taufik hery purwanto, s.si., m.si. laboratorium sig prodi ... · pdf filelaboratorium sig...

Taufik Hery Purwanto, S.Si., M.Si.Taufik Hery Purwanto, S.Si., M.Si.Laboratorium SIG Prodi Kartografi dan Penginderaan Jauh Laboratorium SIG Prodi Kartografi dan Penginderaan Jauh

Jurusan Sains Informasi Geografis dan Pengembangan WilayahJurusan Sains Informasi Geografis dan Pengembangan WilayahFakultas Geografi Fakultas Geografi Universitas Gadjah MadaUniversitas Gadjah Mada

Where has GIS come from?

Relative Dominance of the Disciplines of

Spatial Information Technology Professionals

1960s

• mainframe computers • automated cartography beginning; remote

sensing & GIS are mostly just concepts • CGIS - Roger Tomlinson • Harvard Lab for Computer Graphics And

Spatial Analysis

1970s

• Landsat program establishes remote sensing

• GIS still being developed but overshadowed by remote sensing

• MAP analysis program - Dana Tomlin & Joseph Berry

•from Piwowar, 1999. "A Brief History of Time", Cartouche, No. 34:

Where has GIS come from?

•from Piwowar, 1999. "A Brief History of Time", Cartouche, No. 34:

1980s

• GIS comes of age: ARC/INFO, GRASS, SPANS

• IBM PC begins the desktop computing revolution

• Automated Cartography practitioners evolve into GIS practitioners

• remote sensing seen by increasing numbers as just another GIS data source

Where has GIS come from?1990s

• GIS dominates spatial information technologies

• GISs are now being used by people who have no formal training in geography, cartography or remote sensing

o on one hand, this can be seen as a measure of the success of GIS

o it should also be viewed as a warning flag that some of this development may be happening too quickly: sound principles of map design are frequently abused in GIS output

• "Geomatics" term adopted by the Canadian government to encompass all the spatial information technology disciplines

• GPS becomes an important tool (see Piwowar, 1988. "A GPS Primer",Cartouche, No. 27).

• first-generation spatial data archives are becoming obsolete (see Piwowar, 1988. "Putting Your Data Out to Pasture", Cartouche, No. 29).

Where has GIS come from? 2000s

• renewed interest in remote sensing as a suite of new generation of high-resolution and hyperspectral sensors are launched (see Piwowar, 1998. "Remote Sensing: The Next Generation", Cartouche, No. 28).

• the emergence of seamlessly integrated "spatial information systems" which embrace the traditional sub-disciplines of cartography, remote sensing and GIS in a unified package

• these new GISs will also become more integrated into our everyday lives so that, in many cases, we may not even be aware that we are using a GIS (see Piwowar, 1998. "2001: A Societal GIS Odyssey", Cartouche, No. 31 and Homes Online)

• the internet (or its successors) will become the medium for spatial data distribution and communication (see Piwowar, 1998. "Interactive Web Map Publishing", Cartouche, No. 30 and The National Atlas of Canada Online).

• there will be a paradigm change in the map itself - virtual maps will become a reality (see Virtual Cities Resource Centre: www.casa.ucl.ac.uk/vc/cities.htm)

What is a GIS?

• Geographic Information information about places on the earth's surface knowledge about "what is where“

• Geographic Information TechnologiesAutomated Cartography Remote Sensing (RS) Global Positioning Systems (GPS) Geographic Information Systems (GIS)

• GIS--what's in the S?Systems Science Studies

(Briggs, 1999)

System: Technology for the acquisition and management of spatial information

Science:Comprehending the under-laying conceptual issues of representing data and process in space-time.The science (or theory and concepts) behind the technology

Studies:Understanding the social, legal and ethical issues associated with the application of GISy and GISc.

(Briggs, 1999)

GIS is an acronym for:

• Geographic Information Systems (US) • Geographical Information Systems (UK, Aust.,

Canada) • Geographic Information Science (Academia)

Teknologi Peranan teknologi dalam rangka peningkatan kemampuan teknologi GIS

Data Base Management System (DBMS)

Menyimpan atribut untuk ditampilkan di GIS; Pelacakan data, penyortiran, penggabungan, penambahan, memperbarui, restrukturisasi, terkait table dan field-field..

Computer Aided Design (CAD) Memperluas geometri data 2D menjadi data GIS 3D Kemampuan dalam rendering.

Land Information System (LIS) Memperluas kemampuan GIS untuk survei tanah dan perekamannya dalam aspeklegal/hukum, administrasi dan untuk tujuan perencanaan dan pembangunan.

Automated Mapping/Facilities Mapping (AM/FM)

Meningkatkan fungsi GIS dalam pemetaan automatis danpeta pemeliharaan utilitas untuk umum sepertiair, drainase, gas dan listrik.

GPS Meningkatkan akurasi lokasi dan obyekmemverifikasi akurasi atribut dalam SIG; Kemampuan dalam navigasi dan tracking/pelacakan.

Remote sensing and Photogrammetry (RSP)

Integrasi fungsi-fungsi SIG dan analisis dan hasil pengolahan data dan analisis data Sumber data Raster

Statistical Software (SS) Integrasi GIS dan prosedur statistikSpatial Decision Support Systems (SDSS)

Memperluas fungsi GIS untuk pengambilan keputusan

SES (Spatial Expert Systems) Mengintegrasikan kemampuan Expert Systems dan fungsi GISPSS (Planning Support Systems) Memperluas fungsi GIS untuk perencanaan

Multimedia Systems (MS) Meningkatkan visualisasi dari informasi geografi dengan penggunaan suara, video, gambar, hypertext dan hotlink

Internet-based Systems (IS) Meningkatkan komunikasi, berbagi data (data sharing), joint task operation dan layananonline GIS

Groupware Systems (GW) Mengaktifkan beberapa pengguna (multiple users) di lokasi yang berbedauntuk melakukan tugas-tugas yang terkait dengan perencanaan dan pengambilan keputusan

Definitions of GIS

• A GIS is an information system that is designed to work with data referenced by spatial or geographic coordinates. It is both a database system with specific capabilities for spatially referenced data as well as a set of operations for working with the data."Star and Estes, 1990

• A GIS is a system that contains spatially referenced data that can be analyzed and converted to information for a specific set of purposes, or application ... The key feature of a GIS is the analysis of data to produce new information."Parent, 1988

• "A system of computer hardware, software, and procedures designed to support the capture, management, manipulation, analysis, modelling, and display of spatially referenced data for solving complex planning and management problems."U.S. Federal Interagency Coordinating Committee, 1988

Definitions of GIS

• A GIS is a computer-based system that provides the following four sets of capabilities to handle georeferenced data:

qinput qdata management (data storage and retrieval) qmanipulation and analysis qoutput Aronoff, 1989

• "A geographic information system (GIS) is a computer-based tool for mapping and analyzing things that exist and events that happen on Earth. GIS technology integrates common database operations such as query and statistical analysis with the unique visualization and geographic analysis benefits offered by maps. These abilities distinguish GIS from other information systems and make it valuable to a wide range of public and private enterprises for explaining events, predicting outcomes, and planning strategies."ESRI, 1997

Sistem Informasi Geografis (SIG) atau Geographic Information System (GIS) diartikan sebagai sistem informasi yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memanggil kembali, mengolah, menganalisis dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospatial, untuk mendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan, transportasi, fasilitas kota, dan pelayanan umum lainnya. (Murai S. dalam Prayitno, 2000)

SIG sebagai suatu kumpulan yang terorganisir dari perangkat keraskomputer, perangkat lunak, data geografi dan personil yangdirancang secara efisien untuk memperoleh, menyimpan,mengupdate, memanipulasi, menganalisis, dan menampilkan semuabentuk informasi yang bereferensi geografi (ESRI, 1990)

Definitions of GIS

Definitions

• Geographic, because data collected is associated with some location in space.

• Informational, because attributes, or the characteristics (data), about the space is what we want to learn about.

• System, because there must be a tie from the information to the geography in a seamless operation.

adalah suatu data yang memiliki referensi spasial atau posisi geografis (georeferenced)

SistemSuatu rangkaian kerja, komputerisasi dan terintegrasi

Informasi Data, informasi, keterangan

Geografi Lokasi, koordinat, tempat, alamat

Components of geographic data

• Three general components to geographic information

Attributes Geometry

Streets

BehaviorRules

Streets and highways may not intersect

• Estimates are that 80% of all data has a spatial component– Data from most sciences can be analyzed “spatially”

(ESRI)

The 3 “W’s” of Geography• What is where• Why is it there• Why do I care

DATA TEKSTUAL VS DATA SPASIAL

Data Tekstual Data Spasial

Visualization “Worth a Thousand Words”

Vs

Database“Not Easy to Interpret”

?

Information Management

Spatial Information Management

1970 1980 1990 2000

Internet

Era ICT

Pemetaan DigitalSeamless/Scalable/ Multi-dimensional

Era Komputer/

GIS

EVOLUSI PEMANFAATAN DATA SPASIALEVOLUSI PEMANFAATAN DATA SPASIAL

SDI 2

1970 1980

Pemetaan Konvensional

1:25K1:100K1:250K

SIG SDI 1

Sistem menggunakan Peta Cetak

MANAJEMEN INFORMASI (GEO)SPASIAL

Perbandingan dalam manajemen Informasi Geospasial

Tahapan SIG Pekerjaan Manual

Penyimpanan Database digital dan terpadu Skala dan standart berbeda

Pemanggilan kembali Pencarian dengan komputer Cek manual

Pemuktahiran Sistematis Mahal dan memakan waktu

Analisis data Attribut Sangat cepat Memakan waktu dan tenaga

Analisis data spasial Mudah Rumit

Penyangan Murah dan cepat Mahal

Benefits of GIS :

1. Analysis of spatial data in a complex environment 2. Ability to integrate different databases into one

environment 3. Ability to display and manage spatial data in a

spatial context 4. Rapid production of specialized maps and graphic

products 5. Performs complex spatial analysis

TAKSONOMI SISTEM INFORMASI

Non-Spasial Spasial

CAD/CAM

Sistem Informasi

Liputan Lahan

Penduduk

Non-Geografi Sistem Informasi Geografis

Sosioekonomi ……..

OBJEK APLIKASI SIG

Geographicphenomena

Computerrepresentations Visualitations

Real worldAplicationcomputing Simulation world

FENOMENA GEOGRAFIS

7 (tujuh) fenomena geografis

Proses penanganan data spasial

SIG

DATA SIG

Link

REAL WORLD

- Siapa/Apa ….. ? (What is at …. ?)

- Dimana ……. ? (Where is it … ?)

Grafis• Titik (Point)• Garis (Arc/Line)• Poligon (region/Polygon) • Permukaan (Surface)

Data Attribut/ Data Deskriptif/ Data Tekstual/ Data Tabuler

mis,: *.dbf

Smart Map (linking a database to the map)

Raster

Vektor

DATA SPASIAL (SIG)

• continuous: elevasi, curah hujan, salinitas air laut

• area:- unbounded: penggunaan lahan, area pasar, jenis tanah, jenis batuan- bounded: batas kota/negara, persil- moving: massa udara, kumpulan binatang, kumpulan ikan

• networks: jalan, pipa/kabel transmisi, sungai

• points:- fixed: sumur, lampu jalan, alamat- moving: mobil, ikan, rusa

DATA GRAFIS (GRAPHIC DATA)

* Categorical (name):- nominal

• tidak ada tingkatan/urutan (ordering)contoh : tipe penggunaan lahan, nama kota

- ordinal • ada tingkatan/urutan (ordering)• kelas jalan, orde sungai• tidak bisa digunakan untuk perhitungan aritmatika

* Numerical - interval

• tidak mempunyai nilai nol mutlak• tidak dapat dikatakan lebih dari 2x

contoh : temperatur (Celsius atau Fahrenheit)- ratio

• mempunyai nilai nol mutlak• dapat dikatakan lebih dari 2x • disajikan dalam tipe integer atau floating point [decimal fraction] sehingga

dapat dipergunakan untuk perhitungan aritmatikacontoh : pendapatan, umur, curah hujan

DATA ATTRIBUT (ATRIBUTE DATA)

R = River E = Eucalypts P = Pine Forest H = House R = River

Raster Representation Vector Representation

Real World

H

EH

PE

R

STRUKTUR DATA

STRUKTUR DATA VEKTOR

* Titik (node/point): 0-dimension• koordinat tunggal (x,y)• area/luasan nol

contoh : pohon, sumur minyak, penempatan label

* Garis (arc/line): 1-dimension• dua ( atau lebih ] koordinat x,y yang

dihubungkancontoh : jalan, sungai

* Poligon (polygon/region) : 2-dimensions• empat atau lebih koordinat x,y yang

dihubungkan• koordinat awal dan akhir sama• area yang tertutup

Contoh : daerah/propinsi, danau

Line: 7,2 8,11

2

7 8

1

2

7 8

x=7 Point: 7,2

y=2

1

2

7 8

Polygon: 7,2 8,1 7,1 7,21

2

7 8

STRUKTUR DATA VEKTOR

STRUKTUR DATA RASTER

STRUKTUR DATA RASTER

• Header : berisi informasi penting mengenai kode file, jumlah band data yang dikandung, baris, kolom, tipe data, dan sebagainya.

• Data : blok data layer raster.

• Ancillary : berisi informasi tambahan yang biasanya meliputi data statistik citra yang bersangkutan.

• Layer raster disimpan dalam format standar BIP (band-interleaved by pixel), BIL (band-interleaved by line), dan BSQ (Band Sequential), serta fomat kompresi RLE (run-length encoding)

STRUKTUR DATA RASTER

Contoh penyimpanan Layer(s) Raster:Contoh penyimpanan Layer(s) Raster:

VECTOR RASTERV s

DATA SPASIAL (SIG)

Keuntungan dan keterbatasan model data grafis digital :• Data raster membutuhkan ruang penyimpanan yang lebih besar dari pada

data vektor• Data vektor mempunyai kemampuan penampilan kemballi lebih baik dari

data raster, karena data raster sangat tergantung pada besar kecilnyaresolusi yang digunakan

• Proses perhitungan, misalnya dalam analisis overlay, data vektormemerlukan algoritma yang lebih kompleks, memakan waktu lebih lama

• Pemanfaatan data vektor utamanya merupakan bahan baku dalam bentukdata spasial keperluan SIG, sedang data raster merupakan bahan bakupembentuk citra (image) pada sistem penginderaan jauh.

KONSEP LAYER PADA DATA SIG

1. Data Retrieval

2. Map Generalization

3. Map Abstractions

4. Map Sheet Manipulation

5. Buffer Generation

6. Polgygon Overlay And Dissolve

7. Grid Cell Analysis - Network Analysis

8. Measurement

9. Digital Terrain Analysis, And

10. Output Techniques

KOMPONEN SIG

1. Perangkat keras (hardware)Komputer (komputer tunggal, komputer sistem jaringan dengan server, komputer dengan jaringan global internet) dan periperalnya. Perangkaat keras untuk SIG mepliputi perangkat keras : pemasukan data, pemrosesan data, dan penyajian hasil, serta peyimpanan (storage).

2. Perangkat Lunak (software)Perangkat lunak yang mempunyai fungsi di atas dan fasilitas untuk penyimpanan, analisis, dan penayangan informasi geografi. Persyaratan yang penting harus dipenuhi software SIG, adalah :merupakan Database Management System (DBMS), fasilitas untuk pemasukan dan manipulasi data geografis, fasilitas untuk query, analisis , dan visualisasi,Graphical User Interface (GUI) yang baik untuk mempermudah akses fasilitas yang ada.

3. Data (Data)Data merupakan komponen yang penting dalam SIG. Keakurasian data dituntut dalam SIG. Dikenal konsep GIGO (Garbage In Garbage Out) sebaliknya Gold In Gold Out.

4. Sumberdaya Manusia (people)Teknologi SIG menjadi sangat terbatas kemampuannya jika tidak ada sumberdaya yang mengelola sistem dan mengembangkan untuk aplikasi yang sesuai. Pengguna dan pembuat sistem harus saling bekerjasama untuk mengembangkan teknologi SIG.

5. Metode (methods)Model dan teknik pemrosesan perlu dibuat untuk berbagai aplikasi SIG.

APLIKASI SIG

1. Pengukuran (Measurement)2. Pemetaan (Mapping)3. Pemantauan (Monitoring)4. Pembuatan Model (Modelling)

(Estes, 1990)

1. Pengukuran (Measurement)2. Pemetaan (Mapping)3. Pemantauan (Monitoring)4. Pembuatan Model (Modelling)

(Estes, 1990)

Data PJ

Survey Lapangan

Pengolahan CitraManual/Digital

Peta/Data Sekunder:Topografi, Geologi, Tanah, dll.

InformasiMutakhir

Editing, Transformasi, Tagging

InformasiSekunder

Integrasi

Pemetaan, Inventarisasi

Pemantauan, Monitoring

Evaluasi

Pembuatan Model

Perubahan Peng. Lahan

Kebakaran hutan

Kemampuan Lahan

Prediksi

Site Selection Kekeringan

Pemetaan

MONITORING

T E R I M A K A S I HT E R I M A K A S I H