Penentuan iluminansi dan ketinggian terbang pesawat yang optimal untuk pemetaan tingkat warna daun Padi

Abstract

Pertanian presisi membutuhkan peta keragaman kondisi lahan. Kondisi tanaman dapat dijadikan sebagai satu indikator kesuburan lahan. Untuk tanaman padi, penentuan dosis pupuk dapat didasarkan pada tingkat kehijauan daun. Teknologi pengolahan citra dapat dipakai untuk mengukur tingkat kehijauan daun tersebut. Pendugaan tingkat kehijauan padi dapat dilakukan dengan pencitraan menggunakan pesawat terbang mini. Pengembangan penelitian menggunakan pesawat terbang mini diperlukan supaya akurasi pemetaan tingkat warna daun yang didapatkan lebih tinggi. Tujuan penelitian ini adalah menentukan tinggi terbang dan iluminansi optimal untuk mendapatkan akurasi pemetaan tingkat warna daun yang terbaik. Penelitian ini dilakukan di lahan tanaman padi milik petani padi yang terletak di beberapa tempat yaitu Desa Leuwingkolot dan Situ Udik, Kecamatan Cibungbulang, Bogor, Desa Cikarawang, Kecamatan Dramaga Bogor, dan Kelurahan Karawang Wetan, Kecamatan Karawang Timur, Karawang. Untuk melakukan analisis citra dari foto yang didapatkan di lapangan, diperlukan suatu studi yang dilakukan dengan mengambil foto terhadap suatu petak lahan sawah menggunakan galah vertikal. Bagan warna daun digunakan untuk mengukur tingkat warna secara manual untuk dijadikan patokan. Pendugaan tinggi terbang dilakukan dengan menjadikan panjang dan lebar tangkapan kamera pada jarak 1-15m sebagai patokan. Kamera digital diterbangkan oleh pesawat mini pada ketinggian 22-117m dan berbagai iluminansi dari 100-75000 lux. Pengukuran dilakukan pada berbagai iluminansi pk 05.30 sampai dengan pk 10.30. Citra yang terpilih selanjutnya diolah dengan tahapan berikut 1) memilih warna patokan di lahan yang nantinya dipakai sebagai patokan pengenalan warna setiap piksel di dalam image, 2) menentukan koordinat batas-batas lahan sebagai patokan, 3) scanning terhadap setiap piksel dan membandingkannya dengan warna patokan, 4) melakukan konversi koordinat lahan ke dalam koordinat absolut, 5) pemetaan warna setiap piksel, dan 6) pembagian lahan menjadi grid-grid dengan tingkat warnanya masing-masing. Hasil dari pengolahan citra kemudian diterjemahkan ke dalam peta spasial. Perbandingan tingkat warna daun padi yang diukur manual dengan hasil program akan menghasilkan nilai akurasi. Studi menggunakan galah vertikal mendapatkan hasil tingkat warna hijau daun yang lebih tinggi cenderung memiliki nilai RGB yang lebih rendah pada semua tingkat iluminansi dan tidak ada hubungan yang signifikan antara nilai RGB dengan iluminansi, perbedaan iluminansi tidak mempengaruhi komponen warna RGB pada suatu tingkat warna tertentu, dari hasil penelitian pendahuluan ini dapat diambil kesimpulan bahwa pengambilan gambar bisa dilakukan dari pagi sampai sore pada berbagai iluminansi minimum 150 lux. Pengukuran pada berbagai kondisi iluminansi dan ketinggian menghasilkan akurasi 50% sampai 90%. Nilai akurasi 90% tertinggi didapatkan pada pengukuran dengan ketinggian terbang sekitar 60 m pada iluminansi sekitar 3000 lux (sekitar pk 7 pagi). Nilai akurasi terendah 50% didapatkan pada pengukuran pada pk 09.40, iluminansi 73700 lux dan ketinggian terbang sekitar 22 m. Pengukuran pada iluminansi rendah menghasilkan akurasi rendah karena citra yang dihasilkan kurang jelas sehingga sulit membedakan antara satu tingkat warna dan tingkat warna lainnya. Pada iluminansi terlalu tinggi, cahaya matahari memberi efek bayangan matahari yang cenderung lebih hitam Ketinggian terbang optimum didapatkan antara 30-90 m Iluminansi yang optimum didapatkan pada iluminansi 3000-6500 lux (sekitar pk 07.00-08.00). Di samping itu, lokasi yang berbeda akan memberi efek pantulan cahaya matahari yang berbeda terhadap kamera, sehingga warna yang sama bisa terlihat berbeda…