BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Sistem Informasi Geografis

Sistem Informasi Geografis adalah bahagian dari pada sistem informasi yang diaplikasikan untuk data geografi atau alat database untuk analisis dan pemetaan sesuatu yang terdapat dan terjadi di bumi. Menurut ESRI (Environmental System Research Institute) mendefinisikan, SIG adalah kumpulan

yang terorganisir dari

perangkat keras komputer, perangkat lunak, data geografis dan personil yang dirancang secara efisien untuk memperoleh, menyimpan, mengupdate, memanipulasi, menganalisis, dan menampilkan semua bentuk informasi yang bereferensi geografi[13].

SIG akan selalu diasosiasikan dengan sistem yang berbasis komputer, walaupun pada dasarnya SIG dapat dikerjakan secara manual, SIG yang berbasis komputer akan sangat membantu ketika data geografis merupakan data yang besar (dalam jumlah dan ukuran) dan terdiri dari banyak tema yang saling berkaitan.

SIG mempunyai kemampuan untuk menghubungkan berbagai data pada suatu titik tertentu di bumi, menggabungkannya, menganalisa dan akhirnya memetakan hasilnya. Data yang akan diolah pada SIG merupakan data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis dan merupakan lokasi yang memiliki sistem koordinat tertentu, sebagai dasar referensinya. Sehingga aplikasi SIG dapat menjawab beberapa pertanyaan seperti; lokasi, kondisi, trend, pola dan pemodelan. Kemampuan inilah yang membedakan SIG dari sistem informasi lainnya. Berikut beberapa keuntungan menggunakan SIG : 1. SIG mempunyai kemampuan untuk memilih dan mencari detail yang 2.

diinginkan, menggabungkan satu kumpulan data dengan kumpulan data lainnya, melakukan perbaikan data dengan lebih cepat dan memodelkan data serta menganalisis suatu keputusan,

7

3. SIG dengan mudah menghasilkan peta-peta tematik yang dapat digunakan untuk menampilkan informasi-informasi tertentu. Peta-peta tematik tersebut dapat dibuat dari peta-peta yang sudah ada sebelumnya, hanya drngan memanipulasi atribut-atributnya, 4. SIG memiliki kemampuan untuk menguraikan unsur-unsur yang terdapat dipermukaan bumi menjadi beberapa layer data spasial. Sistem informasi geografis terbagi menjadi beberapa komponen sistem (subsistem), sebagai berikut: 1. Data Input Subsistem ini bertugas untuk mengumpulkan dan mempersiapkan data spasial dan atribut dari berbagai sumbernya. 2. Data Output Subsistem ini menampilkan atau menghasilkan keluaran seluruh atau sebagian basis data baik dalam bentuk softcopy maupun hardcopy. 3. Data Management Subsistem ini mengorganisasikan baik data spasial maupun atribut ke dalam sebuah basisdata sedemikian rupa sehingga mudah dipanggil, diupdate dan diedit. 4. Data Manipulation & Analysis Subsistem ini menentukan informasi-informasi yang dapat dihasilkan oleh SIG.

Gambar 2.1 Sub-Sistem SIG [7]

Jika subsistem SIG tersebut diperjelas berdasarkan uraian jenis masukan, proses, dan jenis keluaran yang ada didalamnya, maka subsistem SIG dapat juga digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.2 Ilustrasi Urian Sub-Sistem SIG [7]

2.1.1 Data Spasial Sebagian besar data yang akan ditangani dalam SIG merupakan data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis, memiliki sistem koordinat tertentu sebagai dasar referensinya dan mempunyai dua bagian penting yang membuatnya berbeda dari data lain, yaitu informasi lokasi (spasial) dan informasi deskriptif (attribute) yang dijelaskan berikut ini : 1. Informasi lokasi (spasial), berkaitan dengan suatu koordinat baik koordinat geografi (lintang dan bujur) dan koordinat XYZ, termasuk diantaranya informasi datum dan proyeksi. 2. Informasi deskriptif (atribut) atau informasi non spasial, suatu lokasi yang memiliki beberapa keterangan yang berkaitan dengannya, contohnya : jenis vegetasi, populasi, luasan, kode pos, dan sebagainya.

2.1.2 Format Data Spasial

Secara sederhana format dalam bahasa komputer berarti bentuk dan kode penyimpanan data yang berbeda antara file satu dengan lainnya. Dalam SIG, data spasial dapat direpresentasikan dalam dua format, yaitu:

2.1.2.1 Model Data Vektor

Model data vektor diwakili oleh symbol-simbol atau yang selanjutnya dalam SIG dikenal dengan feature, seperti feature titik (point), feature garis (line), feature area (surface).

Gambar 2.3 Model data vector [14]

Keuntungan utama dari format data vektor adalah ketepatan dalam merepresentasikan fitur titik,batasan dan garis lurus. Hal ini sangat berguna untuk analisa yang membutuhkan ketepatan posisi, misalnya pada basisdata batas-batas kadaster. Contoh penggunaan lainnya adalah untuk mendefinisikan hubungan spasial dari beberapa fitur. Kelemahan data vektor yang utama adalah ketidakmampuannya dalam mengakomodasi perubahan gradual.

2.1.2.2. Model Data Raster

Model data raster merupakan data yang sangat sederhana,dimana setiap informasi disimpan dalam petak-petak bujursangkar (grid), yang membentuk sebuah bidang. Petak-petak bujursangkar itu disebut dengan pixel (picture element). Posisi sebiah

pixel dinyatakan dengan baris ke –m dak kolom ke –n. Data yang disimpan dalam format ini data hasil scanning, seperti gambar digital (citra dengan format BMP, JPG, dan lain-lain), citra satelit digital (landsat, SPOT, dan lain-lain).

Gambar 2.4 Model Data Raster [7]

Data raster sangat baik untuk merepresentasikan batas-batas yang berubah secara gradual, seperti jenis tanah, kelembaban tanah, vegetasi, suhu tanah dan sebagainya. Keterbatasan utama dari data raster adalah besarnya ukuran file, semakin tinggi resolusi grid-nya semakin besar pula ukuran filenya dan sangat tergantung pada kapasistas perangkat keras yang tersedia. Data vektor relatif lebih ekonomis dalam hal ukuran file dan presisi dalam lokasi, tetapi sangat sulit untuk digunakan dalam komputasi matematik. Sedangkan data raster biasanya membutuhkan ruang penyimpanan file yang lebih besar dan presisi lokasinya lebih rendah, tetapi lebih mudah digunakan secara matematis.

2.1.3 Sumber Data Spasial

Salah satu syarat SIG adalah data spasial, yang dapat diperoleh dari beberapa sumber antara lain: 1. Peta Analog 2. Data Sistem Penginderaan Jauh 3. Data Hasil Pengukuran Lapangan 4. Data GPS (Global Positioning System)

2.2 Peta

Peta merupakan penyajian grafis dari permukaan bumi dalam skala tertentu dan digambarkan pada bidang datar melalui poyeksi peta dengan menggunakan simbolsimbol tertentu sebagai perwakilan dari objek-objek spasial di permukaan bumi [9].

Pada masa sekarang, peta tidak hanya berfungsi sebagai penunjuk lokasi, peta juga dapat digunakan untuk dasar perancangan pembangunan, pengambilan keputusan, dan lain-lain. Secara umum, fungsi peta adalah sebagai penunjuk posisi atau lokasi relatif ( letak suatu tempat dalam hubunganya dengan tempat lain di permukaan bumi), memperlihatkan ukuran ( dapat dilihat luas dan jarak suatu daerah di atas permukaan bumi), memperlihatkan bentuk ( misalnya bentuk dari benua, Negara dan lain-lain) danmengumpulkan menyeleksi data-data dari suatu daerah dan menyajikan di atas peta.

2.2.1 Proyeksi Peta

Proyeksi peta merupakan teknik-teknik yang digunakan untuk menggambarkan sebagian atau keseluruhan permukaan tiga dimensi yang secara kasar berbentuk bola ke permukaan datar dua dimensi dengan distorsi seminimal mungkin. Distorsi dapat dikurangi dengan membagi daerah membagi daerah yang dipetakan menjadi bagian yang tidak terlalu luas dan menggunakan bidang datar [9].

Secara sederhana proyeksi peta dapat didefinisikan sebagai usaha mengubah bentuk bola (bidang lengkung) kebentuk datar, dengan persyaratan sebagai berikut: 1. Bentuk ( sudut dan arah) yang diubah itu harus tetap sama (proyeksi

conform), 2. Luas permukaan yang diubah harus tetap dengan memperhitungkan faktor

skala (proyeksi ekuivalen), 3. Jarak antara satu titik ke titik yang lain di atas permukaan yang diubah harus

tetap juga dengan memperhitungkan faktor skala (proyeksi ekuidistan).

Proyeksi-proyeksi yang sudah ada dapat dikelompokkan dalam beberapa bidang, yaitu:

1. Proyeksi silinder (cylindrical), menggunakan silinder sebagai bidang proyeksi. 2. Proyeksi azimunthal, menggunakan bidang datar sebagai bidang proyeksi

(planar), 3. Proyeksi kerucut (conical), menggunakan kerucut sebagai bidang proyeksi,

Gambar 2.5 Perbedaan Proyeksi (a) Cylindrical, (b)Planar dan (c) Conical [7] Proyeksi UTM merupakan proyeksi Peta yang banyak di pilih dan di gunakan dalam kegiatan pemetaan di Indonesia karena di nilai memenuhi syarat-syarat ideal yang sesuai dengan bentuk, letak dan luas Indonesia. Spesifikasi UTM antara lain adalah 1. Menggunakan bidang silender yang memotong bola bumi pada dua meridian standart yang mempunyai faktor skala k=1, 2. Lebar zone 6° dihitung dari 180° BB dengan nomor zone 1 hingga ke 180° BT dengan nomor zone 60. Tiap zone mempunyai meridian tengah sendiri, 3. Setiap zone memiliki meridian tengah sendiri dengan faktor perbesaran = 0.9996, 4. Batas paralel tepi atas dan tepi bawah adalah 84° LU dan 80° LS dan 5. Proyeksinya bersifat konform.

2.3 Graph

Graph adalah suatu diagram yang memuat informasi tertentu jika diinpretasikan secara tepat. Gaph digunakan untuk menggambarkan berbagai macam struktur yang ada. Tujuannya adalah sebagai visualisasi objek-objek agar lebih mudah dimengerti [10]. Graph G didefinisikan sebagai pasangan himpunan (V, E), ditulis dengan notasi G= (V, E), yang dalam hal ini V adalah himpunan tidak kosong dari simpulsimpul (vartices atau node) dan E adalah himpunan sisi (edges atau arcs) yang menghubungkan sepasang simpul [6]. Menurut arah dan bobotnya, graph dibagi menjadi empat bagian yaitu:

1. Graph berarah dan berbobot adalah graf yang tiap verteks (titiknya) diwakili oleh sebuah anak panah yaitu sebuah kurva berarah dan setiap sisinya memiliki bobot. Sebagai contoh pada gambar ditunjukkan: V (G) = { 1,2,3,4,5,6,7,8} E (G) = { [1,2], [1,3], [2,3], [2,4], [2,5], [3,4], [3,5], [3,6], [4,5], [4,6], [4,7], [5,6], [5,7], [6,8], [7,8]} Setiap sisi pada titik graph memiliki bobot yang berbeda-beda.

Gambar 2.6 Contoh Graph Berarah dan Berbobot 2. Graph tidak berarah dan berbobot setiap sisi graph tidak terdapat anak panah atau sebuah kurva berarah. Disini urutan setiap simpulnya yang terhubung dari setiap verteks tidak diperhatikan. Maka, E(G) = {[1,2]} sama dengan E(G) = {[2,1]}. Dan setiap sisinya memiliki bobot atau nilai yang berbeda.

Gambar 2.7 Contoh Graph tidak berarah dan berbobot 3. Graph berarah dan tidak berbobot adalah graph yang setiap verteksnya diwakili sebuah anak panah yang menunjukkan sebuah arah, tapi setiap sisinya tidak memiliki bobot atau nilai.

Gambar 2.8 Contoh Graph berarah dan tidak berbobot 4.

Graph tidak berarah dan tidak berbobot adalah gaph yang setiap verteks tidak diwakili sebuah anak panah dan setiap sisinya tidak memiliki bobot atau nilai.

Gambar 2.9 Contoh Graph tidak berarah dan tidak berbobot.

2.4 Pencarian Rute Terpendek Dengan Algoritma Dijkstra Algoritma dijkstra merupakan salah satu jenis algoritma yang cukup terkenal dipakai untuk memecahkan permasalahan yang terkait dengan optimasi yang bersifat sederhana dan sebagai penyelesaian permasalahan jarak terpendek (shortest path problem) untuk sebuah graf berarah dengan bobot-bobot sisi (edge weights) yang bernilai positif. Algoritma ini pertama kali ditemukan dan diterapkan oleh Edger W. Dijkstra. Algoritma ini mencari lintasan terpendek dalam sejumlah langkah berdasarkan bobot terkecil dari titik ke titik lain. Lintasan dari simpul asal haruslah merupakan lintasan terpendek diantara semua lintasannya ke simpul-simpul yang belum terpilih. Dengan kata lain strategi

dari

algoritma ini adalah ambillah lintasan yang memiliki bobot minimum yang menghubungkan sebuah simpul yang sudah terpilih dengan simpul yang belum terpilih. Lintasan dari simpul asal ke simpul yang baru haruslah merupakan lintasan terpendek diantara semua lintasannya ke semua simpul-simpul yang belum terpilih. Input algoritma ini adalah sebuah graf yang berarah dan berbobot (weighted directed graph) G dan sebuah sumber vertices s dan dalam G dan V adalah himpunan ssemua vertices dalam graph G. G=(V,E) Dimana :

G= Graph V= Vertices (titik) E= Edge (jarak)

Secara garis besar, pseudo-code algoritma dijkstra yaitu [1]: function Dijkstra (input M : matriks, a : simpul awal)  tabel { Mencari lintasan terpendek dari impul awal a ke semua simpul lainnya Masukan: matriks ketetanggaan (M) dari graf berbobot G dan simpul awal a Keluaran: tabel D yang berisi panjang lintasan terpendek dari a ke semua simpul

17

lainnya } Deklarasi D, S : tabel i : integer Algoritma: {Langkah 0 inisialisasi} for i  1 to n do S[i]  0 D[i]  m[a,i] endfor {Langkah 1} S[a]  1 {karena simpul a adalah simpul asal lintasan terpendek, jadi simpul a sudah pasti terpilih dalam lintasan terpendek} D[a]  ∞ {tidak ada lintasan terpendek dari simpul a ke a} {Langkah 2, 3, ..., n-1} for i  2 to n-1 do Cari j sedemikian hingga S[j] = 0 dan D[j] = Minimum{D[1], D[2], ..., D[n]} S[j]  1 {Simpul j sudah terpilih ke dalam lintasan terpendek} Hitung D[i] yang baru dari a ke simpul i ∉ S dengan cara sebagai berikut: D[i]  Minimum{D[i], (D[j] + M[j,i])} endfor return

2.5 Geografis Kota Medan Kota Medan merupakan Ibukota Propinsi Sumatera Utara, yang secara geografis terletak pada posisi antara 03° 30' LU – 03° 48' LU dan 98° 39' BT - 98° 47', 36'' BT dengan ketinggian antara 3-30 meter diatas permukaan laut. Kota Medan mempunyai temperature rata-rata 27°C. Kota Medan merupakan pusat daerah perdagangan, perindustrian, pendidikan, perhubungan, serta pariwisata. Banyak tempat bersejarah yang bisa kita kunjungi dan kita apresiasi di Kota Medan. Secara administrative, Kota Medan memiliki wilayah seluas 265,10 Km2 yang

terdiri dari 21 Kecamatan dan 151 Kelurahan dengan batas-batas Kotanya sebagai berikut: Sebelah Utara

: Berbatasan dengan Selat Malaka

Sebelah Timur

: Berbatasan dengan Kabupaten Deli Serdang

18

Sebelah Selatan

: Berbatasan dengan Kabupaten Deli Serdang

Sebelah Barat

: Berbatasan dengan Kabupaten Deli Serdang

Berdasarkan informasi dari kantor BPS Kota Medan melalui buku Medan Dalam Angka Tahun 2004 jumlah penduduk di Kota Medan tercatat sebanyak 2.053.778 jiwa, jumlah itu tercatat lebih besar dibanding jumlah penduduk dari tahuntahun sebelumnya. Tahun 2000 misalnya, penduduk Kota Medan hanya mencapai 1.898.013 jiwa. Sebagai penunjang kegiatan perekonomian, di Kota ini tersedia 1 bandar udara, yaitu Bandara Polinia. Untuk transportasi laut tersedia 7 pelabuhan, antara lain Pelabuhan Belawan, Pelabuhan Unit Terminal Peti Kemas Belawan, Pelabuhan Tanjung Pura, Pelabuhan Sibolga, Pelabuhan Kuala Tanjung, Pelabuhan Pangkalan Susu. Untuk industri tersedia 3 kawasan industri, yaitu Medanstar Industrial Estate, Pulahan Seruai Industrial Estate dan Kawasan Industri Medan, yang didukung juga oleh fasilitas listrik dan telekomunikasi.