DATA RASTER

DATA RASTER, DATA VEKTOR DAN PENGELOLAANNYA Oleh : Ahmad Taupik I. PENDAHULUAN Model dunia nyata memudahkan manusia di dalam studi area aplikasi yang dipilih dengan cara mereduksi sejumlah kompleksitas yang sebenarnya hadir. Di luar area aplikasi yang dipilih diasumsikan tidak penting. Walaupun demikian, jika model dunia nyata yang bersangkuan akan digunakan, model ini harus diimplementasikan di dalam basis data. Dan dengan model data, implementasi ini menjadi memungkinkan untuk dilaksanakan. Apa yang dapat dilakukan oleh komputer adalah memanipulasi objek-objek geometri seperti titik, garis, dan polygon–geometri yang digunakan di dalam model data. Pembawa informasi di dalam model-model data adalah objek. Objek ini berhubungan dengan entities di dalam model-model dunia nyata karena itu dianggap sebagai deskripsi fenomena dunia nyata II. DATA RASTER Dalam model data raster  setiap lokasi direpresentasikan sebagai suatu posisi sel. Sel ini diorganisasikan dalam bentuk kolom dan baris sel-sel dan biasa disebut sebagai grid. Dengan kata lain, model data raster menampilkan, menempatkan, dan menyimpan data spasial dengan menggunakan struktur matriks atau piksel-piksel yang membentuk grid. Setiap piksel atau sel ini memiliki atribut tersendiri, termasuk koordinatnya yang unik. Setiap baris matrik berisikan sejumlah sel yang memiliki nilai tertentu yang merepresentasikan suatu fenomena geografik. Nilai yang dikandung oleh suatu sel adalah angka yang menunjukan data nominal. Akurasi model data ini sangat bergantung pada resolusi atau ukuran pikselnya di permukaan bumi. Pada model data raster, matriks atau array diurutkan menurut koordinat kolom (x) dan barisnya (y). Pada sistem koordinat piksel monitor komputer, titik asal sistem koordinat raster terletak di sudut kiri atas. Nilai absis (x) akan meningkat ke arah kanan, dan nilai ordinat (y) akan membesar ke arah bawah – seperti terlihat pada gambar di atas. Walaupun demikian. sistem koordinat ini sering pula ditransformasikan sehingga titik asal sistem knordinat rerletak di sudut kiri bawah, makin ke kanan nilai absisnya (x) akan meningkat. dan nilai ordinatnya (y) makin meningkat jika bergerak ke arah atas. Entiry spasial raster disimpan di dalam layer yang secara fungsionalitas direlasikan dengan unsur-unsur petanya. Contoh sumber-sumber entity spasial raster adalah citra satelit, misalnya NOAA. Spot, Landsad Ikonos, dll. Kemudian citra radar, dan model ketinggian dijital seperti DTM atau DEM dalam model data raster. Model raster memberikan informasi spasial apa yang terjadi dimana saja dalam bentuk gambaran yang digeneralisasi. Dengan model ini, dunia nyata disajikan sebagai elemen matriks atau sel grid yang homogen. Dengan model data raster, data geografi ditandai oleb nilai-nilai elemen matriks persegi panjang dari suatu objek. Dengan demikian, secara konseptual, model data raster merupakan model data spasial yang paling sederhana. Data raster dapat dikonversi ke sistem koordinat geo-referensi dengan cara meregistrasi sistem grid raster ke sistem koordinat geo-referensi yang diinginkan. Dengan demikian setiap sel pada grid memiliki posisi geo-referensi. Dengan adanya sistem georeferensi, sejumlah set data raster dapat ditata sedemikian  sehingga memungkinkan dilakukan analisis spasial. II.1  Karakteristik Raster Resolusi suatu data raster akan merujuk pada ukunan permukaan bumi yang direpresentasikan oleh setiap piksel. Makin kecil ukuran atau luas permukaan bumi yang dapat direpresentasikan oleh setiap pikselnya, makin tinggi resolusi spasialnya. Piksel-piksel di dalam zone atau area yang sejenis memiliki nilai (isi piksel atau ID number) yang sama. Pada umumnya, lokasi di dalam model data raster, diidentifikasi dengan menggunakan pasangan koordinat kolom dan baris (x,y). Nilai yang merepresentasikan suatu piksel dapat dihasilkan dengan cara sampling yang berlainan: v  Nilai suatu piksel merupakan nilai rata-rata sampling untuk wilayah yang direpresentasikannya. v  Nilai suatu piksel adatah nilai sampling yang berposisi di pusat (atau di tengah) piksel yang bersangkutan. v  Nilai suatu pikset adatah nilai sample yang tertetak di sudut-sudut grid. III. DATA VEKTOR Pada model data vektor, unsur geografik disajikan secara digital seperti bentuk visualisasi/penyajian dalam petahardcopy. Model data vektor menampilkan, menempatkan, dan menyimpan data spasial dengan menggunakan : 1.Titik-titik. Entity titik meliputi semua objek grafis atau geografis yang dikaitkan dengan koordinat. Di samping koordinat-koordinat, data atau informasi yang diasosiasikan dengan ‘titik’ tersebut juga harus disimpan untuk menunjukkan jenis titik yang bersangkutan. 2. Garis-garis atau kurva. Entity garis dapat didefinisikan sebagai semua unsur-unsur linier yang dibangun dengan menggunakan segmen-segmen garis lurus yang dibentuk oleh dua titik koordinat atau lebih. 3. Poligon/luasan beserta atribut-atributnya. Cara yang paling sederhana untuk merepresentasikan suatu poligon adalah pengembangan dari cara yang digunakan untuk merepresentasikan arc yang sederhana yaitu merepresentasikan setiap poligon sebagai sekumpulan koordinat (x,y) yang membentuk segmen garis, dimana mempunyai titik awal dan titik akhir segmen garis yang sama (memiliki nilai koordinat yang sama). Bentuk-bentuk dasar representasi data spasial ini, di dalam sistem model data vektor, didefinisikan oleh sistem koordinat kartesian dua dimensi (x,y). Di dalam model data spasial vektor, garis-garis atau kurva merupakan sekumpulan titik-titik terurut yang dihubungkan. Sedangkan luasan atau poligon juga disimpan sebagai sekumpulan list titik-titik, tetapi dengan catatan bahwa titik awal dan titik akhir poligon memiliki nilai koordinat yang sama dengan syarat poligon tersebur tertutup. Representasi vektor suatu objek merupakan suatu usaha di dalam menyajikan objek yang bersangkutan sesempurna mungkin. Untuk itu, ruang atau dimensi koordinat diasumsikan bersifat kontinyu yang memungkinkan semua posisi, panjang dan dimensi didefinisikan dengan presisi. Karakteristik Vektor Dalam model data vektor : Titik distrukturisasi dan disimpan (direcord) sebagai satu pasang  koordinat (x,y). Garis distrukturisasi dan disimpan sebagai suatu susunan pasangan koordinat (x,y) yang berurutan. Luasan distrukturisasikan dan disimpan sebagai suatu susunan pasangan koordinat (x,y) yang berurutan yang menyatakan segmen-segmen garis yang menutup menjadi suatu poligon. III.1  Struktur Data Arc-node Secara kartografis penggambaran garis yang membatasi dua poligon yang bersebelahan tidak akan dilakukan dua kali. Berlaku juga pada sistem digital. Struktur arc-node merupakan cara untuk menyimpan data digital termasuk garis batas batas dalam. Pada struktur arc-node, node direferensikan membentuk segmen garis tertentu dimana segmen-segmen garis membentuk polygon. Kemudian segmen garis diawali dan diakhiri oleh masing-masing satu node. Selain itu, diantara dua node ada titik-titik verteks. III.2  Data Vektor Dengan  Topologi Secara eksplisit topologi mendefinisikan hubungan spasial diantar unsur-unsur geografik. Dalam praktisnya dengan topologi hubungan spasial diengekspresikan menjadi suatu daftar (list), misalkan suatu poligon didefinisikan sebagai suatu daftar segmen garis yang membatasi sisi poligon. Hubungan spasial antara dua buah jalan yang berpotongan serta peruntukan lahan di kiri kanannya  dapat dengan mudah diidentifikasi di peta dan kemudian dapat dicocokkan dengan keadaan sebenarnya di lapangan. Komputer menjabarkan hubungan spasial tersebut dengan apa yang dinamakan topologi. Tiga konsep utama topologi dengan struktur arc-node sebagai berikut : Connectivity : Segmen garis bersambung satu dengan lainnya dengan perantaraan node. Definisi area/luasan:Segmen garis yang saling bersambung yang mengelilingi suatu area/luasan disebut sebagai            polygon. Contiguity : Segmen garis memiliki arah dan sisi kiri dan sisi kanan. III.3  Data Vektor Dengan Spaghetti Pada model ini lembaran peta kertas ditranslasikan garis demi garis ke dalam list koordinat dalam format dijital. Sebuah titik dikodekan sebagai pasangan koordinat tunggal, sebuah garis dikodekan sebagai list atau string pasangan-pasangan koordinat, sementara area atau luasan dikodekan sebagai poligon dan direkam sebagai pasangan-pasangan koordinat closed loop yang mendefinisikan batas-batasnya. Garis-garis yang menjadi batas-batas bersama di antara poligon-poligon yang bersebelahan di-trace dan direkam dua kali (sekali untuk poligon pertama, dan sekali lagi untuk poligon yang terletak di sebelahnya). Dengan demikian, file data spasial yang dibangun dengan menggunakan model data vektor seperti ini pada dasarnya merupakan kumpulan pasangan-pasangan koordinat tanpa struktur yang inherent. Karena itu digunakan istilah “model spaghetti”. Data Vektor  Dengan Spaghetti No Kelebihan Kekurangan 1 Reproduksi peta lebih baik karena susunan datanya memungkinkan bagi computer untuk melakukan plotting dengan cepat. Strukturnya tidak teratur. 2 Simple, mudah dimengerti (karena berupa rangkaian koordinat yang menyatakan objek titik, garis atau poligon). Memungkinkan ada data yang disimpan dua kali atau lebih (rendundansi data). 3 Merupakan perwujudan nyata dari peta itu sendiri. Memerlukan memori yang besar. 4 Sulit untuk dilakukan analisis spasial, karena tidak mereprentasikan hibungan spasial antar objek. Kalaupun bias, maka diperlukan algoritma yang cukup rumit. IV. PENUTUP Perbandingan Data Raster dan Data Vektor Model Data Raster No Kelebihan Kelemahan 1 Memiliki struktur data yang sederhana. Secara umum, mernenlukan ruang atau tempat penyimpanan (disk) yang besar di komputer. Banyak terjadi redudancy data baik untuk setiap layer-nya maupun secara keseluruhan. 2 Mudah dimanipulasi dengan menggunakan fungsi-fungsi matematis sederhana (karena strukturnya sederhana seperti matrik bilangan biasa) Penggunaan ukunan grid yang lebih besar untuk menghemat ruang penyimpana akan rnenyebabkan kehilangan informasi dan ketelitian. 3 Teknologi yang digunakan cukup murah dan tidak begitu kompleks sehingga pendapat membuat sendiri program aplikasi yang menggunakan citra raster. Sebuah citra raster hanya mengandung satu tematik saja — sulit digabungkan dengan atribut atnibut tainnya dalam satu layer. 4 Compatible dengan citra-citra satelit pengindraan jauh dan semua image hasil scanning data spasial. Tampilan atau representasi, dan akurasi posisinya sangat bergantung pada ukuran pikselnya 5 Overlay dan kombinasi data spasial raster dengan data inderaja mudah dilakukan. Sering mengalami kesalahan dalam menggambarkan bentuk dan ganis-garis batas-batas suatu objek sangat bergantung pada resolusi spasialnya dan toleransi yang diberikan. 6 Memiliki kemampuan-kemampuan pemodelan dan analisis spasial tingkat lanjut. Transformasi koordinat dan pro yeksi lebih sulit dilakukan. 7 Metode untuk mendapatkan citra raster Iebih mudah (baik melalui scanning dengan scanner segala ukuran yang sudah beredar luas, maupun dengan menggunakan citra satelit atau konversi dan format Sangat sulit untuk merepresentasikan hubungan topologi (juga network). 8 Gambaran permukaan bumi dalam bentuk citra raster yang didapat dan radar atau satelit pengindraan jauh Metode untuk mendapatkan format data vektor melalui proses yang lama, cukup melelahkan dan relatif mahal. 9 Prosedur untuk mempenoleh data dalam bentuk raster lebih mudah, sederhana, dan murah. 10 Harga system perangkat lunak aplikasinya cenderung lebih murah Dan lain-lain. Model Data Vektor No Kelebihan Kelemahan 1 Memerlukan ruang tempat penympanan yang lebih sedikit di computer. Memiliki struktur data yang kompleks 2 Satu layer dapat dikaitkan dengan atau mengandung banyak atribut sehingga dapat rnenghernat ruang penyimpanan secara keseluruhan. Datanya tidak mudah dimanipulasi. 3 Dengan banyak atribut yang dapat dikandung oleh satu layer, banyak peta tematik lain yang dapat dihasiikan sebagai peta turunannya. Pengguna tidak mudah berkreasi untuk mernbuat programnya sendiri untuk memenuhi kebutuhan aplikasinya. Hal ini disebabkan oleh struktur data vektor yang lebih kompleks dan prosedur-prosedur fungsi dan analisisnya memerlukan kemampuan yang tinggi karena lebih sulit dan rumit. 4 Hubungan topologi dan network dapat dilakukan dengan mudah. Pengguna harus mernbeli sistem perangkat lunaknya karena teknologinya masih mahal. Prosedurnya pun terkadang lebih sulit 5 Memiliki resolusi spasial yang tinggi. Tidak compatible dengan data citra satelit pengindraan jauh. 6 Representasi grafis data spasialnya sangat mirip dengan peta garis buatan tangan manusia. Memerlukan perangkat lunak dan perangkat keras yang lebih mahal 7 Memiliki batas-batas yang teliti, tegas dan jelas sehingga sangat baik untuk pembuatan pela-peta administrasi dan persil tanah milik. Overlay beberapa layer vektor secara simultan memerlukan waktu yang relatif lama. 8 Transformasi koordinat dan proyeksi tidak sulit dilakukan. Dan lain-lain CAD, Automated Mapping/Facility Management (AM/FM) Dan GIS I.  Computer Aided Design (CAD) Computer Aided Design (CAD) adalah saran dalam olah rekayasa gambar-gambar teknik dijital berbasi vektor. Gambar teknik yang terdiri dari garis-garis yang mempunyai ukuran dan arah tertentu. Salah satu perangkat yang kita kenal adalah AutoCAD, yang merupakan suatu program grafik yang cukup andal dalam penanganan gambar-gambar teknik dijital berbasis vektor. Pada umumnya seorang surveyor yang telah mampu melakukan pekerjaan pemetaan dasar dijital mengandalkan software CAD seperti Autocad untuk melakukan dijitasi hardcopy. Dan memang untuk peta dengan skala besar sperti peta konstruksi rekayasa atau peta bidang, CAD telah memenuhi kebutuhan. Ada beberapa versi AutoCAD yang diluncurkan AUTODESK sebagai berikut : AutoCAD versi 1.0 (1982). AutoCAD Release. AutoCAD 2000—AutoCAD 2006 Ada cukup banyak perangkat aplikasi berbasis AutoCAD sbb: AutoCAD Field Survey. AutoCAD Map. AutoCAD for CivilCAD. AutoCAD Land Development. AutoCAD architectural desktop. AutoCAD mechanical desktop. dll. II.  Automated Mapping/Facility Management (AM/FM) Mengkombinasikan manajemen fasilitas dan Automated Mapping ke dalam satu system. AM/FM biasanya tidak digunakan untuk analisis spasial dan mengurangi struktur data topologi GIS. AM/FM adalah suatu alat manajemen informasi : Data digunakan dalam pengambilan keputusan, dan bukan sekedar alat analisis. Pemeliharaan perangkat, menggunakan informasi untuk menempatkan dan memperbaiki kesalahan dalam servisnya. Pekerjaan menggambar konstruksi yang dihasilkan dan dikirim ke lapangan untuk penginstalasian. AM/FM adalah pengintegrasian dua perangkat yaitu : Yang diotomatkan peta hasil pemetaan. Manajemen fasilitas menyediakan inventaris fasilitas digital. AM/FM menghubungkan keduanya untuk menyediakan akses geografis ke inventaris fasilitas. Manfaat sistem AM/FM sbb : Mengurangi biaya pemeliharaan informasi. Data lebih aman dan mudah diakses. Dampak pada organisasi  dengan pengintegrasian operasi sbb : v  Departemen harus bekerja sama sebab mereka sekarang berbagi data. v  Mengurangi kemungkinan duplikasi antar departemen. v  Memastikan konsistensi database ke antar departemen. III.  Geographic Information System (GIS) GIS adalah system informasi multi-disiplin yang bertumpu pata peta yang bergeo-referensi dan berbasis computer. GIS adalah system yang mampu menyusun, menyimpan, memanipulasi dan menyajikan informasi geodrafi yang bergeoreferensi. Pada dasarnya GIS sangatlah unggul dibanding perangkat yang disebutkan di atas. Semisal, perangkat GIS seperti ArcGIS, perangkat ini dapat memadukan pengolahan baik data vector maupun data raster. Mengapa GIS diperlukan saat ini : Hampir 70% informasi dari fakta-fakta geografi diperlukan dalam proses pengambilan keputusan. GIS mampu menggambungkan sumber data yang berbeda baik berupa data spasial maupun data nonspasial (atribut misalnya). visualisasi yang dihasilkan sangat fleksibel. (visualization impact) . GIS mampu berbagi data informasi pada saat yang sama. GIS mampu untuk melakukan analisis spasial sehingga dapat dihasilkan peta tematik yang baru. dan sebagainya. Beberapa tipe perangkat GIS : Vektor GIS. Seperti ArcInfo. Raster GIS. Seperti Grass,Idrisi dll. Hybrid GIS. Seperti alliance, ArcGIS dll.