Kajian Aplikasi Metode Linear Referecing Sistem
Informasi Geografis Untuk Monitoring dan Evaluasi
Jaringan Jalan
Nindyo Cahyo Kresnanto 1
Abstrak
Banyak data atau kejadian yang terkait dengan jaringan jalan selain data karakteristik jaringan jalan itu sendiri. Data karakteristik yang terkait dengan jaringan jalan dapat berupa: jenis perkerasan, lebar jalan, jumlah lajur, perlengkapan jalan, dan lainnya. Kejadian sepanjang jaringan jalan dapat berupa nomor rumah, kejadian kecelakaan, kemacetan, atau kejadian lainnya. Data ataupun kejadian tersebut tidak terjadi disepanjang koridor jalan tapi bisa berupa titik-titik kejadian atau penggal jalan. Sebagai contoh: nomor rumah atau kecelakaan hanya merupakan kejadian titik di sepanjang jalan; kondisi perkerasan mungkin terbagi menjadi beberapa penggal pada suatu ruas jalan. Selanjutnya, semua data kejadian yang terkait dengan jaringan jalan dan karakteristik jalan tersebut dapat digunakan untuk kegiatan monitoring dan evaluasi jaringan jalan.
Secara spasial, kejadian disepanjang ruas jalan merupakan entitas tersendiri yang terkait dengan suatu lokasi di ruas jalan. Di sisi lain, ruas jalan merupakan entitas tersendiri dari sebuah system jaringan jalan. Artinya dalam sebuah entitas ruas jalan kemungkinan terkait dengan beberapa entitas lain berupa kejadian-kejadian. Dan tidak mungkin entitas ruas jalan tersebut dibagi-bagi sehingga sesuai dengan jumlah entitas kejadian-kejadian yang terkait dengannya. Untuk itu perlu metode untuk menyimpan data tersebut sehingga mudah dimengerti hubungan antara entitas ruas jalan dan kejadian-kejadian yang berada di atasnya.
Linear referencing (referensi linier) adalah sebuah metode penyimpanan lokasi geografis
dengan menggunakan posisi relatif sepanjang sebuah objek linear (garis) terukur. Linear
referencing merupakan bagian dari metode dalam metode penyimpanan data spasial dalam
Sistem Informasi Geografis (SIG). Metode ini dirasa cukup untuk kebutuhan penyimpanan data karakteristik dan kejadian yang senantiasa berubah-ubah sepanjang objek jalan.
Dalam makalah ini akan dibahas tentang aplikasi metode linear referencing yang dengan kemampuannya diharapkan dapat digunakan untuk monitoring dan evaluasi jaringan jalan.
Kata kunci: Monitoring dan Evaluasi Jalan, Linear Referencing
1.
Pendahuluan
Saat ini, Ditjen Bina Marga (2010) telah mencatat total panjang jaringan jalan yang ada di Indonesia mencapai 376.176 km yang terdiri dari jalan tol sepanjang 741,97 km (0,20%), jalan nasional non-tol 38.569 km (10,25%), jalan provinsi 48.681 km (12,94%), jalan kabupaten 255.253 km (67,85%), dan jalan kota 32.932 km (8,75%) (Mulyono, 2011). Data jalan tersebut belum dikaitkan dengan data lain yang terkait dengan jalan, seperti kerusakan
1 Staf Pengajar, Program Studi Teknik Sipil – Fak. Teknik – Univ. Janabadra, Jl. Tentara Rakyat Mataram 57 Yogyakarta
jalan, kondisi jalan, lebar, status, fungsi dan lainnya. Jika secara kasar karakteristik jalan setiap kilometernya berbeda maka pihak terkait perlu menangani sejumlah 376.176 jenis kasus pada jalan di Indonesia. Hal ini tentunya memerlukan upaya yang baik dalam pengelolaan basis data untuk mendukung monitoring dan evaluasi setiap kasus yang ada. Banyaknya data atau kejadian yang terkait dengan jaringan jalan selain data karakteristik jaringan jalan itu sendiri. Karakteristik yang terkait dengan jaringan jalan seperti: jenis perkerasan, lebar jalan, jumlah lajur, dan perlengkapan jalan. Kejadian yang terkait sepanjang jaringan jalan dapat berupa nomor rumah, kejadian kecelakaan, kemacetan, atau kejadian lainnya. Data ataupun kejadian tersebut tidak terjadi disepanjang koridor jalan tapi bias berupa titik-titik kejadian atau penggal jalan. Sebagai contoh: nomor rumah atau kecelakaan hanya merupakan kejadian titik di sepanjang jalan; kondisi perkerasan mungkin terbagi menjadi beberapa penggal pada suatu ruas jalan.
Kejadian disepanjang ruas jalan merupakan entitas tersendiri yang terkait dengan suatu lokasi di ruas jalan. Sementara ruas juga merupakan entitas tersendiri dari sebuah jalan. Artinya dalam sebuah entitas ruas jalan kemungkinan terkait dengan beberapa entitas lain berupa kejadian-kejadian. Dan tidak mungkin entitas ruas jalan tersebut dibagi-bagi sehingga sesuai dengan jumlah entitas kejadian-kejadian yang terkait dengannya. Untuk itu perlu metode untuk menyimpan data tersebut sehingga mudah dimengerti hubungan antara entitas ruas jalan dan kejadian-kejadian yang ada di atasnya.
Linear referencing adalah sebuah metode penyimpanan lokasi geografis dengan
menggunakan posisi relatif sepanjang sebuah objek linear (garis) terukur (ESRI, 2009).
Linear referencing merupakan bagian dari metode dalam metode penyimpanan data spasial
dalam Sistem Informasi Geografis (SIG) yang merupakan metode yg dirasa cukup bagi untuk kebutuhan tersebut.
Dalam makalah ini akan dibahas tentang metode linear referencing yang dengan kemampuannya diharapkan dapat digunakan untuk monitoring dan evaluasi jaringan jalan.
2.
Metode Linear Referencing
Banyak organisasi atau instansi yang menyimpan data tentang linear features (fitur linier) sebagai lokasi titik (point location) disepanjang objek garis/line sebagai alternatif penyimpanan lokasi dengan menggunakan koordinat (x, y). Sebagai contoh: lokasi rumah/alamat rumah lebih mudah dimengerti dengan nomor rumah pada suatu ruas jalan dari pada menggunakan koordinat tertentu. Kebutuhan tentang bentuk penyimpanan seperti inilah yang diharapkan dapat diwadahi dengan metode linear referencing.
2.1. Linear Referencing (Referensi Linier)
Linear referencing adalah sebuah metode penyimpanan lokasi geografis dengan
menggunakan posisi relatif sepanjang sebuah objek linear (garis) terukur (ESRI, 2010). Pengukuran jarak digunakan untuk menempatkan lokasi kejadian-kejadian disepanjang sebuah garis seperti terlihat pada gambar 1.
Gambar 1 Linear Referencing (dimodifikasi dari sumber: ESRI 2010)
Ukuran sepanjang objek linier digunakan untuk menempatkan kejadian setempat/titik/point dan kejadian-kejadian panjang/garis/line menggunakan sejumlah ketentuan-ketentuan (aturan-aturan).
Sebuah kejadian setempat/point dapat ditempatkan di sepanjang sebuah objek garis seperti dalam gambar 2 sebagai:
• Pada ukuran ke 12 di sepanjang garis (a); atau
• 4 unit ke timur dari ukuran ke 10 disepanjang garis (b).
Gambar 2 Penempatan kejadian pada metode linear referencing (dimodifikasi dari sumber: ESRI 2010)
Kejadian panjang/garis/line dapat direferensikan dengan beberapa cara (gambar 2), sebagai contoh:
• Kejadian garis dimulai pada ukuran ke 18 dan berakhir diukuran 26 (c); atau
• Kejadian garis dimulai pada ukuran ke 28 menerus ke arah timur sepanjang 12 unit (d). 2.2. Mengapa menggunakan Linear referencing
Linear referencing digunakan karena berbagai alasan. Dua alasan utama menurut ESRI 2010
adalah:
(c)
(d) (a)
(b)
Jarak di sepanjang garis
Kejadian panjang/garis Kejadian
setempat/titik
• Banyak lokasi disimpan sebagai kejadian-kejadian disepanjang objek-objek linier (contoh: lokasi kejadian kecelakaan lalulintas diidentifikasi dengan ketentuan/aturan seperti 27 meter diseblah timur dari km 35 di jalan arteri Jogja-Magelang). Banyak catatan kondisi di sepanjang objek linier menggunakan pengukuran jarak sepanjang garis.
• Linear referencing juga digunakan untuk menggabungkan kumpulan atribut-atribut yang
membagi-bagi objek linear tanpa harus membagi objek linear tersebut dalam segmen-segmen atau penggalan-penggalan (split) setiap kali atribut tersebut berubah. Sebagai contoh: banyak jalan tebagi-bagi (tersegmentasi) menjadi beberapa bagian akibat perubahan nama jalan.
2.3. Dynamic Segmentation (Segmentasi Dinamis)
Dynamic segmentation adalah sebuah proses komputasi/perhitungan penyimpanan
kejadian-kejadian dan pengelolaannya dalam sebuah tabel kejadian-kejadian (event table) menggunakan sistem pengukuran linear referencing dan menampilkannya kedalam sebuah peta (ESRI, 2003). Istilah ”dynamic segmentation” diambil dari konsep bahwa objek-objek garis tidak perlu dipisahkan atau dibagi-bagi (disegmentasi) setiap nilai atributnya berubah (secara dinamis menempatkan segmen).
Dengan dynamic segmentation, beberapa set atribut dapat berasosiasi dengan bagian mana saja dari sebuah objek linier tidak tergantung dimana kejadian itu berada, mulai dari awal hingga akhir garis. Atribut ini dapat ditampilkan, queried, diperbaharui/diedit, dan dianalisis tanpa mempengaruhi objek linier yang mendasarinya.
Model dynamic segmentation terdiri dari beberapa komponen yaitu arc, section, dan route. yang berhubungan satu dengan yang lain membentuk suatu model data yang disebut
route-system. Model dynamic segmentation merupakan pengembangan dari model topologi
arc-node (gambar 3), model datanya dibangun di atas model data arc-arc-node dengan menggunakan
konsep object-orientied (gambar 4). Model dynamic segmentation digunakan untuk mengatasi masalah-masalah yang tidak dapat dipecahkan dengan model konvensional
arc-node (metode topologi atau metode penstrukturan data dalam SIG) tanpa mempengaruhi data
utama arc yang terdapat dalam Arc Attribute Table (AAT), seperti: • Objek mengandung hubungan satu ke banyak (one-to-many),
• Objek menggunakan sistem linier untuk pengukuran suatu lokasi, dan • Objek digunakan untuk mendefinisikan beberapa bagian (segmen) data.
Gambar 4 Model Dynamic Segmentation
a. Hubungan one-to-many: terjadi apabila dua atau lebih informasi berasosiasi dengan lokasi yang sama pada suatu objek linear. Contoh: jalur rute angkutan umum yang berbeda pada kondisi tertentu akan saling bertemu dengan menggunakan ruas jalan yang sama. Dalam model dynamic segmentation kejadian tersebut dimodel-datakan dengan tabel section (SEC) dan route attribute table (RAT). Section berreferensi ke arc dalam AAT dan kumpulan section yang mempunyai identifier yang sama merupakan satu route (gambar 5).
Gambar 5 Hubungan one-to-many dalam model dynamic segmentation
29B 29B 29B 4A 4A 4A JALAN# 1 2 3 4 5 Arc Attribute Table (AAT)
ARCLINK# ROUTELINK# 1 1 2 1 3 1 2 2 4 2 5 2
Section Table (SEC)
BUS# BUS-ID
1 4A
2 29B
Route Attribute Table (RAT)
0 20 40 65 91 122 1 2 3 4 402 402 72 78 402 35 Real-world Arc-Node Section Route Event (Linear) Event (Point) Route-System
b. Pengukuran lokasi-lokasi secara linier, model dynamic segmentation menggunakan pengukuran secara linier dengan menempatkan kode pengukuran linier ke dalam tabel
section (SEC) untuk mendefinisikan lokasi-lokasi sepanjang objek. Setiap section
menggunakan dua nilai awal dan akhir. Nilai awal ukuran yang berupa jarak ditempatkan pada atribut F-MEAS dan akhir pada T-MEAS. Nilai ukuran berupa prosentase jarak menggunakan F-POS dan T-POS. (gambar 6)
Gambar 6 Pengukuran linier section pada tabel SEC
c. Data berupa segmen-segmen, objek kadangkala memiliki data-data yang berupa bagian-bagian. Contoh: satu ruas jalan dengan kondisi perkerasan jalan yang berbeda (gambar 7)
Gambar 7 Event pada garis
Masukan data segmen dalam dynamic segmentation disusun dalam tabel kejadian/event tanpa harus memisahkan garis/arc jaringan menjadi beberapa segmen.
3. Beberapa Skenario Penggunaan Linear Referencing
Kebanyakan model data, objek-objek linier terpisah/terbagi pada persimpangan/intersection yang terhubung oleh dua atau lebih objek garis, dan juga terbagi berdasarkan perubahan nilai atributnya (seperti: perubahan nama jalan). Beberapa skenario dalam penggunaan linear
referencing adalah:
1. Pengguna (user) seringkali menginginkan me-record/mencatat atribut-atribut tambahan tentang sebuah ruas jalan. Tanpa menggunakan linear referencing, hal ini bisa dilakukan
JALAN# 1 2 3 4
ARCLINK# ROUTELINK# F-POS T-POS F-MEAS T-MEAS
1 1 0 100 0 93 2 1 0 100 93 137 3 1 0 100 137 204 4 1 0 100 204 276 0 93 137 204 276
Arc Attribute Tables (AAT)
Section Table (SEC)
125 3 6 Event Arcs Baik Jelek Jelek Baik
dengan cara membagi ruas jalan ke dalam potongan-potongan kecil segmen sesuai dengan jumlah atributnya dan akan selalu berubah setiap nilai atribut berubah. Sebagai alternatif, persoalan tersebut dapat ditangani sebagai kejadian-kejadian linear referencing (linear referencing events) seperti pada gambar 8.
Gambar 8 Contoh linear referencing events pada sebuah ruas jalan (sumber: ESRI 2010)
2. Pada kondisi tertentu, objek linier juga dapat mempunyai atribut yang seringkali berubah-ubah. Sebagai contoh: kondisi perkerasan sebuah segmen jalan dapat berubah seiring waktu dan pemeliharaan yang dilakukan dan perubahan pada panjang segmennya (gambar 9).
Gambar 9 Contoh skenario perubahan pada sebuah atribut jalan akibat waktu dan pemeliharaan (sumber: ESRI 2010)
3. Segmentasi objek linier sesuai dengan perubahannya akan menjadi sangat bermasalah ketika harus mempertimbangkan banyak atribut yang harus dimasukkan kedalamnya. Sebagai tambahan untuk atribut kondisi jalan misalnya, kita juga perlu menambahkan informasi volume lalulintas, jumlah lajur, Sebagai tambahan kondisi jalan, kemungkinan kita juga menginginkan penambahan atribut lain seperti: volume lalulintas, jumlah lajur, jenis perkerasan, batas kecepatan, dan lokasi kecelakaan (gambar 10).
4. Implementasi Metode Linear Referencing dalam ArcGIS Dataset
ArcGIS adalah sebuah perangkat lunak Sistem Informasi Geografis (SIG) yang diproduksi oleh ESRI (Environmental Systems Research Institute). Dalam ArcGIS, implementasi linear
referencing menggunakan dua buah tipe data utama yaitu:
1. Route feature classes 2. Event tables
Dengan menggunakan dynamic segmentation, kejadian-kejadian dari tabel-tabel kejadian (event tables) akan ditempatkan di objek garis dalam sebuah route feature class.
4.1. Route feature classes
Sebuah route feature class adalah sebuah kelas objek garis yang memiliki sistem pengukuran tertentu. Nilai ukuran ini dapat digunakan untuk mengalokasikan kejadian-kejadian, asset-aset, dan kondisi-kondisi sepanjang objek linier.
Dalam ArcGIS, istilah route mengacu pada sebuah objek linier, seperti jalan, sungai, atau pipa, yang memiliki sebuah unique identifier (pengenal unik) dan sebuah sistem pengukuran di sepanjang objek linier tersebut (gambar 11).
Gambar 11 Route dalam ArcGIS
Kumpulan dari routes dengan sistem pengukuran yang sama disebut dengan route feature
class. Setiap route dalam kelas objek juga memiliki sebuah unique identifier. Objek garis
dengan pengenal (identifier) yang sama akan dipertimbangkan sebagai bagian dari route yang sama (gambar 12)
Gambar 12 Route feature class
4.2. Event Tables (Tabel-tabel Kejadian)
Event tables mengandung informasi tentang aset, kondisi, dan kejadian yang dapat
dialokasikan di sepanjang route features. Setiap baris dalam event table bereferensi pada sebuah kejadian/event dan lokasinya, dinyatakan sebagai pengukuran di sepanjang objek linier bernama (identifiable).
Ada dua buah tipe kejadian/event yaitu: kejadian titik/point events dan kejadian garis/line
events. Sebuah point event menggambarkan lokasi diskrit disepanjang rute (titik), sedangkan
sebuah line event menggambarkan sebagian dari rute (garis).
• Sebuah lokasi point event menggunakan hanya satu nilai ukur untuk mendeskripsikan sebuah lokasi diskrit, seperti: KM 29.
• Sebuah line event menggunakan dua buah nilai pengukuran yaitu from- dan to-measure untuk mendeskripsikan sebagian dari sebuah rute (contoh: KM 29 s/d KM 35).
4.3. Contoh Event Table
Gambar 13, ahli hidrologi dan ekologi menggunakan linear referencing pada jaringan sungai untuk mengalokasikan berbagai kejadian seperti yang diilustrasikan pada gambar. Route
feature class untuk aliran menyediakan pengukuran di sepanjang sungai menggunakan mil.
Tabel untuk point event dan line event mencatat ID rute dan lokasi sepanjang sungai. Tabel ini dapat digunakan untuk menemukan point event dan line event (ESRI 2010).
Gambar 12 Contoh implementasi linear referencing (ESRI 2010)
5.
Aplikasi Metode Linear Referencing dalam Bidang Transportasi
(sumber: http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisdesktop/com/gp_toolref/linear_referencing _toolbox/ linear_referencing_sample_applications.htm)
5.1. Jalan
Pengelola jaringan jalan menggunakan linear referencing dalam berbagai cara untuk operasional mereka sehari-hari. Sebagai contoh:
• Menilai kondisi perkerasan/pavement,
• Menjaga, mengelola, dan menilai aset-misalnya, rambu lalu lintas dan sinyal, penjaga rel, gerbang tol, dsb
• Mengorganisir manajemen informasi jembatan, • Meninjau dan koordinasi proyek-proyek konstruksi
Linear referencing juga membantu memfasilitasi pembangunan basis data umum, dimana
perencana transportasi atau perencana pekerjaan sipil lainnya dapat menggunakannya untuk analisis dan pengambilan keputusan lintas-disiplin. Gambar 13, merupakan contoh linear referencing untuk menampilkan kondisi perkerasan jalan.
Gambar 13 Contoh linear referencing untuk monitoring kondisi perkerasan jalan
5.2. Angkutan Umum (Transit)
Linear referencing adalah merupakan komponen kunci dalam aplikasi angkutan umum, dan
dapat memfasilitasi beberapa aktifitas seperti:
• Analisi dan perencanaan rute
• Automasi lokasi kendaraan dan tracking
• Inventarisasi halte dan fasilitas angkutan umum
• Manajemen fasilitas sistem jalan rel
• Komunikasi dan perawatan sinyal
• Analisis dan pelaporan kejadian kecelakaan
• Analisis demografi di sepanjang jalan
• Perencanaan dan Pemodelan Transportasi
Sebagai contoh, gambar 14 memperlihatkan hasil dari sebuah studi koridor jalan, menampilkan jumlah kejadian kecelakaan di sepanjang jalan.
Gambar 14 contoh linear referencing untuk monitoring kondisi perkerasan jalan
6. Kesimpulan
Dari bahasan yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Penggunaan metode linear referencing dapat diimplementasikan dalam pembuatan basis
data jaringan jalan karena objek jaringan jalan adalah berupa objek linier.
2. Penggunaan metoda linear referencing untuk monitoring dan evaluasi jaringan jalan akan sangat membantu efektifitas pengelolaan data karena tidak diperlukan lagi segmentasi jaringan jalan secara spasial cukup dengan tambahan atribut baru yang terkait dengan sistem pengukuran jaringan jalan.
3. Penghematan ruang penyimpanan baik hardcopy maupun softcopy untuk basis data jaringan jalan.
4. Bisa diaplikasikan atau diintegrasi dalam sistem basis data yang telah ada sekarang seperti Integrated Road Management System (IRMS) maupun Bridge Management
System (BMS), dimana IRMS sebagai line event dan BMS sebagai point event.
Daftar Pustaka
Curtin, K. et al., “ArcGis Transportation Data Model (Draft)”,
http://www.esri.com/software/arcgisdatamodels/arcgistransmodel/,2003
Dole, R., Ali, M., dan Nathan, A.. “GIS Municipal Application : Evaluation of ArcInfo’s
Dynamic Segmentation for GVRD’s Facilities Management”.
http://giswww1.bcit.ca/giscentre/ projects/projects2000/AliNathanRaj-2.pdf, 2000. ESRI, “Highway Data Management in ArcGIS”, Environmental Systems Research Institute,
ESRI, “Linear Referencing in ArcGIS®: Practical Considerations for the Development of an
Enterprisewide GIS”, Environmental Systems Research Institute, Inc, Redlands, CA.
USA., 2003.
ESRI, “Understanding GIS: The ARC/INFO Method”, Environmental Systems Research Institute, Inc, Redlands, CA. USA., 1990.
ESRI, “Network Training Workbook : Address Geocoding and Network Analyst”, Environmental Systems Research Institute, Inc, Redlands, CA. USA., 1991
Landis, K., “Integrating Dynamic Segmentation into Publication Quality Transportation
Maps”. http://gis.esri.com/ library/userconf/proc96/TO200/ PAP170/P170.HTM, 2003
Perone, S.M., “Integrating Transportation Modeling Networks Using Dynamic
Segmentation”. http://gis.esri.com/library/userconf/proc97/proc97/to450/ pap417/p417.htm - 19k, 1997.
Price, J.W., “Using The Georgia Department Of Tranportation’s Road : Characteristics Database for Intersection Level Calibration : An Application Of The ArcInfo Dynamic Segmentation Model”. http://gis.esri.com/library/userconf/ proc96/TO150/PAP141/P141.HTM, 2003.
UNBC, “Advanced GIS”, University of Northern Britisn Columbia,
http://www.gis.unbc.ca/webpages/webnew/
