Data Blade Spasial

Database Spasial: Yang dimaksud database spasial disini adalah database yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan data spasial. Database spasial yang dinilai paling handal dan banyak dipakai saat ini adalah PostgreSQL dengan tambahan modul postGIS, namun akhir-akhir ini pengembang mySQL sudah meluncurkan produk mereka yaitu mySQL spatial. PostGIS merupakan modul yang mendukung kompatibilitas postgreSQL untuk menyimpan tipe data spasial. PostGIS dikembangkan oleh Refractions Research Inc. PostGIS memberi dukungan terhadap semua fungsi danobjek yang telah ditetapkan pada konferensi Open Geospatial Consortium dalam sebuah traktat “spesifikasi fitur tertentu yang sederhana untuk SQL”. Penggunaan berbagai fungsi spasial dalam postgre, dimungkinkan dilakukan melalui library postgis yang telah ter-include di dalamnya, sehinggadapat dilakukan proses pengolahan data spasial yang lebih lanjut, dan dapat dilakukan query data sepenuhnya melalui SQL command line. Bahasa pemrograman data spasial seperti Oracle, DB2 Spatial, SQL Server, dan Tata Ruang berbeda dengan kemampuan yang dimiliki oleh postGIS. PostGIS memiliki tambahan kemampuan khusus yaitu sebagai mesin penghubung database, dalam hal ini PostgreSQL. Bahkan, PostGIS dapat dinamakan sebagai "PostgreSQL Spatial", karena memiliki fungsi yang sama seperti ekstensi database spasial. Fungsi - fungsi tersebut antara lain:

1. PostGIS menambahkan jenis data “geometri” ke jenis data yang biasa (mis. "varchar", "char", "integer","tanggal", dll).
2. PostGIS menambahkan fungsi baru yang berlangsung dalam jenis “geometri”, dan memberikan informasi ulang (misalnya ST_Distance (geometri, geometri), ST_Area (geometri), ST_Length (geometri), ST_Intersects (geometri, geometri), dll).
3. PostGIS menambahkan suatu mekanisme untuk memungkinkan pengindeksian query spasial dengan batasan (dengan kalimat “bounding dalam kotak”) untuk mencatat kembali dengan cepat dari tabel datayang sangat besar.

Flattening the Earth (Mendatarkan Bumi)

      1. Bidang Geometri pada lat-long

• Singularitas dan skala? distorsi pada dan ke arah kutub
• Menyelimuti di sekitar bujur 180º
• Perpotongan, tepi, lokasi garis buruk.

     2. Proyeksi lokal/Regional

• Membatasi kesahihan jarak
• Masalah2 pencocokan tepi peta
• Skala tidak seragam
• Pengindeksan: itu akan lebih buruk
• Banyak “kotak pembatas" atau hilangnya seluruh selektivitas

Geodetic DataBlade/Extender

•      Koordinat Lintang-Bujur (‘geodetic’), ellipsoidal datum

•      Resolusi dan akurasi seragan diseluruh dunia (“world ke cm”)

•      Tepi peta dan skala tidak ada pengecualian (singularities)

•      Berdasarkan pada mesin geometri Hipparchus oleh Geodyssey Ltd.

•      Dimensi titik-apung dan waktu terintegrasi untuk pencarian indeks tunggal dan pengelolaan data spatio-temporal yang benar.

•      Pengindekan bertenaga penuh untuk kinerja tinggi:

•      Voronoi Tessellation – pembagian ruang adaptasi

•      R-tree – indeks multidimensi menyesuaian sendiri (diatas 5 dimensi)

•      Khusus untuk IBM

Datum Geodetik dan Sistem Koordinat

Datum Geodetik dan Sistem Koordinat

1. Datum Geodetik

·         Pengertian Datum Geodetik

Datum geodetik adalah parameter yang digunakan untuk mendefinisikan bentuk dan ukuran elipsoid referensi. Parameter-parameter ini selanjutnya digunakan untuk pendefinisian koordinat, serta kedudukan dan orientasinya dalam ruang di muka bumi. Setiap negara menggunakan suatu sistem Datum Geodetik yang masing-masing ditetapkan menjadi dasar acuan pemetaan nasionalnya.

·         Parameter Datum Geodetik

1).    Parameter utama, yaitu setengah sumbu panjang ellipsoid (a), setengah sumbu pendek (b), dan penggepengan ellipsoid (f).

2).    Parameter translasi, yaitu yang mendefinisikan koordinat titik pusat ellipsoid (Xo,Yo,Zo) terhadap titik pusat bumi.

3).    Parameter rotasi, yaitu (εx, εy, εz) yang mendefinisikan arah sumbu-sumbu (X,Y,Z) ellipsoid.

4).  Parameter lainnya, yaitu datum geodesi global memiliki besaran yang banyak hingga mencakup konstanta-konstanta yang merepresentasikan model gaya berat bumi dan aspek spasial lainnya.

·         Macam-macam Datum Geodetik

1).    Macam Geodetik berdasarkan Metodenya :

§  Datum horizontal adalah datum geodetik yang digunakan untuk pemetaan horizontal dimana untuk mendapatkan koordinat x dan y.

§  Datum vertikal adalah bidang referensi untuk titik ketinggian (elevasi). Datum vertikal digunakan untuk merepresentasikan informasi ketinggian atau kedalaman (koordinat z).

2).    Macam Geodetik berdasarkan Luas Areanya :

§  Datum lokal adalah datum geodesi yang paling sesuai dengan bentuk geoid pada daerah yang tidak terlalu luas. Contoh datum lokal di Indonesia antara lain : datum Genoek, datum Monconglowe, DI 74 (Datum Indonesia 1974), dan DGN 95 (Datum Geodetik Indonesia 1995).

§  Datum regional adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang bentuknya paling sesuai dengan bentuk permukaan geoid untuk area yang relatif lebih luas dari datum lokal. Datum regional biasanya digunakan bersama oleh negara yang berdekatan hingga negara yang terletak dalam satu benua. Contoh datum regional antara lain : datum indian dan datum NAD (North-American Datum) 1983 yang merupakan datum untuk negara-negara yang terletak di benua Amerika bagian utara, Eurepean Datum 1989 digunakan oleh negara negara yang terletak di benua eropa, dan Australian Geodetic Datum 1998 digunakan oleh negara negara yang terletak di benua australia.

§  Datum global adalah datum geodesi yang menggunakan ellipsoid referensi yang sesuai dengan bentuk geoid seluruh permukaaan bumi. Karena masalah penggunaan datum yang berbeda pada negara yang berdekatan maupun karena perkembangan teknologi penentuan posisi yang mengalami kemajuan pesat, maka penggunaan datum mengarah pada datum global. Datum datum global yang pertama adalah WGS 60, WGS66, WGS 72, awal tahun 1984 dimulai penggunaan datum WGS 84, dan ITRF.

·         Sejarah Pemetaan di Indonesia dalam Menggunakan Datum Geodetik

v  Sejak tahun 1870 (oleh Pemerintahan Kolonial Belanda tahun 1870) sampai dengan tahun 1974, Datum Geodetik yang digunakan adalah Ellipsoid Bessel 1851 (a = 6.377.563 m, f = 1/299,3) dengan sisitem koordinat relatif dan posisi Ellipsoid bermacam-macam. Untuk Jawa, Nusa Tenggara dan Sumatera dipakai titik di gunung Genuk di sekitar Semarang sebagai titik awal sistem. Yang dinamakan Datum Genuk. Di Kalimantan ada 2 datum, yaitu Datum Gunung Raya di Kalimantan Barat dan Datum Serindung di Kalimantan Timur ( keduanya terpisah ), untuk Sulawesi dipakai Datum Monconglowe di Sulawesi Selatan, selain tiu juga ada beberapa datum di Maluku dan datum di Papua.

v  Dalam program pemetaan Dasar Nasional yang dimulai pada masa Repelita I ( 1960-1974 ) yang bertepatan dengan dibentuknya Badan Koordinasi Survey dan Pemetaan Nasional (Bakosurtanal) pada tahun 1969, dan dimulainya progam penyatuan sistem referensi. Tujuan utamnya untuk membangun sistem informasi geografis yang integratif di Indonesia. Pada masa ini teknologi pun telah berkembang dengan munculnya penentuan posisi dengan satelit, yang pada waktu itu dinamakan sistem Satelit Doppler dari US Navy Navigation Satelite system ( NNSS ) sistim triangulasi yang dignakan pada masa sebelumnya telah ditinggalkan. Dengan teknologi ini, seluruh datum Indonesia yang terpisah telah disatukan dalam satu sistem, walupun pada waktu itu kita masih mengadopsi sistem relatif terhadap satu titik di muka bumi yang dipakai sebagai acuan.Kemudian Bakosurtanal memutuskan untuk memilih satu titik triangulasi di Padang sebagai titik awal sistem dan dinamakan Datum Padang. Selanjutnya Datu Padang ini dinamakan dengan nama baku yang terkait dengan tahun penetapannya yaitu Datum Indonesia 1974 ( Indonesia Datum, 1974 atau ID-74 ). Dalam datum tunggal ini Indonesia mengganti Ellipsoid Bessel 1841 dengan ellipsoid yan diadopsi secara internasional pada waktu itu, yaitu GRS 1967 ( Geodetic Reference System 1967 ). Denga nilai a = 6.378.160 m dan f = 1/298.25.

v  Ketika setelah berkembangnya GPS ( Global Positionng System ). Pada masa ini penentuan posisi yang lebih akurat dicapai setiap saat dan tepat. Agar peta-peta Indonesia tetap bisa digunakan, maka perlu mengubah datum yang digunakan dari ID-74 ke datum yang sesuai denga sistem GPS. Datum baru ini dinamakan Datum Geodesi Nasional Indonesia 1995 ( DGNI 1995 ) dengan Ellipsoid acuan WGS 1984 ( a = 6.378.137 m dan kegepengan f = 1/295.34 ) yang juga digunakan secara internasional serta sistem koordinat geosentrik. Datum ini mengadopsi sistem datum geodetik absolut dengan mengatur pusat Ellipsoid Referensi berimpit dengan pusat massa bumi dan tidak digunakan lagi Datum Padang ( yang merupakan datum relatif ) seperti pada masa sebelumnya.

2.      Sistem Koordinat

·         Pengertian Sistem Koordinat

Sistem koordinat merupakan suatu metode/cara yang digunakan untuk menentukan letak titik dalam suatu grafik.

·         Macam Sistem Koordinat

v  Koordinat Kartesius

-) Sistem koordinat kartesius digunakan untuk menentukan titik dalam bidang dengan menggunakan dua bilangan yang disebut koordinat x dan koordinat y dari titik tersebut.

-) Untuk mendeskripsikan suatu titik tertentu dalam sistem koordinat dua dimensi nilai x ditulis absis, lalu diikuti nilai y yang disebut ordinat. Dengan demikian, format yang dipakai selalu (x,y) dan urutannya tidak dibalik-balik.

v  Koordinat Polar

Dalam koordinat polar, koordinat suatu titik didefinisikan fungsi dari arah dan jarak dari titik ikatnya. Selanjutnya dapat dijelaskan pada gambar berikut ini.

v  Koordinat Kartesian

Sistem Koordinat Kartesian 3 Dimensi, pada prinsipnya sama dengan sistem koordinat kartesian 2 Dimensi, hanya menambahkan satu sumbu lagi yaitu sumbu Z, yang ketiganya saling tegak lurus, seperti yang terlihat pada gambar.

v  Koordinat Bola

Posisi suatu titik dalam ruang, selain didefinisikan dengan sistem kartesian 3 Dimensi, dapat juga didefinisikan dalam sistem koordinat bola (pronsip dasarnya sama dengan koordinat polar, yaitu sudut dan jarak).

v  Koordinat Ellipsoida

Untuk pendefinisian bentuk bumi sangatlah susah. Bentuk bumi dikenal sebagai geoid. Geoid didekati oleh permukaan muka laut rata-rata. Untuk mempermudah hitungan bentuk bumi, digunakan suatu model matematik yang disebut ellipsoida yaitu ellips yang putar.

dengan :

a = sumbu semi-mayor (setengah sumbu panjang)

b = sumbu semi-minor ( setengah sumbu pendek)

f = flattening (penggepengan)

e = eksentrisitas

Konsep Desain Software Database

Analisis dan Desain Model
- Analisis kebutuhan dilakukan dengan menggunakan beberapa alat (tools)

• DFD (Data Flow Diagram), Gambaran bagaimana data berubah sejalan dengan alirannya dalam sistem dan menggambarkan fungsi-fungsi yang mengubah data
• ERD (Entity Relationship Diagram), Menggambarkan relasi antara objek data.
• STD (State Transition Diagram). Menggambarkan bagaimana kerja sistem melalui kondisi (state) dan kejadian yang menyebabkan kondisi berubah, serta aksi yang dilakukan karena kejadian tertentu. 

- Berikut merupakan contoh gambar dari tampilan tools-tools yang digunakan :

Gambar 1.1 Data Flow Diagram

Gambar 1.2 Entity Relationship Diagram

Gambar 1.3 Street Transition Diagram

- Hasil yang diperoleh dari analisis kebutuhan

• Model analisis yang kemudian menjadi bekal untuk melakukan desain
• Setiap bagian dari analisis model menjadi bekal pada proses desain pada piramida model desain. 

Model Desain
- Data Design

• Mengubah informasi menjadi struktur data untuk mengimplementasikan software.
• Data design dibuat berdasarkan data dictionary dan ERD.

- Architectural Design

• Mendefinisikan relasi antara elemen-elemen struktural utama, pola desain yang digunakan untuk mencapai kebutuhan yang ditentukan untuk sistem dan batasan-batasan yang mempengaruhi bagaimana desain arsitektural ini diterapkan.
• Desain ini berdasarkan spesifikasi sistem, model analisis (bagian DFD) dan interaksi antara subsistem.

- Interface Design

• Menjelaskan bagaimana software berkomunikasi dalam dirinya, dengan sistem yang bertukar informasi dengannya, dan dengan manusia yang menggunakannya. 

- Component-level design menghasilkan deskripsi prosedur software

DBMS (Database Management System)

DBMS adalah perangkat lunak yang menangani semua pengaksesan database yang mempunyai fasilitas membuat, mengakses, memanipulasi dan memelihara basis data.

Contoh perangkat lunak DBMS : Microsoft Access, Microsoft SQL Server, MySQL, PostgreSQL, Oracle, Informix, Sybase, DB2, Interbase, dll.

Bahasa Basis Data

Bahasa basis data terbagi menjadi 2 macam, yaitu :

• Data Definition Language (DDL)

Digunakan untuk membuat tabel baru, indeks, mengubah tabel, dan menentukan struktur tabel, contoh : create table, update, dll

Hasil dari kompilasi perintah DDL berupa kumpulan tabel yang disimpan dalam file khusus: Kamus Data (Data Dictionary).

Data Dictionary: merupakan metadata (super data), yaitu data yang mendeskripsikan data sesungguhnya. Data dictionary ini akan selalu diakses dalam suatu operasi database sebelum suatu file data yang sesungguhnya diakses.

• Data Manipulation Language (DML)

Digunakan dalam memanipulasi dan pengambilan data pada database.

Manipulasi data, dapat mencakup: pemanggilan data yang tersimpan dalam database (query), penyisipan/penambahan data baru ke database, penghapusan data dari database, dan pengubahan data pada database.

DML ada dua macam yang memiliki fungsi berbeda, dua macam DML itu adalah sebagai berikut :

1. Prosedural

Menghendaki user untuk menspesifikasikan data apa yang diperlukan dan bagaimana cara mendapatkan data itu.

Contoh: bahasa C/C++, PL/SQL, dsb.

2. Nonprosedural

Menghendaki user untuk menspesifikasikan data apa yang dibutuhkan, tanpa harus menspesifikasikan bagaimana cara mendapatkan data tersebut.

Contoh: SQL

Komponen DBMS

• Querry Processor berfungsi untuk mengubah bentuk query ke dalam instruksi tingkat rendah ke database manager.
• Database Manager berguna untuk menerima query dan menguji skema eksternal dan konseptual untuk menentukan apakah record-record dibutuhkan untuk memenuhi permintaan.
• File Manager berfungsi untuk manipulasi penyimpanan file dan mengatur alokasi ruang penyimpanan pada disk.
• DML Preprocessor berfungsi untuk mengubah perintah DML embedded ke dalam program aplikasi dalam bentuk fungsi-fungsi yang memanggil dalam host language.
• DDL Compiler berfungsi untuk mengubah perintah DDL menjadi kumpulan tabel yang berisi metadata.
• Dictionary Manager berfungsi untuk mengatur akses dan memelihara data dictionary.