geoinformatika

BAB II

DASAR TEORI

II.1 Pengenalan Sistem Informasi Geografis

Sistem Informasi Geografis (SIG) / Geographic Information System (GIS) adalah suatu sistem informasi berbasis komputer, yang digunakan untuk memproses data spasial yang bergeoreferensi (berupa detail, fakta, kondisi, dsb) yang disimpan dalam suatu basis data dan berhubungan dengan persoalan serta keadaan dunia nyata (real world). Manfaat SIG secara umum memberikan

SIG membutuhkan hardware atau perangkat komputer yang memiliki spesifikasi lebih tinggi dibandingkan dengan sistem informasi lainnya untuk menjalankan software-software SIG, seperti kapasitas Memory (RAM), Hard-disk, Prosesor serta VGA Card. Hal tersebut disebabkan karena data-data yang digunakan dalam SIG baik data vektor maupun data raster penyimpanannya membutuhkan ruang yang besar dan dalam proses analisanya membutuhkan memory yang besar dan prosesor yang cepat.

II.1.2 Software

Sebuah software SIG haruslah menyediakan fungsi dan tool yang mampu melakukan penyimpanan data, analisis dan menampilkan informasi geografis. Dengan demikian elemen yang harus terdapat dalam komponen software SIG adalah:

 Tools untuk melakukan input dan transformasi data geografis

 Sistem manajemen basis data

 Tool yang mendukung query geografis, analisis dan visualisasi

II.1.3 Data

Hal yang merupakan komponen penting dalam SIG adalah data. Secara fundamental SIG bekerja dengan dua tipe model data geografis yaitu model data vektor dan model data raster.

a. Model Data Vektor

Informasi posisi point, garis dan polygon disimpan dalam bentuk x,y koordinat. Suatu lokasi point dideskripsikan melalui sepasang koordinat x,y. Bentuk garis, seperti jalan dan sungai dideskripsikan sebagai kumpulan dari koordinat-koordinat point. Bentuk poligon, seperti zona project disimpan sebagai pengulangan koordinat yang tertutup.

Gambar 2.1. Contoh Model Data Vektor b. Model Data Raster

Data tabular tersebut dapat direlasikan oleh SIG dengan sumber data lain seperti basis data yang berada diluar tools SIG.

Gambar 2.2. Contoh Model Data Raster II.1.4 Manusia

Teknologi SIG tidaklah menjadi bermanfaat tanpa manusia yang mengelola sistem dan membangun perencanaan yang dapat diaplikasikan sesuai kondisi dunia nyata. Sama seperti pada Sistem Informasi lain pemakai SIG pun memiliki tingkatan tertentu , dari tingkat spesialis teknis yang mendesain dan memelihara sistem sampai pada pengguna yang menggunakan SIG untuk menolong pekerjaan mereka sehari-hari.

II.1.5 Metode

SIG yang baik memiliki keserasian antara rencana desain yang baik dan aturan dunia nyata, dimana metode, model dan implementasi akan berbeda-beda untuk setiap permasalahan.

II.2 Proses Sistem Informasi Geografis

SIG mungkin perlu ditransformasi atau dimanipulasi dengan beberapa cara agar sesuai dengan sistem. Misalnya terdapat perbedaan dalam skala, sehingga sebelum dimasukkan dan diintegrasikan harus ditransformasikan dahulu kedalam skala yang sama. Transformasi ini bisa bersifat sementara untuk ditampilkan saja atau secara permanen untuk proses analisis. Transformasi juga berlaku untuk system koordinat yang digunakan.

Tahapan selanjutnya adalah editing merupakan tahap koreksi atas hasil digitasi. Koreksi tersebut dapat berupa penambahan atau pengurangan arc atau feature yaitu dengan mengedit arc yang berlebih (overshoot) atau menambahkan arc yang kurang (undershoot). Editing juga dilakukan untuk menambahkan arc secara manual seperti membuat polygon, line maupun point.

Setelah data keruangan dimasukkan maka proses selanjutnya beralih ke pengelolaan data – data deskrptif , dalam hal ini meliputi annotasi (pemberian tulisan pada coverage) , labelling (pemberian informasi pada peta bersangkutan) , dan attributing yaitu tahap dimana setiap Label ID hasil proses labelling diberi tambahan atribut yang dapat memberikan sejumlah informasi tentang poligon atau arc yang diwakilinya. Dalam proyek SIG yang kecil informasi geografi cukup disimpan sebagai file-file – file komputer. Akan tetapi, jika volume data dan jumlah pemakai data besar, langkah terbaik yang harus digunakan adalah dengan DBMS.

Query pada SIG pada dasarnya juga merupakan proses analisis tetapi dilakukan secara proses tabular. Secara fundamental Analisis pada SIG menggunakan analisis spasial. SIG memiliki banyak kelebihan dalam analisis spasial , tetapi dua hal yang paling penting yaitu :

 Analisis Proximity

 Analisis overlay

Analisis overlay merupakan proses integrasi data dari lapisan layer-layer yang berbeda disebut overlay. Secara sederhana, hal ini dapat disebut operasi visual, tetapi operasi ini secaraanalisa membutuhkan lebih dari satu layer untuk dijoin secara fisik. Sebagai contoh overlay atau spasial join yaitu integrasi antara data tanah, lereng dan vegetasi, atau kepemilikan lahan dengan nilai taksiran pajak bumi. Untuk beberapa tipe operasi geografi, hasil akhir terbaik diwujudkan dalam peta atau grafik. Peta sangatlah efektif m untuk menyimpan dan memberikan informasi geografis.

Gambar 2.4. Proses SIG

II.3 Permodelan Dunia Nyata (real world)

untuk mentransalasikan pengamatan-pengamatan. Proses translasi model tersebut akan melibatkan unsur informasi terkecil yaitu entity.

Satu entity terdiri dari klasifikasi tipe, atribut dan relasi. Tipe entity mengansumsikan fenomena dunia nyata dapat diklasifikasikan. Proses klasifikasi akan dilanjutkan dengan pendefinisian. Setelah mendefinisi, kita perlu memberi atribut untuk mendeskripsikan data dan informasi. Deskripsi data akan menentukan kuantitas dan kualitas data sehingga memiliki tingkat akurasi data, yaitu rasio (proporsional) (perhitungan matematis dan obyektif, missal panjang garis dari suatu titik koordinat), interval data (pengelompokan data) dan ordinal (bilangan berurutan) (representasi tingkat kualitas dalam baik, sedang, buruk). Relasi entity dinyatakan dalam hubungan logika-logika. Jadi suatu model obyek pada dunia nyata akan dinytakan sebagai tipe entity yang memiliki atribut data sebagai properties dan berhubungan dengan suatu aturan logika tertentu dalam relationship.

Gambar 2.5. Tahapan Proses data dunia nyata menjadi obyek dalam computer

II.4 Model Relationship

Banyaknya hubungan yang terjadi didefinisikan sebagai tingkat relasi Tingkat relasi menyatakan batas maksimum entity yang terdapat dalam suatu set data yang berbeda dan tingkat relasi merupakan permodelan relasi antar entity Beberapa jenis model relationship yaitu satu ke satu, satu ke banyak, banyak ke satu dan banyak ke banyak.

Model data: Kumpulan perangkat konseptual yang digunakan untuk mendeskripsikan dan menggambarkan data, hubungan antar data, semantik/makna data, dan batasan data Satu obyek memiliki properties: tipe, atribut, relasi, geometri dan kualitas Satu model ata diidentifikasikan dalam internal ID.Internal ID adalah pengkodean obyek yang sifatnya unik dan spesifik. Contoh model data:

1. Obyek fisik: jalan, pemukiman, saluran air, sungai dll

2. Obyek terklasifikasi: vegetasi, zone iklim, kelompok usia dll

3. Peristiwa/event: kecelakaan, kebocoran, tumpahan minyak, kekeringan dan longsor, dll

4. Obyek buatan: kontur ketinggian, densitas populasi dll

Atribut obyek merupakan representasi dari atribut data Atribut obyek dirancang dalam bentuk tabular (tabel) yang terdiri dari kolom (field) dan baris (record). Satu obyek data yang diwakili oleh model data merupakan satu record yang unik dengan kode pengenal ID dan terdiri dari beragam informasi yang terkumpul dalam kolom data

Gambar 2.6. Tabel Atribut Obyek

II.6 Representasi Data Grafis

Gambar 2.7. Representasi data berupa titik

Data garis terdiri dari beberapa data titik yang terhubung membentuk garis yang berarti representasi data koordinat diskrit

Gambar 2.8. Representasi data berupa Garis

Data polygon terdiri dari beberapa line atau polyline yang berbentuk kurva tertutup

Gambar 2.9. Representasi data berupa Poligon Tertutup

Kelemahan representasi data grafis:

 Model diskrit sedikit banyak tidak mirip dengan data aslinya

 Untuk model data yang jelas batas-batasnya model data graphis cocok digunakan, tetapi untuk data-data yang tidak jelas batas-batasnya data diskrit tingkat ketelitiannya rendah, Untuk data kontinyu sebaliknya

Gambar 2.10. Data gabungan titik, garis dan area

 Kualitas Obyek

 Ketelitian spasial (grafis dan geometrik), misal 1.0 meter

 Resolusi data dan Konsistensi logika

 Jenis representasi (diskrit atau kontinyu) dan Relevansi

 Basisdata dalam SIG meliputi:

 Akuisisi dan kontrol data

 Struktur data dan Penyimpanan data

 Perubahan dan updating

 Manajamen data dan Pemrosesan data

 Pemanggilan dan presentasi data

 Analisis data

II.7 PostGIS

PostGIS adalah suatu program, tool, add-on, Spatial database extender,

spatial database engine, atau extension yang dapat menambah dukungan dalam pendefinisian dan pengelolaan (fungsional) unsur-unsur spasial bagi DBMS objek relasional PostgreSQL. Secara praktis, PostGIS berperan sebagai penyedia layanan spasial bagi DBMS ini; memungkinkan PostgreSQL untuk digunakan sebagai backend basis data spasial (untuk perangkat lunak SIG) sebagaimana halnya ArcSDE/SDE (spatial database engine) produk ESR, DB2 spatial

extender, dan atau extension “Orace Spatial” produk Oracle. Singkatnya, PostGIS juga menambahkan tipe-tipe (kumpulan) SQL (query), operator, dan fungsi-fungsi (analisis) yang kemudian menyebabkan DBMS PostgreSQL menjadi bersifat “Spatially-enabled”. Lebih jauh lagi, PostGIS telah mengikuti ketentuan spesifikasi “simple features specification for SQL” dan tersertifikasi sesuai dengan profile “type and functions”.

sejenisnya. Pengembangan proyek berikutnya akan dilanjutkan pada penyediaan dukungan tapologi secara penuh, dukungan terhadap data raster, network (dan routing), permukaan 3-dimensi, kurva (curves dan splines), dan unsur-unsur

lainnya.

II.7.1 Fitur-fitur PostGIS

Sebagai perangkat lunak spatial database extender yang bersifat open-source dan free yang patut dicoba, dievaluasi, dan dimanfaatkan secara luas oleh berbagai komunitas, PostGIS memiliki beberapa fitur yang menjadi unggulan. Fitur-fitur tersebut di antaranya adalah:

1. Mendefinisikan dan mengelola tipe-tipe unsure-unsur spasial dasar (geometri): titik (point), garis (line, polyline,atau linestring), dan polygon (area atau poygon).

2. Mendefinisikan dan mengelola tipe-tipe unsure-unsur spasial tambahan (lanjut): multipoints, multilinestrings, multipolygons, dan geometrycollections.

3. Menyediakan “predikat spasial” untuk menentukan interaksi-interaksi geometric dengan menggunakan matriks Egenhofer.

4. Menyediakan operator spasial untuk menentukan pengukuran-pengukuran spasial: distance (jarak), area (luas), length (panjang), perimeter (keliling), dan lain sejenisnya.

5. Menyediakan operator spasial untuk menentukan operasi-operasi spasial: union/overlay, difference, buffer, dan lain sejenisnya.

6. Menyediakan metode R-tree&Gist (generalized Search Tree) untuk memebuat indeks-indeks spasial yang mendukung query-spasial dengan kecepatan yang tinggi.

7. Mendukung pemilihan metode indeks untuk menyediakan perencanaan query dengan unjuk-kerja yang tinggi pada kasus query campuran spasial & non-spasial.

II.8 Quantum GIS

Sistem Informasi Geografik. Quantum GIS dikembangkan di bawah Open Source Geospatial Foundation (OSGeo), dengan sifat pengembangan terbuka, sehingga siapapun yang berkompeten dapat berkontribusi terhadap pengembangan aplikasi ini.

Quantum GIS dikembangkan dengan bahasa pemrograman C++ dan bersifat multi platform, dapat dijalankan pada berbagai sistem operasi. Saat ini, versi binary (installer) Quantum GIS tersedia untuk sistem operasi Microsoft Windows, Linux (berbagai varian distro), FreeBSD dan MacOS X.

Fitur-fitur Quantum GIS sebagai berikut:

 User interface

 Elemen pembentuk Quantum GIS

 Fitur dasar dalam pengelolaan data vektor dan raster

 Konektivitas data spasial dalam DBMS (Database Management System)

 Penggunaan plugin dalam Quantum GIS

Gambar 2.11. tampilan awal quantum GIS II.9 Geoserver

II.9.1. Sumber Data

GeoServer dapat membaca beragam format data, dari berkas di dalam media penyimpanan data hingga basis data dari luar sistem. Berikut ini merupakan berkas dan sumber data yang didukung oleh Geoserver.

 Microsoft SQL Server

 Teradata

 JNDI

II.9.2 Komponen Geoserver

Geoserver memiliki beberapa komponen utama yaitu Workspace, Store, Layer, Layer grup, dan Style. Penjelasan dari ketiga komponen tersebut adalah sebagai berikut.

a. Workspace

Workspace atau namespaces merupakan nama untuk pengelompokan data yang didesain untuk mengelompokkan data dalam project.Dengan menggunakan workspace,akan memungkinkan penggunaan nama layer yang sama tanpa adanya konflik mengenai nama.Workshape digunakan untuk pemberian nama awalan (prefix) dari nama layer atau nama store. b. Store

Store atau datastore merupakan tempat penyimpanan data geografi berupa data vektor (feature) dan data raster (converage).Store mengacu pada sumber data,baik berupa shapefile,basis data,atau sumber lainnya yang didukung oleh Geoserver.

Store dapat memiliki beberapa layer,apabila berupa basis data berarti beberapa tabel.Store dapat berguna satu layer,apabila berupa shape-file.Sebuah store harus memiliki minimal satu layer.Geoserver menyimpan parameter koneksi untuk setiap store.

c. Layer

dan memilki informasi geosipasial yang seragam.Geoserver menyimpan informasi yang berhubungan dengan layer,seperti informasi proyeksi extend,style,dan lain sebagainya.

d. Layer Group

Layer group merupakan kumpulan dari beberapa layer.Layer group memungkinkan permintaan WMS untuk beberapa layer menjadi satu permintaan saja.Layer group mengandung informasi tentang Layer yang tetrgabung dalam Layer group,urutan layer,style, dan lain-lain.Informasi tersebut dapat berbedauntuk setiap layer.Setiap layer harus berasosiasi dengan satu (dan hanya satu) workshape.

e. Style

Style merupakan arahan visualisasi data geografi.Style dapat memiliki aturan warna,bentuk,dan ukuran sesuai dengan aturan atribut dan level pembesaran (zoom level).Setiap layer harus berasosiasi dengan minimal satu style.Geoserver memberlakukan style dalam format Style Layer Descripition (SLD).

II.10 Web Mapping

Secara harafiah web mapping berarti pemetaan internet,tetapi bukan memetakan internet dan tidak berarti hanya menampilkan peta (yang berupa gambar statis) ke dalam sebuah situs internet.Jika hanya menampilkan peta statis pada sebuah situs maka tidak ada perbedaan anatara web mapping dengan peta yang ada pada media tradisioanl lainnya.Pengertian web mapping itu sendiri adalah salah satu aplikasi dari sistem informasi geografis yang mempresentasikan informasi geografi ke dalam bentuk web.

fungsi interaktifitas yang ada pada aplikasi SIG ke dalam bentuk web ( Tri Agus P,Memabngun situs Web Mapping) Web mapping adalah proses pemetaan yang memprsentasikan informasi geografis ke dalam bentuk web.Pemetaan web biasanya melibatkan web broswer yang mampu interaksi client-server.Web mapping dapat dengan mudah memberikan informasi terkini berdasarkan Database yang selalu diperbarui.