Optimalisasi Web GIS dengan Metode Tiling

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 Id paper: SM102

321

Optimalisasi Web GIS dengan Metode Tiling Esthi Kurnia Dewi Pusat Pemanfaatan Penginderaan Jauh, LAPAN E-Mail: [email protected] Abstrak Indonesia adalah negara yang rawan bencana seperti letusan gunung berapi, gempa bumi, tsunami, banjir dan tanah longsor.Untuk mengurangi dampak bencana diperlukan monitoring, quick respon dan evaluasi.Teknologi penginderaan jauh didukung dengan kemajuan teknologi informasi yang pesat telah digunakan untuk menjawab masalah tersebut.Semua informasi terkait mitigasi bencana, pemantauan sumberdaya lingkungan darat dan laut diseminasikan menggunakan Peta Online atau Web GIS. Web GIS atau adalah media yang populer untuk distribusi dan pengolahan data secara online geo-spasial. Penyebaran Open Source GIS (Geographic Information Sistem) meningkat dari hari ke hari.Namun penambahan data dan peningkatan jumlah akses ke dalam Web GIS menjadi tantangan bagi penyedia Web khususnya untuk EGovernment.Web GIS dengan model statis tidak mampu merespon dengan cepat terhadap permintaan map dengan ukuran besar, daerah yang luas dan skala detail tinggi. Upaya yang dapat dilakukan adalah mengoptimalkan Web GIS dengan mengurangi lambatnya waktu respon dengan cara menjadikan layer map menjadi tiles, serta melakukan manajemen terhadap cache server. Penelitian ini menerapkan metode tiling untuk E-Government Sistem Pemantauan Bumi Nasional (SPBN) yaitu tile terhadap map maupun tile terhadap cacheserver. Hasil penelitian ini mampu meningkatkan waktu respon website dari semula butuh waktu paling lama 20 detik untuk sebuah map dipangkas sebanyak 74%. Kata kunci: Optimalisasi , Respon Time, Metode Tiling, Web GIS

1.

PENDAHULUAN

Sistem Informasi Geospasial telah menunjukkan manfaat diberbagai bidang seperti mitigasi bencana terkait banjir[1], berguna bagi pertanian[2], memantau lingkungan[3], membaca tren[4], pariwisata[5], merencanakan atau membuat tata kota [6] dan lain-lain.Pemimpin di berbaagai negara telah menggunakan GIS untuk meningkatkan alur kerja dan layanan mereka kepada warga. Indonesia juga memanfaatkan Informasi geografis untuk membantu pemerintah dalam membuat keputusan serta melayani kementerian, lembaga, daerah bahkan masyarakat secara langsung. Khususnya untuk merespon dengan cepat dan tepat pada saat terjadinya bencana alam seperti tanah longsor, banjir, tsunami, krisis lingkungan seperti kebakaran hutan, kecelakaan industry seperti lumpur, tumpahan minyak, ilegal fishing dan berbagai ancaman terhadap keamanan nasional. Perkembangan teknologi mengharuskan sistem Informasi Geospasial

ISBN: 979-26-0280-1

didiseminasikan dengan mudah dalam bentuk Web GIS. Web GIS standar dibangun menggunakan WMS (Web Map Services). Ciri khas Web Gis dalam menampilkan data spasial atau mapadalah menarik langsung dari server dengan tidak memperhitungkan banyaknya lapisan yang diminta. Padahal proses menampilkan data spasial atau map ini tidak bisa dipaksakan menarik dalam jumlah besar karena akan memperlambat waktu respon web. Hal ini berbanding terbalik dengan harapan pengguna akan Web GIS yang mudahdioperasikan, memiliki tampilan yang ramah, pengaksesan yang halus dan data cukup update atau mendekati near real time[7]. Pendekatan umum untuk meningkatkan waktu respon saat permintaan data spasial adalah dengan memotong map menjadi beberapa bagian kecil atau tiles.Metode pemotongan ini secara standar bisa dibuat dengan WMTS (Web Map Tile Service) atau di kenal dengan tiles tradisional.Pemotongan standar cukup bisa mengurangi beban server

322


namun waktu respon web masih lambat. Hal itu menjadi masalah yang saat ini dihadapi oleh Web Gis E-Government Sistem Pemantauan Bumi Nasional (SPBN). Pengguna harus menunggu lama waktu respon web.Padahal banyak informasi penting yang disampaikan khususnya terkait tanggap bencana titik panas kebakaran hutan yang terjadi saat ini. Dengan melihat fakta-fakta di atas, Penelitian ini ingin menganalisis penggunaan tiling pada open source web GIS, metode inimempertimbangkan tile static dan dynamic map. Untuk menganalisa digunakan metode matematika, data hasil testing, statistik hasil pengujian dan membandingkan beberapa metode yang telah berkembang untuk meningkatkan performa web gis. Penulis berharap analisis ini dapat meminimalkan waktu respon dan meningkatkan pelayanan E-Government Sistem Pemantauan Bumi Nasional (SPBN). Oleh karena itu penulis melakukan studi “Analisis Optimalisasi Web Gis Dengan Metode Tiling”. Penelitian ini diharapkan dapat membantu memecahkan masalah diatas.

2. DASAR TEORI Ada 2 cara pembuatan tile yaitu tilestandar (WMTS) dan tile dinamis. Pemotongan WMTS atau cara tradisional adalah memotong sebuah map menjadi bagian kecil (Gambar 1).

Gambar 1. Mekanisme WMTS Metode tiling adalah membuat peta menjadi bagian-bagian kecil (Gambar 2) untukmengurangi beban server saat mengambil data[10].

manajemen chance. Konsepnya adalahtidak menarik seluruh lapisan hanya sebagian kecil dari keseluruhan tile dan disimpan pada disk, sehingga mengurangi sumber daya yang diperlukan. Manajemen chace adalah strategi caching yang memungkinkan untuk melayani dengan performa tinggi dan dapat mendukung beberapa ribu permintaan per detik[11]. Berikut ini beberapa penelitian yang telah dilakukan untuk mengoptimalisasi Web GIS dengan tiles. Garcia, Ricardo[12] dalam penelitiannya mengusulkan sistem kecerdasan buatan yang memprediksi daerah mana dari katalog yang paling mungkin akan diminta dengan melihat darihistori permintaan terakhir. Daerah prioritas tersebut dapat digunakan sebagai acuan untuk tile prefetching sehingga tercapai populasi cache yang optimal. Li Riu[13] membahas cara menyeimbangkan beban untuk permintaan akses tile map berdasarkan korelasi spasial dan lokalitas spasial dalam pola akses tile untuk mencapai ekstraksi data yang cepat menggunakan web GIS berbasis Cloud Computing. Eitiveni,I[14], menerapkan tile pada map 33 provinsi di Indonesia yang ditampilkan di EGovernment. Garcia, Ricardo[15] menyatakan bahwa penggunaan tile cache pada map server berpengaruh significant terhadap response time web.Yesilmurat, S[16] menyatakan untuk menghasilkan response time yang cepat diperlukan management cache dan akan lebih optimal lagi jika dapat memprediksi permintaan pengguna dan secara otomatis cache menyesuaikan. Jadi, penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul " Optimalisasi Web Gis Dengan Metode Tiling". Tiling ini adalah penggabungan tile map dinamis dan tile cache. Penelitian ini diharapkan dapat membantu mengurangi lamanya waktu respon dan mengoptimalkan web EGovernment.

3. METODOLOGI

Gambar 2. Mekanisme Tiling Map Metode ini dipilih karena aksesnya secara dinamis dan digabungkan dengan

ISBN: 979-26-0280-1

Pemotongan metode tile peta didasarkan pada struktur model piramida dari peta, menentukan tingkat skala terbesar dari platform layanan peta dan menempatkan gambar peta dengan tingkat zoom terendah dan skala terbesar sebagai dasar piramida[9]..


323

Gambar 3. Pemotongan dalam tile map

Setiap tingkat zoom mewakili untuk yang sesuai skala peta. Langkah Pengujian Tile Map : Pertama, dicari terlebih dahulu kecepatan internet yang kita gunakan. Selanjutnya adalah waktu respon suatu web GIS terhadap permintaan pengguna. Hasil pengujian akan menganalisis response time dari tile map yang diperoleh hasil dari statis dan tile map dijelaskan melalui flowchart pada Gambar 4. Analisis tile cache dilakukan dengan melihat perilaku wms server saat menangani permintaan. Alat yang digunakan untuk uji coba adalah Apache benchmaker. Uji coba

ISBN: 979-26-0280-1

akan melibatkan 1-500.000 permintaan dan dibatasi dengan 1000 user. 1. Yang pertama run meminta gambar dengan ukuran file 256 x 256 px, khas WMS ukuran tile. 2. Kedua meminta gambar dengan ukuran file 800 x 600 px. Untuk tes dengan Mapserver Cache 33 tile diminta dengan masing-masing ukuran 256 x 256 px. Semua gambar peta yang diminta dalam format geotiff.Pengujian dilakukan dari 1 sampai 100 pengguna.

324


Gambar 4. Langkah–langkah untuk menganalisis response time untuk optimalisasi web GIS.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada analisis penerapan tile map untuk permintaan zoom in, zoom out tidak berdampak besar terhadap respon time web GIS. Walaupun jika dibandingkan dengan metode static, metode tile response time nya sedikit lebih cepat. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 1 dan gambar 4 untuk zoom in, tabel 2 untuk zoom out.Hasil uji coba menunjukkan bahwa untuk metode zoom in. Waktu respon untuk tile map dengan ukuran map yang kecil seperti Jakarta dan Kalimantan menunjukkan respon yang lebih cepat. Hasil dari T-Test menunjukkan Probabilitas 0.4127 dengan confidenence interval -4.06360 ke 8.93320 yang artinya hipotesis bahwa hasil non tile dengan tile map tidak sama. Terjadi pengurangan waktu respon web atau respon menjadi lebih cepat namun tidak signifikan.

ISBN: 979-26-0280-1

Tabel 1. Analisis response time untuk aktivitas zoom in. Riau

Kaltim

Jakarta

NTB

Papua

Static

15,345

7,325

7,525

14,564

17,905

Tile

10,252

6,025

6,125

12,997

15,091

Tabel 2. Analisis response time untuk aktivitas zoom out Riau

Kaltim Jakarta

NTB

Papua

Static

29,545

6,375

7,485

16,325

17,777

Tile

20,555

5,211

5,471

13,747

13,567

Hasil penggunaaan metode tile map untuk fitur zoom out. waktu respon untuk tile map dengan ukuran map yang besar menunjukkan respon yang lebih lama karena jumlah tilenya lebih banyak. Hasil dari TTest menyatakan besarnya probabilitas tile 0.4775 dengan interval -7.94031 ke 15.52271


(perbedaan pada respon waktu awal dan setelah tile map yang tidak signifikan).

325

diambil secara langsung, hal tersebut membuat cache server cepat penuh sehingga

Gambar 5. Analisis response time untuk aktivitas zoom in. Namun hasil ini berbeda dengan Eitiveni, I[16], yang dalam penelitiannya menyatakan penggunaan tile map signifikan berpengaruh terhadap response time untuk permintaan zoom in, zoom out dan panning.Hal ini dikarenakan pada penerapan metode tile map permintaan untuk menampilkan petayang ditangani server wms

response lama[17]. Belum ada manajemen untuk cache. Untuk mengoptimalkan tidak hanya data yang perlu diperhatikan namun cache serverjuga perlu dimanajemen dengan baik[17]. Metode tiling ini menggabungkan tile map dan manajemen cache.Manajemen cache adalah melakukan caching peta.

Gambar 6. Analisis response time untuk aktivitas zoom out

ISBN: 979-26-0280-1

326


Caching peta adalah mengambil salinan peta dengan berbagai skala peta yang akan dikirimkan jika ada permintaan. Penggunaan Metode Tiling yaitu tile map dan caching peta diuji dan hasilnya dapat dilihat dari Tabel 3 yaitu tes menggunakan apache brandmark untuk kinerja cache dengan metode tile dan non tile. Metode non tile adalah permintaan yang meningkat akan ditangani oleh system cache APC (Alternative PHP Cache). Metode tile mapserver adalah map tile disimpan dalam database server dan didalam cache. Mapserver tile ini dibuat dengan software sehingga menghasilkan tile ukuran 256 x 256 px.

6. DAFTAR PUSTAKA [1] Ahmad, N. dkk, “Flood Prediction and

[2]

[3]

Tabel 3. Hasil analisis dengan apache brandmark Cache

256x256

800x600

WMS Respon Time/req Req/sec [mean]

WMS Respon Time/req Req/sec [mean]

Non tile

50

12.600 ms

25

20.555 ms

Cache tile

2100

2600 ms

1570

5200 ms

Hasil dari pengujian sample untuk permintaan peta, penggunaan cache tile berdampak efektif memangkas waktu respon sebesar 74 % jika dibandingkan dengan cache yang tidak ditile. Namun perlu diingat tidak disarankan menggunakan cache APC (Alternative PHP Cache) karena tidak berdampak pada responsetime sehingga hasil cache tidak efektif. Hal ini disebabkan APC masih memiliki kekurangan yang mendasar, yaitu tidak semua peta dapat dibuat cache-nya[17].

[4]

[5]

[6]

5. KESIMPULAN Penggunaan metode tiling berdampak besar untuk meminimalkan waktu respon web semula butuh waktu paling lama 20 detik dipangkas sebesar 74%. Hal ini menunjukkan bahwa optimalisasi Web GIS dengan metode tiling, yaitu tilecache atau caching peta dan tile map berhasilmengurangi lamanya respon time.

ISBN: 979-26-0280-1

[7]

Disaster Risk Analysis using GIS based Wireless Sensor Networks”, J. Basic. Appl.Sci. Res., vol 3,no. 8, pp. 632-643. 2013. Balamurugan.M, Kalaiarasi.K, dan Arun P.S,“Agriculture Land Information System Using Web GIS”,IJIRSET,vol. 3,no. 6, pp. 13971-13976, 2014. A. K. Das, P. Prakash, C. Sandilya, S. Subhani, “Development of Web-Based Application for Generating and Publishing Groundwater Quality Maps Using RS/GIS Technology and P. Mapper in Sattenapalle, Mandal, Guntur District, Andhra Pradesh”,In ICT and CriticalInfrastructure: Proceedings of the 48th Annual Convention of Computer Society of India, 2014. Bunch, M.J,. T. Vasantha, R. Joseph, “Using Geographic Information Systems (GIS) For Spatial Planningand Environmental Management in India: Critical Considerations”. International Journal of Applied Science and Technology. vol. 2, no.2, 2012. Markos, Abel, “The Role Of “Web Gis’’ InThe Development Of Tourism – In The Case Of Bahir Dar Town And Its Surroundings”,.Journal of Radix International Educational and Research Consortium,vol. 3, no. 11, 2014. Yannawar V.B,. dkk., “Monitoring Physical Growth Of Nanded City By Using Geoinformatics Techniques”, Researcher, vol. 5, no 2, 2013. Yang, C., Wu, H., Huang, Q., Li, Z., Li, J., Li, W & Sun, M. WebGIS performance issues and solutions. Advances in Web-based GIS. Mapping Services and Applications, pp. 121– 138, 2011.


[8] Yang,

Chaowei,. dkk.,. WebGIS performance issues and solutions. Advances in Web-based GIS. Mapping Services and Applications – Li, Dragic evic & Veenendaal. Li ISPRS : 121-138. 2011. [9] Liu, H. dan Y. Nie. Tile-based map service GeoWebCache middleware. Procidingof the IEEE International Conference on Intelligent Computing and Intelligent System, pp : 692-697. 2010. [10] Elias Ioup John T. Sample., Tile-Based Geospatial Information Systems, Principles and Practices. Springer Science+Business Media, LLC, Boston, MA, online-ausg. Edition. 2010. [11] Qin X., Zhang W., Wang W., Wei J., Zhong H., & Huang T. On-line Cache Strategy Reconfiguration for Elastic Caching Platform: A Machine Learning Approach. In: IEEE 35th Annual Computer Software and Applications Conference . pp. 523–534. 2011. [12] Garcia, R.dkk., A neural network based intelligent system for tile prefetching in web map services. Elsevier Expert Systems with Applications .Vol 40pp:4096–4105. 2013.

ISBN: 979-26-0280-1

327

[13] Li, R,. Wei F,. Huayi W,. dan Qunying

H. A replication strategy for a distributed high-speed caching system based on spatiotemporal access patterns of geospatial data. Computers, Environment and Urban Systems. Elsevier. 2014. [14] Eitiveni, Imairi. dan Dana Indra Sensuse. Implementation of Tile Based Geographic Information System in Indonesia E-Government. IJCSI International Journal of Computer Science Issues, Vol. 9, Issue 5, No 2.2012. [15] Garcia, R.dkk., A Descriptive Model Based on the Mining of Web Map Server Logs for Tile Prefetching in a Web Map Cache. International Journal Of SystemsApplications, Engineering & Development. Issue 4. Volume 5 :469 476. 2013. [16] Yesilmurat, S. dan Veysi I., 2012. Retrospective adaptive prefetching for interactive Web GIS applications. Geoinformatica. vol 16. Pp :435–466 [17] Auriza Rahmad Akbar, Hari AgungAdrianto., 2012. Peningkatan Kinerja Server Aplikasi Web GIS Berbasis PostgreSQL dan MapServer.. Jurnal IlmuKomputer AgriInformatika,vol. 1,no. 2, pp: 45-51

Optimalisasi Web GIS dengan Metode Tiling

Recommend Documents