gis 7

55

BAB 7 : MODEL DATA RASTER


Model data raster menggunakan grid reguler untuk meliput ruang (space) dan nilainya (value)
dalam setiap grid cell sesuai dengan karakteristik fenomena spasial pada lokasi cell tersebut.
Secara konseptual variasi fenomena atau obyek spasial ditunjukkan dengan perubahan nilai
cell-nya. Data Sistem Informasi Geografis yang dikodekan dalam format raster meliputi :
data elevasi digital, citra satelit, digital orthophotos, peta hasil scanning, dan file-file grafik.
Software SIG komersial dapat menampilkan data raster dan vektor secara simultan dan dapat
mengkonversi raster ke vektor dan sebaliknya vektor ke raster.


7.1 ELEMEN MODEL DATA RASTER


Model data raster kadang disebut : grid, peta raster, surface cover, atau citra (image). Dibuku
ini istilah yg digunakan adalah grid. Sebuah grid terdiri dari baris (row), kolom (column) dan
cell. Titik asal (origin) baris dan kolom adalah pada sudut kiri atas dari grid. Sama seperti
sistem koordinat bidang, baris disini berfungsi sebagai koordinat y dan kolom sebagai
koordinat x.
Sedangkan cell atau pixel adalah segiempat (yg dibentuk oleh baris dan kolom) yg memiliki
lokasi dan nilai tertentu didalam grid. Semua cell harus memiliki ukuran yg sama.


Gambar 7.1 Baris, kolom dan cell




56




























Gambar 7.2 Representasi objek titik, garis dan area dalam format vektor (kiri)
format raster (kanan)



Data raster titik direpresentasikan dengan cell tunggal, garis dengan rangkaian cell-cell yang
bertetangga (neighboring cells) dan area dengan cell-cell yang bersebelahan (contiguous
cells) (Gambar 7.2).

Setiap cell dapat memiliki nilai integer atau floating point :
• Integer : untuk merepresentasikan data yang bersifat kategoris atau diskret ( dengan
skala pengukuran nominal atau ordinal) Contoh, model data penggunaan
lahan: nilai 1 untuk perumahan, 2 untuk hutan, 3 untuk penampungan air.
dan sebagainya
• Floating point : untuk merepresentasikan data numerik yang bersifat kontinyu (dengan
skala pengukuran interval atau ratio ) contoh : nilai presipitasi (daya
resapan) tanah suatu wilayah : 20,15 ; 12,23 ; dan seterusnya. Nilai
a) Objek titik
b) Objek garis
c) Fitur area 57

kemiringan (slope) suatu wilayah yg diukur dalam persen : 8,64 ; 9,09 ;
10,09 ; dan dan seterusnya.

Nilai cell dan frekwensinya disimpan dalam tabel atribut nilai (value attribute table) dengan
menggunakan cell ID . Sedangkan ukuran cell menentukan resolusi data raster. Sebuah cell
dapat mewakili luasan satu kilo meter persegi, satu meter persegi, bahkan satu centimeter
persegi.

Data raster (citra satelit, file grafik/photo, dsb) adalah representasi ruang koordinat
(bagian/wilayah permukaan bumi) dalam bentuk ruang citra (image space) sehingga dalam
implementasinya perlu dilakukan konversi dari image space (berdasarkan image coordinates
) ke koordinat dunia nyata (real-world coordinates, yaitu koordinat suatu lokasi di bumi),
proses ini disebut georeferencing.

Kelebihan data raster dibanding vektor adalah : data raster merupakan sebuah grid dengan
lokasi cell yang tetap. Dalam algoritma komputasi, sebuah grid dapat diperlakukan sebagai
matrix dengan baris dan kolom, dan nilai cell nya disimpan dalam array dua dimensi. Karena
hampir semua bahasa pemprograman dapat menangani variable array maka manipulasi,
agregasi dan analisis dapat dilakukan dengan mudah.

7.2 TIPE DATA RASTER

a) Satellite Imagery (citra satelit)
Data satelit penginderaan jauh (remotely sensed satellite data) direkam dalam format
raster dengan resolusi berkaitan dengan ukuran pixel darat (ground pixel size), misal
resolusi spasial 30 meter berarti sama dengan pixel darat 30 m x 30 m. Nilai pixel
menunjukan energi cahaya yg dipantulkan atau dipancarkan dari permukaan bumi.
Pengukuran energi cahaya didasarkan pada pita spectral suatu kontinum panjang
gelombang yang dikenal sebagai spectrum elektromagnetik. Citra panchromatic
memiliki pita spectral tunggal, sementara citra multispectral memiliki pita multiple.
b) Digital Elevation Model (DEM)
DEM tersusun dari array data elevasi berjarak seragam. DEM berbasis titik (based-
point) tetapi dapat diubah ke raster dengan mudah dengan menempatkan setiap titik
elevasi pada pusat cell.
58

c) Digital Orthophotos
Digital Orthophoto Quad (DOQ) merupakan citra digital berupa photo udara (aerial
photograph) atau data penginderaan jauh lainnya (satellite imagery) yang telah
dikoreksi dengan membuang pergeseran (displacement) yang disebabkan kemiringan
kamera dan relief bentang alam.
d) Binary Scanned Files
Merupakan citra hasil scanning yg memuat nilai 1 dan 0 (hitam putih)
e) Digital Raster Graphics (DRG)
Merupakan citra hasil scanning peta topografi USGS
f) Graphic Files
Peta, photo dan citra dapat disimpan sebagai digital graphic files. File-file grafik
populer yg dalam bentuk raster diantaranya adalah : TIFF ( tag(ged) image file format
), GIF (graphics interchange format) dan JPEG (joint photograph expert group)
g) GIS Software-Specific Raster Data
Merupakan data raster yg bersifat spesifik untuk software GIS tertentu. Software GIS
tersebut biasanya menggunakan data raster yg diimport dari DEMs, satellite images,
scanned images, graphic files, dan ASCII files atau dikonversi dari data vektor.
Masing-masing software memberikan nama data raster dengan nama yg berbeda.
ArcGIS (ESRI) dan MGE menamakan grids, GRASS menamakan raster map layers,
IDRISI menamakan images, dan PCI menamakan surface covers

7.3 STRUKTUR DATA RASTER

a) Struktur data
Struktur data berkaitan dengan penyimpanan data raster sehingga data dapat
digunakan dan diproses oleh komputer. Diantara struktur data raster adalah :
- cell by cell encoding method
- run length encoding (RLE) method
- chain code method
- block code method
- regional quad tree method


59

i) cell by cell encoding method
Pada metode ini model raster disimpan sebagai matrix dan nilai cell-nya dituliskan
kedalam file berdasarkan baris dan kolom (Gambar. 7.3)













Gambar. 7.3 Cell-by- cell encoding method


Metode ini cocok untuk model raster yg nilai cell nya berubah secara kontinyu,
diantaranya adalah DEMs dan satellite imagery.

ii) run length encoding (RLE) method
Metode ini merekam nilai cell berdasarkan baris (row) dan kelompok (group),
setiap kelompok memuat sejumlah cell dan nilainya. Jika semua cell dalam satu
baris memiliki nilai yg sama maka hanya satu group yang direkam sehingga
menghemat memory komputer. Implementasinya adalah menuliskan posisi awal
dan akhir cell yang bernilai sama dalam satu baris sebagai satu run (Gambar 7.4)




Gambar 7.4 Run length encoding method
60


iii) chain code method
Metode ini merepresentasikan batas (boundary) suatu region dengan
menggunakan rangkaian arah kardinal dan cell-cell, misal N1 berarti berarah ke
utara sejauh 1 cell dan S5 berarti berarah ke selatan sejauh 5 cell (Gambar 7.5)


Gambar 7.5 Chain code


Coding dimulai dari sudut kiri bawah searah jarum jam. Variasi dari metode ini
adalah mengkodekan arah kardinal secara numerik, misal : 0 untuk east, 1 untuk
north, 2 untuk west, dan 3 untuk south.

iv) block code method
Metode ini menggunakan blok segi empat (square) untuk merepresentasikan suatu
region. Satu unit square merepresentasikan satu cell. Blok 4-square menunjukkan
2 x 2 cell, blok 9-square menunjukkan 3x3 cell, dan seterusnya. Masing masing
blok square hanya dikodekan dengan lokasi sebuah cell, yaitu sudut kiri bawah
blok tersebut. (Gambar 7.6)
61



Gambar 7.6 Block code


v) Regional Quad Tree
Metode ini menggunakan dekomposisi rekursif dengan membagi grid menjadi
hirarki kuadran. Sebuah kuadran yg memiliki nilai yang sama tidak akan dibagi
lagi dan disimpan sebagai leaf node. Leaf node tersebut dikodekan dengan nilai
kuadran yang homogen (sama) yaitu gray atau white Sedangkan kuadran yang
memiliki nilai berbeda akan dibagi lagi menjadi kuadran baru sampai diperoleh
kuadran dengan nilai yang sama ( yaitu cell-nya gray semua atau white semua).
Setelah pembagian kuadran selesai, selanjutnya cell-cell tersebut dikodekan
dengan metode spatial indexing dalam struktur hirarkis.(Gambar 7.7) 62




Gambar 7.7 Regional Quad Tree


Pembagian kuadran menghasilkan kuadran NW dengan spatial index 0, SW
dengan spatial index 1, SE dengan spatial index 2 dan NE dengan spatial index 3.
Pada Gambar 7.7 menunjukkan 3 level kuadran.
Dengan hierarchical quad tree structure dan spatial indexing maka cell-cell abu-
abu (gray leaf node) dapat dikodekan sbb : (02, 032), (102, 113, 120, 123 , 13),
(20, 210, 213, 220, 230, 231), (30, 31, 320, 321)
Metode quad tree ini efisien untk menyimpan data luasan (area) khususnya jika
data tersebut memuat beberapa kategori.