PENGEMBANGAN APLIKASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG)
BERBASIS WEB UNTUK MANAJEMEN PEMANFAATAN AIR TANAH
MENGGUNAKAN PHP, JAVA DAN MYSQL SPATIAL
(Studi Kasus di Kabupaten Banyumas)
Jumadi * dan Sigit Widiadi **
* Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta
E-mail: joemnoor@gmail.com
** Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banyumas
E-mail: swiadi@yahoo.com
ABSTRACT
Dalam dunia yang sudah ada sistem informasi geografis (GIS), pemetaan desktop telah mengambil peran acritical untuk mengelola dan menggunakan informasi spasial untuk bisnis. Tapi desktop berbasis GIS memiliki aplikasi batasan bagi pengguna. Penelitian ini dilakukan untuk mengembangkan GIS berbasis web dalam eksplorasi air tanah agar tomanage dan produksi, mencegah dari eksplorasi tidak terkendali, menggunakan JavaApplet, MySQL dan PHP Spasial. Pengembangan sistem di rancang dengan menggunakan air terjun dari siklus hidup sistem dengan langkah-langkah berikut: 1) persyaratan sistem, 2) persyaratan perangkat lunak, 3) analisis, 4) program desain 5)coding, 6) pengujian, murah 7) operasi, didukung oleh referensi penelitian, pengamatan, diskusi and peer. Hasilnya menunjukkan bahwa dengan menggunakan Java Applet,MySQL dan PHP Spasial, GIS berbasis web untuk manajemen air tanah disesuaikan untuk membuat pemodelan spasial dan pemodelan baik log, userfriendly, interaktif, interoperable, informatif, dan mudah untuk mengakses dengan LAN / WAN PC yang terhubung. Aplikasi ini sangat membantu dalam rangka untuk menyeimbangkan antara pasokan air tanah dan produksi,pemantauan tingkat air tanah, pemantauan kualitas air, dan pemantauan air tanahpengguna. Mudah mudahan, ini berkelanjutan.
Keywords: web GIS, spatial modeling, well log modeling, Java, MySQL Spatial
PENDAHULUAN
Air merupakan salah satu komponen vital dalam kehidupan. Sering dengan pertumbuhan penduduk, kebutuhan akan air bersih pun terus megalami peningkatan. Menurut Santosa dan Adji (2007) kebutuhan pasokan air tanah terus meningkat seiring dengan perkembangan daerah serta meningkatnya kebutuhan hidup manusia (Sudarmadji, 2006). Kabupaten Banyumas merupakan salahsatu daerah yang dengan pertumbuhan kebutuhan air tinggi. Berdasarkan data Kabupaten Banyumas dalam Angka tahun 2007 (BPS, 2007), pada tahun 2005 jumlah pasokan air bersih yang disalurkan oleh PDAM kepada masyarakat sebesar 11.383.923 m3, terjadi peningkatan 6,16% dibandingkan dengan tahun 2004. Dari jumlah tersebut sebanyak 8.631.101 m3 (75,81%) disalurkan ke rumah tangga untuk kebutuhan domestik. Secara faktual,diperkirakan kebutuhan air rata-rata untuk keperluan domestik sampai tahun 2007 adalah sebesar 76.447.020 m3/tahun,sehingga untuk memenuhi kebutuhan air tersebut masyarakat lebih banyak air tanah dengan membuat sumur gali, sumur pompa, atau sumur bor. Upaya untuk menjaga kelestarian (sustainability) air tanah adalah dengan melakukan pengelolaan secara seksama mempertimbangkan berbagai komponen wilayah termasuk komponen fisik maupun komponen masyarakat. Secara umum komponen-komponen tersebut relatif tetap kondisinya dalam mempengaruhi eksistensi air tanah. Adapun faktor masyarakat adalah faktor yang banyak mempengaruhi berkurangnya daya dukung lingkungan terhadap keberadaan air tanah.Misalnya eksplorasi yang berlebihan, pengrusakan lingkungan di wilayah imbuhan (recharge area), pencemaran lingkungan maupun pengambilan air tanah yang tidak sesuai prosedur. Dengan demikian perlu adanya kontrol yang memadai terhadap perilaku masyarakat dalam melakukan eksplorasi air tanah. Basis data tersebut terkait dengan kondisi kewilayahan yang mencakup komponen fisik tersebut di atas sebagai data dasar dalam setiap pengambilan keputusan. Oleh karena itu dibutuhkan adanya sistem informasi yang berbasis kewilayahan (spatial) atau umum dikenal dengan Sistem Informasi Geografis (SIG) agar dapat menampung komponen komponen penting dari basis data yang akan disusun. Keberadaan teknologi SIG telah memberikan kemudahan bagi banyak kalangan dalam mengelola dan memanfaatkan data spatial (geographic reffereceddata). Namun demikian, software SIG berbasis desktop yang banyak dipakai selama ini memiliki keterbatasan terutama masalah aksesibilitas dan interopera-bilitasnya (Peng dan Zhang, 2004). Sebagai upaya untuk mengatasi keterbatasan tersebut, pengembangan aplikasi SIG dapat beralih menggunakan teknologi web. Di samping lebih aksesible dan interoperable, saat ini juga sudah banyak pilihan teknologi yang dapat dipakai dalam membangun SIG web, misalnya Peng dan Zhang (2004) juga Xi dan Wu (2008) menggunakan geography markup language (GML), scalable vector graphics (SVG), dan web feature service (WFS), Kamadjeu dan Tolentino (2006) menggunakan SVG dan MySQL, sedangkan Babu (2003) menggunakan Java dan MySQL untuk membangun aplikasi SIG berbasis web. Salah satu teknologi yang dapat dijadikan alternatif adalah pemanfaatan sistem basis data MySQL. MySQL merupakan sistem basis data RDBMS (Relational Database Management System) yang mulai versi 4.1 menambahkan ekstensi spatial pada sistem basis datanya (Haryanto,2005). Ekstensi spatial memungkinkan untuk menyimpan objek-objek geografis yang dapat dipakai dalam aplikasi SIG. Kaitannya dengan hal ini, berdasarkan spesifikasi dari OGC, setiap objek MySQL Spatial (layer) disimpan pada tabel yang terpisah dalam database, dengan satu record pada tabel dari setiap elemen spatial (spatial feature). Di dalam tabel spatial, kolom geometr y menyimpan informasi geometris pada masing – masing record. Kolom geometr y mendukung untuk menyimpan point, line, polygon, multipoint, multiline, dan multipolygon (Anonymous, 2006; Anonymous, 2007). Tipe data geometry secara hirarkis dapat dibagi lagi menjadi beberapa tipe data yang lebih spesifik (Gambar 1), antara lain: point, line, polygon, multipoint, multiline, dan multipolygon. Diantaranya berupa tipe abstrak (berwarna kelabu) yang berarti tipe data tersebut hanya dapat diisi dengan tipe data spatial yang lain, termasuk geometry. Dari beberapa tipe data abstrak tersebut hanya geometry yang dapat digunakan sebagai tipe kolom(Karlsson). Teknologi yang digunakan untuk mengembangkan web SIG untuk mendukung pengelolaan air tanah di Kabupaten Banyumas dipilih dengan mempertimbangkan dua hal. Pertama, persyaratan khusus aplikasi SIG, antara lain kaya akan tampilan grafis, mendukung konten raster dan vektor serta mampu menangani data dalam jumlah yang besar (Lilley, Chair, dan Jackson, 2004). Kedua,fungsi SIG yang disampaikan oleh Abdul-Rahman (2008), di mana sistem harus mampu menyimpan, menstruktur, memanipulasi, menganalisis dan merepresentasikandata spatial. Berdasarkan kedua pertimbangan tersebut teknologi yang digunakan adalah MySQL Spatial, Java Applet dan PHP. MySQL Spatial berfungsi untuk menyimpan, menstruktur, memanipulasi, dan menganalisis data spatial sedangkan untuk merepresentasi-kannya digunakan Java Applet. Adapun PHP berfungsi sebagai penghubung antara Java Applet dan MySQL. Agar menghasilkan tampilan spatial yang dinamis. PHP akan membaca data spatial dari MySQL kemudian menuliskannya sebagai data berbasis teks yang dikirimkan ke browser.
Sumber: Karlsson Gambar 1. Gambar 1. Hirarki Tipe Data MySQL Spatial
Demikian pula sebaliknya, ketika user melakuan perubahan/penambahan secara interaktif pada Java Applet, PHP berfungsi untuk meng-eksekusi perubahan tersebut kedalam database MySQL. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan bagaimana pengembangan SIG berbasis web yang diimplementasi-kan untuk pengelolaan air tanah di Kabupaten Banyumas menggunakan Java, MySQL Spatial dan PHP. Mencakup pemanfaatanya dalam tujuan praktis pengelolaan air tanah. Sehingga diharapkan dapat memberikan wawasan teoritis dan aplikatif mengenai peranan Sistem Informasi Geografis.
METODE PENELITIAN
Tahapan pengembangan sistem yang digunakan dalam penelitian ini mengacu pada model waterfall (Demers, 1997), antara lain: 1) system requirements, 2) software requirements, 3) analysis, 4) program design, 5) coding, 6) testing, dan 7) operations
(Gambar 2).
Sumber: Demers, 1997
Gambar 2. Tahapan Pengembangan Sistem Menggunakan Model Waterfall
Model ini disebut waterfall karena satu tahapan tidak dapat dilaksanakan sebelum tahapan sebelumnya selesai, sehingga harus dilaksanakan secara berurutan. Guna mendukung pelaksanaan tahapan tersebut dilakukan studi literatur, observasi, diskusi ahli:
a. Studi literatur: merupakan upaya untuk menjelajahi berbagai data dan informasi yang tertuang dalam buku, jurnal, laporan penelitian maupun informasi dari internet.
b. Observasi: merupakan upaya untuk penggalian data dan informasi mengenai pengelolaan air tanah yang selama ini dilakukan di Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banyumas.
c. Diskusi ahli: merupakan upaya membahas berbagai data dan informasi yang dikemukakan oleh para ahli dengan latar belakang pengetahuan dan pengalaman dalam bidang geologi, geografi, teknologi informasi dan pengelolaan wilayah.
Sumber: Demers, 1997
Proses penyusunan program (coding) meliputi penyusunan script PHP dan pembuatan Java Applet untuk membuat pemodelan spatial dan non spatial menggunakan NetBeans IDE 6.5 melibatkan beberapa program penting, antara lain
1. Perangkat lunak yang berjalan di server (server-side), antara lain:
a. MySQL, berfungsi sebagai sistem basis data yang menyimpan baik data spatial maupun data non-spatial.
b. Apache, merupakan software yang berfungsi sebagai server web.
c. PHP, berfungsi pengerjaan script akan dilakukan di server, baru kemudian hasilnya akan dikirimkan ke browser.
2. Perangkat lunak yang berjalan di client (client-side), antara lain:
a. Internet Browser (Microsoft Internet Explorer, Mozila Firefox, Opera, dll), digunakan untuk browsing aplikasi.
b. Java Applet yang ditempelkan dalam aplikasi (embedded) untuk merepresentasikan data spatial secara dinamis dan interaktif.
c. Java Runtime Environtment (JRE),JRE berfungsi sebagai Java Virtual Machine (JVM) agar aplikasi java dapat berjalan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penyusunan Basis Data
Basis data yang digunakan dalam aplikasi ini antara lain: pertama, basis data spatial yang terdiri atas data primer dan data sekunder. Data primer dengan melakukan survai ke lokasi sumur maupun area industri/pengguna air tanah, sedangkan data sekunder diperoleh dari hasil dokumentasi proyek dan penelitian serta peta Rupa Bumi Indonesia dalam format digital (Tabel 1). Kedua, basis data non spatial yang juga terdiri atas data primer dan data
sekunder (Tabel 2). Data primer diperoleh melalui survey dan pendataan, dan registrasi sedangkan data sekunder Proses penyusunan program (coding) meliputi penyusunan script PHP dan pembuatan Java Applet untuk membuat pemodelan spatial dan non spatial menggunakan NetBeans IDE 6.5 melibatkan beberapa program penting, antara lain:
Tabel 1. Data Spatial SIG untuk Pengelolaan Air Tanah
Data Cara Sumber Memperoleh
Peta Geologi/Litologi skala 1:25.000 Sekunder Peta Digital
Peta Cekungan Air Tanah skala 1:25.000 Sekunder Peta Digital
Peta Kontur skala 1:25.000 Sekunder Peta Digital
Peta Produktivitas Akuifer skala 1:25.000 Primer Survai
Peta Wilayah Potensi skala 1:25.000 Primer Survai dan Analisis
Peta Konservasi skala 1:25.000 Sekunder Analisis dan Kebijakan
Peta Administrasi skala 1:25.000 Sekunder Peta Digital
Peta Lokasi dan Area Industri skala 1:10.000 Primer Survai
Peta Titik Minatan Sumur dan Mata Air skala 1:10.000 Primer Survai
Peta Pelengkap (jalan, jembatan, sungai) skala 1:25.000 Sekunder Peta Digital
Sumber: Anonymous (2004) dengan Modifikasi
Tabel 2. Data Non - Spatial SIG untuk Pengelolaan Air Tanah
Data Cara Sumber
Memperoleh
Data Pengguna/Pemilik Sumur/Mata Air Primer Registrasi
Data Administrasi Sumur/Mata Air Primer Registrasi dan Survey
Data Hasil Analisis Lab. Air Tanah Primer Survey dan Analisis Lab.
Data Hasil Pemompaan (pumping test) Primer Survey
Data Hasil Observasi Tinggi Muka Air Tanah Primer Survey
Data Perijinan Primer Registrasi
Data Perusahaan Pelaksana Pengeboran Primer Registrasi
Data Perusahaan Pelaksana Studi Primer Registrasi
Hidrogeomorfologi
Foto – foto Primer Survey
Data pendukung lain Sekunder Dokumen
Sumber: Anonymous (2004) dengan Modifikasi
bersumber dari arsip dan dokumentasi
kegiatan pengelolaan air tanah.
Data tersebut disimpan dalam sistem basis data, di mana setiap data disimpan dalam satu tabel MySQL. Tabel yang mengandung data spatial, seperti titik, garis, atau polygon, di dalamnya mengandung kolom bertipe data geometry yang digunakan untuk menyimpan data-data bereferensi geografis tersebut. Sekaligus tabel ini berfungsi sebagai layer-layer peta.
Prosedur Sistem
Sistem ini menggunakan beberapa peta dasar yang disimpan dalam basisdata (RDBMS) sebagai dasar untuk melaksanakan prosedur pengelolaan potensi air tanah, antara lain: peta geologi, peta geohidrologi, peta curah hujan, peta geomorfologi, peta lokasi sumur, peta konservasi air tanah, peta cekungan air tanah, dan peta potensi air tanah (Gambar 3).
Sumber:Hasil Analisis
Gambar 3. Alur Prosedur SIG untuk Pengelolaan Air Tanah
Data tersebut bersama dengan data lokasi calon pengguna dan lokasi rencana sumur digunakan untuk memberikan keputusan diterbitkan atau tidaknya surat ijin untuk melakukan eksplorasi air tanah di lokasi yang dikehendaki. Pada saat calon pengguna air tanah (masyarakat) mengajukan permohonan untuk melakukan eksplorasi air tanah (pengeboran), sistem akan meminta koordinat area sumur (persil) dan koordinat rencana pengeboran yang dapat diperoleh menggunakan GPS (Global Positioning System). Secara prosedural, pengukuran koordinat ini dilakukan oleh petugas yang bertindak sebagai surveyor dalam hirarki pengelola sistem. Koordinat akan digunakan oleh sistem untuk melakukan query secara spatial (spatial query) mengacu pada analisis intersection pada MySQL spatial untuk
memperoleh informasi mengenai kondisi fisik lingkungan di mana sumur akan dibuat.
Implementasi Sistem dalam Manajemen
Air Tanah
Sistem ini diimplementasikan dalamproses pengelolaan pemanfaatan air tanah,
antara lain: 1) pemantauan lokasi sumur; 2) informasi awal tentang kondasi lokasi rencana sumur berkaitan dengan kondisi geologi, geohidrologi, curah hujan, geomorfologi, cekungan air tanah, potensi air tanah dan wilayah konservasi air tanah; 3) inventarisasi data perlapisan batuan;4) penerbitan rekomendasi dan perijinan; 5) pemantauan kuantitas dan kualitas air
tanah; 6) pemantauan dan penertiban pemanfaatan air tanah; 7) pelaporan administratif dan pemanfaatan air tanah; dan 8) pemodelan spatial lokasi sumur; dan 9) pemodelan perlapisan batuan dan konstruksi sumur. Informasi pemanfaatan air tanah yang ditampilkan secara spatial serta informasi kondisi fisik wilayah menggunakan aplikasi ini dapat dimanfaatkan sebagai landasan dalam pengambilan keputusan. Dikaitkan dengan basis data yang sudah dihimpun pengguna dapat memutuskan apakah permohonan pengeboran sumur air tanah disuatu lokasi dijinkan atau tidak dijinkan baik terkait dengan daya dukung lingkungan fisiknya, potensi air tanah menurut observasi yang sudah ada maupun kaitannya dengan
kebijakan wilayah konservasi air tanah. Dengan demikian diharapkan diperoleh keputusan yang tepat dalam rangka menjaga keberlanjutan pemanfaatan air tanah.Kaitannya dengan perencanaan lokasipengeboran pemanfaatan air tanah pada sumur-sumur produksi dengan kapasitas pengambilan debit yang besar, aplikasi ini dapat secara cepat dipakai untuk mengetahui jarak antara rencana sumur yang akan dibangun dan sumur yang sudah ada di sekitarnya. Dengan demikian diharapkan dapat secara tepat mengatur posisi-posisi sumur tersebut agar drawdown yang terjadi pada saat pengambilan air tidak mempengaruhi kapasitas produksi sumur-sumur di sekitarnya (sumur masyarakat).
KESIMPULAN
Sistem Informasi Geografis sangat bermanfaat untuk melaksanakan manajemen air tanah. Banyak fungsi manajerial dan pengambilan keputusan yang dapat dibantu menggunakan sistem ini, misalnya penerbitan rekomendasi maupun perijinan yang memungkinkan tersedianya informasi kewilayahan secara cepat menyangkut variable-variabel penting yang digunakan dalam upaya menjaga kelestarian air tanah. Bahkan dengan teknologi Java Applet, MySQL Spatial dan PHP memudahkan bagi pengembang untuk membuat pemodelan spatial maupun non spatial.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Banyumas, secara khusus kepada Kepala Dinas dan Bp. Junaidi atas sumbang saran yang Bapak berikan serta beberapa data yang menjadi rujukan dalam tulisan ini.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2004. Kumpulan Teknis Pengelolaan Air Tanah. Jakarta: Departemen Energi danSumber Daya Mineral.
Abdul-Rahman, A., & Morakot, P. 2008. Spatial Data Modelling for 3D GIS (5th ed.). Berlin:Springer.
Anonymous. 2006. Linking to MySQL Spatial Layers. Nebraska: MicroImages, Inc.
Anonymous. 2007. MySQL 5.1 Refference Manual. Boston: Free Software Foundation, Inc.
Anonymous. 2009. Sun Expands Identity Management Suite With New MySQL Database
Interoperability for Dramatically Lower TCO. Information Technology Business. Atlanta:Mei 2009: 133.
Babu, M. N.. 2003. Implementing Internet GIS with Java Based Client-Server Environment. Map Asia Conference 2003.
Bouchard, Dany. 2005. Using GIS data intelligence on the web with Scalable Vector Graphics (SVG). The Netherlands: SVG Open 2005 conference Enschede.
Demers, Michael N. 1997. Fundamentals of Geographic Information System . New York: John Wiley & Sons, Inc.
Di Glacomo, Mariella. 2005. MySQL: Lessons Learned on a Digital Library. IEEE Software;
Vol. 22 (3) Mei/ Juni 2005: 10-13, 4p. ISSN: 07407459. Diakses 14 November 2009,
dari Academic Source Premier. (Document ID: 16978944).
Dunfeya, R. I., Gittings, B. M., & Batchellera, J. K.. 2006. Towards an open architecture for vector GIS. Computers & Geosciences, Vol. 32 (10), Desember 2006: 1720-1732.
eSpatial. 2009. eSpatial Announces Full Function Web GIS Geographic Information Systems
as Software as a Service SaaS. Information Technology Business,106. Diakses 12 September 2009, dari Academic Research Library. (Document ID: 1675433601).
Haryanto, S. 2005. SQL: Kumpulan Resep Query Menggunakan MySQL. Jakarta: Dian Rakyat.
Kamadjeu, R., & Tolentino, H. 2006. Open Source Scalable Vector Graphics Components for Enabling GIS in Webbased Public Health Surveillance Systems. AMIA 2006 Symposium Proceedings, 973.
Kang, J. S., You, Y., Sung, M. Y., Jeong, T. T., & Park, J. 2008. Mobile Mapping Service using Scalable Vector Graphics on the Human Geographic. Seventh IEEE/ACIS International Conference on Computer and Information Science.
Karlsson, Anders. GIS and Spatial Extensions with MySQL. dari http://dev.mysql.com/
tech-resources/articles/4.1/gis-with-mysql.html, diakses tanggal 14 November 2009.
Lilley, C., Chair, and Jackson, D..2004. 2d Graphics in XML. dari http://www.w3.org/
Graphics/SVG/. Diakses 12 September 2009.
Mikhalenko, Peter V.. 2006. Explore W3C standards: Make SVG more active with sXBL. CNET Networks, Inc.
Neumann, A., & Andréas M, W. 2000. Vector-based Web Cartography: Enabler SVG. Diakses tanggal 5 Agustus 2008, dari www.carto.net.
Oxley, Alan. 2009. Web 2.0 Applications of Geographic and Geospatial. Bulletin of the American Society for Information Science and Technology. April/May 2009 – Vol. 35 (4).
Peterson, Michael P.. 2003. Maps and the Internet. ELSEVIER – INTERNATIONAL
CARTOGRAPHIC ASSOSIATION, UK: Elsevier Scient, ltd. ISBN: 0-08-044201-3.
Seff, George. 2002. Scalable Vector Graphics and Geographic Information Systems. Limbic Systems, Inc.
Santosa, W. S & Adji, N. A.. 2007. The Investigation of Ground Water Potential by Vertical
Electrical Sounding (VES) Approach in Arguni Bay Region, Kaimana Regency, West
Papua. Forum Geografi. Vol. 21(1) Juli 2007.
Sudarmadji. 2006. Perubahan Kualitas Air tanah di Sekitar Sumber Pencemar Akibat
Bencana Gempa Bumi. Forum Geografi. Vol 20 (2) Desember 2006: 91-119.
Xi, Yan-tao & Wu, Jiang-guo. 2008. Application of GML and SVG in the development of
WebGIS. Journal of China University of Mining and Technology. Vol. 18 (1), Maret
2008: 140-143.
Peng, Z. & Zhang, C.. 2004. The roles of geography markup language (GML), scalable
vector graphics (SVG), and Web feature service (WFS) specifications in the
development of Internet geographic information systems (GIS). Journal of Geographical
Systems, 6(2), 95-116. Diakses 11 September 2009, dari Academic Research Library.
(Document ID: 848873401).
