Pengantar Sistem Informasi Geografis (SIG)

1.Konsep Dasar SIG
Data yang merepresentasikan dunia nyata (real world) dapat disimpan, dimanipulasi, diproses, dan direpresentasikan dalam bentuk yang lebih sederhana dengan layer-layer tematik yang direlasikan dengan lokasi-lokasi geografi di permukaan bumi. Hasilnya dipergunakan untuk pemecahan banyak masalah-masalah dunia nyata seperti dalam perencanaan dan pengambilan keputusan menyangkut data kebumian.

2.Pengertian Sistem Informasi Geografis
Merupakan suatu system informasi yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memanggil kembali, mengolah, menganalisa, dan menghasilkan data yang mempunyai referensi geografis atau lazim disebut data geospatial, yang berfungsi sebagai pendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan, transportasi, fasilitas kota, dan pelayanan umum lainya.

ESRI (Environment System Research Institute), 1990, mendefinisikan SIG sebagai suatu system yang terorganisir dan terdiri atas perangkat keras computer, perangkat lunak, data geografi, dan personil yang dirancang secara efisien untuk memperoleh, menyimpan, meng-update, memanipulasi, menganalisis, dan menampilkan semua bentuk informasi yang bereferensi geografi.

Sistem Informasi Geografi (SIG) atau Geographic Information System (GIS) adalah suatu sistem informasi yang dirancang untuk bekerja dengan data yang bereferensi spasial atau berkoordinat geografi atau dengan kata lain suatu SIG adalah suatu sistem basis data dengan kemampuan khusus untuk menangani data yang bereferensi keruangan (spasial) bersamaan dengan seperangkat operasi kerja (Barus dan Wiradisastra, 2000). Sedangkan menurut Anon (2001) Sistem Informasi geografi adalah suatu sistem Informasi yang dapat memadukan antara data grafis (spasial) dengan data teks (atribut) objek yang dihubungkan secara geogrfis di bumi (georeference). Disamping itu, SIG juga dapat menggabungkan data, mengatur data dan melakukan analisis data yang akhirnya akan menghasilkan keluaran yang dapat dijadikan acuan dalam pengambilan keputusan pada masalah yang berhubungan dengan geografi.

Sistem Informasi Geografis dibagi menjadi dua kelompok yaitu sistem manual (analog), dan sistem otomatis (yang berbasis digital komputer). Perbedaan yang paling mendasar terletak pada cara pengelolaannya. Sistem Informasi manual biasanya menggabungkan beberapa data seperti peta, lembar transparansi untuk tumpang susun (overlay), foto udara, laporan statistik dan laporan survey lapangan. Kesemua data tersebut dikompilasi dan dianalisis secara manual dengan alat tanpa komputer. Sedangkan Sistem Informasi Geografis otomatis telah menggunakan komputer sebagai sistem pengolah data melalui proses digitasi. Sumber data digital dapat berupa citra satelit atau foto udara digital serta foto udara yang terdigitasi. Data lain dapat berupa peta dasar terdigitasi (Nurshanti, 1995).

Pengertian GIS/SIG saat ini lebih sering diterapkan bagi teknologi informasi spasial atau geografi yang berorientasi pada penggunaan teknologi komputer. Dalam hubungannya dengan teknologi komputer, Arronoff (1989) dalam Anon (2003) mendifinisikan SIG sebagai sistem berbasis komputer yang memiliki kemampuan dalam menangani data bereferensi geografi yaitu pemasukan data, manajemen data (penyimpanan dan pemanggilan kembali), memanipulasi dan analisis data, serta keluaran sebagai hasil akhir (output). Sedangkan Burrough, 1986 mendefinisikan Sistem Informasi Geografis (SIG) sebagai sistem berbasis komputer yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, mengelola, menganalisis dan mengaktifkan kembali data yang mempunyai referensi keruangan untuk berbagai tujuan yang berkaitan dengan pemetaan dan perencanaan. Komponen utama Sistem Informasi Geografis dapat dibagi kedalam 4 komponen utama yaitu: perangkat keras (digitizer, scanner, Central Procesing Unit (CPU), hard-disk, dan lain-lain), perangkat lunak (ArcView, Idrisi, ARC/INFO, ILWIS, MapInfo, dan lain-lain), organisasi (manajemen) dan pemakai (user). Kombinasi yang benar antara keempat komponen utama ini akan menentukan kesuksesan suatu proyek pengembangan Sistem Informasi Geografis.

Aplikasi SIG dapat digunakan untuk berbagai kepentingan selama data yang diolah memiliki refrensi geografi, maksudnya data tersebut terdiri dari fenomena atau objek yang dapat disajikan dalam bentuk fisik serta memiliki lokasi keruangan (Indrawati, 2002).
Tujuan pokok dari pemanfaatan Sistem Informasi Geografis adalah untuk mempermudah mendapatkan informasi yang telah diolah dan tersimpan sebagai atribut suatu lokasi atau obyek. Ciri utama data yang bisa dimanfaatkan dalam Sistem Informasi Geografis adalah data yang telah terikat dengan lokasi dan merupakan data dasar yang belum dispesifikasi (Dulbahri, 1993).
Data-data yang diolah dalam SIG pada dasarnya terdiri dari data spasial dan data atribut dalam bentuk digital, dengan demikian analisis yang dapat digunakan adalah analisis spasial dan analisis atribut. Data spasial merupakan data yang berkaitan dengan lokasi keruangan yang umumnya berbentuk peta. Sedangkan data atribut merupakan data tabel yang berfungsi menjelaskan keberadaan berbagai objek sebagai data spasial.
Penyajian data spasial mempunyai tiga cara dasar yaitu dalam bentuk titik, bentuk garis dan bentuk area (polygon). Titik merupakan kenampakan tunggal dari sepasang koordinat x,y yang menunjukkan lokasi suatu obyek berupa ketinggian, lokasi kota, lokasi pengambilan sample dan lain-lain. Garis merupakan sekumpulan titik-titik yang membentuk suatu kenampakan memanjang seperti sungai, jalan, kontus dan lain-lain. Sedangkan area adalah kenampakan yang dibatasi oleh suatu garis yang membentuk suatu ruang homogen, misalnya: batas daerah, batas penggunaan lahan, pulau dan lain sebagainya.
Struktur data spasial dibagi dua yaitu model data raster dan model data vektor. Data raster adalah data yang disimpan dalam bentuk kotak segi empat (grid)/sel sehingga terbentuk suatu ruang yang teratur. Data vektor adalah data yang direkam dalam bentuk koordinat titik yang menampilkan, menempatkan dan menyimpan data spasial dengan menggunakan titik, garis atau area (polygon) (Barus dan Wiradisastra, 2000).

Kenapa GIS Dibutuhkan?
GIS dibutuhkan untuk penanganan data spatial yang sulit, terutama karena peta dan data statistik cepat kadaluarsa sehingga tidak ada pelayanan penyediaan data dan informasi yang diberikan menjadi tidak akurat.
Kemudahan yang diberikan GIS
1. Penanganan data geospasial menjadi lebih baik dalam format baku
2. Revisi dan pemutakhiran data menjadi lebih mudah
3. Data geospasial dan informasi menjadi lebih mudah dicari, dianalisa,
dan direpresentasikan
4. Menjadi produk yang mempunyai nilai tambah
5. Kemampuan menukar data geospasial
6. Penghematan waktu dan biaya
7. Keputusan yang diambil menjadi lebih baik
Karakteristik GIS
1. Merupakan suatu sistem hasil pengembangan software dan hardware untuk tujuan pemetaan. Sehingga dapat menyajikan fakta wilayah dalam satu sistem berbasis komputer
2. Ahli geografi, informatika, dan komputer, serta aplikasi terkait saling terlibat
3. Terdapat beberapa masalah dalam pengembangan GIS, meliputi: cakupan, kualitas dan standar data, struktur, model dan visualisasi data, koordinasi kelembagaan dan etika, pendidikan, expert system dan decision support system serta penerapannya
4. Perbedaan GIS dengan Sistem Informasi lainnya yaitu, data dikaitkan dengan letak geografis, dan terdiri dari data tekstual maupun grafik
5. Tidak hanya sekedar mengubah peta konvensional (tradisional) ke bentuk peta dijital untuk kemudian disajikan (dicetak/diperbanyak) kembali
6. Mampu melakukan pengumpulan, penyimpanan, transformasi, menampilkan, memanipulasi, memadukan dan menganalisis data spasial dari fenomena geografis suatu wilayah
7. Mampu melakukan penyimpanan data dasar yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu masalah. Contoh: menyelesaikan masalah perubahan jumlah penduduk memerlukan informasi dasar seperti angka kelahiran dan angka kematian. Pengumpulan data dasar biasanya dilakukan secara berkala dalam jangka yang cukup panjang.

3.Konsep Pemetaan
Peta adalah gambar atau lukisan keseluruhan atau pun sebagian permukaan bumi baik laut maupun darat.
Peta dapat diklasifikasi menjadi dua / 2 jenis, yakni :
1. Peta Umum
Peta umum adalah peta yang menampilkan bentuk fisik permukaan bumi sati wilayah. Contoh : peta jalan dab gedung wilayah DIY Yogyakarta.
2. Peta Khusus
Peta khusus adalah peta yang menampakkan suatu keadaan atau kondisi khusus suatu daerah terterntu atau keseluruhan daerah bumi. Contohnya adalah peta persebaran hasil tambang, peta curah hujan, peta pertanian, perkebunan, peta iklim dan lain sebagainya.
Pembagian Peta : Peta Luas dan Peta Sempit. Bentuk Lain Dari Peta antara lain : Atlas, Globe. Pengertian atau definisi skala : Skala peta adalah perbandingan jarak di peta dengan jarak sesungguhnya dengan satuan atau tehnik tertentu. Jenisnya antara lain :
1. Skala angka / skala pecahan
2. Skala Satuan
3. Skala Garis

4.Subsistem SIG
Dari pengertian-pengertian tersebut diatas, maka SIG dapat diuraikan dalam beberapa sub-sistem, yaitu:
a.Input
Merupakan tahap persiapan dan pengumpulan data spasial, dan attribute dari berbagai sumber. Dalam tahap ini juga dilakukan konversi data analog ke format digital yang sesuai.
b.Manipulasi
Penyesuaian terhadap data masukkan untuk proses lebih lanjut, misalnya : penyamaan skala, pengubahan system proyeksi, generalisasi dan sebagainya.
c.Manajemen Data
Menggunakan Database Management System (DBMS), untuk membantu menyimpan, mengorganisasi, dan mengolah data.
d.Query
Penelusuran data menggunakan lebih dari satu layer, berfungsi untuk memberikan informasi untuk analisis, dan memperoleh data yang diinginkan.
e.Analisis
Kemampuan untuk analisis data spasial untuk memperoleh informasi baru. Dengan permbuatan model scenario “What if”. Salah satu fasilitas analisis yang banyak digunakan adalah analisis tumpang susun peta (overlay).
f.Visualisasi
Penyajian hasil berupa informasi baru atau basis data yang ada baik dalam bentuk softcopy maupun dalam bentuk Hardcopy seperti dalam bentuk : pete, table, grafik, dan lain-lain.

5.Penemu, Sejarah dan perkembangan SIG
35000 tahun yang lalu, di dinding gua Lascaux, Perancis, para pemburu Cro-Magnon menggambar hewan mangsa mereka, juga garis yang dipercaya sebagai rute migrasi hewan-hewan tersebut. Catatan awal ini sejalan dengan dua elemen struktur pada sistem informasi gegrafis modern sekarang ini, arsip grafis yang terhubung ke database atribut. Pada tahun 1700-an teknik survey modern untuk pemetaan topografis diterapkan, awal abad ke-20 memperlihatkan pengembangan “litografi foto” dimana peta dipisahkan menjadi beberapa lapisan (layer). Tahun 1967 merupakan awal pengembangan SIG yang bisa diterapkan di Ottawa, Ontario oleh Departemen Energi, Pertambangan dan Sumber Daya. Dikembangkan oleh Roger Tomlinson, yang kemudian disebut CGIS (Canadian GIS - SIG Kanada).

6.Komponen SIG
SIG merupakan suatu system computer yang terintegrasi di tingkat fungsional dan jaringan. Komponen SIG terdiri dari :
a.Perangkat keras (hardware)
Perangkat keras untuk SIG meliputi perangkat keras yang bekerja sebagai : pemasukan data, pemrosesan data, penyajian hasil, dan penyimpanan (storage).
b.Perangkat lunak
Software SIG harus memiliki spesifikasi sebagai :
-merupakan Database Management System (DBMS)
-fasilitas untuk input dan manipulasi data geografis
-fasilitas untuk query, analisis, dan visualisasi.
-Graphical User Interface (GUI) yang baik untuk mempermudah akses fasilitas yang ada.
c.Data
Data SIG atau disebut data geospatial dibedakan menjadi data grafis (geometris) dan data attribute (data tematik). Data grafis mempunyai tiga elemen : titik (node), garis(arc), dan luasan/ area(polygon), dalam bentuk vector ataupun raster yang mewakili geometri topologi, ukuran, bentuk, posisi, dan arah. 7(tujuh) fenomena geografis yang dapat diwakili dalam bentuk titik, garis, dan polygon/ area, yaitu:
-data kenampakan (feture data)
-unit area(area unit)
-jaringan topologi
-catatan sampel
-data permukaan bumi
-label/ teks pada data
-symbol data
d.Sumberdaya Manusia
Tekhnologi SIG menjadi sangat terbatas kemampuanya jika tidak ada sumberdaya yang mengelola system dan mengembangkan untuk aplikasi yang sesuai. Pengguna dan pembuat system harus saling bekerja sama untuk mengembangkan tekhnologi SIG.

Komponen SIG Lukman (1993) menyatakan bahwa sistem informasi geografi menyajikan informasi keruangan beserta atributnya yang terdiri dari beberapa komponen utama yaitu:
1. Masukan sata merupakan proses pemasukan data pada komputer dari peta (peta topografi dan peta tematik), data statistik, data hasil analisis penginderaan jauh data hasil pengolahan citra digital penginderaan jauh, dan lain-lain.
2. Penyimpanan data dan pemanggilan kembali (data storage dan retrieval) ialah penyimpanan data pada komputer dan pemanggilan kembali dengan cepat (penampilan pada layar monitor dan dapat ditampilkan/cetak pada kertas).
3. Manipulasi data dan analisis ialah kegiatan yang dapat dilakukan berbagai macam perintah misalnya overlay antara dua tema peta, membuat buffer zone jarak tertentu dari suatu area atau titik dan sebagainya. Anon (2003) mengatakan bahwa manipulasi dan analisis data merupakan ciri utama dari SIG.
4. Pelaporan data ialah dapat menyajikan data dasar, data hasil pengolahan data dari model menjadi bentuk peta atau data tabular.

Menurut Anon (2003) ada beberapa alasan mengapa perlu menggunakan SIG, diantaranya adalah:
1. SIG menggunakan data spasial maupun atribut secara terintegrasi
2. SIG dapat digunakansebagai alat bantu interaktif yang menarik dalam usaha meningkatkan pemahaman mengenai konsep lokasi, ruang, kependudukan, dan unsur-unsur geografi yang ada dipermukaan bumi.
3. SIG dapat memisahkan antara bentuk presentasi dan basis data
4. SIG memiliki kemampuan menguraikan unsur-unsur yang ada dipermukaan bumi kedalam beberapa layer atau coverage data spasial
5. SIG memiliki kemapuan yang sangat baik dalam memvisualisasikan data spasial berikut atributnya
6. Semua operasi SIG dapat dilakukan secara interaktif
7. SIG dengan mudah menghsilkan peta-peta tematik
8. semua operasi SIG dapat di costumize dengan menggunakan perintah-perintah dalam bahaa script.
9. Peragkat lunak SIG menyediakan fasilitas untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak lain
10. SIG sangat membantu pekerjaan yang erat kaitannya dengan bidang spasial dan geoinformatika.
Barus dan Wiradisastra (2000) juga mengungkapkan bahwa SIG adalah alat yang handal untuk menangani data spasial, dimana dalam SIG data dipelihara dalam bentuk digital sehingga data ini lebih padat dibanding dalam bentuk peta cetak, tabel atau dalam bentuk konvensional lainnya yang akhirnya akan mempercepat pekerjaan dan meringankan biaya yang diperlukan.
Sarana utama untuk penanganan data spasial adalah SIG. SIG didesain untuk menerima data spasial dalam jumlah besar dari berbagai sumber dan mengintergrasikannya menjadi sebuah informasi, salah satu jenis data ini adalah data pengindraan jauh. Pengindraan jauh mempunyai kemampuan menghasilkan data spasial yang susunan geometrinya mendekati keadaan sebenarnya dengan cepat dan dalam jumlah besar. Barus dan Wiradisastra (2000) mengatakan bahwa SIG akan memberi nilai tambah pada kemampuan pengindraan jauh dalam menghasilkan data spasial yang besar dimana pemanfaatan data pengindraan jauh tersebut tergantung pada cara penanganan dan pengolahan data yang akan mengubahnya menjadi informasi yang berguna.

7.Tahapan pekerjaan SIG
Analisis data spasial dalam SIG berdasarkan tahapan yang dimulai dari desain basisdata sampai pada tahapan out put yang menghasilkan suatu informasi baru hasil penggunaan tekhnik manipulasi dan analisis SIG berdasarkan variable-variabel masukan sesuai dengan metode yang telah ditentukan dan penelusuran kembali untuk memperoleh informasi baru dari proses pengolahan data dan penyusunan basis data SIG. tahapan pekerjaan SIG meliputi :
-desain database
-input data spasial
-memperbaiki/ editing dan membuat topologi
-input data attribute
-memanage dan memanipulasi data
-analisis data
-penyajian hasil analisis.

8.Analisis data spasial SIG
Analisis SIG dapat dinyatakan dengan fungsi-fungsi analisis spasial dan attribute yang dilakukan, serta kemampuan memberi jawaban-jawabanatau solusi yang diberikan terhadap pertanyaan-pertanyaan yang diajukan.
a.Kemampuan menjawab pertanyaan konseptual
SIG diharapkan mampu menjawab pertanyaan sebagai berikut :
-What is at…? (pertanyaan lokasional; apa yang terdapat pada lokasi tertentu)
-Where is it…? (pertanyaan kondisional; lokasi apa yang mendukung untuk kondisi/ fenomena tertentu)
-How has it changed…? (pertanyaan kecenderungan; mengidentifikasi kecenderungan atau peristiwa apa yang terjadi)
-What is the pattern…? (pertanyaan hubungan; menganalisa hubungan keruangan antar objek dalam kenampakan geografis)
-What if…? (pertanyaan berbasiskan model; kecocokan lahan, resiko terhadap bencana, dllberdasarkan pada model)
-Which is the best way…? (pertanyaan route optimum)
b.Kemampuan fungsi analisis
Fungsi-fungsi analisis yang dapat dilakukan secara umum terdapat 2 jenis fungsi analisis, yaitu fungsi analisis spasial dan fungsi analisis attribute (basis data attribute).
Fungsi analisis spasial meliputi :
-pemanggilan data
-generalisasi
-abstraksi
-manipulasi koordinat
-buffer
-overlay dan dissolve
-pengukuran (measurement)
-grid
-model medan digital (digital elevation model)

Fungsi analisis attribute mencakup :
-membuat basis data baru
-menghapus basis data
-membuat table basis data
-menghapus table basis data
-mengisi dan menyisipkan data (record) kedalam table (insert)
-membaca dan mencari data (field atau record) dari table basis data (retrieve)
-mengubah dan mengedit dat yang terdapat di dalam table basis data (up-date, edit)
-menghapus data dari table (pack)
Fungsi aplikasi
Terdapat 4 kemampuan aplikasi penginderaan jauh dan system informasi geografis, yaitu:
-Pengukuran (measurement)
-Pemetaan (mapping)
-Pemantauan (monitoring)
-Pembuatan Model (modeling)