GIS DAN MODEL DUNIA NYATA

(GIS AND THE REAL WORLD MODEL)

Dalam banyak hal GIS menyajikan pandangan sederhana dari dunia nyata.

Karena proses yang terlibat tidak mudah karena realitas tidak teratur dan selalu

berubah, persepsi dunia nyata tergantung pada pengamat. Sebagai contoh, seorang

surveyor mungkin melihat jalan sebagai dua sisi yang disurvei, kewenangan

perbaikan jalan mungkin menganggapnya sebagai suatu aspal permukaan yang

akan dipertahankan, dan sopir akan melihatnya sebagai jalan raya. Selain itu,

dunia nyata bisa digambarkan dalam hal fenomena yang tak terhitung jumlahnya,

dari partikel sub-atomik dasar sampai ke dimensi lautan dan benua. Kompleksitas

dunia nyata, serta luas spektrum interpretasi tersebut, menunjukkan bahwa desain

sistem GIS akan bervariasi sesuai dengan kemampuan dan preferensi pencipta

mereka. Faktor manusia dapat memperkenalkan suatu elemen kendala, sebagai

data dikompilasi untuk aplikasi tertentu mungkin kurang berguna di tempat lain.

Penataan yang sistematis data menentukan utilitas akhir dan akibatnya

keberhasilan aplikasi SIG yang relevan. Aspek ini juga karakteristik dari data

tersedia dalam peta tradisional dan register. Dunia nyata dapat digambarkan hanya

dari segi model-model yang menggambarkan konsep dan prosedur yang

diperlukan untuk menerjemahkan observasi dunia nyata menjadi data yang

bermakna dalam GIS. Proses realitas menafsirkan dengan menggunakan kedua

realworld sebuah dan model data disebut data modeling. Prinsip-prinsip yang

terlibat diilustrasikan dalam Gambar 6.1 dan 6.2.

Gambar 6.1 GIS membuat model sederhana untuk mewakili model dunia nyata. Model data

ditransfer ke database yang dapat menangani data digital, dari mana data dapat disajikan.

1. Pemodelan Dunia Nyata

Penyusunan model dunia nyata menentukan data yang harus diperoleh.

Pembawa dasar informasi adalah entitas, yang didefinisikan sebagai fenomena

dunia nyata yang tidak dapat dibagi ke dalam fenomena dari jenis yang sama.

Entitas terdiri dari:

a. Klasifikasi jenis

b. Atribut

c. Hubungan

Gambar 6.2 Transformasi dunia nyata ke dalam GIS dicapai dengan cara penyederhanaan dan

pemodelan dalam bentuk peta dan laporan.

Gambar 6.3 Data geografis dapat dibagi menjadi data geometris dan atribut.

2. Jenis Entitas

Konsep tipe entity mengasumsikan bahwa fenomena yang seragam dapat

diklasifikasikan dalam banyak hal. Selama proses klasifikasi, masing-masing jenis

entitas harus secara unik terdefinisi untuk mencegah ambiguitas. Misalnya,

‘rumah’ harus terdefinisi sedemikian rupa sehingga ‘lepas rumah di No.10, Jalan

Marris Civil Lines’ adalah terklasifikasi di bawah ‘rumah’ dan bukan dengan

‘bangunan industri’.

Beberapa organisasi pengguna mungkin perlu untuk mengklasifikasikan

jenis entitas ke dalam kategori serta sesuai dengan jenis. Misalnya, jalan raya

nasional, jalan tol negara, jalan kota, dan jalan desa mungkin berada di bawah

kategori ‘jalan raya’; alternatif, semua entitas dalam spesifik wilayah geografis

mungkin termasuk kategori yang unik di daerah itu. Dalam data geografis sebuah

Jenis entitas juga dikenal sebagai skala nominal atau data kualitatif (Gambar 6.4).

ATRIBUT ENTITAS: Setiap jenis entitas dapat memasukkan satu atau

lebih atribut yang menggambarkan karakteristik mendasar dari fenomena yang

terlibat. Sebagai contoh, entitas terklasifikasi sebagai ‘Bangunan’ mungkin

memiliki atribut sebuah ‘bahan’, dengan entri sah ‘frame’ dan ‘batu’ dan sebuah

‘sejumlah cerita’ atribut dengan nilai yang sah dari 1 sampai 10, dan seterusnya.

Gambar 6.4 Atribut data terdiri dari data kualitatif atau kuantitatif. Data kualitatif menentukan

jenis objek, sedangkan data kuantitatif dapat dikategorikan menjadi data rasio, data diukur dalam

kaitannya dengan nol mulai titik; interval data, data disusun ke dalam kelas, dan data ordinal, yang

menentukan kualitas dengan menggunakan teks.

Pada prinsipnya suatu entitas mungkin memiliki sejumlah atribut. Sebagai

contoh, danau mungkin dijelaskan dalam hal namanya, kedalaman, kualitas air,

atau populasi ikan serta komposisi kimianya, aktivitas biologis, warna air,

kelayakan, atau kepemilikan. Atribut juga dapat menggambarkan data kuantitatif,

yang dapat digolongkan dalam tiga tingkat akurasi: rasio, interval, dan ordinal.

Yang paling akurat adalah rasio atau proporsional atribut, seperti panjang dan

luas, yang diukur terhadap titik asal atau awal dan pada skala kontinyu. Interval

data, seperti kategori usia dan pendapatan, terdiri dari data numerik dalam

kelompok dan karena itu kurang akurat. Yang paling akurat adalah data ordinal

peringkat, seperti 'baik', 'lebih baik' dan 'terbaik' yang menggambarkan data

kualitatif dalam bentuk teks. Ini juga bisa dicirikan sebagai kualitas data.

Gambar 6.5 Contoh hubungan yang sering ada di antara entitas.

Gambar 6.6 Sebuah entitas tunggal dapat dijelaskan oleh beberapa objek

(Yakni, ada banyak hubungan antara entitas).

3. Hubungan Entitas

Hubungan sering ada di antara entitas. Biasanya, ini termasuk (Gambar

6.7):

Objek yang dicirikan oleh:

a. Jenis

b. Atribut

c. Hubungan

d. Geometri

e. Kualitas

Model dunia nyata dan entitas tidak dapat diwujudkan secara langsung

dalam database, sebagian karena satu kesatuan entitas dapat meliputi beberapa

objek. Sebagai contoh, entitas 'Marris Road' mungkin direpresentasikan sebagai

kompilasi dari semua bagian jalan antara persimpangan dengan setiap bagian

membawa informasi objek. Beberapa representasi dihasilkan oleh beberapa divisi

yang dapat mempromosikan efieiensi penggunaan dari data GIS. Ini berarti bahwa

unit pembawa informasi dan besarannya harus dipilih sebelum informasi

dimasukkan kedalam database. Sebagai contoh, kriteria untuk membagi sebuah

jalan dibagian mana harus dipilih sebelum jalan tersebut dapat diuraikan.

Obyek: Obyek dalam suatu model data SIG dijelaskan dalam istilah

identifikasi jenis, geometric elemen, atribut, hubungan, dan kualitas. Identitas,

yang dapat ditunjuk oleh angka dan yang unik, tidak ada dua obyek memiliki

identitas yang sama. Kode jenis didasarkan pada klasifikasi objek, yang biasanya

dapat ditransfer dari klasifikasi entitas. Objek mungkin diklasifikasikan dengan

satu jenis kode saja.

Model data dapat dirancang untuk mencakup:

a. Benda fisik, seperti jalan, listrik air, dan sifat.

b. Klasifikasi objek, seperti jenis vegetasi, zona iklim, atau kelompok umur.

c. Kajadian, seperti kecelakaan atau kebocoran air.

d. Terus mengubah objek, seperti batas suhu.

e. Objek buatan, seperti kontur elevasi dan kepadatan penduduk.

f. Objek buatan untuk sebuah representasi yang dipilih dan database (raster).

4. Representasi Geografis Objek

Informasi grafis tentang obyek dapat dimasukkan dalam hal:

a. Titik (tidak ada dimensi).

b. Garis (satu dimensi).

c. Daerah (dua dimensi).

Titik: titik adalah representasi grafis yang paling sederhana dari suatu

objek. Titik tidak memiliki dimensi tetapi dapat diindikasikan pada peta atau

ditampilkan pada layar dengan menggunakan simbol. Sudut batas properti adalah

titik khas, seperti wakil koordinat bangunan. Hal ini tentu saja skala yang diamati

yang menentukan apakah suatu obyek didefinisikan sebagai titik atau daerah.

Dalam representasi skala besar bangunan dapat ditampilkan sebagai suatu daerah,

padahal mungkin hanya menjadi titik (simbol) jika skalanya berkurang.

Garis: Garis terhubung paling sedikit dua titik dan digunakan untuk

mewakili benda-benda yang mungkin didefinisikan dalam satu dimensi. Properti

batas adalah garis khas, seperti baris tenaga listrik dan kabel telekomunikasi. Jalan

dan sungai-sungai, di sisi lain dapat berupa garis atau daerah, tergantung pada

skala.

Daerah: Daerah digunakan untuk mewakili objek yang didefinisikan dalam

dua dimensi. Sebuah danau, wilayah padang rumput, atau kota yang biasanya

dapat diwakili oleh suatu daerah. Sekali lagi, ukuran fisik sehubungan untuk skala

menentukan apakah suatu obyek diwakili oleh suatu area atau titik. Suatu daerah

digambarkan oleh setidaknya tiga garis penghubung, yang masing-masing terdiri

dari titik. Dalam database, daerah diwakili oleh poligon (misalnya gambar

pesawat tertutup oleh setidaknya tiga garis-garis lurus berpotongan di sejumlah

seperti titik). Oleh karena itu, istilah poligon ini sering digunakan sebagai

pengganti daerah.

Gambar 6.7 Dalam model data, objek yang dikategorikan sebagai klasifikasi objek, elemen

geometrik (titik, garis, area), atribut, hubungan antara entitas dan definisi kualitas dari unsur-unsur

deskriptif.

Gambar 6.8 Penggunaan lahan / Tutupan lahan dalam bentuk peta raster. Penggunaan lahan

terdaftar dalam sistem raster dengan sel. Setiap kategori diberi simbol sendiri pada peta.

Realitas fisik ini sering digambarkan dengan membaginya kedalam kotak

teratur atau persegi panjang sehingga semua objek dideskripsikan dengan isti;ah

daerah (Gambar 6.8). Struktur seluruh data disebut kotak. Kepadatan Penduduk

cocok sekali untuk representasi grid, masing-masing persegi atau persegi panjang

dikenal sebagai sel dan merupakan densitas seragam atau nilai. Hasilnya adalah

generalisasi dari realitas fisik. Semua sel dari grid dalam suatu model data atau

database dalam ukuran dan bentuk seragam tetapi tidak memiliki batasan fisik

dalam bentuk garis-garis geometris. Pada lapisan tradisional yang didasarkan

ketinggian data model diperlakukan sebagai atribut ke objek, tidak sebagai bagian

dari geometri. Tetapi dunia nyata adalah tiga dimensi.

Gambar 6.9 Titik, garis,bidang objek pada GIS

Gambar 6.10 Dunia adalah tiga-dimensi dengan fenomena memiliki lokasi dan permukaan daerah

di kedua elevasi dan bidang tanah.

5. Atribut Objek

Atribut objek sama dengan atribut entitas model dunia nyata. Atribut

menjelaskan fitur sebuah objek dan dengan demikian dapat dianggap sebagai

pengetahuan sebuah computer dai objek. Dalam prakteknya, atribut objek

disimpan dalam tabel (gambar 6.11), dengan objek pada baris dan atribut di

kolom, secara teoritis, nilai atribut yang terhubung ke data grid bisa di sajikan

dalam cara yang sama setiap sel grid sesuai dengan objek.

Gambar 6.11 Pada prinsipnya, perbedaan antara data vector dan data raster tidak terlalu bagus,

raster data juga bisa di atur dalam bentuk tabel dengan setiap nomer sel mewakili baris dan atribut

(lapisan atau raster) kolom

6. Relasi Objek

Objek relations sama seperti hubungan entitas dalam model dunia nyata.

Perbedaan dibuat antara:

1. Hubungan yang dapat di hitung dari:

a. Koordinat objek, misalnya, yang garis berpotongan atau yang daerah

tumpang tindih.

b. Objek strukur (relasi), seperti titik awal dan akhir baris, garis yang

membentuk polygon, atau lokasi polygon di kedua sisi garis.

2. Hubungan yang harus di masukkan sebagai atribut seperti pembagian

sebuah kota kota di ke bangsal yang berbeda atau tingkat persimpangan

jalan yang tidak berpotongan.

7. Quality

Nilai sebenarnya dari setiap deskripsi ralitas tergantung pada kualitas dari

semua data yang berisi:

a. Grafik

b. Atribut

c. Hubungan

Grafik data akurat untuk ± 0,1 meter jelas menggambarkan realitas lebih

setia dari pada data akurat untuk ± 100 meter. Demikian pula, data baru-baru ini

diperbarui yang lebih baik untuk data lima tahun (yang membawa faktor

temporal).

Dalam pemodelan data awal tahap, penilaian kualitas data harus

mencakup:

a. Graphical akurasi (seperti akurasi ± 1,0 meter)

b. Memperbarui (kapan dan bagaimana data harus diperbarui).

c. Resolusi / rincian (misalnya, apakah jalan harus diwakili oleh garis atau oleh

kedua tepi jalan).

d. Luas cakupan geografis, atribut disertakan, dan sebagainya.

e. Logical konsistensi antara geometri dan atribut.

f. Representasi: diskrit versus kontinu.

g. Relevansi (misalnya, dimana masukan dapat pengganti untuk data asli yang

yang tidak dapat diperoleh).

Informasi tentang kualitas data penting untuk pengguna database.

8. Dari Database ke GIS ke MAP

Setelah model data ditentukan, tugas yang dilaksanakan dalam komputer

adalah teknis dan tugas memasukkan data sederhana dan mudah, walaupun

memakan waktu.

Database jarang dibuat untuk menyesuaikan model data, seperti banyak

database yang kompatibel dengan aplikasi GIS sekarang. Masalah lainnya yaitu

memilih database yang cocok yang berkaitan dengan:

Akuisisi dan kontrol

Struktur

Penyimpanan

Memperbarui dan mengubah

Mengelola dan mengekspor / mengimpor

Pengolahan

Retrieval dan presentasi

Analisis dan kombinasi

Tak perlu dikatakan, model data yang baik sangat penting dipersiapkan

dalam menentukan keberhasilan utama dari aplikasi SIG yang digunakan.

Pengguna melihat realitas produk GIS dalam bentuk peta dengan simbol, tabel,

dan laporan.

9. Kekurangan Model Data GIS Tradisional

Entitas dan bidang: Dalam dunia nyata, satu wilayah tertentu atau bidang

mungkin memiliki karakteristik yang berbeda, satu daerah pada kenyataannya

merupakan sejumlah entitas atau jenis benda, seperti hutan jenis konifera,

kawasan lindung, dan sebagainya. Kita mengalami nya setiap hari bahwa itu

adalah wilayah sebagai suatu entitas yang membawa informasi. Namun, dalam

model di dunia nyata kita membagi fenomena ke dalam entitas (entitas: sebuah

fenomena dunia nyata yang tidak bisa dibagi menjadi fenomena dari jenis yang

sama) dan memungkinkan untuk menjadi pembawa informasi. Model ini akan

memungkinkan suatu entitas untuk mewakili hanya satu fenomena (misalnya,

hanya tempat tertentu atau area yang dilindungi). Untuk menyesuaikan model

dengan realitas, fenomena tumpang tindih (entitas / obyek) dipisahkan menjadi

lapisan yang berbeda. Keadaan demikian kemudian diadaptasi untuk masuk ke

dalam lapisan, yang juga secara tradisional digunakan dalam presentasi peta.

Dalam dunia nyata, daerah ini tidak dibagi ke dalam setiap bentuk lapisan fisik

dua dimensi horisontal bahkan lapisan geologi (strata) disajikan dengan cara ini.

Kita dapat mengatakan bahwa geometri - di mana koordinat menentukan

titik, garis, dan daerah - yang dalam banyak hal secara konsep finansial dan cara

yang tidak wajar untuk menggambarkan suatu realitas. Koordinat tidak nyata dan

tidak pernah digunakan dalam deskripsi realitas kita sehari-hari. Sebaliknya, kita

mendefinisikan lokasi fenomena dalam kaitannya dengan fenomena lain dengan

yang menerima informasi secara langsung. Oleh karena itu kita dapat menetapkan

bahwa model tentang realitas, tidak sempurna. Selama tahun 1990-an, model-

model baru telah dikembangkan, yang dikenal sebagai model berorientasi obyek,

yang sampai batas tertentu dapat memungkinkan bahwa fakta informasi dapat

mewakili banyak fenomena. Sistem database berorientasi objek saat ini sedikit

digunakan dalam GIS komersial tetapi tampaknya memiliki banyak keuntungan

dibandingkan sistem database tradisional.

Ketidakpastian: Untuk menganggap dunia nyata terdiri dari konstruksi

geometrik (titik, garis, area) berarti benda terlihat sebagai representasi model data

diskrit. Artinya, semua benda memiliki batas fisik secara jelas. Keterbatasan ini

paling jelas pada peta, di mana garis demarkasi yang tajam menyiratkan tanpa

transisi mulus terus menerus.

Sebuah model data diskrit tidak selalu sesuai dengan realitas. Kesulitan

muncul dalam menggambarkan fenomena bahwa kekurangan fisik demarkasi

yang jelas, seperti jenis tanah, kepadatan penduduk, atau suhu yang berlaku. Ada

juga dapat ketidakpastian dalam atribut nilai harus dipertahankan. Dalam model

diskrit tradisional, entitas atau benda yang mendefinisikan baik di dalam kelas

tertentu atau di luar, dengan demikian beroperasi hanya dengan wilayah yang

homogeny dengan batasan dan klasifikasi. Pada kenyataannya, seringkali

fenomena akan bervariasi bahkan dalam sebuah area kecil atau area terbatas.

Sebagai contoh, hutan termasuk jenis pohon, jarum sering berisi pohon deciduous,

kepadatan penduduk adalah variabel, dan perubahan permukaan medan terus

menerus. Sekali lagi, kami telah menetapkan bahwa model dunia nyata kita tidak

sempurna dan itu terkait erat dengan konsep pemetaan tradisional. Beberapa

masalah ini sebagian dapat diselesaikan dengan menggunakan teori himpunan

fuzzy, yang memungkinkan sebuah objek hanya memilik sebagian untuk kelas.

Teori fuzzy pada saat ini belum banyak digunakan dalam perangkat lunak GIS

komersial, demikian pentingnya jenis kekurangan dalam model data yang tersisa

untuk orang yang menterjemahkan hasil (peta dan laporan) dari proses GIS.

Konseptual generalisasi: Ketika titik, garis, dan poligon dipilih sebagai

representasi geometrik objek, hasil ini sangat sering dalam generalisasi pada dunia

nyata, sebuah kota dapat diwakili oleh sebuah titik daripada poligon, dan jalan

yang sering diwakili oleh garis tengah dan bukan dua jalan verges. Kebutuhan

untuk membagi objek ke dalam kelas juga menghasilkan generalisasi. Sebagai

contoh, sebuah kawasan hutan terutama jenis konifera, yg berganti daun, sering

akan dilakukan generalisasi dan diklasifikasikan sebagai jenis konifera, bukan

sebagai kombinasi. Jadi generalisasi konseptual juga merupakan metode untuk

penanganan elemen yang tidak pasti.

Ini akan selalu diperlukan untuk membuat pilihan tentang generalisasi

tersebut dalam kaitannya dengan dunia nyata ketika membuat model data. Hal ini

dapat dilihat sebagai masalah, tetapi generalisasi juga merupakan teknik yang

memungkinkan untuk mendapatkan gambaran tentang realitas yang kompleks.

Hal ini juga bisa sulit untuk membuat model data yang mempunyai definisi yang

seragam dan penjelasan kelas obyek secara jelas. Sebagai contoh, apakah sebuah

kawasan pejalan kaki yang dapat diakses oleh kendaraan darurat diklasifikasikan

sebagai jalan?

10. Tugas Peta  Dalam Pemodelan Data

Peta, secara umum adalah sumber yang baik untuk menggambarkan objek

dan atribut mereka. Namun, peta selalu merupakan model tertentu dari dunia

nyata, dan GIS harus mewakili dunia nyata, bukan peta yang menggambarkan hal

itu. Misalnya, rute kapal ferry sering ditunjukkan oleh garis putus-putus pada

peta, sedangkan pada model transportasi data perencanaan harus merupakan

bagian integral dari jaringan jalan berdekatan. Oleh karena itu, sebagai aturan

praktis, selalu melihat peta sebagai sumber data, bukan sebagai model data.

11. Lanjutan Dari Konsep Kenyataan

Model tradisional untuk transformasi dari dunia nyata untuk GIS, seperti

dijelaskan di atas, memiliki kesalahan yang jelas. Selain itu, hanya menjelaskan

realitas datar dan tak berubah. Model untuk menggambar objek dalam ruang tiga

dimensi dan medan belum dibahas, atau memiliki dimensi waktu keempat dan

terobosan ke dalam model data geografis. Hal yang sama berlaku untuk model-

model yang berurusan dengan benda (lalu lintas) jaringan bergerak sepanjang

didefinisikan.

Disini juga paling praktis untuk menggunakan konsep dasar yang sama :

geometri terdiri dari titik, garis, dan poligon, dan atribut yang menggambarkan

objek atau fenomena. Ketinggian nilai dapat dihubungkaan dengan titik, garis, dan

poligon dengan demikian memberikan posisi objek dalam ruang. Permukaan

daerah dapat digambarkan dengan batuan daerah miring atau dengan bantuan dari

permukaan horizontal dengan nilai elevasi sebagai atribut. Ketinggian nilai juga

dapat dihubungkan dengan objek seperti menara, sumur, dan bangunan sebagai

atribut. Faktor waktu dapat diakomodasikan dengan menyimpan semua

datahistoris untuk objek, seperti perubahannilai geometri atau atribut. Gerakan

objek (lalu lintas) di sepanjang jaringan jalan dapat disimulasikan dengan

menetapkan nilai atribut untuk elemen-elemen dalam jaringan. Hal ini

memerlukan nilai-nilai yang relevan dengan kecepatan transver, dan jumlah nilai

atribut untuk berbagai rute yang akan menjadi bagian dalam pengukuran waktu

atau jarak. Tidak diragukan lagi konsep model data tradisional memiliki

kekurangan saat menjelaskan elemen baru ini di dunia nyata. Kita harus menerima

bahwa dunia nyata terlalu kompleks untuk dijelaskan secara penuh pada saat ini,

meskipun peneliti terus terlibat dalam peningkatan pengembangan model.