Pengembangan sistem informasi prediksi laju erosi Berbasis web

PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI PREDIKSI LAJU EROSI BERBASIS WEB

Ikhsan Aditya Wardana A14051776

MAYOR MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

SUMMARY

IKHSAN ADITYA WARDANA. Development of Web Based Information System for Prediction of Erosion Rate. Supervised by MUHAMMAD ARDIANSYAH and WIDIATMAKA.

Erosion is one of the parameters for the assessment of degraded land and the information of erosion in an area can be used as guidelines for land rehabilitation. The erosion can be predicted within Web-GIS which is integrated in the internet. The objectives of this study are to develop a Web-GIS based information system for predicting the rate of erosion, and to validate the system to calculate the rate of erosion in selected region.

The system is built using open source software Mapserver and PostreSQL /PostGIS as Database Management System Software (DBMS) to store the spatial database. The programming language used in the development of the system includes PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language) and Javascript. Framework ExtJS, OpenLayers, GeoExt and Mapfish is used to help creating the common functions and web interface.

RINGKASAN

IKHSAN ADITYA WARDANA. Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi Berbasis Web. Di bawah bimbingan MUHAMMAD ARDIANSYAH dan WIDIATMAKA.

Erosi merupakan salah satu parameter untuk penilaian kekritisan suatu lahan. Informasi besarnya laju erosi di suatu lahan dapat dijadikan pedoman untuk melakukan rehabilitasi lahan. Laju erosi dapat diprediksi dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Interaksi antara USLE dan SIG mampu memprediksi laju erosi secara spasial. Internet memiliki potensi untuk menyebar luaskan informasi erosi spasial dengan mengintegrasikan SIG dengan internet. Penelitian ini dilakukan secara terintegrasi untuk membangun webgis untuk memprediksi laju erosi.

Sistem ini dibangun menggunakan perangkat lunak (software) open source

MapServer dan PostreSQL/PostGIS sebagai perangkat lunak DBMS (Database Management System) untuk menyimpan basis data (database) spasial. Bahasa pemrograman yang dipakai dalam penyusunan sistem antara lain PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language) dan Javascript. Untuk mempermudah pembuatan fungsi-fungsi umum antarmuka web digunakan

frameworkExtJS, OpenLayers, GeoExt dan Mapfish.

Sistem informasi laju prediksi erosi yang disusun dapat berjalan dalam

PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI PREDIKSI LAJU EROSI BERBASIS WEB

IKHSAN ADITYA WARDANA A14051776

Skripsi

sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian

Institut Pertanian Bogor

MAYOR MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

Judul Penelitian : Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi Berbasis Web

Nama Mahasiswa : Ikhsan Aditya Wardana Nomor Pokok : A14051776

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,

Dr. Ir. Muhammad Ardiansyah Dr. Ir. Widiatmaka, DAA NIP. 19630604 198811 1 001 NIP. 19621201 198703 1 002

Mengetahui, Ketua Departemen,

Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc NIP. 19621113 198703 1 003

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Jakarta, pada tanggal 4 Juli 1987. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan bapak Suprabudi dan ibu Yulie.

Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 1999 di SDN Pancoran Mas, kemudian pada tahun 2002 menyelesaikan studi di SMP Negeri 1 Depok. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 3 Depok dan lulus pada tahun 2005.

Pada tahun 2005, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru) dan pada tahun 2006 diterima di Mayor Manajemen Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan keridhoan-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam penulis curahkan kepada bimbingan Nabi Besar Muhammad SAW, yang telah membimbing seluruh umat manusia. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Dalam penulisan skripsi ini banyak sekali hambatan dan halangan yang mungkin tidak dapat saya jalani sendiri. Dukungan serta dorongan moral maupun spiritual dari berbagai pihak begitu besar, sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu penulis ucapkan terimakasih kepada :

1. Dr. Ir. Muhammad Ardiansyah selaku dosen pembimbing pertama yang telah memberikan bimbingan, pengajaran, dan nasihat selama penelitian dan penulisan skripsi.

2. Dr. Ir. Widiatmaka selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan masukan dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi. 3. Dr. Khursatul Munibah atas kesediaannya sebagai dosen penguji dan

memberikan banyak masukan dalam penulisan skripsi.

4. Dr. Suwarno selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan nasihat kepada penulis selama masa perkuliahan.

5. Keluarga yang paling saya sayangi, mama dan papaku tercinta yang selalu memberikan semangat serta doa yang tiada hentinya mengalir.

6. Kak Beni atas bantuannya dalam mempelajari pembuatan Web-GIS dan Gito teman seperjuanganku belajar Web-GIS.

7. Adik Bagus, Yugo, Adityo, Bambang dan Anter terima kasih atas dukungan dan bantuannya.

8. Teman-teman MSL-42.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya, terutama bagi perkembangan Web-GIS di Indonesia.

Bogor, Juli 2011

DAFTAR ISI

2.1.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng... 5

3.2.1. Data ... 16

3.2.2. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak ... 16

3.3. Metode Penelitian ... 17

3.3.1. Eksplorasi Perangkat Lunak ... 18

3.3.2. Perancangan Desain Sistem ... 18

3.3.3. Implementasi ... 26

3.3.4. Pengujian Sistem dan Prototipe ... 27

3.3.5. Uji Coba Perhitungan Prediksi Erosi dan Perbandingan Hasil ... 27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28

4.1. Lingkup Sistem ... 28

4.2. Demo Prototipe ... 28

4.3. Penjelasan Fungsi Prediksi Erosi ... 32

4.4. Erosi pada DAS Cikaso ... 33

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 36

5.1. Kesimpulan ... 36

5.2. Saran ... 36

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

Teks

1. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ... 16

2. Toolbars... 21

3. Struktur tabel geometry_columns ... 24

4. Struktur tabel spatial_ref_sys ... 25

5. Struktur tabel desc_data ... 25

6. Struktur tabel user_admin ... 25

7. Contoh struktur tabel erosivitas hujan yang memiliki atribut spasial ... 26

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

Teks

1. Tampilan utama PgAdmin III ... 8

2. Arsitektur umum aplikasi peta berbasis web ... 12

3. Tahapan penelitian ... 17

4. Use case diagram sistem informasi prediksi laju erosi berbasis web ... 19

5. Sketsa layout halaman web ... 20

6. Diagram alirproses upload data ... 22

7. Diagram alir proses overlay bertahap ... 23

8. Tampilan utama antarmuka sistem ... 27

9. Tampilan menambahkan layer pada peta ... 28

10. Form upload file ... 29

11. Kutipan script php untuk mengeksekusi program konversi shapefile ke PostgreSQL ... 30

12. Tampilan fungsi perhitungan prediksi erosi ... 31

13. Contoh query untuk melakukan intersect antara dua tabel dengan atribut spasial ... 32

I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Erosi tanah pada suatu lahan merupakan kejadian alami yang tidak dapat dihindari. Pengelolaan lahan yang kurang tepat dapat menyebabkan laju erosi semakin cepat. Laju erosi yang cepat berangsur-angsur menghilangkan lapisan tanah bagian atas yang subur dan menyisakan lapisan tanah bawahnya yang biasanya berkualitas tidak baik. Oleh sebab itu diperlukan pengelolaan lahan secara terpadu baik dalam lingkup lokal maupun regional yang multisektoral serta kompleks wilayah yang bervariasi.

Data Departemen Kehutanan (2007) menunjukkan bahwa luas lahan kritis di Indonesia mencapai 77.806.880 ha, dengan kategori sangat kritis 61%, kritis 30% dan agak kritis 9%. Data tersebut menunjukan banyaknya lahan yang mengalami kerusakan. Lahan yang tingkat erosinya tinggi melebihi batas tolerasinya secara terus menerus akan membuat lahan yang awalnya baik menjadi kritis.

Metode yang umum digunakan untuk menduga banyaknya tanah yang tererosi adalah metode Universal Soil Loss Equation (USLE) dan salah satu penilaian terhadap kekritisan lahan dengan mengukur tingkat bahaya erosi. Metode USLE merupakan salah satu pendugaan atau prediksi erosi yang paling sederhana. Lebih jauh lagi kini pendugaan erosi dapat diintegrasikan dengan Sistem Infomasi Geografis (SIG) sehingga dapat diperoleh gambaran spasial tingkat erosi tanah di suatu areal lahan. SIG dapat mengelola data yang memiliki referensi geografis sehingga mudah jika data-data tersebut nantinya ingin dianalisis ulang kembali.

Ide yang mendasari dilakukannya penelitian ini adalah kemudahan internet dan kemampuan SIG untuk membuat sistem informasi prediksi laju erosi berbasis

ArcGIS, dan lain-lain. Salah satu proses analisis spasial yang digunakan untuk perhitungan prediksi laju erosi secara spasial yaitu melakukan proses tumpang tindih.

1.2. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk:

1) Mengembangkan aplikasi SIG yang menyajikan informasi spasial yang dapat diakses melalui jaringan (web).

2) Menyusun program yang berfungsi melakukan perhitungan prediksi erosi secara spasial.

3) Membandingkan hasil program perhitungan prediksi erosi dengan perhitungan secara manual.

1.3. Manfaat Penelitian

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Erosi

Erosi adalah peristiwa berpindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh suatu media alami. Pada peristiwa erosi, tanah atau bagian-bagian tanah pada suatu tempat terkikis dan terangkut yang kemudian diendapkan di tempat lain. Pengikisan dan pengangkutan tanah tersebut terjadi oleh media alami yaitu air dan angin (Arsyad, 2006).

Besarnya erosi diduga dengan menggunakan persamaan USLE (Universal Soil Loss Equation) yang dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith (1978). USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi erosi rata-rata jangka panjang dari erosi lembar atau alur di bawah keadaan tertentu (Arsyad, 2006). Persamaan tersebut adalah

A = R.K.LS.C.P ………(1) Dimana,

A = banyaknya tanah yang tererosi (ton/ha/th), R = faktor erosivitas hujan,

K = faktor erodibilitas tanah,

LS = faktor panjang dan kemiringan lereng, C = faktor pengelolaan tanaman,

P = faktor tindakan konservasi tanah.

2.1.1. Erosivitas Hujan

R=

EI30

100...(2)

dimana E = Energi kinetic (joule/m2/mm)

I30 = Intensitas hujan 30 menit maksimum.

Nilai E dihitung dari pencatatan hujan pada kertas pias dengan rumus (Wischmeir dan Smith, 1978) : dimana EI30 adalah Indeks erosivitas hujan R adalah curah hujan bulanan rata-rata (cm), N adalah jumlah hari hujan bulanan rata-rata pada bulan tertentu (cm) dan M adalah curah hujan harian rata-rata maksimum bulan tersebut (cm).

Lenvain, 1975 dalam Bols, 1978 mendapatkan hubungan antara EI30 dengan curah hujan bulanan sebagai berikut:

EI30 = 2,21R1,36 ……….(5) Apabila sulit mendapatkan data maka cara lain untuk mendapatkan nilai faktor erosivitas hujan adalah dapat digunakan peta Iso-erodent yang dibuat oleh Bols pada tahun 1978.

2.1.2. Erodibilitas Tanah

Faktor erodibilitas tanah atau kepekaan erosi tanah didefinisikan sebagai besarnya erosi per satuan indeks erosi hujan untuk suatu tanah dalam keadaan standar. Tanah dalam keadaan standar adalah tanah terbuka tidak ada vegetasi penutup sama sekali, terletak pada lereng 9% dengan bentuk lereng yang seragam dan panjang lereng 72,6 kaki atau 22 m (Arsyad, 2006). Faktor Erodibilitas dapat dihitung dengan persamaan (Wischmeir dan Smith, 1978) :

dimana M adalah (persentasi pasir sangat halus dan debu) x (100-persentasi liat), a adalah persentasi bahan organic, b adalah kode struktur tanah dan c adalah kelas permeabilitas tanah .

2.1.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng

Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) adalah rasio antara besarnya erosi dari sebidang tanah dengan panjang lereng dan kecuraman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik terletak pada lereng dengan panjang 22 meter dan kecuraman 9 %. Nilai LS dapat dihitung dengan persamaan berikut (Arsyad, 2006) :

LS = ( 0.0138 + 0,00965 + 0,00138 )………..….(7) dimana x adalah nilai faktor kemiringan lereng dalam persen dan s adalah panjang lereng dalam meter.

2.1.4. Faktor Pengelolaan Tanaman dan Faktor Tindakan Konservasi Tanah Faktor pengelolaan tanaman (C) adalah nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang bertanaman dengan pengelolaan tertentu terhadap besarnya erosi tanah yang tidak ditanami dan diolah bersih. Faktor ini mengukur pengaruh bersama jenis tanaman dan pengelolaannya. Faktor Tindakan Konservasi Tanah (P) adalah nisbah besarnya erosi dari tanah dengan suatu tindakan konservasi tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah menurut arah lereng (Arsyad, 2006).

2.2. Sistem Informasi Geografis (SIG)

Sistem Informasi Geografi (SIG) atau Geographic Information System

Menurut Barus dan Wiradisastra (2000), Sistem Informasi Geografis merupakan alat yang handal untuk menangani data spasial. Dalam SIG, data dipelihara dalam bentuk digital. Sistem ini merupakan suatu sistem komputer untuk menangkap, mengatur, mengintegrasi, memanipulasi, menganalisis dan menyajikan data yang bereferensi ke bumi. Komponen utama SIG dapat dibagi ke dalam 4 kelompok, yaitu perangkat keras, perangkat lunak, organisasi (manajemen), dan pemakai.

Dalam kerangka kerja SIG, data dibagi menjadi dua kategori, data spasial dan data tekstual (atribut). Data spasial merupakan data yang memiliki informasi lokasi atau data yang bereferensi geografis dan data atribut merupakan data yang memiliki informasi fitur spasial (Kang, 2002).

Shapefile menyimpan lokasi geografis berupa informasi atribut titik (point), garis (line), dan poligon (polygon). Bentuk geometri yang tersimpan adalah dalam bentuk koordinat vektor. Format ini adalah format yang dikeluarkan oleh Environmental System Resource Institute (ESRI) yang merupakan salah satu vendor SIG terkemuka (Kang, 2002). ESRI shapefile terdiri atas:

1. Main file (.shp)

Merupakan file yang dapat diakses secara langsung dan panjang dari record

variabel dalam file mendeskripsikan bentuk verteksnya 2. Index file (.shx)

Pada file indeks, tiap record terdiri atas proses cetakan offset yang berhubungan dengan record file utama.

3. Tabel dBASE (.dbf)

2.2.1. PostgreSQL dan PgAdmin III

PostgreSQL merupakan sebuah Object-Relational Database Management

System (ORDBMS) berdasarkan pada PostgreSQL Versi 4.2 yang dikembangkan

di Universitas California pada Berkeley Computer Science Department. PostgreSQL sebagi pelopor bagi banyak perangkat lunak DBMS lain yang kemudian menjadi komersial (PostgreSQL Global Development Group, 2009).

PostgreSQL memiliki lisensi GPL (General Public License) dan oleh karena itu PostgreSQL dapat digunakan, dimodifikasi dan didistribusikan oleh setiap orang tanpa perlu membayar lisensi (free of charge) baik untuk keperluan pribadi, pendidikan maupun komersil. PostgreSQL merupakan DBMS yang

open-source yang mendukung bahasa SQL secara luas dan menawarkan beberapa

fitur-fitur modern seperti :

Selain itu, PostgreSQL telah mendukung teknologi lama dengan menambahkan fitur- fitur baru pada :

 Data Types

disebarluaskan secara gratis. Koneksi ke postgreSQL dibuat dengan menggunakan

native libpg library. PgAdmin juga dapat dilengkapi dengan pgAgent untuk mengatur penjadwalan proses dan Slony-I Support untuk mendukung proses replikasi master-slave (PgAdmin Development Team, 2009).

Gambar 1 Tampilan utama PgAdmin III

Pada halaman utama pgAdmin III, akan ditampilkan struktur basis data dan detail setiap object yang ada di dalamnya, sehingga hampir semua pengelolaan basis data dapat dilakukan dari pgAdmin secara komperehensif. Beberapa tool dalam pgAdmin yang dapat digunakan antara lain :

1. Control server, digunakan untuk melihat status server basis data, menjalankan dan menghentikan service server basis data.

2. Export Tool, digunakan untuk melakukan ekspor data dari Query Tool.

3. Edit Grid, digunakan untuk menampilkan dan mengubah data dalam tabel yang dipilih.

4. Maintenance, digunakan untuk melakukan perawatan basis data, seperti menjalankan task, statistik, clean up data dan melakukan indexing.

6. Restore, digunakan untuk mengembalikan hasil dari data backup.

7. Grant Wizard, digunakan untuk memberikan privileges user atau grup user

terhadap obyek tertentu.

8. Server status, untuk menampilkan informasi status server termasuk jumlah

user yang sedang terhubung dan log server.

9. Options, digunakan untuk mengkonfigurasi pgAdmin.

2.2.2. PostGIS

PostGIS adalah satu struktur data spatial yang diimplementasikan pada

web server PostGreSQL (Refraction Research Inc., 2005). PostGIS ini mendukung semua fungsi dan objek yang didefinisikan oleh OpenGIS, yaitu

Simple Features for SQL specification (Anderson, 2003). PostGIS didesain untuk mengimplementasikan SQL 92 untuk jenis data geometri pada PostGreSQL. Dengan demikian, dimungkinkan menggunakan berbagai fungsi spasial yang ada pada PostGIS (Mitchell, 2005). Perintah spasial yang telah diimplementasikan berjumlah lebih kurang 600 perintah (Refraction Research Inc., 2005). PostGIS versi 0.1 yang dikeluarkan pada tahun 2001 mendukung tipe data objek spatial dan metode pengindekan objek spatial: GiST. Menurut (Mitchell, 2005) PostGIS menyediakan berbagai fasilitas di antaranya adalah:

1. Definisi abstract Data Type untuk objek spasial sesuai dengan spesifikasi

OpenGIS Consortium.

2. Dukungan terhadap format WKT (Well Known Text) dan WKB (Well Known Binary).

3. Metode pengindekan GiST yang sesuai untuk objek spasial. 4. Dukungan akses aplikasi melalui JDBC.

2.2.3. OpenGIS Standar

OpenGIS "Simple Features Specification for SQL" mendefinisikan tipe standar objek SIG fungsi-fungsi yang diperlukan untuk memanipulasi dan menetapkan tabel metadata dengan maksud menjaga kekonsistenan metadata. Operasi membuat dan menghapus kolom spasial dilakukan menggunakan prosedur yang didefinisikan oleh OpenGIS (Refraction Research Inc., 2005).

Ada dua tabel meta-data OpenGIS yaitu spatial_ref_sys dan

geometry_columns. Tabel spatial_ref_sys menyimpan ID numerik dan deskripsi tekstual dari sistem koordinat yang digunakan dalam database spasial.

Tabel spatial_ref_sys adalah tabel yang disertakan dalam PostGIS dan tabel database yang mengacu pada OGC yang berisi lebih dari 3000 sistem referensi spasial yang dikenal dan rincian yang dibutuhkan untuk mentransformasi/reproject antar sistem referensi.

Beberapa sistem referensi spasial yang umum digunakan adalah: 4326 - WGS 84 Lat Long, 4269 - NAD 83 Long Lat, 3395 - WGS 84 World Mercator, 2163 - US National Atlas Equal Area, sistem referensi spasial untuk masing-masing NAD 83, WGS 84 UTM zona - zona UTM adalah salah satu yang paling ideal untuk pengukuran, tetapi hanya mencakup region 6-derajat.

2.3. Web Mapping

Web mapping system adalah sebuah sistem yang digunakan untuk

memadukan kekuatan SIG sebagai sebuah alat bantu yang canggih, terutama dalam menangani analisis secara keruangan dengan kekuatan internet sebagai media penyimpanan informasi. Setiap objek pada peta digital disimpan sebagai sebuah atau sekumpulan koordinat (Mitchell, 2005).

Kelebihan web mapping adalah:

 Peta dapat dimodifikasi tanpa harus memulainya dari awal, karena peta disimpan sebagai layer yang nyata pada file sebuah di komputer.

 Pembuat peta tidak mengetahui informasi peta apa yang diinginkan oleh pengguna untuk dilihat, tetapi memberikan kebebasan pengguna untuk memilih peta yang ingin ditampilkan.

 Pembuat peta digital dapat memfokuskan bagaimana menampilkan informasi terbaik daripada memfokuskan dengan detail area atau wilayah tertentu di dunia pada peta.

2.3.1. Mapserver

Mapserver merupakan aplikasi opensource yang digunakan untuk menampilkan data spasial atau peta melalui web. Aplikasi Mapserver dapat mengolah data SIG dalam format raster maupun vektor (Kropla, 2005). Sebuah aplikasi Mapserver sederhana mempunyai komponen sebagai berikut :

 Mapfile, merupakan file yang menyimpan berbagai konfigurasi untuk menggambarkan data spasial dan atribut dari shapefile ke dalam bentuk halaman web (Mitchell, 2005). Mapfile mendefinisikan sekumpulan obyek peta sekaligus membedakan bentuk dan sifat peta yang akan ditampilkan pada browser. Walaupun data geografisnya sama, aplikasi yang menggunakan mapfile berbeda dapat menampilkan peta yang berbeda pula, sesuai dengan interaksi dengan pengguna (Kropla, 2005). Mapserver dapat menggunakan banyak jenis data geografis. Default formatnya adalah ESRI shapefile.

 Halaman HTML, interface antara user (pengguna) dan Mapserver. Pada umumnya berdiri pada web root. Dalam bentuk sederhana, Mapserver digunakan untuk menempatkan sebuah gambar peta statis pada halaman web. Untuk membuat peta yang interaktif, gambar ditempatkan pada sebuah bentuk HTML.

Bentuk umum arsitektur aplikasi berbasis peta di web dapat dilihat pada Gambar 2 (Nuryadin, 2005). Interaksi antara klien dengan server berdasar skenario request dan respon. Web browser di sisi klien mengirim

akan dikembalikan lagi melalui server web, terbungkus dalam bentuk file HTML atau applet.

Gambar 2. Arsitektur umum aplikasi peta berbasis web (Hadikusuma, 2005)

Arsitektur aplikasi pemetaan di web dibagi menjadi dua pendekatan sebagai berikut :

 Pendekatan Thin Client

Pendekatan ini menfokuskan diri pada sisi server. Hampir semua proses dan analisis data dilakukan berdasarkan request di sisi server. Data hasil pemrosesan kemudian dikirimkan ke klien dalam format standar HTML, yang di dalamnya terdapat file gambar dalam format standar (misalnya GIF, PNG atau JPG) sehingga dapat dilihat menggunakan sembarang

web browser. Kelemahan utama pendekatan ini menyangkut keterbatasan opsi interaksi dengan user yang kurang fleksibel.

 Pendekatan Thick Client

Pada pendekatan ini, pemrosesan data dilakukan di sisi klien menggunakan beberapa teknologi seperti kontrol ActiveX atau applet. Kontrol ActiveX atau applet akan dijalankan di klien untuk memungkinkan

MapServer menggunakan pendekatan thin client. Semua pemrosesan dilakukan di sisi server. Informasi peta dikirimkan ke web browser di sisi klien dalam bentuk file gambar (JPG, PNG, GIF atau TIFF).

2.3.2. ExtJS

ExtJS adalah sebuah library (framework) Javascript yang powerfull yang dapat menyederhanakan pembuatan aplikasi web berbasis AJAX. Selain mempermudah proses request dan response secara asynchronous, ExtJS juga menyediakan komponen-komponen yang bisa kita gunakan untuk membangun antarmuka aplikasi web. Komponen-komponen yang disediakan juga sangat banyak seperti tombol, grid, tab, tree, menu dan lainnya.

ExtJS dapat dijalankan pada semua web browser yang populer saat ini dengan tampilan yang sama antar browser (cross browser). Beberapa web browser yang mendukung ExtJS diantaranya adalah (Sencha, 2011):

 Internet Explorer versi 6 keatas

 Mozilla Firefox versi 1.5 keatas

 Apple Safari versi 2 keatas

 Opera versi 9 keatas

2.3.3. OpenLayers

OpenLayers merupakan sebuah library aplikasi berbasis javascript untuk menampilkan data peta pada web browser sehingga tidak tergantung pada web server yang digunakan. OpenLayers mengimplementasikan JavaScript API yang digunakan untuk membangun aplikasi GIS berbasis web. OpenLayers mirip dengan Google Maps and MSN Virtual Earth API, dengan satu perbedaan penting yaitu OpenLayers adalah perangkat lunak gratis, yang dikembangkan untuk dan oleh komunitas perangkat lunak open source.

JavaScript, dirilis di bawah lisensi BSD-style (juga dikenal sebagai BSD Clear) (Edgewall Software, 2011).

2.3.4. GeoExt

GeoExt adalah sekumpulan komponen dan kelas data utilitas yang memberikan fungsionalitas terkait peta dengan kelas yang setara dalam Ext. Dokumen-dokumen referensi API (Application Programming Interface) merupakan properti, metode, dan event yang menjadi ekstensi atau modifikasi dalam kelas-kelas Ext Parent. Dokumentasi setiap kelas berisi link ke kelas Ext Parent, dan untuk gambaran lengkap dari API, penting untuk memiliki salinan dari Dokumentasi API Ext.

Kelas GeoExt biasanya dikonfigurasi dengan objek OpenLayers. Detail mengenai metode dan properti yang disediakan oleh objek-objek ini, dapat dilihat pada Dokumentasi OpenLayers API (GeoExt Community, 2011).

2.3.5. Mapfish

MapFish adalah framework fleksibel dan lengkap untuk membangun aplikasi web pemetaan. MapFish menyediakan beberapa tool khusus untuk membuat webservice yang memungkinkan query dan mengedit objek geografis.

MapFish juga menyediakan RIA (Rich Internet Application) berorientasi JavaScript toolbox lengkap, lingkungan pengujian JavaScript, dan alat untuk mengompresi kode JavaScript. Toolbox JavaScript terdiri dari ExtJS, OpenLayers, GeoExt JavaScript toolkit.

MapFish kompatibel dengan standar Open Geospatial Consortium. Hal ini dicapai melalui OpenLayers atau GeoExt mendukung beberapa norma OGC, seperti WMS, WFS, WMC, KML, GML dan lain-lain. MapFish adalah open source, dan didistribusikan di bawah lisensi BSD (Camptocamp, 2009).

2.3.6. Google Maps

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan sejak bulan Agustus 2010 hingga bulan Maret 2011 di Laboratorium Penginderaan Jauh dan Informasi Spasial, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor.

3.2. Bahan dan Alat 3.2.1. Data

Data spasial yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data spasial dari penelitian mahasiswa pascasarjana (Wibawa, 2006). Data spasial tersebut adalah peta-peta faktor erosi seperti peta erosivitas (R), peta erodibilitas (K), peta faktor panjang dan kemiringan lereng (LS), peta faktor pengelolaan tanaman dan peta faktor tindakan konservasi tanah (P) pada wilayah DAS Cikaso.

3.2.2. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

Spesifikasi perangkat keras yang digunakan adalah Komputer Notebook dengan processor Core Duo @1.83GHz, RAM 2 GB, sedangkan perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian

Perangkat Lunak Keterangan

1 Windows XP SP2 Sistem operasi dimana aplikasi berjalan

baik

2 MapServer for Windows (MS4W)

versi 2.3.1

Aplikasi untuk mengembangkan SIG berbasis web

8 PostgreSQL 8.4 dengan extension

PostGIS 1.4.0

Media penyimpanan database spasial

9 Mozilla Firefox 3.5.18 Browser atau peramban web, digunakan

untuk menguji jalannya sistem SIG berbasis web yang akan dibangun

3.3. Metode Penelitian

Penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan, yaitu : (1) Eksplorasi perangkat lunak, (2) Perancangan desain sistem, (3) Implementasi dari desain sistem, (4) Pengujian sistem, (5) Pembuatan prototipe, (6) Uji coba perhitungan prediksi laju erosi dan (7) Perbandingan hasil perhitungan program prediksi laju erosi dengan perhitungan secara manual menggunakan overlay dan calculator

pada ArcView. Secara keseluruhan tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.

3.3.1. Eksplorasi Perangkat Lunak

Eksplorasi terhadap perangkat lunak bertujuan untuk memperoleh pengetahuan perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian. Eksplorasi perangkat lunak dilakukan dengan cara mempelajari dokumentasi perangkat lunak. Dokumentasi perangkat lunak berisi informasi cara mengunakan perangkat lunak tersebut.

3.3.2. Perancangan Desain Sistem

Perancangan desain sistem terdiri dari perancangan fungsional, batasan sistem, perancangan antar muka, perancangan proses dan perancangan basis data. Perancangan desain sistem bertujuan untuk mendapatkan gambaran awal bentuk sistem yang akan dibangun sehingga memudahkan saat implementasi pembuatan sistem. Perancangan desain sistem dapat menjadi pertimbangan perangkat lunak pemilihan perangkat lunak dalam pengembangan sistem.

3.3.2.1. Perancangan Fungsional Sistem

Perancangan fungsional sistem digambarkan dalam use case diagram

dapat dilihat pada Gambar 4. Use case merepresentasikan sebuah interaksi antara manusia dengan sistem dan menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Sistem terdiri dari dua jenis pengguna yaitu Web Administrator

dan pengguna umum. Administrator memegang hak akses penuh dari sistem dimana pengguna ini mempunyai tugas utama memanajemen data spasial dari sistem. Hanya administrator yang dapat melakukan upload data spasial dan melakukan analisis prediksi laju erosi untuk mencegah sistem menerima upload

data spasial sembarang. Sementara, pengguna umum tidak dapat meng-upload

data spasial kecuali telah terdaftar sebagai administrator. Pengguna umum dapat melihat peta, menambah dan menghapus layer, mengaktifkan dan menonaktifkan

Gambar 4. Use case diagram sistem informasi prediksi laju erosi berbasis web

3.3.2.2. Batasan Sistem

Perancangan sistem dibatasi pada hal-hal berikut :

1. Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi menggunakan bahasa pemrograman PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText

Markup Language), JavaScript. Bahasa-bahasa pemrograman tersebut umum

digunakan dalam pembuatan web.

3.3.2.3. Perancangan Desain Antarmuka

Sistem ini menyajikan peta secara dinamis di halaman web dengan kerangka layout seperti Gambar 5.

Gambar 5. Sketsa layout halaman web

Keterangan :

1. Header, bagian yang biasanya berisi judul halaman

2. Toolbars, bagian ini terdiri dari fitur Zoom to extent, Zoom In, Zoom Out, Pan, Zoom to Previous Extent, Zoom to Next Extent, Identify, Legenda,

Membuat poligon AOI, dan Hapus AOI. Uraian lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2.

3. Menu, terdiri dari pengaturan layer, analisis pendugaan erosi dan AIOReport. a) Menu pengaturan layer, berfungsi untuk memilih daftar layer yang aktif

untuk disajikan pada peta. Selain itu pengguna juga dapat menambah atau menghapus layer pada peta. Data Spasial pada basis data PostgreSQL/PostGIS merupakan sumber data dari layer. Pengguna juga dapat melakukan penambahan data spasial ke basis data dengan cara meng-upload terlebih dahulu data vektor dengan format shapefile.

Kemudian mengkonversinya ke bentuk format PostgreSQL.

Header

Menu

Toolbars

Peta

b) Menu kedua yaitu program Analisis Pendugaan Erosi, metode perhitungan pendugaan erosi yang digunakan dalam pengembangan aplikasi ini adalah USLE. Syarat input data masukan yaitu peta R (Erosivitas Hujan), peta K (Erodibilitas), peta LS (Faktor Lereng), peta C (Faktor Tanaman), dan peta P (Faktor Pengelolaan) yang semua sudah terdapat dalam basis data.

c) Menu AIO Report, berfungsi memilih area yang menjadi daerah kajian. Area yang dipilih dapat diproses menjadi layout peta dalam bentuk pdf. 4. Peta, berisikan tampilan data layer yang aktif

5. Indeks Peta, berisikan peta dalam ukuran lebih kecil

6. Keterangan, misalnya deskripsi tentang spesifikasi sistem yang mendukung kinerja aplikasi yang optimal.

Tabel 2. Toolbars

Fungsi Gambar Kegunaan

Zoom to extent Mengatur skala peta ke skala awal

Zoom In Memperbesar skala

Zoom to Next Extent Kembali ke skala sesudahnya

Identify

Hapus AIO Menghapus poligon AOI

Login - Logout

3.3.2.4. Perancangan proses Upload Data

Penambahan data spasial data memerlukan upload data spasial berupa file

berformat shp. Selain menginput file dengan ekstensi shp, juga perlu input 3 file lainnya yaitu file dengan ekstensi dbf, dan shx. Tahap upload data untuk perhitungan pendugaan erosi dapat dilihat pada Gambar 6.

Prediksi Laju Erosi

Program perhitungan prediksi laju erosi berdasarkan metode USLE, sehingga inputnya merupakan parameter-parameter faktor erosi berbentuk data spasial yaitu peta faktor erosivitas hujan (R), peta faktor erodibilitas tanah (K), peta faktor lereng (LS), peta faktor tanaman (C), dan peta faktor pengelolaan (P). Lima peta tersebut dengan mengunakan perintah query dari PostgreSQL/PostGIS untuk melakukan proses tumpang tindih antar layer (Gambar 7).

Mulai

3.3.2.5. Perancangan Basis Data

Perancangan basis data dilakukan dengan cara membuat tabel-tabel untuk menyimpan data yang dibutuhkan untuk menampilkan informasi pada aplikasi Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi. Tabel-tabel dibuat dalam perangkat lunak PostgreSQL. Tabel-tabel yang utama dibuat yaitu tabel desc_data, user_admin, geometry_columns dan spatial_ref_sys. Tabel desc_data merupakan tabel digunakan untuk menyimpan informasi deskripsi data spasial. Tabel user_admin merupakan tabel yang digunakan untuk menyimpan data pengguna untuk login

dan logout. Tabel geometry_columns merupakan tabel yang berisi daftar nama tabel yang memiliki atribut spasial. Tabel spatial_ref_sys merupakan tabel yang berisi informasi sistem referensi spasial. Tabel geometry_columns dan

spatial_ref_sys telah tersedia pada template basis data PostgreSQL yang sudah sudah memiliki instalasi ekstensi PostGIS. Struktur tabel-tabel utama yang dibuat dapat dilihat pada Tabel 3, Tabel 4, Tabel 5, dan Tabel 6.

Tabel 3. Struktur tabel geometry_columns

Nama Field Tipe Data Keterangan

f_table_catalog character varying (256) Nama catalog tabel yang

mengandung atribut spasial

f_table_schema character varying (256) Nama skema tabel yang

mengandung atribut spasial

f_table_name character varying (256) Nama tabel yang

mengandung atribut spasial

f_geometry_column character varying (256) Nama kolom yang berisi

informasi spasial

coord_dimension integer Dimensi informasi spasial

Tabel 4. Struktur tabel spatial_ref_sys

Nama Field Tipe Data Keterangan

srid integer Id sistem referensi spasial

auth_name character varying (256) Nama standar sistem

referensi yang disebut

auth_srid integer Id sistem referensi spasial

dari auth_name

srtext character varying (2048) Representasi WKT dan

sistem referensi spasial

proj4text character varying (2048) Berisi definisi koordinat

proj4

Tabel 5. Struktur tabel desc_data

Nama Field Tipe Data Keterangan

id integer Id dari tabel desc_data

tname_desc character varying (256) Nama tabel yang

memiliki atribut spasial

description text Berisi deskripsi

tentang layer

Tabel 6. Struktur tabel user_admin

Nama Field Tipe Data Keterangan

user_id integer Id dari tabel

user_admin

user_name character varying (25) Nama pengguna yang

menjadi admin

pswd character varying Password yang

dienkripsi

Tabel 7. Contoh struktur tabel erosivitas hujan yang memiliki atribut spasial

Nama Field Tipe Data Keterangan

gid integer Id dari tabel

r double Nilai faktor erosivitas

the_geom geometry Berisi informasi

spasial (polygon)

3.3.3. Implementasi

Implementasi merupakan pelaksanaan pembuatan sistem yaitu melakukan pemrograman komputer (coding) berdasarkan rancangan yang telah dibuat. Penulisan program dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak notepad++. Antarmuka utama dibuat dalam bentuk HTML. Antarmuka umum dibuat dengan

framework ExtJS. Sedangkan antarmuka yang berhubungan dengan fungsional SIG dibuat dengan bantuan framework OpenLayers, GeoExt, Mapfish. Proses yang berhubungan dengan basis data menggunakan bahasa PHP.

3.3.4. Pengujian Sistem dan Prototipe

Pengujian sistem dilakukan untuk memeriksa apakah sistem dapat berjalan sesuai dengan apa yang telah dirancang. Jika sistem telah berjalan fungsionalitasnya maka dihasilkan sebuah prototipe. Prototipe dapat dikembangkan lagi bila ingin ditambahkan fungsi baru di dalam sistem.

3.3.5. Uji Coba Perhitungan Prediksi Erosi dan Perbandingan Hasil

Uji coba perhitungan prediksi erosi dilakukan dengan Prototipe Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi (SIMPLE) dan Arcview menggunakan data spasial yang sama. Perhitungan prediksi laju erosi dari ArcView menggunakan fitur

Intersect untuk proses tumpang tindih 5 peta faktor erosi dan Map Calculator

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Lingkup Sistem

Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi disusun dengan kombinasi bahasa pemrograman yaitu PHP, HTML, JavaScript. Sistem ini juga disusun dengan bantuan framework ExtJS, Openlayer, dan Mapfish. Framework tersebut memudahkan dalam membuat fungsi-fungsi yang standar yang umum, sehingga tidak perlu membuat script dari awal.

Sistem diimplementasikan hanya dapat berjalan dalam jaringan lokal (localhost) tanpa internet dan dapat diakses dengan browser seperti Mozilla Firefox. Pada browser lain seperti Internet Explorer, Google Chrome, Safari, Opera, dan lainnya sistem belum diuji.

4.2. Demo Prototipe

Tampilan utama sistem dapat dilihat pada Gambar 8. Sistem dapat dijalankan cukup dengan menggunakan browser, sehingga pengguna atau user

tidak perlu menginstalasi perangkat lunak SIG. Tampilan utama akan muncul jika kita mengakses http://localhost/sig-erosi/ pada browser.

Gambar 8. Tampilan utama antarmuka sistem

Area of Interest (AOI) untuk membatasi wilayah yang ingin dikaji. Pada bagian kiri gambar peta terdapat menu pengaturan layer, menu perhitungan prediksi laju erosi, menu AOI, dan titik koordinat bujur (x) dan lintang (y) pergerakan kursor mouse. Menu pengaturan layer berfungsi memilih daftar layer yang aktif untuk disajikan pada peta. Pada bagian kiri bawah gambar peta terdapat peta inset yang berfungsi menampilkan peta dengan ukuran skala lebih kecil. Peta dasar yang disediakan adalah peta dari Google Maps yang terdiri dari peta jalan (streets), peta fisik (physical), peta satelit (satellite), dan peta hybrid.

Layer tambahan dapat ditambahkan dengan menekan tombol Tambah

Layer, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 9. Simbol + pada setiap layer

digunakan untuk melihat deskripsi setiap layer. Jika ingin menghapus layer yang sudah ditambahkan tekan tombol Hapus Layer. Pengguna dapat menambah data

layer baru dari luar basis data sistem ini dengan melakukan upload data shapefile

(shp) yang nantinya akan dikonversi ke PostgreSQL/PostGIS. Syarat yang harus dipenuhi adalah data harus memiliki sistem proyeksi geografis. Jika sistem proyeksi data yang bukan sistem proyeksi geografis, maka data tersebut tidak muncul sesuai dengan lokasi yang sebenarnya pada peta karena sistem proyeksi yang digunakan dalam SIMPLE ini adalah sistem koordinat geografis WGS 84.

Pengguna yang ingin menambah data layer baru dari luar basis data sistem dapat melakukan upload data shapefile (shp) yang nantinya akan dikonversi ke PostgreSQL. Pengguna yang dapat melakukan Upload Data harus melakukan

login terlebih dahulu sebagai Administrator. Upload data ke basis data PostgreSQL dapat dilakukan dengan menekan tombol Upload Data, yang akan menampilkan form pengisian upload file seperti Gambar 10. Ada 3 file dari data

shapefile yang harus di-upload yaitu file dengan ekstensi .shp, .dbf dan .shx. Untuk mengakhiri upload data dapat dilakukan dengan menekan tombol Simpan.

Gambar 10. Form upload file

Konversi format shapefile ke dalam format PostgreSQL menggunakan program ogr2ogr.exe yang merupakan program bawaan di dalam MS4W pada

Gambar 11. Kutipan script php untuk mengeksekusi program konversi shapefile

ke PostgreSQL

Penjelasan kutipan program di atas adalah sebagai berikut :

1. Baris 2 variabel $namelayer diisi nama layer yang akan menjadi tabel dalam basis data yang mengandung atribut spasial

2. Baris 3 variabel $desc diisi dengan deskripsi dari layer

3. Baris 4 sampai dengan 6 variabel yang diisi nama file upload shp, dbf dan shx.

4. Baris 8 sampai dengan 10 merupakan perintah (command line) yang dieksekusi melalui php. EPSG:4326 menunjukan sistem referensi spasial untuk proyeksi geografis WGS 84.

5. Baris 11 merupakan perintah querymaintenance untuk mengoptimalkan kerja PostgreSQL.

6. Baris 12 merupakan perintah query untuk mengganti nama kolom ogc_fid menjadi gid pada tabel .

7. Baris 13 merupakan perintah query memasukan data nama layer dan deskripsinya ke dalam tabel desc_data.

Analisis spasial prediksi laju erosi dapat dilakukan bila pengguna sebagai Administrator. Analisis prediksi laju erosi dieksekusi dengan menekan tombol pada menu yang tertulis Hitung Prediksi Erosi, kemudian tekan tombol Tampilkan, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 12. Sistem ini menggunakan persamaan USLE, oleh karena itu untuk menghitung laju erosi diperlukan parameter-parameter input data spasial Erosivitas Hujan (R), Erodibilitas Tanah (K), Faktor Panjang Lereng dan Kemiringan Lereng (LS), Faktor Tanaman (C), dan Faktor Konservasi Tanah (P). Sebelumnya data spasial semua faktor erosi harus dimasukkan ke dalam basis data. Setelah melakukan pengisian parameter-parameter faktor erosi, tombol Kalkulasi dipilih untuk mengakhiri dan menjalankan program prediksi erosi.

Gambar 12. Tampilan fungsi perhitungan prediksi erosi

4.3. Penjelasan Fungsi Prediksi Erosi

Hasil perhitungan prediksi laju erosi akan menghasilkan data spasial erosi dalam basis data, sehingga hasilnya dapat dilihat pada peta dengan menambahkan

layer baru.

Prinsip perhitungan prediksi erosi ini adalah dengan melakukan proses

yang mempunyai informasi atribut R (erosivitas), K (erodibilitas), LS (panjang lereng dan kemiringan lereng), C (faktor tanaman), dan P (faktor konservasi tanah) dengan perintah query dari basis data. Proses intersect dilakukan secara bertahap, pertama dengan melakukan intersect antara data spasial R dan data spasial K, selanjutnya hasil intersect yang pertama akan diproses intersect lagi dengan tabel faktor erosi berikutnya sampai kelima data spasial faktor erosi tersebut diproses intersect.

Contoh query yang dilakukan untuk melakukan proses intersect antara 2 tabel yang memiliki atribut dalam PostgreSQL/PostGIS dapat dilihat pada Gambar 13. Fungsi yang digunakan dalam PostGIS untuk melakukan analisis tumpang tindih yaitu ST_Intersection() dan ST_Intersects(), sedangkan untuk mengatur ketelitian koordinat grid digunakan fungsi ST_SnapToGrid(). Hasil

intersect disimpan dalam tabel sementara, dan hasil akhirnya dibuat tabel dengan melakukan perkalian atribut faktor erosi.

Gambar 13. Contoh query untuk melakukan intersect antara dua tabel dengan atribut spasial

4.4. Erosi pada DAS Cikaso

laju erosi berkisar dibawah 437 ton/ha/tahun yang menempati seluruh wilayah DAS.

Gambar 14. Peta prediksi erosi DAS Cikaso

Sebagai perbandingan dilakukan juga perhitungan laju erosi secara manual. Perhitungan laju erosi secara manual dilakukan menggunakan Map Calculator pada program ArcView setelah melakukan proses intersect kelima data spasial faktor erosi. Berdasarkan Tabel 8, jumlah poligon hasil intersect

menggunakan query basis data lebih banyak dari pada jumlah poligon hasil

intersect pada perhitungan secara manual. Nilai maksimum, minimum dan rata-rata laju erosi antara perhitungan dengan PostgreSQL/PostGIS dan perhitungan secara manual relatif sama hasilnya. Total laju erosi perhitungan dengan PostgreSQL/PostGIS sedikit lebih tinggi daripada perhitungan secara manual.

PostgreSQL/PostGIS walaupun proses perhitungan manual dengan ArcView juga menghasilkan poligon sliver.

Tabel 8. Perbandingan statistik antara hasil perhitungan prediksi laju erosi dengan PostgreSQL/PostGIS dengan perhitungan secara manual

Perhitungan dengan PostgreSQL/PostGIS

Perhitungan secara manual Total Laju erosi

(ton/ha/tahun) 202.695 200.021

Jumlah poligon 2.980 2.939

Rata-rata

(ton/ha/tahun) 68 68

Maksimum

(ton/ha/tahun) 2.622 2.622

Minimum

(ton/ha/tahun) 0,0003 0,0003

Standar deviasi

(ton/ha/tahun) 136 136

Luas (ha)

(i) Total 116.454 116.454

(ii) Poligon terkecil 0,00000142 0,00000143

(iii) Poligon terbesar 843 843

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Sistem informasi prediksi laju erosi telah berhasil disusun sehingga dapat menampilkan data spasial dengan hanya mengaksesnya dari browser. Sistem informasi yang dibuat mampu melakukan analisis spasial untuk menghitung prediksi laju erosi. Pengujian sistem ini dilakukan dengan menggunakan data spasial faktor-faktor erosi wilayah DAS Cikaso sebagai input program perhitungan prediksi laju erosi. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa DAS Cikaso memiliki laju erosi rata-rata 68 ton/ha/tahun, laju erosi tertinggi yaitu 2622 ton/ha/tahun dan laju erosi terendah 0,0003 ton/ha/tahun. Jumlah poligon yang dihasilkan dari proses analisis spasial untuk perhitungan prediksi erosi dengan PostgreSQL/PostGIS lebih banyak daripada hasil dengan perhitungan manual.

5.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

Anderson, G. 2003. The Door Opens Open-Source GIS, GEO World, Geoplace.com.

Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. Edisi Kedua. Bogor: IPB Press. Barus, B, dan US. Wiradisastra. 2000. Sistem Informasi Geografi; Sarana

Manajemen Sumberdaya. Laboratorium Penginderaan Jauh dan Kartografi Jurusan Tanah Fakultas Pertanian IPB. Bogor.

Budiawan, 2010. Aplikasi GIS Berbasis Web Menggunakan Geoserver pada Sistem Informasi Trafo Gardu Induk di PLN Surabaya (Skripsi). Program Studi S-1 Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.

Camptocamp. 2009. Mapfish. Link : http://mapfish.org/ diakses pada tanggal 26 Agustus 2011.

Departemen Kehutanan. 2007. Statistik Kehutanan 2007. Departemen Kehutanan. Jakarta.

Edgewall Software. 2011. OpenLayers Wiki. Link : http://trac.osgeo.org/openlayers/ diakses pada tanggal 25 Agustus 2011. GeoExt Community. 2011. GeoExt : API Reference. Link :

http://www.geoext.org/lib/index.html diakses pada tanggal 25 Agustus 2011. Hadikusuma, A. 2005. Sistem Navigasi dan VMS Off Line untuk Komunikasi Kapal Ukuran < 30 GT : Design Network Operation Center and Wifi. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November. Link : student.eepis-its.edu/~syafur/IES/Syafur/buku_ta/Arifinbuku.doc diakses pada tanggal 9 September 2011.

Kang, TC. 2002. Introduction to Geographic Information System. New York: The McGraw- Hill Companies, Inc.

Kropla, B. 2005. Beginning Mapserver : Open Source GIS Development. New York: Appres.

Mitchell, T. 2005. Web Mapping Illustrated. Sebastopol: O'Reilly Media, Inc. Nuryadin, R. 2005. Panduan Menggunakan Mapserver. Bandung: Informatika

Bandung.

PgAdmin Development Team. 2009. PgAdmin Documentation.

Pimplers, E. 2009. Mashup Mania with Google Maps. Geospatial Training Services, LCC.

PostgreSQL Global Development Group. 2009. PostgreSQL 8.4.0 Documentation. University of California.

Refraction Research Inc. 2005. PostGIS Manual, Refraction Research Inc. Canada.

Wibawa, M. 2006. Penyusunan Sistem Pengambilan Keputusan dengan Sistem Informasi Geografis Untuk Optimasi Penggunaan Lahan (Tesis). Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Wischmeier, WH and DD. Smith. 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses- A

Guide to Conservation Planning. U.S. Department of Agriculture,

Agriculture Handbook No. 537.

PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI PREDIKSI LAJU EROSI BERBASIS WEB

Ikhsan Aditya Wardana A14051776

MAYOR MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN

SUMMARY

IKHSAN ADITYA WARDANA. Development of Web Based Information System for Prediction of Erosion Rate. Supervised by MUHAMMAD ARDIANSYAH and WIDIATMAKA.

Erosion is one of the parameters for the assessment of degraded land and the information of erosion in an area can be used as guidelines for land rehabilitation. The erosion can be predicted within Web-GIS which is integrated in the internet. The objectives of this study are to develop a Web-GIS based information system for predicting the rate of erosion, and to validate the system to calculate the rate of erosion in selected region.

The system is built using open source software Mapserver and PostreSQL /PostGIS as Database Management System Software (DBMS) to store the spatial database. The programming language used in the development of the system includes PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language) and Javascript. Framework ExtJS, OpenLayers, GeoExt and Mapfish is used to help creating the common functions and web interface.

RINGKASAN

IKHSAN ADITYA WARDANA. Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi Berbasis Web. Di bawah bimbingan MUHAMMAD ARDIANSYAH dan WIDIATMAKA.

Erosi merupakan salah satu parameter untuk penilaian kekritisan suatu lahan. Informasi besarnya laju erosi di suatu lahan dapat dijadikan pedoman untuk melakukan rehabilitasi lahan. Laju erosi dapat diprediksi dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Interaksi antara USLE dan SIG mampu memprediksi laju erosi secara spasial. Internet memiliki potensi untuk menyebar luaskan informasi erosi spasial dengan mengintegrasikan SIG dengan internet. Penelitian ini dilakukan secara terintegrasi untuk membangun webgis untuk memprediksi laju erosi.

Sistem ini dibangun menggunakan perangkat lunak (software) open source

MapServer dan PostreSQL/PostGIS sebagai perangkat lunak DBMS (Database Management System) untuk menyimpan basis data (database) spasial. Bahasa pemrograman yang dipakai dalam penyusunan sistem antara lain PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language) dan Javascript. Untuk mempermudah pembuatan fungsi-fungsi umum antarmuka web digunakan

frameworkExtJS, OpenLayers, GeoExt dan Mapfish.

Sistem informasi laju prediksi erosi yang disusun dapat berjalan dalam

I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Erosi tanah pada suatu lahan merupakan kejadian alami yang tidak dapat dihindari. Pengelolaan lahan yang kurang tepat dapat menyebabkan laju erosi semakin cepat. Laju erosi yang cepat berangsur-angsur menghilangkan lapisan tanah bagian atas yang subur dan menyisakan lapisan tanah bawahnya yang biasanya berkualitas tidak baik. Oleh sebab itu diperlukan pengelolaan lahan secara terpadu baik dalam lingkup lokal maupun regional yang multisektoral serta kompleks wilayah yang bervariasi.

Data Departemen Kehutanan (2007) menunjukkan bahwa luas lahan kritis di Indonesia mencapai 77.806.880 ha, dengan kategori sangat kritis 61%, kritis 30% dan agak kritis 9%. Data tersebut menunjukan banyaknya lahan yang mengalami kerusakan. Lahan yang tingkat erosinya tinggi melebihi batas tolerasinya secara terus menerus akan membuat lahan yang awalnya baik menjadi kritis.

Metode yang umum digunakan untuk menduga banyaknya tanah yang tererosi adalah metode Universal Soil Loss Equation (USLE) dan salah satu penilaian terhadap kekritisan lahan dengan mengukur tingkat bahaya erosi. Metode USLE merupakan salah satu pendugaan atau prediksi erosi yang paling sederhana. Lebih jauh lagi kini pendugaan erosi dapat diintegrasikan dengan Sistem Infomasi Geografis (SIG) sehingga dapat diperoleh gambaran spasial tingkat erosi tanah di suatu areal lahan. SIG dapat mengelola data yang memiliki referensi geografis sehingga mudah jika data-data tersebut nantinya ingin dianalisis ulang kembali.

Ide yang mendasari dilakukannya penelitian ini adalah kemudahan internet dan kemampuan SIG untuk membuat sistem informasi prediksi laju erosi berbasis

ArcGIS, dan lain-lain. Salah satu proses analisis spasial yang digunakan untuk perhitungan prediksi laju erosi secara spasial yaitu melakukan proses tumpang tindih.

1.2. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk:

1) Mengembangkan aplikasi SIG yang menyajikan informasi spasial yang dapat diakses melalui jaringan (web).

2) Menyusun program yang berfungsi melakukan perhitungan prediksi erosi secara spasial.

3) Membandingkan hasil program perhitungan prediksi erosi dengan perhitungan secara manual.

1.3. Manfaat Penelitian

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Erosi

Erosi adalah peristiwa berpindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh suatu media alami. Pada peristiwa erosi, tanah atau bagian-bagian tanah pada suatu tempat terkikis dan terangkut yang kemudian diendapkan di tempat lain. Pengikisan dan pengangkutan tanah tersebut terjadi oleh media alami yaitu air dan angin (Arsyad, 2006).

Besarnya erosi diduga dengan menggunakan persamaan USLE (Universal Soil Loss Equation) yang dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith (1978). USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi erosi rata-rata jangka panjang dari erosi lembar atau alur di bawah keadaan tertentu (Arsyad, 2006). Persamaan tersebut adalah

A = R.K.LS.C.P ………(1) Dimana,

A = banyaknya tanah yang tererosi (ton/ha/th), R = faktor erosivitas hujan,

K = faktor erodibilitas tanah,

LS = faktor panjang dan kemiringan lereng, C = faktor pengelolaan tanaman,

P = faktor tindakan konservasi tanah.

2.1.1. Erosivitas Hujan

R=

EI30

100...(2)

dimana E = Energi kinetic (joule/m2/mm)

I30 = Intensitas hujan 30 menit maksimum.

Nilai E dihitung dari pencatatan hujan pada kertas pias dengan rumus (Wischmeir dan Smith, 1978) : dimana EI30 adalah Indeks erosivitas hujan R adalah curah hujan bulanan rata-rata (cm), N adalah jumlah hari hujan bulanan rata-rata pada bulan tertentu (cm) dan M adalah curah hujan harian rata-rata maksimum bulan tersebut (cm).

Lenvain, 1975 dalam Bols, 1978 mendapatkan hubungan antara EI30 dengan curah hujan bulanan sebagai berikut:

EI30 = 2,21R1,36 ……….(5) Apabila sulit mendapatkan data maka cara lain untuk mendapatkan nilai faktor erosivitas hujan adalah dapat digunakan peta Iso-erodent yang dibuat oleh Bols pada tahun 1978.

2.1.2. Erodibilitas Tanah

Faktor erodibilitas tanah atau kepekaan erosi tanah didefinisikan sebagai besarnya erosi per satuan indeks erosi hujan untuk suatu tanah dalam keadaan standar. Tanah dalam keadaan standar adalah tanah terbuka tidak ada vegetasi penutup sama sekali, terletak pada lereng 9% dengan bentuk lereng yang seragam dan panjang lereng 72,6 kaki atau 22 m (Arsyad, 2006). Faktor Erodibilitas dapat dihitung dengan persamaan (Wischmeir dan Smith, 1978) :

dimana M adalah (persentasi pasir sangat halus dan debu) x (100-persentasi liat), a adalah persentasi bahan organic, b adalah kode struktur tanah dan c adalah kelas permeabilitas tanah .

2.1.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng

Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) adalah rasio antara besarnya erosi dari sebidang tanah dengan panjang lereng dan kecuraman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik terletak pada lereng dengan panjang 22 meter dan kecuraman 9 %. Nilai LS dapat dihitung dengan persamaan berikut (Arsyad, 2006) :

LS = ( 0.0138 + 0,00965 + 0,00138 )………..….(7) dimana x adalah nilai faktor kemiringan lereng dalam persen dan s adalah panjang lereng dalam meter.

2.1.4. Faktor Pengelolaan Tanaman dan Faktor Tindakan Konservasi Tanah Faktor pengelolaan tanaman (C) adalah nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang bertanaman dengan pengelolaan tertentu terhadap besarnya erosi tanah yang tidak ditanami dan diolah bersih. Faktor ini mengukur pengaruh bersama jenis tanaman dan pengelolaannya. Faktor Tindakan Konservasi Tanah (P) adalah nisbah besarnya erosi dari tanah dengan suatu tindakan konservasi tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah menurut arah lereng (Arsyad, 2006).

2.2. Sistem Informasi Geografis (SIG)

Sistem Informasi Geografi (SIG) atau Geographic Information System

Menurut Barus dan Wiradisastra (2000), Sistem Informasi Geografis merupakan alat yang handal untuk menangani data spasial. Dalam SIG, data dipelihara dalam bentuk digital. Sistem ini merupakan suatu sistem komputer untuk menangkap, mengatur, mengintegrasi, memanipulasi, menganalisis dan menyajikan data yang bereferensi ke bumi. Komponen utama SIG dapat dibagi ke dalam 4 kelompok, yaitu perangkat keras, perangkat lunak, organisasi (manajemen), dan pemakai.

Dalam kerangka kerja SIG, data dibagi menjadi dua kategori, data spasial dan data tekstual (atribut). Data spasial merupakan data yang memiliki informasi lokasi atau data yang bereferensi geografis dan data atribut merupakan data yang memiliki informasi fitur spasial (Kang, 2002).

Shapefile menyimpan lokasi geografis berupa informasi atribut titik (point), garis (line), dan poligon (polygon). Bentuk geometri yang tersimpan adalah dalam bentuk koordinat vektor. Format ini adalah format yang dikeluarkan oleh Environmental System Resource Institute (ESRI) yang merupakan salah satu vendor SIG terkemuka (Kang, 2002). ESRI shapefile terdiri atas:

1. Main file (.shp)

Merupakan file yang dapat diakses secara langsung dan panjang dari record

variabel dalam file mendeskripsikan bentuk verteksnya 2. Index file (.shx)

Pada file indeks, tiap record terdiri atas proses cetakan offset yang berhubungan dengan record file utama.

3. Tabel dBASE (.dbf)

2.2.1. PostgreSQL dan PgAdmin III

PostgreSQL merupakan sebuah Object-Relational Database Management

System (ORDBMS) berdasarkan pada PostgreSQL Versi 4.2 yang dikembangkan

di Universitas California pada Berkeley Computer Science Department. PostgreSQL sebagi pelopor bagi banyak perangkat lunak DBMS lain yang kemudian menjadi komersial (PostgreSQL Global Development Group, 2009).

PostgreSQL memiliki lisensi GPL (General Public License) dan oleh karena itu PostgreSQL dapat digunakan, dimodifikasi dan didistribusikan oleh setiap orang tanpa perlu membayar lisensi (free of charge) baik untuk keperluan pribadi, pendidikan maupun komersil. PostgreSQL merupakan DBMS yang

open-source yang mendukung bahasa SQL secara luas dan menawarkan beberapa

fitur-fitur modern seperti :

Selain itu, PostgreSQL telah mendukung teknologi lama dengan menambahkan fitur- fitur baru pada :

 Data Types

disebarluaskan secara gratis. Koneksi ke postgreSQL dibuat dengan menggunakan

native libpg library. PgAdmin juga dapat dilengkapi dengan pgAgent untuk mengatur penjadwalan proses dan Slony-I Support untuk mendukung proses replikasi master-slave (PgAdmin Development Team, 2009).

Gambar 1 Tampilan utama PgAdmin III

Pada halaman utama pgAdmin III, akan ditampilkan struktur basis data dan detail setiap object yang ada di dalamnya, sehingga hampir semua pengelolaan basis data dapat dilakukan dari pgAdmin secara komperehensif. Beberapa tool dalam pgAdmin yang dapat digunakan antara lain :

1. Control server, digunakan untuk melihat status server basis data, menjalankan dan menghentikan service server basis data.

2. Export Tool, digunakan untuk melakukan ekspor data dari Query Tool.

3. Edit Grid, digunakan untuk menampilkan dan mengubah data dalam tabel yang dipilih.

4. Maintenance, digunakan untuk melakukan perawatan basis data, seperti menjalankan task, statistik, clean up data dan melakukan indexing.

6. Restore, digunakan untuk mengembalikan hasil dari data backup.

7. Grant Wizard, digunakan untuk memberikan privileges user atau grup user

terhadap obyek tertentu.

8. Server status, untuk menampilkan informasi status server termasuk jumlah

user yang sedang terhubung dan log server.

9. Options, digunakan untuk mengkonfigurasi pgAdmin.

2.2.2. PostGIS

PostGIS adalah satu struktur data spatial yang diimplementasikan pada

web server PostGreSQL (Refraction Research Inc., 2005). PostGIS ini mendukung semua fungsi dan objek yang didefinisikan oleh OpenGIS, yaitu

Simple Features for SQL specification (Anderson, 2003). PostGIS didesain untuk mengimplementasikan SQL 92 untuk jenis data geometri pada PostGreSQL. Dengan demikian, dimungkinkan menggunakan berbagai fungsi spasial yang ada pada PostGIS (Mitchell, 2005). Perintah spasial yang telah diimplementasikan berjumlah lebih kurang 600 perintah (Refraction Research Inc., 2005). PostGIS versi 0.1 yang dikeluarkan pada tahun 2001 mendukung tipe data objek spatial dan metode pengindekan objek spatial: GiST. Menurut (Mitchell, 2005) PostGIS menyediakan berbagai fasilitas di antaranya adalah:

1. Definisi abstract Data Type untuk objek spasial sesuai dengan spesifikasi

OpenGIS Consortium.

2. Dukungan terhadap format WKT (Well Known Text) dan WKB (Well Known Binary).

3. Metode pengindekan GiST yang sesuai untuk objek spasial. 4. Dukungan akses aplikasi melalui JDBC.