KONSEP PENGELOLAAN BASIS DATA SPASIAL SIG (tugas kelompok GIS)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1              LATAR BELAKANG

Sesuai dengan perkembangan teknologi yang sudah dapat dicapai hingga pada saat ini, khususnya di bidang komputer grafik, basisdata, teknologi informasi, dan teknologi indereja, maka kebutuhan mengenai penyimpanan, analisis, dan penyajian data yang berstruktur kompleks dengan jumlah besar makin mendesak. Struktur data kompleks tersebut mencakup baik jenis data spasial maupun atribut. Dengan demikian, untuk mengelola data yang kompleks ini, diperlukan suatu sistem informasi yang secara terintegrasi mampu mengolah baik data spasial maupun data atribut ini secara efektif dan efisien. Tidak itu saja, sistem inipun harus mampu menjawab dengan baik pertanyaan spasial maupun atribut secara simultan.

Keberadaan suatu sistem informasi yang efisien sangat  diharapkan  mampu mengelola data dengan struktur yang kompleks dan dengan jumlah yang besar ini dapat membantu dalam proses pengambilan keputusan yang jitu. Dan salah satu sistem yang menawarkan solusi-solusi untuk masalah ini adalah sistem informasi geografis (SIG/GIS). GIS adalah suatu teknologi baru yang pada saat ini menjadi alat bantu yang sangat esensial dalam menyimpan, memanipulasi, menganalisis, dan menampilkan kembali kondisi-kondisi alam dengan bantuan data atribut dan spasial.

            Untuk mengumpulkan data informasi geografis dapat diambil dari peta tematik, penelitian, pengukuran dilapangan, atau kumpulan data statistik yang dikumpulkan oleh institusi-institusi pemerintah (termasuk data sensus di dalamnya). Dari data-data diatas pada umumnya mengandung lebih dari satu atribut yang diasosiasikan dengan lokasi spasialnya. Sebagai contoh, properties jenis tang yang menjadi daya tarik studi-studi sumber daya lahan pada umumnya adalah tipe, warna, tekstur, kandungan organik, derajat keasaman, dsb. Atribut-atribut tambahan ini disebut sebagai entities non-spasial dari basisdata spasial.

            Basisdata spasial mendeskripsikan sekumpulan entity baik yang memiliki lokasi atau posisi yang tetap maupun yang tidak tetap (memiliki kecendrungan untuk berubah, bergerak, atau berkembang). Tipe-tipe entity spasial ini memiliki properties topografi dasar yang meliputi lokasi, dimensi, dan bentuk (shape). Hampir semua SIG memiliki campuran tipe-tipe entity spasial dan non-spasial. Tetapi, tipe-tipe entity non-spasial tidak memiliki property topografi dasar lokasi.

            Dengan demikian, sebelum analisis SIG dapat dilakukan diperlukan data tambahan untuk kemudian digabungkan kedalam basisdata geografi. Sebagai contoh, untuk menjawab pertanyaan apa tipe landuse (tataguna tanah) yang direpresentasikan oleh setiap poligon pada suatu peta SIG, diperlukan beberapa atribut deskriptif untuk dikaitkan terhadap coverage landuse tersebut yang kemudian dikelola oleh perangkat SIG. Atribut-atribut tersebut juga mencakup kode yang mengindikasikan tipe landuse setiap poligon (misalnya hutan atau tanah pertanian) dan nilai atau biaya rata-rata untuk pemeliharaanya per-hektar sehingga biaya total akuisisi lahan setiap potensi lokasi (site) dapat ditentukan.

            Walaupun demikian, untuk mengelola data dan informasi atribut di dalam SIG tidak semudah yang kita bayangkan. Untuk melakukannya diperlukan pemahaman yang baik mengenai konsep-konsep sistem manajemen basisdata (Database Managemen System-DBMS).

BAB II

PEMBAHASAN

2.1       SIG SEBAGAI PENGELOLAHAN BASIS DATA

Pada awalnya, pengembangan masing-masing perangkat lunak dimulai dari nol, dengan menggunakan tools  yang cukup terbatas baik jumlah maupun kemampuannya, sistem operasi dan compiler untuk bahasa pemograman yang digunakan untuk mengembangkan tools SIG pada saat itu. Pada masa itu, belum banyak bahan pustaka yang powerfull dan lengkap  atau standar terkait yang tersedia dan dapat diakses secara penuh oleh public. Dengan demikian kemungkinan besar semua fungsional sistem SIG (terutama fitur-fitur user interface, analisis spasial dan penanganan manajemen basis datanya) dikembangkan sendiri oleh development teamnya yang ahli dibidang masing-masing.

Seiring dengan kemajuan, sifat keterbukaan pemikiran yang arah knowledge sharing, dan juga konsep open source yang melanda dibidang teknologi informasi, maka pada saat itu perangkat lunak SIG sudah dapat dikembangkan dengan dukungan standar-standar terkait, termasuk konsep dan implementasi sistem manajemen basis data (DBMS) dan beberapa algoritma spasialis yang powerfull dan sudah tersebar secara luas.

Pengembangan sistem SIG yang telah mendapatkan dukungan DBMS dapat dijelaskan dengan beberapa fakta berikut:

a.    Biaya pengadaan DBMS telah mendominasi secara garis besar biaya keseluruhan perangkat lunak sistem-sistem termasuk SIG.

b.    DBMS banyak memiliki fungsi-fungsi yang diperlukan oleh sistem perangkat SIG.

2.2       KONSEP- KONSEP BASIS DATA DI DALAM SIG

Sistem informasis Geografis (SIG) tidak dapat dilepaskan dengan basis data, sebab SIG sendiri memerlukan data (spasial dan atribut ) yang disimpan di dalam basis data spasial (dimana data atribut terdapat didalamnya). Selain itu, semua perangkat SIG-pun secara inherent telah dilengkapi dengan kemampuan dalam mengelola basis data.

2.2.1    Basis Data

Konsep mengenai basis data dapat dipandang dari beberapa sisi. Dari sudut pandang sistem, basis data dimaknai sebagai kumpulan tabel- tabel (logika) atau bahkan files (fisik) yang saling berelasi satu sama lainnya. Sementara dari sisi manajemen, basis data dapat dipandang sebagai kumpulan data yang memodelkan aktivitas-aktivitas yang terdapat diidalam enterprise-nya. Selain itu, dalam pengertian yang lebih umum, basis data juga mengandung pengertian sebagai kumpulan data non-redundant yang dapat digunakan bersama (shared) oleh sistem- sistem yang berbeda.atau dengan kata lain, basis data adalah kumpulan data (file) non-redundant yang saling terkait satu sama lainnya (yang dinyatakan oleh atribut-atribut kunci milik tabel-tabelnya / struktur data berikut relasi-relasinya)

Di dalam usaha membentuk bangunan informasi yang penting (enterprise). Berikut adalah beberapa pengertian dari basis data yang telah di kembangkan atas dasar sudut pandang yang sedikit berbeda :

a.         Himpunan kelompok data (file/arsip) yang saling berhubungan dan diorganisasikan sedemikian rupa agar kelak dapat dimanfaatkan kembali dengan cepat dan mudah.

b.        Kumpulan data yang saling berhubungan dan disimpan bersama sedemikian rupa tanpa pengulangan yang tidak perlu (redudancy) untuk memenuhi berbagai kebutuhan.

c.         Kumpulan file/tabel/arsip yang saling berhubungan dan disimpan di dalam media penyimpanan elektronik.

Kehadiran terminologi “basis data” mengimplementasikan adanya sebuah pengertian mengenai keterpisahan antara (media) penyimpanan (storage) fisik data (basis data itu sendiri) dengan program-program aplikasi (user/programmer-developed) yang mengaksesnya (termasuk DBMS terkait), untuk mencegahnya sebisa mungkin dari masalah saling bergantungan (dependence) di antara keduanya.

Sehubungan dengan hal ini, maka dengan menggunakan perangkat sistem basis data, baik pengguna, pemrogram, maupun developer program aplikasinya tidak perlu mengetahui informasi detail mengenai bagaimana data yang bersangkutan disimpan di dalam basis datanya. Meskipun demikian dengan basis data, baik proses perubahan, editing, maupun updating terhadap datanya dapat dilakukan tanpa mempengaruhi komponen-komponen lainnya yang terdapat di dalam sistem yang bersangkutan. Perubahan yang dimaksud dapat mencakup perubahan format data (konversi), struktur file, atau relokasi data dari satu perangkat ke perangkat-perangkat lainnya.

2.2.2    Keuntungan Penggunaan Basis Data

Bila dibandingkan dengan sistem pemrosesan file (tradisional) yang (pernah) didukung oleh sistem operasi konvensional, maka penggunaan basis data akan mendatangkan keuntungan-keuntungan seperti berikut :

a.         Mereduksi keberadaan duplikasi data (minimum redudancy data yang pada gilirannya akan mencegah datangnya masalah inkonsistensi dan isolasi data).

b.        Mudah dikembangkan lebih lanjut, baik struktur maupun dimensinya.

c.         Memperoleh kemudahan, kecepatan, dan efisiensi (data sharing dan availability) akses (pemanggilan) data.

d.        Mendapatkan potensi fasilitas penjagaan integritas data.

e.         Menyebabkan data menjadi self-documented dan self- descriptive (dengan kehadiran meta data yang bersangkutan).

f.         Mereduksi biaya pengembangan perangkat lunak aplikasi terkait.

g.        Meningkatkan faktor keamanan data (security).

2.2.3    View Basis Data (Level Abstraksi Data)

Karena semua pengguna sistem basis data belum tentu telah terlatih dengan baik, dan mereka juga terbagi ke dalam beberapa tingkatan kemahiran, maka kompleksitas basis datanya akan tersembunyi dari para penggunanya melalui beberapa tingkatan abstraksi data. Hal ini tentu saja dikembangkan untuk menyederhanakan interaksi diantara para pengguna dengan sistemnya. Oleh sebab itu, basis data tersebut dapat mempresentasikan view yang berbeda kepada para pengguna, programmer, dan administratornya.

Representasi level fisik (internal) pada umumnya tidak terlihat oleh pengguna atau programmer aplikasinya. Sedangkan view konseptual (level logika atau level konseptual) adalah cara yang utama dimana administrator basis data (DBA) membangun dan mengelola basis datanya. Selain itu, sistem manajemen basis data (DBMS) dapat menyajikan multi-view skema konseptual (eksternal views atau level view) kepada programmer dan pengguna aplikasi (sebagai contoh di dalam gambar adalah para pengguna dari bagian-bagian marketing, keuangan, dan produksi).

                                                                                                                      Level View

Contoh tampilan lavel abstraksi data

Level fisik merupakan tingkatan terendah di dalam abstraksi data yang menunjukkan bagaimana sesungguhnya datanya disimpan. Pada level ini, setiap pengguna dapat melihat data sebagai gabungan struktur berikut datanya sendiri. Pada level ini, pengguna juga akan mengetahui bagaimana representasi fisik dari penyimpanan dan pengorganisasian data sebagai teks (karakter atau string), angka (bilangan), atau sebagai kumpulan bit-bit data semata.

Level konseptual menggambarkan data apa saja (entitas) yang sebenarnya (secara fungsional) disimpan di dalam basis data beserta hubungan (relasi-relasi) antar entitas yang terdapat di dalamnya. Para pengguna (perancang) yang berada pada level ini akan mengetahui, sebagai contoh, bahwa data (beberapa atribut) mengenai penjualan disimpan atau direpresentasikan di dalam tabel-tabel (files) barang, produksi, keuangan,marketing, dan lain sejenisnya.

Level view merupakan tingkat tertinggi. Pada level ini, para pengguna hanya mengenal struktur data yang sederhana dan sangat berorientasi pada pengguna yang bersangkutan semata. Data yang dikenal oleh masing-masing pengguna pada level ini (misalnya bagian marketing, keuangan, atau produksi) kemungkinan besar akan berbeda saatu sama lainnya dan hanya mencakup sebagian dari basis data keseluruhan.

2.2.4    Enterprise

Enterprise adalah bagian (dari) dunia nyata (objek [yang dianggap] penting) dan dimodelkan menggunakan basisdata. Bentuk enterprise dapat berupa badan hukum atau individu yang menjalankan tugas -tugasnya sehubungan dengan aktivitas sehari- hari. Sebagai contoh, enterprise dapat berupa objek-objek atau institusi yang penting seperti halnya perpustakaan, sekolah perumahan, rumah sakit, bank dan lain sejenisnya.

Sebuah apotik juga merupakan sebuah enterprise yang tugas-tugasnya antara lain melibatkan pembelian bahan baku, peracikan dan penjualan obat-obatan. Dengan demikian, yang dapat disebut sebagai enterprise adalah objek-objek penting, organisasi, proses yang bekerja pada suatu sistem, atau bahkan sistem itu sendiri.

2.2.5         Enterprise Rules

Enterprise rules adalah aturan-aturan yang digunakan untuk mendefenisikan hubungan-hubungan (keterkaitan atau relasi) antara suatu entity set dengan entity set lainnya (entity relationship) beserta operations-nya (prosedur atau fungsi yang dapat dikenakan terhadap entity set yang bersangkutan). Atau dengan kata lain enterprise rules adalah aturan-aturan yang dipakai untuk menegaskan hubungan antar antity set dalam suatu basis data. Penegasan ini sangat berguna, diantaranya untuk melihat apakah suatu entity set akan bersifat harus ada (obligatory), atau tidak harus ada (non-obligatory).

Enterprise rules yang berlaku  pada suatu basisdata bisa jadi tidak berlaku pada basisdata yang lain (sekalipun sejenis). Setiap basisdata memiliki enterprise rules tersendiri yang cenderung bersifat unik. Berikut contoh enterprise dan enterprise rulesnya:

Enterprise: Aktifitas perkuliahan

Enterprise rules:  -       kompleks kampus terdiri dari beberapa gedung

-            Semua gedung perkuiliahan dan administrasi terletak didalam kompleks kampus

-            Setiap gedung minimal memiliki 1 lantai (bisa bertingkat)

-            Setiap lantau memiliki minimal 1 ruang

-            Suatu perkuliahan hanya dapat dilaksanakan dalam 1 ruangan

-            Setiap mata kuliah memiliki 1 jadwal matakuliah

-            Setiap dosen dapat mengajar beberap amata kuliah

-            Setiap mata kuliah hanya dapat diajar oleh seorang dosen

2.2.6        Skeleton Tabel

Skeleton tabel  adalah sekumpulan tabel-tabel yang (dapat) menjelaskan hubungan antar kumpulan entitas yang digunakan dalam suatu enterprise. Tabel-tabel ini disajikan dengan menggunakan nama tabel-tabelnya beserta atribut (field) yang dimilikinya.

Hubungan antar tabel ini dapat diketahui dengan melihat atribut-atribut kunci (primary key atau foreign key) yang terdapat dalam masing-masing tabel. Biasanya primary key diberi notasi garis bawah (under-score), sedangkan foreigh key diberi tanda garis bawah dan miring (under-score dan italic).

Berikut adalah contoh skeleton tables untuk enterprise aktifitas perkuliahan seperti diatas:

-            Dosen (KodeDo, NamaDo, AlamatDo, KodePosDo, KotaDo, GolDo, TglLahirDo)

-            Mahasiswa (Nim, NamaMhs, AlamatMhs, KodeposMhs, kotaMhs, TglLhirMhs)

-            Gedung (KodeGe, NmaGe, LuasGE, KapaGe, JmlLt, JmlRu)

-            Lantai (KodeLt, NamaLt, LuasLt, kapaLt, JmlRu, KodeGe)

-            Ruangan (KodeRu, NmaRu, LuasRu, kapaRu, KodeLt)

-            MataKuliaH (kodeMK, nmaMk, BobotMk, HariMK, Jammk, KodeRu, KodeDo)

-            NilaiMK (Nim, KodeMk, Nilai, semester, Tahun)

2.2.7        Kamus Data

Setelah skeleton table-nya dibuat, maka di defenisiskanlah kamus data yang bersangkutan (Data Dictionary). Dengan adanya kamus data ini, maka spesifikasi (nama) atribut entitas yang sering kali dituliskan secara singkat dapat didokumentasikan secukupnya. Sebagai contoh, kamus data dapat memiliki bentuk sederhana sebagai berikut:

NO	Singkatan	Deskripsi	Domain
1	Dosen
	KodeDo	Nomor pengenal	Karakter [8]
	NamaDo	Nama Lengkap	Karakter [25]
2	Mahasiswa
	Nim	Nomor Iduk	Karakter [8]
	NamaMhs	Nama Lengkap	Karakter [25]
3	Gedung
	KodeGe	No Pengenal	Karakter [2]
	NamaGe	Nama Lengkap	Karakter [15]
4	Lantai
	LuasLt	Luas (meter-Persegi)	Numerik [5]
	KapaLt	Kapasitas total (orang)	Numerik [5]
5	Ruangan
	NamaRu	Nama Ruangan	Karakter [15]
	LuasRu	Luas Ruangan (meter persegi)	Numerik [5]
6	Mata kuliah
	Kode MK	Nomor atau nomor pengenal mata kuliah	Karakter [8]
	Bobot MK	Bobot (SKS) matakuliah	Numerik [1]
7	Nilai MK
	NIM	Nomor Induk Mahasiswa	Karakter [8]
	Nilai	Nilai akhir mata kuliah: A,B,C,D.E	Karakter [1]

2.2.8         Aplikasi

Aplikasi (program) merupakan (kumpulan) tugas khusus yang akan dijalankan pada enterprise yang bersangkutan baik secara otomatis maupun semi otomatis. Berikut adalah beberapa contoh aplikasi yang dimiliki oleh enterprise:

1.        Perusahaan ansuransi: Melakukan pemeliharaan data-data pembayaran, klaim, dan keuntungan

2.        Perusahaan telekomunikasi: menentukan (memeriksa) lokasi dimana saja (rumah kabel dan distribution point [DP]) yang masih dapat melayani sambungan telepon ke pelanggan baru yang posisinya diketahui

2.2.9        Sistem Basis Data

Sistem basis data DBMS pertama kali dikembangkan oleh divisi R&D di perusahaan IBM pada akhir tahun 1950-an sampai 1960-an. Perkembangan ini sebagian besar ditunjukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan di bidang-bidang bisnis, militer dan institusi-institusi pendidikan dan pemerintahan yang memiliki struktur organisasi yang tidak sederhana dan dengan kebutuhan data dan informasi yang kompleks.

Menurut pustaka [Freiling82], system basis data merupakan kombinasi perangkat keras dan perangkat lunak yang memungkinkan dan memudahkan untuk menjalankan salah satu atau lebih tugas yang melibatkan penanganan sejumlah besar informasi.

2.2.10    Komponen Sistem Basis Data

Sistem basis data memiliki komponen-komponen yang membentuknya. Komponen tersebut adalah:

1.        Perangkat keras

2.        Pengguna (user)

3.        System operasi

4.        System pengolahan basis data (DBMS)

5.        Program aplikasi lain

6.        Basis data

Komponen perangkat keras yang biasanya digunakan meliputi CPU (processor), memori (RAM), storage (harddisk, disket, flashdisk, CD, dll), keyboard, monitor, mouse, serta media pendukung jaringan, serta pheripherals lainnya.

Komponen pengguna system basis data

-            Database administrator

Pengguna yang memiliki kewenangan khusus sebagai pusat pengendali seluruh system, baik terhadap basis data maupun program-program aplikasi yang mengaksesnya

-            Aplication programmers

Merupakan para programmer aplikasi yang professional dan berinteraksi dengan system

-            Sophisticated user

Pengguna ini berinteraksi dengan system tanpa harus menuliskan programnya sendiri. Tetapi sebagai gantinya, mereka menyatakan permintaannya didalam bentuk bahasa query basis data

-            Specialized users

Pengguna ini termasuk dalam Sophisticated user yang menuliskan program aplikasi basis data yang khusus yang tidak sesuai dengan framework pemrosesan data tradisional

-            Naïve Users

Pengguna ini berinteraksi dengan system dengan cara memenggil salah satu program aplikasi yang telah disediakan

Komponen Sistem Operasi, komponen ini merupakan program-program dasar yang ddiperlukan oleh computer untuk memulai pekerjaan, mengawasi, dan mengontrol semua operasi yang dilakukan oleh perangkat lunak dan perangkat keras system computer, dan mengendalikan semua system masuksn dan keluaran dari dan kesistem computer. Sistem operasi yang digunakan disesuaikan dengan kebutuhan computer, system ini seperti: UNIX, WINDOWS, LINUX, dan lain sebagainya

Komponen Sistem Pengolahan Basis Data, pengolahan system basis data dilakukan (ditangani) oleh system perangkat lunak khusus (DBMS) yang akan menentukan bagaimana data diorganisasikan, disimpan, diubah, dan dipanggil

Komponen Operasi Lain, merupakan program yang dibuat oleh programmer untuk kepentingan tertentu. Salah satu contoh program aplikasi adalah program yang dibuatkan untuk memenuhi kebutuhan pengisisan formulir, dan pengumpulan data.

2.2.11    Komponen Fungsional Sistem basis Data

Sejumlah komponen fungsional system basis data antara lain:

a.         File Manager

Komponen yang mengelola alokasi kebutuhan ruang penyimpanan (storage) basis data beserta struktur data yang akan digunakan untuk mempresentasikan informasi yang disimpan didalam disk

b.        Database Manager

Menyediakan interface antara data low-level yang disimpan dalam basis data dengan program aplikasi dan query yang dikirim ke system

c.         Query Processor

Menerjemahkan pernyataan-pernyataan bahasa query (SQL) ke dalam instruksi low level yang dimengerti oleh data base manager

d.        DML Precompiler

Merenovasi pernyataan-pernyataan DML yang dimasukkan di dalam program aplikasi ke dalam pemanggilan prosedur normal di dalam bahas ainduknya. Precompiler jharus berinteraksi dengan query processor untuk membuat kode-kode yang diperlukan

e.         DDl Compiler

Mengonversi pernyataan DDl ke dalam sekumpulan tabel yang mengandung metadata

Sebagai tambahan, beberapa struktur juga diperlukan sebagai bagian dari implementasi system fisik (tabel basis data). Struktur-struktur tersebut mencakup:

-            File data: yang menyimpan basis data itu sendiri

-            Kamus Data: yang menyimpan metadata mengenai struktur basis data

-            File indeks: Yang digunakan untuk mendukung pengaksesan data dengan cepat 

2.3         SISTEM MANAJEMEN BASIS DATA

2.3.1        Pengertian Dan Definisi

Menurut buku Henry F Korth dan Silberschatz Abraham, Sistem manajemen basis data adalah kumpulan dari data yang saling berelasi (yang biasanya dirujuk sebagai suatu basisdata) dengan sekumpulan program-program yang mengakses data-data tersebut.

Menurut buku H.Z Abidin, DBMS adalah tempat penyimpanan data beserta user interface-nya yang dipersiapkan untuk memanipulasi dan administrasi basisdata. Dengan demikian DBMS juga dapat dianggap sebagai sistem perangkat lunak.

Menurut buku Abdul Kadir , DBMS merupakan suatu program komputer yang digunakan untuk memasukkan, mengubah, menghapus, memanipulasi, dan memperoleh data dan informasi dengan praktis dan efisien.

            Pengertian atau definisi DBMS sangat bervariasi dan tidak sedikit jumlahnya. Selain itu perbedaan atau batas-batas antara DBMS dengan sistem basis data-pun sering kali tidak jelas. Dengan demikian Michael J. Freiling berusaha membedakan keduanya secara jelas. DBMS akan berarti paket perangkat lunak (tanpa basisdata) general purpose yang digunakan untuk membangun sistem basisdata tertentu.

            Sistem-sistem basis data pertama kali dikembangkan oleh divisi Research and Development (D&R) perusahaan IBM di akhir 1950-an hingga awal 1960-an. Pengembangan ini sebagian besar ditujukan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan di bidang bisnis,militer, dan institusi-institusi pendidikan dan pemerintahan yang memiliki struktur organisasi yang tidak ssederhana dan dengan kebutuhan data dan inforrmasi yang kompleks.

2.3.2    Manfaat Sistem Manajemen Basisdata

            Sistem manajemen basisidata sudah sangat sering digunakan di dalam sistem perangkat lunak komputer. Penggunaan ini bukan tanpa alasan-alasan yang masuk akal. Alasan penggunaan DBMS diantaranya adalah :

1.         DBMS sangat baik di dalam mengorganisasikan dan mengelola data dalam jumlah besar.

2.         DBMS seperti kantong tempat meletakkan sesuatu (data) di dalam satu wadah sehingga barang (data) yang dimasukkan akan mudah diambil (dipanggil) kembali.

3.      DBMS membantu dalam melindungi data dari kerusakan yang disebabkan oleh akses data yang tidak sah.

4.      DBMS memungkinkan untuk mengakses data secara simultan dan bersamaan.

5.      DBMS yang terdistribusi memungkinkan pembagian suatu basisdata menjadi kepingan-kepingan yang terpisah di tempat yang berbeda.

6.      DBMS tidak selalu ditujukan untuk analisis data.

7.      DBMS memiliki sifat-sifat umum :

-       merupakan alat bantu general purpose

-       sangat baik di dalam proses pemanggilan sebagian kecil basisdata untuk dikirimkan ke bagian analisis.

-       Memungkinkan pengawasan integritas basisdata untuk memastikan validitas dan konsistensi di dalam basisdata.

2.3.3    Komponen-Komponen Sistem Manajemen Basis Data

            DBMS dapat dibentuk dari komponen-komponen sebagai berikut :

1.      Data yang disimpan dalam basis data. Data ini mencakup data numerik (bilangan bulat dan real) dan non-numerik yang terdiri dari karakter (alfabet dan karakter numerik), waktu (tanggal dan jam), logika (true/false), dan data-data lain yang lebih kompleks seperti gambar (citra) dan suara.

2.      Operasi standar yang disediakan oleh hampir semua DBMS. Operasi-operasi standar ini melengkapi pengguna dengan komputer dasar untuk memanipulasi data (basisdata)

3.      DDL (data definition language) yang merupakan bahasa yang digunakan untuk mendeskripsikan isi (dan struktur) basis data. Dengan demikian DDL, sebagai contoh dapat digunakan untuk mendeskripsikan nama-nama atribut (fields), tipe data, lokasi di dalam basisdata.

4.      DML (data manipulation language) atau bahasa query ini pada umumnya setara dengan bahasa pemrograman generasi ke-4 dan didukung oleh DBMS untuk membentuk perintah-perintah untuk masukan, keluaran, editing, analisis basis data. DML yang telah distandarisasikan disebut SQL (structured query language).

5.      Bahasa pemrograman. Disamping oleh perintah-perintah dan queries, basis data juga harus dapat diakses secara langsung oleh program-program aplikasi melalui function calls (atau suboutine calls) yang dimiliki oleh bahasa-bahasa pemrograman konveensional.

6.      Struktur file. setiap DBMS memiliki struktur internal yang digunakan untuk mengorganisasikan data walaupun beberapa model data yang umum telah digunakan oleh sebagian besar DBMS.

2.3.4   Operasi Dasar Sistem Manajemen Basis Data

            Sistem manajemen basis data memiliki peranan yang sangat penting di dalam SIG. Peranan ini sangat ditunjang oleh operasi-operasi dasar sistem pengelolaan basis data yang dimilikinya. Operasi-operasi dasar tersebut adalah :

1.      Membuat database (create database)

2.      Menghapus database (drop database)

3.      Membuat tabel basis data (create table)

4.      Menghapus tabel basis data (drop table)

5.      mengisi dan menyisipkan data (record) ke dalam tabel (insert)

6.      membaca dan mencari data (field atau record) dari tabel basis data (seek, find, search, retrieve)

7.      menampilkan basis data (display, browse)

8.      mengubah dan meng-edit data yang terdapat di dalam tabel basis data (update, edit)

9.      menghapus data dari tabel basis data (delete, zap, pack)

10.  membuat indeks untuk setiap tabel basis data (create index)

2.3.5    Model Basis Data Di Dalam DBMS

            Di dalam DBMS terdapat beberapa model basisdata yang digunakan. Model ini menyatakan hubungan antara record-record yang ada di dalam basisdatanya. Model basisdata tersebut adalah :

1.      Flat file (tabular)

Data terletak di dalam tabel tunggal (tidak terdapat kaitan antara tabel satu dengan tabel-tabel lainnya).

2.      Hierarchical

Model ini sering disebut sebagai model pohon atau hirarki karena mirip dengan struktur pohon terbalik. Model ini menggunakan pola hubungan parent-child. Setiap simpul menyatakan sekumpulan field. Suatu simpul yang memiliki simpul lain yang berada dibawahnya disebut parent. Sedangkan setiap simpul yang memiliki hubungan dengan simpul lain yang berada diatasnya disebut child. Setiap parent dapat memiliki child lebih dari satu, sementara setiap child hanya memiliki satu parent yang disebut sebagai root, sedangkan simpul yang tidak memiliki child (bagian bawah) disebut sebagai leaf.

                                   

Contoh tampilan model data hirarki sederhana

3.      Network

Model ini sering disebut juga sebagai model DBTG (database task group) atau CODASYL (conference on data systems languages) karena model ini telah distandarisasikan oleh BTDG (yang merupakan bagian dari CODASYL) pada 1971. Model ini sangat mirip dengan model hirarki, tetapi pada model ini setiap child dapat memiliki lebih dari satu parent. Dengan demikian, baik parent maupun child memiliki relasi (N—M) atau sebaliknya.

Contoh tampilan model basis data network sederaha

4.      Relational

Model ini terdiri dari tabel-tabel (data direpresentasikan dalam tabel yang terdiri dari baris-baris dan kolom-kolom) ternormalisasi dengan field-field kunci sebagai penghubung relasional antar tabel.

2.4       MODEL BASIS DATA RELASIONAL

            Sebagai model basis data yang paling teekenal dan paling sering di implementasikan didalam DBMS, model relasional sangat banyak digunakan di dalam sistem perangkat lunak SIG. Beberapa di antara DBMS yang mengguanakan model basis data relasional adalah:

1.      Dbase (*.dbf) -- digunakan oleh ArcView GIS beserta beberpa perangkat lunak SIG lainnya yang berbasis data spasial format shapefile.

2.      Dbase (*dfb ) -- digunakan oleh PC Arc/Info dan SIG lain yang masih berbasis PC

3.      INFO -- digunakan di dalam Arc/Info

4.      Oracle -- digunakan di dalam Arc/Info, Geovision, dan lainnya

5.      Empress -- digunakan oleh System/9

2.4.1    Terminologi di dalam Model Basis Data Relasional

Di dalam basis data relasional terdapat beberapa terminologi yang menjadi ciri khasnya. Terminologi tersebut antara lain adalah relasi, kunci, query, dan normalisasi.

1.        Relasi

Ada beberapa karakter atau sifat dasar yang berhubungan dengan relasi yang dimiliki oleh tabel-tabel relasional, yaitu:

a.         Setiap baris data memiliki beberapa atribut atau fields. Jangkauan nilai-nilai atribut yang mungkin (domain) dimiliki oleh suatu field juga didefenisikan (di dalam komponen meta datanya).

b.         Setiap tipe records membentuk tabel dan relasi. Di dalam sebuah tabel, setiap basis data disebut record atau tuple sedangkan kolom datanya disebut atribut, fields atau items.

c.         Derajat relasi suatu tabel dinyatakan dengan jumlah atribut yang terdapat di dalam tabel yang bersangkutan. Suatu tabel yang hanya memiliki satu atribut disebut mimiliki relasi unary, dan satu tabel yang memiliki dua atribut disebut tabel dengan relasi binary, sedangkan tabel dengan sejumlah n-atribut disebut n-ary.

2.        Kunci

Kunci memiliki satu relasi adalah bagian (subset) dari atribut-atribut yang memiliki ciri-ciri seperti:

a.         Dapat diindentifikasi secara unik: nilai data (isi) milik setiap field kunci tidak ada yang sama (unik) untuk setiap tuple nya. Dengan kata lain, atribut ini dapat mengidentifikasi secara unik suatu kejadian tertentu dari sebuah entity.

b.         Non-redudancy: tidak ada satu atribut kunci-pun yang dapat dihapus tanpa terlebih dahulu merusak keunikan atribut kunci.

Atribut-atribut yang memiliki ciri umum seperti diatas dapat disebut juga sebagai candidate key. Candidate key yang akhirnya mewakili setiap kejadian dari suatu entitas disebut sebagai kunci primer (primery key). Candidate key yang todak terpilih disebut alternet key. 

3.        Query

Beberapa terminologi yang terkait dengan query yang dimiliki oleh model basis data relasional adalah:

a.         Data Defenition Language (DLL) yang digunakan untuk menentukan data-data mana saja yang akan disimpan dalam basis data dan mementukan bagaimana data-data tersebut direlasikan.

b.         Data Manipulation Language (DML) digunakan untuk menambah, memanggil kembali, meng-update dan menghapus data di dalam data base.

c.         Query sering juga diambil sebagai pernyataan (statement) atau sekumpulan pernyataan, baik pada DDL, DML, atau keduanya.

d.        Query Language (QL) adalah semacam bahasa formal yang mengimplementasikan DDL, DML atau bahkan keduanya.

4.        Normalisasi

Normalisasi adalah suatu cara atau teknik yang dapat digunakan untuk mengstruktur data sedemikian rupa sehingga bisa mengurangi atau mencegah timbulnya masalah-masalah yang berhubungan pengolahan basis data. Normalisasi sering juga disebut sebagai suatu proses pengelompokan data (fields/atribut) untuk menghasilkan table-tabel yang menunjukkan entities berikut relasi-relasinya.

Normalisasi bisa berupa proses dekomposisi terhadap tabel yang berukuran relatif panjang atau terhadap tabel yang memiliki relasi yang tidak memuaskan sedemikian rupa hingga dihasilkan beberapa tabel yang berukuran lebih ramping dengan relasi yang baik.

Proses normalisasi di dalam model basis data relasional pada umumnya menitik beratkan pada masalah penentuan struktur data yang paling sederhana untuk tabel-tabelnya. Hasil proses normalisasi adalah data, record, atau tabel yang konsisten secara logika dan mudah dimengerti dimana pemeliharaannya relatif tidak sulit dan murah. Oleh karena itu, proses normalisasi seperti ini sering digunakan sebagai salah satu pendekatan yang dilakukan dalam perancangan skema basis data dalam bentuk normal. Proses normalisasi:

-            Normal 1 (1 NF) : tabel disebut sebagai bentuk normal kesatu jika semua atribut yang bersangkutan tidak dapat dibagi lagi menjadi atribut-atribut yang lebih kecil, tetapi masih mengandung redudancy (atribut yang tampil berulang).

-            Normal 2 (2 NF) : suatu tabel bentuk normal 1 yang memenuhi syarat tambahan bahwa semua atribut bukan kuncinya hanya bergantung pada kunci primer.

-            Normal 3 (3 NF) : suatu tabel bentuk normal 2 yang memenuhi syarat tambahan bahwa semua atribut bukan kunci tidak memiliki kebergantungan transitif (nilai-nilai datanya bergantung pada suatu atribut yang juga bergantung pada atribut yang lain) terhadap kunci primer.

-            Normal Boyce-Codd (BCNF) : tabel yang memiliki semua field penentu yang merupakan candidate key atau perbaikan dari bentuk normal 3, setiap tabel yang memenuhi syarat BCNF pasti memenuhi bentuk normal 3, tetapi belum tentu sebaliknya.

-            Bentuk normal lainnya: betuk normal keempat (4NF), kelima (5NF), dan seterusnya.

Banyak sekali akibat positif yang ditimbulakan oleh proses normalisasi, tetapi proses ini kemungkinkan hanya efektif hingga 3 atau 4 bentuk normal pertama saja. Mekin dalam bentuk normalnya, maka makin banyak pula resikonya. Beberapa kemungkina-kemunkinan resiko tersebut diantaranya:

-            Kekangan atau batasa tabel-tabel menjadi semakin menyulitkan proses perencanaan basis data itu sendiri.

-            Proses dekomposisi struktur data suatu tabel hingga menjasi beberapa tabel yang lebih kecil dan sangat sederhana pada bentuk normal yang lebih tinggi malah akan menyebabkan duplikasi data.

-            Terjadi ketidak efisienan di dalam proses menampilkan kembali data-data yang bersangkutan.

2.4.2    Keunggulan Model Basis Data Relasional

Model basis data relasional merupakan model basis data yang banyak digunakan sampai saat ini. Hal ini karena model basis data relasional memiliki keunggulan-keunggulan, seperti:

a.         Model relasional merupakan model data yang lengkapa secara matematis

b.        Model relasional memiliki teori-teori yang solid utuk mendukung:

-       Accessibility: bahasa query khusus yang query nya dapat dikompilasi, dieksekusi, dan dioptimasikan tanpa harus menggunaka bahasa pemograman.

-       Correctness: semantik aljabar relasionalnya jelas dan lengkap

-       Predyctabelity: semantik yang konsisten memudahkan para penggunanya untuk mengantisipasi atau memperkirakan hasil-hasil queries yang diberikan.

c.         Fleksibelitas tinggi: model relasional secara jelas dapat memisahkan model fisik dan model logikanya, sehingga dengan adanay decoupling (mengurangi ketergantungan antara komponen sistem) ini fleksibelitanya dapat ditingkatkan.

d.        Integritas: batasan ini sangat berguna di dalam memastikan bahwa perubahan struktur- struktur data/tabel tidak mengganggu keutuhan relasi-relasi yang terdapat di dalam basis datanya.

e.         Multiple views: model relasional dapat menyajikan secara langsung (beberapa) view yang berbeda dari (tabel-tabel) basis data yang sama untuk para pengguna yang berbeda.

f.         Concurrency : hampir semua teori megenai pengendalian transaksi simultan yang telah ada dibuat berdasarkan teori formalisme milik model relasional.

2.5       MODEL BASIS DATA RELASIONAL DI DALAM SIG

            Pengimplementasian basis data relasional pada umumnya didasarkan pada model data hybrid atau terintegrasi.

a.       Model Data Hybrid

Langkah awal pada pendekatan ini adalah pemahaman adanya dugaan atau pendapat bahwa mekanisme penyimpanan data yang optimal untuk informasi lokasi (data spasial atau koordinat-koordinat) di satu sisi, akan menyebabkan tidak optimalnya penyimpanan bagi informasi non-spasial di sisi yang lain. Maka berdasarkan pendapat ini, data kartografis (koordinat-koordinat) dijital disimpan dalam sekumpulan file dengan sistem operasi direct acsess untuk meningkatkan kecepatan proses input-output, sementara itu, data atributnya akan disimpan di dalam format DBMS relasional standar. Dengan demikian perangkat lunak SIG akan bertugas sebagai pengelola hubungan antara data spasial dan tabel-tabel atributnya yang berformat DBMS ini selama operasi-operasi pemrosesan atu analisis data peta berlangsung.

Sementara digunakan beberapa pendekatan yang berbeda dalam mekanisme penyimpanan data spasialnya, mekanisme yang dipakai untuk meggabungkan data spasial (layer) dengan tave-tabel atributnya tetap sama, yaitu dengan mendefenisikan nomor pengenal (ID) sebagai atribut kunci yang unik pada unsur spasialnya dan kemudian menempatkannya pula di dalan tabel atrubut hingga memungkinkannya tetap saling terkait dalam usaha membentuk informasi yang utuh.

b.      Model Data Terintegrasi

Pendekatan model data terintegrasi dapat dideskripsikan sebagai pendekatan sistem pengolahan basis data spasial, dengan SIG yang bertindak sebagai query processor. Kebanyakan implementasinya hingga sekarang ini adalah bentuk topologi vektor dengan tabel-tabel rasional yang menyimpan data koordinat-kordinat unsur-unsur peta (titik, nodes, segmen garis, dan lain sebagainya) bersama dengan tabel-tabel lain yang berisi data topologi.

Dengan model data SIG yang terintegrasi (spasial-atribut), terdapat sejumlah karakteristik yang khusus pada data spasial sebagai implikasi dari penggunaanya.dari sudut pandang basis data, adalah memungkinkan untuk menyimpan baik data koordinat-koordinat maupun data mengenai topologi yang diperlukan untuk mengelompokkan elemen-elemen kartografis dijital dengan menggunakan perancangan yang didasarkan pada bentuk normal Boyce Codd (BCNF).

BAB III

PENUTUP

3.1       SIMPULAN

o   Sistem informasis Geografis (SIG) tidak dapat dilepaskan dengan basis data, sebab SIG memerlukan data yang disimpan di dalam basis data spasial. Selain itu, semua perangkat SIG-pun secara inherent telah dilengkapi dengan kemampuan dalam mengelola basis data.

o   bila dibandingkan dengan sistem pemrosesan file yang didukung oleh sistem operasi konvensional, maka dengan penggunaan basisdata akan memperoleh keuntungan yang lebih.

DAFTAR PUSTAKA

Prahasta, Eddy. Sistem Informasi Geografis. Cetakan ke-dua. Penerbit Informatika; Bandung. 2005.

Prahasta, Eddy. Sistem Informasi Geografis.Penerbit Informatika; Bandung. 2009.

Simarmata, Janner. Perancangan Basis Data. Penerbit Andi; Yogyakarta. 2007.