PENJELASAAN TOOLS GIS DAN GEOSPASIAL
UNIVERSITAS BHAYANGKARA SURABAYA
Lalu mengapa kita harus melakukan penelitian dengan mengumpulkan data geospasial? Sebagaimana sudah saya sebutkan pada awal tulisan, lingkungan berkaitan dengan ruang di permukaan bumi. Oleh karena itu, apapun isu lingkungan yang Anda teliti, dapat dipastikan mempunyai rujukan lintang dan bujur tertentu di permukaan bumi. Bila Anda meneliti pembalakan hutan, Anda menentukan lokasi pembalakan di dalam kawasan hutan dengan menggunakan rujukan lintang dan bujur sebab di dalam hutan tidak ada jalan yang dapat Anda gunakan sebagai rujukan lokasi. Demikian juga bila Anda meneliti topik kebakaran lahan, erosi, degradasi lahan, dsb. Namun bahkan dalam melakukan penelitian masalah lingkungan sosial pun, sperti misalnya masalah kemiskinan, Anda dapat menggunakan data geospasial untuk mnampilkan alamat rumah tangga miskin di lokasi penelitian. Alamat dalam format geospasial ini bukanlah nama jalan dan nomor rumah, melainkan rujukan lintang dan bujur. Untuk mempelajari menfaat data spasial dalam penelitian bidang lingkungan, silahkan kunjungi dan baca tulisan 1000 GIS Applications & Uses – How GIS Is Changing the World. Terutama cari dan periksa dengan seksama bagian 16. Ecology GIS Applications dan 21. Environment GIS Applications.
Untuk melakukan analisis geospasial Anda memerlukan program aplikasi SIG dan tools khusus untuk analiis geospasial. Saat ini tersedia banyak program aplikasi SIG, tetapi tidak semuanya mempunyai kemampuan analisis geospasial yang sama. Beberapa program aplikasi SIG yang mempunyai kemampuan analisis spasial memadai adalah sebagai berikut:
- GRASS GISS: mempuyai banyak tools untuk analisis geospasial menggunakan data vektor maupun data raster
- ILWIS Open: pemodelan dan analisis spasial tingkat lanjut, visualisasi 3D, analisis geostatistik, evaluasi kriteria ganda spasial, WMS, analisis keseimbangan energi permukaan
- OpenJUMP GIS: mempunyai plugins utuk analisis spasial untuk geostatistika, ekologi lanskap, analisis pergerakan binatang yang diberi kalung GPS, dsb.
- QGIS: mempunyai banyak plugins untuk analisis geospasial dasar (spatial), analisis statistik spasial (spatstat), analisis spatio-temporal titik dalam poligon (splancs), analisis autokorelasi spasial dan regresi spasial (spdep), analisis geostatistik univariat dan multivariat (gstat), pemodelan spasial berbasis geostatistka (geoR dan geoRglm), penyuaian kurva dengan menggunakan data geospasial (fields).
- SAGA GIS: mempunyai modul untuk analisis grid, analisis geostatistik, analisis medan (terrain), simulasi hidrologis, TIN tools.
- Whitebox GAT: mempunyai tool hidrologis, tool pengolahan citra satelit, tool LIDAR, analisis jejaring aliran, analisis medan
Bila Anda telah terbiasa menggunakan program aplikasi berbayar tertentu, silahkan teruskan asalkan bukan menggunakan program aplikasi bayaran. Bila ingin beralih ke program aplikasi gratis, silahkan pilih satu di antara pilihan di atas. Program aplikai bukan SIG tetapi mempunyai kemampuan melakukan analisis geospasial dan gratis adalah antara lain:
- Biodiverse: visualisasi data keanekaragaman hayati dalam ruang matriks geografik, taksonomik, dan filogenetik, analisis pergerakan dalam ruang, analisis kelompok spasial, dsb.
- Croizat: untuk menganalisis data spasial spesies dan pola geografis keanekaragaman hayati
- Fragstats: metrik tepi, bentuk, dan luas, kepadatan, dsb.
- GeoGrouper: analisis pengelompokan spasial
- Open GeoDa: analisis geospasial eksploratori dan analisis regresi spasial
- Patch Analysts; analisis jumlah patch, ukuran rata-rata patch, indeks patchiness, metrik patch, dsb.
- R-Analysis of Spatial Data: analisis pola titik, geostatistik, penyebaran penyakit, analisis regresi spasia, dan analysis data ekologis.
- Space-Time Analysis of Regional System (STARS): analisis data spasio-temporal
- Spatial Analysis along Networks (SANET): untuk menganalisis kejadian dalam atau di sepanjang jejaring
- Spatial Analysis and Decision Assistance (SADA): analisis geospasial dasar, pemodelan geospasial, analisis risiko spasial, dan pengambilan keputusan spasial.
Sebelum memulai melakukan analisis geospasial, ada baiknya kita menjawab terlebih dahulu apa itu analisis geospasial (geospatial analysis). Ada banyak definisi, di antaranya analisis geospasial adalah penggunaan teknik-teknik analisis untuk mengidentifikasi pola dari data yang mempunyai rujukan geografis (rujukan koordinat dan ketinggian tempat). Analisis geospasial kita lakukan untuk menganalisis, mensintesis, dan menarik kesimpulan dari data spasial yang jumlahnya sangat besar. Untuk melakukan analisis tersebut, kita memerlukan SIG, GPS, georeferencing, meta-data, dan citra satelit. Dengan melakukan analisis geospasial Anda bisa memastikan apakah rawan pangan di suatu wilayah disebabkan oleh kekeringan atau sebab-sebab lain dengan menumpang tindihkan dan kemudian menganalisis data spasial rumah tangga rawan pangan, curah hujan, kesuburan tanah, luas tanam tanaman pangan, luas panen tanaman pangan, konversi lahan, dan kerusakan tanaman pangan karena hama dan penyakit tanaman. Dengan melakukan analisis geospasial pula Anda dapat menentukan apakah benar perladangan tebas bakar memfasilitasi invasi Chromolaena odorata di suatu wilayah dengan cara menumpangtindihkan data spasial perladangan tebas bakar dari waktu ke waktu yang Anda peroleh melalui wawancara serta kawasan hutan dan kawasan padang rumput yang tidak pernah digunakan sebagai lokasi perladangan tebas bakar.
Analisis geospasial memerlukan program aplikasi SIG (Sistem Informasi Geografik atau Geographic Information System disingkat GIS), tetapi pencantuman peta yang Anda buat dengan menggunakan SIG dalam laporan penelitian atau tesis belum berarti Anda telah melakukan analisis geospasial. Pencantuman peta mirip dengan pencantuman grafik, bisa hanya sebagai ilustrasi deskriptif atau sebagai hasil analisis. Seperti halnya pada analisis data kuantitatif, analisis geospasial mencakup teknik-teknik analisis deskriptif dan teknik-teknik analisis induktif. Analisis geospasial memerlukan tidak hanya program aplikasi SIG, tetapi juga pengintegrasian program apllikasi geostatistika (geostatistics), yaitu cabang statistika yang mempelajari teknik-teknik analisis statistika yang memfoluskan perhatian untuk menganlisis fenomena dalam kaitan dengan ruang dan waktu (spatiotemporal), ke dalam program aplikasi SIG. Untuk memperoleh gambaran mengenai apa itu geostatistika dan kaitannya dengan analisis geospasial, silahkan unduh dan baca buku pengantar A Practical Primer on Geostatistics dari USGS. Kemudian, untuk mempelajari apa itu analisis geospasial, silahkan akses buku teks daring Geospatial Analysis - A Comprehensive Guide. Teknik-teknik analisis geospasial yang saya uraikan merujuk kepada teknik-teknik yang dibahas pada buku daring tersebut.
Untuk menganalisis data geospasial, terlebih dahulu Anda perlu memahami konsep-konsep dasar seperti objek, atribut, tempat, karakteristik tempat, lembar (layer), dan tumpangtindih lembar. Objek terdiri atas titik, garis, atau poligon, masing-masing disimpan sebagai data vektor atau data raster. Setiap objek mempunyai referensi geografik (koordinat dan juga ketinggian tempat) dan atribut, yaitu keterangan kualitatif maupun kuantitatif mengenai objek tersebut. Tempat berkaitan dengan bagian permukaan bumi yang terdiri atas objek titik, garis, dan poligon dan mempunyai karakteristik yang terdiri atas berbagai kategori spasial dan atribut kualitatif maupun kuantitatif. Karena karakteristik tempat sangat banyak maka perlu dikategorikan. Pengkategorian karakteristik tempat berdasarkan kriteria tertentu menghasilkan lembar (layer). Peta dihasilkan dengan menumpangtindihkan sejumlah lembar yang masing-masing mempunyai karakeristik spasial dan atribut tertentu. Selanjutnya Anda perlu memahami hubungan spasial yang berkaitan dengan lokasi bersama, arah dan jarak, kebertetanggaan, kebergantungan spasial, heterogenitas spasial, dan sebagainya, serta statistika spasial (geostatistika) yang berkaitan dengan hubungan spasial tersebut.
Sebelum mempelajari teknik-teknik analisis geospasial, sebaiknya Anda terlebih dahulu mempelajari bangunan dasar (building block) analisis geospasial:
- Model dan metode data spasial dan spasiotemporal: mengenai model data dan metode spasial dasar
- Gemometri dan operasi berkaitan: mengenai geometri dan operasi dasar terhadap objek geospasial
- Pencarian, komputasi, dan kepadatan: mengenai menemukan dan memilih data dengan menggunakan kriteria spasial tertentu, perhitungan dasar, dan penentuan kepadatan
- Operasi jarak: mengenai teknik-teknik dasar penghitungan jarak untuk tujuan tertentu.
- Operasi arah: mengenai teknik-teknik dasar perhitungan yang berkaitan dengan jarak terhadap data titik dan data bidang
- Operasi grid: mengenai teknik-teknik dasar perhitungan grid tunggal dan majemuk, penyaringan linier dan non-liner, serta erosi dan dilasi.
Setelah memahami teknik-teknik analisis dasar tersebut, Anda bisa melanjutkan mempelajari teknik-teknik analisis geospasial yang dikelompokkan sebagai berikut:
- Analisis data eksploratori dan statistika spasial: mencakup teknik-teknik analisis data spasial dan spasio-temporal, analisis statistik dan metrik berbasis grid, analisis statistik terhadap data titik dan jarak, autokorelasi spasial, dan regresi spasial, silahkan baca GeoDa: An Introduction to Spatial Data Analysis dan Spatiotemporal exploratory models for broad-scale survey data
- Analisis permukaan dan bidang: pemodelan permukaan, analisis geometri permukaan, analisis visibilitas, analisis pengaliran dan drainase, gridding, interpolasi, dan contouring, analisis interpolasi deterministik, dan analisis interpolasi geostatistik.
- Analisis jejaring dan lokasi: konstruksi jejaring, rute optimal, dan tour optimal, analisis masalah lokasi dan wilayah layanan, dan analisis arc routing.
- Metode dan pemodelan geokomputasional: geosimulasi, jejaring neural buatan, serta algoritma genetik dan komputasi evoluioner.
Sebagai tambahan, silahkan juga unduh dan baca buku analisis geospasial lainnya, Geospatial Analysis: A Comprehensive Guide to Principles Techniques and Software Tools, yang menguraikan berbagai teknik analisis geospasial dilengkapi dengan penggunaan software.
Sebagai pengguna teknik-teknik analisis geospasial, Anda mungkin tidak perlu mempelajari teori yang mendasari setiap teknik, melainkan lebih memfokuskan perhatian terhadap bagaimana menggunakan teknik-teknik tertentu secara tepat dalam penelitian bidang lingkungan. Untuk itu, Anda perlu membaca artikel publikasi mengenai penerapan analisis geospasial dalam penelitian bidang lingkungan:
- The package “adehabitat” for the R software: a tool for the analysis of space and habitat use by animals
- An improved approach for predicting the distribution of rare and endangered species from occurrence and pseudo-absence data
- The integrated WRF/urban modelling system: development, evaluation, and applications to urban environmental problems
- Landslide hazard and risk analyses at a landslide prone catchment area using statistical based geospatial model
- An investigation of the spatial determinants of the local prevalence of poverty in rural Malawi
- Land Cover classification and change-detection analysis using multi-temporal remote sensed imagery and landscape metrics
- Geospatial-temporal analysis of land-use changes in the Yellow River Delta during the last 40 years
Analisis geospasial dalam bidang lingkungan merupakan teknik analisis yang masih relatif baru sehingga sangat terbuka peluang yang menantang bagi Anda yang ingin mengembangkan diri dalam bidang ini. Teknik-teknik analisis geospasial tertentu juga terbuka untuk digunakan dalam penelitian lingkungan sosial-budaya karena dapat menerima data kualitatif sebagai atribut.
0 komentar:
Posting Komentar