ATURAN TOPOLOGI UNTUK UNSUR PERAIRAN DALAM SKEMA BASIS DATA SPASIAL RUPABUMI INDONESIA

Transkripsi

1 ATURAN TOPOLOGI UNTUK UNSUR PERAIRAN DALAM SKEMA BASIS DATA SPASIAL RUPABUMI INDONESIA Danang Budi Susetyo, Dini Nuraeni, Aji Putra Perdana Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim Badan Informasi Geospasial (BIG) Jl. Raya Jakarta-Bogor Km. 46 Cibinong ABSTRAK Topologi digunakan untuk memodelkan hubungan spasial antara kelas fitur dalam suatu dataset dan memastikan fitur tersebut konsisten dalam perilaku dan hubungan spasialnya. Aturan topologi memungkinkan kita untuk menentukan dan mendefinisikan hubungan spasial antar fitur sesuai kebutuhan. Dalam skema basis data spasial rupabumi Indonesia, aturan topologi merupakan bagian dari upaya untuk menjamin kualitas data rupabumi. Hal ini sejalan dengan amanat Undang-undang No.4 Tahun 2011 mengenai Informasi Geospasial (UU IG), pasal 2 butir e yang menyebutkan Informasi Geospasial (IG) diselenggarakan berdasarkan asas keakuratan yang berarti bahwa penyelenggaraan IG harus diupayakan untuk menghasilkan Data Geospasial (DG) dan IG yang teliti, tepat, benar, dan berkualitas sesuai dengan kebutuhan. Aturan topologi yang diterapkan telah mengalami perubahan seiring perkembangan kebutuhan dan teknologi perangkat lunak SIG (Sistem Informasi Geografis). Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji penentuan aturan topologi untuk unsur perairan yang tepat dalam skema basis data rupabumi. Aspek yang menjadi pertimbangan dalam penentuan aturan topologi mencakup tiga hal, yaitu kebutuhan untuk proses generalisasi digital, penyusunan gasetir, dan penyajian kartografis. Generalisasi berkaitan dengan panjang segmen, toponim berkaitan dengan posisi titik hulu-muara bagi penyusunan gasetir, dan kartografi berkaitan dengan penyajian informasi unsur perairan dalam peta secara kartografis. Hasil dari penelitian ini adalah rekomendasi aturan-aturan yang mengakomodir tiga aspek tersebut dan implementasinya. Kata Kunci: topologi; basisdata RBI; perairan; generalisasi; toponim; kartografi PENDAHULUAN Latar Belakang Pasal 7 Undang-undang No. 4 Tahun 2011 tentang Informasi Geospasial menyebutkan Peta Rupabumi Indonesia (RBI) merupakan salah satu peta dasar yang menjadi bagian dari Informasi Geospasial Dasar (IGD). Pasal tersebut menekankan fungsi utama peta RBI sebagai referensi utama pemetaan di Indonesia. Peta RBI berdasarkan UU IG terdiri atas garis pantai, hipsografi, perairan, nama rupabumi, batas wilayah, transportasi dan utilitas, bangunan dan fasilitas umum dan penutup lahan. Data IGD diperlukan untuk berbagai keperluan analisis spasial. Salah satunya unsur perairan yang dibutuhkan untuk analisa pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS), kebencanaan, pengelolaan wilayah dan lain sebagainya, sehingga kualitas data perairan yang baik dan berkualitas mutlak diperlukan agar berbagai perancanaan pembangunan dapat berjalan dengan baik. 444

2 Spesifikasi basis data spasial yang meliputi aspek geometri serta atributnya diperlukan agar data yang dihasilkan menjadi seragam. Salah satu aspek geometri adalah aturan hubungan antar objek dalam satu unsur maupun antar unsur, atau dalam bahasa spasial disebut topologi. Topologi dan geometri jaringan sungai penting untuk mendeskripsikan bentuk, organisasi, dan fungsi dari Daerah Aliran Sungai/ DAS (Band 1999). Topologi merupakan hubungan antar fitur yang digunakan untuk menentukan error spasial dan menjamin karakteristik spasial sehingga dapat digunakan untuk pemodelan geografis (USGS 2012). Jika topologi dinotasikan sebagai T, dan layer peta dinotasikan sebagai L dan M, maka T = L x M, dimana L adalah layer utama dan M adalah layer kontekstual, sehingga dapat dikatakan sebuah objek memiliki hubungan dengan objek kontekstual (Jiang & Omer 2007). Topologi yang baik akan berpengaruh terhadap kualitas data, salah satunya dalam penggunaan data tersebut untuk analisis spasial. Penelitian ini membahas spesifikasi topologi unsur perairan data rupabumi Indonesia (RBI). Spesifikasi tersebut dibuat berdasarkan tiga aspek: generalisasi, toponim, dan kartografi. Generalisasi berkaitan dengan panjang segmen, toponim berkaitan dengan posisi hulu dan muara dalam penyusunan gasetir, dan kartografi berkaitan dengan penyajian basis data tersebut ke tampilan kartografis. Aturan yang seragam mengenai topologi akan membuat data spasial tersebut menjadi lebih mudah untuk dikelola dan digunakan untuk berbagai keperluan. Spesifikasi tersebut juga akan membuat kegiatan pemetaan lebih mudah untuk dilaksanakan dan meminimalisir subjektivitas antar operator, sehingga dapat meningkatkan kosistensi basis data meskipun dilakukan dalam tahun dan skala yang berbeda. METODE Penelitian ini menggunakan spesifikasi generalisasi, toponim, dan kartografi sebagai dasar dalam menentukan aturan topologi. Penjelasan masing-masing parameter adalah sebagai berikut: 1. Generalisasi Topologi adalah kunci untuk menghasilkan data generalisasi yang baik tanpa merusak hubungan antar fitur (Hardy 2000). Generalisasi penting untuk digunakan sebagai parameter karena proses seleksi segmen perairan menggunakan acuan panjang. Penelitian lainnya yang dilakukan oleh Sen & Gokgoz (2012) menyatakan geometri dan topologi merupakan aspek yang harus diperhatikan dalam generalisasi unsur hidrografi, dimana dalam penelitian tersebut geometri berkaitan dengan panjang dan kelokan sungai, sedangkan topologi menggunakan grafik konektivitas, yaitu sekumpulan titik dalam ruang matematis yang dihubungkan oleh sekumpulan garis. Spesifikasi generalisasi mengikuti hasil penelitian yang dilakukan oleh Susetyo & Perdana (2015). Generalisasi unsur perairan berdasarkan hasil penelitian tersebut dilakukan berdasarkan panjang minimum, kerapatan sungai, dan luas geometri area perairan. Panjang minimum memperhatikan nama unsur sungai, yaitu alur sungai dan sungai satu garis, sedangkan kerapatan sungai memperhatikan jumlah panjang total segmen sungai per luasan 1 km 2. Tabel 6. Panjang minimum sungai berdasarkan nama unsurnya Nama unsur Panjang minimal (mm) Alur sungai 10 Sungai satu garis 5 445

3 Tabel 7. Panjang minimum sungai berdasarkan kelas kerapatannya Kelas Kerapatan Kerapatan 1: Panjang minimal 1: (km/km 2 ) (km/km 2 ) (pada skala hasil generalisasi) Sangat rapat >2,0 >1,0 12mm Rapat 1,0~2,0 0,5~1,0 10mm Normal 0,5~1,0 0,25~0,5 8mm Jarang 0,1~0,5 0,05~0,25 5mm Sangat jarang <0,1 <0,05 Tidak diseleksi 2. Toponim Parameter toponim berkaitan dengan penempatan titik hulu dan muara dalam penyusunan gasetir. Posisi dari titik hulu dan muara tersebut juga ditentukan oleh topologi data perairan, sehingga toponim perlu menjadi parameter yang dipertimbangkan dalam membuat aturan topologi. Kebenaran informasi mengenai hulu dan muara penting untuk kebutuhan analisis hidrologi, diantaranya pembentukan DAS dan Sub-DAS, yaitu pada tahap pembentukan jaringan sungai saat identifikasi hulu-hulu anak sungai / channel head (Indarto et al. 2008). Pembuatan titik hulu dan muara menggunakan spesifikasi yang ditetapkan dalam Petunjuk Pelaksanaan Pembuatan Basis data Daftar Nama Rupabumi di Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim Badan Informasi Geospasial tahun Petunjuk Pelaksanaan tersebut menggunakan tools Feature Vertices to Point menggunakan perangkat lunak ArcGIS, dengan menempatkan titik output pada start dan end dari sebuah segmen sungai. Otomatisasi dalam pembentukan titik-titik gasetir tersebut tentu memerlukan topologi yang baik, karena jika tidak, maka titik yang dihasilkan akan terbentuk pada lokasi yang tidak benar. 3. Kartografi Topologi pada dasarnya lebih berkaitan dengan data digital, sedangkan kartografi terkait dengan penyajian peta yang umumnya lebih fokus ke produksi peta cetak. Meski demikian, topologi yang diterapkan untuk data perairan seharusnya membuat data tersebut mudah untuk disajikan dalam tampilan kartografis. Topologi terkait dengan kartografi lebih kepada bagaimana segmen-segmen perairan akan ditampilkan, bukan kepada kebenaran informasi yang dapat diperoleh dari basis data tersebut. Acuan yang digunakan adalah Standar Nasional Indonesia (SNI) tentang Spesifikasi Penyajian Peta Rupabumi Skala 1: Selain itu, digunakan pula sampel peta RBI cetak sebagai referensi penyajian unsur-unsur perairan pada tahun-tahun sebelumnya. HASIL DAN PEMBAHASAN Aturan topologi yang diterapkan dalam pemetaan rupabumi sejak tahun 2014 untuk unsur garis meliputi tidak boleh overlap (must not overlap / self-overlap), tidak boleh berpotongan (must not intersect / self-intersect), ujung suatu garis harus snap dengan garis lain (must not have dangles dan must not have pseudonodes), tidak ada garis yang menumpuk antar unsur (must not overlap with), dan tidak ada beberapa objek yang direprentasikan dalam satu record (must be single part). Aturan tersebut terdapat kemungkinan untuk tidak mengakomodir parameter yang diujikan dalam penelitian ini (generalisasi, toponim, kartografi). Berikut pembahasan topologi yang diterapkan pada beberapa data untuk tiga parameter tersebut. 446

4 Generalisasi Uji kesesuaian aturan topologi yang diterapkan dalam pemetaan RBI dilakukan pada data unsur perairan hasil generalisasi wilayah Provinsi Sulawesi Selatan. Validasi topologi sangat berpengaruh terhadap hasil generalisasi jika menggunakan parameter panjang, karena akan berdampak pada jaringan sungai. Jika merujuk pada aturan topologi di atas, aturan yang memiliki pengaruh signifikan terhadap panjang adalah must not have dangles dan must not have pseudonodes. Segmen sungai yang belum memenuhi aturan tersebut akan membuat sungai hasil generalisasi menjadi menggantung. Hal lain yang perlu diperhatikan terkait aturan ini adalah pemilihan level sungai untuk mengidentifikasi hirarki dari segmen sungai pada sebuah jaringan (Sen & Gokgoz 2012). Pemilihan level sungai yang tidak tepat akan berpengaruh terhadap hasil generalisasi sungai, yaitu membuat sungai menjadi menggantung. Gambar 4. Level sungai (Sen & Gokgoz 2012) Contoh kesalahan yang disebabkan oleh ketidaksesuaian hirarki segmen sungai ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tahap validasi topologi dalam kegiatan pemetaan rupabumi perlu memperhatikan pemilihan level sungai, dimana segmen utama seharusnya adalah segmen terpanjang dalam sebuah jaringan sungai. Penetapan level ini menggunakan acuan nama rupabumi (toponim) yang didapatkan dari survei kelengkapan lapangan. 1: : Gambar 5. Kesalahan generalisasi akibat pemilihan level sungai yang salah 447

5 Aturan must not intersect adalah salah satu yang dikaji mendalam dalam penelitian ini. Beberapa dampak yang diakibatkan oleh aturan must not intersect adalah deteksi error pada perpotongan segmen perairan serta percabangan sungai di sungai dua garis. Perpotongan segmen perairan dapat terjadi pada sungai terhadap sungai maupun sungai terhadap irigasi. Perpotongan antar segmen sungai satu garis dapat terjadi meskipun relatif jarang. Pertemuan tersebut akan memunculkan deteksi error pada aturan must not intersect. Pilihan dalam solusi error tersebut adalah split, namun ketika itu diterapkan pada perpotongan sungai satu garis, maka akan berpengaruh terhadap panjang segmen sungai, sehingga error tersebut dapat diabaikan (dilakukan exception). Kemungkinan lainnya adalah perpotongan sungai dengan irigasi, atau pertemuan sesama unsur irigasi. Seleksi berdasarkan kerapatan tidak hanya mempertimbangkan unsur sungai saja, namun seluruh unsur yang masuk ke dalam kategori perairan. Hal itu membuat unsur perairan lain juga tidak boleh terputus di pertengahan segmen, sehingga perlakuan yang sama seperti unsur sungai juga diberikan pada unsur perairan lainnya, termasuk irigasi. Gambar 6. Perpotongan sungai dengan irigasi Selain pertemuan segmen perairan, must not intersect dapat terjadi pada sungai satu garis yang masuk ke sungai utama berbentuk sungai dua garis, sehingga sungai satu garis tersebut memotong garis tepi sungai. Gambar 7. Perpotongan sungai satu garis dan garis tepi sungai Sejak tahun 2014, sungai satu garis yang masuk ke sungai utama berupa sungai dua garis, maka sungai satu garis harus diteruskan hingga snap ke garis tengah sungai. Hal itu dilakukan 448

6 untuk mempertahankan jaringan sungai, yang juga mendukung dalam generalisasi unsur perairan. Salah satu aturan simplifikasi dalam generalisasi adalah sungai dua garis yang lebarnya kurang dari 0,5 mm (dikalikan dengan skala output generalisasi) maka sungai tersebut diubah menjadi sunga satu garis. Solusi yang dapat dilakukan untuk tetap menjaga kebutuhan tersebut adalah mengabaikan (exception) error pada kondisi tersebut, dan sesuai dengan ketentuan topologi dalam pemetaan RBI. Gambar 8. Hasil simplifikasi menjadi sungai satu garis Gambar 9. Ketentuan percabangan sungai dalam pemetaan RBI tahun 2016 Aturan topologi lainnya relatif tidak berpengaruh terhadap proses generalisasi, sehingga dapat langsung diterapkan dalam pemetaan. Toponim Kesalahan topologi dalam kaitannya dengan kebutuhan toponim akan berdampak pada kesalahan penempatan titik gasetir hulu dan muara. Jika metode pembuatan gasetir menggunakan Feature Vertices to Point, kesalahan dalam aturan must not have dangles dan must not have pseudonodes juga dapat berakibat kesalahan posisi titik gasetir. Aturan must not intersect untuk perpotongan segmen perairan juga tidak berbeda dengan generalisasi (dilakukan exception), karena sebuah segmen sungai yang memiliki nama yang sama seharusnya tidak boleh terpotong. 449

7 Gambar 10. Gasetir hulu dan muara sungai pada basis data RBI Kalimantan tahun 2015 Salah satu hal yang harus diperhatikan adalah ketika ada sungai satu garis yang masuk ke dalam sungai dua garis. Seperti dijelaskan dalam subbab generalisasi di atas, bahwa sejak tahun 2014, sungai satu garis yang masuk ke sungai utama berupa sungai dua garis, maka sungai satu garis harus diteruskan hingga snap ke garis tengah sungai, padahal muara toponim seharusnya berada di garis tepi sungai dua garis. Gambar 11. Ketentuan percabangan sungai dalam pemetaan RBI tahun 2016 Kebutuhan tersebut dapat diakomodir dengan mengubah metode pembentukan titik gasetir muara, dari menggunakan Feature Vertices to Point dengan menempatkan titik di end menjadi intersect antara sungai satu garis dengan garis tepi sungai. Terkait dengan aturan must not intersect, sama seperti generalisasi, bagian tersebut juga dapat dilakukan exception. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah tidak boleh ada kesalahan dalam penentuan start dan end dari sebuah segmen sungai. Kuncinya adalah saat proses digitasi atau stereoplotting, dengan melakukan capture data mulai dari hulu. Terkait dengan aturan topologi lainnya tidak berbeda dengan generalisasi, secara dampak tidak berpengaruh langsung terhadap gasetir, namun tetap harus diperhatikan agar basis data yang dihasilkan memenuhi kualitas yang diharapkan. 450

8 Kartografi Spesifikasi penyajian unsur sungai yang disebutkan dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) tentang Spesifikasi Penyajian Peta Rupabumi Skala 1: adalah sungai dengan lebar lebih dari 15 meter digambar sesuai dengan bentuk dan skala, sedangkan sungai dengan lebar kurang dari 15 meter digambar dengan garis tunggal. Contoh penyajian unsur sungai yang ditunjukkan dalam SNI tidak menyertakan garis tengah sungai, sedangkan dalam basis data perairan terdapat garis tengah sungai. Gambar 12. Penyajian unsur sungai dalam SNI Penyajian Peta RBI Ketentuan dalam SNI tersebut sesuai dengan penyajian peta RBI yang selama ini dilakukan oleh Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim BIG. Ketentuan tersebut membuat sungai satu garis yang masuk ke sungai dua garis menjadi menggantung. Gambar 13. Sungai satu garis yang menggantung dalam sajian kartografis Jika pemrosesan kartografi menggunakan representasi di ArcGIS, basis data unsur perairan tidak perlu diubah dan hanya perlu dilakukan pengaturan unsur apa yang akan ditampilkan. Garis tengah sungai tetap ada dalam basis data, namun saat disajikan dalam tampilan kartografis direpresentasikan sebagai hide symbol. Selain itu, dapat dilakukan penghapusan representasi sungai satu garis untuk segmen yang melewati garis tepi sungai, sehingga sungai satu garis nampak berhenti di garis tepi sungai. Ketentuan representasi membuat aturan topologi dapat disesuaikan dengan kebutuhan di luar kartografi. 451

9 Gambar 14. Penghapusan representasi sungai satu garis KESIMPULAN Penelitian ini membahas aturan topologi untuk unsur perairan dalam skema basisdata spasial rupabumi Indonesia. Parameter yang digunakan mengikuti kebutuhan mendasar yang ada di Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim, Badan Informasi Geospasial, yaitu generalisasi digital, toponim, dan kartografi. Terkait dengan generalisasi, ada beberapa aturan topologi yang harus diperhatikan. Aturan yang memiliki pengaruh signifikan terhadap panjang adalah must not have dangles dan must not have pseudonodes, sehingga pemilihan level sungai untuk mengidentifikasi hirarki dari segmen sungai pada sebuah jaringan diperlukan agar tidak terjadi sungai menggantung. Aturan lain yang perlu diperhatikan adalah must not intersect, dimana perpotongan antar sungai atau irigasi tidak boleh di-split karena akan berpengaruh terhadap panjang segmen perairan. Aturan must not intersect juga dapat ditemukan pada sungai satu garis yang masuk ke sungai utama berbentuk sungai dua garis, sehingga sungai satu garis tersebut memotong garis tepi sungai. Solusi yang dapat dilakukan untuk tetap menjaga jaringan sungai dalam kebutuhan generalisasi berupa simplifikasi sungai dua garis menjadi sungai satu garis adalah mengabaikan (exception) error pada kondisi tersebut. Kesalahan topologi dalam kaitannya dengan kebutuhan toponim akan berdampak pada kesalahan penempatan titik gasetir hulu dan muara. Jika metode pembuatan gasetir menggunakan Feature Vertices to Point, kesalahan dalam aturan must not have dangles dan must not have pseudonodes juga dapat berakibat kesalahan posisi titik gasetir. Khusus untuk sungai satu garis yang masuk ke dalam sungai dua garis, kebutuhan tersebut dapat diakomodir dengan mengubah metode pembentukan titik gasetir muara, dari menggunakan Feature Vertices to Point dengan menempatkan titik end menjadi intersect antara sungai satu garis dengan garis tepi sungai. Aturan must not intersect untuk perpotongan segmen perairan juga tidak berbeda dengan generalisasi (dilakukan exception), karena sebuah segmen sungai yang memiliki nama yang sama seharusnya tidak boleh terpotong. Terkait kartografi, pemrosesan dapat menggunakan representasi di ArcGIS, sehingga basis data unsur perairan tidak perlu diubah dan hanya dilakukan pengaturan unsur apa yang akan ditampilkan. Ketentuan representasi membuat aturan topologi dapat disesuaikan dengan kebutuhan di luar kartografi. 452

10 UCAPAN TERIMAKASIH (Acknowledgement) Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Pusat Pemetaan Rupabumi dan Toponim, Badan Informasi Geospasial yang telah memfasilitasi terkait data dan dokumen-dokumen yang menjadi referensi dalam penelitian ini. REFERENSI Badan Informasi Geospasial, Petunjuk Pelaksanaan Tahapan Penyusunan Basis Data Daftar Nama Rupabumi. Badan Standardisasi Nasional, Spesifikasi penyajian peta rupa bumi Bagian 2: Skala 1: Band, L.E., Spatial Hydrography and Landforms. Geographical Information Systems, 1, pp Available at: Band1999GIS.pdf. Hardy, P., Multi-scale Database Generalisation for Topographic Mapping, Hydrography and Web-Mapping, Using Active Object Techniques., XXXIII, pp Indarto et al., Pembuatan Jaringan Sungai dan Karakteristik Topografi DAS dari DEM-Jatim. Media Teknik Sipil, (37), pp Jiang, B. & Omer, I., Spatial topology and its structural analysis based on the concept of simplicial complex. Transactions in GIS, 11(6), pp Republik Indonesia, Undang-undang Republik Indonesia Nomor 4 Tahun 2011 Tentang Informasi Geospasial., (1). Sen, A. & Gokgoz, T., Clustering Approaches for Hydrographic Generalization. In GIS Ostrava. Ostrava. Susetyo, D.B. & Perdana, A.P., Kajian Generalisasi untuk Membangun Basisdata Rupabumi Multi-Skala. In Seminar Nasional Geografi UMS. Surakarta. USGS, Digital Database Architecture and Delineation Methodology for Deriving Drainage Basins, and a Comparison of Digitally and Non-Digitally Derived Numeric Drainage Areas, Reston, Virginia. 453