STRUKTUR DATA SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

Struktur Basis Data SIG memerlukan metode-metode yang berguna untuk efisiensi dan efektifitas dalam manipulasi data dalam komputer.Terdapat dua metode struktur data yang populer yaitu struktur data raster yang menggambarkan ruang dua dimensi dalam bentuk matriks yang terdiri atas grid sel (pixel) segiempat teratur menurut baris dan kolom. Tiap pixel menggambarkan bagian-bagian permukaan bumi dengan jenis dan nilai cirinya berbentuk segiempat yang diberi label dan direkam.

Resolusi data raster ditentukan oleh ukuran pixel sedangkan struktur data vektor adalah suatu harga ruang dua dimensi yang diwakili oleh suatu harga kontinu dan teliti yang merupakan tampilan dari suatu posisi feature geografi. Dalam struktur vektor, daerah peta dapat diasumsikan sebagai ruang koordinat yang kontinu dengan posisi-posisi objek dapat ditentukan sesuai dengan kenampakan aslinya.

<>Tipe data spasial

Diamati dan diidentifikasi di lapangan, lengkap dengan koordinatnya. Berkaitan dengan ruang di permukaan bumi atau di dalam bumi. Berbentuk posisi, area, lokasi dan permukaan. Dinyatakan dalam bentuk lintang-bujur atau sistem koordinat lain.

1. Memiliki skala dan proyeksi tertentu.
2. Berbentuk foto udara atau citra satelit.
3. Diinformasikan dalam kenampakan geografi (entitas spasial).
4. Ditampilkan dalam lembar peta, memberikan kemampauan sejenis atau homogen.
5.  Garis Bersambung/Continuous ->  elevasi, tinggi hujan, Salinitas laut 
6. Luasan/areas:

            -  Tak terbatas (Unbounded ) -> Penggunaan lahan, areal Pasar, Tanah, tipe batuan.

            -  Terbatas (bounded) -> Batas Kabupaten/Negara, Kepemilikan, zonasi

            -   Bergerak (moving): massa udara, air masses, binatang ternak, animal herds, ikan berenang

      7. networks: jalan, jalur transmisi, aliran

      8. points:

-      fixed: dinding, penerangan, alamat

-      moving: kendaraan, ikan, rusa

• Dimensi basis data spasial: titik, garis dan poligon dapat dijelaskan sebagai:

1. Titik/node: Berbentuk titik-titik posisi tanpa dimensi dengan koordinat x, y,z.
2. Garis/string: Kumpulan koordinat yang memiliki titik awal dan titik akhir.
3. Poligon/area: Kumpulan koordinat, panjang dengan titik awal dan titik akhir sama (dimensi luas, panjang).
4. Permukaan/surface. Area dengan koordinat x,y,z dan dimensi panjang, luas dan tinggi.

• Basis data deskriptif adalah:

1. Data dalam bentuk daftar catatan atau list dengan format kode alfabetik, format kode numerik dan format bentuk angka.
2. Data laporan, format kata, kalimat dan keterangan.
3. Data gambar/grafis,dengan format kata, angka, keterangan, format penunjuk area atau format simbol.

Data spasial SIG dapat dibedakan menjadi dua model, yaitu :

-Data Raster-

Model data raster menampilkan, menempatkan, dan menyimpan data spasial dengan menggunakan struktur matriks atau piksel-piksel yang membentuk grid. Setiap piksel atau sel ini memiliki atribut tersendiri, termasuk koordinatnya yang unik (di sudut grid (pojok), di pusat grid, atau di tempaat yang lainnya). Akurasi model data ini sangat bergantung pada resolusi atau ukuran pikselnya (sel grid) di permukaan bumi. Entity spasial raster disimpan di dalam layers yang secara fungsionalitas direlasikan dengan unsur-unsur petanya. Contoh sumber-sumber entity spasial raster adalah citra satelit (misalnya NOAA, Spot, Landsat, Ikonos, dll), citra radar, dan model ketinggian dijital (DTM atau DEM dalam model data raster).

Model raster memberikan informasi spasial apa yang terjadi di mana saja dalam bentuk gambaran yang digeneralisir. Dengaan model ini, dunia nyata disajikan sebagai elemen matriks atau sel-sel grid yang homogen. Dengan model data raster, data geografi ditandai oleh nilai-nilai (bilangan) elemen matriks persegi panjang dari suatu objek. Dengan demikian, secara konseptual, model data raster merupakan model data spasial yang paling sederhana.

Pada model data raster, matriks, atau arry diurutkan menurut koordinat kolom (x) dan barisnya (y). Pada sistem koordinat piksel monitor komputer, titik asal sistem koordinat (origin) raster terletak di sudut kiri bawah, makin ke kanan nilai absisnya (x) akan meningkat, dan nilai ordinatnya (y) makin meningkat jika bergerak ke arah atas.Data raster adalah data yang dibentuk oleh kumpulan sel atau pixel (picture element). Pixel adalah bagian terkecil yang masih dapat digambarkan dalam sebuah citra. Setiap pixel mempunyai referensi (koordinat) sendiri sebagai identitasnya dan mempunyai nilai tertentu. Oleh karena in data raster dapat menggambarkan objek geografi yang mempunyai satuan luas karena ukuran raste berkaitan erat dengan ukitran sebenarnya di lapangan. Data raster berdimensi dua sehingga muda; disimpan, dimanipulasi, dan ditampilkan.

Data raster memiliki beberapa karakteristik khusus, antara lain :

a. Resolusi suatu data raster akan merujuk pada ukunan permukaan bumi yang direpresentasikan oleh setiap piksel. Makin kecil ukuran atau luas permukaan bumi yang dapat direpresentasikan oleh setiap pikselnya, makin tinggi resolusi spasialnya.

b.  Piksel-piksel di dalam zone atau area yang sejenis memiliki nilai (isi piksel atau ID number) yang sama.

c.   Pada umumnya, lokasi di dalam model data raster, diidentifikasi dengan menggunakan pasangan koordinat kolom dan baris (x,y).

d.    Nilai yang merepresentasikan suatu piksel dapat dihasilkan dengan cara sampling yang berlainan:

1.   Nilai suatu piksel merupakan nilai rata-rata sampling untuk wilayah yang direpresentasikannya.
2.     Nilai suatu piksel adalah nilai sampling yang berposisi di pusat (atau di tengah)  piksel yang bersangkutan.
3.       Nilai suatu piksel adalah nilai sample yang tertetak di sudut-sudut grid.

-Model Data Vektor-

Model data vektor menampilkan, menempatkan dan menyimpan data spasial dengan menggunakan titik-titik, garis-garis atau kurva, atau poligon beserta atribut-atributnya. Bentuk-bentuk dasar representasi data spasial ini, di dalam sistem model data vektor, di defenisikan oleh sistem data koordinat kartesian dua dimensi (x,y). Di dalam model data spasial vektor, garis-garis atau kurva (busur atau ares) merupakan sekumpulan titik -titik terurut yang dihubungkan. Sedangkan luasan atau poligon juga disimpan sebagai sekumpulan list titik-titik tetapi dengan catatan bahawa titik awal dan titik akhir poligon memiliki nilai koordinat yang sama (poligon tertutup sempurna).

Secara umum model data vektor menampilkan, menempatkan, dan menyimpan data spasial dengan menggunakan :

1. Titik-titik.

Entity titik meliputi semua objek grafis atau geografis yang dikaitkan dengan koordinat. Di samping koordinat-koordinat, data atau informasi yang diasosiasikan dengan ‘titik’ tersebut juga harus disimpan untuk menunjukkan jenis titik yang bersangkutan.

2. Garis-garis atau kurva.

Entity garis dapat didefinisikan sebagai semua unsur-unsur linier yang dibangun dengan menggunakan segmen-segmen garis lurus yang dibentuk oleh dua titik koordinat atau lebih.

3. Poligon/luasan beserta atribut-atributnya.

Cara yang paling sederhana untuk merepresentasikan suatu poligon adalah pengembangan dari cara yang digunakan untuk merepresentasikan arc yang sederhana yaitu merepresentasikan setiap poligon sebagai sekumpulan koordinat (x,y) yang membentuk segmen garis, dimana mempunyai titik awal dan titik akhir segmen garis yang sama (memiliki nilai koordinat yang sama).

Data vektor memiliki beberapa karakteristik khusus, antara lain :

1.        Titik distrukturisasi dan disimpan (direcord) sebagai satu pasang  koordinat (x,y).
2.    Garis distrukturisasi dan disimpan sebagai suatu susunan pasangan koordinat (x,y) yang  berurutan.
3.      Luasan distrukturisasikan dan disimpan sebagai suatu susunan pasangan koordinat (x,y) yang berurutan yang menyatakan segmen-segmen garis yang menutup menjadi suatu poligon.

<> Data Non Spasial (Atribut)

Data non spasial adalah data berbentuk tabel dimana tabel tersebut berisi informasi-informasi yang dimiliki oleh obyek dalam data spasial. Data tersebut berbentuk data tabular yang saling terintegrasi dengan data spasial yang ada. Data atribut atau tabular menyimpan informasi tentang nilai atau besaran dari data grafis. Untuk struktur data vektor, data atribut tersimpan secara terpisah dalam bentuk tabel. Sementara pada struktur data raster nilai data grafisnya tersimpan langsung pada nilai grid atau piksel tersebut.

Data atribut suatu objek dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

            1. Data Kualitatif

Data kualitatif adalah data hasil pengamatan yang dinyatakan dalam bentuk deskriptif. Data kualitatif dapat diperoleh dari pengisian angket, wawancara dan tanya jawab. Data kualitatif berfungsi untuk memperlihatkan perbedaan jenis atau rupa. Sebagai contoh, data kualitatif dalam peta penggunaan lahan, antara lain permukiman, sawah, kawasan industri, tegalan, dan hutan.

2. Data Kuantitatif

Data kuantitif adalah data hasil pengamatan atau pengulcuran yang dinyatakan dalam bilangan. Data kuantitatif berfungsi untuk memperlihatkan perbedaan nilai dari objek. Data kuantitatif dapat dibedakan menjadi 4 (empat macam), yaitu :

• Data rasio adalah data yang diperoleh dengan ukuran-ukuran yang memiliki nilai 0 (nol) mutlak dan dengan interval yang sama.
• Data interval adalah data yang disusun berdasarkan jarak tertentu, data ini mempunyai tingkat akurasi sedang.
• Data ordinal adalah data yang disusun berdasarkan kategori-kategori tertentu yang menunjukkan adanya tingkatan dari yang paling rendah sampai tingkat paling tinggi.
• Data nominal adalah data yang disusun berdasarkan kategori-kategori tertentu yang tidak menunjukan adanya tingkatan, kemudian diberi kode.

Struktur data menyangkut susunan fisik data dalam komputer. Struktur data menyerupai beberapa bentuk teknik kompresi data yang bertujuan agar penyimpanan lebih efisien, agar tersusun lebih terurut, dan agar data retrieval lebih efektif. Struktur data SIG dibedakan menjadi :

1. Struktur data raster: representasi geografi dengan run length compression, representasi quad tree, maupun BSQ/BIP/BIL
2. Struktur data vektor: representasi geografi dengan koordinat whole polygon, point dan polygon, node/arc/polygon maupun Tin.

Sementara itu, basis data tabular berbentuk tabel-tabel yang memiliki keterkaitan antara satu dan lainnya. Secara klasik, ada tiga model basis data SIG yaitu: model hierarki, model jaringan dan model rasional.

• Model hierarki merupakan model basis data yang paling sederhana (misalkan hubungan orang tua dan anak), tidak ada hubungan langsung antar data dalam satu level. Struktur data hierarki menyerupai hubungan keluarga sederhana: kakek-nenek, bapak-ibu, anak, cucu dan lainnya. Struktur ini terdiri dari hierarki simpul, kedudukan simpul paling atas kakek-nenek dan simpul paling bawah cucu. Struktur mudah dimengerti diperbaharui, efisien selama tidak melibatkan banyak data serta cepat dalam akses data.
• Model jaringan merupakan basis data yang kompleks karena hubungan antar entitas terdapat hubungan antar data pada masing-masing level. Untuk itu diperlukan prosedur khusus dalam akses data. Struktur data jaringan dapat dibentuk dari kumpulan struktur data hierarki, dengan adanya elemen penghubung contohnya hubungan keluarga dalam perkawinan: ayah-ibu, mertua, suami-isteri, saudara, ipar, anak dan sebagainya. Atau hubungan yang terjadi dalam jurusan atau departemen pendidikan: kepala, administrasi kemahasiswaan, staf pengajar, mahasiswa antarkuliah dan lainnya. Dalam hubungan ini satu anak berhubungan dengan lebih dari satu induk atau elemen pendidikan berhubungan dengan lebih dari satu elemen di atasnya. Struktur data ini dapat dianggap efisien walaupun melibatkan banyak data, namun sulit dimodifikasi karena rumit dan kimpleks.
• Sedangkan model relasional merupakan basis data yang paling fleksibel dengan data diatur dalam bentuk tabel (file) dan setiap tabel berisi rekaman (baris dan kolom) serta setiap rekaman memiliki ciri (atribut). Konsep hubungan relasional ditentukan melalui hubungan antar kolom yang dikumpulkan dalam tabel/file relasional. Hubungan data spasial dan atribut dalam model relasional diatur melui ID. Struktur data relasional memiliki hubungan berdasarkan pengembangan teori matematika. Data diatur dalam tabel, setiap tabel berisi rekaman (baris-kolom), setiap rekaman memiliki ciri atau atribut. Hubungan relasional dalam basis data SIG antara informasi/data spasial dengan atributnya diatur dalam tabel yang dilengkapi dengan fasilitas record ID. Dalam struktur data ini tidak ada hierarki field sehingga setiap field dapat menjadi kunci.

Jenis data yang dimasukkan dalam SIG diperoleh beberapa kegiatan, yaitu:

1. Data penginderaan jauh (remote sensing) adalah data dalam bentuk citra dan foto udara atau  nonfoto. Citra adalah gambar permukaan bumi yang diambil melalui satelit. Foto udara adalah gambar permukaan bumi yang diambil melalui pesawat udara. Informasi yang terekam pada citra penginderaan jauh yang berupa foto udara atau diinterpretasi (ditafsirkan) terlebihi dahulu sebelum diubah ke dalam bentuk digital. Adapun citra yang diperoleh dari satelit yang sudah dalam bentuk digital langsung digunakan setelah diadakan koreksi seperlunya.
2. Data lapangan (teristris), yaitu data yang diperoleh secara langsung melalui hasil pengamatan  di lapangan karena data ini tidak terekam dengan alat penginderaan jauh. Misalnya, batas administrasi, kepadatan penduduk, curah hujan, pH tanah, kemiringan lereng, suhu udara, kecepatan angin, dan gejala gunung api.
3. Data peta (map), yaitu data yang telah terekam pada kertas atau film. Misalnya, peta geologi atau peta jenis tanah yang akan digunakan sebagai masukan dalam SIG, kemudian dikonversikan (diubah) ke dalam bentuk digital.
4. Data statistik (statistic), yaitu data hasil catatan statistik dalam bentuk tabel, laporan, survei lapangan, dan sensus penduduk. Data statistik diperoleh dari lembaga swasta atau instansi resmi peme rintah, seperti Biro Pusat Statistik (BPS). Data statistik merupakan data sekunder, yaitu data yang telah mengalami pengolahan lebih lanjut.
5. Data GPS, Teknologi GPS memberikan terobosan penting dalam menyediakan data bagi SIG. Keakuratan pengukuran GPS semakin tinggi seiring dengan pencabutan Selective Availability (SA) oleh Amerika Serikat (AS). Sebelum SA di cabut oleh AS keakuratan sebuah GPS hanya 100m dari seharusnya dan saat ini pada umumnya keakuratan sebuah GPS adalah 10m. data posisi GPS dapat digunakan sebagai data dasar koordinat bumi, selain itu hasil traning area sebuah GPS dapat juga digunakan sebagai data penunjang dalam pembuatan peta
6. Wawancara, merupakan teknik pengumpulan data dalam metode survei yang menggunakan pertanyaan secara lisan kepada responden atau subjek penelitian. Teknik wawancara dilakukan jika peneliti memerlukan komunikasi atau hubungan dengan responden. Data yang dikumpulkan umumnya berupa masalah tertentu yang bersifat kompleks, sensitif atau kontroversial, sehingga kemungkinan jika dilakukan dengan kuesioner akan kurang memperoleh tanggapan responden. Teknik ini terutama untuk responden yang tidak dapat membaca-menulis atau sejenis pertanyaan yang memerlukan penjelasan dari pewawancara atau memerlukan penerjemahan.

REFERENSI

Indarto. 2013. Sistem Informasi Geografis. Yogyakarta : Graha Ilmu.

Paryono, Petrus. 1994. Sistem Informasi Geografis. Yogyakarta : Penerbit Andi.

Prahasta, Eddy. 2001. Konsep – Konsep Dasar Sistem Informasi Geografi. Bandung : Penerbit Informatika.

Yousman, Yeyep. 2004. Sistem Informasi Geografis dengan Map Info Professional. Yogyakarta : Penerbit Andi.