BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Pengantar Kemajuan teknologi informasi yang dalam beberapa dekade ini berkembang sangat pesat, baik dalam hal perkembangan perangkat keras dan perangkat lunak seolah mengikis masalah keterbatasan kapasitas penyimpanan, kecepatan, maupun keterbatasan dari sisi teknologi itu sendiri. Perkembangan teknologi komputer ini juga turut mendukung perkembangan bidang ilmu lain seperti bidang ilmu kedokteran, bidang pertahanan, bidang ilmu matematis, dan berbagai bidang ilmu lain, termasuk juga bidang ilmu geografis. Berkembangnya Sistem Informasi Geografis juga turut didukung oleh perkembangan teknologi komputer yang memungkinkan untuk menampilkan peta dalam bentuk peta digital, melakukan perhitungan dalam jumlah besar dalam waktu yang cepat, serta menganalisis data sehingga dapat memberikan informasi geografis yang bermanfaat. Penerapan Sistem Informasi Geografis ini ini juga sangat luas, seperti misalnya dalam bidang arkeologi untuk pencarian situs, bidang pertanian untuk manajemen lahan, bidang militer, tata guna lahan dan masih banyak lagi. Seiring dengan berkembangnya Sistem Informasi Geografis, maka cakupan ilmu ini tidak hanya sebatas memindahkan peta kertas ke dalam peta digital, namun juga muncul istilah baru yang disebut spatial analysis (analisis spasial) yang berarti menganalisis data spasial sehingga dapat menghasilkan informasi yang bermanfaat dalam bidang ilmu ini. Salah satu bagian dari analisis spasial adalah interpolasi spasial yang berguna untuk memprediksi nilai-nilai yang tidak diketahui pada suatu area tertentu. Interpolasi spasial ini diharapkan dapat memberi gambaran yang lengkap untuk suatu informasi di wilayah tertentu. 1.2 Latar Belakang Masalah Data spasial (data yang berhubungan dengan keruangan) seperti misalnya data ketinggian, curah hujan, ph tanah, kedalaman, biasanya tidak diambil pada 1
semua titik dalam suatu area karena alasan tertentu, misalnya karena faktor biaya yang mahal apabila pengukuran dilakukan di semua titik dalam wilayah tersebut. Sebagai solusinya, data hanya diambil pada titik-titik tertentu yang mewakili area tersebut, cara ini yang kemudian disebut dengan teknik sampling, namun hal ini justru menyebabkan munculnya nilai-nilai atau informasi yang tidak diketahui pada titik-titik yang tidak diikutsertakan sebagai titik sampel. Oleh karena itu perlu dilakukan interpolasi untuk merekonstruksi penampakan yang lengkap pada wilayah tersebut berdasarkan data sampel yang didapat lewat pengukuran. Interpolasi spasial merupakan salah satu cara untuk memprediksi nilainilai yang tidak diketahui, namun perhitungan matematis yang cukup tinggi untuk menginterpolasi data akan sangat memakan waktu apabila dikerjakan secara manual. Oleh karena itu diperlukan sebuah metode yang efektif, dan mampu menghasilkan nilai prediksi yang mendekati nilai aslinya, yang dapat diimplementasikan ke dalam program komputer untuk mempersingkat waktu perhitungan. Salah satu metode tersebut adalah Modified Shepard s Method. Penerapan metode ini ke dalam program komputer akan membantu mempercepat waktu yang diperlukan serta meningkatkan keakuratan perhitungan dalam melakukan interpolasi spasial. 1.3 Rumusan Masalah Penelitian ini mencoba menerapkan Modified Shepard s Method ke dalam program komputer untuk menginterpolasi data spasial. Masalah yang ada dapat dirumuskan sebagai berikut : a. Data spasial (data yang berhubungan dengan keruangan) biasanya tidak diambil pada semua titik dalam area tertentu karena alasan-alasan tertentu seperti keterbatasan waktu, biaya, maupun sumber daya lainnya. b. Teknik sampling dipilih sebagai solusi untuk mengambil data yang dapat mewakili populasi. Namun hal ini justru mengakibatkan munculnya holes (nilai-nilai yang tidak diketahui) di antara titik sampel. 2
1.4 Tujuan dan Kegunaan Penelitians 1.4.1 Tujuan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan tujuan sebagai berikut : a. Mengimplementasikan satu dari beberapa metode interpolasi spasial yang ada (dalam hal ini adalah Modified Shepard s Method) ke dalam program komputer, sehingga dapat memberikan gambaran tentang kegunaan interpolasi spasial dalam Sistem Informasi Geografis dan bagaimana memvisualisasikan hasil interpolasi tersebut agar lebih mudah dibaca oleh pengguna. b. Membandingkan hasil interpolasi dari beberapa data yang ada dengan melihat jumlah dan distribusi data serta ukuran grid yang digunakan. 1.4.2 Kegunaan Penelitian Kegunaan penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Menghasilkan informasi spasial yang lebih rinci atau rapat, yaitu dengan memprediksi nilai-nilai yang tidak diketahui. b. Berdasarkan hasil interpolasi spasial, maka diharapkan pada masa-masa mendatang dapat diambil sampel dengan metode sampling yang lebih baik. 1.5 Batasan Masalah Batasan masalah yang ada dapat dirinci sebagai berikut : a. Data yang digunakan sebagai input adalah data spasial seperti data kedalaman, curah hujan, tekanan udara dan lain-lain. Data ini setidaknya memiliki 3 field, yaitu dua field yang digunakan sebagai koordinat titik, misalnya field x dan y atau field bujur timur dan lintang selatan, dan satu field lagi digunakan sebagai informasi yang akan diprediksi, misalnya field kedalaman. b. Hasil interpolasi ditampilkan dalam picture box berukuran 400x400 pixel dengan resolusi layar 1024x768 3
1.6 Spesifikasi Sistem 1.6.1 Gambaran Kerja Sistem 1.6.1.1 Input Input berupa : a. Data sampel (dalam x,y,z) berekstensi.mdb yang merupakan file Microsoft Access b. Pilihan kolom atau field yang akan mewakili koordinat x, y dan z c. Grid Line Geometry : arah x (minimum, maksimum, jumlah garis), arah y (minimum, maksimum, jumlah garis). Namun untuk x dan y minimum serta x dan y maksimum diperoleh langsung dari evaluasi data yang dimasukkan. d. Jumlah titik yang akan diikutsertakan dalam perhitungan. Semakin sedikit titik yang diikutsertakan dalam perhitungan, maka metode tersebut dianggap semakin lokal. 1.6.1.2 Proses Berdasarkan geometri garis grid, sistem akan membentuk grid (kisikisi). Grid nodes (titik-titik grid) yang dihasilkan pada proses gridding inilah yang nantinya akan diprediksi nilai z-nya. Sebagai catatan, grid nodes yang dihasilkan hanya memiliki informasi x dan y, sedangkan nilai z-nya belum diketahui. Oleh sebab itu perlu dilakukan interpolasi spasial untuk memprediksi nilai z pada titik grid tersebut. Pada proses inilah Modified Shepard s Method diterapkan. Metode ini membangkitkan suatu fungsi F(x,y) yang bersifat umum, yang dapat mewakili data asli (data input). Dalam penerapan Modified Shepard s Method ini juga diperlukan sebuah metode untuk membantu menyelesaikan sistem persamaan linier, oleh karena itu diterapkanlah Gaussian Elimination pada proses ini. Untuk mengetahui nilai z dari grid nodes, maka sistem akan memasukkan nilai x dan y dari titik-titik grid ke persamaan F(x,y). Berdasarkan nilai z inilah sistem akan memvisualisasikan nilai z baik dengan teknik pewarnaan gradasi maupun 16 warna. 4
1.6.1.3 Output Output yang dihasilkan adalah data dengan nilai x, y, z dari grid nodes dan dapat ditampilkan berupa grid dengan teknik pewarnaan gradasi atau 16 warna berdasarkan nilai z-nya. Data hasil interpolasi dapat disimpan dalam format file Microsoft Access (.mdb), dan image hasil interpolasi disimpan sebagai file bitmap(.bmp). 1.6.2 Kemampuan Sistem Sistem yang dibuat diharapkan mampu melakukan interpolasi spasial secara tepat sehingga dapat menghasilkan nilai prediksi yang diinginkan dan output dari sistem ini dapat membantu pengguna dalam menganalisis dan memprediksi informasi tertentu dalam Sistem Informasi Geografis. Adapun spesifikasi sistem yang dibuat adalah sebagai berikut : a. Teknik pewarnaan grid dapat dipilih oleh pengguna, yaitu teknik gradasi maupun 16 warna. b. Sistem menyediakan pilihan warna dasar yang nantinya akan digunakan untuk pembentukan gradasi warna yang mewakili nilai z yang dihasilkan c. Sistem ini akan menerapkan teknik gridding untuk menghasilkan regularly spaced array dari nilai z dari irregular spaced data xyz. d. Sistem akan menginterpolasi titik-titik yang dihasilkan dari teknik gridding (grid nodes). e. Pengguna dapat mengedit legenda pada output berupa gambar, baik mengubah range nilai z pada tiap kelas, maupun mengubah warna yang ingin dipakai. f. Output yang dihasilkan adalah nilai z pada grid nodes tersebut yang ditampilkan dengan image dalam bentuk grid dan nilai z akan diwakili dengan pewarnaan tiap titik koordinat. Sistem dibuat dengan kebutuhan software, hardware dan brainware sebagai berikut : Kebutuhan Software: a. Sistem operasi yang digunakan : Windows 98. 5
b. Program dibuat dengan menggunakan Microsoft Visual Basic 6.0 dengan database Microsoft Access c. Setting resolusi screen area 1024 x 768 pixel Kebutuhan Hardware : a. CPU Intel Celeron 667 MHz b. Memori : RAM 256 MB c. Monitor d. Mouse, keyboard e. Printer Kebutuhan Brainware : Brainware yang dibutuhkan untuk menganalisis hasil interpolasi adalah orang yang mengetahui tentang interpolasi spasial dalam kaitannya dengan Sistem Informasi Geografis, sehingga output yang dihasilkan dapat berguna untuk prediksi suatu informasi dalam wilayah tertentu. Selain itu, diperlukan juga programmer yang dapat membuat, memperbaiki dan mengembangkan sistem serta menguasai pemrograman dengan Microsoft Visual Basic dan Microsoft Access. Pengguna yang akan mengoperasikan sistem ini adalah orang yang dapat menggunakan komputer (berbasis Windows), dan mengetahui tentang interpolasi spasial sehingga dapat memilih data yang tepat, dan memasukkan input yang diperlukan secara benar. 1.7 Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini antara lain: a. Pengumpulan beberapa sampel data spasial untuk implementasi program b. Studi pustaka / literatur menggunakan buku yang berhubungan dengan Sistem Informasi Geografis, Interpolasi Spasial dan Visual Basic serta mencari referensi dari internet berkaitan dengan hal-hal tersebut. 6
1.8 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini secara garis besar dapat dituliskan sebagai berikut : BAB 1 : PENDAHULUAN Berisi Pengantar, Latar Belakang Masalah, Rumusan Masalah, Tujuan dan Manfaat Penelitian, Batasan Masalah, Spesifikasi Sistem, Metode Penelitian, Sistematika Penulisan, Jadwal Penelitian. BAB 2 : LANDASAN TEORI Berisi teori-teori yang digunakan dalam pembuatan program, yaitu tentang teknik gridding, Modified Shepard s Method, penyelesaian persamaan linier dengan menggunakan metode Eliminasi Gauss, gradasi dan 16 warna, serta hipotesis. BAB 3 : PERANCANGAN SISTEM Berisi tentang analisis kebutuhan dan tahap-tahap perancangan pembuatan sistem. Analisis kebutuhan meliputi kebutuhan program yaitu kebutuhan perangkat keras dan perangkat lunaknya, sedangkan perancangan program meliputi perancangan algoritma dan flowchart sistem serta perancangan input dan output sistem. BAB 4 : IMPLEMENTASI DAN ANALISIS SISTEM Berisi implementasi dan pengujian program yang dilakukan. Selain itu juga dibahas tentang output, operasional, pemeliharaan program, kelebihan dan kekurangan program. BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dan saran dalam pengoperasian program serta pengembangan program selanjutnya. 1.9 Jadwal Kegiatan Tugas Akhir Jadwal penyelesaian tugas akhir dapat digambarkan dengan Gantt Chart seperti pada Gambar 1.1. Pembuatan tugas akhir dimulai pada tanggal 23 Februari 2005 dan selesai pada tanggal 9 Mei 2005 7
Gambar 1.1 Jadwal Kegiatan Tugas Akhir 8