Transcript
SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS RUTE PERJALANAN OPTIMUM DI KOTA BOGOR MENGGUNAKAN FRAMEWORK PMAPPER YOGA ADI PAMUNGKAS DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010 SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS RUTE PERJALANAN OPTIMUM DI KOTA BOGOR MENGGUNAKAN FRAMEWORK PMAPPER YOGA ADI PAMUNGKAS Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Departemen Ilmu Komputer DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010 ABSTRACT YOGA ADI PAMUNGKAS. Geographic Information System of Optimal Travel Route in Bogor City Using Pmapper Framework. Supervised by SONY HARTONO WIJAYA. Nowadays, time becomes something that very valuable, for example, the time that is used for traveling. The shortest distance of the traveling, can make the time more efficient. Sometimes travel route has an alternative route, so the travelers have to choose the route that will be through with. Usually the travelers will choose the optimal traveling route, which is the shortest distance and less travel time. Genetic algorithm approach can be used to find the optimal route. Genetic algorithm will be implemented to find the optimal route from the starting point to the destination point. Optimal route that generated by genetic algorithms needs to be visualized to the map format for the users to know the traveling route that has been through clearly. This paper presents the Geographic Information System of Bogor City (SIGKABO) as the solution to visualize the optimal route in the map format. SIGKABO developed by using Pmapper framework on Windows platform with PostgreSQL 8.3 and PostGIS as a database management system and MS4W as a map server. The system visualize the optimal route according to its real condition. The system displays the route with the buildings and facilities around the road so users can identify the location of the road that must be passed. We can conclude that the SIGKABO works well to visualize the optimum route based on result of testing procedure. Key words : Geographic Information System, optimum route, Pmapper framework. Judul Nama NRP : Sistem Informasi Geografis Rute Perjalanan Optimum di Kota Bogor Menggunakan Framework Pmapper : Yoga Adi Pamungkas : G Menyetujui: Pembimbing Sony Hartono Wijaya, M.Kom. NIP Mengetahui: Ketua Departemen Ilmu Komputer Institut Pertanian Bogor Dr. Ir. Sri Nurdiati, M.Sc. NIP Tanggal Lulus: Oktober 2010 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan dari bulan Maret sampai bulan Agustus 2010 dengan bidang kajian Sistem Informasi Geografis Rute Perjalanan Optimum di Kota Bogor Menggunakan Framework Pmapper. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, bimbingan, dan dorongan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini, antara lain: 1 Kedua orang tua tercinta, Bapak H. Sumarlan, S.Pd dan Ibu Hj. Sopiyah, Am.Pd yang selalu memberikan kasih sayang, doa, dan dukungan moral. 2 Kakak-kakak tercinta, Marlina Sofianti, S.Pd, Ahmad Zuhri, S.Pd, Sofianto Ardhi Nugroho, S.Pd, Mufti Ari Indriasari, S.Pd, dan Rahardian Budi Permana yang selalu memberikan semangat dan perhatian. 3 Bapak Sony Hartono Wijaya, M.Kom selaku pembimbing atas ilmu, waktu, bimbingan, arahan, dan nasihat yang selalu diberikan selama pengerjaan tugas akhir ini. 4 Bapak Hari Agung Adrianto, S.Kom, M.Si dan Bapak Firman Ardiansyah, S.Kom, M.Si selaku penguji atas segala waktu, masukan, dan koreksi yang telah diberikan. 5 Laras Aryandini yang selalu menemani, memberikan dukungan, doa, dan kasih sayangnya. 6 Fuad Abdul Zabar dan Syamsul Bachri yang telah meluangkan waktu untuk bertukar pikiran. 7 Aditia W. A, Any Septiani, M. Mulyawanto, Tris Ramadhan, dan Rendy Rivaldi atas kebersamaan dan pengalaman berbagi ilmu selama ini. 8 Rekan-rekan satu bimbingan dan rekan-rekan ilkom 43 yang telah banyak membantu penulis selama menjalani waktu di departemen Ilmu Komputer IPB. 9 Departemen Ilmu Komputer, staf, dan dosen yang telah banyak membantu baik selama penelitian maupun pada masa perkuliahan. Penulis menyadari bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengalaman dan pengetahuan yang dimiliki penulis. Segala kesempurnaan hanya milik Allah SWT, semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat, Amin. Bogor, Oktober 2010 Yoga Adi Pamungkas RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pekalongan pada tanggal 14 Agustus 1989 sebagai putra terakhir dari empat bersaudara, dari pasangan ayahada H. Sumarlan, S.Pd dan Ibunda Hj. Sopiyah, Am.Pd. Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMAN 1 Pekalongan. Di tahun yang sama, penulis diterima menjadi mahasiswa S1 Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI), dan pada tahun kedua masa perkuliahan di IPB, setelah penulis menyelesaikan masa perkuliahan Tingkat Persiapan Bersama (TPB), penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Ilmu Komputer. Pada tahun penulis pernah menjabat sebagai ketua Ikatan Mahasiswa Pekalongan di IPB (IMAPEKA) dan sebagai staf divisi programming di Himpunan Mahasiwa Ilmu Komputer (HIMALKOM). Tahun 2009 penulis melaksanakan praktik kerja lapang di Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata (DKSHE) Fakultas Kehutanan IPB dan berhasil menyelesaikan sistem informasi berbasis web DKSHE. DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... vii PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 1 Ruang Lingkup Penelitian... 1 Manfaat Penelitian... 1 TINJAUAN PUSTAKA Algoritme Genetika... 1 Sistem Informasi Geografis (SIG)... 3 Web Mapping... 3 MapServer... 4 Komponen Data Geografis... 4 ESRI Shapefile... 4 Three Tier Architecture... 4 METODE PENELITIAN Analisis Kebutuhan... 5 Perancangan Konseptual... 5 Perancangan Database... 5 Pembangunan Database... 5 Sistem Algoritme Genetika (GA)... 5 Perancangan dan Pembangunan Database GA... 5 Integrasi dan Perancangan Antarmuka Sistem... 6 Pengembangan Sistem... 6 Pengujian Sistem... 6 Dokumentasi... 6 HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Kebutuhan... 6 Deskripsi Sistem... 6 Spesifikasi Pengguna... 6 Kebutuhan Fungsional Perangkat Lunak... 6 Batasan Sistem... 7 Perancangan Konseptual... 7 Kebutuhan Data... 7 Kebutuhan Fungsional... 7 Perancangan Database... 7 Perancangan Database Konseptual... 8 Perancangan Logical Database... 8 Perancangan Physical Database... 8 Pembangunan Database... 8 Pengolahan Shapefile... 8 Konversi Data... 8 Pembangunan Database Menggunakan PostgreSQL... 9 Sistem Algoritme Genetika... 9 Perancangan dan Pembangunan Database Sistem Algoritme Genetika... 9 Integrasi dan Perancangan Antarmuka Sistem Pengembangan Sistem Pengujian Sistem Dokumentasi... 14 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi DAFTAR GAMBAR 1 Diagram alir Algoritme Genetika Evolusi web mapping Ilustrasi three tier architecture Metodologi Penelitian Diagram konteks sistem Ilustrasi three tier architecture Rancangan antarmuka halaman awal Rancangan antarmuka halaman peta Frame pemilihan node awal dan node tujuan Frame rute optimum hasil pencarian Inisialisasi index layer jalan pada edge jalan Proses memasukkan index edge ke dalam array Inisialisasi array index edge ke dalam session resultslayer Reset session resultslayer Tampilan rute optimum pada halaman peta DAFTAR LAMPIRAN 1 Deskripsi kebutuhan fungsional sistem Data node jalan Kota Bogor Data edge jalan Kota Bogor DFD level 1 sistem Entity Relationship Diagram Diagram keterhubungan antartabel Tampilan proses konversi shapefile ke sql menggunakan command prompt Tampilan proses pembuatan database baru pada PostgreSQL Tampilan proses pemasukkan data ke dalam database Tampilan proses vacuum analyze dan pembuatan gix index Tampilan database yang telah dibuat pada PostgreSQL Daftar tabel database sistem Desain physical database sistem Diagram hierarki antarmuka halaman awal Diagram hierarki antarmuka halaman peta Antarmuka halaman awal Antarmuka halaman peta Tampilan rute optimum pada halaman peta Tools pada halaman peta Hasil Pengujian vii Latar Belakang PENDAHULUAN Saat ini, waktu tempuh dan jarak tempuh perjalanan merupakan beberapa aspek yang selalu dipertimbangkan oleh pengguna jalan raya. Semakin singkat waktu tempuh perjalanan berarti semakin sedikit waktu yang terbuang sia-sia pada saat melakukan perjalanan. Selain itu, waktu tempuh perjalanan dapat mempengaruhi tingkat kepercayaan terhadap orang maupun perusahaan. Sebagai contoh, suatu rumah makan cepat saji akan kehilangan kepercayaan dari konsumen karena rumah makan tersebut tidak bisa memberikan pelayanan delivery order secara tepat waktu karena waktu tempuh pengiriman yang terlalu lama. Jarak tempuh perjalanan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi waktu tempuh perjalanan. Jarak tempuh yang lebih pendek akan menghasilkan waktu tempuh yang lebih singkat. Beberapa rute perjalanan terkadang memiliki suatu rute alternatif sehingga ada pilihan kepada pengguna jalan untuk menentukan rute perjalanan yang akan dilalui untuk mencapai tempat tujuan. Pada umumnya, pengguna jalan akan memilih alternatif rute perjalanan perjalanan yang memiliki jarak tempuh terpendek. Pemetaan terhadap seluruh rute perjalanan akan mempermudah pengguna jalan untuk mengetahui alternatif rute perjalanan yang dapat dilalui. Penelitian Marwantoni (2009) telah menghasilkan sebuah sistem yang mampu melakukan pencarian rute optimum perjalanan, yaitu rute yang memiliki jarak tempuh terpendek dengan waktu tempuh tercepat. Proses penghitungan dalam penelitian tersebut dilakukan menggunakan Algoritme Genetika. Algoritme Genetika menggunakan representasi kromosom sebagai cara untuk mengkodekan suatu alternatif pencarian rute terpendek. Rute optimum yang dihasilkan masih berupa rangkaian node nama jalan yang harus dilalui sehingga masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk memberikan gambaran rute optimum yang lebih jelas. Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dari penelitian Marwantoni (2009) untuk memperjelas gambaran terhadap rute optimum yang telah dihasilkan. Rute tersebut akan diimplementasikan dalam sistem informasi geografis dengan framework Pmapper sehingga dapat memberikan gambaran yang lebih jelas dan menarik tentang pilihan rute perjalanan yang bisa digunakan oleh pengguna. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan sistem informasi geografis berbasis web yang mampu menampilkan rute optimum dari jalur perjalanan yang ada di Kota Bogor. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian yang dilakukan adalah: 1. Informasi disajikan dalam bentuk peta yang menunjukkan jalur perjalanan yang ada di Kota Bogor, khususnya jalur perjalanan di Kecamatan Bogor Tengah. 2. Data yang digunakan meliputi data peta administrasi Kota Bogor dan data jalur perjalanan di Kota Bogor yang telah diimplementasikan dalam bentuk data node dan edge. Data peta administrasi Kota Bogor diperoleh dari penelitian Aini (2009), data jarak antar node diperoleh dari penelitian Priasa (2008), sedangkan data waktu tempuh antar node diperoleh dari penelitian Marwantoni (2009). 3. Data waktu tempuh diperoleh Marwantoni (2009) dengan melakukan pengambilan data di lapangan menggunakan sepeda motor dengan kecepatan rata-rata 30 km/jam. 4. Sistem dikembangkan dalam platform Windows dengan menggunakan aplikasi MapServer dengan framework Pmapper dan database menggunakan PostgreSQL. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan rute optimum dari suatu rute perjalanan yang ada di Kota Bogor dan memetakan rute tersebut untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai rute optimum yang dihasilkan. TINJAUAN PUSTAKA Algoritme Genetika Algoritme Genetika merupakan suatu metode pencarian yang didasarkan pada mekanisme seleksi alam dan genetika. Algoritme ini tepat digunakan untuk penyelesaian masalah optimasi yang kompleks dan susah diselesaikan dengan menggunakan metode optimasi yang konvensional karena memiliki beberapa keunggulan, yaitu (Goldberg 1989): 1. Algoritme Genetika memproses bentuk pengkodean dari parameter solusi, bukan parameter itu sendiri. 2. Informasi yang digunakan dalam Algoritme Genetika berasal dari fungsi tujuan, bukan dari informasi tambahan. 3. Algoritme Genetika menggunakan probabilistic rules, bukan deterministic rules. Algoritme Genetika memelihara populasi dari individu P(t) untuk tiap generasi ke-t. Setiap individu dievaluasi untuk diberikan nilai fitness-nya. Ada dua jenis transformasi yang digunakan dalam Algoritme Genetika yaitu mutasi dan pindah silang (crossover). Transformasi tersebut akan menghasilkan individu baru, yang dikenal sebagai offstring C(t) yang akan dievaluasi kembali. Populasi baru dibentuk dari seleksi individu-individu dalam beberapa generasi sehingga didapatkan individu yang terbaik. Individu terbaik inilah yang diharapkan akan menjadi solusi optimal atau suboptimal dari masalah yang diangkat (Gen & Cheng 2000). Mekanisme kerja Algoritme Genetika dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1 Diagram alir Algoritme Genetika. Secara garis besar, langkah-langkah dari Algoritme Genetika dapat didefinisikan sebagai berikut: 1. Pembentukan Populasi Awal Populasi awal dibangkitkan secara acak sehingga didapatkan solusi awal. Anggota populasi tersebut adalah kromosom yang berisi informasi solusi dari sekian banyak alternatif solusi masalah yang dihadapi. Representasi kromosom harus dilakukan sebelum inisialisasi populasi, proses ini dikenal dengan encoding. Tata cara untuk menerjemahkan masalah yang dihadapi ke dalam framework Algoritme Genetika disebut encoding schema. 2. Proses Reproduksi Dalam proses reproduksi, kromosom akan mengalami proses generasi berupa proses evolusi melalui sejumlah iterasi. Pada setiap proses generasi, masing-masing kromosom akan dievaluasi menggunakan fungsi fitness. Setiap generasi akan menghasilkan kromosom baru yang dibentuk dari generasi sebelumnya. Proses reproduksi dilakukan melalui tahap seleksi kemudian dilanjutkan ke proses berikutnya yaitu crossover dan mutasi. Seleksi adalah proses memilih individu terbaik dari sebuah populasi dengan mencari kromosom dengan nilai fitness terbaik. Crossover merupakan proses kombinasi dua individu untuk memperoleh individu baru yang diharapkan mempunyai nilai fitness yang lebih baik. Mutasi adalah proses penggantian gen dengan nilai inversinya. Gen 0 akan diubah menjadi 1 dan sebaliknya gen 1 akan diubah menjadi 0. Proses ini dilakukan secara acak pada posisi gen tertentu pada individu-individu yang terpilih untuk dimutasikan. 3. Evaluasi Solusi Proses evaluasi solusi akan mengevaluasi setiap populasi dengan menghitung nilai fitness setiap kromosom sampai terpenuhi kriteria berhenti. Apabila kriteria berhenti belum terpenuhi maka akan dibentuk lagi generasi yang baru dengan mengulangi langkah 2. Beberapa kriteria berhenti yang sering digunakan antara lain: Berhenti pada generasi tertentu. Berhenti apabila dalam n generasi berikut tidak didapatkan nilai fitness yang lebih tinggi atau lebih rendah. 2 Kromosom yang memiliki nilai fitness yang baik akan memiliki peluang yang lebih tinggi untuk terseleksi. Setelah dilakukan beberapa kali proses generasi, Algoritme Genetika akan menunjukkan kromosom terbaik yang diharapkan merupakan solusi optimal atau mendekati optimal dari masalah yang dihadapi. Sistem Informasi Geografis (SIG) SIG adalah sebuah sistem komputer yang dapat menangkap, menyimpan, menganalisis, melakukan kueri, dan menampilkan data geografi. Sama seperti beberapa sistem informasi lainnya, SIG dapat dikelompokkan ke dalam empat komponen sebagai berikut (Chang 2002): 1 Sistem Komputer Sistem komputer yang meliputi perangkat keras komputer dan sistem operasi yang digunakan untuk mengoperasikan SIG. Pada umumnya sistem operasi yang digunakan adalah Windows dan UNIX. 2 Perangkat Lunak SIG Perangkat lunak meliputi program dan antarmuka pengguna untuk menjalankan perangkat keras. Beberapa antarmuka pengguna SIG yang umum adalah menu dan ikon grafis. 3 Perangkat Pikir Sama seperti perangkat lunak dan perangkat keras, perangkat pikir juga sangat dibutuhkan oleh SIG karena perangkat pikir merujuk pada tujuan, sasaran, dan alasan penggunaan SIG. 4 Infrastruktur Infrastruktur meliputi kemampuan yang dibutuhkan, standar data, dan pola umum organisasi. Infrastruktur merujuk pada kebutuhan fisik dan berhubungan dengan organisasi dan lingkungan penggunaan SIG. Web Mapping Web mapping system adalah sebuah sistem yang digunakan untuk menampilkan peta secara digital. Sistem ini dapat memadukan kekuatan SIG sebagai sebuah alat bantu yang canggih, terutama dalam menangani analisis secara keruangan dengan kekuatan internet sebagai media penyampaian informasi. Setiap objek pada peta digital disimpan sebagai sebuah atau sekumpulan koordinat (Mitchell 2005). Seiring dengan perkembangan teknologi informasi, SIG telah mengalami proses evolusi, dimulai dari static map publishing, static web mapping, interact web mapping, dan kemudian menjadi distributed GIServices (Peng & Tsou 2003). Tahapan evolusi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 Evolusi web mapping (Peng &Tsou 2003). Gambar 2 menunjukkan bahwa teknologi evolusi pada web mapping terdiri atas: Static Map Publishing, mendistribusikan peta pada halaman web sebagai peta yang statis dalam format grafis seperti GIF atau JPEG. Metode ini bertumpu pada sebuah server Hypertex Transfer Protocol (HTTP) yang besar untuk menyediakan hyperlink ke peta yang telah siap sebelumnya. Peta biasanya merupakan bagian dari dokumen Hypertext Markup Language (HTML) untuk memperkaya isi dari dokumen. Pengguna tidak dapat berinteraksi dengan peta atau mengubah format tampilan dalam bentuk apapun. Static Web Mapping, melibatkan penggunaan form HTML dan Common Gateway Interface (CGI) untuk menghubungkan masukan dari pengguna pada web browser dengan SIG atau program pemetaan pada server. Pengguna membuat suatu permintaan menggunakan form HTML. Request dikirimkan ke CGI melalui server HTTP untuk mengaktifkan program GIS/Mapping Engines yang akan membuat peta berdasarkan permintaan pengguna dan membangkitkan citra peta secara langsung. Citra yang baru dihasilkan kemudian dikirimkan ke pengguna melalui web browser. Interact Web Mapping, lebih interaktif dan cerdas dengan ditambahkan dari sisi client dengan menggunakan dynamic HTML dan aplikasi seperti Plug-ins, ActiveX control, dan Java Applets. Beberapa kueri dari pengguna dapat diolah pada sisi client 3 tanpa harus mengirim request ke server. Pendekatan ini tetap memerlukan koneksi HTTP dan web server sebagai jembatan diantara objek software yang berjalan di mesin client dengan server yang menyimpan objek-objek tersebut. Distributed GIServices, komponen dari SIG pada sisi web client dapat berkomunikasi secara langsung dengan komponen SIG yang lain pada server tanpa melewati suatu server HTTP dan CGI-related meddleware. MapServer MapServer merupakan komponen yang menampilkan peta, menyelesaikan kueri spasial, dan mengirim gambar atau elemen grafis peta pada sisi klien pada saat ada permintaan pengguna (Peng & Tsou 2003). Mapscript merupakan interface dari MapServer. Mapscript menyediakan tools yang dapat memudahkan pengembang untuk menambahkan fungsi yang diperlukan sistem. Penggunaan mapscript dimaksudkan untuk membuat gambar peta menjadi lebih dinamis. Mapscript mendukung beberapa bahasa pemrograman web yaitu PHP, Perl, Phyton dan Java. Sebuah aplikasi MapServer sederhana mempunyai komponen sebagai berikut: Mapfile Mapfile merupakan file yang menyimpan berbagai konfigurasi untuk menggambarkan data spasial dan atribut dari shapefile ke dalam bentuk halaman web (Mitchell 2005). Mapfile mendefinisikan sekumpulan objek peta sekaligus membedakan bentuk dan sifat peta yang akan ditampilkan pada browser. Walaupun data geografisnya sama, aplikasi yang menggunakan mapfile berbeda a
