PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI PREDIKSI LAJU EROSI BERBASIS WEB. Ikhsan Aditya Wardana A

PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI PREDIKSI LAJU EROSI BERBASIS WEB

Ikhsan Aditya Wardana A14051776

MAYOR MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

SUMMARY IKHSAN ADITYA WARDANA. Development of Web Based Information System for Prediction of Erosion Rate. Supervised by MUHAMMAD ARDIANSYAH and WIDIATMAKA. Erosion is one of the parameters for the assessment of degraded land and the information of erosion in an area can be used as guidelines for land rehabilitation. The erosion can be predicted within Web-GIS which is integrated in the internet. The objectives of this study are to develop a Web-GIS based information system for predicting the rate of erosion, and to validate the system to calculate the rate of erosion in selected region. The system is built using open source software Mapserver and PostreSQL /PostGIS as Database Management System Software (DBMS) to store the spatial database. The programming language used in the development of the system includes PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language) and Javascript. Framework ExtJS, OpenLayers, GeoExt and Mapfish is used to help creating the common functions and web interface. The Web based information system fot predicting the rate of erosion is designed to run in browser which is connected the internet network. The system has a feature to calculate the erosion rate predictions by performing spatial data intersection of erosion factors. In addition the system can upload spatial data for sharing data. The Web-GIS based information system was tested using spatial data from Cikaso Watershed. The result showed that the average erosion rate calculated using PostgreSQL/PostGIS is relatively similar with the manual calculation in amount of 68 tons/ha/year.

RINGKASAN IKHSAN ADITYA WARDANA. Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi Berbasis Web. Di bawah bimbingan MUHAMMAD ARDIANSYAH dan WIDIATMAKA.

Erosi merupakan salah satu parameter untuk penilaian kekritisan suatu lahan. Informasi besarnya laju erosi di suatu lahan dapat dijadikan pedoman untuk melakukan rehabilitasi lahan. Laju erosi dapat diprediksi dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Interaksi antara USLE dan SIG mampu memprediksi laju erosi secara spasial. Internet memiliki potensi untuk menyebar luaskan informasi erosi spasial dengan mengintegrasikan SIG dengan internet. Penelitian ini dilakukan secara terintegrasi untuk membangun webgis untuk memprediksi laju erosi. Sistem ini dibangun menggunakan perangkat lunak (software) open source MapServer dan PostreSQL/PostGIS sebagai perangkat lunak DBMS (Database Management System) untuk menyimpan basis data (database) spasial. Bahasa pemrograman yang dipakai dalam penyusunan sistem antara lain PHP (PHP Hypertext Preprocessor), HTML (HyperText Markup Language) dan Javascript. Untuk mempermudah pembuatan fungsi-fungsi umum antarmuka web digunakan framework ExtJS, OpenLayers, GeoExt dan Mapfish. Sistem informasi laju prediksi erosi yang disusun dapat berjalan dalam web browser yang terhubung jaringan internet. Sistem memiliki program untuk menghitung prediksi laju erosi dengan cara melakukan intersection data spasial faktor-faktor erosi. Selain itu sistem dapat melakukan upload data spasial yang berguna sebagai data sharing. Prediksi laju erosi diuji menggunakan data spasial faktor erosi dari DAS Cikaso. Rata-rata laju erosi hasil perhitungan menggunakan PostgreSQL/PostGIS dan perhitungan secara manual relatif sama yaitu sebesar 68 ton/ha/tahun.

PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI PREDIKSI LAJU EROSI BERBASIS WEB

IKHSAN ADITYA WARDANA A14051776

Skripsi

sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

MAYOR MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

Judul Penelitian Nama Mahasiswa

: Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi Berbasis Web : Ikhsan Aditya Wardana

Nomor Pokok

: A14051776

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I,

Dr. Ir. Muhammad Ardiansyah NIP. 19630604 198811 1 001

Dosen Pembimbing II,

Dr. Ir. Widiatmaka, DAA NIP. 19621201 198703 1 002

Mengetahui, Ketua Departemen,

Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc NIP. 19621113 198703 1 003

Tanggal lulus : ............................

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Jakarta, pada tanggal 4 Juli 1987. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan bapak Suprabudi dan ibu Yulie. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 1999 di SDN Pancoran Mas, kemudian pada tahun 2002 menyelesaikan studi di SMP Negeri 1 Depok. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 3 Depok dan lulus pada tahun 2005. Pada tahun 2005, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru) dan pada tahun 2006 diterima di Mayor Manajemen Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama menjalani pendidikan perguruan tinggi, penulis berkesempatan menjadi asisten praktikum Geomorfologi dan Analisis Lanskap (2008-2009), asisten praktikum Sistem Informasi Geografi (2008-2009) dan asisten praktikum Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra (2009-2011). Selain itu penulis juga pernah berkesempatan menjadi Panitia Seminar dan Lokakarya Nasional “Geomatika-SAR Nasional”.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan keridhoan-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam penulis curahkan kepada bimbingan Nabi Besar Muhammad SAW, yang telah membimbing seluruh umat manusia. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Dalam penulisan skripsi ini banyak sekali hambatan dan halangan yang mungkin tidak dapat saya jalani sendiri. Dukungan serta dorongan moral maupun spiritual dari berbagai pihak begitu besar, sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu penulis ucapkan terimakasih kepada : 1. Dr. Ir. Muhammad Ardiansyah selaku dosen pembimbing pertama yang telah memberikan bimbingan, pengajaran, dan nasihat selama penelitian dan penulisan skripsi. 2. Dr. Ir. Widiatmaka selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan masukan dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi. 3. Dr. Khursatul Munibah atas kesediaannya sebagai dosen penguji dan memberikan banyak masukan dalam penulisan skripsi. 4. Dr. Suwarno selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan nasihat kepada penulis selama masa perkuliahan. 5. Keluarga yang paling saya sayangi, mama dan papaku tercinta yang selalu memberikan semangat serta doa yang tiada hentinya mengalir. 6. Kak Beni atas bantuannya dalam mempelajari pembuatan Web-GIS dan Gito teman seperjuanganku belajar Web-GIS. 7. Adik Bagus, Yugo, Adityo, Bambang dan Anter terima kasih atas dukungan dan bantuannya. 8. Teman-teman MSL-42. 9. Semua pihak yang tidak saya sebutkan satu persatu, yang telah memberikan dukungan dan kerjasamanya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya, terutama bagi perkembangan Web-GIS di Indonesia.

Bogor, Juli 2011

Penulis

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ......................................................................................

iii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................

iv

I. PENDAHULUAN ....................................................................................

1

1.1. Latar Belakang ....................................................................................

1

1.2. Tujuan .................................................................................................

2

1.3. Manfaat Penelitian ..............................................................................

2

II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................

3

2.1. Erosi ...................................................................................................

3

2.1.1. Erosivitas Hujan .......................................................................

3

2.1.2. Erodibilitas Tanah ....................................................................

4

2.1.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng....................................

5

2.1.4. Faktor Pengelolaan Tanaman dan Faktor Tindakan Konservasi Tanah .......................................................................................

5

2.2. Sistem Informasi Geografis (SIG) .......................................................

5

2.2.1. PostgreSQL dan PgAdmin III ...................................................

7

2.2.2. PostGIS ....................................................................................

9

2.2.3. OpenGIS Standar. ....................................................................

10

2.2.4. Web Mapping ..........................................................................

10

2.2.5. Mapserver ...............................................................................

11

2.2.6. ExtJS .......................................................................................

13

2.2.7. OpenLayers .............................................................................

13

2.2.8. GeoExt ....................................................................................

14

2.2.9. Mapfish ...................................................................................

14

2.2.10. Google Maps ...........................................................................

14

III. BAHAN DAN METODE......................................................................

16

3.1. Waktu dan tempat penelitian ...............................................................

16

3.2. Bahan dan Alat ....................................................................................

16

ii 3.2.1. Data .........................................................................................

16

3.2.2. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak .....................................

16

3.3. Metode Penelitian ................................................................................

17

3.3.1. Eksplorasi Perangkat Lunak .....................................................

18

3.3.2. Perancangan Desain Sistem ......................................................

18

3.3.3. Implementasi............................................................................

26

3.3.4. Pengujian Sistem dan Prototipe ................................................

27

3.3.5. Uji Coba Perhitungan Prediksi Erosi dan Perbandingan Hasil ...

27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................

28

4.1. Lingkup Sistem ...................................................................................

28

4.2. Demo Prototipe ...................................................................................

28

4.3. Penjelasan Fungsi Prediksi Erosi .........................................................

32

4.4. Erosi pada DAS Cikaso ........................................................................

33

V. KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................

36

5.1. Kesimpulan ............................................................................................

36

5.2. Saran .....................................................................................................

36

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

37

DAFTAR TABEL Nomor

Halaman Teks

1. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ....................................

16

2. Toolbars...................................................................................................

21

3. Struktur tabel geometry_columns .............................................................

24

4. Struktur tabel spatial_ref_sys ...................................................................

25

5. Struktur tabel desc_data ...........................................................................

25

6. Struktur tabel user_admin ........................................................................

25

7. Contoh struktur tabel erosivitas hujan yang memiliki atribut spasial .........

26

8. Perbandingan statistik antara hasil perhitungan prediksi laju erosi dengan PostGIS dengan perhitungan secara manual..............................................

34

DAFTAR GAMBAR Nomor

Halaman Teks

1. Tampilan utama PgAdmin III ..................................................................

8

2. Arsitektur umum aplikasi peta berbasis web ............................................

12

3. Tahapan penelitian ..................................................................................

17

4. Use case diagram sistem informasi prediksi laju erosi berbasis web ........

19

5. Sketsa layout halaman web ......................................................................

20

6. Diagram alir proses upload data ..............................................................

22

7. Diagram alir proses overlay bertahap ......................................................

23

8. Tampilan utama antarmuka sistem ..........................................................

27

9. Tampilan menambahkan layer pada peta .................................................

28

10. Form upload file ....................................................................................

29

11. Kutipan script php untuk mengeksekusi program konversi shapefile ke PostgreSQL............................................................................................

30

12. Tampilan fungsi perhitungan prediksi erosi .............................................

31

13. Contoh query untuk melakukan intersect antara dua tabel dengan atribut spasial ....................................................................................................

32

14. Peta prediksi erosi DAS Cikaso ...............................................................

33

I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang Erosi tanah pada suatu lahan merupakan kejadian alami yang tidak dapat dihindari. Pengelolaan lahan yang kurang tepat dapat menyebabkan laju erosi semakin cepat. Laju erosi yang cepat berangsur-angsur menghilangkan lapisan tanah bagian atas yang subur dan menyisakan lapisan tanah bawahnya yang biasanya berkualitas tidak baik. Oleh sebab itu diperlukan pengelolaan lahan secara terpadu baik dalam lingkup lokal maupun regional yang multisektoral serta kompleks wilayah yang bervariasi. Data Departemen Kehutanan (2007) menunjukkan bahwa luas lahan kritis di Indonesia mencapai 77.806.880 ha, dengan kategori sangat kritis 61%, kritis 30% dan agak kritis 9%. Data tersebut menunjukan banyaknya lahan yang mengalami kerusakan. Lahan yang tingkat erosinya tinggi melebihi batas tolerasinya secara terus menerus akan membuat lahan yang awalnya baik menjadi kritis. Metode yang umum digunakan untuk menduga banyaknya tanah yang tererosi adalah metode Universal Soil Loss Equation (USLE) dan salah satu penilaian terhadap kekritisan lahan dengan mengukur tingkat bahaya erosi.Metode USLE merupakan salah satu pendugaan atau prediksi erosi yang paling sederhana. Lebih jauh lagi kini pendugaan erosi dapat diintegrasikan dengan Sistem Infomasi Geografis (SIG) sehingga dapat diperoleh gambaran spasial tingkat erosi tanah di suatu areal lahan. SIG dapat mengelola data yang memiliki referensi geografis sehingga mudah jika data-data tersebut nantinya ingin dianalisis ulang kembali. Ide yang mendasari dilakukannya penelitian ini adalah kemudahan internet dan kemampuan SIG untuk membuat sistem informasi prediksi laju erosi berbasis web. Dengan adanya internet, sistem dapat diakses kapan saja dan dimana saja melalui jaringan untuk melihat persebaran erosi di suatu wilayah. Penggunaan SIG berbasis web juga bisa menjadi salah satu alternatif untuk melakukan analisis spasial tanpa perlu menginstalasi perangkat lunak (software) SIG seperti Arcview,

2

ArcGIS, dan lain-lain. Salah satu proses analisis spasial yang digunakan untuk perhitungan prediksi laju erosi secara spasial yaitu melakukan proses tumpang tindih.

1.2. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk: 1) Mengembangkan aplikasi SIG yang menyajikan informasi spasial yang dapat diakses melalui jaringan (web). 2) Menyusun program yang berfungsi melakukan perhitungan prediksi erosi secara spasial. 3) Membandingkan hasil program perhitungan prediksi erosi dengan perhitungan secara manual.

1.3. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah tersedianya SIG berbasis web yang memberikan gambaran persebaran erosi secara spasial serta dapat diakses melalui internet atau jaringan lokal. Sistem yang dikembangkan diharapkan dapat menjadi rekomendasi lembaga-lembaga yang terkait dengan pengelolaan dan monitoring erosi. Selain itu antar pengguna sistem juga dapat memperbaharui data yang ada pada webgis secara sinergis, sehingga memudahkan dalam data sharing.

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).

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.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Lingkup Sistem Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi disusun dengan kombinasi bahasa pemrograman yaitu PHP, HTML, JavaScript. Sistem ini juga disusun dengan bantuan framework ExtJS, Openlayer, dan Mapfish. Framework tersebut memudahkan dalam membuat fungsi-fungsi yang standar yang umum, sehingga tidak perlu membuat script dari awal. Sistem diimplementasikan hanya dapat berjalan dalam jaringan lokal (localhost) tanpa internet dan dapat diakses dengan browser seperti Mozilla Firefox. Pada browser lain seperti Internet Explorer, Google Chrome, Safari, Opera, dan lainnya sistem belum diuji. 4.2. Demo Prototipe Tampilan utama sistem dapat dilihat pada Gambar 8. Sistem dapat dijalankan cukup dengan menggunakan browser, sehingga pengguna atau user tidak perlu menginstalasi perangkat lunak SIG. Tampilan utama akan muncul jika

kita

mengakses

http://localhost/sig-erosi/

pada

browser.

Gambar 8. Tampilan utama antarmuka sistem SIMPLE ini memiliki fungsi mengatur ukuran skala peta sesuai keinginan, menggeser peta, identifikasi atribut, menampilkan legenda dan membuat poligon

28

Area of Interest (AOI) untuk membatasi wilayah yang ingin dikaji. Pada bagian kiri gambar peta terdapat menu pengaturan layer, menu perhitungan prediksi laju erosi, menu AOI, dan titik koordinat bujur (x) dan lintang (y) pergerakan kursor mouse. Menu pengaturan layer berfungsi memilih daftar layer yang aktif untuk disajikan pada peta. Pada bagian kiri bawah gambar peta terdapat peta inset yang berfungsi menampilkan peta dengan ukuran skala lebih kecil. Peta dasar yang disediakan adalah peta dari Google Maps yang terdiri dari peta jalan (streets), peta fisik (physical), peta satelit (satellite), dan peta hybrid. Layer tambahan dapat ditambahkan dengan menekan tombol Tambah Layer, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 9. Simbol + pada setiap layer digunakan untuk melihat deskripsi setiap layer. Jika ingin menghapus layer yang sudah ditambahkan tekan tombol Hapus Layer. Pengguna dapat menambah data layer baru dari luar basis data sistem ini dengan melakukan upload data shapefile (shp) yang nantinya akan dikonversi ke PostgreSQL/PostGIS. Syarat yang harus dipenuhi adalah data harus memiliki sistem proyeksi geografis. Jika sistem proyeksi data yang bukan sistem proyeksi geografis, maka data tersebut tidak muncul sesuai dengan lokasi yang sebenarnya pada peta karena sistem proyeksi yang digunakan dalam SIMPLE ini adalah sistem koordinat geografis WGS 84.

Gambar 9. Tampilan menambahkan layer pada peta

29

Pengguna yang ingin menambah data layer baru dari luar basis data sistem dapat melakukan upload data shapefile (shp) yang nantinya akan dikonversi ke PostgreSQL. Pengguna yang dapat melakukan Upload Data harus melakukan login terlebih dahulu sebagai Administrator. Upload data ke basis data PostgreSQL dapat dilakukan dengan menekan tombol Upload Data, yang akan menampilkan form pengisian upload file seperti Gambar 10. Ada 3 file dari data shapefile yang harus di-upload yaitu file dengan ekstensi .shp, .dbf dan .shx. Untuk mengakhiri upload data dapat dilakukan dengan menekan tombol Simpan.

Gambar 10. Form upload file

Konversi format shapefile ke dalam format PostgreSQL menggunakan program ogr2ogr.exe yang merupakan program bawaan di dalam MS4W pada folder C:\ms4w\tools\gdal-ogr. Eksekusi program

mengunakan script PHP,

kutipan penulisan pemrogramannya dapat dilihat pada Gambar 11.

30

Gambar 11. Kutipan script php untuk mengeksekusi program konversi shapefile ke PostgreSQL Penjelasan kutipan program di atas adalah sebagai berikut : 1. Baris 2 variabel $namelayer diisi nama layer yang akan menjadi tabel dalam basis data yang mengandung atribut spasial 2. Baris 3 variabel $desc diisi dengan deskripsi dari layer 3. Baris 4 sampai dengan 6 variabel yang diisi nama file upload shp, dbf dan shx. 4. Baris 8 sampai dengan 10 merupakan perintah (command line) yang dieksekusi melalui php. EPSG:4326 menunjukan sistem referensi spasial untuk proyeksi geografis WGS 84. 5. Baris 11 merupakan perintah query maintenance untuk mengoptimalkan kerja PostgreSQL. 6. Baris 12 merupakan perintah query untuk mengganti nama kolom ogc_fid menjadi gid pada tabel . 7. Baris 13 merupakan perintah query

memasukan data nama layer dan

deskripsinya ke dalam tabel desc_data. 8. Baris 14 sampai dengan 16 menjalankan query dari baris 11, 12, dan 13.

31

Analisis spasial prediksi laju erosi dapat dilakukan bila pengguna sebagai Administrator. Analisis prediksi laju erosi dieksekusi dengan menekan tombol pada menu yang tertulis Hitung Prediksi Erosi, kemudian tekan tombol Tampilkan, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 12. Sistem ini menggunakan persamaan USLE, oleh karena itu untuk menghitung laju erosi diperlukan parameter-parameter input data spasial Erosivitas Hujan (R), Erodibilitas Tanah (K), Faktor Panjang Lereng dan Kemiringan Lereng (LS), Faktor Tanaman (C), dan Faktor Konservasi Tanah (P). Sebelumnya data spasial semua faktor erosi harus dimasukkan ke dalam basis data. Setelah melakukan pengisian parameter-parameter faktor erosi, tombol Kalkulasi dipilih untuk mengakhiri dan menjalankan program prediksi erosi.

Gambar 12. Tampilan fungsi perhitungan prediksi erosi

4.3. Penjelasan Fungsi Prediksi Erosi Hasil perhitungan prediksi laju erosi akan menghasilkan data spasial erosi dalam basis data, sehingga hasilnya dapat dilihat pada peta dengan menambahkan layer baru. Prinsip perhitungan prediksi erosi ini adalah dengan melakukan proses intersect atau tumpang tindih dan melakukan perkalian antara 5 field data spasial

32

yang mempunyai informasi atribut R (erosivitas), K (erodibilitas), LS (panjang lereng dan kemiringan lereng), C (faktor tanaman), dan P (faktor konservasi tanah) dengan perintah query dari basis data. Proses intersect dilakukan secara bertahap, pertama dengan melakukan intersect antara data spasial R dan data spasial K, selanjutnya hasil intersect yang pertama akan diproses intersect lagi dengan tabel faktor erosi berikutnya sampai kelima data spasial faktor erosi tersebut diproses intersect. Contoh query yang dilakukan untuk melakukan proses intersect antara 2 tabel yang memiliki atribut dalam PostgreSQL/PostGIS dapat dilihat pada Gambar 13. Fungsi yang digunakan dalam PostGIS untuk melakukan analisis tumpang tindih yaitu ST_Intersection() dan ST_Intersects(), sedangkan untuk mengatur ketelitian koordinat grid digunakan fungsi ST_SnapToGrid(). Hasil intersect disimpan dalam tabel sementara, dan hasil akhirnya dibuat tabel dengan melakukan perkalian atribut faktor erosi.

Gambar 13. Contoh query untuk melakukan intersect antara dua tabel dengan atribut spasial 4.4. Erosi pada DAS Cikaso Data yang diuji merupakan data spasial erosi pada DAS Cikaso. Hasil prediksi laju erosi yang dikalkulasi dengan menggunakan sistem ini dapat dilihat pada Gambar 14. Laju erosi terbesar adalah 2.622 ton/ha/tahun sedangkan laju erosi terkecil yaitu 0.0003 ton/ha/tahun. Secara umum di wilayah DAS Cikaso

33

laju erosi berkisar dibawah 437 ton/ha/tahun yang menempati seluruh wilayah DAS.

Gambar 14. Peta prediksi erosi DAS Cikaso

Sebagai perbandingan dilakukan juga perhitungan laju erosi secara manual. Perhitungan laju erosi secara manual dilakukan menggunakan Map Calculator pada program ArcView setelah melakukan proses intersect kelima data spasial faktor erosi. Berdasarkan Tabel 8, jumlah poligon hasil intersect menggunakan query basis data lebih banyak dari pada jumlah poligon hasil intersect pada perhitungan secara manual. Nilai maksimum, minimum dan ratarata laju erosi antara perhitungan dengan PostgreSQL/PostGIS dan perhitungan secara manual relatif sama hasilnya. Total laju erosi perhitungan dengan PostgreSQL/PostGIS sedikit lebih tinggi daripada perhitungan secara manual. Perbedaan besar total laju erosi karena jumlah poligon lebih banyak pada perhitungan menggunakan PostgreSQL/PostGIS dan adanya poligon sliver. Poligon sliver merupakan poligon dengan luas sangat kecil dekat dengan perbatasan antar poligon yang dihasilkan akibat proses tumpang tindih dua atau lebih data spasial. Luas poligon terkecil sedikit lebih kecil pada hasil perhitungan dengan PostgreSQL/PostGIS. Hal ini yang menunjukkan poligon sliver akan lebih banyak dihasilkan pada proses perhitungan prediksi laju erosi menggunakan

34

PostgreSQL/PostGIS walaupun proses perhitungan manual dengan ArcView juga menghasilkan poligon sliver.

Tabel 8. Perbandingan statistik antara hasil perhitungan prediksi laju erosi dengan PostgreSQL/PostGIS dengan perhitungan secara manual Perhitungan dengan

Perhitungan secara

PostgreSQL/PostGIS

manual

Total Laju erosi (ton/ha/tahun)

202.695

200.021

Jumlah poligon

2.980

2.939

Rata-rata (ton/ha/tahun)

68

68

Maksimum (ton/ha/tahun)

2.622

2.622

Minimum (ton/ha/tahun)

0,0003

0,0003

136

136

116.454

116.454

0,00000142

0,00000143

843

843

Standar deviasi (ton/ha/tahun) Luas (ha) (i) Total (ii) Poligon terkecil (iii) Poligon terbesar .

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Sistem informasi prediksi laju erosi telah berhasil disusun sehingga dapat menampilkan data spasial dengan hanya mengaksesnya dari browser. Sistem informasi yang dibuat mampu melakukan analisis spasial untuk menghitung prediksi laju erosi. Pengujian sistem ini dilakukan dengan menggunakan data spasial faktor-faktor erosi wilayah DAS Cikaso sebagai input program perhitungan prediksi laju erosi. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa DAS Cikaso memiliki laju erosi rata-rata 68 ton/ha/tahun, laju erosi tertinggi yaitu 2622 ton/ha/tahun dan laju erosi terendah 0,0003 ton/ha/tahun. Jumlah poligon yang dihasilkan dari proses analisis spasial untuk perhitungan prediksi erosi dengan PostgreSQL/PostGIS lebih banyak daripada hasil dengan perhitungan manual.

5.2 Saran Penelitian selanjutnya diharapkan data inputan dapat diturunkan dari data yang menjadi sumber masukan data faktor erosi, misalnya nilai faktor R dapat langsung dihitung dengan menggunakan data curah hujan.

DAFTAR PUSTAKA Anderson, G. 2003. The Door Opens Open-Source GIS, GEO World, Geoplace.com. Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. Edisi Kedua. Bogor: IPB Press. Barus, B, dan US. Wiradisastra. 2000. Sistem Informasi Geografi; Sarana Manajemen Sumberdaya. Laboratorium Penginderaan Jauh dan Kartografi Jurusan Tanah Fakultas Pertanian IPB. Bogor. Budiawan, 2010. Aplikasi GIS Berbasis Web Menggunakan Geoserver pada Sistem Informasi Trafo Gardu Induk di PLN Surabaya (Skripsi). Program Studi S-1 Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya. Camptocamp. 2009. Mapfish. Link : http://mapfish.org/ diakses pada tanggal 26 Agustus 2011. Departemen Kehutanan. 2007. Statistik Kehutanan 2007. Departemen Kehutanan. Jakarta. Edgewall Software. 2011. OpenLayers Wiki. Link : http://trac.osgeo.org/openlayers/ diakses pada tanggal 25 Agustus 2011. GeoExt Community. 2011. GeoExt : API Reference. Link : http://www.geoext.org/lib/index.html diakses pada tanggal 25 Agustus 2011. Hadikusuma, A. 2005. Sistem Navigasi dan VMS Off Line untuk Komunikasi Kapal Ukuran < 30 GT : Design Network Operation Center and Wifi. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November. Link : student.eepisits.edu/~syafur/IES/Syafur/buku_ta/Arifinbuku.doc diakses pada tanggal 9 September 2011. Kang, TC. 2002. Introduction to Geographic Information System. New York: The McGraw- Hill Companies, Inc. Kropla, B. 2005. Beginning Mapserver : Open Source GIS Development. New York: Appres. Mitchell, T. 2005. Web Mapping Illustrated. Sebastopol: O'Reilly Media, Inc. Nuryadin, R. 2005. Panduan Menggunakan Mapserver. Bandung: Informatika Bandung. PgAdmin Development Team. 2009. PgAdmin Documentation. Pimplers, E. 2009. Mashup Mania with Google Maps. Geospatial Training Services, LCC. PostgreSQL Global Development Group. 2009. PostgreSQL 8.4.0 Documentation. University of California. Refraction Research Inc. 2005. PostGIS Manual, Refraction Research Inc. Canada. Sencha. 2011. Ext JS 3.4 : Cross-Browser Rich Internet Application Framework. Link : http://www.sencha.com/products/extjs3/ diakses pada tanggal 25 Agustus 2011.

37

Wibawa, M. 2006. Penyusunan Sistem Pengambilan Keputusan dengan Sistem Informasi Geografis Untuk Optimasi Penggunaan Lahan (Tesis). Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor. Wischmeier, WH and DD. Smith. 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses- A Guide to Conservation Planning. U.S. Department of Agriculture, Agriculture Handbook No. 537. Link : http://topsoil.nserl.purdue.edu/usle/AH_537.pdf diakses pada tanggal 22 Oktober 2009.