Pembangunan Spatiotemporal Data Model pada Tipe Data Vektor dengan Konsep Event-based Spatiotemporal Data Model (ESTDM)

 
 

PEMBANGUNAN SPATIOTEMPORAL DATA MODEL PADA
TIPE DATA VEKTOR DENGAN KONSEP EVENT-BASED
SPATIOTEMPORAL DATA MODEL (ESTDM)

MUTI RELEGI

ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
 

 
 

 
 

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pembangunan
Spatiotemporal Data Model pada Tipe Data Vektor dengan Konsep Event-based
Spatiotemporal Data Model (ESTDM) adalah benar karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2013
Muti Relegi
NIM G64080043

 
 

ABSTRAK

MUTI RELEGI. Pembangunan Spatiotemporal Data Model pada Tipe Data Vektor
dengan Konsep Event-based Spatiotemporal Data Model. Dibimbing oleh ANNISA.
Data spatiotemporal adalah data spasial dengan informasi ruang, luas dan
lokasi yang terdefinisi dengan jelas serta mengandung atribut temporal (waktu). Jenis
perubahan pada data spatiotemporal yang beragam membutuhkan model data yang
dapat menyimpan informasi tersebut. Penelitian ini membangun model data untuk
data spatiotemporal dengan konsep event-based spatiotemporal data model
(ESTDM) yang juga mengakomodir penyimpanan data penyebab perubahan data
spatiotemporal, jenis perubahan serta aksi perubahan yang dilakukan objek spasial.
Data yang digunakan adalah data permukaan lahan suatu wilayah di Indonesia pada
tahun 1994 dan 2001 yang merupakan data jenis poligon. Data ini diolah
menggunakan konsep ESTDM sehingga dihasilkan model data yang sesuai serta
dapat memberikan informasi dengan analisis kueri spatiotemporal. Terdapat delapan
kueri spatiotemporal pada penelitian ini. Kueri tersebut digunakan untuk
menganalisis perubahan objek berupa contains, overlaps, dan coveredby. Penerapan
konsep event-based spatiotemporal data model pada data poligon membutuhkan
jenis data yang lebih beragam dari segi perubahan spasial dan waktu pengamatan.
Penggunaan kueri spatiotemporal yang lain dapat meningkatkan model data yang
diusulkan.
Kata kunci: data poligon, event-based spatiotemporal data model, pemodelan data,

spatiotemporal

ABSTRAK
MUTI RELEGI. The Construction of Spatiotemporal Data Model in the Vector Data
Type with Event-based Spatiotemporal Data Model Concept. Supervised by
ANNISA.
Spatiotemporal data are spatial data with well-defined spatial, area, and
location information, as well as temporal attribute (time). Various types of changes
to the spatiotemporal data require a data model to store this information. This
research constructed a data model for spatiotemporal data with event-based
spatiotemporal data model (ESTDM) concept that can store the cause of
spatiotemporal data changes, type of changes, and action of changes conducted by
spatial objects. The used data were land surface area in Indonesia in 1994 and 2001
in the form of polygon vector data. The data were processed by the ESTDM concept
in order to produce an appropriate data model that can provide the necessary
information with spatiotemporal query analysis. There were eight spatiotemporal
queries that were used to analyze the object changes, in the form of contain, overlap,
and coveredby. It was found that the application of event-based spatiotemporal data
model concept on the polygon data type requires a more diverse type of data in terms
of spatial changes and longer observation time. Other spatiotemporal queries may be

used to improve the proposed data model.
Keyword: data modeling, data polygon, event-based spatiotemporal data modeling,
spatiotemporal

 
 

PEMBANGUNAN SPATIOTEMPORAL DATA MODEL PADA TIPE
DATA VEKTOR DENGAN KONSEP EVENT-BASED
SPATIOTEMPORAL DATA MODEL (ESTDM)

MUTI RELEGI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Komputer
pada
Departemen Ilmu Komputer

ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

 
 

 
 

Judul Skripsi : Pembangunan Spatiotemporal Data Model pada Tipe Data Vektor
dengan Konsep Event-based Spatiotemporal Data Model (ESTDM)
Nama
: Muti Relegi
NIM
: G64080043

Disetujui oleh

Annisa, SKom, MKom

Pembimbing I

Diketahui oleh

Dr Ir Agus Buono, MSi, MKom
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

 
 

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahuwata’ala atas
segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
dengan judul: Pembangunan Spatiotemporal Data Model pada Tipe Data Vektor
dengan Konsep Event-based Spatiotemporal Data Model (ESTDM). Penelitian ini
dilaksanakan mulai Februari 2012 sampai Maret 2013 di Departemen Ilmu
Komputer Institut Pertanian Bogor.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah

membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini, antara lain:
1.

Ibu Annisa, SKom, MKom selaku dosen pembimbing yang telah banyak
memberikan arahan dan bimbingan dengan sabar kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.

2.

Bapak dan Ibu tercinta,
kakakku tersayang Putri Pratiwi, adik-adikku
Muhammad Sabil dan Muhammad Thariq yang tiada henti-hentinya
memberikan doa, kasih sayang, dan dukungan kepada penulis.

3.

Ibu Dr Imas S. Sitanggang, SSi, MKom dan Bapak Hari Agung Adrianto,
SKom, MSi selaku dosen penguji.

4.

Putri Previa, Ariel Febrila Niswar, Riva Aktivia, Dyah Sulistyorini sebagai
sahabat yang tiada henti-hentinya memberikan doa, kasih sayang, dan dukungan
kepada penulis

5.

Fahrul Irianto, Norma Agustina, Hutomo Triasmoro, Stevanus Eko Susanto,
Ulfa Khaira sebagai teman satu bimbingan yang selalu memberikan masukan,
saran, dan semangat kepada penulis.

6.

Oki Maulana, Catur Purbo Yuwono atas segala bantuan dan ilmu yang diberikan
kepada penulis dalam penyelesaian skripsi.

7.

Panji, Eva, Ari, Wiggo, Ratu, Irma, Rita sebagai partner in crime penulis dalam
menjalani kehidupan yang indah selama menjadi mahasiswa.

8.

Halim, Dewi, Galuh, Diah, Rifky dan rekan-rekan Ilkomerz 45 serta rekan-rekan
Kemdik 2012 atas segala kebersamaan, bantuan, motivasi, dan kenangan indah
yang tidak akan pernah terlupakan.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penulisan skripsi
ini. Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2013

Muti Relegi

 
 

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xi

DAFTAR GAMBAR

xii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

1

Ruang Lingkup Penelitian

1

TINJAUAN PUSTAKA

2

Data Titik, Garis dan Poligon (Burrough 1998)

2

Spatiotemporal

3

Tabel Bitemporal

4

Event-Based Spatiotemporal Data Model (ESTDM)

4

METODE

5

Praproses Data

5

Perancangan Konseptual

6

Perancangan Logika

8

Perancangan Fisik atau Implementasi

9

Analisis Hasil
HASIL DAN PEMBAHASAN

10
11

Model Data

11

Proses Modifikasi

11

Analisis dan Kueri

16

Sistem

19

SIMPULAN DAN SARAN

22

Simpulan

22

Saran

23

DAFTAR PUSTAKA

23

RIWAYAT HIDUP

24

 
 

DAFTAR TABEL
1 Bitemporal

4

2 Contoh data dalam event

15

3 Contoh data dalam basemap

15

4 Contoh data dalam version

15

5 Contoh data dalam geografiinfo

15

6 Contoh data dalam proses

16

7 Hasil kueri a

17

8 Hasil kueri b

17

9 Hasil kueri c

18

10 Hasil kueri e

18

11 Hasil kueri f

18

12 Hasil kueri g

19

13 Hasil kueri h

19

 
 

DAFTAR GAMBAR
1 Contoh keadaan titik hotspot (Kurniawan 2011)

2
 

2 Data line

2

3 Data polygon

3

4 Data spatiotemporal

3

5 Event-Based Spatiotemporal Data Model (ESTDM) (sumber: Peuquet 1995)

5

6 Diagram alir metode penelitian

6
 

7 Model data spatiotemporal tipe data vektor

7

8 Entity Relatioship Diagram (ERD) dengan pendekatan Event-based
Spatiotemporal Data Model (ESTDM)

7

9 Skema data relasional dengan konsep ESTDM

8

10 Skema data relasional dengan pendekatan Event-based Spatiotemporal
(Maryam 2009)

9

11 Perubahan overlaps

10
 

12 Perubahan coveredby

10

13 Perubahan contains

10

14 Update akibat evolusi objek

12

15 Update data geografi objek

13

16 Alur Insert Data

14

17 Peta data perubahan poligon

16

18 Perubahan overlaps pada poligon

16

19 Tampilan pilihan kueri

20

20 Hasil kueri

 

20

21 Tampilan login

21

22 Plugin PostGIS

21

23 Nama menjadi tahunbaru

22

24 Tampilan update data

22

 
 

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Data spatiotemporal memiliki karakteristik yang berbeda dengan data statis.
Data spatiotemporal adalah data spasial dengan informasi ruang, luas, dan lokasi
yang terdefinisi dengan jelas yang mengandung atribut temporal (waktu). Ketika
terjadi perubahan pada data spasial dari suatu waktu ke waktu yang lain, maka data
tersebut memiliki elemen waktu berupa valid time dan transaction time. Contoh data
spatiotemporal yaitu hotspot kebakaran hutan yang dapat muncul (appear) dan
menghilang (disappear), yakni pada waktu t0 titik hotspot muncul di suatu wilayah
dan pada t1 titik hotspot tersebut menghilang pada wilayah tersebut. Sementara itu,
data statis hanya menyimpan data sebelum terjadi perubahan dan setelah terjadi
perubahan tanpa melihat kejadian di antaranya serta tidak menyimpan atribut
perubahan terhadap waktu. Contoh data statis yaitu perubahan batas wilayah dua
negara karena adanya kesepakatan antarnegara.
Perubahan data spatiotemporal disebabkan oleh kejadian seperti kebakaran
hutan, banjir, gempa bumi, dan lainnya. Informasi kejadian ini perlu disimpan
sebagai penyebab evolusi objek spatiotemporal. Oleh karena itu, digunakan konsep
event-based spatiotemporal data model yang mampu mencatat event sebagai
penyebab perubahan serta menyimpan jenis perubahan dan aksi yang dilakukan oleh
data spatiotemporal.
Beberapa penelitian terdahulu yang menggunakan konsep ESTDM di
antaranya penelitian Maryam (2009) yang membuat pemodelan data spatiotemporal
dengan konsep ESTDM pada data poligon. Pemodelan ini hanya menyimpan data
spatiotemporal dengan batasan tersusun atas empat koordinat (x,y), sehingga tidak
dapat menampung bentuk data yang lebih beragam atau kompleks. Berikutnya
penelitian Kurniawan (2011) mengenai pemodelan data spatiotemporal dengan
konsep ESTDM. Data yang digunakan berupa data titik hotspot kebakaran hutan di
Indonesia. Pemodelan data ini terbatas untuk data dengan tipe titik serta jenis
perubahan yang dapat dideteksi hanya berupa appear dan disappear.
Pada penelitian ini digunakan data tipe vektor berupa data spatiotemporal
objek poligon. Data vektor terdiri atas jenis poligon, poly-line, garis, dan titik. Pada
data poligon ini telah ada titik dan garis sebagai atribut penyusunnya, sehingga
diharapkan dapat dilihat bentuk model data yang dapat digunakan pada beberapa
jenis data vektor.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini ialah menerapkan konsep Event-Based Spatiotemporal
Data Model (ESTDM) dalam pembangunan spatiotemporal data model pada data
real berupa poligon sehingga dapat dilihat pemodelan data untuk data real.
Ruang Lingkup Penelitian
Data yang digunakan dalam penelitian merupakan data real permukaan lahan
suatu daerah di Indonesia pada tahun 1994 dan 2001.

2

TINJAUA
AN PUST
TAKA
Data Titik
k, Garis dan
n Poligon (B
Burrough 19998)
Data titik
k pada sistem
m informasii geografi menyiratkan
m
kkeadaan geo
ografi yang
direepesentasikaan dengan koordinat
k
X
XY. Pada peenelitian Kuurniawan (22011), data
hottspot yang merupakan
m
salah
s
satu coontoh dari data
d
point m
memiliki atribbut lintang
dan
n bujur sebaagai penggannti representtasi koordin
nat (x,y). Paada Gambar 1, tampak
titikk hotspot yang
y
terjai di
d lintang -7.574 dan bujur
b
110.7777. Nilai Ve
V dan Vs
merrupakan info
ormasi validd time, yaitu w
waktu berlak
kunya data pada
p
dunia nyata.
n

(-7.574, 110.777))

Lintanng

Bujur

Ve

Vs

Ket

-7.5744

110.771

1/1

Now

appear

wan 2011).
Gambar 1 Conntoh keadaann titik hotspot (Kurniaw
Data gariis pada sistem informasii geografi diirepresentasiikan dengann pasanganpassangan titik XY dengaan setiap baaris disimpaan oleh uruutan titik peertama dan
teraakhir. Gambbar 2 meruupakan conttoh dari daata garis. P
Pada sistem informasi
geo
ografi, data garis
g
biasa digunakan unntuk menggaambarkan sunngai, jalan, jalur
j
kereta
api, dan lainnyaa pada peta.

Gambaar 2 Data linne.
Data poliigon secara sederhana m
merupakan reepresentasi rruang 2D. Pada
P
sistem
info
ormasi geoggrafi, poligonn tersusun aatas titik dan
n garis yangg membentuuk keadaan
terttutup, yakni titik awal daari poligon ssama dengan
n titik akhirnnya. Poligon digunakan
unttuk menggam
mbarkan lah
han, wilayahh suatu neggara, kota, ddan lainnya pada peta.
Gam
mbar 3 meruupakan contooh dari data poligon.

3

Gambar 3 Data polygon.
Spatiotemporal
Data spatiotemporal adalah data spasial yang mengandung atribut temporal
(waktu). Ketika terjadi perubahan pada data spasial dari waktu ke waktu maka data
spasial tersebut memiliki elemen waktu.
Contoh data pada Gambar 4, terlihat objek A berupa data spasial yang pada
waktu t1 berbentuk persegi, berubah pada waktu t2 menjadi objek AB dan berubah
kembali pada waktu tn menjadi objek B.

Perubahan

Gambar 4 Data spatiotemporal.
Perubahan data akan terjadi terus menerus sampai waktu saat proses
perubahan berhenti (Rahim 2005). Pada data spasial berupa polygon atau line ada
beberapa perubahan yang dapat terjadi (Maryam 2009), di antaranya:
a. Expansion: proses perubahan ukuran objek menjadi lebih besar.
b. Contraction: proses perubahan objek menjadi lebih kecil.
c. Appearance: Proses kemunculan suatu objek baru.
d. Dissapearance: proses hilangnya suatu objek.
e. Split: proses objek terbagi menjadi beberapa objek lagi. Proses ini diikuti
dengan proses appearance.
f. Union: proses dua atau lebih objek bergabung menjadi suatu objek. Proses ini
diikuti dengan proses disappearance.
g. Stability: objek berada dalam keadaan yang sudah stabil.

4
Tabel Bitemporal
Tabel bitemporal adalah tabel yang menggabungkan kemampuan tabel
rollback dan tabel historis. Tabel rollback menyimpan informasi waktu ketika
setiap informasi disimpan dalam database. Waktu saat informasi disimpan dalam
database disebut sebagai transaction time. Transaction time terdiri atas
transaction time start (Ts) dan transaction time end (Te). Tabel historis
menyimpan informasi waktu berlakunya suatu informasi di dalam dunia nyata.
Informasi waktu ini disebut sebagai valid time. Valid time terdiri atas valid time
start (Vs) dan valid time end (Ve). Hanya tuple yang berlaku (memiliki informasi
yang benar) yang disimpan dalam tabel historis (Annisa 2002). Tabel 1 adalah
contoh tabel bitemporal.
Tabel 1 Tabel bitemporal
Nama

Divisi

Vs
(Valid Start)

Ve
(Valid End)

Ts
(Transaction Start)

Alice

Pemasaran

15/01/1990

09/09/1993

05/01/1990

Te
(Transaction
End)
UC

Johan

Produksi

01/05/1990

03/08/1994

30/05/1990

25/07/1994

Johan

Distribusi

03/08/1994

NOW

25/07/1994

UC

Mary

Akunting

14/02/1990

23/06/1994

24/06/1990

30/06/1994

Mary

Distribusi

23/06/1994

NOW

30/06/1994

UC

Keterangan:
UC: Until change (diganti ketika ditambahkan data baru).
Now: Diganti ketika ditambahkan data baru.
Event-Based Spatiotemporal Data Model (ESTDM)
Model data spatiotemporal dengan pendekatan event-based menekankan
pada tiga hal penting seperti version, proses, dan event. Version atau versi
sebelumnya digunakan untuk merepresentasikan suatu objek yang menyusun
suatu keadaan (state). Proses adalah aksi yang dilakukan suatu objek selama atau
setelah kejadian (event) yang terjadi pada objek tersebut. Terdapat dua kelas dari
proses spatiotemporal dasar, yaitu:


Evolusi dari single objek yang merepresentasikan perubahan dasar
seperti appearance, disappearance, contraction, expansion, dan
perubahan tematik objek.
 Evolusi antara multiple objek yang melibatkan interaksi proses
spatiotemporal dari beberapa objek seperti union, split, dan
replacement. Proses-proses ini dapat diikuti dengan appearance dan
disappearance (Wang et al. 2005).
Gambar 5 menjelaskan konsep ESTDM yang memiliki beberapa komponen
seperti header, base map, event, waktu, dan lainnya. Header sebagai penunjuk
awal terhadap basemap yang merupakan keadaan awal dari objek spasial tanpa
mengalami perubahan dan belum terkena event. Selanjutnya, setiap terjadi event
pada objek spasial maka akan disimpan objek baru yang mengalami perubahan
spasial pada kurun waktu tertentu. Terjadinya event pada sebuah objek spasial

5
dapat berlangsung beberapa kali sehingga perubahan yang terjadi akibat eventevent yang berbeda tiap waktunya disimpan sesuai urutan terjadinya. Component
pada Gambar 5 menjelaskan bagian yang dimiliki objek yang berevolusi. Pada
penelitian Puequet (1995) data yang digunakan merupakan data raster sehingga
component pada data model merupakan pixel-pixel yang mengalami perubahan.

....

Event q Tq

Component k

Component 2

Component 1

....
Component k

....
Component 2

....
Component 1

Event 2 T2

Component k

Event 1 T1

Component 2

Base Map
M0

Component 1

Header T0

Gambar 5 Event-Based Spatiotemporal Data Model (ESTDM) (Peuquet 1995)

METODE
Gambar 6 merupakan diagram alir untuk pembangunan model data
spatiotemporal dengan data poligon. Langkah awal dari penelitian ini yaitu studi
pustaka, pencarian dan penggalian informasi terkait dengan penelitian. Langkah
kedua yaitu pra-proses data, data yang ada berupa poligon diolah agar dapat
digunakan dalam langkah selanjutnya. Setelah itu dilakukan perancangan model
konseptual yang lebih terjabarkan berupa pendefinisian entitas, pendefinisian
relasi antarentitas, dan perancangan model data dengan kosep ESTDM. Langkah
keempat yaitu perancangan logika yang terdiri atas pemilihan model database dan
pemetaan model data. Selanjutnya dilakukan perancangan fisik dan implementasi.
Terakhir dilakukan analisis dengan kueri sederhana.
Praproses Data
Data yang digunakan merupakan data lahan sebuah daerah di Indonesia
tahun 1994 dan tahun 2001. Data diperoleh dari Departemen Ilmu Tanah IPB
berupa data jenis poligon berbentuk vektor. Data yang ada diolah terlebih dahulu
menggunakan QuantumGIS untuk melihat secara manual perubahan yang terjadi
pada sebuah poligon. Jumlah poligon pada tahun 1994 yaitu 136 poligon dan pada
tahun 2001 sebanyak 207 poligon. Hal ini disebabkan oleh adanya proses
perubahan spasial pada poligon.
Informasi yang diperoleh dari data berupa jenis tanah, luas tanah, titik
tengah poligon, serta bentuk geometri objek poligon. Beberapa komponen data
yang dibutuhkan untuk penelitian ini tidak dipenuhi secara sempurna dari data
yang ada sehingga dilakukan modifikasi dan penambahan data. Bentuk modifikasi
yang dilakukan di antaranya asumsi bahwa beberapa tahun antara 1994 dan 2001
terjadi perubahan spasial. Sebagai contoh, pada tahun 1995 dilihat perubahan
spasial poligon yang mengalami overlaps, pada tahun 1996 perubahan spasial

6
poligon yang mengalami contains dan pada tahun 1997 dilihat perubahan spasial
berupa coveredby.

Gambar 6 Diagram alir metode penelitian.
Bentuk penambahan data pada penelitian ini berupa jenis kejadian atau
event yang menyebabkan perubahan spasial objek. Diasumsikan setiap event
menyebabkan beberapa perubahan objek poligon. Pada data real, event dapat
berupa kebakaran hutan, banjir, gempa bumi, dan lainnya. Pada penelitian ini,
event digambarkan menjadi event A, B, C, dan seterusnya.
Perancangan Konseptual
Pada tahap konseptual dilakukan pemodelan data. Pemodelan data
berdasarkan event-based spatiotemporal data model ditunjukkan pada Gambar 7.

7

Keterangan :
Oid : Poligon id
Vs : Valid Start
T: waktu
Vsn : version dari objek
Ve : Valid End
Basemap: Peta dasar
Pros: Proses/Stability/Expansion/Contraction/Split/Union/Appearance/Dissapearance

Gambar 7 Model data spatiotemporal tipe data vektor.
Terdapat header yang menunjuk ke basemap, waktu awal pencatatan dan waktu
akhir pencatatan. Basemap berisi poligon awal saat waktu T0. Pada basemap
diasumsikan tidak ada satupun perubahan poligon. Pada penelitian ini yang
dijadikan basemap adalah data pada tahun 1994.
Komponen pada perancangan ini mengacu pada model data di penelitian
Puequet (1995). Namun, terdapat perbedaan antara model data penelitian ini dan
Puequet (1995) yaitu pada komponen perubahan atau evolusi objek. Komponen
perubahan yang dicatat pada penelitian ini adalah versi perubahan, aksi objek
yang berevolusi, waktu terjadinya evolusi, dan geometri dari objek. Sementara itu,
pada model data Peuquet (1995) yang dicatat perubahan pixel pada objek karena
data yang digunakan berupa data raster.
Pada pemodelan data dengan ESTDM record disimpan setiap terjadinya
event pada waktu tertentu. Header menjadi penunjuk untuk event dan basemap
serta dapat mengakses event awal menuju event akhir atau event akhir menuju
event awal. Oleh karena itu, dapat diketahui perubahan objek yang terjadi akibat
kejadian dari awal sampai akhir.
Pada Gambar 8 digambarkan model konseptual berupa Entity Relationship
Diagram (ERD) dengan konsep ESTDM. Gambar 8 menerapkan entitas basemap
dan event yang merupakan komponen inti pada Gambar 7. Sedangkan entitas
version, proses dan geografiinfo merupakan komponen pencatatan evolusi
perubahan pada objek spatiotemporal.

Gambar 8 Entity Relatioship Diagram (ERD) dengan pendekatan Eventbased Spatiotemporal Data Model (ESTDM).

8
Perancangan Logika
Perancangan logika merupakan tahapan untuk memetakan
model
konseptual ke model database yang akan dipakai. Pada pembangunan model data
spatiotemporal pada data poligon dengan menerapkan konsep ESTDM pada
penelitian ini digunakan database relasional.
Pada Gambar 9 digambarkan skema data relasional yang menjelaskan
hubungan antarrelasi dan juga atribut-atributnya serta pendefinisian kunci masingmasing entitas dan penerjemahan relasi ke dalam foreign key. Ada lima entitas
yang muncul dari pemodelan data poligon pada penelitian ini, di antaranya
basemap, version, event, geografi_info, dan proses. Basemap merupakan
penyimpanan awal objek spasial yang belum mengalami perubahan. Entitas
version menyimpan evolusi-evolusi yang terjadi pada objek spasial pada basemap.
Geografi_info merupakan entitas menyimpan informasi geografi dari objek
spasial yang ada. Diasumsikan terjadi beberapa perubahan pada objek spasial pada
entitas ini. Event merupakan entitas yang menyimpan kejadian-kejadian yang
menyebabkan terjadinya perubahan pada objek spasial. Sementara itu, proses
merupakan entitas yang menyimpan jenis perubahan yang dialami objek spasial.
Setiap entitas memiliki keterhubungan, seperti basemap dengan version
terdapat hubungan many to many, yakni terdapat geografi_info sebagai entitas
asosiatif yang menghubungkan version dan basemap. Hubungan yang terjadi
antara basemap dan geografi info adalah one to many. Hubungan version dengan
geografi info juga one to many. Setiap primary key dari basemap dan version
menjadi foreign key pada geografi info.
Hubungan version dan proses adalah one to many, dengan setiap version
dapat mengalami beberapa proses dalam suatu waktu sementara hanya ada 1
proses yang dialami sebuah version. Sementara itu, hubungan proses dan event
yaitu one to many yakni satu event dapat menyebabkan beberapa proses, tetapi ada
proses yang tidak disebabkan oleh event, yaitu ketika objek mengalami stability
atau tidak ada perubahan lagi.

Gambar 9 Skema data relasional dengan konsep ESTDM.

9
G
Gambar
10 menggambaarkan skemaa data relatioonal dari peenelitian Marryam
(2009)). Pada skem
ma data relassional ini thematic info dan spatial info menyim
mpan
inform
masi geograffi dari sebuaah objek spaasial berupa titik-titik peenyusun poligon.
Penyim
mpanan titik
k penyusun poligon
p
yangg dibatasi maaksimal emppat menyebaabkan
terbataasnya bentukk objek yanng dapat dissimpan, sehiingga kuranng maksimall jika
diterappkan pada data
d real yanng memiliki bentuk dan jenis objek sangat beraagam.
Semen
ntara itu, unttuk entitas laain berupa basemap,
b
verrsion, prosess, dan event pada
modell data peneliitian Maryam
m (2009), saama dengann model dataa pada penelitian
ini.

Gambar 10 Skemaa data relasioonal dengan pendekatan Event-basedd Spatiotempporal
m 2009).
(Maryam
Sementara itu, pada penelitian
S
p
K
Kurniawan (2011), kaarena data yang
digunaakan berupaa titik hotspo
ot maka pennjabaran datta relasionall lebih sederrhana
yaitu hanya
h
tabel hotspot dann tabel geogrrafi_info. Taabel hotspot menyimpann info
lintangg dan bujur sedangkan
s
in
nfo geografi disimpan paada tabel geeografi_info..
Perancangan Fisik aatau Implem
mentasi
Perancangan
P
n fisik atau implementasi dilakukann dengan meenerapkan seemua
relasi--relasi yangg telah dibbuat di ataas ke dalam
m DBMS relasional yaitu
PostgrreSQL. Setellah dilakukaan pendefinissian entitas dan
d hubungaannya pada tahap
t
peranccangan konseptual dan lo
ogika, makaa dilakukan implementas
i
si relasi ke dalam
d
bentuk
k tabel.
T
Tabel
basem
map menyim
mpan data sspasial objeek yang diaasumsikan belum
b
mengaalami perubaahan dan beelum terkenna event. Tabbel basemapp menyimpaan id
dari ob
bjek spasial,, valid time awal
a
dan vallid time akhiir, serta transsaksi waktu awal
dan trransaksi waaktu akhir pada
p
databaase. Sementtara itu, tabbel geografi_
_info
menyiimpan inform
masi geograffi dari objekk spasial di basemap
b
dann version beerupa
luas objek, jenis tanah,
t
dan lainnya sertaa menyimpann primary key
k dari baseemap
o. Tabel verssion menyim
mpan
dan veersion sebaggai foreign key pada geeografi info

10
version id, objek id, valid time awal dan valid time akhir, serta transaksi waktu
akhir pada database.
Tabel basemap terhubung dengan geografi_info sebagai entitas asosiatif
antara basemap dan version. Entitas asosiatif merupakan entitas penghubung dua
buah tabel yang memilki hubungan many to many. Setiap objek spasial pada
basemap memiliki informasi geografi begitu pula dengan version. Tabel version
terhubung dengan tabel proses. Tabel proses menyimpan version id dan event id
sebagai foreign key. Pada tabel proses terdapat informasi jenis perubahan apa
yang terjadi pada objek spasial, sedangkan tabel event menyimpan jenis event
yang terjadi serta waktu terjadinya event.
Analisis Hasil
Analisis objek dilakukan dengan menggunakan kueri. Berikut adalah
contoh-contoh kueri yang dapat digunakan:
 Mendaftarkan keadaan objek spasial tertentu yang mengalami perubahan
overlap dari tahun 1994 sampai tahun 2001. Gambar 11 menjelaskan keadaan
overlaps dua buah poligon. Sebagai contoh, poligon pertama saling tumpang
tindih dengan poligon kedua. Keadaan yang seperti ini disebut overlaps.

Gambar 11 Perubahan overlaps.


Mendaftarkan keadaan objek spasial tertentu yang mengalami perubahan
coveredby dari tahun 1994 sampai tahun 2001. Gambar 12 menjelaskan
keadaan coveredby dua buah poligon. Sebagai contoh, poligon pertama
dilingkupi oleh poligon kedua. Keadaan seperti ini disebut coveredby.

Gambar 12 Perubahan coveredby.


Mendaftarkan objek spasial yang mengalami contains dari tahun 1994 sampai
2001. Gambar 13 menggambarkan keadaan contains dua buah poligon.
Sebagai contoh, poligon pertama berada di dalam poligon ke dua. Keadaan
seperti ini disebut contains.

Gambar 13 Perubahan contains.


Mendaftarkan objek spasial dalam keadaan stability dari tahun 1994 sampai
tahun 2001. Stability adalah proses saat poligon tidak mengalami perubahan,
atau dalam keadaan stabil dalam kurun waktu tertentu.

11
Kueri lainnya yang digunakan pada penelitian ini yang diakuisisi dari
penelitian Maryam (2009), yaitu:
 Mendaftarkan keadaan (luas wilayah atau tipe tanah) objek spasial tertentu
pada waktu tertentu.
 Mendaftarkan penyebab perubahan pada poligon.
 Mendaftarkan evolusi yang dialami objectid 5 dan penyebab evolusinya.
 Mendaftarkan objek yang belum pernah berubah.
 Mendaftarkan event yang terjadi selama tahun 1996 (selesai dan berakhir di
tahun 1996).
 Mendaftarkan event yang terjadi tahun 1996 dan objek yang dipengaruhinya.
 Mendata keadaan awal objectid 5.
 Mendata keadaan objectid 5 setelah mengalami evolusi.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Model Data
Pemodelan data yang dibuat berdasarkan analisis ESTDM, yang
memperhatikan aspek event, version, dan proses yang terjadi pada sebuah objek.
Dengan bentuk data yang didapatkan, data bertipe .shp diubah menjadi data jenis
tabular dan disimpan dalam DBMS. Dilakukan penyesuaian beberapa entitas data
dan tipe data pada tabel basemap, tabel geografiinfo, tabel version, tabel proses,
dan tabel event.
Pada entitas event dilakukan penambahan data berupa jenis event yang
terjadi. Entitas geografiinfo pada model ini menyimpan info geografi objek
spasial baik yang telah mengalami perubahan atau yang belum. Pada entitas
version disimpan id setiap objek yang mengalami perubahan berserta perubahan
setiap versinya. Pada basemap disimpan data baru dari poligon yang telah
mengalami perubahan sebagai parents bagi poligon berikutnya yang telah
berubah.
Proses Modifikasi
Pada tabel yang mengandung aspek waktu berupa valid time dan transaction
time (tabel bitemporal) dilakukan modifikasi pada perancangan relasi-relasi.
Modifikasi dilakukan pada saat insert, delete dan update data. Pada pembangunan
spatiotemporal data model pada data poligon, proses yang berlaku hanya proses
insert dan update. Proses delete tidak disertakan dalam proses modifikasi karena
adanya kepentingan history dari data. Proses delete akan membuat data menjadi
tidak sinkron (terjadi kesenjangan data).
Ketika terjadi perubahan atau evolusi objek maka diperiksa nilai waktu
valid time end (ve) dan transaction time end (Te) dari tabel basemap dan version.
Tabel basemap dan version merupakan tabel bitemporal yang mencatat waktu
terjadinya data yang digunakan di dunia nyata dan waktu ketika data di-input-kan
dalam database. Penambahan data pada kedua tabel ini menyebabkan nilai valid
time end dan transaction time end akan berubah atau diganti secara berkala. Alur
perubahan nilai valid time dan transaction time ini digambarkan pada Gambar 14.
Pada alur update data geografi sebuah objek dilakukan bila terjadi kesalahan
input-an dalam database. Sebagai contoh, jenis tanah sebuah objek bernilai

12
sawah, namun data ini tidak valid karena seharusnya bernilai pemukiman. Oleh
karena itu, pada kondisi ini data diperbarui seperti alur update pada Gambar 15.
Mulai

Input
Objectid

Objectid
bernilai sama

Tidak

Ve dan Te akhir
tabel version dan
basemap = now

Ya

Update record terakhir set
Ve= waktu terjadi dan
Te= waktu input pada
tabel version dan
basemap

Selesai
Gambar 14 Update akibat evolusi objek.
Proses insert dilakukan dengan terlebih dahulu meng-upload data
keseluruhan peta baru ke dalam database. Kemudian akan dilakukan proses
spasial dengan membandingkan data baru dengan data basemap terakhir untuk
melihat perubahan dan mencatat jenis perubahan pada proses, serta versi baru dari
poligon pada tabel version dan menyimpan basemap terbaru pada table basemap.
Penambahan event baru diasumsikan terjadi sama dengan waktu terjadinya
perubahan pada poligon, sehingga saat terjadinya insert pada basemap dan version
juga dilakukan penambahan event baru pada database. Alur penambahan data
terdapat pada Gambar 16.

13

Mulai

Input
Objectid

Objectid
bernilai sama

Tidak

Geom database =
geom. Objectid
yang di-input-kan

Ya
Update record dengan
informasi terbaru, set Te
sebelum dan Ts data baru =
waktu saat ini, Te = now

Selesai
Gambar 15 Update data geografi objek.
Contoh kasus untuk modifikasi data jika terjadi perubahan pada poligon.
Poligon 1, 2, 3, 4, dan 5 pada tanggal 1/1/1994 belum mengalami perubahan.
Seluruh poligon disimpan dalam tabel basemap dengan valid start 1/1/1994. Pada
tanggal 1/1/1995 terjadi banjir yang mengakibatkan poligon 1 dan 3 mengalami
perubahan spasial. Setiap perubahan spasial poligon dicatat dalam tabel version
sebagai versi dari perubahan kemudian informasi perubahan geografi disimpan
pada tabel geografiinfo. Jenis proses yang terjadi disimpan pada tabel proses.
Ketika terjadi penyimpanan data baru, valid end data sebelumnya pada basemap
di-update menjadi tanggal terbaru. Pada tanggal 1/1/1996 terjadi kebakaran hutan
yang menyebabkan perubahan pada poligon 2, 4, dan 5, kemudian pada tanggal 11-1997 terjadi gempa bumi yang menyebabkan perubahan pada poligon 5. Setiap
terjadi perubahan pencatatan dilakukan seperti sebelumnya.
Bentuk penambahan data baru dan perubahan pada database terlihat pada
Tabel 2 yang mencatat setiap kejadian dengan waktu terjadinya. Pada Tabel 3
dicatat keadaan poligon sebelum mengalami perubahan beserta waktu berlakunya
data di dunia nyata dan di dalam database. Tabel 4 menyimpan objek yang

14
mengalami perubahan beserta waktu validnya data. Tabel 5 menyimpan informasi
geografi dari setiap objek poligon baik sebelum mengalami perubahan dan setelah
mengalami perubahan. Tabel 6 menyimpan aksi yang dilakukan objek ketika
terkena event.

Gambar 16 Alur Insert Data.

15
Tabel 2 Contoh data dalam tabel event
Vs
1-1-1995
1-1-1996
1-1-1997

Ename
Banjir
Kebakaran Hutan
Gempa bumi

EID
1
2
3

Ve
1-1-1995
1-1-1996
1-1-1997

Tabel 3 Contoh data dalam tabel basemap
bid
0
0
0
0
0
1
1
2
2
2
3

oid
1
2
3
4
5
1
3
2
4
5
5

Vs
1-1-1994
1-1-1994
1-1-1994
1-1-1994
1-1-1994
1-1-1995
1-1-1995
1-1-1996
1-1-1996
1-1-1996
1-1-1997

Ve
1-1-1995
1-1-1996
1-1-1995
1-1-1996
1-1-1996
NULL
NULL
NULL
NULL
1-1-1997
NULL

Ts
2-7-2010
2-7-2010
2-7-2010
2-7-2010
2-7-2010
2-7-2011
2-7-2011
2-7-2012
2-7-2012
2-7-2012
2-7-2013

Te
2-7-2011
2-7-2012
2-7-2011
2-7-2012
2-7-2012
NULL
NULL
NULL
NULL
2-7-2013
NULL

Tabel 4 Contoh data dalam tabel version
oid
1
3
2
4
5
5

Vid
1
1
1
1
1
2

Vs
1-1-1995
1-1-1995
1-1-1996
1-1-1996
1-1-1996
1-1-1997

Ve
Null
Null
Null
Null
1-1-1997
Null

Ts
2-7-2011
2-7-2011
2-7-2012
2-7-2012
2-7-2012
2-7-2013

Te
Null
Null
Null
Null
2-7-2013
Null

Tabel 5 Contoh data dalam tabel geografiinfo
gid

bid

vid

oid

Jenistanah

Luas

x

y

geom

1

0

Null

1

Sawah

17 hectares

72055

9260

001030059600AD000A

2

0

Null

2

pemukiman

57 hectares

87942

20995

0010900174CFBFECA6C

3

0

Null

3

Hutan

450 hectares

45469

23359

000123AFE5678DEF56C

4

0

Null

4

Kebun

4 hectares

8927

82307

0237AEF56332FDE2343

5

0

Null

5

Rawa

2 hectares

28329

23209

00004234EFABCD3145

6

1

1

1

Sawah

19 hecatares

832974

81293

050123AFE5678DEF56C

7

1

1

3

Hutan

440 hectares

82394

23242

020123DFE5678DEF36C

8

2

1

2

Pemukiman

65 hectares

6237

3489

0123AF33678DEF5EF3

9

2

1

4

Kebun

1 hectares

543

239

0032144E5678DEF56C

10

2

1

5

Rawa

2,4 hectares

2929

2982

00123AFE5678DE3445

11

3

2

5

Rawa

0,8 hectares

7382

2829

00123A532234AEDCF

16
t
proses
Tabeel 6 Contoh data dalam tabel
Pid

Vid

Eid

oid

Proses_namee

1

1

1

1

Expand

2

1

1

3

Contraction

3

1

2

2

Expand

4

1

2

4

Contraction

5

1

2

5

Expand

Gambaar 17 meruppakan data ppenelitian daalam pentuk peta. Pada tahun
t
1994
d penelitiian belum mengalami
data
m
peerubahan dan
n disimpan ssebagai baseemap. Pada
t
tahun
2001 terdapat perrubahan spassial pada petta. Warna yyang berbedaa pada peta
2
2001
menunnjukkan poliigon yang mengalami
m
p
perubahan
sppasial. Perbeesaran dari
p
perubahan
y
yang
terjadi terlihat padaa Gambar 18 yang meruupakan conttoh poligon
y
yang
mengaalami overlaaps. Warna hijau menunnjukkan polligon awal tahun
t
1994
o
overlaps
denngan poligon
n lainnya dittahun 2001.

Gambar
G
17 P
Peta data perrubahan poliigon.

Gaambar 18 Perrubahan overlaps pada ppoligon.
Anallisis dan Ku
ueri
Data yang
y
diperoleh tidak memiliki
m
aspek valid tim
me sehinggaa dilakukan
ppenyesuaiann data berup
pa penambahhan Vs, Ve dengan asuumsi terjadi perubahan
o
objek
poligo
on beberapa waktu, sehiingga bentukk database yyang dibuat mencakup

17
beberapa perubahan untuk beberapa tahun dan dapat dilakukan analisis dari aspek
spasial dan temporal.
DBMS yang digunakan yaitu PostgreSQL. PostgreSQL dilengkapi dengan
tambahan fitur Postgis yang sudah mendukung pencatatan dan fungsi-fungsi
spasial. Dilakukan pengujian hasil dengan kueri yang pernah digunakan pada
penelitian Maryam 2009 dan dilakukan penyesuaian kueri dengan data yang ada.
Contoh beberapa kueri yang dipergunakan yaitu :
a Mendaftarkan keadaan (luas wilayah atau tipe tanah) objek spasial
tertentu pada waktu tertentu.
Kueri: keadaan poligon objectid=10 pada tanggal 12/12/1995
select
geografiinfo.id,
geografiinfo.landuse,
geografiinfo.luas from geografiinfo inner join basemap on
geografiinfo.bid=basemap.bid where basemap.vs