Gis
- 1. ANNEX - 1 SISTEM INFORMASI GEOGRAFI A. Definisi Sistem Informasi Geografi Sistem Informasi Geografi adalah suatu sistem berbasis komputer yang memberi 4 (empat) kemampuan untuk menangani data bereferensi geografi, yaitu meliputi pemasukan, pengolahan atau manajemen data (penyimpanan atau pemanggilan kembali), manipulasi dan analisis serta keluaran. (Arronoff, 1989) Di dalam SIG data tersimpan dalam format digital, jumlah data yang besar dapat tersimpan dan diambil kembali secara cepat dan efisien. Keunggulan SIG lainnya adalah kemampuan memanipulasi data dan analisis data spasial dengan mengaitkan data atau informasi atribut untuk menyatukan tipe data yang berbeda kedalam suatu analisis tunggal. B. Subsistem-Subsistem Sistem Informasi Geografi Mengacu kepada definisi-definisi diatas maka SIG dapat diuraikan menjadi 4 (empat) subsistem yaitu : (Prahasta, 2001 : 59) 1. Pemasukan data 2. Manajemen data 3. Manipulasi dan analisis data 4. Keluaran data. Manipulasi data dan Analisa SIG Data Output Manajemen Data Data Input Gambar F.1. Subsistem-subsistem SIG Sumber : Prahasta, 2001 : 59 Subsistem pemasukan data (data input) berfungsi untuk mengumpulkan dan memasukan data spasial dan atribut dari berbagai sumber yang relevan untuk kepentingan analisa. Subsistem ini mengkonversi atau mentransformasikan dari format data aslinya kedalam bentuk digital sesuai format SIG. Pemasukan data dapat dilakukan dengan digitasi, digitasi adalah proses pengubahan data grafis analog menjadi data grafis digital, dalam struktur vektor. Hasil suatu proses digitasi adalah himpunan segmen maupun polygon.
- 2. Pada peta garis setiap segmen sejenis diberi kode atau identitas yang sama. Manfaat utama penyimpanan informasi dalam bentuk kode dan ID ini adalah untuk pengaktifan kembali data secara selektif, untuk keperluan tertentu. Pada saat digitasi secara otomatis akan terbentuk suatu basis data pendamping yang berupa tabel yang menyertai peta digital tersebut. Tabel ini berisi informasi tentang urutan nama dan kode segmen dan poligon, berikut dengan ukuran matriknya (luas, keliling). Hal ini dimungkinkan karena sebelum memulai digitasi telah diberi informasi mengenai titik-titik kontrol peta tersebut. Subsistem manajemen data (data Management) adalah berfungsi sebagai pengorganisiran data yang meliputi semua operasi penyimpanan, pengaktifan, penyimpanan kembali dan pencetakan semua data yang diperoleh dari pemasukan data. Basis data adalah himpunan dari beberapa berkas data atau tabel yang disimpan dengan suatu struktur tertentu, sehingga saling keterkaitan yang ada di antara anggota-anggota himpunan tersebut dapat diketahui, dimunculkan dan dimanipulasi oleh perangkat lunak manajemen basis data untuk keperluan tertentu. SIG adalah manajemen basis data spasial yang mampu memadukan informasi dalam bentuk tabel dengan informasi spasial berupa peta-peta dengan tingkat otomasi yang tinggi. Basis data spasial terbagi atas 2 bagian, yaitu sub-himpunan data grafis (peta digital) dan sub-himpunan data atribut. Fungsi analisis dan manipulasi yang merupakan bagian dari subsistem data manipulasi (manipulation and data anlysis) ini berfungsi untuk menentukan informasi-informasi yang dapat dihasilkan oleh SIG selain itu subsistem ini melakukan manipulasi dan pemodelan data untuk keperluan informasi yang diharapkan. Keluaran data dari SIG adalah seperangkat prosedur yang digunakan untuk menampilkan informasi dari SIG dalam bentuk yang disesuaikan dengan keinginan pengguna (Aronoff, 1989). Keluaran data dapat berbentuk softcopy maupun berbentuk hardcopy seperti tabel, grafik, peta. Apabila subsistem-subsistem di atas diperinci dengan berdasarkan uraian jenis masukan, proses, dan jenis keluaran yang ada didalamnya maka subsistem SIG dapat digambarkan sebagai berikut :
- 3. Data Input Tabel Laporan Pengukuran Lapangan Data Digital Peta Tematik Citra Satelit Data Lainnya Peta Tabel Laporan Informasi Digital (softcopy) Output Managemen Data dan Manipulasi Storage (database) Input Retrieval processing Output Foto udara Gambar F.2. Uraian subsistem-subsistem SIG Sumber : Prahasta, 2001 : 59 C. Struktur Data dalam SIG Struktur data yang digunakan sebagai representasi dari kondisi asli kenampakan objek yang ada di bumi di dalam pengolahan data base SIG dibagi dalam dua kelompok jenis data spasial yaitu basis data dalam struktur vektor dan kemudian yang kedua adalah basis data dalam struktur grid/raster. Representasi dari struktur data vektor adalah mengasumsikan dunia nyata (real world) dalam bentuk objek (entity) yaitu : titik (point), garis (line) dan area (polygon). Struktur data vektor ini memandang objek-objek data tersebut sebagai model data diskrit, atau dengan kata lain semua objek tersebut dianggap mendefinisikan batas-batas fisiknya secara jelas. Batas-batas ini akan sangat jelas kenampakannya pada peta-peta dimana garis-garis akan mengimplikasikan batas-batas yang tajam dan tidak halus. Kelemahan dari struktur data vektor ini adalah apabila harus merepresentasikan nilai-nilai yang eksak dari variabel ketinggian yang diukur secara eksak pula dari permukaan bumi. Demikian juga apabila harus menggambarkan fenomena yang mempunyai batas-batas fisik yang tidak jelas misalnya jenis tanah, densitas penduduk, suhu, curah hujan atau jenis batuan (geologi). Basis data spasial dari SIG untuk merepresentasikan objek yang tidak dapat terwakili oleh data dalam stuktur vektor adalah dengan merepresentasikan objek kedalam model data grid/raster. Model data raster/grid ini adalah untuk merepresentasikan objek-objek yang tidak mempunyai batas fisik yang jelas atau dengan kata lain adalah untuk mewakili objek-objek yang mempunyai nilai-nilai menerus (continuous) atau tersebar (distributed). Model data ini merepresentasikan objek dalam bentuk piksel-piksel matrik dengan ukuran tertentu sehingga kualitas hasilnya akan bergantung pada ukuran sel/resolusi yang digunakan. Berbagai aplikasi yang sering memanfaatkan
- 4. struktur data dalam bentuk grid antara lain adalah representasi kondisi elevasi (DEM), kemiringan (slope), atau juga sebaran dari distribusi curah hujan. Secara skematik model struktur data dari SIG dapat digambarakan dalam gambar sebagai berikut : Vekto r Gambar F.3. Model struktur data dalam SIG Sumber : Tarboton, 2000 D. Komponen Sistem Informasi Geografi Komponen SIG terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras yang digunakan terdiri atas seperangkat komputer yang berfungsi untuk menyimpan, menampilkan teks dan interaksi dengan pengguna serta meja digitizer yang berfungsi untuk merubah data analog kedalam data digital. Plotter dan printer digunakan untuk menayangkan hasil pemrosesan data yang berupa peta.
- 5. Gambar F.4. Komponen-komponen SIG Perangkat lunak yang digunakan dalam studi ini adalah ArcView GIS versi 3.2a yang dikeluarkan oleh Environmental System Research Institute (ESRI). E. Pengolahan Data dengan SIG Pemasukan Data Pemasukan data geografis dalam SIG berupa data grafis, yaitu peta daerah irigasi, jaringan irigasi, jaringan drainase, batas sub DAS, peta tataguna lahan, peta kemiringan lahan, peta infiltrasi tanah, dan peta topografi. Digitasi dilakukan dengan cara menelusuri delienasi yang dibuat pada peta analog sehingga seluruhnya dipindahkan kedalam komputer dengan perantara meja digitizer. Proses digitasi dilakukan dengan dengan memanfaatkan fasilitas ADS (Arc Digitize System) dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Menentukan titik-titik kontrol dengan maksud agar koordinat pada peta dapat dipindahkan pada sistem koordinat yang dimiliki digitizer. Pada studi ini digunakan sistem koordinat UTM (Universal Transverse Mercator). 2. Digitasi dilakukan dengan meneelusuri kenampakan di peta yang berupa titik, garis dan area dengan alat penelusur pada meja digitizer. Setiap kenampakan diberikan kode/ID yang berbeda. Perbedaan kode/ID ini diberikan untuk mempermudah pemanggilan salah satu penampakan/objek. Setelah proses ini selesai, setiap kenampakan di peta disimpan dalam bentuk segmen.
- 6. Manipulasi dan Analisis Data Satuan pemetaan peta tematik harus ditentukan nilainya (score) agar dapat dipadukan dengan peta yang lain untuk tujuan analisis. Data atribut adalah suatu informasi dari suatu data grafis (titik, garis, ataupun area) yang disimpan dalam format data tabuler. Struktur data atribut ini adalah spesifik dan secara otomatis terkait dengan data grafisnya. Data atribut dasar dapat diperoleh secara otomatis pada waktu menyiapkan data grafisnya. Data atibut yang diperlukan dalam studi ini adalah klasifikasi kelas jenis tanah, kemiringan lahan, bentuk lahan, penutup lahan, infiltrasi tanah. Kemampuan SIG dapat juga dikenali dari fungsi-fungsi analisis yang dapat dilakukannya. Secara umum terdapat dua jenis fungsi analisis dalam SIG yang meliputi fungsi analisis spasial dan fungsi analisis atribut (basis data atribut). Fungsi analisis data atribut terdiri dari operasi dasar sistem pengelolaan basis data/ Database Management System (DBMS) dan perluasannya yang meliputi : 1. Operasi dasar basis data yang mencakup : Membuat basis data baru (create database) Menghapus basis data (drop database) Membuat tabel basis data (create table) Menghapus tabel basis data (drop table) Mengisi dan menyisipkan data (record) kedalam tabel (insert). Membaca dan mencari data (field atau record) dari tabel basis data (seek, find, search, retrieve). Mengubah dan meng-edit data yang terdapat di dalam tabel basis data (update, edit). Membuat indeks untuk setiap tabel basis data 2. Perluasan operasi basis data : Membaca dan menulis basis data kedalam basis data yang lain (export/import) Dapat berkomunikasi dengan sistem basis data yang lain (misalkan dengan menggunakan driver ODBC) Dapat menggunakan bahasa basis data standard SQL (structure query language) Operasi-operasi atau fungsi analisis lain yang rutin digunakan dalam sistem basis data. Fungsi analisis spasial dari SIG terdiri dari : 1). Klasifikasi (reclassify) : fungsi ini mengklasisfikasikan atau mengklasifikasi kembali suatu data spasial/atribut menjadi data spasial yang baru dengan menggunakan kriteria tertentu. Misalnya, dengan menggunakan data spasial ketinggian dari permukaan bumi (topografi) dapat diturunkan data spasial kemiringan atau gradien permukaan bumi yang dinyatakan dalam prosentase nilai-nilai kemiringan. Nilai-nilai prosentase kemiringan ini dapat diturunkan lagi menjadi data spasial baru yang yang dapat digunakan untuk merancang perencanaan suatu pengembangan wilayah. 2). Network (jaringan) : fungsi ini merujuk kepada data–data spasial yang berupa titik-titik atau garis-garis sebagai suatu jaringan yang tidak terpisahkan. Fungsi ini sering digunakan dalam bidang transportasi dan utility misalnya : aplikasi jaringan
- 7. kabel, jaringan listrik, komunikasi telepon, pipa air, saluran pembuangan, jaringan drainase perkotaan. 3). Overlay (tumpang susun) : fungsi ini menghasilkan data spasial baru dari minimal dua data spasial yang menjadi masukkannya. Overlay suatu data grafis adalah untuk menggabungkan antara dua atau lebih data grafis untuk dapat diperoleh data grafis baru yang memiliki satuan pemetaan gabungan dari beberapa data grafis tersebut. Untuk dapat melakukan tumpang susun, maka antara dua data grafis tersebut harus mempunyai sistem koordinat yang sama. Terdapat empat cara melakukan tumpang susun data grafis yang dapat dilakukan pada perangkat lunak Arc/Info dan ArcView yaitu : Identity adalah tumpang susun antara dua data grafis dengan menggunakan data grafis pertama sebagai acuan batas luarnya. Jadi apabila batas luar antara dua data grafis yang akan ditumpang susunkan tidak sama, maka batas luar yang akan digunakan adalah batas luar data grafis pertama. Union adalah tumpang susun yang berupa penggabungan antara dua data grafis. Jadi apabila batas luar antara dua data grafis yang akan ditumpang susunkan tidak sama maka batas luar yang baru adalah gabungan antara batas luar data grafis yang pertama dan atau gabungan batas batas paling luar. Intersection adalah tumpang susun antara dua data grafis tetapi apabila batas luar dari dua data grafis tersebut tidak sama, maka yang dilakukan tumpang susun hanya pada daerah yang bertampalan. Update merupakan salah satu fasilitas untuk menumpang susunkan dua data grafis dengan menghapus informasi grafis pada coverage input dan diganti dengan informasi dari informasi coverage update. 4). Buffering : fungsi ini akan menghasilkan data spasial baru yang berbentuk poligon atau zone dengan jarak tertentu dari data spasial yang menjadi masukannya. Data spasial titik akan menghasilkan data spasial baru yang berupa lingkaran–lingkaran yang mengelilingi titik-titik pusatnya. Untuk data spasial garis maka akan menghasilkan lingkaran-lingkaran yang melingkupi garis-garis. Demikian pula untuk data spasial poligon. 5). 3D analysis : fungsi ini terdiri dari sub-sub fungsi yang berhubungan dengan presesntasi data spasial dalam ruang 3 dimensi. Fungsi analisis spaisal ini banyak menggunakan fungsi interpolasi sebagai contoh untuk menampilkan data spasial ketinggian, tataguna tanah, jaringan jalan dan utility dalam bentuk 3 dimensi. 6). Digital Image processing : fungsi ini dimiliki oleh SIG yang berbasiskan raster, karena data spasial permukaan bumi citra digital banyak didapat dari perekaman data satelit yang berformat raster. Perangkat SIG yang dilengkapi dengan fungsi ini memiliki banyak sub fungsi analisa citra digital. Misalkan fungsi untuk koreksi radiometrik, filtering, clustering dan sebagainya. Dari uraian tentang SIG diatas dapat disimpulkan bahwa SIG bukan hanya sekedar alat bantu untuk membuat peta akan tetapi kemampuan SIG sesungguhnnya adalah dalam melakukan analisis, kemampuan menyimpan dan mengolah data dalam volume yang besar, kemampuan automatisasi dalam pemanggilan data dalam waktu yang sangat singkat.
- 8. Sehingga dengan demikian kemampuan untuk membangun basis data yang berkualitas dan bagaimana cara menggunakannya secara tepat merupakan kunci pokok dalam penggunaan SIG. Secara skematik uraian di atas dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini : Tabel Basis Data Spasial Relasi Copy Center Basis data Atribut Basis data SIG Layers Disimpan Disimpan Gambar F.5. Layers, Tabel dan Basis data SIG Sumber : Prahasta, 2001 : 70 F. Keluaran Data Keluaran data dari SIG adalah seperangkat prosedur yang digunakan untuk menampilkan informasi dari SIG dalam bentuk yang disesuaikan dengan pengguna. Keluaran data terdiri dari tiga bentuk, yaitu cetakan, tayangan dan data digital. Bentuk cetakan dapat berupa peta maupun tabel yang dicetak dengan media kertas, film atau media lain. Bentuk tayangan berupa tampilan gambar di monitor komputer. Keluaran data dalam bentuk data digital berupa file yang dapat dibaca oleh komputer. Bentuk data digital digunakan untuk memindahkan data ke sistem komputer yang lain ataupun untuk menghasilkan cetakan di lain tempat. Keluaran data pada studi ini berupa peta-peta tematik yang meliputi struktur data dalam format vektor dan raster/grid. Peta-peta tematik tersebut dicetak dengan menggunakan printer.