Baru sempat menyelam dalam kumpulan modul dan data, ternyata ada modul yang telah saya bagikan via blog ini yang disertai data, tetapi data tersebut tidak lengkap. Modul tersebut adalah: Analisis Keruangan Menggunakan Modul Spatial Analyst pada ArcView. Ini adalah modul jadul (th 2006) dengan memakai perangkat lunak yang telah tidak jamannya lagi: ArcView 3.x (hare gene masih pake AV… hehe…). Tetapi berhubung masih banyak juga yang masih bermain dengan ArcView maka modul ini saya tetap bagi dengan harapan bisa dimanfaatkan, setidaknya untuk mengenal logika analisis keruangan berbasis sel.

Modul beserta data latihan dapat diunduh melalui Halaman DOWNLOAD atau langsung klik disini.

Modul Spatial Analyst merupakan modul sederhana yang digunakan dalam menganalisis keruangan pada perangkat lunak ArcView. Modul ini ‘hanya’ mempunyai sedikit menu, hanya 2 (dua) buah yaitu Analysis dan Surface, yang dapat diaktifkan setelah kita ‘contreng’ dari daftar Extension ArcView. Walaupun mempunyai menu yang sedikit, tetapi kemampuannya cukup baik dan dapat dipelajari dengan ‘ringan’.

Pada menu Analysis terdapat fungsi: Find Distance, Assign Proximity, Calculate Density, dan beberapa fungsi perhitungan statistik, matematika, dan Query. Sedangkan fungsi pada menu Surface: Interpolate Grid, Contour, Aspect, Hillshade, dan Slope.

Beberapa saat yang lalu beberapa hal tentang proses pada Spatial Analyst sudah ditulis pada blog Catetan kecil ini, yaitu:

• Spatial Analyst: Raster dan Grid.
• Pengaturan melalui Analysis Properties.
• Menghitung Kerapatan.
• Interpolasi Grid dari Data Titik.
• Pembuatan garis kontur.
• Pembuatan Hillshade.

Bagi yang ingin mencoba, sila unduh kumpulan coretan sederhana mengenai penggunaan fungsi-fungsi tersebut dengan menggunakan data yang telah disiapkan.

• Modul praktik (pdf, 500 kb); beberapa instruksi pemakaian fungsi pada Spatial Analyst
  
• Data pelatihan (zip, 680 kB); data yang digunakan dalam modul.

Untuk mengunduh Modul praktik dan Data sila klik disini (1.2 MB).

Modul dan data silakan dicoba tanpa ada jaminan ya… Semoga tidak ada yang ’salah’ atau ‘menyesatkan’.

Tetapi jangan digunakan untuk kegiatan komersial. Hal ini dilarang keras..!!!

Semoga pengguna bisa memanfaatkan dengan baik modul ‘jadul’ ini. Jika ada pertanyaan sila diskusikan pada halaman ini.

: )

DEM (Digital Elevation Model) yang dihasilkan oleh SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) cukup favorit dalam pemakaian untuk melihat secara cepat “bentuk permukaan” di seantero tanah air. Bagaimana kita bisa membaca data tersebut saat kita bermain di Spatial Analyst? Tentunya banyak cara yang bisa dilakukan, dan dua diantaranya akan dicoba dijelaskan langkah-langkahnya berikut ini.

Persiapan data

Dengan bantuan perangkat lunak Global Mapper (kemudian disebut GM; bisa juga digunakan yang lain), file hgt SRTM kita baca. Jangan lupa untuk meng-konversi proyeksi yang ada (nilai baku adalah Geographic Lat/Long) ke dalam UTM (misalnya) melalui menu Tools -> Configure -> (tab) Projection. Lalu ubah Projection ke UTM dan tentukan datumnya. Zona UTM biasanya langsung teridentifikasi oleh GM ini. Kenapa pilih UTM? Untuk memudahkan penentuan spasial piksel/sel grid yang ada saja. Silakan gunakan yang lain bila perlu.

Arc ASCII Grid

Cara pertama, data diekspor dengan menggunakan format Arc ASCII Grid. Dari menu File -> Export Raster and Elevation Data -> Export Arc ASCII Grid. Tentukan X dan Y (masukkan 90 meter). Dan jika ingin daerah yang diekspor mempunyai luasan tertentu, definisikan di tab Export Bounds, kemudian OK.

Untuk memanggilnya dari Spatial Analyst (misal, masih memakai ArcView 3.x), jalankan modul Spatial Analyst dari ArcView. Setelah siap, panggil file hasil ekspor tadi (pada modus View) : File -> Import Data Source, kemudian pilih tipe data ASCII Raster.

XYZ Grid

Cara lain adalah dengan mengekspor dalam format XYZ. Siapkan data seperti pada langkah diatas, kemudian dari menu File -> Export Raster and Elevation Data -> Export XYZ Grid. Tentukan karakter pemisah antar data/field (bisa pakai “;” atau yang lain) dan juga tentukan nilai X dan Y (masukkan 90). Jika perlu, batasi data melalui tab Export Bounds.

Untuk memanggil dalam ArcView, gunakan Add Event Theme sebagai data titik, dan jangan lupa bahwa kolom pertama dari data tersebut adalah X, kemudian Y dan Z secara berurutan (dalam proses ini kita harus mengubah data ASCII hasil ekspor kedalam format dbf, biasanya digunakan spreadsheet untuk kemudahan pengubahannya). Data titik yang dihasilkan kemudian diproses dengan menggunakan Spatial Analyst: Surface -> Interpolate Grid (pemrosesan dengan Interpolate Grid sila baca: Interpolasi Grid dari Data Titik).

Dari dua cara diatas, adakah perbedaan hasil..?
Jika ada, apa yang menyebabkan..?

: )

Fungsi Compute Hillshade digunakan untuk menentukan hasil penyinaran secara hipotesis dari suatu bentuk permukaan yang merupakan bagian dari langkah analisis dan tampilan. Untuk keperluan analisis, fungsi Compute Hillshade dapat digunakan untuk menentukan lama waktu dan intensitas sinar matahari pada lokasi tertentu. Sedangkan untuk tampilan, dapat digunakan untuk mempertajam relief permukaan.

Ada dua masukna utama yang diperlukan pada proses ini yaitu Azimuth dan Altitude. Azimuth adalah angka positif yang berupa besar derajat yang mempunyai rentang dari 0 hingga 360, diukur dari arah utara. Sedangkan altitude adalah anhka positif yang berupa yang berupa besar derajat dengan rentang dari 0 derajat pada garis horizon hingga 90 derajat pada titik diatas kepala.

Luaran theme grid dari fungsi Compute Hillshade otomatis diberi nama Hillshade of [nama theme]. Data grid hasil proses secara temporer disimpan pada folder kerja dengan nama “hlshd” diikuti angka yang bersifat unik. Karena itu jangan lupa untuk menyimpan theme grid ini dengan nama tertentu pada folder data setelah proses selesai.

Pada contoh proses kali ini kita masih menggunakan data grid ketinggian sebagai input dari fungsi Compute Hillshade. Langkah yang dilakukan adalah:

1. Aktifkan theme ketinggian (dem_grd) dan pastikan penunjuk pada posisi theme tersebut.
2. Jalankan fungsi Compute Hillshade dari menu Surface. Lalu akan muncul kotak dialog:



3. Masukkan nilai default, yaitu 315 untuk Azimuth dan 45 untuk Altitude. Ini berarti kondisi matahari pada posisi arah barat laut dan pada ketinggian 45 derajat relative terhadap lokasi.

Proses pembuatan kontur akan menghasilkan luaran theme bertipe garis (line) dari suatu data input grid. Nilai dari tiap garis menggambarkan ketinggian yang sama, atau nilai yang sama tentang magnitudo, konsentrasi atau apapun sesuai dengan jenis data input. Theme hasil akan mempunyai field bernama Contour dalam atribut table-nya.

Untuk theme grid fungsi ini tidak menghubungkan titik tengah sel, interpolasi dilakukan yang menggambarkan kesamaan magnitudo. Kadang-kadang garis melalui titik tengah sel tersebut.

Hasil dari proses Create Contours… pada modul Spatial Analyst ini akan secara otomatis diberi nama Contour of [theme input]. Dan pada contoh proses, langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Aktifkan theme hasil interpolasi, dan pastikan penunjuk berada pada theme tersebut.
2. Jalankan fungsi Contouring dengan memilih dari menu Surface kemudian Create Contours… kemudian akan muncul kotak dialog:



3. Pada kotak dialog terdapat dua isian, yaitu Contour interval dan Base contour. Contour interval adalah nilai selisih dari masing-masing garis yang dihasilkan. Sedangkan Base contour adalah nilai yang digunakan ArcView sebagai nilai awal.

Proses interpolasi adalah mengisi kekosongan data dengan metoda tertentu dari suatu kumpulan data untuk menghasilkan sebaran yang kontinyu. Pada modul Spatial Analyst proses ini dilakukan dengan menjalankan fungsi Interpolate Grid yang terdapat pada menu Surface.Aplikasi yang biasanya menggunakan fungsi ini antara lain adalah membuat DEM (Digital Elevation Model, Model Ketinggian Digital) dari titik-titik ketinggian yang dimiliki pada suatu area, membuat peta sebaran hujan dari titik-titik stasiun hujan yang merekam data meteorology.

Contoh yang akan dilakukan kali ini adalah interpolasi data ketinggian untuk dihasilkan data grid ketinggian yang kontinyu pada daerah studi kita. Contoh: data titik ketinggian tersimpan pada shape titik_tinggi.shp, sehingga langkah pertama adalah membuka file titik_tinggi.shp pada View. Kemudian ikuti langkah berikut:

1. Aktifkan theme titik tinggi, dan tempatkan penunjuk pada theme tersebut.
2. Jalankan fungsi interpolasi dengan memilih menu Surface, kemudian Interpolate Grid…, akan muncul kotak dialog:

Pada kotak dialog terdapat pilihan mengenai metoda yang akan diaplikasikan, yang terdiri dari dua macam yaitu IDW dan Spline.

Metoda IDW (Inverse Distance Weighted) mengasumsikan bahwa tiap titik input mempunyai pengaruh yang bersifat local yang berkurang terhadap jarak. Metoda ini memberi bobot lebih tinggi pada sel yang terdekat dengan titik data dibandingkan sel yang lebih jauh. Titik-titik pada radius tertentu dapat digunakan dalam menentukan nilai luaran untuk tiap lokasi.

Metoda Spline adalah metoda interpolasi yang biasa digunakan untuk mendapatkan nilai melalui kurva minimum antara nilai-nilai input. Metoda ini baik digunakan dalam membuat permukaan seperti ketinggian permukaan bumi, ketinggian muka air tanah, ataupun konsentrasi polusi udara. Kurang bagus untuk siatuasi dimana terdapat perbedaan nilai yang signifikan pada jarak yang sangat dekat. Jika dipilih metoda Spline maka ada pilihan tipe Regularized dan Tension. Regularized membuat permukaan halus sedangkan Tension mempertegas bentuk permukaan sesuai dengan fenomena model.

Karena pada kasus kita adalah melakukan proses grid untuk permukaan area maka metoda yang dipilih adalah Spline dan tipe yang digunakan adalah Regularized. Sedangkan nilai titik ketinggian terdapat pada field Elevation (field yang berisi nilai tinggi).

Modul Spatial Analyst mempunyai fungsi untuk menghitung suatu kerapatan dengan membuat grid bersifat kontinyu dimana setiap selnya mengandung informasi jumlah per satuan luas. Fungsi ini bernama Calculate Density, dimana biasanya digunakan untuk menghitung kerapatan penduduk, bangunan, dan informasi lain yang nilainya diambil dari data atribut.

Pada proses yang dilakukan, fungsi akan meminta input berupa data shape yang bertipe titik. Luaran yang dihasilkan akan diberi nama secara otomatis sebagai Density from [theme input]. Proses yang terjadi adalah fungsi akan mengubah theme titik menjadi grid yang kontinyu dengan ukuran sel yang kita tentukan. Nilai pada tiap sel merupakan hasil perhitungan jumlah titik pada radius yang ditentukan. Nilai atribut kemudian dijumlahkan dan dibagi dengan luas area pada radius tersebut.

Untuk mencoba fungsi ini kita gunakan (misalnya) data penduduk yang terdapat dalam file shape penduduk.shp, sehingga langkah awal adalah membuka penduduk.shp kemudian aktifkan theme tersebut. Arahkan penunjuk pada Theme penduduk, lalu jalankan fungsi Calculate Density dari menu Analysis.

Akan tampil kotak dialog seperti gambar berikut, dan isian yang diperlukan adalah: Population Field, yaitu menentukan field yang menyimpan data yang akan dicari kerapatannya; Search Radius, radius yang menentukan area dimana titik akan diperhitungkan; Density Type, yaitu Simple atau Kernel dimana Simple hanya memperhitungkan satu nilai pada area yang tercakup dalam radius sedangkan Kernel membagi area dalam radius sehingga hasilnya lebih halus; dan Area Units, merupakan satuan luas yang akan digunakan.

Jika unit map pada View tidak diset, maka satuan sel luaran adalah Square Map Unit dan bersifat tidak dapat diubah. Tetapi jika sudah diset maka satuan luaran dapat berupa Square Miles, Square Kilometers, Acres, Hectares, Square Yards, Square Inches, Square Meters, Square Centimeters, atau Square Millimeters.

Calculate Density bekerja pada data yang ter-select tetapi jika tidak ada data yang ter-select maka fungsi ini akan menghitung semua data pada theme tersebut.

Hasil perhitungan ini tersimpan pada folder kerja yang bersifat temporer, sehingga jika theme tersebut di delete dari View maka akan terdelete otomatis. Untuk itu diperlukan langkah untuk menyimpan hasil yang telah diperoleh melalui menu Theme kemudian pilih Save Data Set. Simpan pada folder data yang digunakan.

Pengaturan Properti Analisis penting dilakukan sebelum kita melakukan proses lebih lanjut, karena pengaturan ini menyangkut luaran yang akan dihasilkan.

Untuk pengaturan ini lakukan dengan memilih menu Analysis, kemudian Properties…, kemudian akan muncul kotak dialog Analysis Properties.

Hal-hal yang perlu diatur adalah:

1. Analysis Extent, ini merupakan seting ukuran dari luaran yang akan dihasilkan. Beberapa pilihan yang dapat dipilih adalah: Same as View yang berarti ukuran luaran sesuai dengan ukuran View yang sedang aktif; Same as Display, dimana luaran akan mempunyai ukuran sama dengan tampilan pasa saat ini; Intersection of Inputs, menggunakan daerah yang overlap dari input theme; Union of Inputs, menggunakan sebagian atau seluruh daerah input; Current Value, menggunakan nilai semula; Same as [Theme], sesuai dengan ukuran salah satu theme yang ada; dan As Specified Below, dimana kita dapat menentukan sendiri koordinat dan nilai koordinat tepi.
2. Analysis Cell Size, yaitu ukuran sel hasil. Beberapa pilihan adalah: Minimum of Input, akan menggunakan ukuran terkecil dari input yang digunakan; Maximum of Input, menggunakan ukuran sel terbesar dari input; As Specified Below, dengan memasukkan ukuran sel sesuai dengan yang kita kehendaki; Current Value, menggunakan nilai yang ada saat ini; Same as [Theme], menggunakan ukuran sel sesuai dengan theme tertentu.
3. Analysis Mask, menggunakan batasan luaran sesuai dengan daerah/area tertentu, dengan dua pilihan yaitu No Mask Set dan [Grid Theme].

Modul lama yang masih dinikmati: Spatial Analyst, biasa menclok di ArcView 3.x sebagai extension.

Raster..?

Suatu data raster adalah data yang berupa pixel dan tersusun dalam baris dan kolom, menyimpan informasi spasial dalam sebuah grid atau matrik. Tiap pixel mempunyai nilai, dan nilai ini dapat merepresentasikan sesuatu, seperti ketinggian (dalam DEM, digital elevation model), jenis tanah, penggunaan lahan, kemiringan dalam suatu nilai greyscale (dalam sebuah citra/image).

Data raster biasanya digunakan untuk menyimpan informasi mengenai feature geografis yang kontinyu pada suatu permukaan, seperti ketinggian, nilai reflektan, kedalaman air tanah, dan lain-lain. Data citra adalah satu bentuk data raster dimana pada tiap sel atau pixel menyimpan nilai yang direkam oleh peralatan optic atau elektronik. Grid pada pembahasan ini adalah data raster.

Data raster mempunyai resolusi beragam dan ukuran sel dalam suatu grid adalah tetap, sehingga jika kita lakukan zoom pada data raster maka akan terlihat bentuk dari jajaran sel tersebut.

Grid..?

Spatial Analyst menggunakan theme GRID untuk menganalisis data. Theme GRID adalah sama dengan theme raster pada feature theme biasa.

Grid adalah satu obyek yang menyimpan data spasial yang terhubungkan dengan data lainnya. Grid mempunyai struktur data raster (berbasis sel) dimana tiap sel menyimpan satu nilai data numeric. Kelas Grid dapat menyediakan hasil analisis yang menghasilkan obyek Grid yang baru dari satu obyek Grid lainnya. Suatu obyek Grid object dapat memiliki suatu table atribut nilai yang dinamakan VTab. Jika terdapat VTab maka table ini menunjukkan atribut dari obyek Grid yang terkait.

Suatu VTab otomatis akan terbentuk untuk obyek Grid bernilai bilangan bulat (integer) yang mempunyai rentang nilai kurang dari 100.000 atau nilai khusus (unique) kurang dari 500. Obyek Grid yang bertipe Floating point (pecahan) tidak mempunyai obyek VTab.

Format GRID adalah format yang dimiliki oleh ESRI yang mendukung grid raster berjenis bilangan bulat (integer) 32-bit dan pecahan (floating-point) 32-bit.

Grid sangat baik dalam merepresentasikan fenomena geografis yang berkeruangan kontinyu, dan juga dalam membentuk model keruangan dan analisis aliran, kecenderungan, dan permukaan seperti yang terdapat dalam keilmuan hidrologi.

Dengan menggunakan extension Spatial Analyst kita dapat mengubah tema berbasis vector ke grid. Kita dapat juga menghasilkan grid dari bermacam operasi analisis spasial. Grid dapat ditampilkan dalam window view pada ArcView sebagai theme grid. Kita dapat membuat kelas pada sel-sel grid dan menentukan warna pada tiap kelasnya.

Disalin ulang (dan sedikit modifikasi) dari modul pelatihan Spatial Analyst, disusun oleh httsan, Pebruari 2006.