Topology Data Spasial

Inti dari fitur data spasial adalah garis (arc), garis-garis tersebut membentuk batas dan berpotongan yang disebut Topology. Jika di ArcGIS ada yang namanya Build Topology, maka di QGIS pun ada yang mirip yaitu Topology Checker. Apa sih sebenarnya yang dimaksud dengan topology? Simak postingan ini.

Sebuah shapefile atau shp secara umum terdiri dari 3 jenis fitur yaitu titik (point), garis (polyline / line), dan poligon (polygon). Semua fitur tersebut mempunyai karakteristik dan fungsi masing-masing. Titik berfungsi untuk menginformasikan lokasi satu obyek tertentu secara pasti seperti lokasi menara, pusat kota, kantor pemerintahan, dan lain-lain. Garis berfungsi untuk menggambarkan atau menginformasikan obyek yang cenderung memanjang baik nyata maupun imajiner seperti jalan, sungai, batas wilayah, dan sebagainya. Serta terakhir poligon yang menggambarkan obyek berpola area atau luasan seperti kawasan hutan, wilayah administrasi, dan sebagainya.

Secara geometris titik merupakan penyusun utama dari fitur garis dan poligon (berupa vertex). Informasi yang bisa dianalisis dari sebuah titik adalah informasi koordinatnya, untuk garis bisa dihitung jarak atau panjangnya, serta untuk poligon bisa dianalisis luas dan kelilingnya. Khusus untuk analisis ukuran geometris garis (panjang) dan poligon (luas), analisis harus dilakukan dalam sistem koordinat proyeksi seperti UTM, TM-3, WCEA, dan sejenisnya karena memang memerlukan satuan jarak dalam hal ini meter.

Baca JugaHilangkan ZM, Terbukti Shapefile Jadi Tinggal 50% Nya !

 

Topology

Fitur titik, garis, dan poligon sebetulnya mempunyai relasi yang disebut topology. Istilah topology sebetulnya bukan merupakan istilah peta atau fitur data spasial, tapi merupakan istilah yang digunakan dalam matematika terutama terkait dengan hubungan garis dalam sebuah jaringan bentuk geometri. Dalam konsep topology matematika, sebuah bangun 2 dimensi adalah rata (flat), tidak ada yang menumpuk (overlap). Jadi dua buah garis yang bersilangan harusnya menjadi terpisah dan persilangannya menjadi perpotongan atau intersection, yang menyebabkan garis-garis aslinya menjadi terbagi (garis baru).

Dalam kaitannya dengan geometris fitur data spasial, topology secara sederhananya adalah kesatuan hubungan antara titik, garis, dan poligon yang bersinggungan atau berbatasan. Dalam konsep topology peta, sebagai contoh 2 buah poligon yang sebagian batasnya bersebelahan atau berbatasan, batas tersebut seharusnya terdiri dari satu garis saja (berbagi garis batas atau tidak terpisah).

Dalam topology, struktur sebuah fitur hakikatnya adalah titik (node / vertex / vertice) yang berhubungan membentuk garis, lalu garis yang titik awal dan akhirnya bertemu /  menutup / temu gelang maka menjadi poligon. Masing-masing utuh yaitu baik titik, garis atau poligon tidak ada yang ganda. Kalau ada yang ganda itu artinya topology tersendiri. Cuma karena posisinya sama atau bahkan bentuknya juga sama maka secara istilah error nya akan disebut overlap atau coincident. Error-error yang seperti itulah yang dicari oleh topology tools baik itu di ArcGIS, QGIS, dan software lainnya.

Hubungan geometris fitur dalam konteks topology

Topology tools pada software SIG sejatinya adalah proses mengutuhkan kembali relasi antar fitur yang berbagi batas. Jadi misalnya jika ada beberapa poligon yang karena proses dijitasinya kurang baik dan menyebabkan adanya overlap, jika tidak memakai topology tools maka tidak akan terbangun relasi nya, sehingga tidak akan ketahuan bahwa poligon-poligon tersebut ada error nya, karena secara visual baik-baik saja. Perintah clean atau planarize (garis) adalah salah satu tool untuk membuat / membuat topology selain topology tools.



Dari sisi topology, area (termasuk juga titik atau garis) yang overlap pada hakikatnya adalah fitur baru dan harusnya juga berarti topology baru. Namun jika tidak di ‘buildtopology nya maka hal itu tidak akan terjadi, dan error tersebut tidak akan ketahuan, apalagi jika terjadi pada banyak fitur, kecil-kecil, serta garis/outline yang berimpit yang secara visual sulit terlihat. Hanya dengan bantuan ‘algoritma’ build atau check topology lah hal tersebut akan terdeteksi. Begitupun jika ada garis (atau outline poligon) yang temu gelang tapi tidak menjadi poligon itupun seharusnya adalah sebuah topology, yang dalam status error software akan menjadi gap.

Illustrasi poligon overlap

Dulu ketika di zaman PC Arc/Info dan ArcView GIS pertama kali (versi 1.0 – 2.0), data spasial berbentuk coverage (folder). Sebuah coverage merupakan koleksi dari data berbentuk titik, garis, dan poligon sehingga relasi geometris atau topologinya ada (utuh). Sayangnya ketika kemudian obyek peta sudah digambarkan berbentuk shapefile, dia sebetulnya menjadi kehilangan topologinya, karena antara point, polyline, dan polygon berdiri sendiri-sendiri (tidak bersilangan di dalam / self intersect). Pada perkembangannya ESRI kemudian mengembalikan karaktersitik coverage namun dalam bentuk baru yang dinamakan dataset (bagian dari geodatabase). Maka tidak heran ketika anda mengecek atau build topology di ArcGIS, datanya harus menjadi feature class yang menjadi anggota sebuah dataset (geodatabase) terlebih dulu.

Struktur sebuah data coverage
Ilustrasi poligon shp
Ilustrasi fitur berbatasan yang dipisahkan poligon shp

Sebuah feature class hakikatnya sama dengan shapefile, tidak mempunyai topology. Dataset adalah kumpulan atau koleksi berbagai feature class (point, polyline, polygon) yang berkoordinat sama. Karena merupakan kumpulan dari 3 inti tipe fitur data spasial, sebuah dataset sudah mempunyai topology. Sehingga algoritma build topology pada ArcGIS hanya bisa dilakukan pada dataset. Lain halnya dengan tool Topology Checker di QGIS yang mampu mengecek status topology dalam bentuk shapefile.

Struktur feature sebuah geodatabase beserta dataset dan topology

Hasil build atau cek topology adalah fitur tersendiri dengan nama topology (jika di ArcGIS) yang secara default berwarna merah. Fitur topology ini hanya menampilkan status (error) topology sesuai rule yang disetting user. Rule pada proses build topology adalah kondisi-kondisi relasi geometris tidak terlihat yang memungkinkan untuk dibuat topology nya agar muncul. Rule dalam proses tersebut bisa juga diasumsikan sebagai ‘error‘.

Topology pada ArcGIS
Topology pada QGIS (Topology Checker) dan error topology yang dutunjukan

Topology dalam kaitannya dengan intersection garis, penting sekali seperti dalam dunia transportasi. Tidak terbayangkan bagaimana algoritma google map bisa mengkalkulasi jarak terdekat dua titik (rute) jika pada data jalan yang digunakan, setiap perpotongan jalan (pertigaan, perempatan) tidak menjadi node, jalan akan selalu dianggap lurus.

‘Error topology juga jika tidak di build (atau dicek) dan dibetulkan akan sangat mempengaruhi analisis geometris peta seperti analisis panjang dan luas. Hal ini karena akan terjadi perhitungan ganda atau lebih dari yang seharusnya (jika overlap), dan kurang (jika gap poligon). Selain itu membetulkan error topology bisa menghemat ukuran feature class.

Baca jugaMemperkecil Ukuran SHP

Maka itu pastikan bahwa selalu cek topology, terutama jika mendapatkan data hasil mengunduh gratisan yang saat ini bertebaran di internet. Sebab jangankan data gratisan, Lintasbumi pernah mendapatkan data resmi dari sebuah kementerian begitu dihitung luasnya lebih dari seharusnya. Dari situ curiga dan ketika dicek topology nya ternyata banyak poligon yang overlap. Pada postingan selanjutnya Lintasbumi akan membagi trik cara membetulkan error topology dengan cara yang tidak standar alias extra ordinary.

 

Referensi

Understanding Topology and Shapefiles



Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *