BASIS DATA SPASIAL PADA MATA KULIAH BASIS DATA 2

MAKALAH BASIS DATA 2

BASIS DATA SPASIAL

BAB I

PENDAHULUAN

Data atau informasi geografi, yang diturunkan dari peta-peta tematik, pengukuran pada umumnya mengandung lebih dari satu atribut yang diasosiasikan dengan lokasi spasialnya. Sebagai contoh, properties pemukiman yang menjadi daya tarik adalah area, lahan, sifat kesuburan tanah, dsb. Atribut-atribut tambahan ini disebut sebagai entities non-spasial dari basi data spasial.

Basis data spasial mendeskripsikan sekumpulan entity baik yang memiliki lokasi atau posisi yang tetap maupun yang tidak tetap (memiliki kecenderungan buntuk berubah, bergerak, atau berkembang). Tipe-tipe entity spasial ini memiliki properties topografi dasar yang meliputi lokasi, dimensi dan bentuk (shape). Hampir semua SIG memiliki campuran tipe-tipe entity spasial dan non-spasial. Tetapi, tipe-tipe entity nonspasial tidak memiliki propertiestopografi dasar lokasi.

Dengan demikian, sebelum analisis SIG dapat dilakukan, diperlukan data tambahan untuk kemudian digabungkan ke dalam basis data geografi.Walupun demikian, untuk mengelola data dan informasi atribut di dalam SIG tidak semudah yang dibayangkan. Untuk melakukannya diperlukan pemahaman yang baik mengenai konsep-konsep sistem manajemen basi data.Penerapan Teknologi Informasi (TI) saat ini telah menyebar hampir di semua bidang. Sebagai institusi pengelola informasi merupakan salah satu bidang penerapan teknologi informasi yang berkembang dengan pesat.

Perkembangan dari penerapan teknologi informasi bisa kita lihat dari perkembangan yang selalu berkaitan dengan dengan teknologi informasi, diawali dari manual, terautomasi, sistem digital atau cyber system. Ukuran perkembangan banyak diukur dari penerapan teknologi informasi yang digunakan dan bukan dari skala ukuran lain seperti besar gedung yang digunakan, jumlah koleksi yang tersedia maupun jumlah penggunanya. Kebutuhan akan TI sangat berhubungan dengan peran dari sebagai kekuatan dalam pelestarian dan penyebaran informasi ilmu pengetahuan dan kebudayaan yang berkembang seiring dengan menulis, mencetak, mendidik dan kebutuhan manusia akan informasi membagi rata informasi dengan cara mengidentifikasi, mengumpulkan, mengelola dan menyediakanya untuk umum.

Penerapan teknologi informasi dapat difungsikan dalam berbagai bentuk, antara lain:

1.      Penerapan teknologi informasi digunakan sebagai Sistem Informasi Manajemen. Bidang pekerjaan yang dapat diintegrasikan dengan sistem informasi adalah pengadaan, inventarisasi, katalogisasi, sirkulasi bahan pustaka, pengelolaan anggota, statistik dan lain sebagainya. Fungsi ini sering diistilahkan sebagai bentuk Automasi.

2.      Penerapan teknologi informasi sebagai sarana untuk menyimpan, mendapatkan dan menyebarluaskan informasi ilmu pengetahuan dalam format digital. Bentuk penerapan TI ini sering dikenal dengan system Digital. Kedua fungsi penerapan teknologi informasi ini dapat terpisah maupun terintegrasi dalam suatu sistem informasi tergantung dari kemampuan software yang digunakan, sumber daya manusia dan infrastruktur peralatan teknologi informasi yang mendukung keduanya.

BAB II

BASIS DATA SPASIAL

2.1DATA SPASIAL

Data spasial adalah sebuah data yang berorientasi geografis dan memiliki sistem koordinat tertentu sebagai dasar referensinya. Sebagian besar data yang akan ditangani dalam SIG merupakan data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis, memiliki sistem koordinat tertentu sebagai dasar referensinya dan mempunyai dua bagian penting yang membuatnya berbeda dari data lain, yaitu informasi lokasi (spasial) dan informasi deskriptif (atribut) yang dijelaskan berikutini: 

1.      Informasi lokasi (spasial) merupakan informasi yang berkaitan dengan suatu koordinat baik koordinat geografi (lintang dan bujur) maupun koordinat Cartesian XYZ (absis, ordinat dan ketinggian), termasuk diantaranya sistem proyeksi.

2.      Informasi deskriptif (atribut) atau informasi non-spasial merupakan informasi suatu lokasi yang memiliki beberapa keterangan yang berkaitan dengan lokasi tersebut, contohnya jenis vegetasi, populasi, luasan, kode pos, dan sebagainya. Informasi atribut seringkali digunakan pula untuk menyatakan kualitas dari lokasi.

`           Secara sederhana format dalam bahasa komputer berarti bentuk dan kode penyimpanan data yang berbeda antara file satu dengan lainnya. Dalam SIG, data spasial dapat direpresentasikan dalam dua format yaitu: 

1.      Model Data Raster 

Data raster atau disebut juga dengan sel grid adalah data yang dihasilkan dari sistem penginderaan jauh. Pada data raster, obyek geografis direpresentasikan sebagai struktur sel grid yang disebut dengan piksel (picture element). Pada data raster, resolusi tergantung pada ukuran piksel-nya. Dengan kata lain, resolusi piksel menggambarkan ukuran sebenarnya di permukaan bumi yang diwakili oleh setiap piksel pada citra. Semakin kecil ukuran permukaan bumi yang direpresentasikan oleh satu sel, semakin tinggi resolusinya. Data raster sangat baik untuk merepresentasikan batas-batas yang berubah secara gradual, seperti jenis tanah, kelembaban tanah, vegetasi, suhu tanah dan sebagainya. Keterbatasan utama dari data raster adalah besarnya ukuran file, semakin tinggi resolusi grid-nya semakin besar pula ukuran filenya dan sangat tergantung pada kapasistas perangkat keras yang tersedia. Masing-masing format data mempunyai kelebihan dan kekurangan. Pemilihan format data yang digunakan sangat tergantung pada tujuan penggunaan, data yang tersedia, volume data yang dihasilkan, ketelitian yang diinginkan, serta kemudahan dalam analisa. 

2.      Model Data Vektor 

Data vektor merupakan bentuk bumi yang direpresentasikan ke dalam kumpulan garis, area (daerah yang dibatasi oleh garis yang berawal dan berakhir pada titik yang sama), titik dan nodes (merupakan titik perpotongan antara dua buah garis). Keuntungan utama dari format data vektor adalah ketepatan dalam merepresentasikan fitur titik, batasan dan garis lurus. Hal ini sangat berguna untuk analisa yang membutuhkan ketepatan posisi, misalnya pada basis data batas-batas kadaster. Contoh penggunaan lainnya adalah untuk mendefinisikan hubungan spasial dari beberapa fitur. Kelemahan data vektor yang utama adalah ketidak mampuannya dalam mengakomodasi perubahan gradual.

2.2 SUMBER DATA SPASIAL

Data spasial yang digunakan dalam proyek SIG dapat berasal dari berbagai sumber. Beberapa sumber yang umumnya digunakan dalam pembangunan basis data spasial adalah sebagai berikut: 

1.      Peta Analog 

Peta analog (antara lain peta topografi, peta tanah, peta kawasan hutan dan perairan, dan sebagainya) yaitu peta dalam bentuk cetak. Pada umumnya peta analog dibuat dengan teknik kartografi, kemungkinan besar memiliki referensi spasial seperti koordinat, skala, arah mata angin dan sebagainya. Peta analog yang meliputi wilayah yang luas, seperti peta topografi, peta penggunaan lahan dan peta lereng, umumnya bersumber pada citra satelit atau foto udara. Dalam tahapan SIG sebagai keperluan sumber data, peta analog dikonversi menjadi peta digital dengan cara format raster diubah menjadi format vektor melalui proses digitasi sehingga dapat menunjukan koordinat sebenarnya di permukaan bumi. Proses digitasi dapat pula dilakukan langsung bila tersedia meja digitasi. Namun dewasa ini sebagian besar digitasi peta analog dilakukan on-screen atau langsung di monitor setelah peta dikonversi menjadi peta raster melalui pemindai (scanner).

2.      Citra Penginderaan Jauh 

Data Penginderaan Jauh (antara lain citra satelit dan foto-udara), merupakan sumber data yang terpenting bagi SIG, utamanya untuk memantau kondisi lahan, karena ketersediaanya secara berkala dan mencakup area tertentu yang cukup luas). Dengan adanya bermacam-macam satelit di ruang angkasa dengan spesifikasinya masing-masing kita bisa memperoleh berbagai jenis citra satelit untuk beragam tujuan pemakaian. Data citra satelit sebagian besar disediakan dalam format raster. 

3.      Data Hasil Pengukuran 

Data pengukuran lapangan yang dihasilkan berdasarkan teknik pemetaan tersendiri, pada umumnya data ini merupakan sumber data atribut, contohnya batas administrasi, batas kepemilikan lahan, batas persil, batas hak pengusahaan hutan, trase (alur) jalan hutan dan lain lain. 

4.      Data Global Positioning System 

Teknologi Global Positioning System (GPS) memberikan terobosan penting dalam menyediakan data bagi SIG. Keakuratan pengukuran GPS semakin tinggi dengan berkembangnya teknologi. Data ini biasanya direpresentasikan dalam format vektor.

5.      Data Tabular

Data ini berfungsi sebagai atribut bagi data spasial. Data ini umumnya berbentuk tabel. Salah satu contoh data ini yang umumnya digunakan adalah data sensus penduduk, data sosial, data ekonomi, dll.

2.3  DATA ATRIBUT 

Data atribut memberikan gambaran atau menjelaskan informasi berkaitan dengan fitur peta atau cara kerja SIG. Data atribut dapat disimpan dalam format angka maupun karakter. Pada Sistem Informasi Geografis, utamanya di ArcView dan ARC/INFO data atribut dihubungkan dengan data spasial melalui identifier (ID) yang terkait di fitur. Pada ArcView file dikenal dengan nama shapefile (*.SHP) yang terdiri dari serangkaian file, atribut yang disimpan pada file berekstensi *.dbf. 

2.4 PENENTUAN ATRIBUT

Analisis kebutuhan atribut berganda sangat bergantung pada proses penentuan atribut oleh pembuat keputusan karena dengan atribut tersebut pembuat keputusan akan mengevaluasi pencapaian tujuan keputusan. Dalam melakukan pengambilan ide atribut ada dua cara yang dapat ditempuh pembuat keputusan yaitu menggunakan panel ahli dan melakukan survey literatur. Atribut yang digunakan harus mewakili tujuan yang ingin dicapai. Proses pencarian hingga sub-sub atribut yang lebih kecil terus dilakukan hingga diperoleh atribut yang nyata. Hal-hal yang harus dimilik oleh atribut sebagai berikut:

A.    Atribut harus lengkap, atribut telah mewakili semua hal yang relevan terhadap keputusan akhir.

B.     Atribut saling terpisah satu dengan yang lain, atribut tidak harus tergantung pada atribut lain sehingga dapat dilakukan proses trade off pada langkah selanjutnya dan menghindari double-counting.

C.     Atribut dibatasi pada hal penting (signifikan) bagi kinerja, atribut diawali oleh tujuan utama yang abstrak dan ditingkat paling bawah.

2.5  PEMBOBOTAN ATRIBUT

Atribut tidak selalu memilliki tingkat kepentingan yang sama. Dengan pemberian pembobotan yang berbeda, pembuat keputusan dapat menuangkan pertimbangan nilai kepentingan yang berbeda diantara atribut keputusan. Bobot juga akan membimbing seorang manajer proyek atau program untuk mengupayakan hal terbaik dalam pencapaian target yang memilliki bobot terbesar karena besarnya bobot juga menggambarkan tingkat tanggung jawab yang lebih besar terhadap atribut tersebut.

Pada dasarnya, ada 3 pendekatan untuk mencari nilai bobot atribut, yaitu pendekatan subyektif, pendekatan obyektif dan pendekatan integrasi antara subyektif & obyektif. Masing-masing pendekatan memiliki kelebihan dan kelemahan. Pada pendekatan subyektif, nilai bobot ditentukan berdasarkan subyektifitas dari para pengambil keputusan, sehingga beberapa faktor dalam proses perankingan alternatif bisa ditentukan secara bebas. Sedangkan pada pendekatan obyektif, nilai bobot dihitung secara matematis sehingga mengabaikan subyektifitas dari pengambil keputusan.

2.6  BAHASA QUERY SPASIAL

Tipe Queri Spasial

·         Nearess queries : Meminta objek yg berada dekat lokasi tertentu. Cth, queri utk mencari semua restoran yg berada dlm jarak ttt dari suatu titik ttt.

·         Region queries : Meminta objek yg berada sebagian atau keseluruhan pada area ttt. Cth, queri utk mencari semua toko eceran di dalam suatu kota

·         Queries that request intersections and unions of regions : Meminta objek yg berada pada area yg beririsan atau gabungan dari beberapa area. Cth, dari informasi tahunan mengenai curah hujan & kepadatan penduduk, diajukan queri utk mendapatkan semua area dengan curah hujan rendah & kepadatan penduduk tinggi. Perhitungan queri ini dgn melakukan join dari 2 relasi spasial.

Bahasa Query Spasial :

·         Tipe data spasial, mis poin, linestring, poligon

·         Operasi spasial, cth. overlap, distance, nearest neighbor.

Dapat dipanggil dari bahasa queri,

cth. SQL3

SELECT Sname

FROM Senator S

WHERE S.district.Area() > 300

           

Standar bahasa Query Spasial

·         Bahasa queri standar : SQL3

·         OGIS (Open Geodata Interchange Standar) : standar utk tipe data spasial & operator

2.7                         Spasial dan non Spasial

·         Data Spasial

Data spasial adalah data yang bereferensi geografis atas representasi obyek di bumi.Data spasial pada umumnya berdasarkan peta yang berisikan interprestasi dan proyeksiseluruh fenomena yang berada di bumi. Fenomena tersebut berupa fenomena alamiahdan buatan manusia. 

Pada awalnya, semua data dan informasi yang ada di peta merupakanrepresentasi dari obyek di muka bumi.Sesuai dengan perkembangan, peta tidak hanya merepresentasikan obyek-obyek yangada di muka bumi, tetapi berkembang menjadi representasi obyek diatas muka bumi (diudara)dan dibawah permukaan bumi. Data spasial memiliki dua jenis tipe yaitu vektor dan raster.Model data vektor menampilkan, menempatkan, dan menyimpan data spasial denganmenggunakan titik-titik, garis-garis atau kurva, atau poligon beserta atribut-atributnya. Modeldata Raster menampilkan, dan menyimpan data spasial dengan menggunakan struktur matriksatau piksel.

Piksel yang membentuk grid. Pemanfaatan kedua model data spasial inimenyesuaikan dengan peruntukan dan kebutuhannya.Pengelolaan, pemrosesan dan analisa data spasial biasanya bergantung dengan modeldatanya. Pengelolaan, pemrosesan dan analisa data spasial memanfaatkan pemodelan SIGyang berdasar pada kebutuhan dan analitiknya. Analitik yang berlaku pada pemrosesan dataspasial seperti overlay, clip, intersect, buffer, query, union, merge yang mana dapat dipilihataupun dikombinasikan. Pemrosesan data spasial seperti dapat dilakukan dengan teknik yangdisebut dengan geoprocessing (ESRI, 2002), pemrosesan tersebut antara lain :

a. overlay adalah merupakan perpaduan dua layer data spasial, 

b. clip adalah perpotongan suatu area berdasar area lain sebagai referensi,

c. intersection adalah perpotongan dua area yang memiliki kesamaan karakteristik  dankriteria,

d. buffer adalah menambahkan area di sekitar obyek spasial tertentu,

e. query adalah seleksi data berdasar pada kriteria tertentu,f. union adalah penggabungan / kombinasi dua area spasial beserta atributnya yang berbedamenjadi satu,

g. merge adalah penggabungan dua data berbeda terhadap feature spasial,h. dissolve adalah menggabungkan beberapa nilai berbeda berdasar pada atribut tertentu.

Pengelolaan, pemrosesan dan analisa data spasial biasanya bergantung dengan model datanya. Pengelolaan, pemrosesan dan analisa data spasial memanfaatkan pemodelan SIGyang berdasar pada kebutuhan dan analitiknya. Analitik yang berlaku pada pemrosesan dataspasial seperti overlay, clip, intersect, buffer, query, union, dan merge.

·         Data Non-spasial

Data Non Spasial (Atribut) adalah data berbentuk tabel dimana tabel tersebut berisiinformasi-informasi yang dimiliki oleh obyek dalam data spasial. Data tersebut berbentukdata tabular yang saling terintegrasi dengan data spasial yang ada.

2.8  Pemrosesan Query

Tipe Queri Spasial
> Nearess queries : Meminta objek yg berada dekat lokasi tertentu.
  >> Cth : queri utk mencari semua restoran yg berada dlm jarak  x1 dari suatu titik x1.
> Region queries : Meminta objek yg beradas ebagian atau keseluruhan pada area x1.
  >> Cth: queri utk mencari semua toko eceran didalam suatu kota.

Contoh Join Spasial
   SELECT S.name FROM Senator S, Business B
   WHERE S.district.Area() > 300
   AND Within(B.location, S.district)

Contoh Join Non-Spasial
  SELECT S.name FROM Senator S, Business B
  WHERE S.soc-sec = B.soc-sec AND S.gender= ‘Female

·         Menjawab query spasial maupun atribut.

Menghubungkan informasi spasial dengan atribut-atributnya yang terdapat (disimpan) didalam basis data atribut:

1.      Memilih feature (entitas) spasial, muncul informasi spasialnya.

2.      Memilih data atribut dari basis data atribut, muncul representasi spasial feature yang dipilih.

3.      Memilih data atribut, muncul data atribut-atribut lainnya yang terdapat di dalam basis data tersebut.

4.      Memilih suatu feature spasial, muncul feature spasial lainnya yang terkait.