SISTEM INFORMASI GEOGRAFI PDF

Preview

Summary

KATA PENGANTAR Sistem Informasi Geografis (Geography Informayion Systems) bukan hanya diperlukan dalam pengelolaan sumberdaya alam dan kemiliteran saja, tetapi digunakan dalam persoalan kesehatan, pengelolaan ruang hingga bisnis distribusi dan pelayanan. Luasnya pemakaian SIG harus diantisipasi ole...

Description

KATA PENGANTAR Sistem Informasi Geografis (Geography Informayion Systems) bukan hanya diperlukan dalam pengelolaan sumberdaya alam dan kemiliteran saja, tetapi digunakan dalam persoalan kesehatan, pengelolaan ruang hingga bisnis distribusi dan pelayanan. Luasnya pemakaian SIG harus diantisipasi oleh perguruan tinggi dalam penyediaan sumberdaya manusia yang handal. Pada saat inidi Indonesia sangat banyak buku-buku tentang aplikasi pemakaian SIG melalui berbagai software, seperti ArcView dan MapInfo, namun masih sangat sedikit buku yang berisi dasar SIG yang membantu pemahaman SIG dalam aplikasinya pada berbagai software. Buku ini bermaksud mengisi kekosongan pemahaman dasar tentang SIG. Pada bagian awal disajikan dasar-dasar SIG tentang perkembangan dan aplikasinya. SIG yang berkenaan dengan letak geografis, maka perlu pemahaman sistem kordinat dan proyeksi yang akan digunakan. Pada bab selanjutnya dibahas tentang data spasial dan perolehannya. Bagian utama dari SIG, yakni analisis data spasial dibahas pada analisis raster dan vektor. Berkenaan dengan pemakaian GPS pada SIG semakin berkembang, maka ditambahkan GPS pada bagian akhir buku ini. Buku ini juga disertai dengan glossary yang dapat membantu pengertian berbagai istilah yang digunakan pada buku ini dan buku SIG pada umumnya. Sebagai edisi awal, buku ini mengandung kelemahan, oleh karena itu sangat diharapkan saran yang membangun untuk perbaikan buku pada edisi berikutnya. Penulis berharap buku ini dapat membantu dasar pemahaman SIG untuk berbagai software dan aplikasi SIG yang semakin berkembang. Medan, September 2007

Penulis

i

DAFTAR ISI halaman KATA PENGANTAR

i

DAFTAR ISI

ii

DAFTAR TABEL

v

DAFTAR GAMBAR

vi

BAB.I.

PENDAHULUAN Arti Sistem Informasi Geografis SIG untuk menjawab Komponen SIG Hardwre Software Data Manusia Prosedur Aplikasi SIG Software SIG Fungsi Utama SIG Mengambil data Konversi Data Menyimpan dan memperbaharui data Interpretasu dan analisis data

1 1 4 5 6 7 7 7 7 7 8 9 9 10 10 10

BAB.II. 2.1. 2.1.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.4.1. 2.4.2. 2.4.3. 2.4.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.7.1. 2.7.2. 2.7.3. 2.7.4. 2.8.

DASAR-DASAR SIG Konsep Peta, Feature dan Properti Feature peta Jenis Peta Penampakan Peta Karakteristik Peta Skala peta Resolusi peta Akurasi peta Presisi peta Jenis informasi pada peta digital Tampilan Kartografi Penampilan Data Geospasial Variasi grafis Konversi warn antara RGB dan HIS Penampilan grafis atribut Warna peta Jenis Data Numerik

11 11 11 12 13 13 13 15 15 16 16 17 17 17 18 19 20 21

BAB.III. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.

SISTEM KORDINAT DAN PROYEKSI Pendahuluan Bentuk Bumi Sistem Kordinat Spherical Proyeksi Peta

24 24 24 25 27

2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.4. 2.5. 2.6. 2.6.1. 2.6.2. 2.6.3. 2.6.4.

ii

3.4.1. 3.5. 3.6. 3.6.1. 3.6.2. 3.6.3. 3.6.4. 3.6.5. 3.6.6.

Bidang proyeksi Universal Transverse Mercator (UTM) Sistem Kordinat Kordinat Ortogonal Kordinat Polar Kordinat Ortogonal 3D Transformasi Kordinat Jarak Skala, akurasi dan resolusi

29 31 31 31 31 34 34 34 36

BAB.IV. 4.1. 4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3.

DATA SPASIAL Model Data Vector Data spaghetti Data topology Membuat topology Data atribut Tabel atribut Operasi atribut Modifikasi atribut Digital Elevation Models (DEMs) Data DEM Analisis permukaan DEMs Turunan DEM

37 37 37 38 39 40 40 41 41 41 42 42 43

BAB.V. 5.1. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.3. 5.4. 5.5.

INPUT DATA SPASIAL Pendahuluan Digital manual dan scanning peta Registrasi Peta Digitasi Input data citra dan konversi ke SIG Pemasukan data secara langsung Transfer data dari sumberdigital

45 45 45 46 47 48 48 48

BAB.VI. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.5.1. 6.5.2. 6.6. 6.6.1. 6.6.2. 6.6.3. 6.7. 6.7.1. 6.7.2. 6.8. 6.9. 6.10.

ANALISIS RASTER DAN VETOR Pendahuluan Raster vs Vector Boolean Logic untuk pencarian Jenis analisis pada SIG Kualitas dan Kesalahan Data Jenis kesalahan Sumber kesalahan Analisis Spasial Query Reclassification Coverage building Overlay Overlay data raster Overlay data vector Analisis connectivitas Analisis ukuran dan bentuk operasi neighbourhood

49 49 49 50 51 51 52 52 53 53 54 55 57 57 59 60 61 63

iii

BAB.VII. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5.

GLOBAL POSITIONING SYSTEM Pengantar Konstelasi Satelit GPS Bagian Pengontrol Bagian Penerima Manfaat dan keterbatasan GPS

65 65 66 68 68 69

DAFTAR BACAAN

71

GLOSSARY

73

iv

DAFTAR TABEL Nomor 1.1. 1.2. 2.1. 2.2. 2.3. 3.1. 3.2. 5.1. 5.2. 6.1.

Judul Kelebihan data digital dengan konvensioanl Sumber, Sistem operasi dan produsen software SIG Hubungan Skala dengan deskripsi dan analisis Konversi antara RGB dan IHS Kode Warna Beberapa Ellipsoid Bumi Hubungan skala, akurasi dan resolusi Jenis atribut non spasial Contoh tabel atribut Pemakaian Ranking Method

v

Hal 4 8 13 19 20 25 36 40 40 58

DAFTAR GAMBAR Nomor Judul 1.1. Konsep layer (ESRI) 1.2. Komponen SIG 1.3. Hardware SIG; Komputer, Plotter, Scanner, Digititizer dan GPS 1.4 Beberapa software SIG 2.1. Feature Peta 2.2. Peta Topografi dan Peta Tematik 2.3. Munsell color 2.4. Berbagai grafis statistik 3.1. Parameter Ellipsoid WGS 84 3.2. Sistem kordinat spherical 3.3. Penentuan titik kordinat 3.4. Globe bumi 3.5. Bntuk proyeksi 3-D menjadi 2-D 3.6. Bidang Proyeksi 3.7. Proyeksi menurut bidang 3.8. Proyeksi menurut ketersinggungan 3.9. Proyeksi persfektf 3.10 Aspek proyeksi konik 3.11. Ukuran komik pada proyeksi konik 3.12 Proyeksi silinder menurut aspeknya 3.13. Proyeksi silinder menurut ukurannya 3.14. Titik Origin Easting 3.15. Pembagian Zone UTM 3.16. Kordinat orthogonal 3.17 Kordinat Polar dan geodetik 3.18. Kordinat 3-D 3.19. Titik referensi Transformasi kordinat 3.20. Ukuran jarak utama 4.1. Model Data Vector 4.2. Data spaghetti dan data topologi 4.3. Model DEM 4.4. Model TIN 4.5. Prinsip kemiringan lereng 4.6. Kemiringan lereng 5.1. Digitizer tablet dan puck 5.2. Mode digitasi 6.1. Perbedaan raster dan vector 6.2. Analisis Boolea dalam SIG 6.3. Operator Boolean 6.4. Operator Logika Boolean 6.5. Analisis query 6.6 Generalization 6.7. Ranking 6.8. Reselection 6.9. Analisis reclassification 6.10. Analisis coverage building 6.11. Konsep coverage rebuilding vi

Hal 2 6 6 9 12 13 19 20 25 26 27 27 28 28 29 29 29 30 30 30 30 31 32 33 33 34 34 35 38 39 42 42 43 43 46 47 48 50 53 54 54 55 55 55 55 56 56

6.12. 6.13. 6.14.

6.15. 6.16. 6.17. 6.18. 6.19. 6.20. 6.21. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7.

Analisis overlay Contoh model overlay (a) Overlay titik ke poligon (b) Overlay garis ke poligon (c) Overlay poligon ke poligon Analisis keterhubungan Buffering titik, garis dan area Buffering akses dan waktu Jalur optimum analisis jaringan Contoh lokasi centroid Faktor bentuk Sel neighbourhood Satelit GPS Konstelasi Satelit GPS Orbit satelit terhadap bumi Stasiun monitor satelit GPS GPS keluaran Garmin Seri 12 Sistem penerimaan sinyal GPS Keterbatasan penerimaan sinyal GPS

vii

57 58 59 59 60 60 61 61 61 62 62 63 66 67 67 68 68 69 70

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Arti Sistem Informasi Geografis Sebelum tahun 1940-an analisis geografis dilakukan dengan melakukan tumpang tindih (overlay) beberapa jenis peta pada area tertentu. Namun sejak tahun 1950- an dikembangklan sistem digital untuk melakukan analisis dalam memecahkan permasalahan keruangan. Hingga kini berbagai peranan Sistem Informasi Geografis telah berkembang yang dapat digunakan untuk mengatasi berbagai aspek permasalahan yang berkaitan dengan ruang. Perkembangan dibidang teknologi komputer telah membawa manfaat yang sangat besar bagi penyebaran informasi. Dengan internet misalnya, kita dapat melihat tempat-tempat yang indah disegala penjuru dunia bila tampilannya memanfaatkan sistem informasi geografi. Sistem informasi geograft (SIG) adalah bahagian daripada sistem informasi yang diaplikasikan untuk data geografi atau alat data base untuk analisis dan pemetaan sesuatu yang terdapat dan terjadi di bumi. SIG mulai dikenal pada tahun 1950-an. Pada mulanya penelitian-penelitian dibidang SIG terbatas dikalangan peneliti-peneliti bidang Botani, Meteorologi dan transportasi. Mereka mulai membuat peta-peta yanng bersifat otomatis dan berusaha mempresentasikan cartografl berkomputer. Sistem Informasi Geografis (Geographic Information Systems) merupakan sistem informasi berbasis komputer digunakan untuk

Sistem Informasi Geografis

1

menyajikan secara digital dan menganalisa penampakan geografis yang ada dan kejadian di permukaan bumi. Penyajian secara digital berarti mengubah keadaan menjadi bentuk digital. Setiap objek yang ada di permukaan bumi merupakan “geo-referenced”, yang merupakan kerangka hubungan database ke SIG. Database merupakan sekumpulan informasi tentang sesuatu dan hubungannya antar satu dengan lainnya, sedangkan “geo-referenced” menunjukkan lokasi suatu objek di ruang yang ditentukan oleh sistem kordinat. Untuk memahami secara mudah dan menyeluruh dari SIG dapat dilihat dari disposisi layer yang terlihat pada Gambar 1.1. Semua peta mempunyai batasan daerah yang sama dengan lokasi dengan kordinat yang sama pada semua peta. Ini merupakan cara untuk menganalisis peta-peta tematik dan ciri-ciri ruang untuk memperoleh pengetahuan yang lebih baik lagi pada daerah ini.

Gambar 1.1. Konsep layer (ESRI)

Sistem Informasi Geografis

2

Saat ini SIG termasuk salah satu teknologi yang berkembang pesat. Tehnologi ini terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras yang didesain untuk mengorganisir data yang berkaitan dengan bumi untuk menganalisis, memperkirakan dan gambaran kartografi. Informasi ruang mengenai bumi sangat kompleks, tetapi pada umunmya data geografi mengandung 4 aspek penting, yaitu (Zhou, 1998): 1. Lokasi-lokasi yang berkenaan dengan ruang, merupakan objekobjek ruang yang khas pada sistem koordinat (projeksi sebuah peta) 2. Attribut, informasi yang menerangkan mengenai objek-objek ruang yang diperlukan 3. Hubungan ruang, hubungan lojik atau kuantitatif diantara objekobjek ruang 4. Waktu, merupakan waktu untuk perolehan data, data atribut dan ruang. Analisis geografi dan pemetaan bukanlah suatu hal yang baru, tetapi SIG menyediakan berbagai kemudahan untuk membantu menyelesaikan tugas-tugas agar lebih baik, lebih efisien dan hasilnya lebih tepat. SIG adalah sebuah sistem yang terdiri dari komputer, software, data, manusia, organisasi dan aturan-aturan institusi untuk pengumpulan, penyimpanan, penganalisis, dan penyebaran informasi tentang tempat di bumi (Dueker dan Kjeme 1989). SIG merupakan sutu rancangan sistem informasi untuk mengerjakan data berunsur ruang atau kordinat geografis. Teknologi SIG menyatu dengan operasi database seperti pencarian data dan analisa statistik dan analisis geografis yang disajikan dalam bentuk peta. Kemampuan SIG yang unik ini membuatnya banyak digunakan secara luas misalnya untuk menjelaskan kejadian, memperkirakan hasil dan perencanaan strategis. Secara sederhana SIG merupakan : o Alat berbasis komputer untuk pemetaan dan analisis tentang sesuatu yang terdapat dan peristiwa yang terjadi di bumi. o Seperangkat alat untuk mengumpulkan, menyimpan, memperbaiki, mengubah dan menampilkan data ruang permukaan bumi sebenarnya untuk tujuan tertentu. o Sistem berbasis komputer yang dilengkapi dengan empat kemampuan untuk menangani data keruangan, yaitu : o Memasukkan data (data input) o Menyimpan dan memperbaiki data (data store and retrive) o Memanipulasi dan analisis (manipulation and analysis) o Menghasilkan data (data output) Data geospatial dapat dibedakan atas entity dan atribut. Entity merupkan suatu objek yang dapat dibedakan dengan objek lainnya berdasarkan atribut-atributnya. Data untuk penerapan SIG dapat diperoleh dari, digitasi dan hasil scan peta, database pada berbagai format (dBaseIV atau text), GPS, remote Sistem Informasi Geografis

3

sensing dan foto udara. Penampilan peta digital data spasial mempunyai banyak kelebihan dibanding peta konvensional, seperti yang terlihat pada Tabel 1.1. Tabel 1.1. Kelebihan data digital dengan konvensioanl Unsur

1.2.

Digital

Konvensional

Perbaharuan data

Mudah

Mengulang semua

Pengiriman data

Mudah dan cepat

Lambat

Ruang penyimpanan

Kecil

Besar

Pemeliharaan

Mudah

Kertas berubah

Analisis

Otomatis

Sukar

SIG untuk menjawab SIG memiliki kemampuan untuk menjawab pertanyaan tentang, lokasi, keadaan, kecenderungan, pola, model, pertanyaan non-spasial dan pertanyaan spasial.. □ Lokasi, Apa yang ada pada ….? Pertanyaan awal ini mencari apa yang ada pada lokasi tertentu. Lokasi dapat berupa nama tempat, kode pos, dan referensi keruangan seperti bujur lintang dan x, y. Misalnya pada titik 1.000.000 N dan 550.000 E jenis tanah atau penggunaan lahan apa yang ada? □ Kondisi, Dimanakah …. ? Pertanyaan ini membutuhkan jawaban data spasial. Pertanyaan ini ingin menemukan lokasi dengan kondisi tertentu, misalnya dimana bagian lahan hutan sedikitnya seluas 20 ha yang terbuka, daerah yang berada 100 meter dari jalan dan tanah yang cocok untuk bangunan, dimanakah lokasi yang mempunyai curh hujan 2500 mm per tahun?, diamanakah lapangan Merdeka Medan berada, atau dimanakah terdapat jenis tanah Inceptisol? □ Kecenderungan, Perubahan apa sejak ….? Pertanyaan ini melibatkan dua pertanyaan diatas untuk menemukan perbedaan, misalnya perubahan penggunaan lahan atau ketinggian pada satu kurun waktu. Pertanyaan yang menggoda di pertanian misalnya, berapa luas konversi lahan sawah ke non sawah, berapa persen konversi itu terjadi? □ Pola, Pola ruang apa yang terjadi …. ? Pertanyaan ini merupakan prediksi kejadian pada waktu atau kondisi tertentu. Misalnya untuk menentukan apakah longsor kebanyakan terjadi dekat sungai atau untuk mengetahui berapa banyak keanehan yang terjadi dan dimana lokasinya, seberapa jauhkah perubahan alur pantai selam lima tahun ini, perubahan alih fungsi lahan sawah dan perkembangan areal panen, adakah hubungan antara jenis tanah dengan produktivitas lahan, hubungan

Sistem Informasi Geografis

4

antara permukaan jalan dengan tingkat kecelakaan, daerah bnjir dengan produktivitas dan shading dengan pertumbuhan tanaman. □ Model, Jika ….. maka …..? Pertanyaan ini ditujukan untuk menentukan apa yang terjadi, misalnya jika jalan baru ditambahkan atau jika zat bercun menyebar ke air tanah, apa yang terjadi bila penggunaan lahan berubah, bila suhu udara meningkat sebesar 50C? Jawaban pertanyaan ini mengandung unsur geografis dan informasi lain sesuai dengan model. □ Pertanyaan non spasial, SIG dapat pula menjawab persoalan yang tidak bereferensi keruangan, misalnya berapa rata-rata jumlah pengangguran pada setiap kabupaten?. Jawabannya tidak membutuhkan nilai keruangan, juga tidak menjelaskan dimana lokasinya. □ Pertanyaan spasial, Pertanyaan untuk menjawab persoalan keruangan (spasial) baik berdimensi satu hingga tiga. Misalnya mana jalan terdekat ke pusat kota dan dimana pusat kota. Jawaban pertanyaan ini membutuhkan data lintang bujur dan beberapa informasi lain seperti jarak. Berapa luas suatu daerah atau berapa volume yang harus diberikan ke suatu cekungan agar permukaannya menjadi rata. Sejak tahun 1970 an, SIG mengalami perkembangan yang pesat. Perkembangan ini terutama perkembangan teknologi informasi dan telekomunikasi antara lain : o Revolusi teknologi informsi; teknologi komputer, remote sensing dan Global Positioning Systems. o Teknologi komunikasi o Menurun drastisnya harga komputer dan meningkatnya kecepatan kerja komputer o Meningkatnya fungsi software dan kemudahan penggunaannya. o Terbuktinya pepatah “satu gambar bernilai ribuan kata” o Roman muka bumi berkaitan kehidupan kita. SIG mempunyai kelebihan tersendiri dibanding sistem informasi lainnya, yakni mempunyai kemampuan menyesuaikan data dari sumber yang berbeda untuk analisa kecenderungan masa datang dan evaluasi keruangan akibat pembangunan. SIG merupakan peralatan yang efektif untuk pelaksanaan dan memonitor infrastruktur daerah. Pemakaian SIG semakin populer untuk perencanaan proyek, membuat keputusan yang lebih baik, analisis secara visual dan memperbaiki keterpaduan organisasi. 1.3.

Komponen SIG SIG memiliki 5 komponen, yaitu hardware, software, data, manusia dan metode, seperti yang terlihat pada Gambar 1.2.

Sistem Informasi Geografis

5

Gambar 1.2. Komponen SIG. 1.3.1. Hardware Hardware merupakan isi sistem komputer yang menjalankan software SIG. Scanner dan meja digitizer merupakan hardware untuk mengubah gambar ke sistem digital dan vectorisasi objek peta. Printer dan plotter merupakan alat output SIG. Pada Gambar 1.3, dapat dilihat beberapa hardware yang biasa digunakan dalam SIG.

Gambar 1.3. Hardware SIG; Komputer, Plotter, Scanner, Digitizer dan GPS Sistem Informasi Geografis

6

Perangkat Sistem Komputer untuk keras SIG terdiri dari beberapa komponen, yaitu: Central processing unit (CPU) yang menjalankan program komputer dan mengendalikan operasi seluruh komponen. Biasanya digunakan CPU untuk komputer pribadi (PC/personal computer), atau work station pada sebuah jaringan komputer. Memory Utama: adalah bagian paling esensi pada komputer seluruh data dan program berada pada memori utama untuk akses yang lebih cepat. Dibutuhkan setidaknya memori berkapasitas 64 MB untuk SIG berbasis PC. Software ArcGis mensyaratkan memory utama minimal 1 GB. Memory Tambahan: digunakan secara permanen maupun semipermanen, dengan akses lebih rendah dibanding memori utama. Dikenal juga sebagai media penyimpanan data, seperti harddisk, disket (floppy disk), pita magnetis atau cakram padat optis (CDROM). Alat Tambahan (Peripherals), Alat Masukan (Input Devices) : key board, mouse, digitizers, pemindai (scanner), kamera digital, workstation fotogrametris digital. Alat Keluaran (Output devices) : monitor berwarna, printer, plotter berwarna, perekam film, dll. 1.3.2. Software Software untuk menjalankan SIG terdiri atas sistem operasi, compiler dan program aplikasi. Sistem Operasi (Operating System / OS) : mengendalikan seluruh operasi program, juga menghubungkan perangkat keras dengan program aplikasi. Untuk PC : MS-DOS (IBM PCs) dan WINDOWS adalah sistem operasi yang banyak digunakan. Untuk Workstation : UNIX dan VMS adalah OS yang dominan. Compiler : menerjemahkan program yang ditulis dalam bahasa komputer pada kode mesin sehingga CPU mampu menjalankan program yang harus dieksekusi. Bahasa kompiler yang biasa digunakan adalah C, Pascal, FORTRAN, BASIC, dll. Program Aplikasi :Software SIG dilengkapi fungsi dan alat untuk menyimpan, menganalisa dan menampilkan informasi geografis. Beberapa software SIG yang digunakan antara alin, Mapinfo, Arc/Info, ArcView, ArcGis, Grass, dan MapWindow. Software SIG ada yang bersifat “open sources” yang berarti dapat digunakan oleh siapa saja tanpa memberikan bayaran dan ada yang harus membayar. Software open sources yang berkembang hingga saat ini adalah GRASS (saat ini sudah versi 6.2) yang berbasis LINUX dan MapWindow yang berbasis microsoft. 1.3.3. Data Data geografis dan data tabular yang menyertainya dapat diperoleh di ruang kerja atau melalui pembelian dari provider data komersil. Lembaga resmi yang menyediakan data digital. Di Indonesia lembaga Sistem Informasi Geografis

7

yang menghasilkan data digital misalnya, menghasilkan peta digital rupa bumi.

Bakosurtanal

yang

1.3.4. Manusia Pemakai SIG dimulai dari teknisi yang merancang dan memelihara sistem hingga pemakai sistem. Ketrampilan operator sangat menentukan efektiv...