BAB II TINJAUAN PUSTAKA Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis (SIG)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Aplikasi Sistem Informasi Geografis 2.1.1 Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis (SIG) Sistem Informasi Geografis sebenarnya berawal dari sistem perpetaan. Berdasarkan sejarah awal penggunaannya, diawali pada saat perang revolusi Amerika (American Revolutionary War) telah dilakukan penggambaran berbagai tema peta dalam suatu kerangka peta dasar dengan ukuran skala yang sama. Atlas yang menggambarkan penduduk, geologi dan topografi dalam laporan kedua yang dibuat Irish Railway Commisioner pada tahun 1838, dianggap merupakan Sistem Informasi Geografis pertama. Atlas yang terdiri atas peta penduduk, topografi dan geologi

secara

terpisah

dibuat

dalam

skala

yang

sama,

sehingga

jika

ditumpangsusunkan akan dapat ditentukan jalur terbaik bagi pembangunan jalan kereta api. Namun, sistem perpetaan tersebut masih bersifat statis karena tidak bisa dilakukan pembaruan data dan perubahan format atau editing. Perkembagan teknologi komputer memungkinkan data tersebut dapat diubah ke dalam bentuk digital, sehingga data dapat diedit dan dimutakhirkan serta ditumpangsusunkan sesuai dengan kebutuhan. Data dalam bentuk digital tentu lebih dinamis. Karena itu, perkembangan SIG tidak lepas dari kemampuan untuk mengubah sistem perpetaan dari format statis ke format dinamis. Sistem Informasi Geografis dalam bahasa Inggris lebih dikenal Geographic Information System (GIS), merupakan suatu sistem informasi yang mampu

7 UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

mengelola atau mengolah informasi yang terkait atau memiliki rujukan ruang atau tempat. Apabila kita mengartikan satu per satu atau gabungan katanya, maka Sistem Informasi Geografis dapat dijabarkan sebagai berikut: 1. Sistem adalah kumpulan dari sejumlah komponen yang saling terkait dan memiliki fungsi satu sama lain 2. Informasi adalah data yang dapat memberikan keterangan tentang sesuatu. 3. Geografis adalah segala sesuatu tentang gejala atau fenomena di permukaan bumi yang bersifat keruangan. 4. Sistem Informasi adalah suatu rangkaian kegiatan yang dimulai dari pengumpulan

data,

manipulasi,

pengelolaan

dan

analisis

serta

menjabarkannya sehingga menjadi keterangan. 5. Informasi Geografis adalah keterangan mengenai ruang atau tempat-tempat serta gejala-gejala dan fenomena yang terjadi dalam ruang tersebut di permukaan bumi. Menurut ESRI (Environment System Research Institute/1990), secara sederhana SIG diartikan sebagai suatu sistem komputer yang mampu menyimpan dan menggunakan data yang menggambarkan lokasi di permukaan bumi. Definisi tersebut dengan tegas menyebutkan sistem komputer sebagai bagian yang tak terpisahkan dari SIG, sehingga jika berbicara SIG kita tidak lepas dari komputer, baik hardware maupun softwarenya. Dalam definisi tersebut. SIG tidak hanya sebagai sistem tetapi juga sebagai teknologi. Menurut Demers (1997) SIG adalah sistem komputer yang digunakan untuk mengumpulkan, mengintegrasikan, dan menganalisis informasi-informasi yang berhubungan dengan permukaan bumi.


Menurut Chrisman (1997) SIG adalah sistem yang terdiri atas perangkat keras, perangkat lunak, data, manusia, organisasi, dan lembaga yang digunakan untuk mengumpulkan, menyimpan, menganalisis, dan menyebarkan informasiinformasi mengenai daerah-daerah di permukaan bumi. Menurut Guo Bo (2000) SIG adalah teknologi informasi yang dapat menganalisis, menyimpan, dan menampilkan, baik data spasial maupun nonspasial. Menurut Purwadi (1994) SIG merupakan suatu sistem yang mengorganisir perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), dan data, serta dapat mendayagunakan sistem penyimpanan, pengolahan, maupun analisis data secara simultan, sehingga dapat diperoleh informasi yang berkaitan dengan aspek keruangan. Sistem Informasi Geografis (SIG) dapat diartikan sebagai sistem informasi yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memangggil kembali, mengolah, menganalisis dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospasial, untuk mendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan transportasi, fasilitas kota, dan pelayanan umum lainnya. Kemampuan inilah yang membedakan SIG dengan sistem informasi lainnya. Bagi para penggunanya, SIG tidak hanya mampu menampilkan informasi tentang suatu lokasi, tepai lebih dari itu dapat digunakan untuk menjelaskan kejadian, merencanakan strategi, dan memprediksi apa yang akan terjadi. Sistem Informasi Geografis sangat dibutuhkan karena untuk data spatial penanganannya sangat sulit terutama karena peta dan data statistik cepat kadaluarsa sehingga tidak ada pelayanan penyediaan data dan informasi yang diberikan menjadi tidak akurat.


Gambar 2.1 Ilustrasi Sistem Informasi Geografis 2.1.2 Komponen Sistem Informasi Geografis (SIG)

Gambar 2.2 Konsep Sistem Informasi Geografis Sebagai suatu sistem, Sistem Informasi Geografis (SIG) tentunya dibentuk oleh sejumlah komponen yang saling terkait di dalamnya. Komponen SIG terdiri atas pelaksana, perangkat keras, perangkat lunak, prosedur, dan data. Secara global kelima komponen tersebut dapat disederhanakan menjadi tiga komponen utama yang lebih kompak yaitu: data, sistem komputer (perangkat keras dan perangkat lunak), dan manusia (pelaksana).


2.1.2.1 Data Sistem Informasi Geografis (SIG) Data dan informasi geografis (data spasial) adalah data dan informasi mengenai objek-objek geografis yang dapat diidentifikasi dan mempunyai acuan lokasi berdasarkan titik koordinat-koordinatnya. Data dan informasi tersebut dapat dimasukkan secara langsung dengan cara mengimpor atau mengambil dari perangkat lunak SIG, melalui digitasi peta, dan memasukkan data atribut berupa tabel-tabel. Data dan informasi spasial terdiri atas: a. Data Grafis, yaitu data dalam bentuk gambar atau peta dalam komputer. Data tersebut, apabila dilihat dari strukturnya dapat berupa data vektor maupun data raster. Data ini merupakan representasi fenomena permukaan bumi yang memiliki referensi (koodinat) lazim berupa peta, foto udara, citra satelit dan sebagainya atau hasil dari interpretasi data-data tersebut. b. Data Atribut, disebut juga data tabular adalah data yang dinyatakan dalam teks atau angka. Misalnya, nama jalan, nama sungai, nama gunung, nomor rumah, panjang dan lebar sungai, dan lain-lain.

Gambar 2.3 Ilustrasi SIG dari sumber data hingga menghasilkan informasi


2.1.2.2 Perangkat Keras (Hardware) Dalam pelaksanaannya Sistem Informasi Geografis (SIG) membutuhkan perangkat keras (hardware). Hardware yang dimaksud tidak lain adalah Personal Computer (PC) ataupun Laptop/ Notebook dan sejenisnya. Adapun kegunaannya adalah untuk menyimpan dan memproses data Untuk pengerjaan yang sederhana, mungkin kita hanya membutuhkan sedikit tenaga dari Central Prossesing Unit (CPU) dan memory (RAM). Spesifikasi hardware menjadi penting ketika SIG yang akan kita buat berskala besar. Hal tersebut disebabkan data yang digunakan dalam SIG baik data vektor maupun data raster penyimpanannya membutuhkan ruang yang besar dan dalam proses analisanya membutuhkan memori yang besar dan prosesor yang cepat. Untuk mengubah peta ke dalam bentuk digital diperlukan hardware yang disebut digitizer. Untuk menampilkan dat-data dari Sistem Informasi Geografis (SIG) diperlukan output device. Adapun perangkat yang dimaksud antara lain adalah layar monitor, printer serta plotter. 2.1.2.3 Perangkat Lunak (Software) Data-data yang telah dikumpulkan kemudian diproses lebih lanjut dengan menggunakan perangkat lunak tertentu sesuai kebutuhan. Perangkat lunak yang dimaksud merupakan sistem modul yang berfungsi untuk memasukkan, menyimpan dan mengeluarkan data yang diperlukan. Intinya perangkat lunak ini dijadikan sebagai alat yang mampu menyediakan fungsi-fungsi untuk penyimpanan, pengaturan, link, query dan analisa data geografi.


Gambar 2.4 Skematik perangkat lunak (software) sebagai pendukung SIG Perangkat lunak dalam Sistem Informasi Geografis terdiri atas: 1. Sistem operasi, terdiri atas program-program yang berfungsi mengatur semua sumber daya dan tata kerja komputer. Sistem operasi juga menyediakan fasilitas-fasilitas dasar yang dapat digunakan program aplikasi untuk menggunakan perangkat keras yang terpasang dalam komputer. pengendalian komunikasi, pengolahan perintah-perintah, manajemen data. dan file, dan lain-lain. Contoh sistem operasi ialah Microsoft Windows, LINUX, UNIX, Macintosh. 2. Software aplikasi yang digunakan dalam SIG seperti ARC/Info, ArcView, MapInfo, Idrisi, Erdas, Autocard for GIS, ErMapper, Ilwis, dan lain-lain. 3. Sistem utilitas dan program pendukung seperti bahasa pemrograman. 2.1.2.4 Sumberdaya Manusia (User) Manusia dalam hal ini merupakan brainware, yaitu kemampuan dalam pengelolaan dan pemanfaatan SIG secara efektif. Bagaimanapun manusia merupakan subjek (pelaku) yang mengendalikan seluruh sistem, sehingga sangat dituntut kemampuan dan penguasaannya terhadap ilmu dan teknologi mutakhir. Selain itu,


diperlukan pula kemampuan untuk memadukan pengelolaan dengan pemanfaatan SIG, agar SIG dapat digunakan secara efektif dan efisien. Adanya koordinasi dalam pengelolaan SIG sangat diperlukan agar informasi yang diperoleh tidak simpang siur, tetapi tepat dan akurat. Peranan manusia dalam SIG juga ada yang mengkategorikan sebagai pengguna (user). Fungsi pengguna ialah untuk memilih informasi yang diperlukan, membuat standar, membuat jadwal pemutakhiran (updating) yang efisien, menganalisis hasil yang dikeluarkan untuk kegunaan yang diinginkan dan merencanakan aplikasi. 2.1.3 Sub Sistem Sistem Informasi Geografis (SIG) 2.1.3.1 Input Data

Gambar 2.5 Sub Sistem SIG Proses input data digunakan untuk menginputkan data spasial dan data nonspasial. Data spasial biasanya berupa peta analog. Untuk SIG harus menggunakan peta digital sehingga peta analog tersebut harus dikonversi ke dalam bentuk peta


digital dengan menggunakan alat digitizer. Selain proses digitasi dapat juga dilakukan proses overlay dengan melakukan proses scanning pada peta analog. 2.1.3.2 Pengelolaan Data (data management) Subsistem ini mengorganisasikan baik data spasial maupun data atribut ke dalam sebuah basis data sedemikian rupa sehingga mudah dipanggil, di-update, dan diedit. Jadi subsistem ini dapat menimbun dan menarik kembali dari arsip data dasar, juga dapat melakukan perbaikan data dengan cara menambah, mengurangi atau memperbaharui. 2.1.3.3 Manipulasi dan Analisis Data Subsistem ini menentukan informasi-informasi yang dapat dihasilkan oleh SIG dan melakukan manipulasi serta pemodelan data untuk menghasilkan informasi yang diharapkan. Tipe data yang diperlukan oleh suatu bagian SIG mungkin perlu dimanipulasi agar sesuai dengan sistem yang dipergunakan. Oleh karena itu SIG mampu melakukan fungsi edit baik untuk data spasial maupun non-spasial. 2.1.3.4 Output Data Informasi dari hasil analisis data kemudian ditampilkan dalam bentuk hard copy ataupun soft copy. Untuk beberapa tipe operasi geografis, hasil akhir terbaik diwujudkan dalam peta atau grafik. Peta sangatlah efektif untuk menyimpan dan memberikan informasi geografis. 2.1.4 Data Spasial Data yang mengendalikan Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah data spasial. Setiap fungsionalitas yang membuat Sistem Informasi Geografis (SIG) dibedakan dari lingkungan analisis lainnya adalah karena berakar pada keaslian data spasial. Data spasial menjelaskan fenomena geografi terkait dengan lokasi relatif


terhadap permukaan bumi (georeferensi), berformat digital dari penampakan peta, berbentuk koordinat titik-titik, dan simbol-simbol mendefinisikan elemen-elemen penggambaran (kartografi), dan dihubungkan dengan data atribut yang disimpan dalam tabel-tabel sebagai penjelasan dari data spasial tersebut (georelational data structure). Data Spasial merupakan suatu data yang mengacu pada posisi, obyek, dan hubungan diantaranya dalam ruang bumi. Data spasial merupakan salah satu item dari informasi, dimana didalamnya terdapat informasi mengenai bumi termasuk permukaan bumi, dibawah permukaan bumi, perairan, kelautan dan bawah atmosfir. Data spasial dan informasi turunannya digunakan untuk menentukan posisi dari identifikasi suatu elemen di permukaan bumi. Perkembangan teknologi yang terjadi begitu cepat dalam pengambilan data spasial telah membuat perekaman terhadap data berubah menjadi bentuk digital, selain itu relatif cepat dalam melakukan prosesnya. Salah satunya perkembangan teknologi yang berpengaruh terhadap perekeman data pada saat ini adalah teknologi penginderaan jauh (remote sensing) dan Global Positioning System (GPS). Dalam

perkembangannya

terdapat

dua

permasalahan

utama

dalam

pembangunan data spasial. Bermula dari ledakan informasi dimana informasi tersebut diperlukan dalam perkembangan waktu yang terjadi. Hal ini sangatlah bergantung pada perkembangan yang cepat dalam proses pengambilan dan perekaman data spasial. Selanjutnya keterbatasan serta sulitnya melakukan akses dan mendapatkan informasi spasial dari berbagai macam sumber data yang tersedia. Konsekuensi yang terjadi terdapat kebutuhan yang sangat mendesak untuk memecahkan permasalahan tersebut, yaitu dengan melakukan konsep berbagi pakai


data, integrasi dari aplikasi yang berbeda dan mengurangi duplikasi data dan minimalisasi biaya pengeluaran yang terjadi. Dalam pelaksanaannya terdapat dua pendorong utama dalam pembangunan data spasial. Pertama adalah pertumbuhan kebutuhan suatu pemerintahan dan dunia bisnis dalam memperbaiki keputusan yang berhubungan dengan keruangan dan meningkatkan efisiensi dengan bantuan data spasial. Faktor pendorong kedua adalah mengoptimalkan anggaran yang ada dengan meningkatkan informasi dan sistem komunikasi secara nyata dengan membangun teknologi informasi spasial. Didorong oleh faktor-faktor tersebut, maka banyak negara, pemerintahan dan organisasi memandang pentingnya data spasial, terutama dalam pengembangan informasi spasial atau yang lebih dikenal dengan Sistem Informasi Geografis (SIG). Tujuannya adalah membantu pengambilan keputusan berdasarkan kepentingan dan tujuannya masing-masing, terutama yang berkaitan dengan aspek keruangan. Oleh karena itu data spasial yang telah dibangun, sedang dibangun dan yang akan dibangun perlu diketahui keberadaanya. 2.1.4.1 Sumber Data Spasial Data spasial sebagai salah satu fitur terpenting dari Sistem informasi Geografis (SIG) dapat dihasilkan dari berbagai sumber. Sumber-sumber data spasial tersebut antara lain 1. Peta Analog Peta analog merupakan peta dalam bentuk cetak. Pada umumnya peta analog dibuat dengan teknik kartografi, kemungkinan besar memiliki referensi spasial seperti koordinat, skala, arah mata angin dan sebagainya. Jenis data ini merupakan versi awal dari data spasial. yang mebedakannya adalah hanya dalam bentuk


penyimpanannya saja. Peta analog ini adalah bentuk tradisional dari data spasial, dimana data ditampilkan dalam bentuk kertas atau film. Dalam tahapan SIG sebagai keperluan sumber data, peta analog dikonversi menjadi peta digital dengan cara format raster diubah menjadi format vektor melalui proses dijitasi sehingga dapat menunjukan koordinat sebenarnya di permukaan bumi. 2. Data Hasil Pengukuran di Lapangan Data ini dihasilkan dari hasil survei atau pengamatan dilapangan. Data pengukuran lapangan yang dihasilkan berdasarkan teknik perhitungan tersendiri, pada umumnya data ini merupakan sumber data atribut contohnya: batas administrasi, batas kepemilikan lahan, batas persil, batas hak pengusahaan hutan dan lain-lain. 3. Data Sistem Penginderaan Jauh Data jenis ini merupakan sumber data yang terpenting bagi SIG karena ketersediaanya secara berkala dan mencakup area tertentu. Dengan adanya bermacam-macam satelit di ruang angkasa dengan spesifikasinya masing-masing, kita bisa memperoleh berbagai jenis citra satelit untuk beragam tujuan pemakaian. Data ini biasanya direpresentasikan dalam format raster. Data ini biasanya diperoleh dari foto udara, citra satelit, dan sebagainya. Citra Satelit menggunakan satelit sebagai wahananya. Satelit tersebut menggunakan sensor untuk dapat merekam kondisi atau gambaran dari permukaan bumi. Umumnya diaplikasikan dalam kegiatan yang berhubungan dengan pemantauan sumber daya alam di permukaan bumi (bahkan ada beberapa satelit yang sanggup merekam hingga dibawah permukaan bumi), studi perubahan lahan dan lingkungan, dan aplikasi lain yang melibatkan aktifitas manusia di permukaan bumi.


Kelebihan dari teknologi ini terutama dalam dekade ini adalah dalam kemampuan merakam cakupan wilayah yang luas dan tingkat resolusi dalam merekam obyek yang sangat tinggi. Data yang dihasilkan dari citra satelit kemudian diturunkan menjadi data tematik dan disimpan dalam bentuk basis data untuk digunakan dalam berbagai macam aplikasi. Foto udara (Aerial Photographs) merupakan salah satu sumber data yang banyak digunakan untuk menghasilkan data spasial selain dari citra satelit. Perbedaannya dengan citra satelit adalah hanya pada wahana dan cakupan wilayahnya. Biasanya foto udara menggunakan pesawat udara. Secara teknis proses pengambilan atau perekaman datanya hampir sama dengan citra satelit. Sebelum berkembangan

teknologi

kamera

digital,

kamera

yang

digunakan

adalah

menggunakan kamera konvensional menggunakan negatif film, saat ini sudah menggunakan kamera digital, dimana data hasil perekaman dapat langsung disimpan dalam basis data. Sedangkan untuk data lama (format foto film) agar dapat disimpan dalam basis data harus dilakukan conversi dahulu dengan mengunakan scanner, sehingga dihasilkan foto udara dalam format digital. 4. Data Global Positioning System (GPS) Teknologi GPS memberikan terobosan penting dalam menyediakan data bagi Sistem Informasi Geografis (SIG). Keakuratan pengukuran GPS semakin tinggi dengan berkembangnya teknologi. Data ini biasanya direpresentasikan dalam format vektor. 5. Data Tabular Data ini berfungsi sebagai atribut bagi data spasial. Data ini umumnya berbentuk tabel. Salah satu contoh data ini yang umumnya digunakan adalah data


sensus penduduk, data sosial, data ekonomi, dll. Data tabular ini kemudian di relasikan dengan data spasial untuk menghasilkan tema data tertentu. 2.1.4.2 Model data Spasial Model dunia nyata memudahkan manusia di dalam studi area aplikasi yang dipilih dengan cara mereduksi sejumlah kompleksitas yang sebenarnya hadir. Di luar area aplikasi yang dipilih diasumsikan tidak penting. Walaupun demikian, jika model dunia nyata yang bersangkuan akan digunakan, model ini harus diimplementasikan di dalam basis data serta dengan model data, implementasi ini menjadi mungkinkan untuk dilaksanakan. Komputer dapat memanipulasi objek-objek geometri seperti titik, garis, dan polygon–geometri yang digunakan di dalam model data. Pembawa informasi di dalam model-model data adalah objek. Objek ini berhubungan dengan entities di dalam model-model dunia nyata karena itu dianggap sebagai deskripsi fenomena dunia nyata. Terdapat dua model dalam data spasial, yaitu model data raster dan model data vektor. Keduanya memiliki karakteristik yang berbeda, selain itu dalam pemanfaatannya tergantung dari masukan data dan hasil akhir yang akan dihasilkan. Model data tersebut merupakan representasi dari objek-objek geografi yang terekam sehingga dapat dikenali dan diproses oleh komputer 2.1.4.1.2.1 Data Raster Dalam model data raster setiap lokasi direpresentasikan sebagai suatu posisi sel. Sel ini diorganisasikan dalam bentuk kolom dan baris sel-sel dan biasa disebut sebagai grid. Dengan kata lain, model data raster menampilkan, menempatkan, dan menyimpan data spasial dengan menggunakan struktur matriks atau piksel-piksel


yang membentuk grid. Setiap piksel atau sel ini memiliki atribut tersendiri, termasuk koordinatnya yang unik. Setiap baris matrik berisikan sejumlah sel yang memiliki nilai tertentu yang merepresentasikan suatu fenomena geografik. Nilai yang dikandung oleh suatu sel adalah angka yang menunjukan data nominal. Akurasi model data ini sangat bergantung pada resolusi atau ukuran pikselnya di permukaan bumi. Pada model data raster, matriks diurutkan menurut koordinat kolom (x) dan barisnya (y). Pada sistem koordinat piksel monitor komputer, titik asal sistem koordinat raster terletak di sudut kiri atas. Nilai absis (x) akan meningkat ke arah kanan, dan nilai ordinat (y) akan membesar ke arah bawah. Walaupun demikian. sistem koordinat ini sering pula ditransformasikan sehingga titik asal sistem koordinat tererletak di sudut kiri bawah, makin ke kanan nilai absisnya (x) akan meningkat. dan nilai ordinatnya (y) makin meningkat jika bergerak ke arah atas. Keseluruhan data spasial raster disimpan di dalam layer yang secara fungsionalitas direlasikan dengan unsur-unsur petanya. Contoh sumber-sumber data spasial raster adalah citra satelit, misalnya NOAA. Spot, Landsad Ikonos, dll. Kemudian citra radar, dan model ketinggian dijital seperti DTM atau DEM dalam model data raster. Model raster memberikan informasi spasial apa yang terjadi dimana saja dalam bentuk gambaran yang digeneralisasi. Dengan model ini, dunia nyata disajikan sebagai elemen matriks atau sel grid yang homogen. Dengan model data raster, data geografi ditandai oleb nilai-nilai elemen matriks persegi panjang dari suatu objek. Dengan demikian, secara konseptual, model data raster merupakan model data spasial yang paling sederhana.


Gambar 2.6 Struktur Model Data Raster Data raster dapat dikonversi ke sistem koordinat geo-referensi dengan cara meregistrasi sistem grid raster ke sistem koordinat geo-referensi yang diinginkan. Dengan demikian setiap sel pada grid memiliki posisi geo-referensi. Dengan adanya sistem georeferensi, sejumlah set data raster dapat ditata sedemikian

sehingga

memungkinkan dilakukan analisis spasial. Resolusi suatu data raster akan merujuk pada ukunan permukaan bumi yang direpresentasikan oleh setiap piksel. Makin kecil ukuran atau luas permukaan bumi yang dapat direpresentasikan oleh setiap pikselnya, makin tinggi resolusi spasialnya. Pada umumnya, lokasi di dalam model data raster, diidentifikasi dengan menggunakan pasangan koordinat kolom dan baris (x,y). Pemanfaatan model data raster banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, akan tetapi Environmental Systems Research Institute (ESRI), Inc (2006) membagi menjadi empat kategori utama, yaitu :


 Raster Sebagai Peta Dasar Data raster Biasanya digunakan sebagai tampilan latar belakang (background) untuk suatu layer dari obyek yang lain (vektor). Tiga sumber utama dari peta dasar raster adalah foto udara, citra satelit, dan peta hasil scan.

Gambar 2.7 Foto Udara sebagai salah satu sumber peta dasar raster  Raster Sebagai Peta Model Permukaan Data raster sangat cocok untuk merepresentasikan data permukaan bumi. Data dapat menyediakan metode yang efektif dalam menyimpan informasi nilai ketinggian yang diukur dari permukaan bumi. Selain dapat merepresentasikan permukaan bumi, data raster dapat pula merepresentasikan curah hujan, temperatur, konsentrasi, dan kepadatan populasi.

Gambar 2.8 Peta Raster yang menunjukan awan yang menyelubungi wilayah


 Raster Sebagai Peta Tematik Data raster yang merpresentasikan peta tematik dapat diturunkan dari hasil analisis data lain. Aplikasi analisis yang sering digunakan adalah dalam melakukan klasifikasi citra satelit untuk menghasilkan kategori tutupan lahan (land cover). Pada dasarnya aktifitas yang dilakukan adalah mengelompokan nilai dari data multispektral kedalam kelas tertentu (seperti tipe vegetasi) dan memberikan nilai terhadap kategori tersebut. Peta tematik juga dapat dihasilkan dari operasi geoprocessing yang dikombinasikan dari berbagai macam sumber, seperti vektor, raster, dan data permukaan.  Raster Sebagai Atribut dari Obyek

Data raster dapat pula digunakan sebagai atribut dari suatu obyek, baik dalam foto digital, dokumen hasil scan atau gambar hasil scan yang mempunyai hubungan dengan obyek geografi atau lokasi. Dalam implementasinya, pemakaian data raster memiliki beberapa kunggulan tersendiri. Beberapa keunggulan pemakaian data raster antara lain: 1. Mudah

dimanipulasi

dengan

menggunakan

fungsi-fungsi

matematis

sederhana (karena strukturnya sederhana seperti matrik bilangan biasa) 2. Memiliki struktur data yang sederhana. 3. Teknologi yang digunakan cukup murah dan tidak begitu kompleks 4. Compatible dengan citra-citra satelit pengindraan jauh dan semua image hasil scanning data spasial. 5. Overlay dan kombinasi data spasial raster dengan data penginderaan jauh mudah dilakukan.


6. Memiliki kemampuan-kemampuan pemodelan dan analisis spasial tingkat lanjut. 7. Metode untuk mendapatkan citra raster lebih mudah (baik melalui scanning dengan scanner segala ukuran yang sudah beredar luas, maupun dengan menggunakan citra satelit atau konversi dan format). 8. Prosedur untuk memperoleh data dalam bentuk raster lebih mudah, sederhana, dan murah. 9. Harga system perangkat lunak aplikasinya cenderung lebih murah. Disamping keunggulan tersebut, pemakaian data raster memiliki berbagai kekurangan diantaranya; 1. Secara umum, mernerlukan ruang atau tempat penyimpanan (disk) yang besar di komputer. 2. Tampilan atau representasi, dan akurasi posisinya sangat bergantung pada ukuran pikselnya. 3. Transformasi koordinat dan proyeksi lebih sulit dilakukan. 2.1.4.1.2 Data Vektor Data vektor merupakan bentuk bumi yang direpresentasikan ke dalam kumpulan garis, area (daerah yang dibatasi oleh garis yang berawal dan berakhir pada titik yang sama), titik dan nodes (merupakan titik perpotongan antara dua buah garis). Ketepatan dalam merepresentasikan fitur titik, batasan dan garis lurus merupakan keuntungan tersendiri dalam pemakaian data vektor. 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.

Gambar 2.9 Contoh Data Vektor Titik bisa digunakan sebagai lokasi sebuah kota atau posisi tower radio. Garis bisa digunakan untuk menunjukkan route suatu perjalanan atau menggambarkan boundary. Poligon bisa digunakan untuk menggambarkan sebuah danau atau sebuah Negara pada peta dunia. Setiap bagian dari data vector dapat saja mempunyai informasi-informasi yang bersosiasi satu dengan lainnya seperti penggunaan sebuah label untuk menggambarkan informasi pada suatu lokasi. Fitur titik meliputi semua objek grafis atau geografis yang dikaitkan dengan koordinat. Di samping koordinat-koordinat, data atau informasi yang diasosiasikan dengan „titik‟ tersebut juga harus disimpan untuk menunjukkan jenis titik yang bersangkutan. Fitur garis dapat didefinisikan sebagai semua unsur-unsur linier yang dibangun dengan menggunakan segmen-segmen garis lurus yang dibentuk oleh dua titik koordinat atau lebih.


Gambar 2.10 Garis sebagai penghubung beberapa titik Fitur Poligon digunakan untuk merepresentasikan objek-objek dua dimensi, seperti danau, bataspropinsi, batas kota, batas persil tanah, dan lain-lain. Suatu poligon paling sedikit dibatasi oleh tigagaris yang saling terhubung diantara ketiga titik. Di dalam basis data, semua bentuk area dua dimensi direpresentasikan oleh bentuk poligon.

Gambar 2.11 Peta Vektor yang menggambarkan jalan, dan batasan Negara


2.1.4.1.3 Perbandingan Data Raster dan Data Vektor Beberapa Perbandingan antara keduanya dapat dijelaskan pada tabel berikut: Tabel 2.1 Perbandingan data raster dan data vektor Parameter Vektor Raster Sangat bergantung dengan Akurasi Akurat dan lebih presisi ukuran grid/sel Tinggi. Memerlukan Mudah dalam mengorganisasi Kompleksitas algortima dan proses yang dan proses sangat kompleks Grid/sel merepresentasikan Relasi langsung dengan Atribut atribut. Relasi dengan DBMS DBMS (database) tidak secara langsung Kualitas tinggi sangat Bergantung terhadap output Output bergantung dengan printer/plotter plotter/printer dan kartografi Spasial dan atribut Bergantung dengan algortima Analisis terintegrasi. Kompleksitasnya dan mudah untuk dianalisis sangat tinggi Resolusi Bermacam-macam Tetap Sumber : Economic and Social Comminssion for Asia and the Pasific (1996) dan A. Longley, et al. (2001)

2.1.5 Pengenalan Arcview 3.3 Arc View adalah salah satu software Sistem Informasi Geografis (SIG). Softwere SIG mempunyai kemampuan untuk menampilkan, memanipulasi dan merubah data SIG. Arc View merupakan salah satu perangkat lunak SIG dan pemetaan Generasi ke-2 setelah Arcinfo yang dikembangkan oleh Environmental Systems Research Institute (ESRI). Dengan ArcView kita dapat melakukan visualisasi data spasial dan data tabular, menganalisis data secara geografis, melakukan perhitungan statistik dan sebagainya. Data SIG mempunyai dua komponen, yaitu komponen spatial atau geografis dan komponen atribut atau table. Data spatial menampilkan lokasi geografis dari suatu features. Pada umumnya feature tersebut ditampilkan dalam bentuk titik (point), garis (line), polygon (polygone). 28 UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

Point Polygon

Gambar 2.12 contoh bentuk point dan poligon pada arcview 2.1.5.1 Struktur dan Istilah dalam Arcview ArcView memiliki beberapa istilah sendiri yang harus dipelajari dan dipahami agar dapat mempermudah pekerjaan kita dalam mengolah data SIG dengan menggunakan ArcView. a. Arcview Project File ArcView Project (*.apr) mengandung sebuah set perintah yang menjelaskan bagaimana tampilan data ArcView dan bagaimana data tersebut harus ditampilkan. File project tidak mengandung data-data, file project hanya menyimpan instruksi yang menunjukkan dimana data tersebut berada. Sebuah ArcView Project terdiri dari beberapa komponen yang membangunnya, antara lain Views, Tables, Charts, Layouts, dan Scripts.


Gambar 2.13 Tampilan Awal Arcview b. View View adalah komponen ArcView tempat kita menampilkan peta (data SIG). View adalah sebuah workspace dimana kita dapat melakukan analisis data, memanipulasi data dan menampilkan data. Layer-layer yang terdapat pada peta kita disebut dengan istilah Themes. Dalam View, Themes ditampilkan di sisi kiri workspace, list tersebut disebut dengan Table Of Content (TOC).

Gambar 2.14 Tampilan komponen view pada arcview


c. Tables Table merupakan representasi data ArcView yang menampilkan data tabular. Table menyajikan informasi deskriptif yang menjelaskan feature-feature tentang layer tertentu pada suatu View (misalnya : lebar jalan, luas suatu kota, atau jumlah penduduk suatu kecamatan). Setiap baris atau record dari suatu Table didefinisikan sebagai satu anggota dari kelompok besar. Sedangkan setiap kolom atau field mendefinisikan atribut atau karakteristik tunggal dari kelompok itu.

Gambar 2.15 Tampilan komponen table pada arcview d. Charts dan Script Chart menampilkan data tabulaer secara visual dalam bentuk grafik. Chart juga bisa merupakan hasil suatu querry terhadap tabel data. ArcView menyediakan enam jenis grafik, yaitu : area, bar, column, line, pie dan x y scatter. Script merupakan bahasa (semi) pemrograman sederhana (makro) yang digunakan untuk otomatisasi kerja ArcView. ArcView menyediaakn fasilitas ini dengan sebutan Avenue sehingga pengguna dapat memodifikasi tampilan ArcView, membuat program, menyederhanakan tugas-tugas kompleks, dan berkomunikasi dengan software lainnya seperti ArcInfo dan lainnya. 31 UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

e. Layouts Menyediakan teknik-teknik untuk menggabungkan dan menyusun dokumendokumen dalam Project (View,Table,Chart) dan komponen-komponen peta lainnya seperti arah utara dan skala guna menciptakan peta akhir untuk dicetak atau diplot.

Gambar 2.16 Tampilan komponen layout pada arcview f. GeoProcessing Wizard Geoprosessing merupakan suatu perintah dalam arcview. GeoProcessing adalah operasi tumpang tindih dalam SIG umumnya dilakukan dengan salah satu dari empat cara yang dikenal, yaitu:


 pemanfaatan fungsi logika seperti gabungan (union), irisan (intersection), pilihan (and dan or), perbedaan (difference) dan pernyataan bersyarat (if, then dan else).  pemanfaatan fungsi relasional seperti ukuran lebih-besar, lebih-kecil, sama besar dan kombinasinya.  pemanfaatan fungsi aritmatika seperti penambahan, pengurangan, pengalian dan pembagian.  menyilangkan dua peta langsung berbagai manipulasi teknik tumpang-tindih ini umumnya bervariasi yang ditentukan pengetahuan operator dan tingkat kemampuan perangkat lunak. Selain itu salah satu faktor utama adalah struktur data yang sedang dipakai.

Gambar 2.17 Contoh analisis overlay

Perintah GeoProcessing akan muncul ketika extension GeoProcessing telah diaktifkan. Pengaktifannya melalui menu file, extension, kemudian ceklist extension GeoProcessing.


Gambar 2.18 Kotak dialog extension pada arcview g. Active, Visible, dan Selected Theme yang active diperlihatkan lebih menonjol pada Tabel Of Content. Theme yang active adalah theme yang akan diedit atau dianalisa oleh ArcView. Untuk membuat sebuah theme menjasi active, cukup pilih (klik) pada nama theme yang terdapat di Table Of Content. Sebuah Theme dapat menjadi visible (terlihat) dan invisible (tidak terlihat), untuk membuat sebuah theme menjadi visible, cukup beri tanda ceklist pada kotak kecil disebelah nama theme yang akan diperlihatkan. Feature dalam sebuah theme dapat dipilih (selected). Feature yang terpilih akan berwarna kuning. Jika ada feature yang terpilih, maka ArcView akan melakukan pengeditan atau analisa hanya pada features yang terpilih.


visible, active, not selected visible, active, not selected Invisible, inactive, selected

Gambar 2.19 Arcview active theme dan visible

h. Shapefile ArcView memiliki format data tersendiri yang disebut dengan shapefiles. Shapefiles adalah format data yang menyimpan lokasi geometrik dan informasi atribut dari suatu feature geografis. Pada umumnya kita hanya butuh satu file kerja seperti file Microsoft Word dengan extension file *.doc, akan tetapi


shapefile memiliki perbedaan, yaitu bahwa satu shapefile memiliki beberapa file yang saling berkaitan satu sama lainnya. Beberapa file ini memiliki extension yang berbeda-beda yang disimpan dalam workspace yang sama. Berikut adalah daftar beberapa file extension yang merupakan bagian dari ArcView shapefile : 

.shp - File yang menyimpan feature geometri (diperlukan dalam sebuah shapefile)



.shx - File yang menyimpan index dari feature geometri (diperlukan dalam sebuah shapefile)



.dbf - File dBASE yang menyimpan informasi atribut dari suatu feature (diperlukan dalam sebuah shapefile)



.sbn dan .sbx – File yang menyimpan spatial index dari feature (optional)



.fbn dan .fbx – File yang menyimpan spatial index dari feature shapefile yang read-only (optional)



.ain dan .aih – File yang menyimpan index atribut dari field yang aktif dalam sebuah tabel (optional)



.prj - File yang menyimpan informasi koordinat dari sebuah shapefile, file ini dapat muncul jika kita menggunakan ArcView Projection Utility (optional)


2.2 Daerah Aliran Sungai (DAS) 2.2.1 Pengertian dan Konsep DAS Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah daerah yang di batasi punggungpunggung gunung dimana air hujan yang jatuh pada daerah tersebut akan ditampung oleh punggung gunung tersebut dan akan dialirkan melalui sungai-sungai kecil ke sungai utama. Salah satu fungsi utama dari DAS adalah sebagai pemasok air dengan kuantitas dan kualitas yang baik terutama bagi orang di daerah hilir. Alih guna lahan hutan menjadi lahan pertanian akan mempengaruhi kuantitas dan kualitas tata air pada DAS yang akan lebih dirasakan oleh masyarakat di daerah hilir. Persepsi umum yang berkembang pada saat ini, konversi hutan menjadi lahan pertanian mengakibatkan penurunan fungsi hutan dalam mengatur tata air, mencegah banjir, longsor dan erosi pada DAS tersebut. Hutan selalu dikaitkan dengan fungsi positif terhadap tata air dalam ekosistem DAS. Fungsi hutan dalam ekosistem DAS perlu dipandang dari tiga aspek berbeda, yaitu pohon,

tanah

dan lansekap

(landscape).

Vegetasi

hutan

berfungsi

mengintersepsi air hujan, namun laju transpirasi yang tinggi mengakibatkan perbandingan dengan jenis vegetasi non-irigasi lainnya. Tanah hutan memiliki lapisan seresah yang tebal, kandungan bahan organik tanah, dan jumlah makro porositas yang cukup tinggi sehingga laju infiltrasi air lebih tinggi dibandingkan dengan lahan pertanian. Dari sisi lansekap, hutan tidak peka terhadap erosi karena memiliki filter berupa seresah pada lapisan tanahnya. Hutan dengan karakteristik tersebut di atas sering disebut mampu meredam tingginya debit sungai pada saat musim hujan dan menjaga kestabilan aliran air pada musim kemarau.


Daerah resapan air berperan sebagai penyaring air tanah. Ketika air masuk ke daerah resapan maka akan terjadi proses penyaringan air dari partikel-partikel yang terlarut di dalamnya. Hal ini dimungkinkan karena perjalanan air dalam tanah sangat lambat dan oleh karenanya memerlukan waktu yang relatif lama. Pada keadaan normal, aliran air tanah langsung masuk ke sungai yang terdekat. 2.2.2 Ekosistem Daerah Aliran Sungai Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terdiri atas komponen-komponen yang saling berinteraksi sehingga membentuk suatu kesatuan. Sistem tersebut mempunyai sifat tertentu, tergantung pada jumlah dan jenis komponen yang menyusunnya. Besar-kecilnya ukuran ekosistem tergantung pada pandangan dan batas yang diberikan pada ekosistem tersebut. Daerah aliran sungai dapatlah dianggap sebagai suatu ekosistem. Ekositem terdiri atas komponen biotis dan abiots yang saling berinteraksi membentuk satu kesatuan yang teratur. Dengan demikian, dalam suatu ekosistem tidak ada satu komponen pun yang berdiri sendiri, melainkan mempunyai keterkaitan dengan komponen lain, langsung atau tidak langsung, besar atau kecil. Aktivitas suatu komponen sistem selalu memberi pengaruh pada komponen ekosistem yang lain. Manusia adalah salah satu komponen ekosistem yang penting. Sebagai komponen yang dinamis, manusia dalam menjalankan aktivitasnya seringkali mengakibatkan dampak pada salah satu komponen lingkungan, dan dengan demikian, mempengaruhi ekosistem secara keseluruhan. Selama hubungan timbalbalik antar komponen ekosistem dalam keadaan seimbang, selama itu pula ekosistem berada dalam kondisi stabil. Sebaliknya bila hubungan timbal-balik antar komponenkomponen lingkungan mengalami gangguan, maka terjadilah gangguan ekologis.


Uraian di atas mengisyaratkan bahwa ekosistem harus dilihat secara holistik, yaitu dengan cara mengidentifikasi komponen-komponen kunci penyusun ekosistem serta menelaah interaksi antar komponen-komponen tersebut. Pendekatan holistik dilakukan agar pemanfaatan dan konservasi sumberdaya alam dapat dilakukan secara efisien dan efektif, syarat yang diperlukan bagi terwujudnya pemanfaatan sumberdaya alam untuk pembangunan yang berkelanjutan. Dalam mempelajari ekosistem DAS, daerah aliran sungai biasanya dibagi menjadi daerah hulu, tengah dan hilir. Secara biogeofisik, daerah hulu DAS dicirikan oleh hal-hal sebagai berikut: merupakan daerah konservasi, mempunyai kerapatan drainase lebih tinggi, merupakan daerah dengan kemiringan lereng besar (lebih besar dari 15%), bukan merupakan daerah banjir, pengaturan pemakaian air ditentukan oleh pola drainase, dan jenis vegetasi umumnya merupakan tegakan hutan. Sementara daerah hilir DAS dicirikan oleh hal-hal sebagai berikut: merupkan daerah pemanfaatan, kerapatan drainase lebih kecil, merupakan daerah dengan kemiringan. lereng kecil sampai dengan sangat kecil (kurang dari 8%), pada beberapa tempat merupakan daerah banjir (genangan), pengaturan pemakaian air ditentukan oleh bangunan irigasi, dan jenis vegetasi didominasi tanaman pertanian kecuali daerah estuaria yang didominasi hutan bakau. Daerah aliran sungai bagian tengah merupakan daerah transisi dari kedua karakteristik biogeofisik DAS yang berbeda tersebut di atas. Ekosistem DAS hulu merupakan bagian yang penting karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap seluruh bagian DAS. Perlindungan ini antara lain, dari segi fungsi tata air. Oleh karena itu, DAS hulu seringkali menjadi fokus perencanaan


pengelolaan DAS mengingat bhwa dalam suatu DAS, daerah hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi. Sebagai suatu kesataun ekosistem, DAS perlu dikelola secara baik mulai daerah hulu hingga hilir. Hal ini untuk mengantisipasi terjadinya hal-hal yang tentunya tidak diinginkan seperti erosi, banjir dan lain-lain. 2.3 Erosi Tanah 2.3.1 Pengertian Erosi Kata erosi mungkin sangat familiar karena sudah dipelajari sejak dulu. Mendengar kata erosi tentunya tak lain yang ada di benak kita adalah pengikisan. Sebenarnya kata eorsi berasal dari kata Latin erodere, artinya mengerkah atau mengampelas. Erosi merupakan tiga proses yang berurutan, yaitu pelepasan (detachment), pengangkutan (transportation), dan pengendapan (deposition) bahan-bahan tanah oleh penyebab erosi. Erosi dapat dikatakan sebagai peristiwa berpindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh suatu media alami (air atau angin). Erosi tanah (soil erosion) adalah proses penghanyutan tanah dan merupakan gejala alam yang wajar dan terus berlangsung selama ada aliran permukaan. Erosi semacam itu melaju seimbang dengan laju pembentukan tanah sehingga tanah mengalami peremajaan secara berkesinambungan. Proses erosi terdiri atas tiga bagian berurutan yaitu pengelupasan (detachment), pengangkutan (transportation), dan pengendapan (sedimentation). Selain dapat disebabkan oleh air hujan, erosi juga dapat terjadi karena tenaga angin dan salju.


Dua peristiwa utama erosi, yaitu pelepasan dan pengangkutan merupakan penyebab erosi tanah yang penting. Dalam proses erosi, pelepasan butir tanah mendahului peristiwa pengangkutan, tetapi pengangkutan tidak selalu diikuti oleh pelepasan. Agen pelepasan tanah yang penting adalah tetesan butir hujan yang jatuh di permukaan tanah. Tetesan air hujan akan memukul permukaan tanah, mengakibatkan gumpalan tanah menjadi butir-butir yang lebih kecil dan terlepas. Butir-butir tanah yang terlepas tersebut sebagian akan terlempar ke udara (splash) dan jatuh lagi di atas permukaan tanah, dan sebagian kecil akan mengisi pori-pori kapiler tanah, sehingga akan menghambat proses infiltrasi. Aliran permukaan akan terjadi apabila air hujan yang masuk ke dalam tanah telah melampaui kapasitas infiltrasinya. Aliran tersebut mula-mula laminer, tetapi lama-kelamaan berubah menjadi turbulent karena pengaruh permukaan tanah yang dilaluinya. Turbulensi aliran ini digunakan untuk melepas lagi butir-butir tanah dengan cara mengangkat dari massanya dan menggulingkan butir-butir tanah tersebut, serta terjadi pula penggemburan butirbutir tanah dari masanya oleh butirbutir tanah yang terkandung dalam aliran permukaan. Aliran permukaan lamakelamaan akan berkurang sejalan dengan berkurangnya curah hujan. Oleh karena itu, kemampuan pengangkutannya akan menyusut, dan pada suatu saat saja akan berhenti. Dalam keadaan inilah terjadi pengendapan butir-butir partikel tanah yang merupakan proses akhir terjadinya erosi. Dua sebab utama terjadinya erosi adalah karena sebab alamiah dan aktivitas manusia. Erosi alamiah dapat terjadi karena adanya pembentukan tanah dan proses yang terjadi untuk mempertahankan keseimbangan tanah secara alami. Sedangkan erosi karena aktivitas manusia disebabkan oleh terkelupasnya lalpisan tanah bagian


atas akibat cara bercocok tanam yang tidak mengindahkan kaidah-kaidah konservasi tanah atau kegiatan pembangunan yang bersifat merusak keadaan fisik tanah. Ada beberapa jenis erosi tanah yang disebabkan oleh air hujan yang umum dijumpai di daerah tropis, yaitu: 1. Erosi percikan (splash erosion) adalah proses terkelupasnya partikel-partikel tanah sebagain atas oleh tanaga kinetic air hujan bebas atau sebagai air lolos. Tenaga kinetik tersebut ditentukan oleh dua hal, massa dan kecepatan jatuhan air. Tenaga kinteik bertambah besar dengan bertambahnya besar diameter air hujan dan jarak antara ujung daun penetes (driptips) dan permukaan tanah (pada proses erosi di bawah tegakan vegetasi). 2. Erosi Kulit (sheet erosion) adala erosi yang terjadi ketika lapisan tipis permukaan tanah di daerah berlereng terkikis oleh kombinasi air hujan dan air larian (runoff). Tipe erosi ini disebabkan oleh kombinasi air hujan dan air larian yang mengalir ke tempat yang lebih rendah. Berdasarkan sumber tenaga penyebab erosi kulit, tenaga kinetis air hujan lebih penting karena kecepatan air jatuhan lebih besar, yaitu antara 0,3 sampai 0,6 m/dt (Schwab et al., 1981). Tenaga kinetik air hujan akan menyebabkan lepasnya partikel-partikel tanah dan bersama-sama dengan pengedapan sedimen di atas permukaan tanah, menyebabkan turunnya laju infiltrasi karena pori-pori tanah tertutup oleh kikisan partikel tanah. Bentang lahan dengan komposisi lapisan permukaan tanah atas yang rentan/lepas terletak di atas lapisan bawah permukaan yang solid merupakan bentang lahan dengan potens iterjidinya erosi kulit besar.


Besar kecilnya tenaga penggerak terjadinya erosi kulit ditentukan oleh kecepatan dan kedalaman air larian. 3. Erosi alur (rill erosion) Erosi alur adalah pengelupasan yang diikuti dengan pengangkutan partikel-partikel tanah oleh aliran air larian yang terkonsentrasi di dalam saluransaluran air. Hal ini terjadi ketika air larian masuk ke dalam cekungan permukaan tanah, kecepatan air larian meningkat dan akhirnya terjadilah transpor sedimen. Dalam hubungannya dengan faktor-faktor penyebab erosi ditegaskan bahwa tipe erosi ini terbentuk oleh tanah yang kehilangan daya ikat partikel-partikel tanah sejalan dengan meningkatnya kelembapan tanah di tempat tersebut. Kelembapan tanah yang berlebihan akan mengakibatkan tanah longsor. Bersama dengan longsornya tanah, kecepatan air larian ini mengangkut sedimen hasil erosi dan ini menandai awal dari terjadinya erosi parit. 4. Erosi parit/selokan (gully erosion) membentuk jajaran parit yang lebih dalan dan lebar dan merupakan tingkat lanjutan dari erosi alur. Erosi parit dapat diklasifikasikan sebagai parit bersambungan dan parit terputus-putus. Erosi parit terputus dapat dijumpai di daerah yang bergunung. Erosi tipe ini biasanya diawali oleh adanya gerusan yang melabar di bagian atas hamparan tanah miring yang berlangsung dalam waktu relatif singkat akibat adanya air larian yang besar.


2.3.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Erosi Adapun beberapa faktor yang mepengaruhi erosi adalah: 1. Iklim Pada daerah tropis faktor iklim yang paling besar pengaruhnya terhadap laju erosi adalah hujan. Jumlah dan intensitas hujan di Indonesia umumnya lebih tingi dibandingkan dengan negara beriklim sedang. Besarnya curah hujan menentukan kekuatan dispersi, daya pengangkutan dan kerusakan terhadap tanah (Arsyad, 1989). Intensitas dan besarnya curah hujan menentukan kekuatan dispersi terhadap tanah. Jumlah curah hujan rata-rata yang tinggi tidak menyebabkan erosi jika intensitasnya rendah, demikian pula intensitas hujan yang tinggi tidak akan menyebabkan erosi bila terjadi dalam waktu yang singkat karena tidak tersedianya air dalam jumlah besar untuk menghanyutkan tanah. Sebaliknya jika jumlah dan intensitasnya tinggi akan mengakibatkan erosi yang besar. 2. Tanah Tanah merupakan faktor penting yang menentukan besarnya erosi yang terjadi. Faktor-faktor tanah yang berpengaruh antara lain adalah ketahanan tanah terhadap daya rusak dari luar baik oleh pukulan air hujan maupun limpasan permukaan dan kemampuan tanah untuk menyerap air hujan melalui perkolasi dan infiltrasi. Kepekaan atau ketahanan tanah terhadap erosi berbeda-beda sesuai dengan sifat fisik dan kimia tanah. Perbedaan ketahanan ini umumnya dinyatakan dalam nilai erodibilitas tanah. Semakin tinggi nilai erodibilitas tanah, semakin mudah tanah tersebut tererosi. Secara umum tanah dengan debu yang tinggi, liat yang rendah dan kandungan bahan organik sedikit mempunyai kepekaan erosi yang tinggi. Nilai


erodibilitas suatu tanah ditentukan oleh ketahanan tanah terhadap daya rusak dari luar dan kemampuan tanah menyerap air (infiltrasi dan perkolasi). Ketahanan tanah menentukan mudah tidaknya massa tanah dihancurkan, sedangkan infiltrasi dan perkolasi mempengaruhi volume limpasan permukaan yang mengikis dan mengangkut hancuran masa tanah. Sifat-sifat

tanah

yang

penting pengaruhnya

terhadap

erosi

adalah

kemampuannya untuk menginfiltrasikan air hujan yang jatuh serta ketahanannya terhadap pengaruh pukulan butir-butir hujan dan aliran permukaan. Tanah dengan agregat yang stabil akan lebih tahan terhadap pukulan air hujan dan bahaya erosi. Kapasitas infiltrasi tanah sangat dinamis, dapat berubah atau diubah oleh waktu atau pengolahan tanah. Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi erosi adalah tekstur, struktur, bahan organik, dan sifat lapisan bawah tanah. Tanah dengan kandungan liat yang tinggi sukar tererosi, karena liat memiliki kemampuan memantapkan agregat tanah. Struktur tanah mempengaruhi besarnya erosi, tanah-tanah yang berstruktur granuler lebih terbuka dan akan menyerap air lebih cepat daripada tanah yang berstruktur masif. Demikian pula peranan bahan organik penting terhadap stabilitas struktur tanah, karena bahan organik tanah berfungsi memperbaiki kemantapan agregat tanah, memperbaiki struktur tanah dan menaikkan daya pegang air tanah. Sifat lapisan bawah tanah yang menentukan kepekaan erosi adalah permeabilitas. 3. Topografi Topografi diartikan sebagai tinggi rendahnya permukaan bumi yang menyebabkan terjadi perbedaan lereng. Kemiringan dan panjang lereng adalah dua unsur topografi yang paling berpengaruh terhadap aliran permukaan dan erosi. Erosi akan meningkat dengan bertambahnya panjang lereng pada intensitas hujan tinggi,


tetapi erosi akan menurun dengan bertambahnya panjang lereng pada intensitas hujan yang rendah. Unsur lain yang berpengaruh adalah konfigurasi, keseragaman, dan arah lereng. Bentuk lereng juga berpengaruh terhadap erosi. Bentuk lereng dibedakan atas lereng lurus, lereng cembung, lereng cekung dan lereng kompleks. Lereng lurus dicirikan oleh kemiringan yang seragam pada seluruh bagian lereng. Lereng cembung semakin curam ke arah lereng bawah, sedangkan lereng cekung semakin landai ke arah lereng bawah. Lereng yang cembung umumnya tererosi lebih besar daripada lereng cekung. Perbedaan aspek lereng menimbulkan perbedaan besarnya erosi yang terjadi karena perbedaan penyinaran matahari dan kelembaban. Untuk daerah tropis, aspek lereng tidak terlalu menyebabkan perbedaan erosi yang besar karena matahari berada hampir tegak lurus dari permukaan. 4. Vegetasi Pengaruh vegetasi terhadap aliran permukaan dan erosi dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu: (a) intersepsi hujan oleh tajuk tanaman; (b) mempengaruhi kecepatan aliran permukaan dan kekuatan perusak air; (c) pengaruh akar dan kegiatan-kegiatan biologi yang berhubungan dengan pertumbuhan vegetatif dan pengaruhnya terhadap porositas tanah; (d) transpirasi yang mengakibatkan keringnya tanah. Hutan atau padang rumput yang tebal merupakan pelindung tanah yang efektif terhadap bahaya erosi. Tanaman yang tinggi biasanya menyebabkan erosi yang lebih besar dibandingkan tanaman yang rendah, karena air yang tertahan oleh tanaman masih dapat merusak tanah pada saat jatuh di permukaan tanah. Selain mengurangi pukulan butir-butir air hujan pada tanah, tanaman juga berpengaruh


dalam menurunkan kecepatan aliran permukaan dan mengurangi kandungan air tanah melalui transpirasi. 5. Manusia Manusia dapat mencegah dan mempercepat terjadinya erosi, tergantung bagaimana manusia mengelolahnya. Manusialah yang menentukan apakah tanah yang dihasilkannya akan merusak dan tidak produktif atau menjadi baik dan produktif secara lestari. Banyak faktor yang menentukan apakah manusia akan mempertahankan dan merawat serta mengusahakan tanahnya secara bijaksana sehingga menjadi lebih baik dan dapat memberikan pendapatan yang cukup untuk jangka waktu yang tidak terbatas. Pembuatan teras, penanaman secara berjalur, penanaman atau pengolahan tanah menurut kontur, perlindungan tanah dengan mulsa adalah kegiatan manusia yang dapat menurunkan erosi. Di lain pihak, penanaman searah lereng, perladangan dan penggunaan lahan tanpa memperhatikan kaidah konservasi akan meningkatkan bahaya erosi. Pengolahan tanah menurut kontur secara umum mengurangi erosi secara efektif terutama bila terjadi hujan lebat dengan intensitas sedang sampai rendah. Pembuatan teras berfungsi mengurangi panjang lereng sehingga kecepatan aliran permukaan bisa dikurangi dan memungkinkan penyerapan air oleh tanah lebih besar, akibatnya erosi menjadi berkurang. 2.3.3 Dampak Erosi Erosi akan menyebabkan menipisnya lapisan permukaan tanah bagian atas, yang akan menyebabkan menurunnnya kemampuan lahan (degradasi lahan). Akibat lain dari erosi adalah menurunnya kemampuan tanah untuk meresapkan air (infiltrasi). Penurunan kemampuan lahan meresapkan air ke dalam lapisan tanah akan


meningkatkan limpasan air permukaan yang akan mengakibatkan banjir di sungai. Selain itu butiran tanah yang terangkut oleh aliran permukaan pada akhirnya akan mengendap di sungai (sedimentasi) yang selanjutnya akibat tingginya sedimentasi akan mengakibatkan pendangkalan sungai sehingga akan memengaruhi kelancaran jalur pelayaran. 2.4 Metode USLE Sebagai Model Pendugaan Erosi Erosi sangat menentukan berhasil tidaknya suatu pengelolaan lahan. Oleh karena itu, erosi merupakan faktor yang harus dipertimbangkan dalam perencanaan penggunaan lahan dan pengelolaannya. Salah satu alat bantu yang dapat digunakan dalam perencanaan penggunaan lahan adalah model prediksi erosi. Secara ideal, metode prediksi erosi harus memenuhi persyaratan-persyaratan yang nampaknya bertentangan, yaitu: dapat diandalkan, secara universal dapat dipergunakan, mudah digunakan dengan data yang minimum, konprehensif dalam hal faktor-faktor yang digunakan, dan mempunyai kemampuan untuk mengikuti perubahan-perubahan tata guna lahan dan tindakan konservasi tanah. Karena rumitnya sistem erosi tanah dengan berbagai faktor yang berinteraksi, maka pendekatan yang paling memberi harapan dalam pengembangan metode dan prediksi adalah dengan merumuskan model konseptual proses erosi itu. Pemodelan erosi tanah adalah penggambaran secara matematik proses-proses penghancuran, transport, dan deposisi partikel tanah di atas permukaan lahan. Paling tidak terdapat tiga alasan dilakukannya pemodelan erosi, yaitu: a.

Model erosi dapat digunakan sebagai alat prediksi untuk menilai/menaksir kehilangan tanah yang berguna untuk perencanaan konservasi tanah (soil


conservation planning), perencanaan proyek (project planning), inventarisasi erosi tanah, dan untuk dasar pembuatan peraturan (regulation); b.

model-model matematik yang didasarkan pada proses fisik (physically-based mathematical models) dapat memprediksi erosi dimana dan kapan erosi terjadi, sehingga dapat membantu para perencana konservasi tanah dalam menentukan targetnya untuk menurunkan erosi;

c.

model dapat dijadikan sebagai alat untuk memahami proses-proses erosi dan interaksinya, dan untuk penetapan prioritas penelitian. USLE adalah model erosi yang dirancang untuk memprediksi rata-rata erosi

tanah suatu areal dengan sistem pertanaman dan pengelolaan lahan tertentu. 2.4.1 Menghitung Perkiraaan Erosi Menggunakan Model USLE Universal soil Loss Equation (USLE) merupakan suatu model yang dirancang untuk menduga ataupun memprediksi erosi. Adapun persamaannya adalah sebagai berikut: A = R.K.LS.C.P ........................................................................................(2.1) Dimana A = jumlah tanah hilang (ton/ha/tahun), R = erosivitas curah hujan tahunan rata-rata K = indeks erodibilitas tanah LS = indeks panjang dan kemiringan lereng C = indeks pengelolaan tanaman P = indeks upaya konservasi tanah/lahan


2.4.1.1 Erosivitas Hujan (R) Kemampuan hujan untuk menimbulkan ataupun menyebabkan erosi pada suatu wilayah dikatakan erosivitas hujan. Faktor penentunya antara lain intensitas hujan, diameter butir-butir hujan, kecepatan jatuhnya butir hujan dan faktor kecepatan angin. Berdasarkan data curah hujan bulanan maksimum, faktor erosivitas hujan (R) dapat dihitung dengan mempergunakan persamaan Lenvain sebagai berikut: Rm = 2,21 (Rain)m 1,36 ..................................................................................(2.2) R =

12 𝑚 =1 Rm

..........................................................................................(2.3)

Keterangan: R = erosivitas curah hujan tahunan rata-rata, Rm = erosivitas curah hujan bulanan, (Rain)m = curah hujan bulanan (cm). 2.4.1.2 Erodibilitas Tanah (K) Erodibilitas Tanah adalah tingkat kepekaan suatu jenis tanah terhadap erosi. Kepekaan tanah terhadap erosi (erodibilitas) tanah dapat didefinisikan sebagai mudah tidaknya suatu tanah tererosi. Erodibilitas tanah dapat juga dikatakan mudah tidaknya tanah untuk dihancurkan oleh kekuatan jatuhnya butir-butir hujan atau oleh kekuatan aliran permukaan. Erodibilitas alami tanah merupakan sifat kompleks yang tergantung pada laju infiltrasi tanah dan kapasitas tanah untuk bertahan terhadap penghancuran agregat (detachment) serta pengangkutan oleh hujan dan aliran permukaan. Erodibilitas tanah dipengaruhi oleh banyak sifat-sifat tanah, yakni sifat fisik, mekanik, hidrologi, kimia, reologi / litologi, mineralogi dan biologi, termasuk karakteristik profil tanah seperti kedalaman tanah dan sifat-sifat dari lapisan tanah. Erodibilitas bukan hanya ditentukan oleh sifat-sifat tanah, namun ditentukan pula


oleh faktor-faktor erosi lainnya yakni erosivitas, topografi, vegetasi, fauna dan aktivitas manusia. Suatu tanah yang memiliki erodibilitas rendah mungkin akan mengalami erosi yang berat jika tanah tersebut terdapat pada lereng yang curam dan panjang, serta curah hujan dengan intensitas yang tinggi. Sebaliknya tanah yang memiliki erodibilitas tinggi, kemungkinan akan memperlihatkan gejala erosi ringan atau bahkan tidak sama sekali bila terdapat pada pada lereng yang landai, dengan penutupan vegetasi baik, dan curah hujan dengan intensitas rendah. Selain fisik tanah, faktor pengelolaan / perlakuan terhadap tanah sangat berpengaruh terhadap tingkat erodibilitas suatu tanah. Hal ini berhubungan dengan adanya pengaruh dari faktor pengolalaan tanah terhadap sifat-sifat tanah. Pengelolaan tanah dan tanaman yang mengakumulasi sisa-sisa tanaman berpengaruh baik terhadap kualitas tanah, yaitu terjadinya perbaikan stabilitas agregat tanah, ketahanan tanah (shear strength), dan resistensi / daya tahan tanah terhadap daya hancur curah hujan (splash detachment). Nilai erodibilitas tanah dapat ditentukan berdasarkan identifikasi jenis tanah dalam satuan pemetaan tanah.


Tabel 2.2 Nilai K untuk berbagai jenis tanah No

Jenis Tanah

Nilai K Rataan

1

Latosol (Haplorthox)

0,09

2

Latosol merah (Humox)

0,12

3

Latosol merah kuning (Typic haplorthox)

0,26

4

Latosol coklat (Typic tropodult)

0,23

5

Latosol (Epiaquic tropodult)

0,31

6

Regosol (Troporthents)

0,14

7

Regosol (Oxic dystropept)

0,12 – 0,16

8

Regosol (Typic entropept)

0,29

9

Regosol (Typic dystropept)

0,31

10

Gley humic (Typic tropoquept)

0,13

11

Gley humic (Tropaquept)

0,20

12

Gley humic (Aquic entropept)

0,26

13

Lithosol (Litic eutropept)

0,16

14

Lithosol (Orthen)

0,29

15

Grumosol (Chromudert)

0,21

16

Hydromorf abu-abu (Tropofluent)

0,20

17

Podsolik (Tropudults)

0,16

18

Podsolik Merah Kuning (Tropudults)

0,32

19

Mediteran (Tropohumults)

0,10

20

Mediteran (Tropaqualfs)

0,22

21

Mediteran (Tropudalfs)

0,23

Sumber: (Arsyad, 1989 dan Asdak, 1995) 2.4.1.3 Kemiringan Lereng (LS) Kemiringan dan panjang lereng adalah dua unsur topografi yang paling berpengaruh terhadap aliran permukaan dan erosi. Unsur lain yang mungkin berpengaruh adalah konfigurasi, keseragaman dan rah lereng. Semakin miring suatu lahan dan semakin panjang lereng maka erosi akan semakin besar.


Evaluasi garis kontur dari peta DEM-SRTM (Digital Elevation Model-Shuttle Radar Topographic Mission) akan menghasilkan peta kemiringan lereng yang dianalisis menggunakan perangkat lunak Global Mapper Versi 11.0 dan ArcView 3.3. Dalam pembuatan nilai indeks panjang dan kemiringan lereng (LS) ini hanya ditentukan berdasarkan kemiringan lereng saja (slope). Adapun nilai LS untuk berbagai macam bentuk kelerengan ditentukan pada tabel di bawah ini: Tabel 2.3 Nilai LS untuk variasi kemiringan lereng No

Kemiringan rata-rata

Nilai LS

1

0 % - 8%

0,4

2

> 8 % - 15 %

1,4

3

> 15 % - 25 %

3,1

4

> 25 % - 45 %

6,8

5

> 45 %

9,5

Sumber: Arsyad (1989) dan Asdak (1995) 2.4.1.4 Indeks Pengelolaan Tanaman (C) dan Faktor Konservasi Tanah (P) Faktor C ditunjukan sebagai angka perbandingan yang berhubungan dengan tanah hilang tahunan pada areal yang bervegetasi dengan areal yang sama jika areal tersebut kosong dan ditanami secara teratur. Nilai faktor C berkisar antara 0,001 pada hutan tak terganggu hingga 1,0 pada tanah kosong. penentuan Indeks pengolalaan tanaman ini ditentukan dari peta tata guna lahan dan keterangan tata guna lahan pada peta satuan tata guna lahan ataupun data yang langsung diperoleh dari lapangan. Faktor konservasi tanah (P) merupakan tindakan pengawetan yang meliputi usaha-usaha untuk mengurangi erosi tanah yaitu secara mekanis maupun biologis/ vegetasi.


Indeks penutupan vegetasi (C) dan Indeks pengolahan lahan atau tindakan konservasi tanah (P) dapat digabung menjadi faktor CP. Tabel di bawah ini menunjukkan Nilai CP untuk berbagai faktor penggunaan lahan. Tabel 2.4 Nilai CP untuk berbagai faktor penggunaan lahan No Jenis Tata Guna Lahan CP Belukar Rawa 0.010 1 Rawa 0.010 2 Semak/Belukar 0.300 3 Pertanian Lahan Kering Campur 0.190 4 Pertanian Lahan Kering 0.280 5 Perkebunan 0,500 6 Pemukiman 0.950 7 Hutan Lahan Kering Sekunder 0,010 8 Hutan Mangrove Sekunder 0.010 9 Hutan Rawa Sekunder 0.010 10 0.050 11 Hutan Tanaman 0,010 12 Sawah 0.001 13 Tambak 0.950 14 Tanah Terbuka Sumber: - BPDAS Wampu-Sei Ular - Hasil Analisis Spasial Perangkat SIG 2.4.2 Penentuan Tingkat Bahaya Erosi Tingkat bahaya erosi merupakan salah satu indikator yang digunakan sebagai dasar penilaian keberlanjutan kegiatan pengelolaan lahan dengan mempertimbangkan laju erosi yang terjadi pada suatu areal dan kemampuan daya pulih tanah untuk mengimbangi/ memulihkan kerusakan akibat erosi yang terjadi. Semakin tebal solum tanah maka diasumsikan tanah tersebut memiliki kemampuan yang lebih tinggi dalam memulihkan kerusakan tanah akibat erosi tanah. Sebaliknya semakin dangkal solum tanah daya pulihnya sangat terbatas, sehingga laju erosi yang sama mempunyai tingkat bahaya erosi yang lebih besar pada tanah bersolum dangkal dibandingkan dengan tanah bersolum dalam.


Tabel 2.5 Matriks Klasifikasi Tingkat Bahaya Erosi Kelas Erosi Kedalam Solum Tanah (cm) Dalam > 90 Sedang 60-90 Dangkal 30-60 Sangat Dangkal < 30

I

II

III IV Erosi (ton/ha/tahun)

<15 SR 0 R I S II B III

15-60 R I S II B III SB IV

60-180 S II B III SB IV SB IV

180-480 B III SB IV SB IV SB IV

V >480 SB IV SB SB IV SB IV

Sumber: Peraturan Menteri Kehutanan RI, Nomor: P. 32/MENHUT-II/2009 Keterangan: 0 – SR = Sangat Ringan I – SR = Ringan II – S

= Sedang

III- B

= Berat

IV–SB = Sangat Berat


BAB II TINJAUAN PUSTAKA Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis (SIG)

Recommend Documents