III. BAHAN DAN METODE 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan sejak bulan Agustus 2010 hingga bulan Maret 2011 di Laboratorium Penginderaan Jauh dan Informasi Spasial, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor.
3.2. Bahan dan Alat 3.2.1. Data Data spasial yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data spasial dari penelitian mahasiswa pascasarjana (Wibawa, 2006). Data spasial tersebut adalah peta-peta faktor erosi seperti peta erosivitas (R), peta erodibilitas (K), peta faktor panjang dan kemiringan lereng (LS), peta faktor pengelolaan tanaman dan peta faktor tindakan konservasi tanah (P) pada wilayah DAS Cikaso.
3.2.2. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Spesifikasi perangkat keras yang digunakan adalah Komputer Notebook dengan processor Core Duo @1.83GHz, RAM 2 GB, sedangkan perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian Perangkat Lunak 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
Windows XP SP2
Keterangan
Sistem operasi dimana aplikasi berjalan baik MapServer for Windows (MS4W) Aplikasi untuk mengembangkan SIG versi 2.3.1 berbasis web Ext JS 3.3.1 Framework OpenLayers-2.10 Framework GeoExt Framework Mapfish1.1. Framework Notepad ++ v5.0.3 untuk menuliskan script program aplikasi sistem PostgreSQL 8.4 dengan extension Media penyimpanan database spasial PostGIS 1.4.0 Mozilla Firefox 3.5.18 Browser atau peramban web, digunakan untuk menguji jalannya sistem SIG berbasis web yang akan dibangun ArcView 3.3 Perangkat lunak SIG berbasis desktop
17
3.3. Metode Penelitian Penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan, yaitu : (1) Eksplorasi perangkat lunak, (2) Perancangan desain sistem, (3) Implementasi dari desain sistem, (4) Pengujian sistem, (5) Pembuatan prototipe, (6) Uji coba perhitungan prediksi laju erosi dan (7) Perbandingan hasil perhitungan program prediksi laju erosi dengan perhitungan secara manual menggunakan overlay dan calculator pada ArcView. Secara keseluruhan tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Tahapan penelitian
18
3.3.1. Eksplorasi Perangkat Lunak Eksplorasi terhadap perangkat lunak bertujuan untuk memperoleh pengetahuan perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian. Eksplorasi perangkat lunak dilakukan dengan cara mempelajari dokumentasi perangkat lunak. Dokumentasi perangkat lunak berisi informasi cara mengunakan perangkat lunak tersebut.
3.3.2. Perancangan Desain Sistem Perancangan desain sistem terdiri dari perancangan fungsional, batasan sistem, perancangan antar muka, perancangan proses dan perancangan basis data. Perancangan desain sistem bertujuan untuk mendapatkan gambaran awal bentuk sistem yang akan dibangun sehingga memudahkan saat implementasi pembuatan sistem. Perancangan desain sistem dapat menjadi pertimbangan perangkat lunak pemilihan perangkat lunak dalam pengembangan sistem.
3.3.2.1. Perancangan Fungsional Sistem Perancangan fungsional sistem digambarkan dalam use case diagram dapat dilihat pada Gambar 4. Use case merepresentasikan sebuah interaksi antara manusia dengan sistem dan menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Sistem terdiri dari dua jenis pengguna yaitu Web Administrator dan pengguna umum. Administrator memegang hak akses penuh dari sistem dimana pengguna ini mempunyai tugas utama memanajemen data spasial dari sistem. Hanya administrator yang dapat melakukan upload data spasial dan melakukan analisis prediksi laju erosi untuk mencegah sistem menerima upload data spasial sembarang. Sementara, pengguna umum tidak dapat meng-upload data spasial kecuali telah terdaftar sebagai administrator. Pengguna umum dapat melihat peta, menambah dan menghapus layer, mengaktifkan dan menonaktifkan layer, mengatur skala peta, mengidentifikasi atribut layer, menampilkan legenda, dan mencetak layout peta dalam bentuk pdf area yang diinginkan.
19
Gambar 4. Use case diagram sistem informasi prediksi laju erosi berbasis web
3.3.2.2. Batasan Sistem Perancangan sistem dibatasi pada hal-hal berikut : 1. Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi menggunakan bahasa pemrograman PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language), JavaScript. Bahasa-bahasa pemrograman tersebut umum digunakan dalam pembuatan web. 2. Data input spasial dalam bentuk shapefile (*.shp), memiliki sistem proyeksi geografis WGS 1984.
20
3.3.2.3. Perancangan Desain Antarmuka Sistem ini menyajikan peta secara dinamis di halaman web dengan kerangka layout seperti Gambar 5. Header Toolbars
Menu
Peta
Indeks Peta
Gambar 5. Sketsa layout halaman web Keterangan : 1. Header, bagian yang biasanya berisi judul halaman 2. Toolbars, bagian ini terdiri dari fitur Zoom to extent, Zoom In, Zoom Out, Pan, Zoom to Previous Extent, Zoom to Next Extent, Identify, Legenda, Membuat poligon AOI, dan Hapus AOI. Uraian lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2. 3. Menu, terdiri dari pengaturan layer, analisis pendugaan erosi dan AIO Report. a) Menu pengaturan layer, berfungsi untuk memilih daftar layer yang aktif untuk disajikan pada peta. Selain itu pengguna juga dapat menambah atau menghapus layer pada peta. Data Spasial pada basis data PostgreSQL/PostGIS merupakan sumber data dari layer. Pengguna juga dapat melakukan penambahan data spasial ke basis data dengan cara meng-upload terlebih dahulu data vektor dengan format shapefile. Kemudian mengkonversinya ke bentuk format PostgreSQL.
21
b) Menu kedua yaitu program Analisis Pendugaan Erosi, metode perhitungan pendugaan erosi yang digunakan dalam pengembangan aplikasi ini adalah USLE. Syarat input data
masukan yaitu peta R
(Erosivitas Hujan), peta K (Erodibilitas), peta LS (Faktor Lereng), peta C (Faktor Tanaman), dan peta P (Faktor Pengelolaan) yang semua sudah terdapat dalam basis data. c) Menu AIO Report, berfungsi memilih area yang menjadi daerah kajian. Area yang dipilih dapat diproses menjadi layout peta dalam bentuk pdf. 4. Peta, berisikan tampilan data layer yang aktif 5. Indeks Peta, berisikan peta dalam ukuran lebih kecil 6. Keterangan, misalnya deskripsi tentang spesifikasi sistem yang mendukung kinerja aplikasi yang optimal.
Tabel 2. Toolbars Fungsi
Gambar
Zoom to extent
Kegunaan Mengatur skala peta ke skala awal
Zoom In
Memperbesar skala
Zoom Out
Memperkecil skala
Pan
Menggeser peta
Zoom to Previous Extent
Kembali ke skala sebelumnya
Zoom to Next Extent
Kembali ke skala sesudahnya
Identify
Memunculkan informasi salah satu atribut layer
Legenda
Memunculkan legenda layer
Membuat poligon AIO
Membatasi areal yang ingin dikaji
Hapus AIO
Menghapus poligon AOI
Login - Logout
Melakukan login dan out sebagai Administrator
22
3.3.2.4. Perancangan proses Upload Data Penambahan data spasial data memerlukan upload data spasial berupa file berformat shp. Selain menginput file dengan ekstensi shp, juga perlu input 3 file lainnya yaitu file dengan ekstensi dbf, dan shx.
Tahap upload data untuk
perhitungan pendugaan erosi dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Diagram alir proses upload data
23
Prediksi Laju Erosi Program perhitungan prediksi laju erosi berdasarkan metode USLE, sehingga inputnya merupakan parameter-parameter faktor erosi berbentuk data spasial yaitu peta faktor erosivitas hujan (R), peta faktor erodibilitas tanah (K), peta faktor lereng (LS), peta faktor tanaman (C), dan peta faktor pengelolaan (P). Lima peta tersebut dengan mengunakan perintah query dari PostgreSQL/PostGIS untuk melakukan proses tumpang tindih antar layer (Gambar 7). Mulai
Input data spasial R
Input data spasial K
Input data spasial LS
Input data spasial C
Input data spasial P
Overlay I
Hasil Overlay R+K
Overlay II
Hasil Overlay R+K+LS
Overlay III
Hasil Overlay R+K+LS+C
Overlay IV
A= RxKxLSxCxP
Prediksi Laju Erosi (A)
Selesai
Gambar 7. Diagram alir proses overlay bertahap
24
3.3.2.5. Perancangan Basis Data Perancangan basis data dilakukan dengan cara membuat tabel-tabel untuk menyimpan data yang dibutuhkan untuk menampilkan informasi pada aplikasi Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi. Tabel-tabel dibuat dalam perangkat lunak PostgreSQL. Tabel-tabel yang utama dibuat yaitu tabel desc_data, user_admin, geometry_columns dan spatial_ref_sys. Tabel desc_data merupakan tabel digunakan untuk menyimpan informasi deskripsi data spasial. Tabel user_admin merupakan tabel yang digunakan untuk menyimpan data pengguna untuk login dan logout. Tabel geometry_columns merupakan tabel yang berisi daftar nama tabel yang memiliki atribut spasial. Tabel spatial_ref_sys merupakan tabel yang berisi informasi sistem referensi spasial. Tabel geometry_columns dan spatial_ref_sys telah tersedia pada template basis data PostgreSQL yang sudah sudah memiliki instalasi ekstensi PostGIS. Struktur tabel-tabel utama yang dibuat dapat dilihat pada Tabel 3, Tabel 4, Tabel 5, dan Tabel 6. Tabel 3. Struktur tabel geometry_columns Nama Field
Tipe Data
Keterangan
f_table_catalog
character varying (256)
f_table_schema
character varying (256)
f_table_name
character varying (256)
f_geometry_column
character varying (256)
coord_dimension srid
integer integer
type
character varying (30)
Nama catalog tabel yang mengandung atribut spasial Nama skema tabel yang mengandung atribut spasial Nama tabel yang mengandung atribut spasial Nama kolom yang berisi informasi spasial Dimensi informasi spasial Id sistem referensi spasial dari koordinat tabel ini Tipe informasi spasial (point, linestring, polygon, multipoint, multilinestring, multipolygon, geometrycollection)
25
Tabel 4. Struktur tabel spatial_ref_sys Nama Field srid auth_name
Tipe Data integer character varying (256)
auth_srid
integer
srtext
character varying (2048)
proj4text
character varying (2048)
Keterangan Id sistem referensi spasial Nama standar sistem referensi yang disebut Id sistem referensi spasial dari auth_name Representasi WKT dan sistem referensi spasial Berisi definisi koordinat proj4
Tabel 5. Struktur tabel desc_data Nama Field id tname_desc
Tipe Data integer character varying (256)
description
text
Keterangan Id dari tabel desc_data Nama tabel yang memiliki atribut spasial Berisi deskripsi tentang layer
Tabel 6. Struktur tabel user_admin Nama Field user_id
Tipe Data integer
user_name
character varying (25)
pswd
character varying
Keterangan Id dari tabel user_admin Nama pengguna yang menjadi admin Password yang dienkripsi
Selain tabel-tabel tersebut, sistem ini akan diisi dengan tabel-tabel yang memiliki atribut spasial. Tabel tersebut berasal dari peta-peta seperti peta erosivitas (R), peta erodibilitas (K), peta faktor panjang dan kemiringan lereng (LS), peta faktor pengelolaan tanaman dan peta faktor tindakan konservasi tanah (P). input data spasial dapat dilakukan melalui aplikasi yang akan dibangun. Contoh struktur tabel yang memiliki atribut spasial dapat dilihat pada Tabel 7.
26
Tabel 7. Contoh struktur tabel erosivitas hujan yang memiliki atribut spasial Nama Field gid r the_geom
Tipe Data integer double geometry
Keterangan Id dari tabel Nilai faktor erosivitas Berisi informasi spasial (polygon)
3.3.3. Implementasi Implementasi merupakan pelaksanaan pembuatan sistem yaitu melakukan pemrograman komputer (coding) berdasarkan rancangan yang telah dibuat. Penulisan program dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak notepad++. Antarmuka utama dibuat dalam bentuk HTML. Antarmuka umum dibuat dengan framework ExtJS. Sedangkan antarmuka yang berhubungan dengan fungsional SIG dibuat dengan bantuan framework OpenLayers, GeoExt, Mapfish. Proses yang berhubungan dengan basis data menggunakan bahasa PHP.
3.3.4. Pengujian Sistem dan Prototipe Pengujian sistem dilakukan untuk memeriksa apakah sistem dapat berjalan sesuai dengan apa fungsionalitasnya
yang telah dirancang.
maka
dihasilkan
sebuah
Jika sistem telah berjalan prototipe.
Prototipe
dapat
dikembangkan lagi bila ingin ditambahkan fungsi baru di dalam sistem.
3.3.5. Uji Coba Perhitungan Prediksi Erosi dan Perbandingan Hasil Uji coba perhitungan prediksi erosi dilakukan dengan Prototipe Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi (SIMPLE) dan Arcview menggunakan data spasial yang sama. Perhitungan prediksi laju erosi dari ArcView menggunakan fitur Intersect untuk proses tumpang tindih 5 peta faktor erosi dan Map Calculator untuk mengisi nilai field laju erosi. Setelah prediksi laju erosi dihitung, kedua hasilnya dibandingkan dilihat dari statistiknya.
