LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota PDF

Preview

Summary

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan ber...

Description

Accelerat ing t he world's research.

LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi... Nursakti Adhi Pratomoatmojo

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Laporan Kegiat an Direkt orat Tat a Ruang dan Pert anahan Bappenas Bulan Nopember 2013 oswar mungkasa

Sist em Pendukung Keput usan unt uk Perencanaan Alokasi Air secara Part isipat oris pada suat u Wilaya… Waluyo Hat moko SPAT IAL URBAN DESIGN PADA AREA SEMPADAN SUNGAI (PENERAPAN GIS DALAM URBAN DESIGN Priot Deluna

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota

LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota Nursakti Adhi PRATOMOATMOJO Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota, ITS; Indonesia [email protected], www.pratomoatmojo.com

ABSTRAK Perencanaan wilayah dan kota dewasa ini tidak lepas dari pemanfaatan teknologi SIG (Sistem Informasi Geografis), khususnya ketika digunakan dalam proses penyusunan dokumen rencana tata ruang yang melibatkan proses membuat, mengelola, memvisualisasikan dan menganalisis data-data spasial. Namun hingga saat ini masih terdapat celah (gap) cukup besar dalam proses penyusunan tersebut, dikarenakan adanya tuntutan dalam membuat rencana penggunaan lahan (land use) yang logis, sistematis, terstruktur dan memiliki landasan keilmuwan yang cukup. Ketidakmampuan perencana dalam meramalkan perubahan dinamika wilayah menjadi batasan/kendala yang sering dialami oleh para perencana. Dikarenakan terkendala cara, metoda dan alat, pada akhirnya perencana lebih menekankan pada pendekatan intuitif pada saat pengusulan rencana pola ruang. Namun berkat kemajuan teknologi, batasan tersebut mulai dapat diatasi dengan memanfaatkan komputer sebagai alat bantu memprediksi dan simulasi spasial. Dalam paper ini menunjukkan serta menjelaskan LanduseSim sebagai software (perangkat lunak) spatial planning model mampu memberikan kontrol dan solusi kepada perencana untuk mendapatkan informasi Land Use Change (perubahan penggunaan lahan) di masa yang akan datang akibat dari suatu alternatif perencanaan. Kemampuan LanduseSim dalam memprediksi secara trend maupun mensimulasikan skenario perencanaan (melibatkan rencana struktur, rencana pola ruang, dan kebijakan pola ruang yang diadopsi menjadi skenario perencanaan) mempermudah perencana dalam mengkreasikan skenario perencanaan spasial serta mengevaluasi secara cepat (rapid assessment) untuk menentukan skenario perencanaan terbaik. Selain itu, kemampuan LanduseSim yang dapat meningkatkan keterlibatan ahli GIS dalam proses perencanaan untuk dapat terlibat lebih dalam pada bagian perencanaan (planning part). Dengan dimilikinya kemampuan untuk mengakomodasi pendekatan perencanaan spasial baik Top-Down dan/atau Bottom-up, LanduseSim menjadi daya tarik bagi perencana tata ruang maupun para peneliti spasial dalam berkeksplorasi dan bereksperimen untuk mengembangkan pendekatan-pendekatan perencanaan spasial yang membutuhkan mekanisme simulasi dengan keterlibatan data-data spasial SIG. Kata Kunci : GIS, LanduseSim, Simulasi, Land Use, Land Use Change

VI -69

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota

PENDAHULUAN Perkembangan dan pemanfaatan teknologi dalam praktek perencanaan wilayah dan kota di abad 21 ini telah memasuki era digital, dimana semakin maraknya penggunaan aplikasi-aplikasi yang digunakan untuk mempermudah penyusunan rencana tata ruang. Salah satu teknologi yang semakin banyak digunakan dalam bidang perencanaan wilayah dan kota adalah SIG (Sistem Informasi Geografis). Dalam implementasinya, SIG dalam penyusunan dokumen tata ruang telah digunakan diberbagai analisis untuk aspek-aspek yang dikaji, salah satunya adalah aspek rencana penggunaan lahan. Namun hingga saat ini masih terdapat gap pada mekanisme tersebut, terutama saat perencana melakukan penetapan rencana penggunaan lahan (land use) yang logis, tepat dan memiliki landasan keilmuwan yang cukup. Gap tersebut disebabkan karena ketidakmampuan perencana dalam meramalkan perubahan dinamika wilayah. Alhasil mekanisme instan sering dilalui, yaitu melakukan pendekatan intuitif dikarenakan terkendala cara, metoda dan alat. Namun berkat kemajuan teknologi, batasan tersebut mulai dapat diatasi dengan memanfaatkan komputer sebagai alat bantu memprediksi dan simulasi spasial, terutama untuk melihat dinamika penggunaan lahan dalam perencanaan wilayah dan kota. Rencana penggunaan lahan/pola ruang merupakan salah satu keluaran utama dalam proses penyusunan dokumen rencana tata ruang. Hal ini dikarenakan rencana pola ruang merupakan salah satu dasar utama yang dijadikan landasan dalam menurunkan kebijakankebijakan zonasi di masa yang akan datang. Namun pada umumnya perencana, khususnya di Indonesia tidak melakukan pendekatan analisis langsung terhadap penggunaan lahan, melainkan perencana menganalisis secara parsial aspek-aspek lain yang kemudian dengan pendekatan intuitif dalam menghasilkan usulan rencana pola ruang. Dalam mekanisme seperti ini, perencana dikatakan tidak optimal dikarenakan tidak memiliki gambaran/informasi terhadap komposisi penggunaan lahan di masa depan. Untuk dapat mengetahui kondisi spasial masa depan suatu wilayah perencanaan maka perencana membutuhkan alat dalam memprediksi dinamika penggunaan lahan termasuk meramalkan perubahan lahan yang terjadi akibat suatu skenario perencanaan spasial. Peramalan perubahan penggunaan lahan (land use forecasting) merupakan hal yang kompleks sehingga membutuhkan bantuan komputer untuk melakukannya. Sebagaimana Marshal (1994) menyatakan “In any type of analysis, it is generally the case that complexity causes greater difficulties in manual methods than in computer methods. Land use forecasting is no exception”. Salah satu aplikasi yang dapat meramalkan / memprediksi perkembangan wilayah melalui simulasi penggunaan lahan adalah LanduseSim. Dengan menggunakan teknik komputasi, LanduseSim dapat dijadikan alat untuk melakukan simulasi spasial, termasuk simulasi penggunaan lahan yang memiliki kemampuan mengakomodasi pendekatan bottomup dan top-down. Dalam makalah ini akan dibahas beberapa manfaat LanduseSim dari segi teori maupun praktis. METODOLOGI Penelitian ini disajikan dalam bentuk penelitian deskriptif, dimana penulis berusaha mendeskripsikan dan menjelaskan suatu gejala, peristiwa, dan kejadian kaitannya dengan implementasi aplikasi LanduseSim sebagai perangkat lunak untuk pemodelan dan simulasi penggunaan lahan pada konteks perencanaan wilayah dan kota. Pada makalah ini pula disajikan pula beberapa konsep dan contoh kasus yang melibatkan LanduseSim dalam penerapannya. Adapun tujuan dari paper ini adalah untuk mendeksripsikan serta menunjukkan beberapa manfaat aplikasi LanduseSim dalam praktek perencanaan wilayah dan kota terutama kegunaannya dalam membantu proses penyusunan rencana penggunaan lahan

VI -70

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota

pada dokumen rencana tata ruang. Beberapa hal yang akan dijelaskan pada paper ini antara lain; 1. LanduseSim sebagai aplikasi simulasi spasial berbasis grid/cell 2. Teknik dan algoritma LanduseSim dalam melakukan simulasi penggunaan lahan 3. LanduseSim dalam memenuhi tuntutan simulasi dalam praktek perencanaan wilayah dan kota 4. LanduseSim dalam meningkatkan pelibatan ahli GIS dalam praktek perencanaan 5. LanduseSim mampu mengakomodasi pendekatan top-down dan bottom-up dalam perencanaan spasial 6. LanduseSim mampu melakukan simulasi spasial berbasis trend maupun target

TEMUAN DAN DISKUSI Adapun penjelasan singkat dari beberapa poin yang telah diutarakan pada sasaran dijelaskan pada beberapa materi berikut ini; A. LanduseSim sebagai aplikasi simulasi spasial berbasis grid / raster LanduseSim (www.landusesim.com) merupakan software simulasi dan pemodelan spasial berbasis grid/cell dengan menggunakan data raster penggunaan lahan sebagai atribut spasial. Pemodelan dan simulasi berbagis grid telah membuktikan dimana simulasi dengan sistem grid memiliki beberapa keuntungan, yaitu: entitas geografis dan karakteristik perilaku individu/obyek dalam lingkup mikro-spatial dilibatkan, model berorientasi obyek dan dapat menyatukan spatial topologi, ekspresi terintegrasi di dalam maupun diluar ruangan dapat direalisasikan, dan mampu menerapkan model simulasi kerumunan (Song dkk, 2013). B. Teknik dan algoritma LanduseSim dalam melakukan simulasi penggunaan lahan Implementasi simulasi pada aplikasi LanduseSim menggunakan teknik Cellular Automata. CA yang ditunjukkan sebagai sebuah cabang keilmuwan baru (Wolfram, 2002) saat ini benar-benar diimplementasikan di berbagai bidang baik dibidang transportasi, interaksi manusia, dan perkembangan kota. Implementasi CA dalam memodelkan perubahan penggunaan lahan secara umum telah didemonstrasikan oleh Sun (2003), Samat (2009), Liu (2009) dan Ahmed (2010). Selain itu, implementasi CA dalam memodelkan penggunaan lahan telah dapat dikombinasikan dengan variabel kebencanaan sebagaimana ditunjukkan oleh Pratomoatmojo (2012) dan Nugraha (2013) dalam memodelkan perkembangan kota yang mempertimbangkan kompleksitas lain seperti rob di Kota Pekalongan dan Kota Surabaya. Dengan menggunakan teknik komputasi, Cellular Automata merupakan metode terbaik saat ini dalam melakukan simulasi spasial, termasuk simulasi landuse dengan kemampuannya mengakomodasi pendekatan bottom-up dan top-down. Yin dkk (2008) mengemukakan bahwa “Cellular automata is capable of simulating two-dimension state in discrete time, hence it is of spatial-temporal dynamics and the characteristic makes it superior in simulating urban growth and land use change”.

VI -71

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota One-Step Simulation (Time-Step)

Constraint Update

Overlay Process Land Use Map

Suitability Map

Transition Map

Rank Map

Filter Map

Neighborhood Filter Process

Rank Process

New Growth

New Growth Allocation Process

Gambar 1. Skema simulasi pada aplikasi LanduseSim

Pada Gambar 1 menjelaskan bahwa algoritma CA pada LanduseSim bekerja dengan mekanisme iterasi dimulai dari peta penggunaan lahan, peta kesesuaian suatu penggunaan lahan, neighborhood operation, aturan-aturan yang diberlakukan (transition rules), kemudian berdasarkan nilai tersebut diurutkan (rank) sebelum dilanjutkan alokasi perubahan sesuai dengan jumlah grid yang diekspektasikan. Penetapan time-step (banyak iterasi) juga sangat mempengaruhi hasil simulasi spasial yang dihasilkan, terutama kaitannya alokasi lahan per waktu simulasi. Mekanisme tersebut terus berulang dan berurutan pada setiap land use yang disimulasikan hingga peta penggunaan lahan akhir didapatkan. C. LanduseSim dalam memenuhi tuntutan simulasi dalam praktek perencanaan wilayah dan kota LanduseSim merupakan software yang didesain dan dikembangkan untuk kebutuhan perencanaan dimana perencana memiliki kemampuan untuk menentukan faktor-faktor spasial yang digunakan untuk memprediksi masa depan dengan pendekatan perencanaan. Sebagaimana telah disampaikan oleh Hall (2002), bahwa model dimana menempatkan perencana untuk memiliki kontrol terhadap faktor-faktor merupakan model perencanaan. Hall (2002) menyatakan, “Model design is one of the most complex and intriguing stages of the modern planning process. Designing a model, or models, to suit the precise problem involves logical analysis of a set of interrelated questions. Once it is determined precisely which questions the model is supposed to answer, the problem is to list the concepts to be represented, which must be measurable. It is also necessary to investigate which variables can be controlled by the planner, at least in part; if the assumption is that no parts are controllable, then the model is a pure forecasting model, but if at least some of the factors are under the planner‟s control, then it is a planning model.” .

Masih menurut Hall (2002) bahwa yang dikatakan model perencanaan adalah model dimana perencana (planner) dapat mengontrol faktor-faktor yang dilibatkan dalam pemodelan. Hal ini dicerminkan oleh aplikasi LanduseSim dimana perencana dapat menentukan dan berkuasa penuh terhadap simulasi land use yang dihasilkan, mulai dari driving-factors, neighborhood process, transition-rules, zoning, dan besaran simulasi yang diinginkan. Keterlibatan perencana (planner) dimana planner perlu melakukan tes/simulasi terhadap solusi-solusi yang ditawarkan sebelum solusi tersebut diadopsi sebagai suatu rencana yang diputuskan. Tuntutan tersebut sebagaimana yang dijabarkan, dapat berbentuk verbal, fisik ataupun matematis. Dengan perkembangan teknologi terutama kemampuan komputasi di era modern ini, maka mekanisme simulasi khususnya untuk kebutuhan bidang VI -72

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota

perencanaan wilayah dan kota dapat ditemukan dalam beberapa software yang tersedia, termasuk salah satunya adalah LanduseSim yang fokus pada mengakomodasi kebutuhan dan memiliki kemampuan untuk melakukan simulasi spasial penggunaan lahan. Bara TD (1989) menyatakan, “The planner then formulates a set of alternative courses of action in order to solve the problem. The planner will also have theory about the way in which reality is structured, and about how it will react to the changes being considered. Planners will then test their proposed solutions, and in order to do so, they will simulate them with a model derived from the theory. The model can be expressed in a variety of forms, such as verbal, physical or mathematical. Simulation will produce as a result the probable effects of each alternative course of action‖

Dalam pernyataan tersebut, Bara TD (1989) menjelaskan juga bahwa dalam mekanisme perencanaan, perencana perlu suatu model untuk simulasi dari suatu set alternatif perencanaan. Selain itu ditambahkan pula bahwa mekanisme perencanaan memerlukan proses yang merupakan siklus terus menerus sebagaimana digambarkan pada Gambar 2.

Gambar 2. “The Planning System” Sumber : Bara TD (1989). Integrated Land use and transport Modelling, Social Sciences and Planning. 10-11.

Dengan adanya mekanisme simulasi pada proses perencanaan (Gambar 2), maka diharapkan proses penyusunan rencana tersebut mampu menggambarkan kemungkinankemungkinan perubahan ataupun dampak yang akan timbul di masa depan dari tiap alternatif rencana spasial yang diusulkan dalam rencana tata ruang. D. LanduseSim dalam meningkatkan keterlibatan ahli SIG dan perencana dalam proses perencanaan wilayah dan kota Seringkali dalam perencanaan wilayah dan kota, para ahli SIG diposisikan pada penyedia data spasial yang sifatnya lebih kepada penyusunan data spasial baik berasal dari survey primer maupun survey sekunder. Selain itu para ahli SIG yang memiliki latar belakang perencana wilayah dan kota, terbentur pada ketersediaan tools/aplikasi yang dapat digunakan untuk masuk lebih dalam diranah planning dalam proses penyusunan dokumen rencana tata ruang. Batasan-batasan tersebut menjadikan perencana cenderung melalaikan fungsi-fungsi utama dalam proses penyusunan rencana tata ruang, yaitu membuat skenario VI -73

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P; LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota

perencanaan spasial, mensimulasikan skenario untuk memilih skenario yang terbaik, sebagaimana telah dijabarkan dalam FAO (1993) terdapat 10 tahapan dalam menyusun rencana penggunaan lahan, salah satunya adalah menghasilkan skenario, dan melakukan pemilihan skenario yang terbaik sebelum menetapkan suatu rencana.

Gambar 3. Level kompetensi yang diharapkan dari perencana

Dalam kasus tersebut (Gambar 3) LanduseSim dapat berperan untuk meningkatkan tingkat partisipasi ahli SIG dan juga perencana untuk berkolaborasi dalam ranah perencanaan sebenarnya, yaitu antara lain;  Membuat skenario spasial Perencana dapat bereksperimen dengan melakukan serangkaian uji coba dengan satu atau lebih skenario perencanaan yang akan diusulkan pada suatu dokumen tata ruang, termasuk juga membuat skenario kebijakan dimana skenario tersebut mengadopsi pembangunan infrastruktur yang sedang berjalan dan/atau yang akan direalisasikan. LanduseSim dalam hal ini mampu mengakomodasi skenario-skenario 

yang dibuat oleh perencana yang kemudian akan disimulasikan. Mensimulasikan skenario yang diusulkan Dengan LanduseSim maka perencana mampu mensimulasikan perubahan spasial terutama dinamika pola ruang atau perubahan pola pemanfaatan lahan di suatu wilayah dengan mengacu pada pertimbangan skenario yang diusulkan. Perencana akan mampu untuk memprediksi bagaimana apabila suatu skenario perencanaan spasial diterapkan dan melihat perubahan di masa yang akan datang. VI -74

SEMINAR NASIONAL CITIES 2014 Nursakti Adhi P;



LanduseSim sebagai aplikasi pemodelan dan simulasi spasial perubahan penggunaan lahan berbasis Sistem Informasi Geografis dalam konteks perencanaan wilayah dan kota

Perencana dapat bertindak sebagai fasilitastor dalam mekanisme perencanaan Dengan usulan skenario perencanaan, yang kemudian disimulasikan dengan LanduseSim untuk melihat efek perubahan land use dari skenario perencanaan, maka perencana dapat berlaku sebagai fasilitator yaitu menunjukkan hasil simulasi kepada stakeholder yang terlibat, sehingga stakeholder memahami dan dapat mengambil kesimpulan dari opsi-opsi yang ditawarkan perencana. Dalam hal ini,



stakeholder juga mendapat pendidikan tentang perencanaan wilayah dan kota. Memonitor dan mendapat informasi time-series terhadap perubahan spasial akibat direalisasikannya suatu skenario perencanaan LanduseSim juga dapat digunakan untuk melakukan observasi perubahan lahan dan menghasilkan prediksi secara series untuk mengamati dan mengantisipasi perubahan-perubahan yang akan terjadi apabila suatu skenario perencanaan direalisasikan.

E. LanduseSim mampu mengakomodasi pendekatan Top-Down dan Bottom-Up dalam perencanaan spasial Terdapat dua pendekatan utama perencanaan spasial ditinjau dari proses keterlibatannya, yaitu top-down dan bottom-up.  LanduseSim mengakomodasi pendekatan Top-Down Simulasi perubahan penggunaan lahan dalam konteks perencanaan spasial, harus dapat menerjemahkan rencana-rencana pada hirarki yang lebih tinggi untuk tetap diikuti. Sebagai contoh, simulasi perubahan pemanfaatan lahan dapat mengikuti zoning ruang terbuka hijau, dimana zonasi tersebut tidak dapat berubah/dikonversi menjadi lahan terbangun. Selain itu dapat juga mengadopsi rencana-rencana pembangunan infrastruktur yang sudah ditetapkan pada suatu perencanaan 

pembangunan. LanduseSim mengakomodasi pendekatan Bottom-Up Pada proses perencanaan, masukan yang diberikan oleh stakeholder (pemerintah, swasta, ataupun masyarakat) dapat diakomodasi sebagai alternatif-alternatif skenario yang kemudian dapat disimulasikan. Masukan dapat berupa rencana spasial, konservasi area, target pertumbuhan. Dengan hal ini maka alternatif tersebut dapat



dibandingkan dengan pendekatan top-down yang te...