Analisis tiga dimensi dan analisis permukaan merupakan satu dari banyak analisis spasial.
Analisis 3D atau 3D analysis dalam sistem informasi geografis (SIG) bertolak dari perbedaan ketinggain setiap titik dipermukaan bumi yang menyebabkan perbedaan karakteristik antar titik-titik tersebut. Analisis ini dapat dilakukan jika data yang digunakan memiliki data yang mencerminkan aspek ketinggian. Analisis ini mampu menunjukkan informasi fisiografi suatu wilayah dalam 3 dimensi, panjang, lebar dan tinggi. Pemanfaatan analisis ini banyak dilakukan dalam bidang geografi fisik dan perencanaan pembangunan.
Analisis tiga dimensi dan analisis permukaan merupakan satu dari banyak analisis spasial.
Beberapa analisis spasial yang dilakukan menggunakan SIG adalah:
- Analisis tumpangsusun (overlay)
- Analisis proximity
- Analisis jaringan
- Analisis medan (3D analysis dan surface analysis)
- Statistik spasial
Digital Elevation Model
Digital Elevation Model (DEM) adalah adalah data spasial dalam format digital yang menggambarkan geometri dari bentuk permukaan bumi atau bagiannya yang terdiri dari himpunan titik-titik koordinat hasil sampling dari permukaan dengan algoritma yang mendefinisikan permukaan tersebut menggunakan himpunan koordinat.
DEM dapat dibagi menjadi:
- Digital Surface Model
- Digital Terrain Model
Digital Surface Model (DSM)
Digital Surface Model (DSM) atau disebut pula Model Permukaan Digital adalah model permukaan bumi dengan menggambarkan seluruh objek permukaan bumi yang terlihat. Objek bangunan, vegetasi yang menutupi tanah dan objek tanah yang terbuka termasuk dalam data tersebut.
Digital Terrain Model (DTM)
Digital Terrain Model (DTM) merupakan permukaan elevasi yang mewakili bumi yang direferensikan ke datum vertikal. Data DTM menampilkan ketinggian lahan atau tanah, tanpa menghitung objek-objek di atasnya.
DTM bisa didapatkan dengan mengurangi data DSM dengan data ketinggian objek-objek di atasnya seperti bangunan dan vegetasi.
Struktur data elevasi
Terdapat struktur data yang berbeda yang dapat dipakai untuk menyajikan topografi permukaan bumi:
- Grid/ lattice
- TIN (triangular Irreguler Network)
- Kontur
Grid atau Lattice
Struktur ini menggunakan sebuah bidang segitiga teratur, segiempat, atau bujursangkar atau bentuk siku yang teratur grid. Perbedaan resolusi grid dapat digunakan, pemilihannya biasanya berhubungan dengan ukuran daerah penelitian dan kemampuan fasilitas computer.
Seperti data dapat disimpan dengan berbagai cara, biasanya metode adalah dengan koordinat Z berhubungan untuk rangkaian titik-titik sepanjang profil dengan titik awal dan spasi grid tertentu.
TIN (Triangular Irregular Network)
TIN adalah rangkaian segitiga yang tidak tumpang tindih dihitung dari titik ruang tak beraturan dengan koordinat x, y, dan nilai z yang menyajikan data elevasi.
Model TIN disimpan dalam topologi berhubungan antara segitiga dengan segitiga di dekatnya dimana titik-titik didefinisikan pada tiap segitiga dengan segitiga lain. Tiap bidang segitiga digabungkan dengan tiga titik segitiga yang dikenal sebagai facet (Mark, 1975).
Kontur
Garis kontur merupakan garis yang menghubungkan titik-titik yang mempunyai ketinggian yang sama.
Dengan konsep ini, garis kontur dapat diinterpolasi memanfaatkan data titik-titik ketinggian. Interpolasi ini dapat menggunakan beberapa metode yaitu kriging, spline, natural neighbour dan instant distant weighted.
Setiap metode interpolasi mempunyai karakteristik yang dapat digunakan sesuai dengan suatu pemanfaatan tertentu.
Fungsi Analisa Permukaan (Surface-analysis function)
Berdasarkan DEM tersebut dapat diturunkan beberapa model medan digital, antara lain : model tiga dimensi (3D), kontur (Contours), profil, perhitungan volume, peta efek bayangan (hill shading), lereng (slope), aspek (aspect), visibility, tampilan 3D “real time”.
Masing-masing turunan DEM ini mempunyai aplikasi tertentu yang menyangkut aspek ketinggian /elevasi.
Dengan menggunakan fungsi ini, informasi tambahan untuk menghasilkan data baru bisa diperoleh dan pola yang ada pada surface bisa dikenali, diantaranya:
- Slope
- Aspect
- Hillshade
- Viewshed
Slope
Fungsi slope menentukan slope atau laju perubahan maksimum dari setiap sel dengan tetangganya. Fungsi ini menghasilkan theme slope grid berupa nilai slope dalam persentasi (contoh: slope 10%) atau dalam derajat (contoh: slope 45°).
Slope merupakan informasi kemiringan lereng yang diturunkan dari perbedaan ketinggian dan jarak antar dua titik.
Jangkauan kelas dalam penentuan visualisasi ini dapat diatur, sehingga aplikasi ini dapat digunakan untuk melakukan klasisfikasi tertentu terkait dengan perbedaan kemiringan lereng.
Aspect
Aplikasi slope dan aspect sangat berkaitan. Aspect berkaitan dengan slope. Jika slope memberikan gambaran mengenai besar sudut lereng, aspect memberikan informasi mengenai arah hadap lereng.
Arah hadap lereng dibagi menjadi 8 penjuru mata angin dan arah hadap datar. Arah datar menunjukkan daerah tersebut dalam morfologi landai.
Dengan simbologi yang dapat diatur, lereng yang menghadap arah pengguna akan dapat dibedakan dengan yang membelakangi pengguna. Aplikasi dari hal ini adalah untuk analisis mengenai arah hadap lereng dan pengaruhnya terhadap kondisi titik tersebut.
Lereng yang menghadap matahari, yaitu arah timur atau barat tentunya akan memiliki karakteristik fisik yang berbeda dengan lereng yang menghadap arah utara atau selatan.
Perbedaan ini terutama terkait dengan perecepatan pelapukan dan mempengaruhi sifat kimia akibat perbedaan intensitas penyidaran matahari.
Hillshade
Fungsi hillshade digunakan untuk memprediksi iluminasi sebuah surface untuk kegunaan analisa ataupun visualisasi. Untuk analisis, hillshade dapat digunakan untuk menentukan panjangnya waktu dan intensitas matahari pada lokasi tertentu.
Untuk visualisasi, hillshade mampu menonjolkan relief dari surface.
Hillshade merupakan visualisasi berupa kenampakan adanya bayangan-bayangan yang terbentuk akibat perbedaan ketinggian. Cahaya ini dibuat dengan asumsi adanya cahaya yang datang dari suatu sudut, sehingga menimbulkan bayangan yang mempertegas aspek topografi.
Aplikasi ini dapat digunakan untuk identifikasi atau pengenalan suatu daerah terkait dengan morfolagi dan pola liran yang tampak menonjol.
Viewshed
Viewshed menghasilkan suatu pembagian daerah kajian menjadi dua daerah, yaitu daerah yang tampak (visible) dan yang tak tampak (not visible). Analisis ini dilakukan dengan membuat titik amatan terlebih dahulu.
Setelah itu, sistem akan melakukan analisis visibility yang berdasarkan perbedaan tinggi tempat pengamatan dengan titik-titik lain di daerah kajian. Analisis ini mirip seperti pembuatan profil yang sangat banyak dan menyebar ke segala arah.
Daerah yang memiliki ketinggian yang lebih rendah dari titik pengamatan dan tidak tertutupi oleh titik yang lebih tinggi akan dimasukkan sebagai daerah yang terlihat.
Dengan analogi yang sebaliknya, akan diperoleh daerah yang tidak terlihat. Salah satu contoh pemanfaatan dari analisis ini adalah pemilihan tempat pariwisata panoramik.
Kesimpulan
Analisis 3D bertolak dari perbedaan ketinggain setiap titik dipermukaan bumi yang menyebabkan perbedaan karakteristik antar titik-titik tersebut.
Terdapat struktur data yang berbeda yang dapat dipakai untuk menyajikan topografi permukaan bumi:
- Grid/ lattice
- TIN (triangular Irreguler Network)
- Kontur
Dengan menggunakan analisis permukaan, informasi tambahan untuk menghasilkan data baru bisa diperoleh dan pola yang ada pada surface bisa dikenali, diantaranya:
- Slope
- Aspect
- Hillshade
- Viewshed
