Pemanfaatan data Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis untuk Pengembangan Sistem Informasi Lingkungan

Eko Budiyanto

Abstrak : Data penginderaan jauh dan Sistem Informasi Geografis dapat dipadukan untuk membangun sebuah sistem informasi spasial yang bermanfaat. Data penginderaan jauh dengan resolusi spasial tinggi terkoreksi geometrik dapat memberikan informasi spasial yang akurat. Data atribut dibangun melalui sistem informasi geografis dan selanjutnya dikaitkan dengan melalui suatu pemrogramman spasial berbasis Avenue Arcview GIS. Hasil dari pemaduan data penginderaan jauh dan SIG ini adalah sistem informasi spasial seperti sistem informasi lingkungan.

Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari manusia selalu memerlukan informasi. Informasi yang diperlukan tersebut berupa informasi yang sederhana hingga informasi yang rumit dengan segala bentuk simbolisasinya. Dengan berbekal pada informasi tersebut manusia mengambil keputusan untuk melakukan berbagai aktifitasnya. Terkait dengan lingkungan tempat tinggalnya, manusia memerlukan berbagai informasi yang berkaitan dengan lingkungannya tersebut. Keutuhan dan kelengkapan informasi tentang lingkungan tersebut mempengaruhi tingkat pengenalan serta pemahaman terhadap lingkungan itu sendiri.

Selain keutuhan dan kelengkapan informasi, pada saat ini kecepatan dalam perolehan perolehan informasi sangat diperlukan. Banyaknya aktifitas yang ingin dicapai mendorong manusia mencari berbagai cara untuk mendapatkan informasi dengan cepat, mudah, dan seakurat mungkin.

Geografi dengan teknologi penginderaan jauh dan SIG sangat memungkinkan untuk membentuk sebuah sistem yang berfungsi membantu perolehan informasi lingkungan secara cepat, mudah dan akurat. Data penginderaan jauh dapat digunakan sebagai sumber informasi spasial dengan tingkat akurasi yang sangat tinggi. SIG memungkinkan dikembangkan menjadi sistem informasi terapan dengan berbagai fasilitas analisis dan teknik pemrogramman di dalamnya.

Data Penginderaan Jauh

Penginderaan Jauh adalah suatu teknik perolehan dan analisis data muka bumi tanpa melalui interaksi langsung (Lillesand, Kieffer. 2005: 102). Penginderaan jauh telah berkembang dengan berbagai pengkhususan perolehan data seperti foto udara ( Aerial borne system ), citra satelit ( Sattelite Sensing ), ataupun radar. Data citra hasil perekaman penginderaan jauh memberikan gambaran yang komprehensif tentang berbagai fenomena yang terjadi dimuka bumi. Kemampuannya dalam perekaman secara multi temporal, multi spektral, dan multi spasial memberikan banyak kemudahan dan ketelitian dalam pengkajian fenomena tersebut (Short, 2006: 5)

Data penginderaan jauh memberikan gambaran yang jelas tentang muka bumi. Fenomena yang ada pada muka bumi terrekam seperti apa adanya, dengan distorsi yang sangat kecil. Dengan kemampuannya merekam dengan berbasis pada panjang gelombang pendek (sekitar 0.3 µm – 0.4 µm) hingga gelombang panjang (sekitar 1 m) memungkinkan menjelaskan berbagai fenomena yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Dengan kemampuannya ini, data penginderaan jauh dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan pembangunan seperti zonasi lahan kritis, analisis banjir, analisis kerapatan hutan, penilaian sumber daya, dan lain-lain.

Gambar 1. Data Citra Satelit SPOT Pankromatik (http:// rst.gsfc.nasa.gov/ Intro/ Part2_22.html)

Perkembangan teknologi penginderaan jauh telah secara signifikan meningkatkan kemampuan perekaman data. Berikut adalah resolusi spasial dari beberapa satelit yang dapat digunakan untuk perolehan informasi secara detil:

No	Satelit	Resolusi Spasial
1	QuickBird	0.61 meter
2	IKONOS	0.82 meter
3	SPOT-5	2.5 / 5 / 10 meter
4	Landsat 7 +ETM	14.25 / 28.5 meter
5	ASTER	15 / 30 meter

Tabel 1. Daftar Resolusi Spasial Satelit Sumber Daya (Satellite Imaging Corp, 2007)

Dengan resolusi spasial yang tinggi, penggunaan data citra satelit untuk perolehan informasi dengan tingkat kedetilan yang tinggi menjadi sangat memungkinkan. Penggunaan citra satelit memberikan cakupan wilayah yang lebih luas dibandingkan dengan data foto udara. Data foto udara digital dengan cakupan yang lebih sempit tetapi memberikan resolusi spasial yang lebih tinggi dibandingkan citra satelit di atas.

Sistem Informasi Geografis (SIG)

a. Sistem Informasi Geografis Sebagai Media Penggambaran Dunia Nyata

Dunia nyata ( real world ) adalah segala sesuatu yang terdapat di alam. Dunia nyata memiliki kompleksitas baik dari ukuran, jenis, dan waktu peristiwa. Kenyataan di lapangan berasal dari segala sesuatu yang berukuran atomik hingga masalah benua atau yang lebih luas lagi, dari peristiwa yang terjadi ribuan tahun yang lalu hingga detik ini, dari masalah perubahan bentuk molekular hingga interaksi sosial. Kompleksitas ini mengakibatkan sulitnya manusia menggambarkan dunia nyata tersebut.

Penggambaran dunia nyata yang dilakukan merupakan sebuah peristiwa penyederhanaan, klasifikasi, dan simbolisasi sesuai dengan interpretasi masing-masing individu tersebut. Seluruh fenomena dunia nyata ini tidaklah mungkin sekaligus digambarkan secara lengkap, detil, dan sempurna. Penggambaran yang dilakukan tersebut dipengaruhi oleh pengalaman dan pengetahuan masing-masing individu atas dunia nyata sebagai lingkungannya.

Kompleksitas dunia nyata ini merupakan sesuatu kenyataan yang dimaklumi. Namun disisi lain manusia tetap memerlukan penggambaran dan pendekatan-pendekatan terhadap dunia nyata ini sejalan dengan kebutuhannya. Manusia berusaha mengenali lingkungannya dari masalah yang detil sampai yang lebih besar lagi sesuai dengan kebutuhan masing-masing individu atau kelompoknya. Seorang nelayan berusaha mengenali sifat-sifat angin agar dirinya selamat dalam pelayarannya. Petani mengenali sifat-sifat tanah agar mendapatkan hasil panen yang baik. Tentara mengenali bentuk lahan dengan harapan mendapatkan posisi dan lokasi yang strategis dalam bertempur sehingga memenangkan pertempuran tersebut.

SIG sebagai sebuah sistem informasi melakukan penyederhanaan terhadap fenomena dunia nyata ini. SIG dengan penyederhanaannya ini melakukan pendekatan terutama secara spasial dan non spasial. Analisis spasial dalam SIG berusaha menerangkan fenomena dunia nyata melalui model dunia nyata ( real world model ). Model dunia nyata ditujukan untuk mengurangi kompleksitas dengan mengambil fenomena-fenomena tertentu saja yang sejalan dengan tujuan. Model dunia nyata selanjutnya diterangkan melalui model data. Proses interpretasi fenomena alami dengan menggunakan model dunia nyata dan model data disebut dengan pemodelan data (Bernhardsen, 1992: 214).

b. Model Dunia Nyata

Model dunia nyata menerangkan kenyataan yang ada pada dunia nyata. Pembawa informasi dari model dunia nyata ini adalah entitas. Entitas terdiri dari : Klasifikasi Jenis ( type classification ), atribut ( attribute ), hubungan ( relationship ).

c.1. Jenis Entitas

Jenis entitas didasarkan atas asumsi bahwa fenomena yang seragam dapat digolongkan ke dalam klasifikasi yang sama. Klasifikasi jenis harus memiliki nama yang unik. Misal, dilapangan terdapat beberapa jalan dengan berbagai ukuran dan kepadatan. Jalan tersebut diidentifikasi sebagai jalan negara, jalan propinsi, jalan kabupaten, dan jalan desa. Proses identifikasi tingkatan jalan tersebut sebenarnya memasukkan jalan ke dalam kelompok unik tertentu, yang mana jalan tersebut masuk dalam kelompok besar yang disebut jalan . Contoh lain, terdapat beberapa bangunan di lapangan. Bangunan-bangunan tersebut masuk dalam golongan besar yang disebut kelompok Bangunan. Bangunan-bangunan tersebut kemudian diidentifikasi sebagai rumah mukim, perkantoran, pabrik, dan lain-lain. Proses identifikasi bangunan tersebut merupakan proses memasukkan obyek bangunan kedalam kelompok-kelompok yang lebih spesifik.

Gambar 2. Dunia Nyata dan Model Dunia Nyata

c.2. Atribut Entitas

Atribut entitas merupakan data yang menerangkan sebuah jenis entitas. Sebuah jenis entitas memungkinkan memiliki lebih dari satu data atribut. Misal, sebuah jalan memiliki data atribut nama, lebar, kelas jalan, kepadatan, dan lain-lain. Data-data tersebut merupakan fakta lapangan yang diambil untuk menerangkan secara spesifik sebuah entitas. Atribut entitas digolongkan menjadi data kualitatif dan data kuantitatif. Data kualitatif menjelaskan entitas secara deskriptif, sedangkan data kuantitatif dikelompokkan menjadi tiga tingkat ketepatannya ( accuracy ). Tingkatan paling tepat disebut proporsional seperti pengukuran jarak dan luas area, interval yang menggolongkan data pada kelompok-kelompok tertentu seperti umur, pendapatan dan lain-lain, Ordinal yang menggolongkan data pada tingkatan-tingkatan seperti buruk - sedang - baik .

c.3. Hubungan Entitas

Sebuah entitas memiliki hubungan atau keterkaitan dengan entitas-entitas yang lain. Untuk menjelaskan sebuah entitas tertentu perlu dijelaskan kaitannya entitas tersebut dengan entitas-entitas disekitarnya, misalnya posisi relatifnya, bagian dari kelompok mana, terdiri dari unsur apa saja, berdampingan dengan apa saja, dan lain-lain.

Model Data

Model data merupakan penterjemahan dari model dunia nyata. Informasi dunia nyata yang disimpan pada basisdata tidak dapat dihubungkan secara langsung pada model dunia nyata. Model dunia nyata yang masih bersifat umum ini harus terlebih dahulu diturunkan menjadi sebuah model data.

Gambar 3. Model Dunia Nyata dan Model Data

Sebuah model data dapat memiliki banyak obyek. Masing-masing obyek inilah yang selanjutnya terhubung dengan informasi dalam kemasan basisdata. Informasi model data dapat diperoleh dari obyek-obyek tersebut. Dengan kata lain, obyek merupakan pembawa informasi model data.

Gambar 4. Model Data dan Basisdata

Bentuk akhir dari model data dalam sistem informasi geografis adalah peta dan basis data yang menerangkan peta tersebut. Kelengkapan data dari model akan memberikan informasi yang jelas tentang sebaran spasial, kuantitas dan kualitas suatu fenomena.

Pemrogramman Sistem Informasi berbasis SIG

Sistem informasi geografis berkembang dengan dukungan dari banyak produsen perangkat lunak yang berbasis spasial seperti ESRI, MapInfo, ITC dan lain-lain. Masing-masing produsen dari perangkat lunak tersebut memiliki banyak produk yang banyak digunakan untuk perolehan, pengolahan, ataupun penyajian data spasial. Beberapa di antara perangkat lunak yang banyak digunakan adalah Arc View, Arc GIS, MapInfo, ERDAS, dan beberapa yang lain. Selain memiliki kemampuan standar dalam perolehan, pengolahan, analisis, dan penyajian data spasial, setiap perangkat lunak tersebut memiliki fasilitas pemrogramman yang memungkinkan dilakukannya pengembangan atas berbagai fasilitas yang sudah ada tersebut.

Sistem Informasi berbasis Avenue Arcview GIS

Kemampuan Arcview GIS pada berbagai serinya tidaklah diragukan lagi. Arcview GIS adalah software yang dikeluarkan oleh ESRI (Environmental Systems Research Institute). Perangkat lunak ini memberikan fasilitas teknis yang berkaitan dengan pengelolaan data spasial. Kemampuan grafis yang baik dan kemampuan teknis dalam pengolahan data spasial tersebut memberikan kekuatan secara nyata pada Arcview untuk melakukan analisis spasial. Kekuatan analisis inilah yang pada akhirnya menjadikan Arc View banyak diterapkan dalam berbagai pekerjaan seperti analisis pemasaran, perencanaan wilayah dan tata ruang, system informasi persil, pengendalian dampak lingkungan bahkan militer (Eko Budiyanto, 2003: 3) .

Mengapa Arcview dapat memiliki keluwesan yang sedemikian hebat? Hal ini dikarenakan oleh adanya dukungan dari script Avenue . Melalui Avenue ini dapat dibentuk suatu "kemampuan baru" pada Arcview . Tentu saja hal ini membuat Arcview menjadi sangat luwes untuk diterapkan pada berbagai permasalahan spasial. Avenue dapat digunakan untuk "merombak" wajah Arcview sesuai dengan kebutuhan penggunanya.

Avenue adalah sebuah script atau bahasa pemrogramman berorientasi obyek ( OOP/Object Oriented Programming ) (Esri, 1996: 5). Dengan Avenue ini dapat dibentuk sebuah interface baru pada Arcview , otomasi pekerjaan-pekerjaan yang bersifat berulang ( repetitif ), ataupun membuat sebuah alur analisis spasial khusus yang belum terdapat pada Arcview tersebut. Avenue banyak digunakan untuk membentuk sebuah sistem informasi aplikatif pada suatu lembaga atau instansi dengan berbasis Arcview GIS.

Pemanfaatan Data Penginderaan Jauh pada Sistem Informasi SIG

Data penginderaan jauh dapat dilakukan proses koreksi geometrik yang akan menghasilkan sebuah citra yang memiliki titik ikat lapangan ( georefference ). Citra yang telah melalui proses ini dapat digunakan sebagai pemandu lapangan seperti peta. Pada citra dengan resolusi tinggi yang telah terpasang titik ikat ( Orthorectified Image ), obyek-obyek akan nampak jelas dan dapat dipadukan dengan berbagai peta dengan skala yang sama (Satellite Imaging Corp, 2007) .

Pembuatan Sistem Informasi Lingkungan

Dengan mendasarkan pada berbagai uraian di atas, dapat dibentuk sebuah sistem informasi spasial dengan memanfaatkan data penginderaan jauh dan berbasis pada sistem informasi geografis. Sistem informasi yang akan dibuat adalah sebuah model sistem informasi lingkungan yang selanjutnya dapat dikembangkan menjadi sistem informasi yang lebih kompleks. Data penginderaan jauh digunakan sebagai dasar pengenalan obyek lapangan. Data penginderaan jauh yang dipilih adalah data citra satelit dengan resolusi spasial tinggi. Citra satelit tersebut dilakukan beberapa proses seperti pemasangan titik ikat lapangan ( Ground Control Point ), pembatasan region, dan pemotongan dataset menggunakan perangkat lunak ER Mapper 6.4.

Citra yang telah ter-georefferrence diturunkan menjadi peta-peta : jalan dan penggunaan lahan. Informasi detil dari obyek-obyek jalan dan penggunaan lahan dibentuk menjadi basis data tabular yang melengkapi informasi obyek pada peta. Pembuatan peta dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Arcview GIS 3.3.

Antar muka sistem informasi ( interface ) dibentuk dengan memanfaatkan fasilitas customize pada perangkat lunak Arcview GIS. 3.3. Menu dan tombol dibentuk dengan menggunakan teknik customizing tersebut. Teknik ini dipilih didasarkan pada kemudahannya dalam membentuk menu dan berbagai tombol baru.

Dialog designer diperlukan untuk membentuk antar muka penampil data atribut yang menjadi dasar pemilihan obyek. Dialog designer yang dipilih adalah bentuk kotak daftar ( listbox ). Dengan menggunakan dialog ini operator akan memilih informasi apa yang akan dicari.

Untuk menghubungkan menu dan tombol dengan berbagai aksi yang diinginkan perlu dibentuk script atau program. Script atau program ini dibentuk dengan menggunakan bahasa Avenue . Setiap aksi yang diperlukan diuraikan menjadi baris-baris perintah pada script Avenue dan selanjutnya dikaitkan ke masing-masing menu atau tombol yang bersangkutan. Berikut adalah script utama dari sistem informasi.

v = av.GetActiveDoc
th1 = v.findtheme("komplek.shp")
th2 = v.findtheme("area.shp")
th1.setactive(false)
th2.setactive(true) 

cari = msgbox.input("Apa yang anda cari ???", "Pencarian","")

tx = av.getproject.finddoc("attributes of area.shp")
vtx = tx.getvtab
bx = vtx.getselection
fx = vtx.findfield("id") 

for each rec in 0..(vtx.getnumrecords-1)
vtx.seteditable(true)
vtx.setvalue(fx,rec,0)
vtx.seteditable(false)
end 

if (cari <> nil) then
expx = "[keterangan] = "+ cari.quote
vtx.query(expx,bx,#vtab_seltype_new)
vtx.updateselection 

for each rec in bx
vtx.seteditable(true)
vtx.setvalue(fx,rec,1)
vtx.seteditable(false)
end
v.invalidate 

th1.setactive(true)
th2.setactive(false)
t = v.getactivethemes.get(0)
vt = t.getftab
b = vt.getselection
f = false 

exp = "[keterangan] = "+ cari.quote
vt.query(exp,b,#vtab_seltype_new)
vt.updateselection 

for each r in b
f = true
end if

(f = true) then 
for each rec in b
v.invalidate
t.BlinkRecord (rec)
t.BlinkRecord (rec)
t.BlinkRecord (rec)
end
else
msgbox.info("Maaf data tidak ada !!!","")
end
end 

Hasil Perancangan Sistem Informasi

Sistem informasi ini adalah model sederhana dari sistem informasi spasial. Sistem informasi bertema sistem informasi lingkungan Universitas Gadjah Mada – Universitas Negeri Yogyakarta Antarmuka utama dari sistem informasi dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 5. Antar muka utama sistem informasi lingkungan

Pencarian lokasi dapat dilakukan dengan menggunakan proses query atau find yang dapat dilakukan dengan menggunakan tombol . Dengan penekanan tombol tersebut, sistem akan menanyakan obyek yang dicari seperti pada gambar berikut.

Gambar 6. Pencarian obyek

Pemilihan obyek yang dicari juga dapat dilakukan pada listbox yang secara terotomasi muncul pada sebelah kanan layar tampilan citra. Pemilihan dilakukan dengan menggunakan klik pada obyek yang akan dicari.

Gambar 7. Layar tampilan citra

Obyek yang dicari akan ditunjukkan oleh kedipan-kedipan gambar ( blink ). Selanjutnya lokasi yang terpilih ditandai dengan poligon bergaris tepi merah seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 8. Lokasi terpilih ditandai oleh poligon

Daftar Pustaka

Bernhardsen, Tor. 1998. Geographic Information System . Arendal Press. Washington .

Budiyanto, Eko. 2002. Sistem Informasi Geografis Menggunakan Arc View GIS . Penerbit Andi. Yogyakarta .

Budiyanto, Eko. 2007. Avenue Untuk Pengembangan Sistem Informasi Geografis . Penerbit Andi. Yogyakarta.

ESRI. 1996. Avenue .Customization and Application Development for Arcview GIS. New York . ESRI.

Ganter, John H. 2006. Arcview / Avenue : Coding Styles and Utility Scripts for Efficient Development. www . software . geocomm. com.

http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_26c.html

Razavi, H Amir. 1999. Arcview GIS/ Avenue Developer's Guides. Third Edition. New York . OnWord Press.

Lillesand, Kiefer. 2005. Sattelite Data Interpretation and Remote Sensing . New York

Short, Nicholast. Dr. 2007. Remote Sensing Tutorial . National Aeronautic and Space Administration (NASA) Official. New York