Sistem Informasi Geografis: Introduction
By: Arif Basofi PENS-ITS Surabaya 2010
Referensi Eddy Prahasta, Konsep-Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis, Informatika Bandung, 2002. Saiful Anam, ArcInfo Proyeksi Peta, Informatika, 2005 Ruslan Nuryadin, Panduan Mengunakan MapServer, Informatika, 2005. Dr. Aniati Murni, Syllabus Kuliah Sistem Informasi Geografis, Faculty of Computer Science University of Indonesia, 2003/2004. Dr. Hary Budiarto, Sistem Informasi Geografi, Universitas Tarumanagara. Petrus Paryono, Sistem Informasi Geografis, Andi Offset, 1994. www.wikipedia.org. Internet source, E-Book, dll.
Prosentase Penilaian
Ujian Tengah Semester (UTS) : 30 % Ujian Akhir Semester (UAS) : 30 % Tugas dan Project : 40 % TOTAL : 100 %
Rules
Topik
Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis Data Source, Data Input dan Data Quality Sistem Koordinat Peta Proyeksi Peta Kemampuan Data Raster Kemampuan Data Vektor Remote Sensing Web GIS Digitasi Peta GeoProcessing Analisa Spasial Project
Introduction
Pengenalan Sistem Informasi Geografis
Lessons 1. Definisi GIS 2. Persoalan Geografis 3. Sifat Informasi Geografis 4. Contoh Output GIS Mapping & analysis 5. Geographic Information Science & Technology 6. Komponen GIS 7. Risaing Interest in GIS 8. Demostration – Site Suitabiliy Analysis 9. GIS as an Enabler
Definisi GIS • Beberapa definisi GIS: – ‘A powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming and displaying spatial data from the real world for a particular set of purposes’, Burrough and McDonnell 1998. – ‘…tools that allow for the processing of spatial data into information…and used to make decisions about, some portion of the earth’. De Mers 1997.
Definisi SIG • Beberapa definisi SIG: – Sistem informasi yg digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memanggil kembali, mengolah, menganalisis, dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospasial, utk mendukung pengambilan keputusan dlm perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan, transportasi, fasilitas kota, dan pelayanan umum lainnya. (Murai dalam Prayitno, 2000). – Menurut ESRI (1990), SIG sebagai suatu kumpulan yg terorganisir dari perangkat keras komputer, perangkat lunak, data geografi, dan personil yang dirancang secara efisien untuk memperoleh, menyimpan, mengupdate, memanipulasi, menganalisis, dan menampilkan semua bentuk informasi yg ber-referensi geografi.
Berkaitan Dengan Pemetaan • Informasi permukaan bumi berabad2 disajikan dlm bentuk peta, mulai dari kulit hewan sampai kertas yg menyajikan data geografis dlm bentuk gambar / coretan. – Contoh: Surviving fragment of the first World Map of Piri Reis (Hadji Muhiddin Piri Ibn Hadji Mehmed) (about 1513)
Berkaitan Dengan Pemetaan… • Untuk itu perlu adanya penyajian informasi mengenai Kenampakan Bumi, karena adanya kebutuhan untuk perencanaan dan pemanfaatan potensi permukaan bumi. • Sehingga perlu adanya proses pemetaan.
Berkaitan Dengan Pemetaan… • PETA, adalah: – representasi dua dimensi dari suatu ruang tiga dimensi. (http://id.wikipedia.org/wiki/Peta) – gambaran rupa bumi yang diproyeksikan pada medan datar.
• Ilmu yg mempelajari pembuatan peta disebut kartografi. • Bentuk Peta: – Peta secara manual (kertas, kulit hewan) – Teknologi komputer (computer mapping)
Berkaitan Dengan Pemetaan… • Peta memuat atau mengandung data yg mengacu (reference) ke bumi, menurut: (a) posisi (lintang bujur), maupun (b) informasi (atribut) yang terkandung pd posisi tsb.
Jenis - Jenis Peta • Peta multiguna – Menggambarkan topografi suatu daerah (kondisi fisik: gunung, danau, kota, dsb.) dan batas-batas administrasi suatu wilayah (kelurahan, kecamatan, propinsi, negara).
• Peta tematik – Menampilkan distribusi keruangan dari kenampakan seperti vegetasi, tanah, geomorfologi, geologi dan sumber daya alam.
• Peta sosial ekonomi – Peta kependudukan, desa tertinggal, peninggalan sejarah, dll.
• Teknologi komputer merupakan alternatif untuk menyajikan peta secara lebih tepat dan cepat – Mampu menangani database. – Mampu menampilkan gambar dan grafik baik 2D dan 3D.
Jenis - Jenis Peta… Peta Tematik Peta Topografi
Peta Sosial Ekonomi
Perbedaan SIG & SIM • SIG bentuk khusus dari sistem informasi yang diaplikasikan ke data geografis. • Sistem informasi adalah kumpulan proses, dieksekusi pada data mentah untuk menghasilkan informasi yang akan berguna dalam pengambilan keputusan. • SIG menggunakan data yang mereferensi secara geografis seperti data non-spasial dan terdapat operasi yang mendukung analisa spasial. • Data bereferensi: data atau informasi dikaitkan dengan letak geografis (koordinat spasial permukaan bumi)
Sistem Informasi Geografis Information System A means of storing, retrieving, sorting, and comparing + spatial data Geographic Position to support some analytic process.
Sistem Informasi Geografis…
GEOGRAPHIC Information System
GIS links graphical features (entities) to tabular data (attributes)
Kemampuan SIG • Kemampuan SIG dpt dilihat dari kemampuannya dalam menjawab pertanyaan yg bersifat konseptual berikut ini : 1) 2) 3) 4) 5)
What is at...? Where is it? What has changed since....? What spatial pattern exist...? What if...?
• Jawabannya dapat dijelaskan dalam bentuk informasi geografis/geospasial yg berupa peta, karena peta menggambarkan situasi dan kondisi di permukaan bumi
Kemampuan SIG… 1) What is at...? (Apa yg ada di..?) – Digunakan utk mencari keterangan (atribut) / eskripsi mengenai unsur peta yg terdapat pd lokasi tertentu. Lokasi ini dapat dijelaskan dgn menggunakan berbagai cara, spt: nama lokasi, kode lokasi (kode pos), atau referensi geografinya (koordinat).
2) Where is it? (Mana itu?) – Kebalikan dari (1), dan melakukan analisis spasial utk menjawabnya. – Pertanyaan ini mengidentifikasi unsur peta yg deskripsinya ditentukan. SIG dapat menentukan lokasi yg memenuhi bbrp syarat / kriteria sekaligus. – Misalnya SIG dpt menentukan lokasi yg sesuai utk pengembangan lokasi pemukiman penduduk yg memiliki bbrp persyaratan yg harus dipenuhi.
Kemampuan SIG… 3) What has changed since...? (Apa yg telah berubah sejak...?) – Melibatkan baik pertanyaan (1) maupun (2). – Untuk menjawab (3) ini diperlukan bbrp layer (data spasial) yg didapat dari bbrp kali pengamatan / pengukuran scr periodik. – Unsur2 dalam setiap layer ini, kemudian dibandingkan satu sama lain dgn unsur2 yg terdapat dlm layer yg lain dgn menggunakan fasilitas fungsi analisis spasial maupun atribut. – Hasil perbandingan ini adalah kecenderungan perubahan / trend spasial maupun atribut dari berbagai unsur peta.
Kemampuan SIG 4) What spatial pattern exist…? (Apa pola spasial yg ada…?) – Juga melibatkan pertanyaan (1) dan (2). – Pertanyaan ini lebih menekankan pd keberadaan pola2 yg terdapat di dalam data2 spasial (juga atribut) / layers suatu SIG.
5) What if…? (Bagaimana jika…?) – Berkenaan dgn masalah pemodelan di dalam SIG. – Secara konsepsi, pemodelan dalam SIG dpt diartikan sbg penggunaan fungsi dasar manipulasi dan analisis utk menyelesaikan persoalan yg cukup komplek. Kelima pertanyaan ini dpt dijawab menggunakan SIG.
Informasi Geografis / Geospatial… Informasi Geografis/Geospatial: • Informasi mengenai keruangan / lokasi di permukaan bumi. • Menyangkut lingkungan, wilayah dan isinya, tidak hanya menyangkut potensi dan distribusi sumber dayanya, tetapi juga menyangkut keruangan dan ekologi dalam konteks suatu wilayah, baik bagian darat, laut maupun lingkungan kehidupan. (ekologi: ilmu yg mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup dan lingkungannya) • Merupakan representasi fakta-fakta dari kondisi fisik maupun sosial ekonomi yang ada di permukaan bumi. Fakta-fakta tsb merupakan hasil dari penelitian dan pengamatan.
5 Cara Memperoleh Data / Informasi Geografis 1. Survei lapangan: – Pengukuran fisik (land marks), pengambilan sampel (polusi air), pengumpulan data non-fisik (data sosial, politik, ekonomi dan budaya). 2. Sensus: – Dilakukan dgn pendekatan kuesioner, wawancara dan pengamatan; pengumpulan data secara nasional dan periodik (sensus jumlah penduduk, sensus kepemilikan tanah). 3. Statistik: – merupakan metode pengumpulan data periodik/per-interval-waktu pd stasiun pengamatan dan analisis data geografi tersebut. – contoh: data curah hujan. 4. Tracking: – merupakan cara pengumpulan data menurut periode tertentu utk tujuan pemantauan atau pengamatan perubahan. – contoh: kebakaran hutan, gunung meletus, debit air sungai. 5. Penginderaan jarak jauh (inderaja atau Remote Sensing): – merupakan ilmu dan seni utk mendapatkan informasi suatu obyek, wilayah atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dari sensor pengamat tanpa harus kontak langsung dgn obyek, wilayah atau fenomena yg diamati.
3 Aspek Penting dari Mutu Informasi Spasial (SIG) 1. Kuantitas luas areal tingkatan wilayah yg diperlukan (cakupan: seluruh area atau hanya bagian area tertentu saja). 2. Kualitas dan tingkat kepercayaan data yg dikumpulkan (metode pengumpulan, ketelitian, update terakhir, referensi, dll). 3. Kecepatan dan ketepatan perolehan informasi yg dibutuhkan (tingkat kepuasan pemakai).
3 Pendekatan Analisis SIG 1. Spatial Analysis (analisis keruangan): – Faktor-faktor dan pola penyebaran serta pengendalian pola untuk tujuan efisiensi dan keseimbangan. 2. Ecological Analysis (analisis ekologis): – Interpretasi hubungan atau interaksi antara manusia dan variabel lingkungan. 3. Regional Complex Analysis (analisis komplek wilayah): – Kombinasi dari pendekatan analisis diatas.
Kebutuhan Informasi Spasial (SIG) • Peneliti Ilmu Kebumian – Mempelajari fenomena alam (seperti: gunung meletus dan kebakaran hutan) • Pemerintah Daerah – Perencanaan tata ruang wilayah (perkotaan dan pedesaan) • Ahli teknik – Perencanaan pembangunan (seperti pembangunan dan lintasan jalan serta letak gedung) • Ahli Lingkungan – Pengamatan kualitas lingkungan (seperti air dan udara) • Sopir – Bantuan navigasi / perjalanan (lintasan terpendek untuk menghindari macet, demo, tawuran, banjir, kecelakaan) • Distributor – Monitoring stock dan distribusi (kebutuhan stock dan sumber komoditi serta lokasi konsumen)
Sejarah SIG • SIG pertama: – Canadian Geographic Information System (1960) – A set of computer tools to input, store, edit, retrieve, analyze, and output natural resource information. – Sebuah rangkaian tool untuk input, menyimpan (store), mengubah (edit), mendapatkan (retrieve), menganalisa (analyze), dan menampilkan output akan informasi sumber daya alam (natural resource).
Sejarah SIG… • 40 tahun kemudian & selanjutnya: – Aplikasinya meluas tidak hanya pada aplikasi sumber daya alam (natural resources) – Contoh aplikasi: • • • • •
analisis penyakit epidemik (demam berdarah?) analisis kejahatan (kerusuhan?) navigasi dan vehicle routing (lintasan terpendek?) analisis bisnis (sistem stock & distribusi, lokasi Mc Donald, KFC) urban (tata kota) dan regional planning (tata ruang wilayah, membuka area perumahan vs banjir?) • penelitian: spatial data exploration (coastal resource management) • utility (listrik, PAM, telpon) inventory and management • pertahanan (military simulation), dsb.
Karakteristik SIG • Merupakan hasil pengembangan perangkat keras (hardware) dan lunak (software) untuk tujuan pemetaan, sehingga fakta wilayah dapat disajikan dalam satu sistem berbasis komputer. • Melibatkan para ahli / pakar geografi, informatika dan komputer, serta para ahli dan aplikasi terkait. • Masalah dalam pengembangan meliputi: cakupan, kualitas dan standar data, struktur, model dan visualisasi data, koordinasi kelembagaan dan etika, pendidikan, expert system dan decision support system serta penerapannya. • Perbedaannya dengan Sistem Informasi lainnya: data dikaitkan dengan letak geografis (posisi/koordinat), dan terdiri dari data tekstual maupun grafik.
Karakteristik SIG… • Bukan hanya sekedar pengubahan peta konvensional (tradisional) ke bentuk peta digital untuk kemudian disajikan (dicetak / diperbanyak) kembali. • Tetapi mampu mengumpulkan, menyimpan, mentransformasikan, menampilkan, memanipulasi, memadukan dan menganalisis (manage) data spasial dari fenomena geografis suatu wilayah. • Mampu menyimpan data dasar yang dibutuhkan untuk penyelesaian suatu masalah (problem solving) atau untuk memudahkan bagi para pengambil keputusan (decision support system). Contoh: penyelesaian masalah perubahan iklim memerlukan informasi dasar seperti curah hujan, suhu, angin, kondisi awan. • Data dasar biasanya dikumpulkan secara berkala dalam jangka yang cukup panjang. (dijitasi peta, informasi atribut)
Nama-Nama Lain dari SIG • Sistem Informasi Lahan (Land Information System = LIS) • Pemetaan Terotomatis dan Pengelolaan Fasilitas (AM/FM = Automated Mapping and Facilities Management) • Sistem Informasi Lingkungan (Enviromental Information System = EIS) • Sistem Informasi Sumber Daya (Resources Information System= RIS) • Sistem Informasi Perencanaan (Planning Information System = PIS) • Sistem Penanganan Data Keruangan (Spatial Data Handling System = SDHS) • Nama lain dari Disiplin Ilmu SIG: – Geomatic – Geoinformatic – Geospatial Information Science
5 Komponen GIS:
Komponen 1: Perangkat Keras (H/W) • Komputer mencakup: – komputer tunggal, – komputer sistem jaringan dengan server (LAN & MAN) – Komputer dengan jaringan Global Internet (WAN)
• Perangkat Keras Pendukung Sistem GIS, meliputi: – – – –
Peralatan untuk Pemasukan Data (Input) Peralatan untuk Pemprosesan Data (Process) Peralatan untuk Penyajian Hasil (Output) Peralatan untuk Penyimpanan (Storage)
Komponen 2: Perangkat Lunak (S/W) • Perangkat lunak yang mempunyai fungsi: pemasukan data, manipulasi data, Penyimpanan data, Analisis Data, dan Penayangan Informasi Geografi • Beberapa Persyaratan yang harus dipenuhi dari Software SIG: – – – –
Merupakan DataBase Management System (DBMS) Memiliki fasilitas Pemasukan dan Manipulasi Data Geografi Memiliki fasilitas untuk Query, Analisis, dan Visualisasi Memiliki kemampuan Graphical User Interface (GUI) yang dapat menyajikan hasil (Penayangan dan Printout) informasi berbasis geografi dan memudahkan untuk akses terhadap seluruh fasilitas yang ada
Komponen 3: Data • Data merupakan komponen yang sangat penting dalam Sistem Informasi Geografis. – Keakurasian Data sangat dituntut dalam SIG – Dikenal konsep: • “Garbits In Garbits Out” dan sebaliknya • “Gold In Gold Out”
Komponen 4: Sumber Daya Manusia (SDM-People)
• Teknologi SIG menjadi sangat terbatas kemampuannya jika tidak ada Sumber Daya Manusia (SDM / para pakar) yang mengelola sistem dan mengembangkan sistem untuk aplikasi yang sesuai. • SDM Pengguna Sistem dan SDM Pembuat Sistem harus saling bekerjasama untuk mengembangkan teknologi SIG.
Komponen 5: Metode (Methods) • Model dan Teknik Pemrosesan yang perlu dibuat untuk berbagai aplikasi SIG.
Layering Methods
Proses SIG
Define Define problem problem
Decision Decision
Output Output
GIS GIS analysis analysis
GIS Process
DefineGIS GIS Define criteria criteria
Importor or Import builddatasets datasets build
Integrasi Teknologi SIG • Sumber masukan data – Peta (bentuk non-digital dan rata2 berbasis vektor) – Data survei atau statistik – Data inderaja (Penginderaan Jarak Jauh / Remote Sensing) hasil klasifikasi dan interpretasi (bentuk digital dan berbasis raster, cakupan luas, waktu pengumpulan relatif singkat, bisa multiband, multisensor, multiresolusi, dan multitemporal).
• Modul dasar perangkat lunak SIG = SIM – – – – –
modul pemasukan dan pembetulan data modul penyimpanan dan pengorganisasian data modul pemrosesan dan penyajian data modul transformasi data modul interaksi dengan pengguna (input query)
Input dan Proses Data SIG •
Teknologi: – GPS (Global Positioning System), menentukan lokasi dibumi dimana data SIG selalu dikaitkan dengan koordinat letak di permukaan bumi. – Data inderaja (Penginderaan Jarak Jauh / Remote Sensing), data dengan cakupan yang luas sebagai data masukan untuk SIG. – SIG, sistem pengelolaan data geografis.
•
Integrasi teknologi sangat dibutuhkan dan berguna untuk: – Pemetaan, inventarisasi, pemantauan, evaluasi dan pembuatan model pengelolaan suatu wilayah secara cepat, akurat dan efektif – Mengantisipasi kecepatan perubahan yang terjadi – Contoh: kependudukan dan transmigrasi, sumber daya lahan daratan (kehutanan, pertanian, perkebunan), pertambangan, kelautan serta pertahanan dan keamanan (kerawanan sosial budaya, batas wilayah, perlindungan terhadap pencemaran laut).
Teknologi: GPS • Global Positioning Systems (GPS) – Sistem satelit orbit-bumi yang dapat memberikan posisi lokasi pada permukaan bumi dengan tepat (100 meter hingga sub-cm) berdasarkan koordinat lintang (latitude) / bujur (longitude).
– Sistem yang terdiri dari 24 satelit (21 satelit aktif & 3 satelit cadangan) yang mengorbit di bumi yang memancarkan sinyal waktu yang sangat presisi. – Sinyal-sinyal diterima oleh peralatan elektronik khusus yang biasa disebut GPS receiver. – Dapat memberikan pengukuran posisi di permukaan bumi secara langsung.
Teknologi: Remote Sensing • Remote Sensing (RS) – Menggunakan satelit atau pesawat untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi. – Berupa foto digital dengan akurasi peta. – Satelit2 yang ada berbeda, berdasar seberapa detail informasi bisa didapat, dan spektrum elektromagnetik yang di-’rasakan’. – Sinyal2 dari satelit dipancarkan ke Stasiun Penerima Bumi Æ kemudian sinyal2 tersebut ditransformasikan menjadi suatu gambar digital. • GPS dan RM merupakan sumber input data untuk GIS. • GIS menyediakan kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi data GPS dan RS.
Aplikasi SIG • • • • • •
ESRI (ArcInfo, Arcview, ArcGIS, …) MapInfo Corp. (MapInfo, …) Intergraph (GeoMedia,…) Autodesk (Autodesk Map sw/AutoCAD, …) Laser-Scan (different packages) ...
• Paket software free (OpenSource): – – – – –
MapServer GRASS OpenMap OpenGIS …
Contoh Data Input
GIS itu penting, Why ? • Mengintegrasikan data spasial dengan informasi yg bertipe non-spasial. • Menyediakan kerangka analisa yang konsisten terhadap data geografis. • Memberikan cara baru untuk memanipulasi dan menampilkan data secara lebih ‘mendalam’. • Memungkinkan menampilkan dan menganalisa data berdasar pendekatan secara geografis dan relationship.
Pendekatan secara Geografis • Berdasarkan pendekatan dan lokasi geografis, GIS membuat hubungan diantara beberapa aktifitas/kasus: – Melihat data secara geografis sering dapat memberikan pengetahuan yang lebih mendalam serta gambaran yang lebih jelas – Menghubungkan antara beberapa aktifitas/kasus sering tidak dapat dilakukan tanpa GIS, padahal hal tersebut sangat penting untuk dilakukan – Misal: kita bisa menghubungkan antara sumber polusi dengan wabah penyakit
Kombinasi Beberapa Dataset
z zz z z z z
z z z z z zzz z z z
Sumber Polusi
Kasus Leukimia
Kita bisa menggabungkan beberapa dataset yang berbeda untuk mendapatkan informasi tentang ‘dimana’
z zz z z z z
z z z z z zzz z z z
Kombinasi antara sumber polusi dan kasus leukimia dataset
Space as an indexing system
Sungai
Pemukiman
+ +
+ + +
Admin. Units
Reference Grid Longitude
Beberapa Contoh Penggunaan GIS • Jaringan jalur transportasi (jalan): – Pengalamatan, rute kendaraan, penjadwalan kendaraan, analisa lokasi, dll.
• Manajemen fasilitas: – Penempatan pipa dan kabel bawah tanah, loadbalancing jaringan listrik, perencanaan perawatan fasilitas, dll.
• Pengelolaan/pembagian area: – Pembuatan zona2 (RT,RW,dll), pengaturan kualitas air, rencana pembangunan.
• Berbasis pada Sumber Daya Alam: – Pengelolaan hutan, perencanaan tempat rekreasi, pengaturan lahan pertanian, pemodelan air tanah, dll
Area Penggunaan GIS • • • • • • • • •
Utilities Marketing Transportation Urban / Cadastre Health provision Epidemiology Demography Emergency response Social sciences and humanities
• Natural Resources Management • Ecology • Climatology • Global change research • Oceanography • Famine early warning • Navigation • Agriculture • ……….
Q.U.E.S.T.I.O.N . . . ?
T.U.G.A.S • Buat makalah mengenai project atau aplikasi SIG di Indonesia atau di luar. • Topik bebas (asal beda / individual) • Isi makalah: – Judul – Deskripsi sistem SIG – Penjelasan tujuan dan analisa SIG – Tool atau teknologi yg digunakan – Capture program / aplikasi SIG
• Dikumpulkan minggu depan.
See You Next Week…
