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...