25 27 Juli 2016 Geosimulation Pemodelan
Pengantar Cellular Automata dan
Perkembangannya
25-27 Juli 2016
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi
Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan berbasis Sistem Informasi
Geografis dan Cellular Automata
Laboratorium Komputasi dan Analisa Perencanaan Keruangan
Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Konsep Cellular Automata
Cellular Automata (CA) adalah sistem dinamika diskrit dimana ruang dibagi kedalam bentuk
spasial sel teratur dan waktu berproses pada setiap tahapan yang berbeda. Setiap sel pada
sistem ini memiliki satu kondisi, dimana kondisi ini akan selalu diupdate mengikuti aturan lokal,
waktu yang diberikan, keadaanya sendiri, dan keadaan tetangganya pada saat sebelumnya
(Wolfram, 1984)
Simulasi sederhana dengan
cellular automata berdasar
Conway’s “Game of Life”
Halaman - 2
Pelatihan
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan
berbasis Sistem Informasi Geografis dan Cellular Automata
PERKEMBANGAN CELLULAR AUTOMATA
1940 – Stanislaw Ulam dan John von Neumann Konsep CA
1970 – John Conway Game “Game of Life”
2002 – Stephen Wolfram Buku “A New Kind of Science”
Metode CA dikembangkan tahun 1940 oleh Ulam (1976), dan dalam
kurung waktu singkat metode tersebut diterapkan pada bidang fisika,
alam, dan matematika.
Metode pemodelan CA yang diterapkan pada bidang geografi
ditunjukkan oleh Tobler (1979)
Pada tahun 1980an pemodelan CA pada bidang geografi mulai
bermunculan.
Tahun 1990-an simulasi pertama kali untuk kasus pengembangan kota
dilakukan, untuk mengetahui proses dan evolusi perkotaan (Couclelis,
1997)
Aplikasi CA diperkenalkan untuk perencanaan land use (Li dan Yeh,
2000), dan perencanaan wilayah dan kota (Engelen dkk., 1999;
White dan Engelen, 2000).
Beberapa CA model juga telah dikembangkan dengan
mengkombinasikan skenario hambatan agar lebih sesuai dengan
kebutuhan perencanaan land use, seperti yang dilakukan oleh Li dan
Yeh (2000), He dkk (2008), Mitsova dkk (2011), Long dkk
(2012a, 2012b), dan Fulsang dkk (2013).
Halaman - 3
SCENARIO PLANNING DALAM LAND USE MODELLING
Cellular Automata mulai dikenal sejak kemunculan Game of Life
Halaman - 4
Konsep Cellular Automata
Menurut Liu (2009) cellular automata terdiri dari 5 unsur, yaitu:
Sel (Cell), merupakan unit dasar spasial dalam ruang seluler. Sel tersebut diatur dalam spatial
tessellation, yaitu sebuah grid dua dimensi dari sel merupakan bentuk yang paling umum
dari celullar automata yang digunakan dalam permodelan pertumbuhan perkotaan dan
alih fungsi lahan .
Kondisi (State), adalah mendefinisikan atribut dari suatu sistem. Setiap sel hanya dapat
mengambil satu kondisi dari serangkaian kondisi pada waktu tertentu. Dalam studi ini,
kondisi mewakili jenis penggunaan lahan.
Ketetanggaan (neighborhood), yang merupakan serangkaian sel yang saling
berinteraksi. Dalam ruang dua dimensi terdapat dua tipe dasar lingkungan, yakni
lingkungan Von Neumann (empat sel, meliputi Utara, Selatan, Timur dan Barat), dan
ketetanggaan Moore (delapan sel). Pada penelitian ini akan digunakan filter 3x3.
Aturan transisi (Transition Rules), adalah mendefinisikan bagaimana respon perubahan
suatu sel dalam menanggapi kondisi saat ini dan kondisi tetangganya.
Waktu (time-step), adalah suatu variabel yang menentukan dimensi wsktu yang
digunakan selama proses perhitungan dan kalkulasi yang didasarkan pada proses celullar
automata. Waktu disini dapat juga didefinisikan sebagai periode iterasi.
Halaman - 5
Pelatihan
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan
berbasis Sistem Informasi Geografis dan Cellular Automata
Sekian dan Terimakasih
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi
Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan berbasis Sistem Informasi
Geografis dan Cellular Automata
Laboratorium Komputasi dan Analisa Perencanaan Keruangan
Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Perkembangannya
25-27 Juli 2016
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi
Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan berbasis Sistem Informasi
Geografis dan Cellular Automata
Laboratorium Komputasi dan Analisa Perencanaan Keruangan
Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Konsep Cellular Automata
Cellular Automata (CA) adalah sistem dinamika diskrit dimana ruang dibagi kedalam bentuk
spasial sel teratur dan waktu berproses pada setiap tahapan yang berbeda. Setiap sel pada
sistem ini memiliki satu kondisi, dimana kondisi ini akan selalu diupdate mengikuti aturan lokal,
waktu yang diberikan, keadaanya sendiri, dan keadaan tetangganya pada saat sebelumnya
(Wolfram, 1984)
Simulasi sederhana dengan
cellular automata berdasar
Conway’s “Game of Life”
Halaman - 2
Pelatihan
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan
berbasis Sistem Informasi Geografis dan Cellular Automata
PERKEMBANGAN CELLULAR AUTOMATA
1940 – Stanislaw Ulam dan John von Neumann Konsep CA
1970 – John Conway Game “Game of Life”
2002 – Stephen Wolfram Buku “A New Kind of Science”
Metode CA dikembangkan tahun 1940 oleh Ulam (1976), dan dalam
kurung waktu singkat metode tersebut diterapkan pada bidang fisika,
alam, dan matematika.
Metode pemodelan CA yang diterapkan pada bidang geografi
ditunjukkan oleh Tobler (1979)
Pada tahun 1980an pemodelan CA pada bidang geografi mulai
bermunculan.
Tahun 1990-an simulasi pertama kali untuk kasus pengembangan kota
dilakukan, untuk mengetahui proses dan evolusi perkotaan (Couclelis,
1997)
Aplikasi CA diperkenalkan untuk perencanaan land use (Li dan Yeh,
2000), dan perencanaan wilayah dan kota (Engelen dkk., 1999;
White dan Engelen, 2000).
Beberapa CA model juga telah dikembangkan dengan
mengkombinasikan skenario hambatan agar lebih sesuai dengan
kebutuhan perencanaan land use, seperti yang dilakukan oleh Li dan
Yeh (2000), He dkk (2008), Mitsova dkk (2011), Long dkk
(2012a, 2012b), dan Fulsang dkk (2013).
Halaman - 3
SCENARIO PLANNING DALAM LAND USE MODELLING
Cellular Automata mulai dikenal sejak kemunculan Game of Life
Halaman - 4
Konsep Cellular Automata
Menurut Liu (2009) cellular automata terdiri dari 5 unsur, yaitu:
Sel (Cell), merupakan unit dasar spasial dalam ruang seluler. Sel tersebut diatur dalam spatial
tessellation, yaitu sebuah grid dua dimensi dari sel merupakan bentuk yang paling umum
dari celullar automata yang digunakan dalam permodelan pertumbuhan perkotaan dan
alih fungsi lahan .
Kondisi (State), adalah mendefinisikan atribut dari suatu sistem. Setiap sel hanya dapat
mengambil satu kondisi dari serangkaian kondisi pada waktu tertentu. Dalam studi ini,
kondisi mewakili jenis penggunaan lahan.
Ketetanggaan (neighborhood), yang merupakan serangkaian sel yang saling
berinteraksi. Dalam ruang dua dimensi terdapat dua tipe dasar lingkungan, yakni
lingkungan Von Neumann (empat sel, meliputi Utara, Selatan, Timur dan Barat), dan
ketetanggaan Moore (delapan sel). Pada penelitian ini akan digunakan filter 3x3.
Aturan transisi (Transition Rules), adalah mendefinisikan bagaimana respon perubahan
suatu sel dalam menanggapi kondisi saat ini dan kondisi tetangganya.
Waktu (time-step), adalah suatu variabel yang menentukan dimensi wsktu yang
digunakan selama proses perhitungan dan kalkulasi yang didasarkan pada proses celullar
automata. Waktu disini dapat juga didefinisikan sebagai periode iterasi.
Halaman - 5
Pelatihan
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan
berbasis Sistem Informasi Geografis dan Cellular Automata
Sekian dan Terimakasih
Geosimulation: Pemodelan dan Simulasi Spasial untuk Prediksi
Perkembangan Wilayah dan Perubahan Lahan berbasis Sistem Informasi
Geografis dan Cellular Automata
Laboratorium Komputasi dan Analisa Perencanaan Keruangan
Jurusan Perencanaan Wilayah dan Kota
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya