Yakin Selama Ini Bikin Hillshade Sudah Benar? Cek Di Sini !

Semakin mudahnya memperoleh data DEM makin memotivasi para pengguna SIG untuk mengolah dan menyajikan data spasial dalam bentuk 3D, salah satunya menyajikan bentuk Hillshade. Namun terkadang masih ada yang kurang diperhatikan dalam proses pembuatannya, apakah itu?

Apa Itu Hillshade?

Hillshade atau jika diterjemahkan bebas bernuansa bukit, adalah suatu teknik yang digunakan untuk membuat tampilan medan yang realistis dengan membuat permukaan tiga dimensi dari tampilan dua dimensi (data x dan y). Secara visual hillshade memang menampilkan permukaan sesuai data tinggi rendahnya tanah di lapangan (data z / elevasi). Perbedaan ketinggian itulah yang bisa ditampilkan sebagai nuansa berbukit-bukit (relief), hal yang membuat tampilan data spasial menjadi lebih realistik dan menarik untuk dilihat orang.

Hillshade menciptakan simulasi pencahayaan terhadap model permukaan bumi dengan menetapkan posisi sumber cahaya (sudut azimuth dan altitude) dan menghitung nilai pencahayaan tadi untuk setiap sel berdasarkan orientasi relatif sel terhadap cahaya, atau berdasarkan kemiringan dan aspek sel. Karena ini adalah sebuah simulasi, biasanya parameter-parameternya (seperti besaran sudut azimuth dan altitude nya)  memungkinkan untuk dirubah-rubah sesuai keinginan penggunanya.

Hillshade juga banyak digunakan sebagai background layer untuk membuat tampilan data spasial lain terlihat lebih realistik, semisal penutupan lahan, batas administrasi, dan lainnya, dengan cara mengatur transparansi layer yang ingin ditonjolkan. Seperti contoh berikut ini.

Data DEM ‘Gratisan’

Membuat hillshade tidaklah terlalu sulit, asalkan sudah mempunyai data raster ketinggian (DEM) seperti SRTM, DEMNAS, dan lain-lain yang cukup representatif, tinggal dimasukan sebagai input data di tool Hillshade nya ArcGIS, QGIS, atau Global Mapper misalnya, maka langsung jadi hillshade dalam hitungan detik.

Umumnya data-data DEM saat ini diperoleh dengan cara mengunduh dari situs-situs seperti Earthexplorer USGS, Ina Geoportal (untuk DEMNAS), dan lain-lain. Data SRTM dari Earthexplorer misalnya, jika dicek properties file aslinya menunjukan mempunyai korodinat Geografis – Datum WGS 1984.

Sementara DEMNAS, jika dilihat properties file aslinya setelah download, di bagian Coordinate nya masih blank alias harus di define sendiri. Namun jika merujuk pada keterangan di situsnya, DEMNAS mempunyai sistem koordinat Geografis (datum horisontal WGS 1984) dengan datum vertikal EGM 2008. Jenis-jenis DEM unduhan lainnya semacam Etopo, ASTER GDEM dan juga yang lainnya juga secara umum sama saja mempunyai jenis koordinat Geografis.

Baca Juga :

• Baru! Unduh DEM Indonesia Versi BIG (DEMNAS) Resolusi 8 Meter
• Mantap ! Akun DEMNAS Kini Sudah Terintegrasi Dengan Ina Geoportal

Koordinat Geografis adalah koordinat standar yang digunakan dalam data-data spasial termasuk data DEM di dunia maya, yang membedakan setiap jenis data DEM hanya resolusinya saja. Soal ketelitian resolusi DEM, dalam konteks Indonesia tentu DEMNAS adalah ‘rajanya’ karena mempunyai resolusi spasial yang sangat baik sekitar 8 meter. Jadi walaupun datanya gratis namun kualitasnya oke punya.

Z Factor

Kita tahu bahwa koordinat geografis mempunyai satuan derajat (degree – minute – second), sementara nilai ketinggian DEM mempunyai satuan jarak / tinggi, yang rata-rata dalam satuan meter. Dalam proses pembuatan hillshade umumnya perbedaan satuan koordinat dan elevasinya kurang diperhatikan oleh pengguna SIG, setidaknya hal ini dilihat dari beberapa teman yang pernah Lintasbumi temui. Umumnya mereka memang tidak tahu dan menganggap hal itu tidak penting, jadi secara teknis jika mereka running tools Hillshade, 100% hanya mengikuti default saja, dan menganggap apa yang kemudian dihasilkan itulah hillshade yang ‘oke punya’.

Tahukah anda bahwa dalam beberapa tools yang berhubungan dengan pengolahan data topografis, entah itu di ArcGIS atapun QGIS ada yang namanya Z Factor? Menurut situs ESRI, Z Factor adalah faktor konversi yang menyesuaikan satuan ukuran vertikal (atau elevasi) ketika berbeda dari satuan koordinat horizontal (x,y) dari data input permukaan. Ini adalah jumlah unit x,y dalam satu unit permukaan z. Jika unit vertikal tidak dikoreksi ke unit horizontal, maka informasi permukaan yang dihasilkan tidak akan benar. Pahamkah maksudnya?

Jadi perumpamaannya, misal jika data SRTM mempunyai koordinat geografis (nilai x dan y nya derajat) sementara nilai elevasinya (nilai z) adalah meter, maka besaran elevasinya harus dikonversi menjadi derajat dulu (disamakan). Sebab kalau tidak disamakan, maka sistem akan membaca atau menganggap datanya sudah benar (sama antara x, y, dan z), artinya informasi yang dihasilkan jelas salah. Ingat prinsip ‘garbage in garbage out’.

Jadi Z Factor nya adalah; 1 meter = berapa derajat? Dikutip beberapa referensi, khusus di wilayah equator atau khatulistiwa 1° = 111 km atau 1° = 111.000 meter. Jadi Z Factor = 1 / 111.000 =0.0000090090, yang jika dibulatkan menjadi 0,00001°. Dengan kata lain Z Factor satuan meter ke derajat = 0.00001. Z Factor tidak hanya untuk konversi meter ke derajat, dalam konteks Amerika yang satuan jaraknya biasa memakai mil atau feet berarti dari mil atau feet ke derajat, dan sebagainya.

Itulah fungsi kita mengecek dulu properties dari raster DEM di software, hal tersebut dilakukan agar kita tahu satuan koordinatnya apa dan satuan elevasinya apa. Setelah itu baru kita bisa memutuskan apakan Z factor nya 1 ataukah 0.00001. Z Factor = 1 berarti satuan antara elevasi dan koordinat sudah sama, nah kalau yang seperti itu biasanya data DEM sudah berkoordinat proyeksi seperti UTM, TM-3, WCEA, dan sebagainya.

Baca Juga : Sekilas Tentang Koordinat UTM dan Perhitungannya

Cara Yang Benar Membuat Hillshade

Jika DEM bekoordinat Geografis maka ada dua pilihan untuk memproses hillshade. Pertama jika tidak mau ribet maka langsung panggil tool hillshade, tentukan input DEM, nah lalu pada Z Factor isikan 0.00001 (catatan : jika setting regional di Windows anda Indonesia, maka tulis pakai koma menjadi 0,00001). Tentukan nilai Azimuth dan Altitude atau biarkan default (tidak dirubah tetap 315 dan 45). Terakhir tentukan output file nya, setelah itu klik Run / OK.

Cara yang kedua adalah anda memproyeksikan ulang DEM nya terlebih dulu ke dalam koordinat proyeksi seperti UTM atau TM-3, dan yang sejenisnya. Baru setelah itu anda menjalankan tool Hillshade, jadikan DEM hasil proyeksi ulang tadi sebagai input, biarkan Z Factor tetap 1, begitu juga parameter-parameter yang lainnya nya tetap ikuti default, terakhir klik Run / OK. 

Berikut ini adalah perbandingan Hillshade yang memperhatikan Z Factor dan tidak. Hillshade yang memperhatikan Z Factor terlihat tampilannya lebih smooth dan guratan-guratan topogarfinya lebih baik.

Z Factor tidak hanya penting dalam proses pembuatan Hillshade, namun juga digunakan dalam banyak tool yang berhubungan dengan topografi seperti slope, cut and fill, aspect, viewshed, dan lan-lain. Z Factor di dalam tool slope nya ArcGIS tetap dengan nama sama, namun di QGIS istilahnya menjadi Ratio of vertical units to horizontal. Sedikit berbeda dengan di ArcGIS, di QGIS maka penulisan angkanya bukan 0.00001, namun 100000.

Nah, setelah membaca postingan ini pastikan ke depannya anda harus lebih cermat lagi dengan Z Factor dalam membuat tampilan Hillshade, peta lereng, dan olahan topogarfi lainnya. Jangan sampai data yang disajikan terlihat benar dan indah padahal salah.

Referensi :

• DEMNAS
• ESRI
• geography.hunter.cuny.edu
• usna.edu