Buku Sistem Informasi Geografis Kelautan – Haekal Azief Haridhi

Diskripsi

 Buku ini menyajikan secara rinci tentang dasar-dasar SIG yaitu definisi, komponen, dan unsur esensial. Buku ini juga mengulas penggunaan software dan hardware SIG seperti Pembuatan Peta Digital, Pengenalan Generic Mapping Tools (GMT), dan Bahasa Pemograman Shell atau Bash. Penyajian materi dalam buku ini didukung dengan gambar-gambar informatif, Bahasa pemograman yang sangat rinci, dan situs-situs penting untuk menunjang kegiatan belajar mahasiswa.

Tentang Penulis

Haekal Azief Haridhi, S.Kel., M.Sc., Ph.D
Website : http://fsd.unsyiah.ac.id/haekal.azief.haridhi/
Email: m.haekal.azief.haridhi@unsyiah.ac.id

Order Buku

Buku ajar ini bertujuan untuk memberikan materi ajar yang komprehensif dan tersusun untuk mata kuliah Sistem Informasi Geografis (SIG) Kelautan, sebagai upaya untuk memperbaiki kualitas pembelajaran pada mata kuliah ini menjadi lebih baik. Mata kuliah SIG Kelautan merupakan mata kuliah wajib dalam semester 4 pada Program Studi Ilmu Kelautan, Fakultas Kelautan dan Perikanan, Universitas Syiah Kuala. Mata kuliah ini memiliki kode IKL-208 dan berbobot 3 SKS dengan distribusi sebanyak 2 SKS materi dan 1 SKS praktikum. Pada mata kuliah dan buku ajar ini, akan didiskusikan tentang konsep utama SIG, keunggulan, kelemahan, pemahaman mengenai input dan output, serta pengoperasian software berbasis Open Source untuk menghasilkan suatu peta digital ataupun grafik yang berkenaan dengan kelautan. Syarat bagi mahasiswa untuk dapat mengikuti perkuliahan ini adalah telah lulus mata kuliah Pengantar Aplikasi Komputer dengan kode IKL-213 pada semester 3 dalam Program Studi Ilmu Kelautan, Fakultas Kelautan dan Perikanan, Universitas Syiah Kuala.

Pada setiap Bab dalam buku ini, terdapat empat (4) Subbab yang dituliskan secara konsisten dan tersedia pada setiap Bab, yaitu:

• rencana/skenario pembelajaran;
• indikator ketercapaian pembelajaran;
• bentuk evaluasi/umpan balik;
• uraian materi.

Keempat Subbab ini merupakan sarana bagi dosen pengampu untuk menyeragamkan aktivitas pembelajaran, sebagai indikator kegiatan belajar mengajar serta menilai performa setiap mahasiswa sebagai bahan evaluasi. Disisi lainnya, bagi pengguna mahasiswa dan atau peserta kelas, dengan adanya informasi khusus pada Subbab ini, peserta dapat mempersiapkan diri untuk lebih aktif atau komunikatif selama proses perkuliahan, mampu menjawab permasalahan yang diberikan dengan baik, serta memperoleh skor yang baik atau tinggi ketika dilaksanakannya evaluasi, seperti tugas, kuis, ujian tengah semester, dan ujian akhir

Apa yang sebenarnya dapat dianggap sebagai suatu Sistem Informasi Geografis (SIG)? SIG adalah suatu sistem terintegrasi yang didisain untuk menghasilkan, mengambil, menyimpan, menganalisis, mengatur dan memvisualisasi seluruh jenis data spasial atau geospasial dan informasi (Kolios et al., 2017). Pada umumnya pengguna SIG akan menghasilkan analisis informasi spasial, visualisasi, menyediakan data dalam peta dan menghasilkan hasil akhir berupa perpaduan dari pekerjaan tersebut menjadi suatu peta digital.

Tentu dalam mengerjakan pekerjaan sebagaimana yang telah disebutkan tadi, prinsip-prinsip dasar dari geografi, kartografi, dan geodesi digunakan dalam SIG.

Pemanfaatan SIG pertama kali didokumentasikan di Perancis pada tahun 1832. Seorang geografer Perancis bernama Charles Picquet, menghasilkan suatu peta yang menunjukkan lokasi epidemi kolera pada 48 kabupaten (district) dengan perbedaan warna dan selanjutnya konsep serupa diaplikasikan oleh John Snow pada tahun 1854 untuk merepresentasikan kematian akibat kolera di London dengan menggunakan titik pada peta, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 (Lawhead, 2015).

Karakteristik dari SIG adalah keterpaduan atau overlay data, dimana setiap data ditampilkan pada lapisan yang berbeda antara satu dengan yang lainnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1. Melalui SIG, berbagai lapisan data yang berbeda dapat dianalisa dan dikombinasikan, menghasilkan data final dan suatu produk (Lawhead, 2015). Terintegrasinya berbagai lapisan data yang berbeda memberikan kemampuan untuk menyajikan peta digital tematik berdasarkan permintaan dari pengguna (ESRI, 2003).

Gambar 3.1 Lapisan data yang berbeda dapat dikombinasikan atau digabung melalui SIG untuk menghasilkan peta digital yang realistis dan terintegrasi pada permukaan bumi (Sumber: http://www.turfimage.com/) SIG sebagai suatu sistem yang terintegrasi, terdiri dari lima (5) komponen utama, yaitu:

• perangkat keras atau hardware (komputer, server, digitizer, scanner dan printer).
• perangkat lunak atau software (sistem operasi, aplikasi SIG).
• pengguna (pengguna umum, analisa data, prosedur pengaturan, dan menentukan produk akhir, serta pengguna akhir yang memanfaatkan hasil analisis atau produk SIG).
• data pendukung dari berbagai data (berbagai macam data spasial dengan jenis vektor dan raster, serta data atribut).
• kemampuan SIG (misalnya: input data, managemen data, analisa spasial dan modeling).

Dalam SIG, data baru diciptakan atau diinput dengan cara scan atau digitasi dan atau menggunakan data-data yang telah memiliki georeferensi. Ada beberapa cara yang dapat memfasilitasi konversi data, pengeditan, koreksi error, dan penambahan/edit/menghapus dari fitur-fitur di dalam data. Prosedur digitasi dapat digunakan untuk pembuatan file vektor dan menyimpan objek (Kolios et al., 2017).

Pada bidang ilmu kelautan, dengan banyaknya aktivitas pengambilan data kedalaman sebagai bagian yang terintergrasi dari kegiatan pengambilan data dan analisa, data-data kelautan memiliki nilai-z pada fitur geometrinya. Tipikal data vektor misalnya, memiliki titik x dan y (biasanya merepresentasikan bujur/longitude dan lintang/latitude), pada data-data kelautan juga memiliki nilai-z untuk merepresentasikan kedalaman atau parameter lainnya (ESRI, 2003).

Perangkat lunak (software) SIG bekerja pada berbagai macam perangkat keras (hardware), dari server sampai pada komputer desktop ribadi. Hampir seluruh hardware SIG memiliki arsitektur 32-bit atau 64-bit, memiliki ukuran memori dan kapasitas yang besar, menggunakan istem operasi (OS) UNIX dan OS lainnya, serta menggunakan layar engan grafik beresolusi tinggi. Meskipun demikian, banyak software SIG modern memanfaatkan suatu sistem tersentralisasi seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.1 (supercomputer, server atau computer host yang dapat memfasilitasi penggunaan dengan perangkat yang berbeda-beda) atau sistem wide-area-network (WAN) yang memberikan kebebasan bagi operator atau pengguna SIG untuk dapat mengakses database dari mana saja dengan koneksi internet dan atau intranet.

Dengan demikian software SIG dapat digunakan oleh banyak pengguna atau user, terlepas dari jenis komputer (tipe dan performa) dan OS. Untuk penggunaan personal, hampir seluruh software SIG dapat bekerja pada berbagai macam computer dan laptop yang tersedia saat ini, yang biasanya memiliki beberapa prosessor, 2 GB memori (RAM), Graphic Card (VGA), hard disk (HDD), dan solid-state drive (SSD) dengan kapasita yang besar

Dengan demikian software SIG dapat digunakan oleh banyak pengguna atau user, terlepas dari jenis komputer (tipe dan performa) dan OS. Untuk penggunaan personal, hampir seluruh software SIG dapat bekerja pada berbagai macam computer dan laptop yang tersedia saat ini, yang biasanya memiliki beberapa prosessor, 2 GB memori (RAM), Graphic Card (VGA), hard disk (HDD), dan solid-state drive (SSD) dengan kapasita yang besar.

• Apa itu GMT?
Sebagaimana yang telah disampaikan pada BAB 5, Generic Mapping Tools (GMT) didesain untuk pemetaan geografis dengan berbagai tujuan. Paul Wessel dan Walter H. F. Smith (mahasiswa S3 di Lamont-Doherty Earth Observatory) pada tahun 1988 menggagas GMT dan paket software pertama dirilis pada tahun 1991 (Wessel dan Smith 1991). “Generic” memiliki artian dapat digunakan untuk berbagai plot data-data geospasial dan grafik. Saat ini GMT merupakan software yang harus dimiliki untuk menggambarkan data-data ilmiah pada bidang oseanografi, kelautan, geofisika, dan kebumian secara umum. GMT menggunakan PostScript sebagai output format peta vektor yang memiliki resolusi tinggi.

• Apakah saya harus menggunakan GMT?
GMT merupakan software yang tepat untuk digunakan dalam pemetaan ilmiah dikarenakan kemampuannya dalam memproses data dan hasil observasi dengan menggunakan baris-baris perintah. GMT sangat direkomendasikan bagi:

• Pengguna yang memiliki data dengan jumlah yang sangat banyak dan ingin menampilkannya pada peta. Beberapa di antara banyak contoh data-data tersebut adalah batimetri, fishing ground, area survei, arus laut, suhu permukaan laut, dan lain-lain.
• Pengguna yang sering membuat peta dan merasa software GIS sangat pelan dan tidak efisien. Belajar membuat peta atau menampilkan suatu grafik dengan menggunakan perintah baris memberikan kebebasan dan menghemat waktu.

GMT telah banyak digunakan dalam menghasilkan gambar-gambar SIG berkualitas tinggi dan biasanya dapat ditemukan pada jurnal-jurnal internasional bereputasi dan berfaktor dampak. Skill (keahlian) dalam menggunakan GMT ini biasanya menjadi salah satu syarat dalam penerimaan pekerjaan strategis seperti Research Asistant dan posisi lainnya di institut-institut besar, dalam dan luar negeri. Berikut salah satu contoh penerimaan staff sebagai research assistant pada Academia Sinica, Taiwan.

Oleh karena itu, mempelajari SIG Kelautan dengan menggunakannGMT memberikan nilai tambah kepada mahasiswa peserta perkuliahan dan pengguna lainnya berupa keahlian (skill) bahasa pemograman selain teknik-teknik SIG Kelautan yang harus dipelajari.

Selain data elevasi seperti topografi dan batimetri yang telah didiskusikan pada BAB 7, seperti data-data BATNAS dan DEMNAS dari BIG, GEBCO dan ETOPO1, GMT mampu membaca dan menggunakan data atau file-file lainnya dengan format NetCDF dan beberapa format yang lain.

Data yang tersedia dapat merupakan data 2D yaitu data yang hanya memiliki informasi lokasi, seperti lintang dan bujur, ataupun 3D, data yang memiliki informasi lintang, bujur dan juga nilai dari suatu parameter tertentu, ataupun 4D, data yang memiliki informasi lintang, bujur, nilai dari suatu parameter dan nilai waktu, dan juga data time series, yaitu data yang hanya memiliki informasi waktu.

Data yang biasanya digunakan pada SIG Kelautan, memiliki keempat komposisi tersebut. Pengguna atau analis, dapat menggunakan jenis data yang mana saja yang diperlukan dalam menghasilkan suatu peta atau grafik. Tautan untuk mengakses data-data tersebut telah disampaikan pada Subbab 4.4.2, berikut ini akan disampaikan karakteristik dari data-data kelautan dan geofisika tersebut dengan komposisi data 4D.

Sebagaimana yang telah disampaikan pada Subbab 4.4.2, data grid dengan komposisi 4D banyak tersedia pada tautan-tautan yang telah
disampaikan pada subbab tersebut, pada Subbab ini akan didiskusikan mengenai beberapa karakteristik dari file tersebut.

Untuk itu, pada BAB 8 ini dan Subbabnya, akan dibahas mengenai data yang diperoleh dari data grid iklim (atmosfir dan kelautan) NOAA, yaitu data ocean temperature dan U, V of current, data NASA OBPG SeaWIFS Chlorophyll-a, serta data lainnya yang akan didiskusikan adalah data katalog gempa (geofisika).

Penggunaan shell script dalam pengolahan data text sangat penting, dimana data dengan jumlah N (number of records) yang banyak, tidak dapat diseleksi satu persatu dengan cara manual atau menggunakan program yang umum digunakan seperti Microsoft excel. Penggunaan perintah baris pada shell dapat menghemat waktu, dan memberikan kebebasan nilai output yang diinginkan dari input data.

1. Amante, C, and B.W. Eakins. 2009. NOAA Technical Memorandum NESDIS NGDC-24 ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, DataSources and Analysis. http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html.
2. ESRI. 2003. Marine Geography: GIS for the Ocean and Sea. ed. J. Breman. Redlands, California: ESRI Press.
3. Haridhi, H. A., M. Nanda, Y. Haditiar, and S. Rizal. 2018. “Application of Rapid Appraisals of Fisheries Management System (RAFMS) to Identify the Seasonal Variation of Fishing Ground Locations and Its Corresponding Fish Species Availability at Aceh Waters, Indonesia.” Ocean and Coastal Management 154.
4. Haridhi, H. A., B.-S. Huang, K.-L Wen, D. Denzema, R. A. Prasetyo, C.-S.
5. Lee. 2018. “A Study of Large Earthquake Sequences in the Sumatra Subduction Zone and Its Possible Implications.” Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences 29(6): 635–52. http://tao.cgu.org.tw/index.php/articles/archive/geophysics/item/161 3.
6. Haridhi, H. A., M. Nanda, C. R. Wilson, and S. Rizal. 2016. “Preliminary Study of the Sea Surface Temperature (SST) at Fishing Ground Locations Based on the Net Deployment of Traditional Purse-Seine Boats in the Northern Waters of Aceh — A Community-Based Data Collection Approach.” Regional Studies in Marine Science 8: 114–21.
7. Hayes, G. P., D. J. Wald, and R. L. Johnson. 2012. “Slab1.0: A Three-Dimensional Model of Global Subduction Zone Geometries.” Journal of Geophysical Research 117: B01302
8. Hayes, G. P., G. L. Moore, D. E. Portner, M. Hearne, H. Flamme, M. Furtney, G. M. Smoczyk. 2018. “Slab2, a Comprehensive Subduction Zone Geometry Model.” Science 362(6410): 58–61.
9. Kolios, S., A. V. Vorobev, G. R. Vorobeva, and C. Stylios. 2017. GIS and Environmental Monitoring: Applications in the Marine, Atmospheric and Geomagnetic Fields. 1st ed. eds. J.D. Gatrell and R.R. Jensen. Gewerbestrasse 11, 6330 Cham, Switzerland: Springer.
10. Lawhead, J. 2015. Learning GeoSpatial Analysis with Python : An Effective Guide to Geographic Information System and Remote Sensing Analysis Using Python 3. 1st ed. Birmingham B3 2PB, UK: Packt Publisher.
11. NOAA. 2020. “National Oceanic and Atmospheric Administration.” https://psl.noaa.gov/about/(June 3, 2020).
12. Wessel, P., and W. H. F. Smith. 1991. “Free Software Helps Map and Display Data.” Eos, Transactions American Geophysical Union 72(41): 441–48.