II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Erosi Erosi adalah peristiwa berpindahnya atau terangkutnya tanah atau bagianbagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh suatu media alami. Pada peristiwa erosi, tanah atau bagian-bagian tanah pada suatu tempat terkikis dan terangkut yang kemudian diendapkan di tempat
lain. Pengikisan dan
pengangkutan tanah tersebut terjadi oleh media alami yaitu air dan angin (Arsyad, 2006). Besarnya erosi diduga dengan menggunakan persamaan USLE (Universal Soil Loss Equation) yang dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith (1978). USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi erosi rata-rata jangka panjang dari erosi lembar atau alur di bawah keadaan tertentu (Arsyad, 2006). Persamaan tersebut adalah A = R.K.LS.C.P …………………………………(1) Dimana, A = banyaknya tanah yang tererosi (ton/ha/th), R = faktor erosivitas hujan, K = faktor erodibilitas tanah, LS = faktor panjang dan kemiringan lereng, C = faktor pengelolaan tanaman, P = faktor tindakan konservasi tanah.
2.1.1. Erosivitas Hujan Kemampuan hujan untuk menimbulkan atau menyebabkan erosi dinamai daya erosi hujan atau erosivitas hujan. Indeks erosivitas hujan adalah pengukur kemampuan suatu hujan untuk menimbulkan erosi. Indeks erosivitas hujan adalah EI30, karena berkorelasi sangat erat dengan besarnya erosi yang terjadi. Nilai EI30 merupakan perkalian energi kinetik hujan dan intensitas selama 30 menit. (Arsyad, 2006). Faktor erosivitas hujan yang digunakan dalam USLE yaitu:
4
R=
EI30 100
............................................................(2)
dimana E = Energi kinetic (joule/m2/mm) I30 = Intensitas hujan 30 menit maksimum. Nilai E dihitung dari pencatatan hujan pada kertas pias dengan rumus (Wischmeir dan Smith, 1978) : E = 210 + 89 log I…….…………………………..(3) Dimana I= Intensitas hujan (cm/jam). Menurut Bols (1978) dalam Arsyad (2006) nilai EI30 dapat dihitung berdasarkan jumlah hujan bulanan, jumlah hari hujan bulanan dan hujan maksimum selama 24 jarn pada bulan itu. Persamaan Bols (1978) dinyatakan sebagai berikut: EI30 = 6,119 R1,211 x N-0,474 xM0,536………………………(4) dimana EI30 adalah Indeks erosivitas hujan R adalah curah hujan bulanan rata-rata (cm), N adalah jumlah hari hujan bulanan rata-rata pada bulan tertentu (cm) dan M adalah curah hujan harian rata-rata maksimum bulan tersebut (cm). Lenvain, 1975 dalam Bols, 1978 mendapatkan hubungan antara EI30 dengan curah hujan bulanan sebagai berikut: EI30 = 2,21R1,36 ………………………………….(5) Apabila sulit mendapatkan data maka cara lain untuk mendapatkan nilai faktor erosivitas hujan adalah dapat digunakan peta Iso-erodent yang dibuat oleh Bols pada tahun 1978.
2.1.2. Erodibilitas Tanah Faktor erodibilitas tanah atau kepekaan erosi tanah didefinisikan sebagai besarnya erosi per satuan indeks erosi hujan untuk suatu tanah dalam keadaan standar. Tanah dalam keadaan standar adalah tanah terbuka tidak ada vegetasi penutup sama sekali, terletak pada lereng 9% dengan bentuk lereng yang seragam dan panjang lereng 72,6 kaki atau 22 m (Arsyad, 2006). Faktor Erodibilitas dapat dihitung dengan persamaan (Wischmeir dan Smith, 1978) : 100 K = 1,292 [2,1 M1,14 x 10-4 (12-a) + 3,25 (b-2) + 2,5(c-3) ]………(6)
5
dimana M adalah (persentasi pasir sangat halus dan debu) x (100-persentasi liat), a adalah persentasi bahan organic, b adalah kode struktur tanah dan c adalah kelas permeabilitas tanah .
2.1.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) adalah rasio antara besarnya erosi dari sebidang tanah dengan panjang lereng dan kecuraman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik terletak pada lereng dengan panjang 22 meter dan kecuraman 9 %. Nilai LS dapat dihitung dengan persamaan berikut (Arsyad, 2006) : LS =
(0.0138 + 0,00965
+ 0,00138
)………..….(7)
dimana x adalah nilai faktor kemiringan lereng dalam persen dan s adalah panjang lereng dalam meter.
2.1.4. Faktor Pengelolaan Tanaman dan Faktor Tindakan Konservasi Tanah Faktor pengelolaan tanaman (C) adalah nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang bertanaman dengan pengelolaan tertentu terhadap besarnya erosi tanah yang tidak ditanami dan diolah bersih. Faktor ini mengukur pengaruh bersama jenis tanaman dan pengelolaannya. Faktor Tindakan Konservasi Tanah (P) adalah nisbah besarnya erosi dari tanah dengan suatu tindakan konservasi tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah menurut arah lereng (Arsyad, 2006).
2.2. Sistem Informasi Geografis (SIG) Sistem Informasi Geografi (SIG) atau Geographic Information System (GIS) adalah suatu sistem informasi yang dirancang untuk bekerja dengan data yang bereferensi spasial atau berkoordinat geografi atau dengan kata lain suatu SIG adalah suatu sistem basis data dengan kemampuan khusus untuk menangani data yang bereferensi keruangan (spasial) bersamaan dengan seperangkat operasi kerja (Barus dan Wiradisastra, 2000).
6
Menurut Barus dan Wiradisastra (2000), Sistem Informasi Geografis merupakan alat yang handal untuk menangani data spasial. Dalam SIG, data dipelihara dalam bentuk digital. Sistem ini merupakan suatu sistem komputer untuk menangkap, mengatur, mengintegrasi, memanipulasi, menganalisis dan menyajikan data yang bereferensi ke bumi. Komponen utama SIG dapat dibagi ke dalam 4 kelompok, yaitu perangkat keras, perangkat lunak, organisasi (manajemen), dan pemakai. Dalam kerangka kerja SIG, data dibagi menjadi dua kategori, data spasial dan data tekstual (atribut). Data spasial merupakan data yang memiliki informasi lokasi atau data yang bereferensi geografis dan data atribut merupakan data yang memiliki informasi fitur spasial (Kang, 2002). Shapefile menyimpan lokasi geografis berupa informasi atribut titik (point), garis (line), dan poligon (polygon). Bentuk geometri yang tersimpan adalah dalam bentuk koordinat vektor. Format ini adalah format yang dikeluarkan oleh Environmental System Resource Institute (ESRI) yang merupakan salah satu vendor SIG terkemuka (Kang, 2002). ESRI shapefile terdiri atas: 1. Main file (.shp) Merupakan file yang dapat diakses secara langsung dan panjang dari record variabel dalam file mendeskripsikan bentuk verteksnya 2. Index file (.shx) Pada file indeks, tiap record terdiri atas proses cetakan offset yang berhubungan dengan record file utama. 3. Tabel dBASE (.dbf) Pada tabel dBASE terdapat fitur atribut dengan record pada setiap fiturnya. SIG memerlukan basis data yang mampu mengolah baik data spasial maupun data atribut. Aplikasi SIG intensif yang mendukung volume data yang besar perlu didukung oleh basis data yang handal, berkinerja tinggi, serta mudah dalam perawatan dan pengembangan.
7
2.2.1. PostgreSQL dan PgAdmin III PostgreSQL merupakan sebuah Object-Relational Database Management System (ORDBMS) berdasarkan pada PostgreSQL Versi 4.2 yang dikembangkan di Universitas California pada Berkeley Computer Science Department. PostgreSQL sebagi pelopor bagi banyak perangkat lunak DBMS lain yang kemudian menjadi komersial (PostgreSQL Global Development Group, 2009). PostgreSQL memiliki lisensi GPL (General Public License) dan oleh karena itu PostgreSQL dapat digunakan, dimodifikasi dan didistribusikan oleh setiap orang tanpa perlu membayar lisensi (free of charge) baik untuk keperluan pribadi, pendidikan maupun komersil. PostgreSQL merupakan DBMS yang opensource yang mendukung bahasa SQL secara luas dan menawarkan beberapa fiturfitur modern seperti :
Complex Queries
Foreign Keys
Triggers
Views
Transactional Integrity
Multiversion Concurrency Control Selain itu, PostgreSQL telah mendukung teknologi lama dengan
menambahkan fitur- fitur baru pada :
Data Types
Functions
Operators
Aggregate Functions
Index Methods
Procedural Languages PgAdmin merupakan aplikasi atau interface basis data postgreSQL yang
dapat digunakan untuk melakukan desain dan manajemen secara komprehensif, selain itu pgAdmin juga tersedia dalam versi Windows dan Linux. PgAdmin menggunakan lisensi Artistic License yang tetap dapat digunakan dan
8
disebarluaskan secara gratis. Koneksi ke postgreSQL dibuat dengan menggunakan native libpg library. PgAdmin juga dapat dilengkapi dengan pgAgent untuk mengatur penjadwalan proses dan Slony-I Support untuk mendukung proses replikasi master-slave (PgAdmin Development Team, 2009).
Gambar 1 Tampilan utama PgAdmin III Pada halaman utama pgAdmin III, akan ditampilkan struktur basis data dan detail setiap object yang ada di dalamnya, sehingga hampir semua pengelolaan basis data dapat dilakukan dari pgAdmin secara komperehensif. Beberapa tool dalam pgAdmin yang dapat digunakan antara lain : 1. Control server, digunakan untuk melihat status server basis data, menjalankan dan menghentikan service server basis data. 2. Export Tool, digunakan untuk melakukan ekspor data dari Query Tool. 3. Edit Grid, digunakan untuk menampilkan dan mengubah data dalam tabel yang dipilih. 4. Maintenance, digunakan untuk melakukan perawatan basis data, seperti menjalankan task, statistik, clean up data dan melakukan indexing. 5. Backup, digunakan untuk melakukan backup basis data
9
6. Restore, digunakan untuk mengembalikan hasil dari data backup. 7. Grant Wizard, digunakan untuk memberikan privileges user atau grup user terhadap obyek tertentu. 8. Server status, untuk menampilkan informasi status server termasuk jumlah user yang sedang terhubung dan log server. 9. Options, digunakan untuk mengkonfigurasi pgAdmin.
2.2.2. PostGIS PostGIS adalah satu struktur data spatial yang diimplementasikan pada web server PostGreSQL (Refraction Research Inc., 2005). PostGIS ini mendukung semua fungsi dan objek yang didefinisikan oleh OpenGIS, yaitu Simple Features for SQL specification (Anderson, 2003). PostGIS didesain untuk mengimplementasikan SQL 92 untuk jenis data geometri pada PostGreSQL. Dengan demikian, dimungkinkan menggunakan berbagai fungsi spasial yang ada pada PostGIS (Mitchell, 2005). Perintah spasial yang telah diimplementasikan berjumlah lebih kurang 600 perintah (Refraction Research Inc., 2005). PostGIS versi 0.1 yang dikeluarkan pada tahun 2001 mendukung tipe data objek spatial dan metode pengindekan objek spatial: GiST. Menurut (Mitchell, 2005) PostGIS menyediakan berbagai fasilitas di antaranya adalah: 1. Definisi abstract Data Type untuk objek spasial sesuai dengan spesifikasi OpenGIS Consortium. 2. Dukungan terhadap format WKT (Well Known Text) dan WKB (Well Known Binary). 3. Metode pengindekan GiST yang sesuai untuk objek spasial. 4. Dukungan akses aplikasi melalui JDBC. PostGIS merupakan ekstensi dari PostgreSQL Database Management System. Dengan menambahkan PostGIS pada Postgre SQL, maka basis data ini akan memiliki kemampuan dalam menyimpan data spasial seperti data jarak, wilayah, negara, persimpangan dan khususnya tipe data geometri ke dalam basis data sebagai data letak suatu objek pada peta (Budiawan, 2010).
10
2.2.3. OpenGIS Standar OpenGIS "Simple Features Specification for SQL" mendefinisikan tipe standar objek SIG fungsi-fungsi yang diperlukan untuk memanipulasi dan menetapkan tabel metadata dengan maksud menjaga kekonsistenan metadata. Operasi membuat dan menghapus kolom spasial dilakukan menggunakan prosedur yang didefinisikan oleh OpenGIS (Refraction Research Inc., 2005). Ada dua tabel meta-data OpenGIS yaitu
spatial_ref_sys dan
geometry_columns. Tabel spatial_ref_sys menyimpan ID numerik dan deskripsi tekstual dari sistem koordinat yang digunakan dalam database spasial. Tabel spatial_ref_sys adalah tabel yang disertakan dalam PostGIS dan tabel database yang mengacu pada OGC yang berisi lebih dari 3000 sistem referensi
spasial
yang
dikenal
dan
rincian
yang
dibutuhkan
untuk
mentransformasi/reproject antar sistem referensi. Beberapa sistem referensi spasial yang umum digunakan adalah: 4326 WGS 84 Lat Long, 4269 - NAD 83 Long Lat, 3395 - WGS 84 World Mercator, 2163 - US National Atlas Equal Area, sistem referensi spasial untuk masingmasing NAD 83, WGS 84 UTM zona - zona UTM adalah salah satu yang paling ideal untuk pengukuran, tetapi hanya mencakup region 6-derajat.
2.3. Web Mapping Web mapping system adalah sebuah sistem yang digunakan untuk memadukan kekuatan SIG sebagai sebuah alat bantu yang canggih, terutama dalam menangani analisis secara keruangan dengan kekuatan internet sebagai media penyimpanan informasi. Setiap objek pada peta digital disimpan sebagai sebuah atau sekumpulan koordinat (Mitchell, 2005). Kelebihan web mapping adalah:
Peta dapat dimodifikasi tanpa harus memulainya dari awal, karena peta disimpan sebagai layer yang nyata pada file sebuah di komputer.
Peta yang interaktif mengizinkan pengguna untuk melihat area atau wilayah yang diinginkan.
11
Pembuat peta tidak mengetahui informasi peta apa yang diinginkan oleh pengguna untuk dilihat, tetapi memberikan kebebasan pengguna untuk memilih peta yang ingin ditampilkan.
Pembuat peta digital dapat memfokuskan bagaimana menampilkan informasi terbaik daripada memfokuskan dengan detail area atau wilayah tertentu di dunia pada peta.
2.3.1. Mapserver Mapserver merupakan aplikasi opensource yang digunakan untuk menampilkan data spasial atau peta melalui web. Aplikasi Mapserver dapat mengolah data SIG dalam format raster maupun vektor (Kropla, 2005). Sebuah aplikasi Mapserver sederhana mempunyai komponen sebagai berikut :
Mapfile, merupakan file yang menyimpan berbagai konfigurasi untuk menggambarkan data spasial dan atribut dari shapefile ke dalam bentuk halaman web (Mitchell, 2005). Mapfile mendefinisikan sekumpulan obyek peta sekaligus membedakan bentuk dan sifat peta yang akan ditampilkan pada browser. Walaupun data geografisnya sama, aplikasi yang menggunakan mapfile berbeda dapat menampilkan peta yang berbeda pula, sesuai dengan interaksi dengan pengguna (Kropla, 2005). Mapserver dapat menggunakan banyak jenis data geografis. Default formatnya adalah ESRI shapefile.
Halaman HTML, interface antara user (pengguna) dan Mapserver. Pada umumnya berdiri pada web root. Dalam bentuk sederhana, Mapserver digunakan untuk menempatkan sebuah gambar peta statis pada halaman web. Untuk membuat peta yang interaktif, gambar ditempatkan pada sebuah bentuk HTML. Bentuk umum arsitektur aplikasi berbasis peta di web dapat dilihat
pada Gambar 2 (Nuryadin, 2005). Interaksi antara klien dengan server berdasar skenario
request
dan
respon.
Web
browser
di
sisi
klien mengirim
request ke server web. Karena server web tidak memiliki kemampuan pemrosesan
peta,
maka
request
berkaitan
dengan pemrosesan peta akan
diteruskan oleh server web ke server aplikasi dan MapServer. Hasil pemrosesan
12
akan dikembalikan lagi melalui server web, terbungkus dalam bentuk file HTML atau applet.
Gambar 2. Arsitektur umum aplikasi peta berbasis web (Hadikusuma, 2005) Arsitektur
aplikasi
pemetaan
di
web
dibagi
menjadi
dua
pendekatan sebagai berikut :
Pendekatan Thin Client Pendekatan ini menfokuskan diri pada sisi server. Hampir semua proses dan analisis data dilakukan berdasarkan request di sisi server. Data hasil pemrosesan kemudian dikirimkan ke klien dalam format standar HTML, yang di dalamnya terdapat file gambar dalam format standar (misalnya GIF, PNG atau JPG) sehingga dapat dilihat menggunakan sembarang web browser. Kelemahan utama pendekatan ini menyangkut keterbatasan opsi interaksi dengan user yang kurang fleksibel.
Pendekatan Thick Client Pada
pendekatan
ini,
pemrosesan
data
dilakukan
di
sisi
klien
menggunakan beberapa teknologi seperti kontrol ActiveX atau applet. Kontrol ActiveX atau applet akan dijalankan di klien untuk memungkinkan web browser dengan format data yang
tidak dapat ditangani oleh web
browser dengan kemampuan standar. Dengan adanya pemrosesan di klien, maka transfer data antara klien dengan web server akan berkurang.
13
MapServer menggunakan pendekatan thin client. Semua pemrosesan dilakukan di sisi server. Informasi peta dikirimkan ke web browser di sisi klien dalam bentuk file gambar (JPG, PNG, GIF atau TIFF).
2.3.2. ExtJS ExtJS adalah sebuah library (framework) Javascript yang powerfull yang dapat menyederhanakan pembuatan aplikasi web berbasis AJAX. Selain mempermudah proses request dan response secara asynchronous, ExtJS juga menyediakan komponen-komponen yang bisa kita gunakan untuk membangun antarmuka aplikasi web. Komponen-komponen yang disediakan juga sangat banyak seperti tombol, grid, tab, tree, menu dan lainnya. ExtJS dapat dijalankan pada semua web browser yang populer saat ini dengan tampilan yang sama antar browser (cross browser). Beberapa web browser yang mendukung ExtJS diantaranya adalah (Sencha, 2011):
Internet Explorer versi 6 keatas
Mozilla Firefox versi 1.5 keatas
Apple Safari versi 2 keatas
Opera versi 9 keatas
2.3.3. OpenLayers OpenLayers merupakan sebuah library aplikasi berbasis javascript untuk menampilkan data peta pada web browser sehingga tidak tergantung pada web server yang digunakan. OpenLayers mengimplementasikan JavaScript API yang digunakan untuk membangun aplikasi GIS berbasis web. OpenLayers mirip dengan Google Maps and MSN Virtual Earth API, dengan satu perbedaan penting yaitu OpenLayers adalah perangkat lunak gratis, yang dikembangkan untuk dan oleh komunitas perangkat lunak open source. OpenLayers membuat mudah untuk menempatkan sebuah peta dinamis dalam setiap halaman web. OpenLayers telah dikembangkan untuk penggunaan informasi geografis dari segala jenis. OpenLayers bersifat bebas atau open source
14
JavaScript, dirilis di bawah lisensi BSD-style (juga dikenal sebagai BSD Clear) (Edgewall Software, 2011).
2.3.4. GeoExt GeoExt adalah sekumpulan komponen dan kelas data utilitas
yang
memberikan fungsionalitas terkait peta dengan kelas yang setara dalam Ext. Dokumen-dokumen
referensi
API
(Application
Programming
Interface)
merupakan properti, metode, dan event yang menjadi ekstensi atau modifikasi dalam kelas-kelas Ext Parent. Dokumentasi setiap kelas berisi link ke kelas Ext Parent, dan untuk gambaran lengkap dari API, penting untuk memiliki salinan dari Dokumentasi API Ext. Kelas GeoExt biasanya dikonfigurasi dengan objek OpenLayers. Detail mengenai metode dan properti yang disediakan oleh objek-objek ini, dapat dilihat pada Dokumentasi OpenLayers API (GeoExt Community, 2011).
2.3.5. Mapfish MapFish adalah framework fleksibel dan lengkap untuk membangun aplikasi web pemetaan. MapFish menyediakan beberapa tool khusus untuk membuat web service yang memungkinkan query dan mengedit objek geografis. MapFish juga menyediakan RIA (Rich Internet Application) berorientasi JavaScript toolbox lengkap, lingkungan pengujian JavaScript, dan alat untuk mengompresi
kode
JavaScript.
Toolbox
JavaScript
terdiri
dari ExtJS,
OpenLayers, GeoExt JavaScript toolkit. MapFish kompatibel dengan standar Open Geospatial Consortium. Hal ini dicapai melalui OpenLayers atau GeoExt mendukung beberapa norma OGC, seperti WMS, WFS, WMC, KML, GML dan lain-lain. MapFish adalah open source, dan didistribusikan di bawah lisensi BSD (Camptocamp, 2009).
2.3.6. Google Maps Google Maps memberikan sebuah jasa peta globe virtual gratis dan online dengan menyediakan peta dan gambar satelit yang dapat diintegrasikan di dalam
15
sistem yang sebelumnya telah terdaftar. Google Maps mengizinkan pengguna untuk mengubah atau menambah fitur yang disediakan sehingga dapat mempermudah pengguna untuk memvisualisasikan data spasial yang ada (Pimpler, 2009).
