resume pengantar sig
DESCRIPTION
sigTRANSCRIPT
-
RESUME PENGANTAR
SISTEM INFORMASI GEOGRAFI
-
1
PENDAHULUAN
Sejak berabad-abad yang lalu para peneliti dan praktisi yang berhubungan dengan
ilmu kebumian dan geografi telah menggunakan peta sebagai sarana untuk
menggambarkan informasi spasial (keruangan) permukaan bumi. Kini, berbagai
jenis peta telah diciptakan/dihasilkan oleh berbagai disiplin. Namun demikian,
secara umum peta-peta tersebut dapat dikelompokkan atas dua jenis peta, yaitu: peta
dasar (base map) dan peta tematik (thematic map).
Peta dasar menggambarkan roman muka bumi atau topografi suatu daerah yang
mengandung unsur-unsur seperti: garis pantai, sungai, danau, bukit, gunung, jalan
dan lain-lain. Secara geometri hubungan spasial unsur-unsur muka bumi tersebut
diukur dan disajikan dalam sistem koordinat bumi yang baku (geo referenced), baik
menggunakan sistem koordinat lintang/bujur (latitute/longitute) atau Universal Transfer
Mercator (UTM).
Peta tematik secara khusus menampilkan distribusi spasial suatu tema, seperti:
geologi, mineral/bahan galian, soil, kehutanan, tataguna lahan, kependudukan, dan
lain sebagainya. Agar informasi yang terkandung pada peta-peta tematik tersebut
dapat dianalisis dan dievaluasi dengan mudah oleh berbagai pihak, maka
penyajiannya dilakukan pada peta dasar yang standar.
Kemajuan teknologi yang pesat dalam bidang pemetaan telah memberikan
kemudahan pada berbagai disiplin yang berhubungan, baik untuk keperluan litbang
maupun untuk menunjang kegiatan operasional sehari-hari. Dewasa ini telah banyak
dikembangkan sarana pengolahan data yang dirancang secara khusus untuk aplikasi
pemetaan. Kemajuan pengembangan teknologi ini sangat dipengaruhi oleh
kemajuan teknologi informatika atau teknologi komputer, baik dari segi perangkat
keras (hardware) maupun perangkat lunak (software). Teknologi komputer yang
mampu menangani database grafik (spasial) dan non-grafik (tekstual), merupakan
alternatif yang dipilih dalam pengembangan aplikasi pemetaan.
Sejak beberapa tahun terakhir teknologi Sistem Informasi Geografi (SIG) semakin
populer dan banyak diterapkan pada berbagai bidang. Sistem ini khusus
dikembangkan untuk mengelola, mengolah dan menyajikan data spasial, yang
-
2
pengembangannya merupakan perpaduan dari berbagai disiplin ilmu dan teknologi,
yaitu: komputer grafik, computational geometry, database management systems, software
engineering dan remote sensing (Marble, 1984). Keunikan SIG dibandingkan dengan
sistem komputer lainnya adalah kemampuannya dalam menghubungkan (link) data
grafis (spasial) dan data atribut/tekstual (a-spasial) dari suatu objek yang dipetakan,
yang membuat sistem menjadi sangat berguna dalam pengelolaan sumberdaya alam,
dan ampuh dalam melakukan berbagai analisis atau pemodelan spasial untuk
perencanaan tataruang.
Pada awalnya SIG dikembangkan untuk mengelola, menganalisis dan mengevaluasi
data tataguna lahan (land use) dalam suatu perencanaan regional (regional planning)
(Aronoff, 1989). Kemudian sistem ini diterapkan pada berbagai disiplin ilmu lainnya
yang mengaitkan data atau informasi lokasi pada permukaan bumi sebagai referensi.
Kini, SIG telah digunakan untuk aplikasi yang beragam, baik oleh kalangan bisnis,
universitas, militer maupun pemerintahan/lembaga penelitian. Sejak beberapa tahun
terakhir, bidang geologi dan pertambangan juga telah memanfaatkan teknologi SIG
sebagai sarana pengolahan datanya.
Tulisan ini akan memperkenalkan teknologi Sistem Informasi Geografi bagi para
pemula. Juga akan diuraikan secara ringkas konsep data spasial dan a-spasial, yang
perlu diketahui guna memahami bagaimana sistem ini menanganinya. Sebagai suatu
pengenalan, tulisan ini hanya menyajikan ide-ide dasar konsep SIG. Namun
demikian, akan disinggung pula metoda praktis penerapan SIG secara operasional.
-
3
I. SISTEM INFORMASI GEOGRAFI
1.1. Definisi Sistem Informasi Geografi
Istilah Sistem Informasi Geografi (SIG) merupakan terjemahan bebas dari
Geographic Information System (GIS) yang diartikan sebagai suatu sistem pengolahan
data berbasis komputer yang mempunyai kemampuan untuk mengelola,
menganalisis, pemodelan dan menyajikan data spasial dan a-spasial
(tabular/tekstual), yang mengacu pada lokasi di muka bumi (georeferenced data).
Proses pengolahan dilakukan dengan menerapkan kaidah-kaidah relational database
yang mampu memadukan data geografis (elemen peta) dan informasi terkait secara
simultan.
Dari uraian di atas dapat dikatakan bahwa pada dasarnya SIG terdiri atas perangkat
keras (hardware) dan perangkat lunak (software) yang dapat dimanfaatkan untuk
(Aronof, 1989):
menyimpan dan mengelola data geografis dengan efisien,
mengolah dan menyajikan data geografis, dan
dapat dengan efektif melakukan penelusuran database geografis untuk
keperluan analisis ataupun tampilan.
Dengan demikian, SIG tidak hanya berfungsi untuk memindahkan /
mentransformasikan peta konvensional (analog) ke bentuk digital (digital map), tetapi
lebih jauh lagi sistem ini mampu untuk mengolah dan menganalisis data yang
mengacu pada lokasi geografis menjadi informasi berharga. Oleh karena itu, SIG
dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan dalam menganalisis data spasial
secara terpadu (multiple data), baik untuk perencanaan maupun untuk pengambilan
keputusan.
-
4
DATABASE
TEKS
SIG
Peta
DIGITASI
sdjajasdja
djasdajsasdsddsads
DATABASE
GRAFIS
PROSESPENELUSURAN
KEY IN
GAMBAR 1 : Pembentukan dan Pemakaian Database SIG
Dari definisi di atas dapat disimpulkan, bahwa SIG memiliki dua jenis database
(GAMBAR 1 : Pembentukan dan Pemakaian Database SIG). Jenis database pertama
berfungsi untuk mengelola elemen-elemen gambar dari suatu peta, disebut sebagai
database grafis (database spasial). Jenis database kedua berfungsi untuk mengelola
informasi atau deskripsi dari setiap elemen yang ada pada database grafis, disebut
sebagai database teks (database a-spasial). Pada SIG, database teks ini juga dikenal
sebagai file atribut.
1.2. Database SIG
Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, bahwa suatu SIG memiliki dua jenis
database, yaitu: database grafis dan database teks. Database grafis pada dasarnya
berupa lokasi, bentuk dan dimensi spasial dari elemen peta (objek yang terdapat pada
peta) yang pada umumnya terdiri atas tiga macam elemen, yaitu:
(1) Titik; seperti lokasi kota, lokasi pemboran atau fenomena lainnya,
(2) Garis; seperti jalan, sungai, patahan, dll,
(3) Poligon; seperti batas wilayah pertambangan, batas litologi, dll.
Setiap elemen peta (objek) dihubungkan (link) dengan database teks, yang merekam
informasi atau atribut dari setiap elemen peta, melalui suatu kunci (key atau index)
-
5
yang unik untuk memudahkan penelusurannya (GAMBAR 2 : Sistematika
Pembentukan Database SIG). Dalam implementasinya, database ini disusun ke
dalam format berbentuk tabel. Setiap baris dalam tabel tersebut merupakan atribut
dari masing-masing elemen peta. Melalui fasilitas RDBMS (relational database
management system) yang baik, tabel tersebut dapat pula dihubungkan dengan tabel-
tabel atau database lainnya yang berisi informasi lebih rinci dari masing-masing
elemen peta.
123 Sungai
121 Jalan
312 Hutan
322 Danau
331 KP
201 Desa
123 S. Bengawan Solo X3
121 Jalan Propinsi 32
312 Hutan Jati 43
322 Danau Toba F2
331 PT. Aneka Tambang H6
201 Desa Kaliandu d1
Peta LapanganDatabase Grafis
Database Teks (Atribut)
TAG / LINK
GAMBAR 2 : Sistematika Pembentukan Database SIG
Untuk kemudahan proses, data yang direkam ke dalam SIG biasanya diatur atas
beberapa layer. Setiap layer berisi data sejenis, baik menurut tipe objek atau
kelompok tema, yang diregistrasi dengan menggunakan sistem koordinat yang sama
(GAMBAR 3 : . Penyusunan Peta ke dalam Layer-layer Menurut Konsep SIG (Burrough,
1986).). Disamping itu penyusunan data peta ke dalam layer-layer dimaksudkan
untuk:
-
6
Layer peta sungai
Layer peta jalan
Layer peta tataguna lahan
Layer peta dasar (topografi)
GAMBAR 3 : . Penyusunan Peta ke dalam Layer-layer Menurut Konsep SIG
(Burrough, 1986).
Menyederhanakan pengorganisasian data spasial,
Meminimalkan jumlah atribut untuk setiap layer, karena hanya terdiri atas
satu tipe objek atau satu tema, dan
Memudahkan dalam peremajaan dan pemeliharaan data spasial.
Pada prinsipnya data spasial memiliki empat kelompok informasi yang mendiskripsi
kenampakan geografis suatu objek (Garner, 1991), yaitu:
Posisi geografis; menyatakan posisi suatu objek di muka bumi yang dinyatakan
dalam sistem koordinat lintang/bujur atau sistem UTM.
Atribut; menjelaskan informasi apa yang terdapat pada objek tersebut, seperti:
litologi, jenis soil, peruntukan lahan dan sebagainya. Atribut ini sering memiliki
informasi tambahan, misalnya: litologi, informasi tambahannya antara lain berupa
jenis litologi, lingkungan pengendapan dan umur.
-
7
Hubungan spasial; menyatakan hubungan antara suatu objek dengan objek lainnya.
Contoh sederhana dari hubungan spasial adalah jarak antara lokasi penambangan
dengan lokasi-lokasi pemasaran. Saat ini, kelompok informasi ini hampir tidak
pernah direkam lagi (kecuali yang bersifat khusus), karena paket program SIG
umumnya telah menyediakan fungsi-fungsi analisis spasial.
Waktu; merupakan kelompok informasi yang perlu mendapat perhatian, terutama
dalam pengelolaan data yang sangat dipengaruhi oleh waktu. Sebagai contoh dalam
pengelolaan data kegiatan penambangan, mulut tambang akan berubah dari waktu ke
waktu, atau dalam pemantauan lingkungan.
1.3. Solusi yang Dijanjikan oleh SIG
Berdasarkan informasi spasial yang direkam, sebagaimana yang telah diuraikan
sebelumnya, maka solusi yang dapat diselesaikan dengan menggunakan teknologi
SIG antara lain adalah:
1. Lokasi: - ada apa di lokasi tertentu ? (What is at ?)
Mencari apa yang terdapat pada lokasi tertentu. Lokasi dapat dijelaskan dengan
menggunakan banyak cara, antara lain menggunakan: nama wilayah atau
koordinat geografi (lintang/bujur atau UTM).
2. Kondisi: - di mana lokasi suatu .... (Where is it ?)
Pertanyaan ini dapat diajukan melalui SIG jika pengguna akan mencari lokasi
suatu objek dengan kriteria tertentu. Untuk menjawab pertanyaan ini, pengguna
sudah mulai memanfaatkan fungsi-fungsi analisis spasial yang tersedia di dalam
SIG. Sebagai contoh adalah mencari lokasi batu yang mempunyai cadangan
minimal 1000 m3, tidak berada pada kawasan hutan lindung dan berjarak
maksimal 1 km dari jalan raya.
3. Trend: - apa yang telah berubah sejak (What has changed since ?)
Pertanyaan ini melibatkan dua pertanyaan sebelumnya (lokasi dan kondisi) dan
dilakukan jika akan mengetahui perubahan yang terjadi pada suatu lokasi menurut
selang waktu tertentu.
4. Pola: - apakah ada hubungan spasial tertentu . (What spatial pattern exist ?)
-
8
Pertanyaan ini lebih komplek dari pertanyaan-pertanyaan sebelumnya. Biasanya
digunakan untuk melihat apakah ada pola-pola tertentu mengenai keberadaan atau
penyimpangan (anomali) suatu subjek. Sebagai ilustrasi, dalam eksplorasi
geologi, ring structure seringkali digunakan sebagai indikasi awal keberadaan
cebakan emas epitermal. Dalam hal ini ring structure merupakan pola, sedangkan
cebakan emas epitermal adalah subjeknya.
5. Pemodelan: - bagaimana jika .. ? (What if .. ?)
Data spasial yang telah disimpan dalam SIG dapat diolah atau dianalisis dengan
menggunakan berbagai fungsi yang tersedia di dalam paket program SIG
(aritmatik, matematik atau boolean), sehingga pengguna dapat memperoleh
informasi baru. Metoda pemodelan yang umum dilakukan adalah metoda
tumpang susun (overlay method) terhadap beberapa peta tematik berdasarkan
konseptual model bidang keilmuan tertentu.
1.4. Manfaat Lain Penerapan SIG
Sebagaimana halnya dengan aplikasi komputer pada umumnya, perekaman data
spasial dalam bentuk digital yang seragam (mempunyai referensi geografis yang
baku) dengan menggunakan SIG memberikan manfaat lain atau berbagai kemudahan
kepada pengguna. Kemudahan-kemudahan tersebut antara lain dalam hal: variasi,
efisiensi dan peremajaan peta.
a. Variasi
Penyimpanan data secara digital memungkinkan untuk menyajikan peta dalam
bebagai bentuk (warna, jenis garis dan huruf) dan ukuran (skala). Di samping itu,
reproduksi peta untuk tema dan skala yang berbeda dapat dilakukan dalam waktu
yang relatif singkat.
b. Efisiensi
Data spasial yang telah direkam ke dalam SIG dapat digunakan oleh para
pengguna dari berbagai disiplin yang berbeda dan untuk keperluan yang berbeda,
sehingga biaya dan waktu yang dibutuhkan untuk membangun database spasial
dapat ditekan seefisien mungkin.
-
9
c. Peremajaan Peta
Dibanding cara manual, waktu yang diperlukan untuk meremajakan atau
memperbarui peta dapat dipersingkat. Berkat data digital peremajaan peta tidak
perlu dilakukan secara menyeluruh, hanya pada bagian-bagian yang mengalami
perubahan saja yang diremajakan atau dimodifikasi. Hal ini memungkinkan
untuk mempertahankan isi peta dalam keadaan mutakhir (up-to-date) secara cepat
dan akurat.
1.5. Komponen SIG
Secara umum, suatu SIG terdiri atas tiga komponen utama, yaitu: perangkat keras
(hardware), perangkat lunak (software) dan personel (brainware), yang satu sama
lainnya saling berinteraksi (GAMBAR 4 : Komponen SIG).
a. Perangkat Keras (Hardware) SIG
Konfigurasi perangkat keras yang diperlukan untuk aplikasi SIG sedikit berbeda
dengan aplikasi komputer pada umumnya. Hal ini dapat dimengerti karena
aplikasi SIG menangani data yang berbeda bentuknya dari aplikasi umum, baik
bentuk data masukan (input) maupun keluarannya (output). Di samping itu,
ketelitian perangkat keras yang digunakan akan berpengaruh kepada produk akhir.
Ha rd w a re
So ftw a re
B ra in w a re
GAMBAR 4 : Komponen SIG
-
10
Digitizer
Scanner
C P U
Plotter
Printer
VDU
GAMBAR 5 : Perangkat Keras SIG
Secara umum perangkat keras SIG terdiri atas empat unit utama (GAMBAR 5 :
Perangkat Keras SIG), yaitu:
Komputer: CPU (central processing unit) dan memory;
Media penyimpanan data: hard disk, diskette drive dan CD-ROM;
Media perekaman data: keyboard, mouse, digitizer dan scanner;
Media penampilan data: VDU (visual display unit), printer dan plotter.
Untuk mendapatkan gambar yang halus dibutuhkan perangkat komputer grafik
yang beresolusi tinggi.
b. Perangkat Lunak (Software) SIG
Perangkat lunak SIG umumnya terdiri atas empat modul utama. Modul-modul
tersebut merupakan subsistem yang terintegrasi di dalam suatu paket program SIG
(GAMBAR 6 : Perangkat Lunak SIG (Burrough, 1986), dan berfungsi untuk:
-
11
Database
GEOGRAPHIC DATABASE
Topology Position Attribute
Management System
Data Input &
Verification
Storage and
Database
Management
Transformation &
Manipulation
Output &
Presentation
Query
Input
GIS Software
GAMBAR 6 : Perangkat Lunak SIG (Burrough, 1986)
Data input dan verifikasi,
Penyimpanan dan database management,
Data output dan presentasi, dan
Transformasi dan manipulasi data.
c. Personel (Brainware) SIG
Untuk menangani perangkat lunak yang canggih dan perangkat keras yang
khusus, diperlukan komponen ketiga yang tidak kalah pentingnya, yaitu personel
(brainware) yang terlatih sebagai pengelola SIG. Di samping itu, personel tersebut
akan bertindak sebagai supervisi dalam menyelesaikan problem yang dapat/akan
diselesaikan dengan menggunakan SIG. Hal ini berarti personel SIG harus
terampil dalam menangani masalah teknis SIG, mempunyai pengetahuan yang
memadai dalam menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan analisis
spasial dan pemodelan, serta memahami penggunaan fungsi-fungsi analisis SIG.
-
12
GIS
Management
Aims and Queries
from Management
Information for
Management
Data Gathering
GAMBAR 7 : Kerangka Organisasi dan Bagan Alir Proses SIG (Burrough,
1986)
Agar suatu SIG dapat beroperasi secara efektif, maka perlu ditangani secara
profesional melalui suatu organisasi/unit khusus (Gambar 2.7), sebagaimana
layaknya organisasi pada pusat pengolahan data (data centre).
-
13
II. MODEL DATA SPASIAL
Pada kenyataannya, bumi (real world) mempunyai bentuk yang sangat kompleks
untuk digambarkan. Oleh karena itu, para ahli geografi mengembangkan berbagai
model data spasial agar kita dapat membayangkan dan memahami bentuk bumi, yang
merupakan abstraksi atau penyederhanaan dari bentuk aslinya. Sebagai contoh, bola
dunia (globe) atau peta dunia merupakan model data spasial dari bumi, yang
menggambarkan bentuk dan situasi roman muka bumi secara umum. Dengan
demikian, model data spasial merupakan representasi dari keadaan dunia nyata
secara geografis. Tingkat ketelitian dari abstraksi atau penyederhanaan tersebut
dinyatakan dalam skala, yang disesuaikan dengan tingkat kebutuhannya. Makin
besar skala yang digunakan, makin teliti data yang direkam.
Model Data
Realita
OBJEK NOMOR L O K A S I
Titik
Garis
10
23
Poligonx1,y1; x2,y2; .x1,y1
x, y
63
64
x1,y1; x2,y2; .xn,yn
x1,y1; x2,y2; .x1,y1
Struktur Data
GAMBAR 8 : Tahapan Pembentukan Data Spasial (Peuquet, 1984)
Peuquet (1984) membagi 3 tahapan dalam pembentukan data spasial (GAMBAR 8 :
Tahapan Pembentukan Data Spasial (Peuquet, 1984)), yaitu:
-
14
Realita,
Model data, dan
Struktur data.
Realita merupakan keadaan sebenarnya dari dunia nyata atau bumi, termasuk seluruh
aspek yang terkandung di dalamnya, baik yang dapat dilihat maupun yang tidak
dapat dilihat.
Model data merupakan abstraksi atau penyederhanaan dari keadaan sebenarnya yang
dapat dibayangkan oleh manusia. Dalam SIG, model data merupakan ilustrasi
kenampakan geografis dari suatu obyek. Pada beberapa literatur model data disebut
juga conceptual model.
Struktur data disebut juga logical model, merupakan teknik perekaman data spasial
ke dalam media komputer, agar penyimpanan data menjadi efisien serta
memudahkan dalam pemrosesannya.
Dari keterangan di atas dapat dilihat adanya perbedaan mengenai pengertian dari
ketiga terminologi tersebut.
Untuk lebih memahami berbagai fungsi dan kemampuan yang tersedia di dalam
suatu SIG pada bab ini akan dibahas mengenai berbagai model data spasial termasuk
keunggulan dan kelemahan dari setiap data model. Dari pemahaman ini diharapkan
para pengguna SIG dapat menentukan kapan menggunakan suatu model data spasial
tertentu.
Pada SIG, representasi dari dunia nyata atau lebih dikenal dengan sebutan model data
spasial dilakukan dengan dua cara (Aronoff, 1984), yaitu:
Model data vektor,
Model data raster.
Pada model data vektor, objek disajikan sebagai: titik, segmen-segmen garis atau
poligon. Sedangkan pada model data raster semua objek disajikan dalam bentuk sel-
sel matriks yang disebut pixels. Sebagai ilustrasi, perbedaan dari kedua model data
spasial ini dapat dilihat pada GAMBAR 9 : Model Data Spasial (Aronoff, 1989).
-
15
S
S
S
S
S
S
S
SS
S
S
P
PP
P
P
P
P
P
P
R
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
600
500
300
200
100
100 200 300 400 500 600
X - Axis
Y-A
xis
400
Model Data Vektor Model Data Raster
Dunia Nyata
Pohon
Pohon
Rumah
Sungai
GAMBAR 9 : Model Data Spasial (Aronoff, 1989)
2.1. Model Data Vektor
Model data vektor merupakan cara yang umum dilakukan dalam menyajikan data
spasial. Pada model data ini, kenampakan geografis atau objek-objek yang dapat
dipetakan disajikan dengan tiga cara, yaitu: titik, garis dan poligon. Cara ini sama
dengan cara yang telah dilakukan oleh para ahli geodesi atau surveyor sejak berabad-
abad lamanya dalam pembuatan peta secara manual.
Posisi setiap objek dinyatakan dalam sistem koordinat geografis, baik menggunakan
sistem bujur/lintang atau sistem Universal Transver Mercator (UTM). Suatu titik
dinyatakan dalam koordinat tunggal (x,y), garis dinyatakan dalam rangkaian (string)
koordinat (x1,y1; x2,y2, .; xn,yn) dan poligon dinyatakan dalam rangkaian
koordinat tertutup (closed string) yang menggambarkan batas atau areal suatu objek
(GAMBAR 10 : Model Data Vektor (Aronoff, 1989)).
-
16
OBJEK NOMOR L O K A S I
Titik
Garis
10
23
Poligonx1,y1; x2,y2; .x1,y1
x, y
63
64
x1,y1; x2,y2; .xn,yn
x1,y1; x2,y2; .x1,y1
10
10
23
23
63 64
Struktur Data
Peta
Model Data Vektor
6364
GAMBAR 10 : Model Data Vektor (Aronoff, 1989)
Dilihat dari cara pengabstraksiannya, model data vektor sangat sesuai digunakan
pada aplikasi yang membutuhkan ketelitian, seperti: sistem kadastral, batas daerah
administrasi, batas wilayah pertambangan, dll.
Berbagai jenis struktur data telah dikembangkan untuk merekam model data vektor,
seperti: Arc-Node, Dual Independent Map Encoding (DIME) dan Digital Line Graph
(DLG). Di samping itu, hampir setiap vendor mengembangkan struktur data untuk
merekam model data vektor secara sendiri-sendiri. Tujuannya adalah agar data yang
direkam menjadi seefisien mungkin, baik dalam proses maupun dalam
penyimpanannya. Namun demikian, untuk memudahkan para pengguna dan agar
suatu data dapat digunakan pada berbagai perangkat lunak SIG, maka pada
umumnya setiap perangkat lunak SIG menyediakan fasilitas untuk mengekspor data
dalam struktur data yang telah disepakati bersama, yaitu DXF (digital exchange
format).
-
17
2.2. Model Data Raster
Pada model data raster, fenomena alam atau objek yang dapat dipetakan disajikan
dalam bentuk array atau matriks dengan jalan membagi suatu daerah ke dalam grid-
grid sel yang teratur. Umumnya dalam bentuk persegi empat sama sisi. Posisi setiap
objek dinyatakan secara kolom dan baris, sedangkan posisi geografisnya ditentukan
berdasarkan ukuran grid sel dan posisi relatif dari batas peta (biasanya koordinat
pojok kiri bawah peta atau pojok kiri atas peta), sehingga setiap sel memiliki
koordinat geografis.
1
23
1 2 3
1 1 1 1 31
12
111
11
11
3 3
3 3 3
3
33
3 3
3 33 3 3
3
3
3
3
3
3
222
2
2
22
2
2
22
2
2
22
2
2
2
2
2
1 1 1 2 21
11
111
11
21
2 3
2 2 3
2
21
2 3
2 32 2 3
2
2
2
2
2
2
111
1
1
11
1
1
11
1
1
12
2
2
2
2
2
3 3 2 2 33
32
332
22
22
4 4
3 3 3
2
22
2 3
2 33 2 2
2
1
1
2
1
1
221
1
1
21
1
1
11
1
1
21
1
1
1
1
1
223
34
1
Jenis Hutan
Jenis Soil
Topografi
Dunia Nyata
Hutan
Soil
Digital Elevation
Models
Hasil Analisis/
Permodelan
Layer-Layer Model Data Raster Analisis/Pemodelan Spasial
GAMBAR 11 : Model Data Raster (Aronoff, 1989)
Pada model data raster, titik digambarkan pada satu sel, sedangkan garis dan poligon
digambarkan dengan cara menghubungkan sel-sel yang saling berdekatan sesuai
dengan arah, bentuk dan luasnya. Ketelitian informasi spasial yang direkam pada
model data raster sangat tergantung pada dimensi atau ukuran dari grid sel. Semakin
kecil ukuran grid sel, akan semakin tinggi ketelitiannya. Demikian pula sebaliknya,
semakin besar ukuran grid sel, semakin berkurang ketelitiannya
Setiap sel memiliki informasi atribut dalam bentuk angka yang melambangkan jenis
atau tipe objek yang menempatinya (GAMBAR 11 : Model Data Raster (Aronoff,
-
18
1989)). Pada aplikasi tertentu angka-angka tersebut merefleksikan tingkatan
(ranking) kemampuan dari suatu objek.
Secara teknik, perekaman model data raster sangat mudah dilakukan oleh komputer,
karena konsepnya sama dengan konsep arrays pada bahasa pemprograman, seperti
FORTRAN atau BASIC. Oleh karena itu, berbagai metoda analisis dan permodelan
spasial dikembangkan dengan model data raster.
Dalam perekaman datanya, model data raster memerlukan tempat (space) yang besar,
sehingga untuk penanggulangannya telah dikembangkan berbagai teknik data
compression, seperti: run-length encoding, quadtrees, dll, lihat GAMBAR 12 : Struktur
Data Quadtree.
Area as Represented on a map Quadtree Representation
GAMBAR 12 : Struktur Data Quadtree
Contoh berikut merupakan susunan data raster:
Row1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3
Row2 3 3 3 3 7 7 7 7 0 0
Row3 0 0 4 4 4 4 4 4 4 4
Row4 4 5 5 5 5 3 3 3 3 3
Dengan menggunakan teknik run length encoding data compression, maka susunan
datanya menjadi seperti berikut:
Row1 4 1 4 2 2 3
Row2 4 3 4 7 2 0
Row3 2 0 8 4
-
19
Row4 1 4 4 5 5 3
Dari contoh di atas dapat dilihat bahwa metoda run length encoding membutuhkan
tempat lebih kecil (22 data) dibandingkan data raster (40 data), sehingga akan
menghemat tempat dalam perekamannya, yaitu + 45 %.
2.3. Keunggulan dan Kelemahan Model Data Vektor dan Raster
Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, kedua model data spasial (vektor dan
raster) masing-masing mempunyai keunggulan dan kelemahan. Pemilihan kedua
model data spasial tersebut dipengaruhi oleh aplikasi yang akan diterapkan oleh
pengguna. Namun demikian, dengan semakin meningkatnya perkembangan
teknologi komputer yang sangat pesat, maka masalah kapasitas penyimpanan data
dan kecepatan proses tidak menjadi kendala yang berarti.
Sebagai pedoman, Burrough (1986) memberikan rekomendasi dalam pemilihan data
model, seperti berikut:
1. Gunakan model data vektor untuk merekam data spasial yang memerlukan
ketelitian yang tinggi, seperti: peta dasar, peta pemilikan tanah, peruntukan lahan,
dll.
2. Gunakan model data vektor jika akan melakukan analisis jaringan (network
analyses), seperti: jaringan transportasi, jaringan telepon, dll.
3. Gunakan model data vektor untuk digital terrain models.
4. Gunakan model data raster jika akan melakukan overlay peta, kombinasi peta dan
analisis spasial.
5. Gunakan model data raster jika akan melakukan simulasi dan pemodelan spasial.
Secara umum keunggulan dan kelemahan kedua data model tersebut dapat dilihat
pada
TABEL 1 : Keunggulan dan Kelemahan Model Data Vektor dan Raster (Aronoff,
1989)..
-
20
TABEL 1 : Keunggulan dan Kelemahan Model Data Vektor dan Raster
(Aronoff, 1989)
Model Data Vektor Model Data Raster
Keunggulan : Keunggulan :
1. Mempunyai struktur data yang kompak
dan efisien.
1. Mempunyai struktur data yang
sederhana
2. Penanganan data topologi sangat
efisien, sehingga memudahkan analisis
yang memerlukan informasi topologi,
seperti analisis jaringan (network
analysis).
2. Mudah dalam melakukan tumpang-
susun (overlay) serta analisis dan
pemodelan spasial.
3. Cocok digunakan untuk aplikasi yang
memerlukan ketelitian.
3. Cocok digunakan untuk merekam
data yang mempunyai perubahan
yang tinggi, seperti data citra,
aeromagnetic dll
4. Mudah dalam manipulasi dan
enhancement data citra
Kelemahan : Kelemahan :
1. Mempunyai struktur data yang sangat
komplek
1. Struktur datanya tidak kompak.
2. Manipulasi tumpang-susun (overlay)
sukar dilakukan.
2. Hubungan topologi sukar disajikan.
3. Tidak cocok untuk menyajikan data
yang mempunyai perubahan yang
tinggi.
3. Estetika keluaran kurang baik (berupa
kotak-kotak). Hal tersebut bisa
ditanggulangi dengan memperkecil
ukuran grid sel, tetapi akibatnya
ukuran file menjadi besar.
4. Tidak bisa melakukan manipulasi dan
enhancement data citra.
-
21
III. SUMBER DATA SIG
Suatu SIG memerlukan data masukan agar dapat berfungsi dan memberikan
informasi bagi penggunanya, baik berupa data dasar (hasil pengamatan) atau hasil
analisis dan pemodelan spasial. Secara umum data masukan SIG dapat berasal dari
tiga sumber, yaitu: lapangan, peta dan citra penginderaan jauh.
Data lapangan, berasal dari hasil pengukuran atau pengamatan secara langsung di
lapangan, seperti: curah hujan, kualitas air, pusat dan kekuatan gempa, geofisika,
geokimia, dan sebagainya.
Data peta, berupa informasi yang telah direkam baik pada kertas atau film,
dikonversikan ke dalam bentuk digital dengan menggunakan digitizer atau
scanner.
Data citra penginderaan jauh, merupakan data yang berasal dari foto udara, radar
atau satelit. Data tersebut sebelum dimasukkan ke dalam SIG memerlukan
interpretasi terlebih dahulu. Interpretasi dapat dilakukan secara manual atau
dengan menggunakan perangkat lunak yang dirancang khusus, disebut image
processing.
Ketiga data tersebut saling mendukung antara satu dengan lainnya, terutama pada
analisis dan pemodelan spasial. Data lapangan dapat digunakan untuk membuat peta
fisis atau sebaran spasial dengan jalan menginterpolasikan data titik-titik tersebut ke
sistem grid atau model raster, sebagaimana yang umum dilakukan dalam pengolahan
data geokimia atau geofisika. Sedangkan data penginderaan jauh memerlukan data
lapangan untuk lebih memastikan hasil interpretasi yang telah dilakukan terhadap
data tersebut. Jadi, ketiga sumber data ini saling melengkapi dan mendukung,
sehingga tidak boleh ada yang diabaikan.
-
22
IV. PERANGKAT LUNAK SIG
Dewasa ini telah banyak software house mengembangkan perangkat lunak SIG, baik
yang menggunakan model data vektor maupun raster. Sebagai informasi, pada
TABEL 2 :Perangkat Lunak SIG berikut ini akan diberikan beberapa perangkat lunak
untuk kedua model data tersebut.
TABEL 2 :Perangkat Lunak SIG
SIG Vektor SIG Raster
MapInfo Map Analysis Package (MAP)
Arc/Info IDRISI
ILWIS SPANS
WinGis/WinMap ERDAS
dll. dll.
Pada mulanya beberapa perangkat lunak dikembangkan dengan menggunakan model
data vektor. Dewasa ini perangkat lunak tersebut juga mempunyai fasilitas untuk
menangani model data raster. Hal tersebut dilakukan untuk meningkatkan
kemampuannya, terutama dalam analisis dan permodelan spasial. Sebagai contoh:
Arc/Info yang semula berbasis model data vektor saat ini mempunyai modul yang
disebut GRID (berbasis model data raster), yang khusus dikembangkan untuk
analisis dan pemodelan spasial. Untuk itu, Arc/Info menyediakan fasilitas untuk
mengkonversi data dari model vektor ke model raster (vector to raster conversion).
Hal yang sama juga dilakukan oleh perangkat lunak ILWIS.
Sejak itu secara tidak langsung masyarakat SIG mengakui, bahwa model data raster
memang sesuai digunakan untuk analisis dan pemodelan spasial.
-
23
V. PENGEMBANGAN APLIKASI SIG
Penerapan SIG secara operasional pada dasarnya sama dengan penerapan teknologi
sistem informasi pada umumnya. Perbedaannya terletak pada jenis data dan cara
perekaman datanya (peta digital).
Sebagaimana halnya dengan pengembangan suatu sistem informasi, pengembangan
aplikasi berbasis SIG juga melalui tahapan-tahapan agar sistem yang dikembangkan
sesuai dengan harapan. Setiap tahap dilaksanakan berdasarkan tahapan sebelumnya.
Secara umum pengembangan aplikasi berbasis SIG dapat dibagi menjadi lima
tahapan, yaitu:
Perancangan SIG,
Pembangunan SIG,
Pembentukan Sistem Operasional,
Implementasi/Analisis/Pemodelan,
Penyajian hasil Implementasi/Analisis/Pemodelan.
5.1. Perancangan SIG
Perancangan SIG merupakan suatu studi yang menyeluruh untuk menentukan jenis
aplikasi, teknik pendataan, sistem pengolahan dan sistem pelaporan yang akan
diterapkan. Studi juga mencakup pemilihan perangkat keras dan perangkat lunak
yang akan digunakan. Lancar atau tidaknya pelaksanaan pengembangan suatu
aplikasi SIG sangat dipengaruhi oleh kualitas perencanaan ini.
Pada tahap ini, hal terpenting yang perlu dilakukan adalah menentukan tujuan
pengembangan aplikasi SIG. Dalam penentuan tujuan tersebut, beberapa hal penting
yang perlu diperhatikan adalah:
-
24
Problem apa yang akan diselesaikan ? Bagaimana penyelesaiannya ? Apakah bisa
diselesaikan dengan menggunakan SIG.
Bagaimana keluaran (output) yang diinginkan, apakah untuk : laporan, peta kerja
atau peta untuk presentasi ?
Siapakah sasaran pengguna keluaran tersebut : pelaksana teknis, peneliti, perencana,
pembuat keputusan atau masyarakat umum ?
Apakah data akan digunakan untuk aplikasi lainnya ? Jika ada apa kebutuhan
spesifik yang diperlukan ?
Sebagai ilustrasi, berikut merupakan contoh penentuan suatu tujuan berdasarkan
problem yang dihadapi:
Problem : Dimana sebaiknya eksplorasi suatu bahan galian dilakukan ?
Tujuan : Membuat peta yang dapat menggambarkan daerah-daerah potensial.
Problem : Identifikasi wilayah penambangan.
Tujuan Menghasilkan informasi wilayah yang masih dapat diajukan izin
pengelolaannya.
Berdasarkan informasi yang diperoleh dari pertanyaan-pertanyaan di atas, maka
sistem analis atau ahli SIG dapat merancang SIG yang bagaimana yang akan
dibangun. Di samping itu, informasi tersebut juga merupakan dasar dalam pemilihan
perangkat keras dan perangkat lunak yang akan digunakan.
5.2. Pemilihan Peta Dasar
Pemilihan peta dasar sangat menentukan, terutama bila akan membangun SIG yang
membutuhkan data dari berbagai sumber atau sektor. Pada tahapan ini yang perlu
diperhatikan adalah pemilihan skala peta dan sistem proyeksi yang akan digunakan.
Hal ini dimaksudkan untuk menjaga konsistensi dan ketelitian data yang akan
direkam. Di samping itu, keseragaman peta dasar akan memudahkan verifikasi
lokasi dan dimensi spasial dari data.
-
25
5.3. Merancang Database SIG
Pada tahapan ini yang dilakukan adalah menentukan materi/isi database, baik untuk
data spasial (elemen peta) maupun data a-spasial (atribut setiap elemen peta), yang
akan direkam. Untuk itu, perlu pemahaman tentang: layer data (tema-tema) apa yang
diperlukan, objek apa yang terdapat pada setiap layer, atribut apa yang diperlukan
untuk setiap objek, dan bagaimana atribut tersebut direkam (kodefikasi atau tidak)
dan diorganisasi.
Dalam menentukan materi/isi database disarankan untuk berkonsultasi dengan
pengguna atau pakar dibidang aplikasi yang dikembangkan untuk memastikan semua
informasi yang dibutuhkan telah tercakup. Hal ini dikarenakan kelengkapan dan
ketelitian data yang direkam akan mempengaruhi kualitas analisis dan produk akhir
yang akan dihasilkan. Disamping itu, database yang dirancang secara baik dapat
digunakan untuk keperluan yang akan datang.
Walaupun demikian, data yang tersedia (peta analog atau data digital) sangat
berperan dalam perancangan. Oleh karenanya sebaiknya dilakukan penelitian
pendahuluan terhadap data yang tersedia. Kegiatan yang dilakukan dalam
menentukan materi/isi database SIG adalah:
Mengidentifikasi objek geografi dan atributnya,
Mengorganisasi layer data,
Menentukan atribut,
Kodefikasi atribut,
Mengalokasikan panjang atribut, dan
Membuat kamus data.
a. Mengidentifikasi objek geografi dan atributnya
Kegiatan pertama dalam menentukan isi database adalah mengidentifikasi objek
geografi yang diperlukan dan atribut yang berkaitan dengan setiap objek. Biasanya
hal ini ditentukan secara langsung oleh analisis yang akan dilakukan (parameter apa
-
26
saja yang dibutuhkan untuk analisis) dan/atau produk peta yang akan dibuat.
Kemungkinan terdapat beberapa atribut yang diperlukan untuk setiap objek,
berdasarkan kriteria analisis dan/atau peta yang akan dihasilkan.
b. Mengorganisasi Layer Data
Jika objek yang diperlukan dan atributnya telah diidentifikasi, kegiatan selanjutnya
adalah mengelola objek geografi tersebut ke dalam layer data. Umumnya ada dua
cara pengorganisasian layer data, yaitu:
Menurut tipe objek; objek geografi dikelompokkan dengan jalan memisahkan objek:
titik, garis dan poligon ke dalam layer yang berlainan/terpisah. Sebagai contoh
lokasi pemboran yang diwakili oleh titik disimpan pada satu layer. Sedangkan
jalan yang diwakili oleh garis, disimpan pada layer lainnya. Demikian pula
dengan poligon.
Lokasi bor (titik) Layer 1
Jalan (garis) Layer 2
Menurut kelompok tema; objek geografi diorganisasi secara tematis, yaitu
memisahkan objek menurut temanya. Sebagai contoh sungai disimpan pada satu
layer, sedangkan jalan pada layer lainnya. Walaupun keduanya merupakan objek
garis.
Sungai (garis) Layer 1
Jalan (garis) Layer 2
-
27
c. Menentukan atribut
Jika atribut yang diperlukan untuk tiap layer telah ditentukan, maka kegiatan
selanjutnya adalah menentukan parameter spesifik untuk setiap atribut dan tipe data
yang disimpan. Pada kegiatan ini akan ditentukan atribut mana yang disimpan
sebagai bilangan (numerik) dan atribut mana yang disimpan sebagai karakter.
Penentuan atribut pada tahap awal akan memudahkan tugas pelaksana dalam
membangun database SIG.
d. Kodefikasi atribut
Dalam beberapa hal, atribut yang dinyatakan dengan karakter akan lebih baik
diwakili dalam bentuk kode. Misalnya, jika atribut menggambarkan kelas, akan
lebih mudah dan lebih efisien menyimpan kode kelas dari pada deskripsi kelas.
Sebagai contoh string karakter sawah tadah hujan dapat disimpan sebagai kode
karakter (misalnya STH) atau kode numerik (misalnya 100). Hal ini akan
mengurangi kesalahan dalam pengetikan isi atribut, yang akan menimbulkan masalah
dalam penyeleksiannya.
Nilai numerik yang mewakili selang akan lebih mudah pengelolaannya jika direkam
dalam bentuk kode, terutama dalam penelusurannya. Sebagai contoh areal yang
mewakili kelas kemiringan: 0-8%, 9-15%, 16-25%, 26-45% dan di atas 45% dapat
dengan mudah ditelusuri apabila dinyatakan dalam bentuk kode 1, 2, 3, 4 dan 5
secara berurutan.
Di samping itu, atribut yang mempunyai nilai berulang akan lebih baik jika diwakili
oleh kode, untuk mengurangi ukuran database.
e. Mengalokasikan panjang atribut
Selain menentukan bagaimana setiap atribut disimpan, juga harus ditentukan jumlah
penyimpanan/panjang yang diperlukan untuk setiap atribut. Sebagai contoh berapa
banyak karakter yang diperlukan untuk merekam nama jalan. Dalam hal ini biasanya
diambil dari nama jalan yang terpanjang.
-
28
Pada atribut atau item numerik, tentukan jumlah digit dan jumlah desimal (untuk
bilangan desimal) yang diperlukan. Penentuan jumlah digit ini sebaiknya di atas
nilai data yang terbesar.
Mengalokasikan panjang atribut akan terasa pengaruhnya jika merekam data dalam
jumlah yang banyak. Semakin sedikit space yang diperlukan untuk tiap atribut,
semakin kecil volume file yang dihasilkan, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk
memproses data tersebut akan lebih cepat.
f. Membuat kamus data
Kamus data adalah daftar atau tabel yang memuat nama dan deskripsi setiap atribut,
termasuk deskripsi kode-kode dari setiap atribut (jika perlu). Pembuatan kamus data
untuk suatu database merupakan hal yang berharga dalam membangun suatu sistem.
Kamus Data Sudut Lereng
Objek Atribut Kelas Deskripsi
Sudut
Lereng
Lereng 1 0 - 8 % (datar)
2 9 - 15 % (miring)
3 16 - 25 % (agak
terjal)
4 26 - 45 % (terjal)
5 > 45 % (sangat
terjal)
Di samping untuk dokumentasi, kamus data dapat digunakan sebagai referensi jika
akan mentransfer data ke database atau sistem yang lain. Berikut ini adalah contoh
kamus data dalam bentuk tabel.
5.4. Pembangunan SIG
Pada prinsipnya tahap Pembangunan SIG adalah tahap pembangunan database SIG,
berupa database spasial dan database a-spasial. Tahap ini merupakan tahap yang
menentukan bagi keberhasilan pengembangan SIG dan merupakan tahap yang paling
banyak menyita tenaga, waktu, dan biaya. Pekerjaan yang dilakukan pada tahap ini
adalah mengkonversi objek-objek yang terdapat pada peta analog menjadi peta
-
29
digital, ke dalam format yang sesuai dengan perangkat lunak SIG yang telah
ditentukan atau yang akan digunakan.
Secara umum kegiatan yang dilakukan pada pembangunan database SIG adalah
sebagai berikut:
Memasukkan (inputing) data spasial ke dalam database spasial; kegiatan ini meliputi
digitasi/scan elemen-elemen peta atau mengkonversi data digital dari sistem lain.
Ketelitian pemasukan data sangat dituntut agar tidak terjadi salah lokasi dari
objek yang direkam.
Mendayagunakan data spasial; kegiatan ini meliputi memeriksa dan memperbaiki
kesalahan digitasi, dilanjutkan dengan membentuk topologi.
Memasukkan (inputing) data atribut ke dalam database a-spasial; kegiatan ini
meliputi mengetik (key in) data atribut setiap elemen peta ke dalam komputer
menurut format yang telah ditetapkan dan menghubungkan (link) data atribut
dengan objek spasialnya.
Untuk menghindari kesalahan, pada pelaksanaan digitasi diusahakan sedapat
mungkin menggunakan peta yang terbaik dan terbaru. Hal ini dianjurkan karena
sering terjadi perubahan ukuran (penciutan) jika peta disimpan terlalu lama.
5.5. Pembentukan Sistem Operasional
Pembentukan Sistem Operasional merupakan mekanisme atau tatacara
pengoperasian sistem yang dibangun. Hal-hal yang diatur dalam sistem operasional
adalah sistem/teknik pendataan, pelaporan, peremajaan dan keamanan data.
Termasuk di dalamnya kamus data yang akan memudahkan staf pelaksana dalam
menangani data.
5.6. Implementasi/Analisis/Pemodelan
Tahap ini merupakan tahap mulai muncul dan diterapkannya fungsi SIG yang
sebenarnya. Pekerjaan analisis yang sebelumnya merupakan pekerjaan yang menyita
waktu atau sangat sulit jika dilakukan secara manual, dapat dilakukan dengan efisien
-
30
dengan menggunakan SIG. Analisis dapat dilakukan pada satu layer atau
mengkombinasikan beberapa layer guna mendapatkan hubungan data yang baru.
Pada tahap ini, beberapa alternatif pengolahan data dapat diuji dengan merubah
parameter atau metoda analisisnya. Lebih jauh, SIG dapat digunakan untuk
mengimplementasikan konseptual model dari suatu bidang keilmuan dengan
menerapkan fungsi-fungsi yang tersedia pada perangkat lunak SIG, yang dikenal
sebagai pemodelan spasial.
5.7. Penyajian Hasil Implementasi/Analisis/Pemodelan
SIG menyediakan banyak pilihan untuk membuat peta dan laporan sesuai keinginan
pengguna. Tergantung dari sifatnya, hasil analisis dapat disajikan dalam bentuk peta,
laporan atau keduanya. Peta dapat mempresentasikan hubungan geografis dan areal
baru hasil analisis, sedangkan laporan dapat digunakan sebagai ringkasan dari data
tabular. Selain itu laporan dapat mendokumentasikan nilai-nilai yang dihitung pada
proses analisis.
Produk akhir seyogyanya berhubungan langsung dengan tujuan dibangunnya SIG
dan sasaran pengguna. Biasanya hal ini telah direncanakan sebelumnya. Keahlian
dalam mengemas dan menyajikan hasil analisis yang mudah dimengerti, misalnya
dalam bentuk peta atau laporan, merupakan kunci pada tahap ini dan berpengaruh
terhadap analisis dalam proses pengambilan keputusan.
...oooOOOooo...