Konsep Dasar Analisis Spasial

(Oleh: Ismail Marzuki)

1. Pengertian Analisis Spasial

Informasi geografis dalam bentuk yang paling sederhana adalah sebuah

informasi yang berkaitan dengan lokasi tata letak objek tertentu yang selanjutnya

diperluas fungsinya sebagai alat bantu dalam memproses data spasial sehingga

menjadi informasi (Cholid.2009:1). Artinya, GIS bukan sekedar penggunaan

komputer untuk membuat peta, tapi lebih dari itu GIS seharusnya dapat membantu

dalam analisis data, khususnya spasial. Proses pembangunan GIS yang di dalamnya

termasuk analisis spasial sendiri teridiri dari pengumpulan data, pemeriksaan data,

penyimpanan data, pemrosesan data, dan penyajian data yang secara keseluruhannya

terpaket dalam satu kesatuan data berupa informasi geografis (Cholid.2009:4).

Sebagai sebuah metode, analisis spasial berusaha untuk membantu perencana

dalam menganalisis kondisi permasalahan berdasarkan data dari wilayah yang

menjadi sasaran. Dan konsep-konsep yang paling mendasari sebuah analisis spasial

adalah jarak, arah, dan hubungan. Kombinasi dari ketiganya mengenai suatu wilayah

akan bervariasi sehingga membentuk perbedaan yang signifikan yang membedakan

satu lokasi dengan yang lainnya. Dengan demikian jarak, arah, dan hubungan antara

lokasi suatu objek dalam suatu wilayah dengan objek di wilayah yang lain akan

memiliki perbedaan yang jelas. Dan ketiga hal tersebut merupakan hal yang selalu

ada dalam sebuah analisis sapasial dengan tahapan-tahapan tertentu tergantung dari

sudut pandang perencana dalam memandang sebuah permasalahan analisis sapasial

(Cholid.2009:5).

Analisa spasial merupakan sekumpulan metoda untuk menemukan dan

menggambarkan tingkatan/ pola dari sebuah fenomena spasial, sehingga dapat

dimengerti dengan lebih baik. Dengan melakukan analisis spasial, diharapkan

muncul infomasi baru yang dapat digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan di

bidang yang dikaji. Metoda yang digunakan sangat bervariasi, mulai observasi visual

sampai ke pemanfaatan matematika/statistik terapan (Sadahiro.2006).

Ada banyak metoda dalam melakukan Analisis Spasial. Berdasarkan

Tujuannya, secara garis besar dapat dibedakan menjadi 2 macam:

1. Analisis Spasial Exploratory, digunakan untuk mendeteksi adanya pola khusus

pada sebuah fenomena spasial serta untuk menyusun sebuah hipotesa penelitian.

Metoda ini sangat berguna ketika hal yang diteliti merupakan sesuatu hal yang

baru, dimana peneliti tidak/ belum memiliki banyak pengetahuan tentang

fenomena spasial yang sedang diamati.

2. Analisis Spasial Confirmatory, Dilakukan untuk mengonfirmasi hipotesa

penelitian. Metoda ini sangat berguna ketika peneliti sudah memiliki cukup

banyak informasi tentang fenomena spasial yang sedang diamati, sehingga

hipotesa yang sudah ada dapat diuji keabsahannya.

Pada praktiknya, orang-orang yang bekerja dibidang statistik beranggapan

statistik tidak seharusnya digunakan untuk kegiatan analisa eksplorasi karena hal

tersebut membutuhkan beberapa percobaan dan penelitian lebih lanjut untuk

membuktikan kebenaran dari setiap hipotesa yang ada. Sementara di sisi lain para

ahli geografi mengatakan bahwa metoda statistik sangat bermanfaat untuk kegiatan

analisa eksplorasi. Isu antara para ahli statistik dan ahli geografi tentang metoda ini

sudah ada sejak tahun 1990-an dan pada akhirnya ditariklah sebuah kesimpulan

bahwa benar ada kesulitan tersendiri untuk membangun sebuah hipotesa secara visual

atau mengalkulasi seluruh nilai statistik. Namun, GIS tidak mengalami kesulitan

berarti untuk menganalisa sapasial dengan menampilkan hipotesa-hipotesa secara

visual maupun statistik tersebut.

Sebagaimana telah diketahui bahwa SIG adalah sistem yang berkemampuan

dalam menjawab baik pertanyaan spasial maupun pertanyaan non-spasial beserta

kombinasinya dalam rangka memberikan solusi-solusi atas permasalahan keruangan.

Artinya, sistem ini memang sengaja dirancang untuk mendukung berbagai analisis

terhadap informasi geografis: teknik-teknik yang digunakan untuk menelitidan

mengeksplorasi data dari perspektif keruangan, untuk mengembangkan, menguji

model-model, dan menyajikan kembali datanya sedemikian rupa hingga dapat

meningkatkan pemahaman dan wawasan. Teknik-teknik ini berada di dalam sebuah

payung yang bernama “analisis spasial”. Inilah yang membedakan SIG dengan tipe-

tipe sistem informasi yang lain. Di dalam SIG segala teknik atau pendekatan

perhitungan matematis yang terkait dengan data atau layer keruangan dilakukan di

dalam fungsi analisisyang satu ini. Dan demikian powerful-nya fungsi analisis spasial

yang dimilikinya hingga menjadikan SIG sebagai software tool yang terkenal hingga

pada saat ini.

Analisis spasial adalah suatu teknik atau proses yang melibatkan sejumlah

hitungan dan evaluasi logika (matematis) yang dilakukan dalam rangka mencari atau

menemukan (potensi) hubungan (relationships) atau pola-pola yang (mungkin)

terdapat di antara unsur-unsur geografis yang terkandung di dalam data dijital dengan

batas-batas wilayah studi tertentu). Sementara itu, pengertian ringkas menyatakan

bahwa analisis spasial merupakan:

a) Sekumpulan teknik untuk menganalisis dara spasial

b) Sekumpulan teknik yang hasil-hasilnya sangat bergantung pada lokasi objek

yang bersangkutan (yang sedang dianalisis)

c) Sekumpulan teknik yang memerlukan akses baik terhadap lokasi objek

maupun atribut-atributnya.

Sementara itu, di pihak lain, detail mengenai teknik, jenis fungsi, evaluasi,

logika, atau operator matematis yang digunakan di dalamnya tergantung pada jenis

atau tipe analisis spasial sendiri. Oleh karena itu, teknis untuk menganalisis akan

bervariasi, sederhana atau kompleks. Secara umum untuk menganalisa spasial,

biasanya harus melalui tiga tahapan analisa spasial, yaitu:

1. Analisis Visual,

Merupakan tahapan yang sangat berguna untuk menemukan dan memperjelas

pola/ keterkaitan antara beberapa objek dan fenomena yang terjadi di permukaan

bumi. Dengan melakukan visualisasi yang tepat, maka pola sebuah fenomena

yang rumit dapat dideteksi dengan lebih mudah. Analisis ini dibagi atas:

Visualisasi Atribut Objek Titik (attribute data of point objects), Visualisasi

Distribusi Objek Titik (distributions of point objects), dan Visualisasi

Pengelompokan Spasial (Spatial Tesselation).

2. Operasi Spasial,

Pengolahan data dengan mempergunakan algoritma perhitungan geometris

terhadap objek spasial yang ada untuk membantu memahami sebuah fenomena

spasial. Ada banyak sekali jenis dan variasinya yang selanjutnya akan dibahas

pada Fungsi Spasial. Dengan memaksimalkan kombinasi dari berbagai operasi

spasial, dapat dihasilkan informasi baru yang dapat digunakan sebagai dasar

pengambilan keputusan. Operasi spasial berbasis algoritma perhitungan

geometris yg dikenal saat ini diperkenalkan oleh Ian Shamos pada tahun 1986

melalui penelitiannya dibidang ilmu Komputer, tepatnya sub-field

“Computational Geometry”. Adapun beberapa dari operasi spasial ini meliputi:

Overlay Spasial (Spatial Overlay), Pencarian Spasial (Spatial Search), Operasi

Buffer (Buffer Operation), Operasi Raster (Raster Operation) , Operasi Jaringan

(Network Operation).

3. Pemodelan Spasial,

Gambaran Matematis tentang struktur dari sebuah fenomena spasial, untuk

keperluan prediksi/evaluasi. Disusun berdasarkan pengetahuan spesifik tentang

suatu fenomena spasial, biasanya berupa kombinasi dari beberapa operasi spasial

terhadap sekumpulan data spasial. Penggunaannya cukup luas, antara lain untuk

keperluan epidemiologi, ekonomi, ekologi, seismologi, arkeologi, ilmu

transportasi, dan bidang-bidang lainnya. Sebagai gambaran dapat digambarkan

pada alur bagan penyelesaian spasial berikut:

Gambar 1. Alur Proses Penyelesaian Analisis Spasial

Alur di atas merupakan alur pengerjaan sebuah analisis spasial dengan

metode air terjun (water fall). Metode ini merupakan metode yang banyak digunakan

untuk menyelesaikan kasus-kasus spasial, dan secara umum para analis spasial

memanfaatkan metode untuk menyelesaikan kasus-kasus spasial yang ada

(Sadahiro.2006). Dari gambar di atas dapat diketahui bahwa awal dari penyelesaian

spasial adalah menetapkan tujuan dari analisa yang akan dikerjakan. Hal ini juga

berlaku pada Sistem Pendukung Keputusan (SPK). Dalam SPK justru tujuan yang

ingin dicapai adalah masalah yang ingin diselesaiakan (Prahasta.2009). Dengan

begitu, akan dicapailah sebuah penyelesaian masalah beserta solusi yang sesuai

dengan tujuan awal yang ingin dicapai. Dengan kata lain, tujuan ini dimaksudkan

sebagai target atau pedoman untuk menyelesaikan masalah. Setelah itu, ditentukan

beberapa data untuk mendapat beberapa alternative pendukung dari masalah yang

akan diselesaikan atau tujuan yang ingin dicapai. Dengan menentukan alternatif-

alternatif pendukung maka sesungguhnya saat itu juga sedang menentukan data-data

yang menjadi inputan untuk proses pengumpulan data pada database.

Gambar 2. Pemodelan Data Analisis Spasial

Selanjutnya, data-data diolah dan diproses sedemikian rupa untuk

mendapatkan hasil dari sebuah analisa. Proses-proses tersebut dapat dimodelkan

sehingga terlihat jelas proses-proses apa yang dilakukan untuk penyelesaian masalah.

Hal ini dapat digambarkan seperti gambar 2 di atas.

Dan untuk tahapan selanjutnya adalah mereview hasil dari pemodelan atau

hasil dari seluruh kegiatan penyelesaian masalah. Yang perlu dikethui adalah apakah

tujuan awal masih berada pada posisinya atau tidak setelah tahapan-tahapan

penyelesaian masalah diselesaikan. Hal ini menjadi bagian terpuncak dalam setiap

analisis-analisis termasuk dibidang analisis spasial. Setalah pencapaian penyelesaian

masalah dinyatakan selaras dengan tujuan awal, maka tahapan selanjutnya adalah

mengimplementasikan hasil dari analisa tersebut.

Mike Morton, Chevron ETC – Earth Sciences – New Venture menerangkan

langkah-langlah lain dalam mengolah dan menganalisa data-data spasial, yaitu:

1. Mendefinisikan masalah spasial yang akan dianalisa dengan jelas.

Merupakan tahapan yang umum dilakukan oleh seorang analis sebelum

menganalisa sebuah permasalahan. Artinya, langkah ini tidak hanya dilakukan

oleh seorang analis dibidang GIS saja, tapi semua analis sistem informasi harus

melakukan langkah ini agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan.

2. Memastikan data-data yang akan dianalisa benar berasal dari orang-orang

yang paham terhadap situasi permasalahan yang akan dianalisa (The

Subject Matter Experts).

Hal di atas mengindikasikan bahwa setelah melakukan langkah pertama, yaitu

mengidentifikasikan masalah dengan jelas, seorang analis GIS harus

mengumpulkan data atau melakukan wawancara kepada orang-orang yang

memang benar-benar paham pada bidang yang akan dianalisa. Karena orang

yang paham terhadap kondisi dari masalah yang akan dianalisa adalah orang

yang akan memberikan data valid yang menjadi data inputan atau variabel

analisa dan memberikan informasi terhadap gambaran resiko yang ada. Dengan

demikian informasi-informasi yang diperoleh adalah informasi-informasi yang

valid dan tidak diragukan kebenarannya. Langkah ini sangat berpengaruh pada

proses dan hasil analisa yang akan dilakukan dan mengantisipasi kesalahan

persepsi seorang analis dalam menganalisa.

3. Mendefinisikan dan mempertimbangkan manfaat atau keuntungan yang

akan diperoleh jika analisa spasial yang akan dilakukan sukses terhadap

resiko-resiko yang ada atau mungkin ada (terjadi) selama proses analisa

berjalan.

Langkah ke-3 ini merupakan langkah yang berfungsi untuk menimbang antara

besaran manfaat terhadap resiko yang akan diperoleh selama proses analisa

dilakukan. Atau merupakan langkah untuk mengevaluasi kelayakan (feasibility

evaluation) seperti proses pengidentifikasian perluasan GIS secara praktis

beserta estimasi biaya dan potensi keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh

setelah menganalisa sebuah permasalahan. Langkah ini menjadi langkah yang

penting untuk mencari alternatif-alternatif penyelesaian masalah analisa jika

ternyata hasil atau kesuksesan analisa yang akan diperoleh lebih kecil dari pada

harus membayar semua resiko yang ada. Artinya, akan merugikan seorang analis

jika ternyata hasil yang diperoleh akan merugikan analis atau manfaatnya lebih

kecil daripada besar resiko yang ada. Walaupun demikian, lingkup dari studi

kelayakan yang diperlukan masih akan bergantung pada ukuran dan

kompleksitas organisasi beserta keragaman potensi hasil akhir dari sebuah

analisa.

4. Mendefinisikan variabel-variabel inputan (data source) yang akan dianalisa

dengan jelas.

Langkah ini sangat penting dalam proses analisa spasial yang akan dilakuakan.

Karena nilai output yang akan diperoleh dalam sebuah analisa spasial akan

bergantung dengan nilai inputan yang ada. Kedua hal ini berbanding lurus. Jadi,

perlu adanya proses penyeleksian data inputan yang benar-benar berpengaruh

pada masalah yang akan dianalisa. Mendefinisikan variabel-variabel inputan

yang akan dianalisa sangat erat kaitannya dengan langkah kedua di atas. Artinya,

kedua langkah ini dapat dilakukan sekaligus dalam satu waktu. Karena

bagaimanapun variabel-variabel inputan suatu masalah juga seharusnya

diperoleh dari orang-orang yang paham dan mengerti terhadap permasalahan

yang akan dianalisa. Hal ini menjadi sebuah kebutuhan yang utama sebelum

kegiatan analisa dilakukan.

2. Fungsi Analisis Spasial

Secara detail, tipe, implementasi, atau jenis aktual fungsi analisis spasial

dapat dijumpai pada banyak pustaka (teori) dan perangkat lunak SIG, pengolahan

citra dijital (remote sensing), fotogrametri, model permukaan dijital, dan CAD. Lebih

jelas lagi dalam buku Eddy Prahasta tentang Konsep-Konsep Dasar Sistem Informasi

Geografis (Perspektif Geodesi dan Geomatika) di jelaskan, ada beberapa fungsi

analisis spasial seperti:

a. Query Basis Data, yaitu SIG yang menggunakan query terhadap basis data

bersama dengan fungsi analisis spasial tu sendiri dalam usaha menjawab berbagai

pertanyaan spasial dan non-spasial yang digunakan untuk memanggil kembali

data atau tabel atribut tanpa mengubah atau meng-edit/ update data yang

bersangkutan.

b. Pengukuran, yaitu fungsi analisis spasial yang melibatkan fungsi matematis

sederhana di seputar bentuk unsur spasial dengan geometri yang juga sederhana.

Seperti, menghitung atau menganalisa jarak antara dua titik spasial, menghitung

luas area, menghitung keliling area, menghitung titik koordinat atau yang disebut

dengan centroid dan lain sebagainya.

c. Kedekatan unsur/ proximity, fungsi yang mampu menghitung dan menganalisa

kedekatan tiap-tiap unsur spasial. Fungsi ini biasanya akan berfungsi jika file

layer yang ada berbentuk raster atau pecahan dari beberapa atau bahkan banyak

grid dimana tiap sel grid memiliki nilai tersendiri yang disebut pixel. Contohnya

adalah find distance, cost and pathway, poligon convex-Hull, dan calculate

density.

d. Model permukaan digital. Model ini meliputi: gridding, spatial filtering,

contouring, gradien/ slopping, aspect, hilshading, steepest path, profile,

viewshed, dan watershed yang seluruhnya merupakan model-model pengolahan

analisis spasial. Yang diolah adalah bentuk dari permukaan bumi dalam peta,

sehingga terlihat perbedaan ketinggian masing-masing wilayah. Biasanya diolah

setelah data dikonfersikan atau memang sudah berupa data raster.

e. Klasifikasi, merupakan pemetaan suatu besaran yang memiliki interval-interval

tertentu ke dalam interval-interval yang lain berdasarkan batas-batas atau kategori

yang ditentukan. Adapun yang termasuk ke dalam fungsi klasifikasi ini adalah

reclassify yang berfungsi untuk melakukan pengklasifikasian suatu data raster

(yang pada umumnya berdominan bilangan real) ke dalam data raster lainnya

(yang berdominan bilangan bulat sederhana) berdasarkan batas-batas kelas yang

ditentukan secara interaktif oleh pengguna. Kemudian ada pula reclassify yang

melakukan klasifisikasi unsur-unsur spasial tipe polygone (vektor) berdasarkan

nilai-nilai milik salah satu field (terutama yang bertipe numerik) yang terdapat di

dalam tabel atribut.

f. Fungsi pengolahan citra dijital, yaitu salah satu analisis spasial yang terkenal di

bidang SIG dan juga pengolahan citra digital (pengindraan jarak jauh) adalah

klasifikasi; istilah yang merujuk pada proses interpretasi citra-citra dijital (dengan

bantuan sistem komputer) hasil pengindraan jauh. Analisis ini merupakan suatu

proses penyusunan, pengurutan, atau pengelompokkan setiap pixel citra dijital

multi-band ke dalam beberapa kelas berdasarkan kriteria atau kategori objek

hingga dapat menghasilkan sebuah peta dalam bentuk raster. Fungsi ini memiliki

tujuan untuk mengekstrak pola-pola respon spektral yang terdapat di dalam citra

itu sendiri seperti kelas-kelas penutup lahan (landcover). Yang termasuk ke

dalam kategori dari fungsi ini adalah clustering, yakni proses klasifikasi yang

digunakan untuk mengelompokkan pixel-pixel citra berdasarkan aspek-aspek

statistik (matematis) semata. Kemudian classification, yaitu proses klasifikasi

yang sama dengan clustering, tetapi dengan tambahan pendefinisian beberapa

sampel kelas atau tambahan oleh pengguna untuk mengakomodasikan aspek-

aspek variabilitas anggota-anggota kelasnya.

g. Fungsi editing unsur-unsur spasial, yang difungsikan sebagai layanan dalam

proses editing data spasial terutama yang bertipe poligon. Union, Merge, atau

Combine merupakan fungsi analisis yang digunakan untuk menggabungkan

(agregasi) beberapa unsur spasial yang dipilih hingga menjadi sebuah unsur saja.

Kemudian Delete, Erase, atau Cut merupakan fungsi analisis spasial ini akan

menghapus unsur spasial yang terpilih. Split atau Clip merupakan fungsi analisis

untuk memisahkan sebuah unsur menjadi lebih dari satu unsur spasial, Substract

untuk menghapus area yang ber-overlap diantara dua unsur spasial yang bertipe

poligon, serta Intersect untuk menghasilkan unsur spasial baru yang merupakan

irisan dari unsur-unsur spasial masukannya.

h. Fungsi analisis terhadap layer tematik, yang terdiri dari Dissolve (aggregate),

Merge, Clip, dan Spatial Join.

i. Geocoding, adalah proses yang dilakukan untuk mendapatkan suuatu lokasi unsur

berdasarkan layer referensi dan masukan string.

j. Overlay, yaitu analisis sapasial esensial yang mengombinasikan dua layer tematik

yang menjadi masukannya. Beberapa contoh operasi Overlay Spasial dalam

ArcGIS :

Intersect dan Union

Kedua jenis overlay ini memiliki kaitan yang erat dengan operasi logika

“AND” dan “OR” yang bersifat simetris.

Gambar 3. Intersect Dan Union Overlay

Identity

Overlay jenis ini bersifat unsimetris berbeda dengan jenis overlay

intersect dan union yang bersifat overlay. Pada dasarnya memiliki dua

layer masukan dimana layer pertama akan dijadikan layer dasar sementara

layer kedua menjadi layer yang akan meng-overlay layer pertama. Berikut

adalah gambar yang menunjukkan perbedaan hasil overlay akibat dari

berbedanya layer yang menjadi layer dasar dan layer yang meg-overley

layer dasar.

Gambar 4. Identity Overlay

Clip dan Erase

Clip dan Erase merupakan overlay yang mengekstraksi objek-objek

spasial dari sebuah layer peta dengan menggunakan layer lain (clip). Clip

bekerja seperti sebuah alat pemotong yang mengekstrasi objek-objek

spasial dengan menspesifikasikan layer yang menjadi layer masukan dari

masing-masing objek-objek spasial yang terekstrasi. Lebih jelasnya dapat

dilihat pada gambar berikut:

Gambar 5. Clip dan Erase Overlay

Update (keepborder, dropborder)

Secara harfiah, update overlay ini berfungsi untuk “meng-update”

sebagain atau seluruh layer dengan layer lainnya. Berikut adalah ilustrasi

dari overlay jenis ini yang akan ditunjukkan pada gambar 6.

Gambar 6. Update Overlay

k. Pencarian Spasial (Spatial search), yaitu sejenis fasilitas search yang terdapat

pada DBMS standar. Yang membedakannya adalah penggunaan object spasial

dan syarat geometris tertentu sebagai kunci pencarian.

Gambar 7. Pencarian Spasial

l. Buffering, yaitu fungsi analisis yang akan menghasilkan unsur-unsur spasial (di

dalam layer lain) yang bertipe poligon atau akan menghasilkan data spasial baru

pada zone dengan jarak atau radius tertentu dari data spasial yang menjadi

masukannya.

Gambar 8. Buffering

a b

c d

Data spasial titik akan memperoleh data spasial baru berupa lingkaran-lingkaran

yang mengelilingi titik-titik pusatnya. Untuk data spasial garis akan

menghasilkan data spasial baru berupa poligon-poligon yang menlingkupi garis-

garis. Demikian pula untuk data spasial poligon akan mendapat data spasial yang

baru berupa poligon-poligon yang lebih besar dan konsentris.

m. Network, yaitu analisis spasial mengenai pergerakan atau perpindahan suatu

sumber daya (resource) dari suatu lokasi ke lokasi yang lainnya melalui unsur-

unsur buatan manusia yang membentuk jaringan yang saling terhubung satu sama

yang lainnya. Operasi Jaringan merupakan kumpulan operasi spasial yang

dilakukan terhadap Data Jaringan, untuk keperluan: Pencarian jarak terpendek,

Pencarian maximum flow, Spatial search, dan lain sebagainya Data Jaringan pada

dasarnya adalah tipe data garis yang memiliki informasi topologi sehingga dapat

dilakukan penelusuran spasial. Contoh: Jaringan Jalan, Jaringan Pipa, dan

sebagainya.

Gambar 9. Network