Aplikasi-Aplikasi Proyeksi Penggunaan Lahan

Perhatian para praktisi lingkungan dan juga geospasial pada penggunaan lahan kini telah berkembang tidak hanya sekedar memetakan atau menganalisis perubahan yang terjadi di suatu penggunaan lahan, namun sudah melibatkan metode statistik utamanya peluang. Metode probabilistik atau peluang yang dikaitkan dengan penggunaan lahan inilah yang mengembangkan adanya metode proyeksi penggunaann lahan atau permodelan penggunaan lahan (Land Use Land Cover Change / LULCC). Dengan melakukan prediksi, terlepas dari akurat atau tidaknya, tentunya bisa menjadi modal untuk membuat perencanaan dan antisipasi berbagai kemungkinan buruk dalam pembangunan ataupun kegiatan lainnya.

Penggunaan lahan merupakan salah satu aspek penting dalam analisis biofisik atau lingkungan suatu wilayah yang biasa dilakukan dalam proses SIG ataupun Inderaja. Informasi penggunaan lahan ataupun penutupan lahan memang merupakan suatu basis data penting sebagai indikator kualitas lingkungan, yang bisa menjadi basis pengambilan keputusan. Kebijakan-kebijakan terkait perencanaan wilayah misalnya, banyak didasarkan atas kondisi penutupan lahan. Bahkan saat ini pemerintah (dalam hal ini Kementerian LHK) gencar mempromosikan Netsink 2030 di mana diusahakan pada tahun 2030 nanti emisi karbon di Indonesia sudah lebih kecil dari karbon yang diserap, nah salah satu target sasaranya berbasis dari informasi penggunaan lahan / vegetasi (FOLU >> Forest and Other Land Use).

Dalam 30 – 40 tahun sejak tahun 80 an topik LULCC telah banyak dikaji dan digunakan dalam pengambilan kebijakan perencanaan penggunaan lahan ataupun tata ruang dan pembangunan wilayah pada umumnya. Dalam melakukan analisis permodelan LULCC yang notabene berbasis data spasial ini tentunya membutuhkan software atau aplikasi. Nah apa saja pilihan-pilihan software LULCC yang bisa dijadikan alternatif saat ini, berikut ini Lintasbumi melakukan pembahasannya untuk anda yang tertarik pada isu LULCC.

1. CLUE (Conversion of Land Use Change and its Effects)

CLUE merupakan aplikasi model perubahan penggunaan lahan yang dapat digunakan untuk melihat perubahan penggunaan lahan pada areal yang lebih kecil dari wilayah nasional maupun provinsi. Software ini merupakan hasil kerjasama antara IVM (Institute for Environmental Studies) and Wageningen University & Research dari Belanda. Beberapa variasi nama (pengembangan) dari CLUE ini antara lain CLUE, CLUE-CR, CLUE-s, Dyna-CLUE and CLUE-Scanner. CLUE bersifat gratis dan bisa bebas diunduh serta digunakan, syarat dan ketentuan lebih detail bisa anda lihat di situsnya.

Jika anda menggunakan CLUE dalam penelitian anda yang dipublikasikan seperti menjadi skripsi/tesis/disertasi/jurnal maka harus mencantumkan referensi yaitu Verburg and Overmars, 2009. Landscape Ecology 24(9): 1167-1181. CLUE bisa anda download di environmentalgeography. Untuk cara penggunaannya dalam bahasa inggris (pdf) bisa diunduh di situs yang sama. Menurut Delta Alliance metode yang diadopsi oleh CLUE diadopsi dari metode yang dikembangkan oleh Verburg and Overmars sejak 2002.

Cara installnya mudah anda download dulu versi demo dan full nya, karena berbentuk .zip anda extract dulu keduanya. Aplikasi inti ada di CLUE Demo, lalu jika ingin versi full ganti file clues.exe dan convert.exe dengan yang dari CLUE Fullversion. Aplikasi tinggal dijalankan saja dengan mengeksekusi file clue.exe.

Semua data yang dibutuhkan dalam aplikasi ini (penutupan/penggunaan lahan dan driving factor) harus dalam bentuk raster berbentuk ASCII. Untuk bisa menjalankan aplikasi CLUE 4 data harus dipersiapkan yaitu data penutupan lahan awal, driving factor (faktor pendorong perubahan pengggunaan lahan seperti jarak dari permukiman saat ini, jarak dari jalan, jarak ke pusat kota, lereng, ketinggian, dan sebagainya), faktor pembatas (misal aturan/alokasi tata ruang yang membolehkan atau melarang adanya suatu penggunaan lahan tertentu atau dari sisi karakteristik lahan), dan faktor sosial ekonomi (seperti jumlah/kepadatan penduduk yang berkorelasi dengan peningkatan kebutuhan pada suatu tipe penggunaan lahan tertentu, dan sebagainya).

Ukuran data raster yang bisa diproses tidak boleh lebih dari 1000 x 1000 pixel (row x column). Namun demikian software CLUE ini tidak bisa menampilkan peta-peta tersebut, begitupun untuk menampilkan hasil proyeksinya tetap harus menggunakan software SIG seperti ArcGIS, QGIS, atau lainnya.

Yang agak repot data penggunaan lahan (perubahan penggunaan lahan) dan driving factor harus diregresikan dulu di software statistik utamanya SPSS, untuk memperoleh koefisien atau bobot pengaruh dari driving factor tersebut terhadap perubahan penggunaan lahan. Angka-angka hasil regresi nantinya dimasukan dalam parameter utama model (Main parameter).

Paling tidak ada 7 bagian file yang dibutuhkan di dalam menjalankan CLUE, yaitu antara lain main.1 = Parameter utama model, alloc.reg = Koefisien regresi logistik, allow.txt = Matriks konversi, region.fil = Area studi dan kebijakan kawasan, demand.in = Tabulasi kebutuhan luas penggunaan lahan, cov_all.0 = Penggunaan lahan tahun awal, sc1gr0.fil = Faktor pendorong (driving factors) dan bisa lebih dari 1 file bergantung banyaknya faktor. File-file tersebut bisa anda lihat pada folder aplikasi CLUE. Masing-masing data non spasial wajib diproses secara spesifik agar model bisa berjalan.

Di dalam modulnya tidak dijelaskan metode permodelan apa yang dipakai, namun dari menu di dalamnya kemungkinan Neighborhood. Proses di CLUE memang agak unik, di mana tidak membutuhkan simulasi penggunaan lahan awal (l1) dan akhir (l2) sebagai rujukan untuk prediksi (matriks perubahan), namun hanya dengan meregresikan perubahan penggunaan lahan 2 waktu per tipe penggunaan lahan dengan driving factor. Baru kemudian dikombinasikan dengan 3 faktor lainnya memproyesikan penggunaan lahan pada tahun tertentu (ln). Di dalamnya pun bisa kita buat berbagai skenario apakah misalnya tanpa pembatasan, dengan pembatasan, dan sebagainya. Termasuk tentu saja di proses akhir ada tool / proses cross validation antara hasil proyeksi penggunaan lahan dengan dengan penggunaan lahan yang sebenarnya, di mana standarnya nilai overall kappa harus > 80%.

Software CLUE ini memang khas, pembuatnya sendiri di dalam manualnya mengatakan bahwa tahapan pengumpulan dan persiapan data dalam modeling atau proyeksi penggunaan lahan di CLUE memerlukan waktu dan rumit.

2. MOLUSCE

Aplikasi ini bukanlah software sendiri, melainkan sebuah Plugin atau tools tambahan pada QGIS utamanya versi 2.x, buatan NextGIS dari Rusia. Plugin ini diupdate terakhir tahun 2017 dan direkomendasikan untuk QGIS tipe 2.x, Lintasbumi pernah mencoba di QGIS 2.18 namun masih ada error. Untuk menginstallnya anda harus punya / terinstall QGIS dan tambahkan plugin MOLUSCE. Karena terintegrasi dengan QGIS maka sifatnya gratis (open source).

Pilihan metode permodelan penggunaan lahan yang tersedia di dalam MOLUSCE antara lain Artificial Neural Network (ANN), Logistic Regression (LR), Weight of Evidence (WoF), dan MCE atau Multi Criteria Evaluation. Dibanding CLUE, MOLUSCE lebih mudah dioperasikan.

Data yang dibutuhkan format raster, yaitu (1) 3 penggunaan tanah (awal, akhir, dan bahan validasi) , lalu (2) driving factor yang mana sama maksudnya dengan pada penjelasan CLUE di atas. Seperti software permodelan pada umumnya, baik raster penggunaan lahan dan driving factornya harus mempunyai jenis koordinat dan ukuran piksel (resolusi spasial) yang sama, beda sedikit saja maka MOLUSCE tidak akan bisa running.

Cara pengoperasian MOLUSCE tidaklah terlalu sulit, jika semua data yang dibutuhkan sudah ada tinggal ikuti setiap tab yang ada di dalamnya secara berurutan dari mulai Input sampai Validation. Jika ingin mengetahui bagaimana tahapan teknisnya silahkan baca postingan Mau Bikin Model Perubahan dan Prediksi Penggunaan Lahan? Pake Aja QGIS & MOLUSCE! (full khusus member). Kunjungi juga web NextGIS untuk info lebih lengkap tentang MOLUSCE.

Kekurangan dari MOLUSCE adalah tidak adanya menu faktor pembatas (restriction/suitability) sehingga yang bisa dihasilkan adalah skenario proyeksi penggunaan lahan Business As Usual saja (standar), jadi pengguna tidak bisa membuat proyeksi penggunaan lahan dengan skenario, misal sesuai tata ruang atau kesesuaian lahan.

3. IDRISI

Jika 2 software di atas adalah aplikasi gratis maka untuk IDRISI ini adalah software berbayar. Software ini dikembangkan oleh Clark Labs di Universitas Clark di Massachusetts Amerika Serikat. Software ini dibuat pertama pada tahun 1987 oleh Prof. J. Ronald Eastman dari Departemen Geografi Universitas Clark. Lintasbumi mengenal software ini sejak tahun 2000 walaupun di rentang tahun 2000 an belum pernah secara teknis menggunakannya.

Software ini bukanlah khusus untuk permodelan penggunaan lahan, namun lebih tepat disebut software Penginderaan Jauh. Karena di dalamnya terdapat banyak tools pengolahan citra yang standar dari mulai komposit kanal, koreksi, klasifikasi citra, konvsersi raster ke vektor atau sebaliknya, dan metode statistik spasial lainnya yang banyak menggunakan data raster. Nah kekhasan di IDRISI ini sejak dikembangkan oleh Clark Labs adalah adanya menu CA Markov dan Land Use Change Modeller, untuk membuat permodelan penggunaan lahan. Bahkan ada juga tool khusus untuk climate change, ecosystem services, habitat and biodiversity modeler, GeOSIRIS, dan sebagainya.

Untuk sebuah permodelan penggunaan lahan, bisa dikatakan IDRISI cukup lengkap toolsnya, baik itu untuk yang standar ataupun dengan skenario (seperti sesuai tata ruang, kesesuaian lahan, dan sebagainya). Pilihan metode model penggunaan lahan yang ada adalah CA Markov. Pada menu khusus Land Change Modeler (LCM) bahkan kita bisa memproyeksikan yang lebih advance dengan memasukan driving factor seperti pada CLUE di atas, termasuk juga memasukan faktor-faktor pembatas seperti tata ruang, status kawasan hutan, dan sebagainya. Bahkan khusus LCM juga tersedia untuk ArcGIS Toolbox.

Jika anda tertarik untuk mempelajari step by step melakukan proyeksi penggunaan lahan yang standar (Business As Usual / BAU) ataupun dengan skenario (tata ruang / kesesuaian lahan, dan sebagainya), anda bisa membaca 2 postingan di bawah ini dengan terlebih dulu menjadi member untuk bisa mengakses full, disertai contoh data yang bisa anda gunakan sebagai bahan mengulang latihan di rumah.

Untuk memperoleh softwarenya IDRISI serta untuk informasi lebih rinci tentang IDRISI di berbagai versi kunjungi Clark Lab. Versi terakhir ketika postingan ini ditulis adalah IDRISI TerrSet 2020.

Baca Juga

• Prediksi Perubahan Tutupan Lahan (Bagian 1) : Skenario Business As Usual (BAU) Pada Terrset
• Prediksi Perubahan Tutupan Lahan (Bagian 2) : Skenario Pola Ruang (RTRW) Pada Terrset

4. LanduseSim

LanduseSim merupakan software LULCC karya bangsa Indonesia. Pembuatnya adalah Nursakti Adhi Pratomoatmojo, seorang dosen di Departemen Perencanaan Wilayah dan Kota (PWK), Institut Teknologi Sepuluh November (ITS) Surabaya. LanduseSim dilaunching sekitar tahun 2014.

LanduseSim dirancang dengan menerapkan Algoritma Model Cellular Automata yang ditingkatkan, metodologi mutakhir untuk membuat simulasi lanskap. Secara umum tahapan proses permodelan di LanduseSim sama dengan software-software LULCC pada umumnya, yang membedakan adalah tampilan antar mukanya saja.

Secara operasional mirip dengan CLUE, di mana data raster penggunaan lahan dan driving factor harus dalam bentuk ASCII. LanduseSim juga membutuhkan penggunaan lahan awal dan akhir sebagai bahan simulasi, driving factor, dan juga peta kesesuaian. Ini artinya di LanduseSim juga bisa diproyesikan penggunaan lahan dengan skenario. Di awal juga ada matriks probabilitas per penggunaan lahan seperti software LULCC pada umumnya.

Penggunaan LanduseSim lebih mudah jika dibandingkan dengan CLUE karena tidak perlu meregresikan secara khusus di luar aplikasi, di dalam LanduseSim sudah ada isian/form untuk memberikan bobot pengaruh sesuai driving factor dimaksud terhadap kemungkinan berubahnya penggunaan lahan. Ada beberapa tipe atau level LanduseSim di mana salah satu pembedanya adalah ukuran raster yang bisa diproses. Untuk memperoleh LanduseSim secara umum mungkin berbayar, anda harus mengontak ke Lab Komputasi dan Analisis Perencanaan Spasial ITS, kunjungi webnya untuk info lebih lengkap.

5. LULCC R

Untuk yang satu ini belum banyak sumber informasi yang bisa menjadi rujukan. R merupakan suatu aplikasi permodelan statistik dan grafik, jadi bukan pengolah data spasial (SIG). R ini lebih cocok sebagai software pemrograman, dalam arti pengguna harus hafal kode-kode di R untuk memproses suatu data tertentu.

R merupakan bagian dari proyek GNU di mana kode kode sumbernya tersedia secara bebas di bawah Lisensi Publik Umum GNU, dan versi biner prekompilasinya tersedia untuk berbagai sistem operasi. R menggunakan antarmuka baris perintah, meski beberapa antarmuka pengguna grafik juga tersedia.

Nah di R ini ada sebuah paket tambahan untuk menjalankan CA Markov, yang informasinya bisa didapatkan link ini, termasuk di situ ada dokumentasinya dalam bentuk pdf. Aplikasi ini lebih cocok bagi anda yang sudah menguasai opersional software R. Untuk paketnya sudah tersedia di GitHub, tentunya setelah anda terlebih dulu menginstall R nya yang bisa didapatkan di sini.

6. LuccME

LuccME merupakan suatu tools tambahan atau plugin di aplikasi TerraME. TerraME merupakan lingkungan pemrograman umum untuk pemodelan dinamis spasial, dirancang untuk mendukung model di beberapa domain, termasuk hidrologi, keanekaragaman hayati, perubahan tutupan lahan, dan banyak lainnya. TerraME dikembangkan oleh Brazil’s National Institute for Space Research (INPE) dan tim. Sedangkan LuccME (Land Use and Cover Change Modelling Environment) adalah kerangka kerja open source untuk pemodelan Perubahan Tutupan dan Penggunaan Lahan (LUCC) yang eksplisit secara spasial yang dikembangkan oleh Earth System Science Center (CCST) dan tim.

Berdasarkan modulnya, si LuccME ini memproses permodelan LULCC dalam 5 tahap dari mulai mendefinisikan area studi, proses data spasial (penggunaan lahan, driving factor, dan sebagainya), lalu membuat regresi antara penggunaan lahan dan driving factor (pembobotan) yang dilakukan di luar menggunakan software statistik, kemudian menyetting data faktor pembatas (permintaan, potensial, dan alokasi), selanjutnya menjalankan simulasi dan validasi model. Ini mirip dengan CLUE, cuma versi yang ditingkatkan.

Ini juga merupakan produk berlisensi khusus, jadi untuk memperolehnya anda harus mengontak pembuatnya di situs LuccME. Di mana anda harus mendaftar dulu dan mendapat persetujuan dari mereka.