2
ArcGIS, dan lain-lain. Salah satu proses analisis spasial yang digunakan untuk perhitungan prediksi laju erosi secara spasial yaitu melakukan proses tumpang
tindih.
1.2. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk: 1 Mengembangkan aplikasi SIG yang menyajikan informasi spasial yang
dapat diakses melalui jaringan web. 2 Menyusun program yang berfungsi melakukan perhitungan prediksi erosi
secara spasial. 3 Membandingkan hasil program perhitungan prediksi erosi dengan
perhitungan secara manual.
1.3. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah tersedianya SIG berbasis web yang memberikan gambaran persebaran erosi secara spasial serta
dapat diakses melalui internet atau jaringan lokal. Sistem yang dikembangkan diharapkan dapat menjadi rekomendasi lembaga-lembaga yang terkait dengan
pengelolaan dan monitoring erosi. Selain itu antar pengguna sistem juga dapat memperbaharui data yang ada pada webgis secara sinergis, sehingga memudahkan
dalam data sharing.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Erosi
Erosi adalah peristiwa berpindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian- bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh suatu media alami. Pada
peristiwa erosi, tanah atau bagian-bagian tanah pada suatu tempat terkikis dan terangkut yang kemudian diendapkan di tempat lain. Pengikisan dan
pengangkutan tanah tersebut terjadi oleh media alami yaitu air dan angin Arsyad, 2006.
Besarnya erosi diduga dengan menggunakan persamaan USLE Universal Soil Loss Equation yang dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith 1978.
USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi erosi rata-rata jangka panjang dari erosi lembar atau alur di bawah keadaan tertentu Arsyad,
2006. Persamaan tersebut adalah A = R.K.LS.C.P …………………………………1
Dimana, A = banyaknya tanah yang tererosi tonhath,
R = faktor erosivitas hujan, K = faktor erodibilitas tanah,
LS = faktor panjang dan kemiringan lereng, C = faktor pengelolaan tanaman,
P = faktor tindakan konservasi tanah.
2.1.1. Erosivitas Hujan
Kemampuan hujan untuk menimbulkan atau menyebabkan erosi dinamai daya erosi hujan atau erosivitas hujan. Indeks erosivitas hujan adalah pengukur
kemampuan suatu hujan untuk menimbulkan erosi. Indeks erosivitas hujan adalah EI
30
, karena berkorelasi sangat erat dengan besarnya erosi yang terjadi. Nilai EI
30
merupakan perkalian energi kinetik hujan dan intensitas selama 30 menit. Arsyad, 2006. Faktor erosivitas hujan yang digunakan dalam USLE yaitu:
4
R=
EI
30
100
............................................................2 dimana E = Energi kinetic joulem
2
mm I
30
= Intensitas hujan 30 menit maksimum. Nilai E dihitung dari pencatatan hujan pada kertas pias dengan rumus Wischmeir
dan Smith, 1978 : E = 210 + 89 log I…….…………………………..3
Dimana I= Intensitas hujan cmjam. Menurut Bols 1978 dalam Arsyad 2006 nilai EI
30
dapat dihitung berdasarkan jumlah hujan bulanan, jumlah hari hujan bulanan dan hujan
maksimum selama 24 jarn pada bulan itu. Persamaan Bols 1978 dinyatakan sebagai berikut:
EI
30
= 6,119 R
1,211
x N
-0,474
xM
0,536
………………………4 dimana EI
30
adalah Indeks erosivitas hujan R adalah curah hujan bulanan rata-rata cm, N adalah jumlah hari hujan bulanan rata-rata pada bulan tertentu cm dan
M adalah curah hujan harian rata-rata maksimum bulan tersebut cm. Lenvain, 1975 dalam Bols, 1978 mendapatkan hubungan antara EI
30
dengan curah hujan bulanan sebagai berikut:
EI
30
= 2,21R
1,36
………………………………….5 Apabila sulit mendapatkan data maka cara lain untuk mendapatkan nilai
faktor erosivitas hujan adalah dapat digunakan peta Iso-erodent yang dibuat oleh Bols pada tahun 1978.
2.1.2. Erodibilitas Tanah
Faktor erodibilitas tanah atau kepekaan erosi tanah didefinisikan sebagai besarnya erosi per satuan indeks erosi hujan untuk suatu tanah dalam keadaan
standar. Tanah dalam keadaan standar adalah tanah terbuka tidak ada vegetasi penutup sama sekali, terletak pada lereng 9 dengan bentuk lereng yang seragam
dan panjang lereng 72,6 kaki atau 22 m Arsyad, 2006. Faktor Erodibilitas dapat dihitung dengan persamaan Wischmeir dan Smith, 1978 :
100 K = 1,292 [2,1 M
1,14
x 10
-4
12-a + 3,25 b-2 + 2,5c-3 ]………6
5
dimana M adalah persentasi pasir sangat halus dan debu x 100-persentasi liat, a adalah persentasi bahan organic, b adalah kode struktur tanah dan c adalah kelas
permeabilitas tanah .
2.1.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng
Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng LS adalah rasio antara besarnya erosi dari sebidang tanah dengan panjang lereng dan kecuraman tertentu terhadap
besarnya erosi dari tanah yang identik terletak pada lereng dengan panjang 22 meter dan kecuraman 9 . Nilai LS dapat dihitung dengan persamaan berikut
Arsyad, 2006 : LS =
0.0138 + 0,00965 + 0,00138
………..….7 dimana x adalah nilai faktor kemiringan lereng dalam persen dan s adalah panjang
lereng dalam meter.
2.1.4. Faktor Pengelolaan Tanaman dan Faktor Tindakan Konservasi Tanah
Faktor pengelolaan tanaman C adalah nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang bertanaman dengan pengelolaan tertentu terhadap besarnya erosi tanah
yang tidak ditanami dan diolah bersih. Faktor ini mengukur pengaruh bersama jenis tanaman dan pengelolaannya. Faktor Tindakan Konservasi Tanah P adalah
nisbah besarnya erosi dari tanah dengan suatu tindakan konservasi tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah menurut arah lereng Arsyad,
2006.
2.2. Sistem Informasi Geografis SIG
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.
6
Menurut Barus dan Wiradisastra 2000, Sistem Informasi Geografis merupakan alat yang handal untuk menangani data spasial. Dalam SIG, data
dipelihara dalam bentuk digital. Sistem ini merupakan suatu sistem komputer untuk menangkap, mengatur, mengintegrasi, memanipulasi, menganalisis dan
menyajikan data yang bereferensi ke bumi. Komponen utama SIG dapat dibagi ke dalam 4 kelompok, yaitu perangkat keras, perangkat lunak, organisasi
manajemen, dan pemakai. Dalam kerangka kerja SIG, data dibagi menjadi dua kategori, data spasial
dan data tekstual atribut. Data spasial merupakan data yang memiliki informasi lokasi atau data yang bereferensi geografis dan data atribut merupakan data yang
memiliki informasi fitur spasial Kang, 2002. Shapefile menyimpan lokasi geografis berupa informasi atribut titik
point, garis line, dan poligon polygon. Bentuk geometri yang tersimpan adalah dalam bentuk koordinat vektor. Format ini adalah format yang dikeluarkan
oleh Environmental System Resource Institute ESRI yang merupakan salah satu vendor SIG terkemuka Kang, 2002. ESRI shapefile terdiri atas:
1. Main file .shp Merupakan file yang dapat diakses secara langsung dan panjang dari record
variabel dalam file mendeskripsikan bentuk verteksnya 2. Index file .shx
Pada file indeks, tiap record terdiri atas proses cetakan offset yang berhubungan dengan record file utama.
3. Tabel dBASE .dbf Pada tabel dBASE terdapat fitur atribut dengan record pada setiap fiturnya.
SIG memerlukan basis data yang mampu mengolah baik data spasial maupun data atribut. Aplikasi SIG intensif yang mendukung volume data yang
besar perlu didukung oleh basis data yang handal, berkinerja tinggi, serta mudah dalam perawatan dan pengembangan.
7
2.2.1. PostgreSQL dan PgAdmin III
PostgreSQL merupakan sebuah Object-Relational Database Management System ORDBMS berdasarkan pada PostgreSQL Versi 4.2 yang dikembangkan
di Universitas California pada Berkeley Computer Science Department. PostgreSQL sebagi pelopor bagi banyak perangkat lunak DBMS lain yang
kemudian menjadi komersial PostgreSQL Global Development Group, 2009. PostgreSQL memiliki lisensi GPL General Public License dan oleh
karena itu PostgreSQL dapat digunakan, dimodifikasi dan didistribusikan oleh setiap orang tanpa perlu membayar lisensi free of charge baik untuk keperluan
pribadi, pendidikan maupun komersil. PostgreSQL merupakan DBMS yang open- source yang mendukung bahasa SQL secara luas dan menawarkan beberapa fitur-
fitur modern seperti : Complex Queries
Foreign Keys Triggers
Views Transactional Integrity
Multiversion Concurrency Control
Selain itu, PostgreSQL telah mendukung teknologi lama dengan menambahkan fitur- fitur baru pada :
Data Types Functions
Operators Aggregate Functions
Index Methods Procedural Languages
PgAdmin merupakan aplikasi atau interface basis data postgreSQL yang dapat digunakan untuk melakukan desain dan manajemen secara komprehensif,
selain itu pgAdmin juga tersedia dalam versi Windows dan Linux. PgAdmin menggunakan lisensi Artistic License yang tetap dapat digunakan dan
8
disebarluaskan secara gratis. Koneksi ke postgreSQL dibuat dengan menggunakan native libpg library. PgAdmin juga dapat dilengkapi dengan pgAgent untuk
mengatur penjadwalan proses dan Slony-I Support untuk mendukung proses replikasi master-slave PgAdmin Development Team, 2009.
Gambar 1 Tampilan utama PgAdmin III Pada halaman utama pgAdmin III, akan ditampilkan struktur basis data
dan detail setiap object yang ada di dalamnya, sehingga hampir semua pengelolaan basis data dapat dilakukan dari pgAdmin secara komperehensif.
Beberapa tool dalam pgAdmin yang dapat digunakan antara lain : 1. Control server, digunakan untuk melihat status server basis data, menjalankan
dan menghentikan service server basis data. 2. Export Tool, digunakan untuk melakukan ekspor data dari Query Tool.
3. Edit Grid, digunakan untuk menampilkan dan mengubah data dalam tabel yang dipilih.
4. Maintenance, digunakan untuk melakukan perawatan basis data, seperti menjalankan task, statistik, clean up data dan melakukan indexing.
5. Backup, digunakan untuk melakukan backup basis data
9
6. Restore, digunakan untuk mengembalikan hasil dari data backup. 7. Grant Wizard, digunakan untuk memberikan privileges user atau grup user
terhadap obyek tertentu. 8. Server status, untuk menampilkan informasi status server termasuk jumlah
user yang sedang terhubung dan log server. 9. Options, digunakan untuk mengkonfigurasi pgAdmin.
2.2.2. PostGIS
PostGIS adalah satu struktur data spatial yang diimplementasikan pada web server PostGreSQL Refraction Research Inc., 2005. PostGIS ini
mendukung semua fungsi dan objek yang didefinisikan oleh OpenGIS, yaitu Simple Features for SQL specification Anderson, 2003. PostGIS didesain untuk
mengimplementasikan SQL 92 untuk jenis data geometri pada PostGreSQL. Dengan demikian, dimungkinkan menggunakan berbagai fungsi spasial yang ada
pada PostGIS Mitchell, 2005. Perintah spasial yang telah diimplementasikan berjumlah lebih kurang 600 perintah Refraction Research Inc., 2005. PostGIS
versi 0.1 yang dikeluarkan pada tahun 2001 mendukung tipe data objek spatial dan metode pengindekan objek spatial: GiST. Menurut Mitchell, 2005 PostGIS
menyediakan berbagai fasilitas di antaranya adalah: 1. Definisi abstract Data Type untuk objek spasial sesuai dengan spesifikasi
OpenGIS Consortium. 2. Dukungan terhadap format WKT Well Known Text dan WKB Well Known
Binary. 3. Metode pengindekan GiST yang sesuai untuk objek spasial.
4. Dukungan akses aplikasi melalui JDBC. PostGIS merupakan ekstensi dari PostgreSQL Database Management
System. Dengan menambahkan PostGIS pada Postgre SQL, maka basis data ini akan memiliki kemampuan dalam menyimpan data spasial seperti data jarak,
wilayah, negara, persimpangan dan khususnya tipe data geometri ke dalam basis data sebagai data letak suatu objek pada peta Budiawan, 2010.
10
2.2.3. OpenGIS Standar
OpenGIS Simple Features Specification for SQL mendefinisikan tipe standar objek SIG fungsi-fungsi yang diperlukan untuk memanipulasi dan
menetapkan tabel metadata dengan maksud menjaga kekonsistenan metadata. Operasi membuat dan menghapus kolom spasial dilakukan menggunakan
prosedur yang didefinisikan oleh OpenGIS Refraction Research Inc., 2005. Ada dua tabel meta-data OpenGIS yaitu spatial_ref_sys dan
geometry_columns. Tabel spatial_ref_sys menyimpan ID numerik dan deskripsi tekstual dari sistem koordinat yang digunakan dalam database spasial.
Tabel spatial_ref_sys adalah tabel yang disertakan dalam PostGIS dan tabel database yang mengacu pada OGC yang berisi lebih dari 3000 sistem
referensi spasial yang dikenal dan rincian yang dibutuhkan untuk
mentransformasireproject antar sistem referensi. Beberapa sistem referensi spasial yang umum digunakan adalah: 4326 -
WGS 84 Lat Long, 4269 - NAD 83 Long Lat, 3395 - WGS 84 World Mercator, 2163 - US National Atlas Equal Area, sistem referensi spasial untuk masing-
masing NAD 83, WGS 84 UTM zona - zona UTM adalah salah satu yang paling ideal untuk pengukuran, tetapi hanya mencakup region 6-derajat.
2.3. Web Mapping
Web mapping system adalah sebuah sistem yang digunakan untuk memadukan kekuatan SIG sebagai sebuah alat bantu yang canggih, terutama
dalam menangani analisis secara keruangan dengan kekuatan internet sebagai media penyimpanan informasi. Setiap objek pada peta digital disimpan sebagai
sebuah atau sekumpulan koordinat Mitchell, 2005. Kelebihan web mapping adalah:
Peta dapat dimodifikasi tanpa harus memulainya dari awal, karena peta disimpan sebagai layer yang nyata pada file sebuah di komputer.
Peta yang interaktif mengizinkan pengguna untuk melihat area atau wilayah yang diinginkan.
11
Pembuat peta tidak mengetahui informasi peta apa yang diinginkan oleh pengguna untuk dilihat, tetapi memberikan kebebasan pengguna untuk
memilih peta yang ingin ditampilkan. Pembuat peta digital dapat memfokuskan bagaimana menampilkan informasi
terbaik daripada memfokuskan dengan detail area atau wilayah tertentu di dunia pada peta.
2.3.1. Mapserver
Mapserver merupakan aplikasi opensource yang digunakan untuk menampilkan data spasial atau peta melalui web. Aplikasi Mapserver dapat
mengolah data SIG dalam format raster maupun vektor Kropla, 2005. Sebuah aplikasi Mapserver sederhana mempunyai komponen sebagai berikut :
Mapfile, merupakan file yang menyimpan berbagai konfigurasi untuk menggambarkan data spasial dan atribut dari shapefile ke dalam bentuk
halaman web Mitchell, 2005. Mapfile mendefinisikan sekumpulan obyek peta sekaligus membedakan bentuk dan sifat peta yang akan ditampilkan pada
browser. Walaupun data geografisnya sama, aplikasi yang menggunakan mapfile berbeda dapat menampilkan peta yang berbeda pula, sesuai dengan
interaksi dengan pengguna Kropla, 2005. Mapserver dapat menggunakan banyak jenis data geografis. Default formatnya adalah ESRI shapefile.
Halaman HTML, interface antara user pengguna dan Mapserver. Pada umumnya berdiri pada web root. Dalam bentuk sederhana, Mapserver
digunakan untuk menempatkan sebuah gambar peta statis pada halaman web. Untuk membuat peta yang interaktif, gambar ditempatkan pada sebuah
bentuk HTML. Bentuk umum arsitektur aplikasi berbasis peta di web dapat dilihat
pada Gambar 2 Nuryadin, 2005. Interaksi antara klien dengan server berdasar skenario request dan respon. Web browser di sisi klien mengirim
request ke server web. Karena server web tidak memiliki kemampuan pemrosesan peta, maka request berkaitan dengan pemrosesan peta akan
diteruskan oleh server web ke server aplikasi dan MapServer. Hasil pemrosesan
12
akan dikembalikan lagi melalui server web, terbungkus dalam bentuk file HTML atau applet.
Gambar 2. Arsitektur umum aplikasi peta berbasis web Hadikusuma, 2005 Arsitektur aplikasi pemetaan di web dibagi menjadi dua
pendekatan sebagai berikut : Pendekatan Thin Client
Pendekatan ini menfokuskan diri pada sisi server. Hampir semua proses dan analisis data dilakukan berdasarkan request di sisi server. Data hasil
pemrosesan kemudian dikirimkan ke klien dalam format standar HTML, yang di dalamnya terdapat file gambar dalam format standar misalnya
GIF, PNG atau JPG sehingga dapat dilihat menggunakan sembarang web browser. Kelemahan utama pendekatan ini menyangkut keterbatasan
opsi interaksi dengan user yang kurang fleksibel. Pendekatan Thick Client
Pada pendekatan ini, pemrosesan data dilakukan di sisi klien menggunakan beberapa teknologi seperti kontrol ActiveX atau applet.
Kontrol ActiveX atau applet akan dijalankan di klien untuk memungkinkan web browser dengan format data yang tidak dapat ditangani oleh web
browser dengan kemampuan standar. Dengan adanya pemrosesan di klien, maka transfer data antara klien dengan web server akan berkurang.
13
MapServer menggunakan pendekatan thin client. Semua pemrosesan dilakukan di sisi server. Informasi peta dikirimkan ke web browser di sisi
klien dalam bentuk file gambar JPG, PNG, GIF atau TIFF.
2.3.2. ExtJS
ExtJS adalah sebuah library framework Javascript yang powerfull yang dapat menyederhanakan pembuatan aplikasi web berbasis AJAX. Selain
mempermudah proses request dan response secara asynchronous, ExtJS juga menyediakan komponen-komponen yang bisa kita gunakan untuk membangun
antarmuka aplikasi web. Komponen-komponen yang disediakan juga sangat banyak seperti tombol, grid, tab, tree, menu dan lainnya.
ExtJS dapat dijalankan pada semua web browser yang populer saat ini dengan tampilan yang sama antar browser cross browser. Beberapa web
browser yang mendukung ExtJS diantaranya adalah Sencha, 2011: Internet Explorer versi 6 keatas
Mozilla Firefox versi 1.5 keatas Apple Safari versi 2 keatas
Opera versi 9 keatas
2.3.3. OpenLayers
OpenLayers merupakan sebuah library aplikasi berbasis javascript untuk menampilkan data peta pada web browser sehingga tidak tergantung pada web
server yang digunakan. OpenLayers mengimplementasikan JavaScript API yang digunakan untuk membangun aplikasi GIS berbasis web. OpenLayers mirip
dengan Google Maps and MSN Virtual Earth API, dengan satu perbedaan penting yaitu OpenLayers adalah perangkat lunak gratis, yang dikembangkan untuk dan
oleh komunitas perangkat lunak open source. OpenLayers membuat mudah untuk menempatkan sebuah peta dinamis
dalam setiap halaman web. OpenLayers telah dikembangkan untuk penggunaan informasi geografis dari segala jenis. OpenLayers bersifat bebas atau open source
14
JavaScript, dirilis di bawah lisensi BSD-style juga dikenal sebagai BSD Clear Edgewall Software, 2011.
2.3.4. GeoExt
GeoExt adalah sekumpulan komponen dan kelas data utilitas yang memberikan fungsionalitas terkait peta dengan kelas yang setara dalam Ext.
Dokumen-dokumen referensi API Application Programming Interface merupakan properti, metode, dan event yang menjadi ekstensi atau modifikasi
dalam kelas-kelas Ext Parent. Dokumentasi setiap kelas berisi link ke kelas Ext Parent, dan untuk gambaran lengkap dari API, penting untuk memiliki salinan
dari Dokumentasi API Ext. Kelas GeoExt biasanya dikonfigurasi dengan objek OpenLayers. Detail
mengenai metode dan properti yang disediakan oleh objek-objek ini, dapat dilihat pada Dokumentasi OpenLayers API GeoExt Community, 2011.
2.3.5. Mapfish
MapFish adalah framework fleksibel dan lengkap untuk membangun aplikasi web pemetaan. MapFish menyediakan beberapa tool khusus untuk
membuat web service yang memungkinkan query dan mengedit objek geografis. MapFish juga menyediakan RIA Rich Internet Application berorientasi
JavaScript toolbox lengkap, lingkungan pengujian JavaScript, dan alat untuk mengompresi kode JavaScript. Toolbox JavaScript terdiri dari ExtJS,
OpenLayers, GeoExt JavaScript toolkit. MapFish kompatibel dengan standar Open Geospatial Consortium. Hal ini
dicapai melalui OpenLayers atau GeoExt mendukung beberapa norma OGC, seperti WMS, WFS, WMC, KML, GML dan lain-lain. MapFish adalah open
source, dan didistribusikan di bawah lisensi BSD Camptocamp, 2009.
2.3.6. Google Maps
Google Maps memberikan sebuah jasa peta globe virtual gratis dan online dengan menyediakan peta dan gambar satelit yang dapat diintegrasikan di dalam
15
sistem yang sebelumnya telah terdaftar. Google Maps mengizinkan pengguna untuk mengubah atau menambah fitur yang disediakan sehingga dapat
mempermudah pengguna untuk memvisualisasikan data spasial yang ada Pimpler, 2009.
III. BAHAN DAN METODE
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan sejak bulan Agustus 2010 hingga bulan Maret 2011 di Laboratorium Penginderaan Jauh dan Informasi Spasial, Departemen Ilmu
Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor.
3.2. Bahan dan Alat 3.2.1. Data
Data spasial yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data spasial dari penelitian mahasiswa pascasarjana Wibawa, 2006. Data spasial tersebut
adalah peta-peta faktor erosi seperti peta erosivitas R, peta erodibilitas K, peta faktor panjang dan kemiringan lereng LS, peta faktor pengelolaan tanaman dan
peta faktor tindakan konservasi tanah P pada wilayah DAS Cikaso.
3.2.2. Perangkat Keras dan Perangkat Lunak
Spesifikasi perangkat keras yang digunakan adalah Komputer Notebook dengan processor Core Duo 1.83GHz, RAM 2 GB, sedangkan perangkat lunak
yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian
Perangkat Lunak Keterangan
1 Windows XP SP2
Sistem operasi dimana aplikasi berjalan baik
2 MapServer for Windows MS4W
versi 2.3.1 Aplikasi untuk mengembangkan SIG
berbasis web 3
Ext JS 3.3.1 Framework
4 OpenLayers-2.10
Framework 5
GeoExt Framework
6 Mapfish1.1.
Framework 7
Notepad ++ v5.0.3 untuk menuliskan script program
aplikasi sistem 8
PostgreSQL 8.4 dengan extension PostGIS 1.4.0
Media penyimpanan database spasial 9
Mozilla Firefox 3.5.18 Browser atau peramban web, digunakan
untuk menguji jalannya sistem SIG berbasis web yang akan dibangun
10 ArcView 3.3
Perangkat lunak SIG berbasis desktop
17
3.3. Metode Penelitian
Penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan, yaitu : 1 Eksplorasi perangkat lunak, 2 Perancangan desain sistem, 3 Implementasi dari desain
sistem, 4 Pengujian sistem, 5 Pembuatan prototipe, 6 Uji coba perhitungan prediksi laju erosi dan 7 Perbandingan hasil perhitungan program prediksi laju
erosi dengan perhitungan secara manual menggunakan overlay dan calculator pada ArcView. Secara keseluruhan tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar
3.
Gambar 3. Tahapan penelitian
18
3.3.1. Eksplorasi Perangkat Lunak
Eksplorasi terhadap perangkat lunak bertujuan untuk memperoleh pengetahuan perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian. Eksplorasi
perangkat lunak dilakukan dengan cara mempelajari dokumentasi perangkat lunak. Dokumentasi perangkat lunak berisi informasi cara mengunakan perangkat
lunak tersebut.
3.3.2. Perancangan Desain Sistem
Perancangan desain sistem terdiri dari perancangan fungsional, batasan sistem, perancangan antar muka, perancangan proses dan perancangan basis data.
Perancangan desain sistem bertujuan untuk mendapatkan gambaran awal bentuk sistem yang akan dibangun sehingga memudahkan saat implementasi pembuatan
sistem. Perancangan desain sistem dapat menjadi pertimbangan perangkat lunak pemilihan perangkat lunak dalam pengembangan sistem.
3.3.2.1. Perancangan Fungsional Sistem
Perancangan fungsional sistem digambarkan dalam use case diagram dapat dilihat pada Gambar 4. Use case merepresentasikan sebuah interaksi antara
manusia dengan sistem dan menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Sistem terdiri dari dua jenis pengguna yaitu Web Administrator
dan pengguna umum. Administrator memegang hak akses penuh dari sistem dimana pengguna ini mempunyai tugas utama memanajemen data spasial dari
sistem. Hanya administrator yang dapat melakukan upload data spasial dan melakukan analisis prediksi laju erosi untuk mencegah sistem menerima upload
data spasial sembarang. Sementara, pengguna umum tidak dapat meng-upload data spasial kecuali telah terdaftar sebagai administrator. Pengguna umum dapat
melihat peta, menambah dan menghapus layer, mengaktifkan dan menonaktifkan layer, mengatur skala peta, mengidentifikasi atribut layer, menampilkan legenda,
dan mencetak layout peta dalam bentuk pdf area yang diinginkan.
19
Gambar 4. Use case diagram sistem informasi prediksi laju erosi berbasis web
3.3.2.2. Batasan Sistem
Perancangan sistem dibatasi pada hal-hal berikut : 1. Pengembangan Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi menggunakan bahasa
pemrograman PHP PHP Hypertext Preprocessor, HTML HyperText Markup Language, JavaScript. Bahasa-bahasa pemrograman tersebut umum
digunakan dalam pembuatan web. 2. Data input spasial dalam bentuk shapefile .shp, memiliki sistem proyeksi
geografis WGS 1984.
20
3.3.2.3. Perancangan Desain Antarmuka
Sistem ini menyajikan peta secara dinamis di halaman web dengan kerangka layout seperti Gambar 5.
Gambar 5. Sketsa layout halaman web Keterangan :
1. Header, bagian yang biasanya berisi judul halaman 2. Toolbars, bagian ini terdiri dari fitur Zoom to extent, Zoom In, Zoom Out,
Pan, Zoom to Previous Extent, Zoom to Next Extent, Identify, Legenda, Membuat poligon AOI, dan Hapus AOI. Uraian lebih jelasnya dapat dilihat
pada Tabel 2. 3. Menu, terdiri dari pengaturan layer, analisis pendugaan erosi dan AIO Report.
a Menu pengaturan layer, berfungsi untuk memilih daftar layer yang aktif untuk disajikan pada peta. Selain itu pengguna juga dapat menambah
atau menghapus layer pada peta. Data Spasial pada basis data PostgreSQLPostGIS merupakan sumber data dari layer. Pengguna juga
dapat melakukan penambahan data spasial ke basis data dengan cara meng-upload terlebih dahulu data vektor dengan format shapefile.
Kemudian mengkonversinya ke bentuk format PostgreSQL. Header
Menu Toolbars
Peta
Indeks Peta
21
b Menu kedua yaitu program Analisis Pendugaan Erosi, metode perhitungan pendugaan erosi yang digunakan dalam pengembangan
aplikasi ini adalah USLE. Syarat input data masukan yaitu peta R Erosivitas Hujan, peta K Erodibilitas, peta LS Faktor Lereng, peta C
Faktor Tanaman, dan peta P Faktor Pengelolaan yang semua sudah terdapat dalam basis data.
c Menu AIO Report, berfungsi memilih area yang menjadi daerah kajian. Area yang dipilih dapat diproses menjadi layout peta dalam bentuk pdf.
4. Peta, berisikan tampilan data layer yang aktif 5. Indeks Peta, berisikan peta dalam ukuran lebih kecil
6. Keterangan, misalnya deskripsi tentang spesifikasi sistem yang mendukung kinerja aplikasi yang optimal.
Tabel 2. Toolbars Fungsi
Gambar Kegunaan
Zoom to extent Mengatur skala peta ke skala awal
Zoom In Memperbesar skala
Zoom Out Memperkecil skala
Pan Menggeser peta
Zoom to Previous Extent
Kembali ke skala sebelumnya Zoom to Next Extent
Kembali ke skala sesudahnya Identify
Memunculkan informasi salah satu atribut layer
Legenda Memunculkan legenda layer
Membuat poligon AIO
Membatasi areal yang ingin dikaji Hapus AIO
Menghapus poligon AOI Login - Logout
Melakukan login dan out sebagai Administrator
22
3.3.2.4. Perancangan proses Upload Data
Penambahan data spasial data memerlukan upload data spasial berupa file berformat shp. Selain menginput file dengan ekstensi shp, juga perlu input 3 file
lainnya yaitu file dengan ekstensi dbf, dan shx. Tahap upload data untuk perhitungan pendugaan erosi dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Diagram alir proses upload data
23
Prediksi Laju Erosi
Program perhitungan prediksi laju erosi berdasarkan metode USLE, sehingga inputnya merupakan parameter-parameter faktor erosi berbentuk data
spasial yaitu peta faktor erosivitas hujan R, peta faktor erodibilitas tanah K, peta faktor lereng LS, peta faktor tanaman C, dan peta faktor pengelolaan P.
Lima peta tersebut dengan mengunakan perintah query dari PostgreSQLPostGIS untuk melakukan proses tumpang tindih antar layer Gambar 7.
Mulai
Input data spasial R
Overlay I Input data
spasial K Input data
spasial LS Input data
spasial C Input data
spasial P
Hasil Overlay
R+K Overlay II
Hasil Overlay
R+K+LS
Overlay III Hasil
Overlay R+K+LS+C
Overlay IV A= RxKxLSxCxP
Prediksi Laju Erosi
A
Selesai
Gambar 7. Diagram alir proses overlay bertahap
24
3.3.2.5. Perancangan Basis Data
Perancangan basis data dilakukan dengan cara membuat tabel-tabel untuk menyimpan data yang dibutuhkan untuk menampilkan informasi pada aplikasi
Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi. Tabel-tabel dibuat dalam perangkat lunak PostgreSQL. Tabel-tabel yang utama dibuat yaitu tabel desc_data, user_admin,
geometry_columns dan spatial_ref_sys. Tabel desc_data merupakan tabel digunakan untuk menyimpan informasi deskripsi data spasial. Tabel user_admin
merupakan tabel yang digunakan untuk menyimpan data pengguna untuk login dan logout. Tabel geometry_columns merupakan tabel yang berisi daftar nama
tabel yang memiliki atribut spasial. Tabel spatial_ref_sys merupakan tabel yang berisi informasi sistem referensi spasial. Tabel geometry_columns dan
spatial_ref_sys telah tersedia pada template basis data PostgreSQL yang sudah sudah memiliki instalasi ekstensi PostGIS. Struktur tabel-tabel utama yang dibuat
dapat dilihat pada Tabel 3, Tabel 4, Tabel 5, dan Tabel 6. Tabel 3. Struktur tabel geometry_columns
Nama Field Tipe Data
Keterangan f_table_catalog
character varying 256 Nama catalog tabel yang
mengandung atribut spasial f_table_schema
character varying 256 Nama skema tabel yang
mengandung atribut spasial f_table_name
character varying 256 Nama
tabel yang
mengandung atribut spasial f_geometry_column
character varying 256 Nama kolom yang berisi
informasi spasial coord_dimension
integer Dimensi informasi spasial
srid integer
Id sistem referensi spasial dari koordinat tabel ini
type character varying 30
Tipe informasi spasial point, linestring,
polygon, multipoint,
multilinestring, multipolygon,
geometrycollection
25
Tabel 4. Struktur tabel spatial_ref_sys Nama Field
Tipe Data Keterangan
srid integer
Id sistem referensi spasial auth_name
character varying 256 Nama
standar sistem
referensi yang disebut auth_srid
integer Id sistem referensi spasial
dari auth_name srtext
character varying 2048 Representasi
WKT dan
sistem referensi spasial proj4text
character varying 2048 Berisi
definisi koordinat
proj4 Tabel 5. Struktur tabel desc_data
Nama Field Tipe Data
Keterangan id
integer Id dari tabel desc_data
tname_desc character varying 256
Nama tabel
yang memiliki
atribut spasial
description text
Berisi deskripsi
tentang layer Tabel 6. Struktur tabel user_admin
Nama Field Tipe Data
Keterangan user_id
integer Id
dari tabel
user_admin user_name
character varying 25 Nama pengguna yang
menjadi admin pswd
character varying Password
yang dienkripsi
Selain tabel-tabel tersebut, sistem ini akan diisi dengan tabel-tabel yang memiliki atribut spasial. Tabel tersebut berasal dari peta-peta seperti peta
erosivitas R, peta erodibilitas K, peta faktor panjang dan kemiringan lereng LS, peta faktor pengelolaan tanaman dan peta faktor tindakan konservasi tanah
P. input data spasial dapat dilakukan melalui aplikasi yang akan dibangun. Contoh struktur tabel yang memiliki atribut spasial dapat dilihat pada Tabel 7.
26
Tabel 7. Contoh struktur tabel erosivitas hujan yang memiliki atribut spasial Nama Field
Tipe Data Keterangan
gid integer
Id dari tabel r
double Nilai faktor erosivitas
the_geom geometry
Berisi informasi
spasial polygon
3.3.3. Implementasi
Implementasi merupakan pelaksanaan pembuatan sistem yaitu melakukan pemrograman komputer coding berdasarkan rancangan yang telah dibuat.
Penulisan program dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak notepad++. Antarmuka utama dibuat dalam bentuk HTML. Antarmuka umum dibuat dengan
framework ExtJS. Sedangkan antarmuka yang berhubungan dengan fungsional SIG dibuat dengan bantuan framework OpenLayers, GeoExt, Mapfish. Proses
yang berhubungan dengan basis data menggunakan bahasa PHP.
3.3.4. Pengujian Sistem dan Prototipe
Pengujian sistem dilakukan untuk memeriksa apakah sistem dapat berjalan sesuai dengan apa yang telah dirancang. Jika sistem telah berjalan
fungsionalitasnya maka
dihasilkan sebuah
prototipe. Prototipe
dapat dikembangkan lagi bila ingin ditambahkan fungsi baru di dalam sistem.
3.3.5. Uji Coba Perhitungan Prediksi Erosi dan Perbandingan Hasil
Uji coba perhitungan prediksi erosi dilakukan dengan Prototipe Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi SIMPLE dan Arcview menggunakan data spasial
yang sama. Perhitungan prediksi laju erosi dari ArcView menggunakan fitur Intersect untuk proses tumpang tindih 5 peta faktor erosi dan Map Calculator
untuk mengisi nilai field laju erosi. Setelah prediksi laju erosi dihitung, kedua hasilnya dibandingkan dilihat dari statistiknya.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Lingkup Sistem
Sistem Informasi Prediksi Laju Erosi disusun dengan kombinasi bahasa pemrograman yaitu PHP, HTML, JavaScript. Sistem ini juga disusun dengan
bantuan framework ExtJS, Openlayer, dan Mapfish. Framework tersebut memudahkan dalam membuat fungsi-fungsi yang standar yang umum, sehingga
tidak perlu membuat script dari awal. Sistem diimplementasikan hanya dapat berjalan dalam jaringan lokal
localhost tanpa internet dan dapat diakses dengan browser seperti Mozilla Firefox. Pada browser lain seperti Internet Explorer, Google Chrome, Safari,
Opera, dan lainnya sistem belum diuji.
4.2. Demo Prototipe
Tampilan utama sistem dapat dilihat pada Gambar 8. Sistem dapat dijalankan cukup dengan menggunakan browser, sehingga pengguna atau user
tidak perlu menginstalasi perangkat lunak SIG. Tampilan utama akan muncul jika
kita mengakses
http:localhostsig-erosi pada
browser.
Gambar 8. Tampilan utama antarmuka sistem SIMPLE ini memiliki fungsi mengatur ukuran skala peta sesuai keinginan,
menggeser peta, identifikasi atribut, menampilkan legenda dan membuat poligon
28
Area of Interest AOI untuk membatasi wilayah yang ingin dikaji. Pada bagian kiri gambar peta terdapat menu pengaturan layer, menu perhitungan prediksi laju
erosi, menu AOI, dan titik koordinat bujur x dan lintang y pergerakan kursor mouse. Menu pengaturan layer berfungsi memilih daftar layer yang aktif untuk
disajikan pada peta. Pada bagian kiri bawah gambar peta terdapat peta inset yang berfungsi menampilkan peta dengan ukuran skala lebih kecil. Peta dasar yang
disediakan adalah peta dari Google Maps yang terdiri dari peta jalan streets, peta fisik physical, peta satelit satellite, dan peta hybrid.
Layer tambahan dapat ditambahkan dengan menekan tombol Tambah Layer, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 9. Simbol + pada setiap layer
digunakan untuk melihat deskripsi setiap layer. Jika ingin menghapus layer yang sudah ditambahkan tekan tombol Hapus Layer. Pengguna dapat menambah data
layer baru dari luar basis data sistem ini dengan melakukan upload data shapefile shp yang nantinya akan dikonversi ke PostgreSQLPostGIS. Syarat yang harus
dipenuhi adalah data harus memiliki sistem proyeksi geografis. Jika sistem proyeksi data yang bukan sistem proyeksi geografis, maka data tersebut tidak
muncul sesuai dengan lokasi yang sebenarnya pada peta karena sistem proyeksi yang digunakan dalam SIMPLE ini adalah sistem koordinat geografis WGS 84.
Gambar 9. Tampilan menambahkan layer pada peta
29
Pengguna yang ingin menambah data layer baru dari luar basis data sistem dapat melakukan upload data shapefile shp yang nantinya akan dikonversi ke
PostgreSQL. Pengguna yang dapat melakukan Upload Data harus melakukan login terlebih dahulu sebagai Administrator. Upload data ke basis data
PostgreSQL dapat dilakukan dengan menekan tombol Upload Data, yang akan menampilkan form pengisian upload file seperti Gambar 10. Ada 3 file dari data
shapefile yang harus di-upload yaitu file dengan ekstensi .shp, .dbf dan .shx. Untuk mengakhiri upload data dapat dilakukan dengan menekan tombol Simpan.
Gambar 10. Form upload file
Konversi format shapefile ke dalam format PostgreSQL menggunakan program ogr2ogr.exe yang merupakan program bawaan di dalam MS4W pada
folder C:\ms4w\tools\gdal-ogr. Eksekusi program mengunakan script PHP, kutipan penulisan pemrogramannya dapat dilihat pada Gambar 11.
30
Gambar 11. Kutipan script php untuk mengeksekusi program konversi shapefile ke PostgreSQL
Penjelasan kutipan program di atas adalah sebagai berikut : 1. Baris 2 variabel namelayer diisi nama layer yang akan menjadi tabel dalam
basis data yang mengandung atribut spasial 2. Baris 3 variabel desc diisi dengan deskripsi dari layer
3. Baris 4 sampai dengan 6 variabel yang diisi nama file upload shp, dbf dan shx.
4. Baris 8 sampai dengan 10 merupakan perintah command line yang dieksekusi melalui php. EPSG:4326 menunjukan sistem referensi spasial
untuk proyeksi geografis WGS 84. 5. Baris 11 merupakan perintah query maintenance untuk mengoptimalkan kerja
PostgreSQL. 6. Baris 12 merupakan perintah query untuk mengganti nama kolom ogc_fid
menjadi gid pada tabel . 7. Baris 13 merupakan perintah query memasukan data nama layer dan
deskripsinya ke dalam tabel desc_data. 8. Baris 14 sampai dengan 16 menjalankan query dari baris 11, 12, dan 13.
31
Analisis spasial prediksi laju erosi dapat dilakukan bila pengguna sebagai Administrator. Analisis prediksi laju erosi dieksekusi dengan menekan tombol
pada menu yang tertulis Hitung Prediksi Erosi, kemudian tekan tombol Tampilkan, maka akan muncul tampilan seperti Gambar 12. Sistem ini
menggunakan persamaan USLE, oleh karena itu untuk menghitung laju erosi diperlukan parameter-parameter input data spasial Erosivitas Hujan R,
Erodibilitas Tanah K, Faktor Panjang Lereng dan Kemiringan Lereng LS, Faktor Tanaman C, dan Faktor Konservasi Tanah P. Sebelumnya data spasial
semua faktor erosi harus dimasukkan ke dalam basis data. Setelah melakukan pengisian parameter-parameter faktor erosi, tombol Kalkulasi dipilih untuk
mengakhiri dan menjalankan program prediksi erosi.
Gambar 12. Tampilan fungsi perhitungan prediksi erosi
4.3. Penjelasan Fungsi Prediksi Erosi
