkan berbeda signifikan.
Kata kunci : Citra foto udara, Tinggi tanaman, Agisoft metashape professional,
QGIS
xii
“ESTIMATING TREE HEIGHT OF BANANA PLANT (Musa Paradisiaca
L.) FROM AERIAL PHOTOGRAPH UAV IN THE BANANA AMBON
GARDEN DAU MALANG”
By : Abdul Muiz (201310200311014)
Supervisor I: Dr. Ir. Wahono, MT., II: Dr. Ir. Dian Indratmi, MP
ABSTRACT
Measurement of plant height is important to do because it is associated with
the potential increase in agricultural output. The manual method of measuring plant
height is considered expensive, ineffective and inefficient, so a new method is
needed that can measure plant height more quickly, accurately, practically and
inexpensively. Predicting plant height quickly and cheaply can be done by using
aerial imagery from unmanned aircraft (UAVs) processed into canopy high models
(CHM) that can be used for academic research and banana plant breeding programs.
The method used to predict plant height by processing aerial photographic images
is photogrammetry and structure from motion (SFM) approach to reconstruct 3D
shapes from 2D aerial photographic images. The software used to process aerial
image data is Agisoft Metashape Professional and QGIS. The height of the plants
produced is compared with the manual measurement method in the field, then a t
test and correlation test are performed to see the relationship of these two methods.
The results show that the measurement of banana plant height from aerial
photographs with manual measurements is significantly correlated while the test
results show that the two data produced are significantly different.
Keywords : Aerial image, Tree height, Agisoft metashape professional, QGIS,
xiii
DAFTAR PUSTAKA
Birdal, A. C., U. Avdan, T. Türk, 2017. Estimating Tree Heights With Images From
Anunmanned Aerial Vehicle. InformaUK Limited. ISSN: 1947-5705
Caruso, G., P. j. Z-Tejeda, G-D.Victoria, M. Moriondo, L. Tozzini, G. Palai, 2019.
High Resolution Imagery Acquired From An Unmanned Platform To
Estimate
Biophysical And Geometrical Parameters Of Olive Trees Under Different
Irrigation Regimes. PLOS. Doi : 10.1371
Danoedoro, Projo. 2007. Bahan Kuliah Penginderaan Jauh Dasar (Citra Foto).
Yogyakarta : Fakulta Geografi - Universitas Gadjah Mada.
Darma, P., (2010). Citra Digital dan Ekstraksi Fitur. Yogyakarta: Graha Ilmu.
Dji, 2017. DJI Phantom 4 Advanced. https://www.dji.com/id/phantom-4-adv
Diunduh 11 Januari 2020.
Dominoc, 2012. Simple Method To Count Trees Using Saga GIS. [Online] tersedia
di :https://dominoc925.blogspot.com/2012/02/simple-method-to-count-
trees using-saga.html [diakses 28 Desember 2017]
Dong X., Z. Zhang, R. Yu, Q. Tian, X. Zhu, 2020. Extraction of Information about
Individual Trees fromHigh-Spatial-Resolution UAV-Acquired Images
ofan Orchard. Remote sensing. Doi: 10/3390
Fadlisyah, S.Si. 2007. Computer Vision & Pengolahan Citra. Penerbit ANDI.
Yogyakarta.
Gularso, H., Subiyanto, S. & Sabri, L. M. (2013), Tinjauan Pemotretan Udara
Format Kecil Menggunakan Pesawat ModelSkywalker 1680 (Studi Kasus:
Area Sekitar Kampus UNDIP), Jurnal Geodesi Undip, Vol.2 No.2 :78-94.
Han, X., J. X. Thomasson, G. C. Bagnall, N. A. Pugh, D. W. Horne, W. L. Rooney,
2018. Measurement and Calibration of Plant-Height fromFixed-Wing
UAV Images. Sensors. Doi:10.3390
Hassan, M. A., M. Yang, L. Fu, A. Rasheed, B. Zheng, X. Xia1, Y. Xiao, Z. He,
2019. Accuracy Assessment Of Plant Height Using An Unmanned Aerial
Vehicle For Quantitative Genomic Analysis In Bread Wheat. Plant
Methods. DOI 10.1186
Hidayat R., R. Mardiyanto. 2016. Pengembangan Sistem Navigasi Otomatis Pada
UAV (Unmanned Aerial Vehicle) dengan GP (Global Positioning System)
Waypoint. Jurnal Teknik ITS. Vol.5. No.2. ISSN: 2337-3539
Iizuka, K., T. Yonehara, M. Itoh, Y. Kosugi, 2017. Estimating Tree Height and
Diameter at Breast Height (DBH) from Digital Surface Models and
Orthophotos Obtained with an Unmanned Aerial System for a Japanese
Cypress (Chamaecyparis obtusa) Forest. Remote Sensing. doi:10.3390
38
xiv
Irsyad F., 2017. Aplikasi Foto Udara Untuk Memprediksi Potensi Sawah Kota
Solok Dengan Menggunakan Pesawat Tanpa Awak. Jurnal Teknologi
Pertanian Andalas. Vol. 21, No.2. ISSN 1410-192
Julzarika, A., Djurdjani, 2019. DEM Classifications: Opportunities And Potential
Of Its Applications. Journal Of Degraded And Mining Lands Management.
ISSN: 2339-076, Volume 6, 1897-1905.
Kiefer, Ralph W. &Thomas M. Lillesand. 1993. Pengindraan Jauh dan
Interpretasi Citra. Yogyakarta : Gajah Mada University Press
Kushardono, D., 2014. Teknologi Akuisisi Data Pesawat Tanpa Awak Dan
Pemanfaatannya Untuk Mendukung Produksi Informasi Penginderaan
Jauh. Volume 5. Peneliti Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh, LAPAN.
Lanisa, S. 2015. Hubungan Diameter Pohon, Bentuk Tajuk, dan Posisi Tajuk
terhadap Produksi Buah Kemiri (Aleurites moluccana) pada Hutan Kemiri
di Kabupaten Bantaeng [Skripsi] Fakultas Kehutanan. Universitas
Hasanuddin. Makassar
Leiwakabessy FM, Sutandi A, 1998. Pupuk dan Pemupukan. Jurusan Ilmu
Tanah, Fakultas Pertanian. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Liu, Y., X. Zheng, G. Ai1, Y. Zhang, Y. Zu, 2018. Generating a High-Precision |
True Digital OrthophotoMap Based on UAV Images. ISPR, 7, 333
Mahendra, F. 2009. Sistem Agroforestry dan Aplikasinya. Penerbit Graha
Ilmu.
Munir, Rinaldi. 2004. Pengolahan Citra Digital dengan Pendekatan Algoritmik.
Bandung : Informatika.
Murni A. dan Suryana Setiawan. (1992). Pengantar Pengolahan Citra Digital.
PT Elex Media Komputindo
Nakasone, K., Ikegami, A., Kato C., Usami, R., Horikoshi, K., 1998. Mechanisms
Of Gene Expression Controlled By Pressure In Deep-Sea Microorganisms.
Extremophiles 2:149-154. Yogyakarta.
Naveed F., B. Hu. 2017. Individual Tree Crown Delineation Using Multi-
Wavelength Titan LiDAR Data. Remote Sensing and Spatial Information
Sciences. Volume XLII-3/W3
Nugroho B., M. L. Tarigan, O. Rahim. 2015. Panduan Teknis Penggunaan Pesawat
Tanpa Awak (Un-manned Aerial Vehicle)Quadcopter Untuk Monitoring
Kondisi Hutan di Sumatera Selatan. GIZ Bioclime Project, Sumatera
Selatan.
Nyimbili, Demirel, H. Seker, D.Z. , Erden, T. 2016. Structure From Motion (SFM)-
Approaches & Applications. International Scientific Conference On
Applied Sciences. Istanbul Technical University
Panagiotidis D., A. Abdollahnejad, P. Surový, V. Chiteculo, 2016. Determining
Tree Height And Crown Diameter Fromhigh-Resolution UAV Imagery.
39
xv
International Journal Of Remote Sensing. 10.1080/ 01431161. 2016.
1264028
Purnomo L., 2018. Tutorial Agisoft – Cara Mengolah Data Drone [Online] tersedia
di: https://liupurnomo.com/tutorial-agisoft/ [diakses 15 Januari 2020]
Putra, Darma. 2010. Pengolahan Citra Digital. Penerbit Andi. Yogyakarta
Ramón A. D.-V. , Raúl d. l. R. , L. León, P. J. Z-Tejada, 2015. High-Resolution
Airborne UAV Imagery to Assess Olive Tree Crown Parameters Using 3D
Photo Reconstruction: Application in Breeding Trials. Remote Sens. 7,
4213-4232; doi:10.3390
Shao, Y.; Xu, C.C.; Zhu, J.; Preto, F.; Wang, J.; Li, H.; Badour, C. 2011
Ash deposition in co-firing three-fuel blends consisting of woody
biomass, peat, and lignite in a pilot-scale fluidized-bed reactor. Energy
Fuels 2011, 25, 2841–2849.
Shokirov, S., G. Király, 2016. Analysis Of Multitemporal Aerial Images For
Fenyőfő Forest Change Detection. Landscape & Environment 10 (2) . DOI:
10.2112
Somantri L., 2009. Teknologi Penginderaan Jauh (Remote Sensing). Pendidikan
Feografi-UPI
Suryadi, E. Istiyanti, F. R. Fivintari. 2015. Evaluasi Penerapan Standard Operating
Procedure-Good Agriculture Practice (SOP-GAP) pada Usahatani Padi
Organik di Kabupaten Bantul. Jurnal AGRARIS. Vol 1.
DOI:10.18196/agr.1211
Suharyadi. 2001. Penginderaan jauh Untuk Studi Kota. Fakultas Geografi
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
Suhartanto, R., Sobir, H. Harti. 2012. Teknologi Sehat Budidaya Pisang: Dari
Benih Sampai Pasca Panen. Buku Ajar. Institut Pertanian Bogor
Wang L., P. Gong, G. S. Biging, 2004. Individual Tree-Crown Delineationand
Treetop Detection inHigh-Spatial-Resolution Aerial Imagery.
Photogrammetric Engineering & Remote Sensing Vol. 70, No. 3 pp. 351
Wijaya, M. S., Y. H. Ramadhani, A. W. Rudiastuti1, Y. T. Nurteisa, A. Rahadian,
I. Pujawati1, S. Hartini, 2018. Kajian Wahana Udara Nir-Awak Untuk
Akuisisi Data Survei Parameter Biofisik Vegetasi Mangrove. Pengelolaan
Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor
Yilmaz, V., Cigdem S. Y., Levent T., Ogus G., 2017. Determination of Tree Crown
Diameters with Segmentationof a UAS-Based Canopy Height Model.
Scientific Research Projects. No: MF-15.40.
Zonaspasial, 2018. Perbedaan DSM, DEM Dan DTM dalam Model Digital Muka
Bumi. https://zonaspasial.com/2018/12/perbedaan-dsm-dem-dan-dtm-
dalam-model-digital-muka-bumi/ Diunduh 20 Januari 2020
40
xvi