Dunia Nyata dan GIS
by: Arif Basofi 1
Tujuan z z z
Memahami representasikan dunia nyata ke dalam GIS Memahami pemodelan data GIS Memahami cara penyimpanan data atribut
2
Topik 1. Representasi Dunia Nyata dalam GIS 2. Pemodelan Data GIS 3. Penyimpanan Data Atribut
3
Dunia Nyata Dalam GIS (1) z
Gambaran dunia nyata sangat kompleks sekali. z z z z
z
Banyak sekali jenis tumbuhan (vegetasi) Kondisi alam (gunung, danau, hutan) Berbagai macam bangunan Infrastruktur di permukaan bumi, dll.
Kompleksnya kondisi nyata bumi membutuhkan visualisasi gambar dan manjemen informasi geografis melalui GIS. 4
Dunia Nyata Dalam GIS (2) z
z z
z
Posisi geografis: sebagai standar yg digunakan sistem koordinat lintang dan bujur, yaitu sistem UTM (Universal Transverse Mercator). Atribut (atribut non-spasial) menjelaskan informasi apa yang dikandung, misal: hutan dengan spesiesnya. Hubungan keruangan: misalnya suatu area sekolah, disebelah Utaranya misal ada jalan, disebelah Timur ada gedung olah raga, disebelah Barat ada toko, dan disebelah selatan ada lapangan terbuka. Waktu: mengandung informasi temporal, karena obyek permukaan bumi bersifat dinamis. 5
Dunia Nyata Dalam GIS (3) z
Gambaran Dunia Nyata
Elemen pada permukaan bumi dapat digambarkan dengan dua cara: (1) Informasi Lokasi : Dimanakah itu...? (where is it)
51°N, 112°W
(2) Inforamsi Atribut : Apa itu...? (What is it)
Species: Oak Height: 15m Age: 75 Yrs Condition: Good
6
Dunia Nyata Dalam GIS (4) z
GIS menyimpan data tersebut kedalam komputer: Attribute Data
Location Data
Species: Oak Height: 15m Age: 75 Yrs
51°N, 112°W
7
Dunia Nyata Dalam GIS (5) z z
Data atribut dan lokasi yang disimpan kedalam komputer inilah yang disebut dengan data spasial. Data spasial : objek atau entitas yang dihubungkan dengan lokasi berdasarkan : z z z z
z z
Koordinat lintang (latitude) / bujur (longitude) Koordinat x / y Alamat Unit administrasi
Data spasial dipelihara dan dimanajemen dalam sebuah database yang disebut database spasial. Dengan database spasial yang berisi data2 spasial beserta atributnya yang saling ber-relasi, kita dapat merepresentasikan dunia nyata. 8
Dunia Nyata Dalam GIS (6) z
Program GIS menghubungkan z z
data spasial (lokasi), dan data atribut:
9
Data Spasial dan Data Deskriptif (1) Data Spasial berupa obyek titik, garis, poligon (2-D), permukaan (3-D), terdiri dari informasi posisi geografis z Data Deskriptif (non-spasial/atribut) merupakan uraian atau atribut data spasial (anotasi, tabel, hasil pengukuran, kategori obyek, penjelasan hasil analisis / prediksi dll.) z
10
Data Spasial dan Data Deskriptif (2) Contoh: Data Obyek Permukiman di Sukolilo Regency Park (Keputih) z Data Spasial: merupakan data grafik berbentuk poligon yang merupakan closed area yang menghubungkan posisi-posisi geografis di lokasi Sukolilo Regency. z Data Non-Spasial: Luas Permukiman, Jumlah Penduduknya, Jumlah Rumah, Jumlah Kepala Keluarga, Pendapatan Rata-Rata Kepala Keluarga, dll z
11
Data Spasial (Sumber: Purwadhi, 1997)
FORMAT TITIK FORMAT GARIS - Koordinat Tunggal - Koordinat titik
- Tanpa panjang - Tanpa luasan
CONTOH: - Lokasi kecelakaan
- Letak pohon
FORMAT POLIGON
FORMAT PERMUKAAN
- Koordinat dengan titik - Area dengan koordinat awal dan akhir awal dan akhir sama vertikal - Mempunyai panjang - Mempunyai panjang/ - Area dengan tanpa luasan perimeter dan luasan ketinggian CONTOH:
CONTOH:
CONTOH:
- Jalan, Sungai - Utility
- Tanah persil - Bangunan
- Peta slope - Bangunan bertingkat 12
Data Deskriptif (Sumber: Purwadhi, 1997)
FORMAT TABEL
FORMAT LAPORAN FORMAT PERHITUNGAN FORMAT GRAFIK ANOTASI
- Kata-kata - Teks - Kode alfanumerik - Deskripsi - Angka-angka
- Angka-angka - Hasil
- Kata-kata - Angka-angka - Simbol
CONTOH: - Hasil proses - Indikasi - Atribut
CONTOH: - Jarak - Inventarisasi - Luas
CONTOH: - Nama obyek - Legend - Grafik/Peta
CONTOH: - Perencanaan - Laporan proyek - Pembahasan
13
Representasi Data Spasial Dengan Simbol (1) z
Simbol Titik z z
z
data kualitatif, kota: simbolnya bulat; gunung: simbolnya segitiga. data kuantitatif, populasi kota: angka besarnya populasi; tinggi gunung: angka tingginya gunung.
Simbol Garis z
z
data kualitatif, jalan: garis merah; sungai: garis biru; batas negara: garis hitam; sesuai dengan bentuk nyata atau khayal, pola atau karakteristik dari unsur yang diwakilinya. data kuantitatif: 1) merupakan gambaran unsur garis yang dapat menunjukkan unsur besaran secara sebanding, jalan tol: garis tebal, jalan kampung: garis tipis; 2) menghubungkan titik / tempat yang mempunyai kuantitas / nilai sama, contoh: garis kontur isobar menghubungkan tempat-tempat dengan tekanan udara yang sama; 3) garis dengan tanda arah / panah menyatakan arah gerakan, contoh: arah angin atau arah perpindahan penduduk.
Representasi Data Spasial Dengan Simbol (2) z
Simbol poligon atau area atau wilayah: data kualitatif, contoh: wilayah pertanian dan wilayah hutan lindung yang bisa dibedakan dengan memberi warna area tersebut dengan kuning dan hijau atau dengan deskripsi textual. Simbol area z data kuantitatif, contoh: peta kepadatan penduduk yang tingkat kepadatannya bisa dibedakan dengan warna yang makin gelap menyatakan makin padat atau dengan mencantumkan nilai / harga statistiknya. z
15
Spatial Query, Analysis & Data-Linking z
Dengan data spasial kita dapat melakukan analisa spasial untuk menjawab bentuk-bentuk pertanyaan: z
z
z
Berapa banyak penduduk yang tinggal di Surabaya? (Dapat dicari melalui data sensus) Berapa banyak penduduk yang berkendaraan mobil membutuhkan waktu hanya 10 menit ke stasiun? Lokasi mall terdekat dari posisi saya berdiri? dll. 16
Spatial Query, Analysis & Data-Linking z
Querying data using spatial criteria z
z
Prediction based on spatial patterns z
z
Kearah mana kira-kira luapan lumpur LUSI akan mengalir?
Site selection z
z
Berapa banyak sekolah yang berjarak 1 km antar sekolah?
Dimana lokasi sekolah terbaik untuk sekolah baru?
Allocation and accessibility z
Dimana cocok dibangun suatu lokasi pabrik industri? 17
Analisa Spasial z
Dengan analisa spasial, GIS mampu menjawab berbagai pertanyaan mengenai kondisi permukaan bumi, misal:
Attribute Questions: Propinsi mana saja yang memiliki jumlah penduduk lebih dari 1.5 juta jiwa?
Spatial Questions: Propinsi mana saja yang berbatasan dengan Saskatchewan?
18
Analisa Spasial Relasi data spasial dalam GIS: z Layer / coverage / theme (tema cakupan)
19
Analisa Spasial z
Pertanyaan data spasial dalam GIS:
What is at A and what is at B? (Ada apa di A dan ada apa di B?)
20
Analisa Spasial z
Pertanyaan data spasial dalam GIS:
How far is A from B? (Seberapa jauh antara A & B?
21
Analisa Spasial z
Pertanyaan data spasial dalam GIS:
How far is A from B by road? (Seberapa jauh antara A & B menurut jalan?)
22
Analisa Spasial z
Pertanyaan data spasial dalam GIS:
• Is A within 1 km of a station? (Apakah A berada dlm range 1 km dari stasiun?) • Is B? (Bagaimana dgn B?)
23
Analisa Spasial z
Pertanyaan data spasial dalam GIS:
• Are there spatial patterns? • Is A more like C than B? • Why is this?
24
Analisa Spasial z
Pertanyaan data spasial dalam GIS: • What happens if ?
25
‘features’ pada Dunia Nyata z z
Feature (fitur): objek2 yang berada didunia nyata. Ada dua jenis fitur, yaitu: z
Discrete feature, misal: z
z
Continuous feature, misal: z
z
z
Rumah, pulau, jalan, danau. Temperatur.
Discrete feature digambarkan dalam bentuk dua dimensi dan dapat disimpan langsung di komputer, sedangkan Continuous feature harus di konversikan ke bentuk discrete lebih dahulu. 26
Forest NonForest kenyataan
Representasi pada GIS
kadang-kadang perbedaan antara objek discrete dan continuous tidak jelas. 27
Field z Field:
nilai yang didefinisikan untuk semua lokasi. z Field: variabel yang digunakan untuk mendeskripsikan beberapa lokasi di/dekat dengan permukaan bumi. Spt: elevasi, land use, traffic flow, kepadatan populasi, dll. 28
Field
Raster grid 200
260
240 180
270
200 170 130
Regular point grid
220 250
Irregular points
Contour lines
29
Contoh Field z
Digital elevation models (DEMs) Elevation in Nepal
30
Topik 1. Representasi Dunia Nyata dalam GIS 2. Pemodelan Data GIS 3. Penyimpanan Data Atribut
31
GIS Data Modelling z
z z
Data Model : suatu cara dalam menggambarkan aspek dunia nyata (informasi geograsi) ke dalam komputer, dengan mengabstraksikan dari kondisi realita yang ada ke dalam bentuk yang mungkin. Object dan field discrete adalah bentuk dari model data ‘conceptual’. Dua tipe utama: z z
Model data raster Model data vector 32
Model Data Vector z
Objek data pada dunia nyata direpresentasikan sebagai: titik (point) : menunjukkan suatu lokasi z garis (line) : menghubungkan titik-titik z area/poligon (polygon) : luasan yg terdiri atas garis2 yg saling terhubung z
33
Model Data Vector #2
titik
garis
Area/poligon
Node Vertex
y
x 34
Representasi Model Data dengan Pendekatan Raster dan Vektor (Sumber: Purwadhi, 1997)
35
Representasi Data Spasial •
Secara eksplisit berbentuk struktur data raster: Atribut obyek dinyatakan dengan simbol / warna / tingkat keabuan yang merupakan nilai sel atau piksel
•
Secara implisit berbentuk struktur data vektor dengan bentuk topologi titik/garis/area(poligon): Atribut obyek dinyatakan dengan himpunan vektor yang menyatakan keterhubungan (relational) 36
Vektor & Raster z
Vektor : Points, lines dan polygons (spatial data) yg dihubungkan dgn atribut database (data atribut).
z
Raster : matriks baris dan kolom (pixels) dari posisi X & Y dgn informasi atribut dihubungkan pd tiap pixel.
37
Topik 1. Representasi Dunia Nyata dalam GIS 2. Pemodelan Data GIS 3. Penyimpanan Data Atribut
38
Penyimpanan Data Atribut Data atribut disimpan terpisah dari data koordinat z Tiap identitas dari fitur dapat dihubungkan dengan table atribut z
Table atribut untuk titik z Table atribut untuk garis z Table atribut untuk area z
z
Data atribut biasanya disimpan dalam database yang terpisah dari software GIS 39
Penyimpanan Data Atribut #3 Table atribut titik point id nama 1
2 3
z
room staff
1
RS G
200
145
2
RS B
120
85
3
RS H
310
130
Contoh penyimpanan data atribut untuk fitur yang berupa titik 40
Penyimpanan Data Atribut #2 Table atribut area
1
2 3
z
area id area
pop
HH
1
gbk
4583
1021
2
gbp
3927
761
3
klp
9271
2102
Contoh penyimpanan data atribut untuk fitur yang berupa area 41
Relasi Data Spasial & Atribut Lain
42
Redundancy Id 101 102 103 104 105 106 107
Province Merida Merida Merida La Paz La Paz La Paz La Paz
District P_Pop P_TFR D_Pop D_TFR Palma 214084 3.2 89763 3.4 S. Maria 214084 3.2 45938 2.9 Veralo 214084 3.2 78383 3.2 Bolo 397881 3.7 98302 3.9 Jose 397881 3.7 67352 4.2 Malabo 397881 3.7 102839 3.7 Chilabo 397881 3.7 129388 2.8
…
…
…
103 101 104 105 107 106
102
…
…
…
…
Menyimpan data provinsi dan data district dalam table yang sama adalah tidak efisien, karena data provinsi harus diulang untuk tiap district. 43
Penyimpanan Data Atribut #4 Masih ingat aturan database! z Dalam merancang database harus bebas adanya redundancy. z Menggunakan aturan database relational. z Proses untuk memisahkan beberapa variabel menjadi beberapa tabel disebut “normalisasi”. z
44
Id 101 102 103 104 105 106 107
District D_Pop D_TFR Palma 89763 3.4 S. Maria 45938 2.9 Veralo 78383 3.2 Bolo 98302 3.9 Jose 67352 4.2 Malabo 102839 3.7 Chilabo 129388 2.8
Province Merida Merida Merida La Paz La Paz La Paz La Paz
…
…
…
103 102 101
…
…
P_Pop P_TFR Province 397881 3.7 La Paz 214084 3.2 Merida …
…
…
104 105 107 106
Database relasional menyediakan efisiensi penyimpanan yang lebih baik 45
Penyimpanan Data Atribut #5 Pengelolaan data atribut sangatlah penting z Contoh Æ pada aplikasi GIS untuk socioeconomic, komponen data atribut biasanya jauh lebih besar dari pada komponen database. Misal: hanya ada sedikit provinsi, tetapi terdapat beratusratus variabel. z
46
Pertanyaan ?
47
