basis data spasial monitoring jaringan jalan dengan metode linear

Transportasi
BASIS DATA SPASIAL MONITORING JARINGAN JALAN DENGAN METODE
LINEAR REFERENCING
(153T)
Nindyo Cahyo Kresnanto1 dan Dwi Yulianto2
1
Jurusan Teknik Sipil, Universitas Janabadra, Jl. Tentara Rakyat Mataram 57 Yogyakarta
Email: [email protected]
2
Jurusan Teknik Sipil, Universitas Janabadra, Jl. Tentara Rakyat Mataram 57 Yogyakarta
ABSTRAK
Ditjen Bina Marga pada tahun 2010 telah mencatat total panjang jaringan jalan yang ada di
Indonesia mencapai 376.176 km yang terdiri dari jalan tol sepanjang 741,97 km (0,20%), jalan
nasional non-tol 38.569 km (10,25%), jalan provinsi 48.681 km (12,94%), jalan kabupaten 255.253
km (67,85%), dan jalan kota 32.932 km (8,75%). Selain data tentang panjang, jalan juga akan
dikaitkan dengan data atribut yang selalu berubah-ubah (dinamis), seperti kerusakan jalan, kondisi
jalan, lebar, status, fungsi dan lainnya. Saat ini, model penyimpanan data jalan tersebut terpisah
antara data grafis (peta jalan) dan data atributnya. Data grafis berupa data segmen jalan yang di
awali dengan titik awal tertentu dan titik akhir tertentu. Titik awal dan titik akhir biasanya berupa
simpul jaringan seperti pertigaan, perempatan, dsb. Data atributnya berupa data tabular. Dua data ini
dipisahkan karena dalam satu segmen data grafis bisa terdiri dari banyak data atribut. Hal inilah
yang menjadi tantangan, dapatkah data atribut yang banyak dapat ditempelkan dalam satu data
grafis tidak terputus.
Dalam Sistem Informasi Geografis (SIG) terdapat sebuah metode metode penyimpanan lokasi
geografis dengan menggunakan posisi relatif sepanjang sebuah objek linear (garis) terukur yang
disebut dengan metode Linear Referencing. Metode ini diimplementasi menggunakan tabel atribut
dalam SIG yang disebut dengan event tables (tabel kejadian). Event tables mengandung informasi
tentang aset, kondisi, dan kejadian yang dapat dialokasikan di sepanjang route features. Dalam
metode ini dikenal dua buah tipe kejadian/event yaitu: kejadian titik/point events dan kejadian
garis/line events. Metode ini akan dicoba digunakan untuk mengatasi permasalahan penyimpanan
data atribut jalan dan data grafis jalan secara bersamaan. Metode ini di uji cobakan pada jaringan
buatan untuk melihat efektifasnya jika dibandingkan dengan metode basis data konvensional saat
ini.
Secara umum, linear referencing yang digunakan pada jaringan jalan Provinsi Daerah Istimewa
Yogyakarta dapat diimplementasikan untuk mengetahui tingkat kejadian dan jenis kerusakan jalan
pada ruas tertentu. Hasil perbandingan langkah pengerjaan dan ukuran penyimpanan file antara
dengan metode konvensional dan metode linear referencing didapatkan bahwa penggunaan metode
linear referencing dapat meningkatkan effisiensi kerja karena kemudahan pelaksanaannya dan
ukuran penyimpanan file dengan menggunakan metode linear referencing jauh lebih kecil jika
dibandingkan dengan metode konvensional.
Kata Kunci: Metode Linear Referencing, Monitoting dan Evaluasi Jalan
1.
PENDAHULUAN
Ditjen Bina Marga telah mencatat total panjang jaringan jalan yang ada di Indonesia mencapai 376.176 km yang
terdiri dari jalan tol sepanjang 741,97 km (0,20%), jalan nasional non-tol 38.569 km (10,25%), jalan provinsi 48.681
km (12,94%), jalan kabupaten 255.253 km (67,85%), dan jalan kota 32.932 km (8,75%) (Mulyono, 2011). Data
jalan tersebut belum dikaitkan dengan data lain yang terkait dengan jalan, seperti kerusakan jalan, kondisi jalan,
lebar, status, fungsi dan lainnya. Jika secara kasar karakteristik jalan setiap kilometernya berbeda maka pihak terkait
perlu menangani sejumlah 376.176 jenis kasus pada jalan di Indonesia. Hal ini tentunya memerlukan upaya yang
baik dalam pengelolaan basis data untuk mendukung monitoring dan evaluasi setiap kasus yang ada.
Banyaknya data atau kejadian yang terkait dengan jaringan jalan selain data karakteristik jaringan jalan.
Karakteristik yang terkait dengan jaringan jalan dapat berupa jenis perkerasan, lebar jalan, jumlah lajur, dan
perlengkapan jalan. Sementara itu, kejadian yang terkait jaringan jalan dapat berupa nomor rumah, kejadian
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
T - 123
Transportasi
kecelakaan, kemacetan, atau kejadian lainnya. Data atau kejadian tersebut tidak selalu terjadi disepanjang koridor
jalan tapi bias terjadi hanya pada spot-spot tertentu berupa titik-titik kejadian atau penggal jalan. Sebagai contoh:
nomor rumah atau kecelakaan hanya merupakan kejadian titik di sepanjang jalan; kondisi perkerasan mungkin
terbagi menjadi beberapa penggal pada suatu ruas jalan.
Kejadian disepanjang ruas jalan merupakan entitas tersendiri yang terkait dengan suatu lokasi di ruas jalan.
Sementara ruas juga merupakan entitas tersendiri dari sebuah jalan. Artinya dalam sebuah entitas ruas jalan
kemungkinan terkait dengan beberapa entitas lain berupa kejadian-kejadian. Dan tidak mungkin entitas ruas jalan
tersebut dibagi-bagi sehingga sesuai dengan jumlah entitas kejadian-kejadian yang terkait dengannya.Untuk itu
perlu metode untuk menyimpan data tersebut sehingga mudah dimengerti hubungan antara entitas ruas jalan dan
kejadian-kejadian yang ada di atasnya. Salah satu metode yang dapat menangani permasalahan tersebut adalan
metode linear referencing. Metode linear referencing adalah sebuah metode penyimpanan lokasi geografis dengan
menggunakan posisi relatif sepanjang sebuah objek linear (garis) terukur (ESRI, 2009). Linear referencing
merupakan bagian dari metode dalam metode penyimpanan data spasial dalam Sistem Informasi Geografis (SIG)
yang merupakan metode yg dirasa cukup bagi untuk kebutuhan tersebut.
2.
METODE LINEAR REFERENCING
Banyak instansi menyimpan data tentang lokasi yang merupakan lokasi yang berada disepanjang objek garis/line
sebagai alternatif penyimpanan lokasi dengan menggunakan koordinat (x, y). Sebagai contoh: lokasi rumah/alamat
rumah lebih mudah dimengerti dengan nomor rumah pada suatu ruas jalan dari pada menggunakan koordinat
tertentu. Kebutuhan tentang bentuk penyimpanan seperti inilah yang diharapkan dapat diwadahi dengan metode
linear referencing. Linear referencing adalah sebuah metode penyimpanan lokasi geografis dengan menggunakan
posisi relatif sepanjang sebuah objek linear (garis) terukur (ESRI, 2010). Pengukuran jarak digunakan untuk
menempatkan lokasi kejadian-kejadian disepanjang sebuah garis seperti terlihat pada gambar 1.
Kejadian
panjang/garis
Kejadian
setempat/titik
Jarak di sepanjang garis
Gambar 1. Linear Referencing (dimodifikasi dari sumber: ESRI 2010)
Ukuran sepanjang objek linier digunakan untuk menempatkan kejadian setempat/titik/point dan kejadian-kejadian
panjang/garis/line menggunakan sejumlah ketentuan-ketentuan (aturan-aturan).
Sebuah kejadian setempat/point dapat ditempatkan di sepanjang sebuah objek garis seperti dalam gambar 2 sebagai:
Pada ukuran ke 12 di sepanjang garis (a); atau
4 unit ke timur dari ukuran ke 10 disepanjang garis (b).
(b)
(c)
(a)
(d)
Jarak di sepanjang garis
Gambar 2. Penempatan kejadian pada metode linear referencing (dimodifikasi dari sumber: ESRI 2010)
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
T - 124
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
Transportasi
Kejadian panjang/garis/line dapat direferensikan dengan beberapa cara (gambar 2), sebagai contoh:
Kejadian garis dimulai pada ukuran ke 18 dan berakhir diukuran 26 (c); atau
Kejadian garis dimulai pada ukuran ke 28 menerus ke arah timur sepanjang 12 unit (d).
3.
DYNAMIC SEGMENTATION (SEGMENTASI DINAMIS)
Dynamic segmentation adalah sebuah proses komputasi/perhitungan penyimpanan kejadian-kejadian dan
pengelolaannya dalam sebuah tabel kejadian (event table) menggunakan sistem pengukuran linear referencing dan
menampilkannya kedalam sebuah peta (ESRI, 2003).
Istilah ”dynamic segmentation” diambil dari konsep bahwa objek-objek garis tidak perlu dipisahkan atau dibagi-bagi
(disegmentasi) setiap nilai atributnya berubah (secara dinamis menempatkan segmen). Dengan dynamic
segmentation, beberapa set atribut dapat berasosiasi dengan bagian mana saja dari sebuah objek linier tidak
tergantung dimana kejadian itu berada, mulai dari awal hingga akhir garis. Atribut ini dapat ditampilkan, queried,
diperbaharui/diedit, dan dianalisis tanpa mempengaruhi objek linier yang mendasarinya.
Model dynamic segmentation terdiri dari beberapa komponen yaitu arc, section, dan route. yang berhubungan satu
dengan yang lain membentuk suatu model data yang disebut route-system. Model dynamic segmentation merupakan
pengembangan dari model topologi arc-node, model datanya dibangun di atas model data arc-node dengan
menggunakan konsep object-orientied (gambar 4). Model dynamic segmentation digunakan untuk mengatasi
masalah-masalah yang tidak dapat dipecahkan dengan model konvensional arc-node (metode topologi atau metode
penstrukturan data dalam SIG) tanpa mempengaruhi data utama arc yang terdapat dalam Arc Attribute Table (AAT),
Event
Event
Route
Route-Syst em
Section
Arc-Node
Real-world
Gambar 3. Model Dynamic Segmentation
4.
BEBERAPA SKENARIO PENGGUNAAN LINEAR REFERENCING
Kebanyakan model data, objek-objek linier terpisah/terbagi pada persimpangan/intersection yang terhubung oleh
dua atau lebih objek garis, dan juga terbagi berdasarkan perubahan nilai atributnya (seperti: perubahan nama jalan).
Beberapa skenario dalam penggunaan linear referencing adalah:
Pengguna (user) seringkali menginginkan me-record/mencatat atribut-atribut tambahan tentang sebuah ruas jalan.
Tanpa menggunakan linear referencing, hal ini bisa dilakukandengan cara membagi ruas jalan ke dalam potonganpotongan kecil segmen sesuai dengan jumlah atributnya dan akan selalu berubah setiap nilai atribut berubah.
Sebagai alternatif, persoalan tersebut dapat ditangani sebagai kejadian-kejadian linear referencing (linear
referencing events) seperti pada gambar 4.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
T - 125
Transportasi
Gambar 4. Contoh linear referencingevents pada sebuah ruas jalan (sumber: ESRI 2010)
Pada kondisi tertentu, objek linier juga dapat mempunyai atribut yang seringkali berubah-ubah. Sebagai contoh:
kondisi perkerasan sebuah segmen jalan dapat berubah seiring waktu dan pemeliharaan yang dilakukan dan
perubahan pada panjang segmennya (gambar 5).
Gambar 5. Contoh skenario perubahan pada sebuah atribut jalan akibat waktu dan pemeliharaan (sumber:
ESRI 2010)
Segmentasi objek liniersesuai dengan perubahannya akan menjadi sangat bermasalah ketika harus
mempertimbangkan banyak atribut yang harus dimasukkan kedalamnya. Sebagai tambahan untuk atribut kondisi
jalan misalnya, kita juga perlu menambahkan informasi volume lalulintas, jumlah lajur, Sebagai tambahan kondisi
jalan, kemungkinan kita juga menginginkan penambahan atribut lain seperti: volume lalulintas, jumlah lajur, jenis
perkerasan, batas kecepatan, dan lokasi kecelakaan (gambar 6).
Gambar 6. Berbagai atribut yang terkait objek linier jalan (sumber: ESRI 2010)
5.
IMPLEMENTASI METODE LINEAR REFERENCING DALAM ARCGIS DATASET
ArcGIS adalah sebuah perangkat lunak Sistem Informasi Geografis (SIG) yang diproduksi oleh ESRI
(Environmental Systems Research Institute). Dalam ArcGIS, implementasi linear referencing menggunakan dua
buah tipe data utama yaitu:
1.
2.
Route feature classes
Event tables
Dengan menggunakan dynamic segmentation, kejadian-kejadian dari tabel-tabel kejadian (event tables) akan
ditempatkan di objek garis dalam sebuah route feature class.
a. Route feature classes
Sebuah route feature class adalah sebuah kelas objek garis yang memiliki sistem pengukuran tertentu. Nilai ukuran
ini dapat digunakan untuk mengalokasikan kejadian-kejadian, asset-aset, dan kondisi-kondisi sepanjang objek linier.
Dalam ArcGIS, istilah route mengacu pada sebuah objek linier, seperti jalan, sungai, atau pipa, yang memiliki
sebuah unique identifier (pengenal unik) dan sebuah sistem pengukuran di sepanjang objek linier tersebut (gambar
7).
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
T - 126
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
Transportasi
Gambar 7. Route dalam ArcGIS
Kumpulan dari routes dengan sistem pengukuran yang sama disebut dengan route feature class. Setiap route dalam
kelas objek juga memiliki sebuah unique identifier. Objek garis dengan pengenal (identifier) yang sama akan
dipertimbangkan sebagai bagian dari route yang sama (gambar 8)
Gambar 8. Route feature class
b. Event Tables (Tabel-Tabel Kejadian)
Event tables mengandung informasi tentang aset, kondisi, dan kejadian yang dapat dialokasikan di sepanjang route
features. Setiap baris dalam event table bereferensi pada sebuah kejadian/event dan lokasinya, dinyatakan sebagai
pengukuran di sepanjang objek linier bernama (identifiable).
Ada dua buah tipe kejadian/event yaitu: kejadian titik/point events dan kejadian garis/line events. Sebuah point event
menggambarkan lokasi diskrit disepanjang rute (titik), sedangkan sebuah line event menggambarkan sebagian dari
rute (garis).
Sebuah lokasi point event menggunakan hanya satu nilai ukur untuk mendeskripsikan sebuah lokasi diskrit,
seperti: KM 29.
Sebuah line event menggunakan dua buah nilai pengukuran yaitu from- dan to-measure untuk mendeskripsikan
sebagian dari sebuah rute (contoh: KM 29 s/d KM 35).
6.
UJI COBA ANALISIS JARINGAN
a. Uji coba linier referencing dalam data buatan
Tabel 1 adalah data buatan yang menggambarkan kejadian ruas/garis dan kejadian titik. Tabel kejadian ruas
menunjukan jenis kerusakan jalan dan tabel kejadian titik menunjukan kejadian kecelakaan kendaraan. Kejadian ini
terjadi pada ruas jalan no 85 (kolom pertama). MP (Measured Point) adalah titik kilometer kejadian titik, FMP
(From Measured Point) adalah titik awal kejadian garis, TMP (To Measured Point) adalah titik akhir kejadian garis.
Ukuran ini (MP, FMP, dan TMP) selanjutnya digunakan untuk menempatkan kejadian setempat/titik/point dalam
dalam obyek linear ruas no 85 seperti pada gambar 9.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
T - 127
Transportasi
Tabel 1. Kejadian Titik dan kejadian garis
NO_RUAS
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
MP
4200
4500
5200
6000
7000
7500
8000
10550
12000
16000
18000
19550
20100
20500
KEJADIAAN
Kec. Mobil
Kec. Motor
Kec. Truk
Kec. Motor
Kec. Truk
Kec. Bus
Kec. Truk
Kec. Bus
Kec. Mobil
Kec. Motor
Kec. Truk
Kec. Motor
Kec. Truk
Kec. Mobil
NORUAS
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
85
FMP
3890
4000
4200
4500
5200
6000
7000
7500
8000
10550
12000
16000
18000
19550
20100
20500
TMP
3950
4200
4500
5110
5723
6650
7500
7800
9000
12000
15000
17985
19000
20000
20500
24000
JENIS_KERUSAKAN
Penurunan
Retak Permukaan
Distorsi
Disintegration
Retak Permukaan
Penurunan
Retak Permukaan
Distorsi
Polished Aggregate
Bleeding/Flushing
Penurunan
Distorsi
Retak Permukaan
Distorsi
Polished Aggregate
Bleeding/Flushing
Gambar 9. Contoh kejadian garis dan titik pada ruas dalam tabular dan grafis linear referencing
Sebuah contoh, terdapat kejadian setempat/point dapat ditempatkan di sepanjang ruas 85:
Pada KM 5,20 terjadi kecelakaan truk (ditandai dengan bulatan kuning pada gambar).
Pada KM 6,00 terjadi kecelakaan motor (ditandai dengan tanda halilintar warna ungu).
Kejadian panjang/garis/line dapat direferensikan dengan beberapa cara:
Kerusakan jalan berupa retak permukaan sepanjang 200 m dari km 4000 sampai km 4200 (warna merah).
Kerusakakan jalan berupa disintegration dari km 4500 ke km 5110 (warna orange).
Jika terjadi perubahan kejadian, maka proses editing nya cukup pada tabel event saja tanpa harus mengubah data
grafisnya.
b. Perbandingan metode konvensional dan event table
Dalam penelitian ini juga membandingkan ukuran file output metode konvensional dan event table. Sebagai contoh
diambil segmen jalan tertentu dengan jumlah segmen kejadiaan 24 buah. Dalam metode konvensional, untuk
menggambarkan kondisi ini harus melakukan potongan sebanyak 24 kali pada obyek grafisnya dan menambahkan
pada atributnya. Sementara itu, dengan metode ini, cukup mengubah segmen kejadian pada data atribut tanpa
mengubah obyek grafisnya.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
T - 128
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
(""*!$""
Transportasi
(! !" "(&
"
Gambar 10. Grafik ukuran file metode konvensional
Gambar 10 menggambarkan ukuran file dalam byte menggunakan metode konvensional terlihat bahwa terjadi
peningkatan ukuran file yang signifikan apabila jumlah segmen bertambah.
(""*!$""
(! !" "(&
"
Gambar 11. Grafik ukuran ruang penyimpanan file dengan metode Event Table dalam Linear Referencing
Gambar 11 menggambarkan ukuran file dalam byte menggunakan metode event table terlihat bahwa peningkatan
ukuran file terjadi tidak signifikan karena penambahan jumlah segmen dan kejadian dilakukan di file excel.
7.
KESIMPULAN
Dari bahasan yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan:
a. Penggunaan metode linear referencing dapat diimplementasikan dalam pembuatan basis data jaringan jalan
karena objek jaringan jalan adalah berupa objek linier.
b. Penggunaan metoda linear referencing untuk monitoring dan evaluasi jaringan jalan akan sangat membantu
efektifitas pengelolaan data karena tidak diperlukan lagi segmentasi jaringan jalan secara spasial cukup dengan
tambahan atribut baru yang terkait dengan sistem pengukuran jaringan jalan.
c. Penghematan ruang penyimpanan baik hardcopy maupun softcopy untuk basis data jaringan jalan.
PUSTAKA
Curtin,
K. e. (2003). ArcGis Transportation Data Model (Draft). Diambil kembali dari
http://www.esri.com/software/arcgisdatamodels/arcgistransmodel
Dole, R., Ali, M., & Nathan, A. (2000). GIS Municipal Application: Evaluation of ArcInfo's Dynamic Segmentation
for
GVRD's
Facilities
Management.
Diambil
kembali
dari
http://giswww1.bcit.ca/giscentre/projects/projects2000/AliNathanRaj-2.pdf.
ERSI. (2010). Highway Data Management in ArcGIS. Redlands, CA. USA.: Environmental Systems Reseacrh
Institude, Inc.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
T - 129
Transportasi
ESRI. (1990). Understanding GIS: The ARC/INFO Method. Redlands, CA. USA: Environmental System Research
Institute, Inc.
ESRI. (1991). Network Training Workbook: Address Geocoding and Network Analyst. Redlands, CA, USA:
Environmental Systems Research Institude, Inc.
ESRI. (2003). Linear Referencing in ArcGIS®: Practical Considerations for the Development of an Enterprisewide
GIS . Redlands, CA. USA.: Environmental Systems Research Institude, Inc .
Kresnanto, N. C. (2011). Kajian aplikasi metode linear referencing sistem informasi geografis untuk basis data
monitoring dan analisis jaringan jalan. Yogyakarta.
Landis, K. (2003). Intergrating Dynamic Segmentation Into Publication Quality Transpostation Maps. Diambil
kembali dari http://gis.esri.com/library/userconf/proc96/TO200/PAP170/P170.HTM
Mulyono, A. T. (2011). Kepatuhan Penerapan Standar Mutu untuk Mewujudkan Standard Minded
Penyelenggaraan Jalan daerah . Yogyakarta: Pidato pengukuhan Guru Besar pada Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada.
Perone, S. M. (1997). Intergrating Transportation Modeling Networks Using Dynamic Segmentation. Diambil
kembali dari http://gis.esri.com/library/userconf/proc97/to450/pap417/p417.htm-19k
Price, J. W. (2003). Using The Georgia Department Of Transportation's Road: Characteristics Database for
Intersection Level Calibration: An Application Of The ArcInfo Dynamic Segmentation Model. Diambil
kembali dari http://gis.esri.com/library/userconf/proc96/TO150/PAP1414/P141.HTM
UNBC. (2003). Advanced GIS. Diambil kembali dari Uniersity of Northern British Columbia:
http://www.gis.unbc.ca/webpages/webnew/courses/geog413/labs/lab15/bottomframe.html.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
T - 130
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013