Sistem Informasi Geografis - Real Case

Tujuan Dan Manfaat GIS

Tujuan pokok dari pemanfaatan Sistem Informasi Geografis adalah untuk mempermudah mendapatkan informasi yang telah diolah dan tersimpan sebagai atribut suatu lokasi atau obyek. Ciri utama data yang bisa dimanfaatkan dalam Sistem Informasi Geografis adalah data yang telah terikat dengan lokasi dan merupakan data dasar yang belum dispesifikasi.
Data-data yang diolah dalam SIG pada dasarnya terdiri dari data spasial dan data atribut dalam bentuk digital, dengan demikian analisis yang dapat digunakan adalah analisis spasial dan analisis atribut. Data spasial merupakan data yang berkaitan dengan lokasi ruang yang umumnya berbentuk peta. Sedangkan data atribut merupakan data tabel yang berfungsi menjelaskan keberadaan berbagai objek sebagai data spasial.

Sistem Informasi Geografi (SIG) dalam era pembangunan dewasa ini sangatlah bermanfaat. Informas-informasi tentang bentang alam dan bentang budaya sangatlah diperlukan dalam proses pembangunan demi kemajuan suatu bangsa. Secara sederhana manfaat Sistem Informasi Geografi (SIG) dalam inventarisasi sumber daya alam dan pembangunan adalah sebagai berikut:

1. Ilmu geografi dengan bantuan ilmu geologi, dapat menemukan berbagai sumber daya alam. Sumber daya alam ini berupa bahan-bahan mineral yang mempunyai nilai strategis bagi pembangunan seperti, minyak bumi, batu bara dan barang tambang lainnya.
2. Ilmu geografi dengan dibantu oleh penginderaan jauh dapat menentukan kawasan lahan potensial, lahan kritis, jenis tanah dan juga dapat menunjukkan kawasan hutan yang baik atau kawasan hutan yang rusak.
3. Pengawasan daerah bencana alam, untuk memantau luas wilayah bencana alam dan untuk pencegahan terjadinya bencana alam di waktu yang akan datang, serta berguna untuk menyusun rencana-rencana pembangunan kembali daerah bencana.
4. Untuk menginventarisasikan sumber daya alam. Beberapa sumber daya alam dapat didistribusikan seperti kualitas air, baik air di permukaan maupun air tanah.
5. Sebagai acuan dalam perencanaan pembangunan, agar pembangunan itu dapat terencanan lebih awal dan tidak tumbuh “semrawut”. Pada pembuatan peta master plan, sangat diperlukan adanya foto udara atau satelit.

Manfaat Gis Dalam Industri 

Kedudukan SIG dalam sistim informasi khususnya yang berkaitan dengan visualisasi aspek –aspek perwilayahan dapat di kategorikan unggul, baik dari segi kemajuan teknologi maupun daya guna pemnfaatan yang luas,efisien, dan efektif.
Dalam fungsinya sebagai system informasi visual, SIG dapat menjawab kebutuhan informasi mengenai lokasi tertentu, mencari objek dengan kriteria tertentu dll. Dengan demikian peranan SIG dalam bidang-bidang tertentu di pemeritahan maupun swasta menjadi sangat penting, terutama untuk mendukung tugas-tugas perencanaan penelitian, evaluasi, dan pemantauan baik yang bersifat exiting maupun planning.
Pemanfaatn SIG di Indonesia masih relative baru, dimana pada instansi-instansi pemerintah pemanfaatannya secara luas baru pada tahun 1998, walaupun beberapa instansi tertentu telah mengembangkannya pada tahun 1985 – 1990. Begitu pula dengan sector swasta , pemanfaatannya masih sangat terbatas. Untuk itu pengembangan dan pemanfaatan SIG secara luas perlu lebih di masyaratkan (disosialisasikan).
Dalam bidang pengembangan wilayah industri, kebutuhan informasi pada aspek pola penyebaran industri mempunyai peran yang sangat penting sebagai dukungan terhadap kebijakan maupun pengaturan operasional untuk pemilihan lokasi, pemilihan jenis industri, dan penyiapan prasarana- sarana serta SDA pendukung industri. Dengan demikian perencanaan SIG persebaran industri  sebagai landasan dasar untuk pengembangan SIG pola penyebaran industri sangat di perlukan.
Perancangan SIG persebaran industri merupakan landasan dasar untuk pengembangan SIG. Namun demikian hasil keluarannya minimal sudah dapat digunakan sebagai dasar untuk arahan- arahan kebijakan :

1. Penentuan daerah tingkat II domain industry (daerah yang diminati) atau daerah yang memiliki perkembangan industri tinggi.
2. Penentuan subsektor yang dominan pada suatu daerah (industri yang diminati investor). Melihat hubungan keterkaitan antar industri melalui pola-pola aglomerasi. 
3. Aglomerasi adalah pengelompokkan beberapa perusahaan dalam suatu daerah atau wilayah sehingga membentuk daerah khusus industri.
4. Melihat kesesuain kebijakan pengembangan wilayah industri (zona industri) dikaitkan dengan perkembangan yang ada.
5. Melihat kemungkinan terjadinya pergeseran perkembangn industri atau daerah dalam rangka pengembangan wilayah baru ataupun revisi kebijakan.

Pembangunan sektor industri sangat dipengaruhi oleh factor penunjang. Beberapa faktor penunjang tersebut sangat menentukan perindustrian di Indonesia, antara lain :

1. Kekayaan alam barang tambang, hasil hutan, hasil laut, pertanian
2. Jumlah penduduk yang besar, baik sebagai tenaga kerja maupun pemakai.

  Dalam kajian geografi tidak lepas dari konsep lokasi. Lokasi suatu benda atau suatu gejala dalam ruang dapat menjelaskan dan dapat memberikan kejelasan pada benda atau gejala geografi yang bersangkutan. Lokasi dalam ruang dapat dibedakan antara lokasi absolut dan lokasi relatif.  Lokasi absolut suatu tempat atau suatu wilayah yaitu lokasi yang berkenaan dengan posisi menurut garis lintang dan garis bujur atau berdasarkan jaringjaring derajat. Sedang lokasi relatif suatu tempat atau suatu wilayah yaitu tempat atau wilayah yang bersangkutan berkenaan dengan hubungan tempat atau suatu wilayah ini dengan faktor alam atau budaya yang ada disekitarnya ( Sumaatmaja, 1988: 118-119 ).

Dalam menentukan lokasi industri ada sejumlah faktor yang ikut menentukan berdirinya di suatu wilayah diantaranya adalah menyangkut faktor ekonomis, historis, manusia, politik, geografis. Dimasa lampau pengaruh yang paling kuat adalah faktor geografis, sehubungan dengan hal ini Robinson memasukkan ke dalam faktor geografis itu sebanyak enam hal yaitu bahan mentah, sumber daya tenaga, suplai tenaga kerja, suplai air,
pasaran, dan fasilitas tranportasi ( Daldjoeni, 1992 : 58 ).
Pemilihan lokasi kegiatan industri dalam hal ini kegiatan pengolahan bahan mentah menjadi bahan jadi atau setengah jadi diputuskan atau ditetapkan berdasarkan bermacam-macam orientasi. Keputusan lokasi ada yang berorientasi pada energi, tenaga kerja, pasaran, bahan baku, dan juga tranportasi, dasar orientasi keputusan terutama ditentukan pada biaya tranportasi yang terendah.
Keputusan lokasi ada yang berorientasi pada tenaga kerja, energi, bahan baku, dan pasaran. Faktor yang perlu ditentukan untuk menentukan lokasi industri secara ekonomis adalah:
1.    Keadaan pasar hasil produksi baik yang akan datang ataupun sekarang.
2.    Tenaga, tersediakah di tempat itu tenaga-tenaga yang diperlukan dan bagaimana tingkat upahnya.
3.    Sarana dan prasarana tranportasi
4.    Sumber tenaga air dan listrik
5.    Bahan, apakah di tempat itu mudah cara memperoleh bahan yang diperlukan.

Faktor lain yang masih perlu dipertimbangkan adalah iklim, sikap, masyarakat, dan intensitas persaingan. Di samping tempat perusahaan yang ditentukan secara ekonomis, maka ada suatu perusahaan yang tempatnya ditentukan oleh faktor lain yaitu :
1. Lokasi yang ditentukan oleh pemerintah, perlu mengatur lokasi suatu perusahaan dengan mempertimbangkan beberapa faktor, antara lain :

a) Faktor kesehatan, seperti usaha peternakan, unggas, babi, penempatan harus jauh dari perumahan penduduk.
b) Faktor keamanan, perusahaan yang memproduksi senjata dan bahan baku yang berdaya letak tinggi, penempatan lokasi harus mempertahankan faktor keamanan sekitarnya.
c) Faktor politis, untuk melaksanakan pembangunan, maka kebijakan pembangunan di bidang tertentu, misalnya di sektor industri praktis dibangun di daerah tertentu, walaupun sebenarnya hal itu kurang menguntungkan secara ekonomis.

2.    Lokasi yang berkaitan dengan sumber-sumber ekonomi, antara lain :
a)    Lokasi usaha yang memperhatikan pada faktor-faktor produksi misalnya: terkait dengan bahan mentah, contohnya usaha pertambangan, perusahaan yang mengolah hasil-hasil hutan, dan tenaga kerja, misalnya: perusahaan padat karya, contohnya pabrik rokok, sumber dana, kredit perbankan.
b)    Lokasi yang dekat dengan konsumen
c)    Lokasi yang banyak tersedia faktor-faktor pendukung lainnya, seperti pengangkutan, air, listrik, dan lain-lain

3.    Lokasi perusahaan yang bersifat historis.
 Adanya suatu perusahaan di suatu lokasi atau daerah tertentu yang bersifat historis adalah disebabkan oleh adanya faktor keturunan. Keberadaan perusahaan bersifat historis kadang-kadang mengabaikan faktor –faktor yang bersifat ekonomi. Hal ini mungkin terjadi karena usaha tersebut telah lama dirintis dan dikembangkan oleh orang-orang yang ada atau tinggal di lokasi itu jauh dari sebelumnya ( Manullang,1991 : 77 ).

Mindset Industri

Pada dasarnya pada SIG terdapat lima (5) proses yaitu:

• Input Data

Proses input data digunakan untuk menginputkan data spasial dan data non-spasial. Data spasial biasanya berupa peta analog. Untuk SIG harus menggunakan peta digital sehingga peta analog tersebut harus dikonversi ke dalam bentuk peta digital dengan menggunakan alat digitizer. Selain proses digitasi dapat juga dilakukan proses overlay dengan melakukan proses scanning pada peta analog.

• Manipulasi Data

Tipe data yang diperlukan oleh suatu bagian SIG mungkin perlu dimanipulasi agar sesuai dengan sistem yang dipergunakan. Oleh karena itu SIG mampu melakukan fungsi edit baik untuk data spasial maupun non-spasial.

• Manajemen Data

Setelah data spasial dimasukkan maka proses selanjutnya adalah pengolahan data non-spasial. Pengolaha data non-spasial meliputi penggunaan DBMS untuk menyimpan data yang memiliki ukuran besar.

• Query dan Analisis

Query adalah proses analisis yang dilakukan secara tabular. Secara fundamental SIG dapat melakukan dua jenis analisis, yaitu:

Analisis Proximity

Analisis Proximity merupakan analisis geografi yang berbasis pada jarak antar layer. SIG menggunakan proses buffering (membangun lapisan pendukung di sekitar layer dalam jarak tertentu) untuk menentukan dekatnya hubungan antar sifat bagian yang ada.

Analisis Overlay

Overlay merupakan proses penyatuan data dari lapisan layer yang berbeda. Secara sederhana overlay disebut sebagai operasi visual yang membutuhkan lebih dari satu layer untuk digabungkan secara fisik.

• Visualisasi

Untuk beberapa tipe operasi geografis, hasil akhir terbaik diwujudkan dalam peta atau grafik. Peta sangatlah efektif untuk menyimpan dan memberikan informasi geografis.

Algoritma Ant Colony dan Dijkstra

ALGORITMA ANT COLONY


Ant Colony Optimization ACO atau Algoritma Koloni Semut adalah sebuah probabilistik komputasi teknik untuk memecahkan masalah yang dapat dikurangi untuk menemukan jalur yang baik melalui grafik. Algoritma ini adalah anggota dari keluarga algoritma koloni semut, pada intelijen segerombolan metode, dan hal itu merupakan beberapa metaheuristic optimasi. Awalnya diusulkan oleh Marco Dorigo tahun 1992 di gelar PhD tesis , algoritma pertama yang bertujuan untuk mencari jalan yang optimal dalam grafik; berdasarkan perilaku semut mencari jalan antara koloni dan sumber makanan . Aslivvz ide ini telah diversifikasi untuk menyelesaikan kelas yang lebih luas dari masalah numerik, dan sebagai hasilnya, beberapa masalah telah muncul, menggambar tentang berbagai aspek perilaku semut.





ALGORITMA DIJKSTRA

Algoritme Dijkstra, (sesuai penemunya  Edsger Dijkstra), adalah sebuah algoritma yang dipakai dalam memecahkan permasalahan jarak terpendek (shortest path problem) untuk sebuah graf berarah (directed graph).

Algoritma ini dioublikasikan pada tahun 1959  jurnal Numerische Mathematik yang berjudul “A Note on Two Problems in Connexion with Graphs” dan dianggap sebagai algoritma greedy.

Permasalahan rute terpendek dari sebuah titik ke akhir titik lain adalah sebuah masalah klasik optimasi yang banyak digunakan untuk menguji sebuah algoritma yang diusulkan. Permasalahan rute terpendek dianggap cukup baik untuk mewakili masalah optimisasi, karena permasalahannya mudah dimengerti (hanya menjumlahkan seluruh edge yang dilalui) namun memiliki banyak pilihan solusi.

Menurut Andrew Goldberg peneliti Microsoft Research Silicon Valley, mengatakan ada banyak alasan mengapa peneliti terus mempelajari masalah pencarian jalan terpendek. “Jalan terpendek adalah masalah optimasi yang relevan untuk berbagai macam aplikasi, seperti jaringan routing, game, desain sirkuit, dan pemetaan”.

Diskripsi matematis untuk grafik dapat diwakili G = {V. E}, yang berarti sebuah grafik (G) didefenisikan oleh satu set simpul (Vertex = V) dan koleksi Edge (E).

Algoritma Dijkstra bekerja dengan membuat jalur ke satu simpul optimal pada setiap langkah. Jadi pada langkah ke n, setidaknya ada n node yang sudah kita tahu jalur terpendek. Langkah-langkah algoritma Dijkstra dapat dilakukan dengan  langkah-langkah berikut:

1. Tentukan titik mana yang akan menjadi node awal, lalu beri bobot jarak pada node pertama ke node terdekat satu per satu, Dijkstra akan melakukan pengembangan pencarian dari satu titik ke titik lain dan ke titik selanjutnya tahap demi tahap.
2. Beri nilai bobot (jarak) untuk setiap titik ke titik lainnya, lalu set nilai 0 pada node awal dan nilai tak hingga terhadap node lain (belum terisi) 2.
3. Set semua node yang belum dilalui  dan set node awal sebagai “Node keberangkatan”
4. Dari node keberangkatan, pertimbangkan node tetangga yang belum dilalui dan hitung jaraknya dari titik keberangkatan. Jika jarak ini lebih kecil dari jarak sebelumnya (yang telah terekam sebelumnya) hapus data lama, simpan ulang data jarak dengan jarak yang baru
5. Saat kita selesai mempertimbangkan setiap jarak terhadap node tetangga, tandai node yang telah dilalui sebagai “Node dilewati”. Node yang dilewati tidak akan pernah di cek kembali, jarak yang disimpan adalah jarak terakhir dan yang paling minimal bobotnya.
6. Set “Node belum dilewati” dengan jarak terkecil (dari node keberangkatan) sebagai “Node Keberangkatan” selanjutnya dan ulangi langkah e.

Sebagai contoh hitunglah Jarak terdekat dari V1 ke V7 pada gambar berikut ini.

Hasil setiap stepnya dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Dengan demikian jarak terpendek dari V1 ke V7 adalah 16 dengan jalur V1->V2->V3->V5->V6->V7

Pengukuran

Measurement (Pengukuran)

Pengukuran merupakan metode yang digunakan untuk menghitung jumlah dari point, panjang dari line, dan luas (area) atau keliling (perimeter) dari polygon. 

Jenis Measurement (Pengukuran)

• Raster GIS Measurement
• Vector GIS Measurement

Raster GIS Measurement

1. Pythagorean Distance / Euclidean Distance

Menghitung panjang atau jarak antara dua titik menggunakan rumus pythagoras.

2. Manhattan Distance

Menghitung panjang atau jarak antara dua titik dengan menghitung jumlab sel yang dilalui oleh garis tersebut.

3. Proximity Distance

Menghitung panjang atau jarak antara dua titik dengan perkiraan. Proximity mirip dengan pythagorean, tetapi diterapkan pada setiap pixel. 

4. Perimeter and Area

Menghitung keliling (perimeter) dan luas (area) dari sebuah polygon dengan menggunakan rumus geometri dengan satuan cell unit.

contoh dari masing-masing pengukuran:

(a) Pythagorean Distance, (b) Manhattan Distance, (c) Proximity Distance, (d) Perimeter and Area

Vector GIS Measurement

Pada pengukuran vektor, pengukuran panjang atau jarak menggunakan rumus pythagoras, dan pengukuran luas dan keliling menggunakan rumus geometri.

contoh pengukuran vektor:

Query

Query merupakan cara untuk mengambil data pada database. Beberapa operator boolean yang sering digunakan untuk menggabungkan beberapa query dengan kondisi yang diperlukan.

Reclassification (Reklasifikasi)

Reklasifikasi merupakan suatu metode yang digunakan untuk mengklasifikasi ulang data spasial dari yang detail dan kelasnya banyak menjadi semi detail dan kelasnya lebih sedikit.

Contoh reklasifikasi:

Buffering and Neighborhood Function

Buffering merupakan metode penentuan area interest atau berkepentingan yang ada di sekitar entitas geografis. Biasanya buffering digunakan pada data vektor, sedangkan Neighborhood function merupakan metode buffer yang digunakan pada data raster. 

Pada data raster, zona interest dibuat menggunakan proximity approach, dimana pendekatan ini akan menghasilkan lapisan data raster baru yang atribut setiap selnya merupakan pengukuran jarak.

Buffering Data Vektor

Proximity Approach 

Contoh Buffering:

Integrating Data / Map Overlay

Integrasi Data merupakan suatu metode yang digunakan untuk menggabungkan 2 variabel atau lebih untuk menghasilkan satu variabel baru. 

Integrasi Pada Data Vektor

Integrasi Pada Data Raster

Contoh Integrasi Data:

Interpolasi Spasial

Interpolasi spasial merupakan suatu prosedur untuk memperkirakan nilai properti dalam area yang tertutup pada pengamatan yang ada.

Metode Interpolasi

• Local or Global Interpolation, Menggunakan Sample dari titik kontrol (Local) atau Menggunakan semua titik pada daerah titik kontrol (Global).
• Exact or Approximate, Memprediksi nilai titik kontrol yang nilainya sama dengan pada saat observasi (Exact) atau yang nilainya tidak sama (Approximate).
• Gradual or Abrupt, Interpolasi yang menghasilkan perubahan bertahap (Gradual) atau mendadak/tiba-tiba (Abrupt).
• Deterministic or Stochastic, Interpolasi tidak memiliki nilai error (Deterministic) atau memiliki nilai error (Stochastic) pada nilai prediksi yang dilakukan

Thiessen Polygon (Voronoi Polygon)

Thiessen polygon merupakan metode interpolasi yang tepat untuk mengasumsikan bahwa nilai lokasi yang bukan sample sama dengan nilai titik sample terdekat. Dibuat dengan membagi garus yang menghubungkan titik neighborhood, kemudian menggambar bisektor tegak lurus, lalu menggunakan bisektor tersebut untuk merakit tepi polygon.

Triangulated Irregular Network (TIN)

TIN merupakan cara yang elegan untuk membangun permukaan dari satu set spaced data point.

Spasial Analisis

Analisis spasial Adalah suatu teknik atau proses yang melibatkan sejumlah fungsi hitungan dan evaluasi logika matematis yang dilakukan terhadap data spasial dalam rangka untuk mendapatkan ekstraksi, nilai tambah, atau informasi baru yang juga beraspek spasial.  Oleh karena luas lingkupnya, banyak bahasan yang dapat dicakup olehnya. Demikian pula halnya dengan ArcGIS yang kaya akan fungsi-fungsi spasial.

Sebagai sebuah metode, analisis spasial berusaha untuk membantu perencana dalam menganalisis kondisi permasalahan berdasarkan data dari wilayah yang menjadi sasaran. Dan konsep-konsep yang paling mendasari sebuah analisis spasial adalah jarak, arah, dan hubungan. Kombinasi dari ketiganya mengenai suatu wilayah akan bervariasi sehingga membentuk perbedaan yang signifikan yang membedakan satu lokasi dengan yang lainnya. Dengan demikian jarak, arah, dan hubungan antara lokasi suatu objek dalam suatu wilayah dengan objek di wilayah yang lain akan memiliki perbedaan yang jelas. Dan ketiga hal tersebut merupakan hal yang selalu ada dalam sebuah analisis sapasial dengan tahapan-tahapan tertentu tergantung dari sudut pandang perencana dalam memandang sebuah permasalahan analisis sapasial (Cholid,2009:5).




Gambar yang terlihat di atas merupakan alur (Metode) dari proses penyelesaian analisis spasial. Metode tersebut merupakan metode yang banyak digunakan untuk menyelesaikan kasus-kasus spasial yang ada (Sadahiro, 2006). Kasus-kasus ini dapat berupa kasus: Petroleum pipeline routing, Determining the best location for an LNG plant, Designing and building structures of pipeline routing, Optimizing placement of biorefineries, Petroleum exploration play risk, Least-cost pipeline routing design, dan lain sebagainya.