Aplikasi Pelayanan Sistem Informasi Geografis di Universitas Sumatera Utara (USU) Berbasis Android Menggunakan Algoritma Bellman-Ford

6

BAB 2
LANDASAN TEORI

2.1. Sistem Informasi Geografis
Sistem Informasi Goegrafisadalah sistem berbasis komputer yang digunakan untuk
memasukan, menyimpan, mengelola, menganalisis dan mengaktifkan kembali data
yang mempunyai referensi keruangan untuk berbagai tujuan yang berkaitan dengan
pemetaan dan perencanaan (Burrough. 1986). Dalam suatu sistem informasi geografis,
terdapat beberapa komponen utama yang saling berintegrasi dan saling terkait, yaitu :


Sistem komputer (Hardware dan Software)



Data Geospatial.




User atau pengguna.
Hardware dan sofware
Sistem

untuk pemasukkan,

komputer

penyimpanan, pengolahan
dan analisis data

Berupa peta,
foto udara, citra

Data

Pengguna

Geospatial


satelit, data

Gambar 2.1. Komponen GIS
Sistem Informasi Geografis adalah suatu komponen yang terdiri atas perangkat
keras, perangkat lunak, data geografis, dan sumber daya manusia yang bekerja
bersama secara efektif untuk memasukan, menyimpan, memperbaiki, memperbaharui
mengelola, memanipulasi, mengintegrasikan, menganalisa, dan menampilkan data
dalam suatu informasi berbasis geografis(Sumaja. 2013).

Universitas Sumatera Utara

6

2.2. Algoritma Bellman-Ford
Algoritma Bellman-Ford menghitung jarak terpendek (dari satu sumber) pada sebuah
digraf berbobot. Maksudnya dari satu sumber ialah bahwa algoritma Bellman – Ford
menghitung semua jarak terpendek yang berawal dari satu titik node. Algoritma
Bellman-Ford menggunakan waktu sebesar O(V.E), di mana V dan E adalah
menyatakan banyaknya sisi dan titik. Dalam konteks ini,bobot ekivalen dengan jarak
dalam sebuah sisi(Anggraini. 2014).

Bellman-Ford merupakan salah satu algoritma yang menangani kasus
pencarian lintasan dengan bobot terkecil. Algoritma ini memungkinkan apabila di
dalam system yang dibangun terdapat pencilan. Seperti yang sudah dicobakan
sebelumnya, apabila simpul yang dituju ataupun simpul asal merupakan sebuah
pencilan maka hasil yang didapatkan adalah infinity. Tidak hanya itu bahkan apabila
ternyata tidak ada lintasan yang menghubungkan antara simpul awal dan simpul
tujuan, maka bobot yang dihasilkan juga berupa infinity. Keunggulan lain yang
membuat algoritma ini lebih baik dari algoritma lainnya yaitu algoritma ini
memungkinkan bobot pada sisi yang menghubungkan antara dua simpul berupa
bilangan negatif. Hal tersebut seperti yang dijelaskan oleh contoh di bawah ini(Utami,
.2009).
Algoritma Bellman-Ford adalah algoritma untuk menghitung jarak pada
sebuah digraf berbobot. Maksudnya dari satu sumber ialah bahwa ia menghitung
semua jarak terpendek yang berawal dari satu titik node. Algoritma Dijkstra dapat
lebih cepat mencari hal yang sama dengan syarat tidak ada sisi(edge) yang berbobot
negatif. Maka Algoritma Bellman-Ford hanya digunakan jika ada sisi berbobot negatif
(Rofiq, M & Uzzy, F. 2014).
Keunggulan lain yang membuat algoritma ini lebih baik dari algoritma lainnya
yaitu algoritma ini memungkinkan bobot pada sisi yang menghubungkan antara dua
simpul berupa bilangan negatif. Hal tersebut seperti dijelaskan pada gambar 2. 2.


Universitas Sumatera Utara

7

Gambar 2.2. Menghubungkan Antara Dua Simpul
Dalam algoritma Bellman-Ford, apabila ingin dicari lintasan dengan bobot
paling sedikit dari satu ke dua, maka lintasannya adalah 1-4-3-2, sehingga bobot yang
didapat adalah 7 -3 -2 = 2.
Berikut akan disajikan algoritma umum dari Bellman-Ford dalam notasi matematika.
M [i,v] = min( M [i-1,v] , ( M [i-1,n]+ Cvn))
i = iterasi, v = vertex = node, n = node neighbor, C = cost
Sebelum memulai perhitungan dan penganalisaan, terlebih dahulu yang harus
dilakukan adalah menamai setiap simpul dan memberikan bobot dari tiap sisi. Untuk
sisi pada graf tak berarah harus mendefinisikannya sebanyak 2 kali, yakni dari titik
pertama ke titik kedua dan sebaliknya dengan nilai yang sama. Namun, apabila yang
akan diimplementasikan adalah suatu graf yang berarah maka cukup dengan
mendefinisikannya sebanyak satu kali sesuai dengan arah graf.
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam analisis graf menggunakan
algoritma Bellman-Ford adalah menentukan titik asal setelah menetapkan titik asal

dari lintasan, lalu melakukan penandaan simpul(marking). Dalam hal ini, semua titik
yang bukan titik asal harus ditandai dengan infinity(∞). Titik asal sendiri, sebagai titik
pangkal dari lintasan yang akan dibentuk, ditandai dengan nol (0).

Gambar 2.3. Melakukan Penandaan Simpul

Universitas Sumatera Utara

8

Selanjutnya melakukan relaxing pada simpul yang terdapat pada graf. Simpul yang di
relaxing adalah simpul selain simpul asal. Berikut adalah gambar yang menjelaskan
salah satu dari proses relaxing dari graf tersebut.

Gambar 2.4. Relaxing Tahap 1

Relaxing disini berarti membandingkan bobot suatu titik, dalam hal ini telah
ditandai dengan infinity, dengan titik lain yang berada disekitarnya yang
menghubungkannya dengan titik asal. Dalam relaxing tahap 1 ditunjukkanbahwa
simpul 2 langsung diberikan bobot 6. Hal ini terjadi karena 6, besar bobot sisi yang

menghubungkan antara simpul asal dengan simpul 2, lebih kecil daripada nilai
sebelumnya, yakni infinity. Begitu pun yang terjadi pada simpul 4, simpul 4 diberikan
bobot 7 karena bobot sisi yang menghubungkan simpul 4 dengan simpul asal adalah 7
yang dalam hal ini lebih kecil jika dibandingkan dengan nilai sebelumnya (infinity).

Gambar 2.5. Relaxing Tahap 2

Dari gambar 4 menunjukkan, simpul 3 bernilai 4 karena bobot simpul yang
berhubungan dengan simpul 3 ditambah bobot sisi yang menghubungkannya yang

Universitas Sumatera Utara

9

paling kecil berasal dari simpul 4 yang nilainya adalah 4 (hasil penjumlahan 7 -3 ).
Simpul 5 bernilai 2 karena bobot hubungan terkecil yang dimilikinya adalah
keterhubungan dengan simpul 2 yakni 2(hasil penjumlahan 6 – 4).

Gambar 2.6. RelaxingTahap 3 Dan Tahap 4


2.3. Global Positioning System (GPS)
Global Positioning System atau yang biasa disingkat dengan GPS adalah alat
navigasielektronik yang menerima informasi dari 4 - 12 satelit sehingga GPS bisa
memperhitungkanposisi

dimana

kita

berada

di

Bumi.

Satelit

GPS

tidak


mentransmisikan informasi posisi kita, yang ditransmisikan satelit adalah posisi satelit
dan jarak penerima GPS kita dari satelit. Informasi ini diolah alat penerima GPS kita
dan hasilnya ditampilkan kepada kita. GPS adalah sebuah sistem telekomunikasi
terbuka, tidak ada pemilikan (non-proprietary) melainkan kepemilikan hak cipta suatu
perusahaan yang berkembang secara pesat dan konstan (Sunomo, 2004). Bagian
utama dari sistem GPS adalah 24 satelit yang mengorbit Bumi di ketinggian 20.200
kilometer. Orbit satelit dirancang sehingga setiap titik di bumi dapat melihat paling
sedikit empat satelit pada setiap saat tiap satelit mengitari bumi kira-kira sekali dalam
12 jam dengan kecepatan sekitar 11.000 kilometer per jam. Satelit GPS mempunyai

Universitas Sumatera Utara

10

panel-panel pengumpul tenaga Matahari untuk membangkitkan energi listrik yang
diperlukannya. Selain itu juga ada baterai yang menyimpan tenaga listrik dan
mempergunakannya saat satelit tidak memperoleh sinar Matahari. (Ziad, 2013).
2.4. Graph
Graph didefinisikan sebagai pasangan himpunan (V, E), ditulis dengan notasi G =(V,

E), yang dalam hal ini V adalah himpunan tidak kosong dari simpul-simpul
(verticesatau node) dan E adalah himpunan sisi (edges atau arcs) yang
menghubungkan sepasangsimpul [1]. Simpul pada graf dapat dinomori dengan huruf,
seperti a, b, c...dst, dengan bilangan asli 1, 2, 3...dst, atau gabungan keduanya.
Sedangkan sisi yang menghubungkan simpul dengan simpul v dinyatakan dengan
pasangan (u, v) atau dinyatakan dengan lambang e1, e2....en dengan kata lain, jika e
adalah sisi yang menghubungkan simpul u dengan simpul v, maka e dapat ditulis
sebagai e = (u, v). Secara geometri graf digambarkan sebagai sekumpulan noktah
(simpul) di dalam bidang dwimatra yang dihubungkan dengan sekumpulan garis (sisi).
(Ziad, 2013).

Gambar 2.7 (G1) Graf Sederhana, (G2) Multigraf, Dan (G3) Multigraf

Dapat dilihat gamabar 4. tiga buah graf, G1, G2 dan G3 .
o G1 adalah graf dengan himpunan simpul V dan himpunan sisi E adalah:
V = {1, 2, 3, 4}
E = {(1, 2), (1, 3), (2, 3), (2, 4), (3, 4)}

o G2 adalah graf dengan himpunan simpul V dan himpunan sisi E adalah:
V = {1, 2, 3, 4}

E = {(1, 2), (2, 3), (1, 3), (1, 3), (2, 4), (3, 4), (3, 4)}

Universitas Sumatera Utara

11

= {e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7}

o G3adalah graf dengan himpunan simpul V dan himpunan sisi E adalah:
V = {1, 2, 3, 4}
E = {(1, 2), (2, 3), (1, 3), (1, 3), (2, 4), (3, 4), (3, 4), (3, 3)}
= {e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8}

Pada G2, sisi e3 = (1, 3) dan sisi e4= (1, 3) dinamakan sisi-ganda (multiple edges atau
parallel edges) karena kedua sisi ini menghubungi dua buah simpul yang sama, yaitu
simpul 1 dan simpul 3. Pada G3 , sisi e8 = (3, 3) dinamakan gelang atau kalang (loop)
karena ia berawal dan berakhir pada simpul yang sama. (Ziad I, 2013).
2.5. Google Maps
Google Mapsmerupakan layanan gratis Google yang cukup popular. Kita dapat
menambahkan fitur Google Maps dalam web kita sendiri dengan Google Maps API.

Google Maps API merupakan library JavaScript. Untuk melakukan pemrograman
Google Maps API dapat dibilang mudah. Yang kita butuhkan adalah pengetahuan
tentang HTML dan JavaScript, serta koneksi Internet. Dengan menggunakan Google
Maps API, kita dapat menghemat waktu dan biaya untuk membangun aplikasi peta
digital yang handal, sehingga kita dapat fokus hanya pada data-data yang diperlukan.
Data peta-peta dunia menjadi urusan Google. (Yuhana,2010).
Google Maps sebuah jasa peta global virtual gratis dan online yang disediakan
oleh Google dapat ditemuakan di maps.google.com yang menawar peta dapat diseret
dan gambar satelit untuk seluruh dunia. Google Maps API merupakan aplikasi
interface yang dapat diakses lewat javascript dapat ditampilkn pada halaman web
yang

sedang

dibangun.

Google

Mapsmempunyai

banyak

kegunaan

untuk

menampilkan lokasi, lokasi kegiatan even atau dapat juga digunakan untuk aplikasi
GIS (Gufroni, 2013).
2.6. Penelitian Terdahulu
Penelitian tentang pencarian jalur terpendek sudah banyak dilakukan dengan beberapa
metode. Pemberian informasi terhahap layanan di bidang GIS juga sudah pernah
dilakukan dengan berbagai metode.

Universitas Sumatera Utara

12

Pada tahun 2013, Juwairiyah melakukan penelitian untuk kota surakarta
berbasis Android Mobiledengan mengunakan metode grapple untuk memberikan
informasi kepada pengunjung yang ingin berwisata di wilayah surakarta dalam
mempermudah dan mempercepat menemukan lokasi-lokasi penting diwilayah
surakarta.
Selanjutnya pada tahun 2012, Bachtiar, A. M & Efendi, R. melakukan
penelitian di di kabupaten Sumedang berbasis web dengan menggunakan metode
waterfalluntuk membantu dan mempermudah staf Bappeda dalam pengolahan data
pemantauan fasilitas umum serta bisa menampilkan status dan memberikan
rekomendasi pembangunan yang tepat di kabupaten sumedang.
Selanjutnya pada tahun 2013, Olivia, M. Melakukan penelitian di kampus
Gunadarma untuk mempermudah para pemakai aplikasi dalam mendapatkan
informasi mengenai fasilitas umum di sekitar kampus Universitas Gunadarma Radius
Satu Kilometer.

Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu
No

Judul

Peneliti

Metode

1

Aplikasi Mobile GIS

Juwairiah

Grapple

Layanan

Infomasi

(2013)

Keterangan
Untuk

mempermudah

dan

mempercepat

Lokasi Penting Kota

pengunjung yang ingin

Surakarta

berwisata

Berbasis

Android

dan

menemukan
penting

lokasi
diwilayah

surakarta.
2

Sistem

Informasi

Bachtiar, A. M

Geografis

Pemetaan

& Efendi, R

Fasilitas Umum Di

(2012)

Waterfall

untuk membantu dan
mempermudah

staf

Bappeda

dalam

Kabupaten Sumedang

pengolahan

data

Berbasis Web

pemantauan

fasilitas

umum

serta

menampilkan

bisa
status

dan memberikan

Universitas Sumatera Utara

13

Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu (Lanjutan)
rekomendasi
pembangunan yang
tepat di kabupaten
sumedang.
3

AplikasiSistem Informasi
GeografisPemetaan

Olivia, M

Mempermudah para

(2013)

pemakai

aplikasi

Fasilitas

Umum

Di

dalam mendapatkan

Sekitar

Kampus

D

informasi mengenai

Gunadarma

fasilitas umum di

Universitas

Radius Satu Kilometer

sekitar

kampus

Universitas
Gunadarma Radius
Satu Kilometer.
4

Route Planning In Vanet

Bellman-

Menemukan

By Comparitive Study Of

Ford dan

terpendek

Algoriths

Dijkstra

optimal

Shivani (2013)

rute
secara

dari

titik

awal

ke

tujuan

untuk

menentukan

jalur terpendek
5

An Analysis of LeastCost

Routing

using

Bellman-Ford
Djikstra
Wireless

and

Algoritms

Othman Dkk

Bellman-

(2013)

Ford

Menentukan
terpendek

jalur
dalam

jaringan routing.

in

Routing

Network

Universitas Sumatera Utara