Edisi Tanpa Tutorial: Model Builder untuk Cost Path Analysis (Kasus: Identifikasi Lokasi SMK Baru dengan Weighted Overlay, dan Rekomendasi Jaringan Jalan Baru dengan Cost Path di Kec. Masaran, Kec. Sidoharjo, dan Kec. Plupuh di Kabupaten Sragen)

LATAR BELAKANG MASALAH

Wilayah studi dalam tutorial ini merupakan gabungan dari tiga kecamatan: Kecamatan Masaran, Kecamatan Sidoharjo, dan Kecamatan Plupuh (di Kabupaten Sragen). Wilayah studi tersebut menghasilkan produksi komoditas padi sebanyak 148,166 ton pada tahun 2016 (BPS, 2017). Selain itu, wilayah studi ini menjadi sentra produksi padi di Kabupaten Sragen. Keberlanjutan produksi komoditas ini butuh dipertahankan dengan salah satu upaya berupa penyediaan SMK pertanian. Hal ini dilakukan untuk menjamin supply tenaga kerja di bidang pertanian pada masa mendatang.

Berkaitan dengan penyediaan SMK sebagai fasilitas pendidikan tingkat menengah atas, Level of Service (LoS) fasilitas SMA/SMK di wilayah studi hanya mencapai 25% (dibandingkan standar SNI 03-1733-2004 tentang Tata Cara Perencanaan Lingkungan Perumahan di Perkotaan). Hal ini berarti bahwa fasilitas SMA/SMK di wilayah studi masih underservice, dan diperlukan penyediaan SMA/SMK baru. Penentuan lokasi SMK baru (sebagai penjamin ketersediaan tenaga kerja sektor pertanian di masa mendatang) di wilayah studi dilakukan dengan metode Weighted Overlay, dengan menimbang tingkat kepadatan penduduk, jangkauan layanan SMK eksisting, penggunaan lahan, dan tingkat kelerengan.

Lokasi SMK baru yang akan teridentifikasi akan dibuatkan rute jaringan jalan baru ke pusat pemukiman di Kecamatan Plupuh. Hal ini dilakukan karena Kecamatan Plupuh merupakan satu-satunya kecamatan di wilayah studi yang memiliki aksesibilitas yang masih buruk di antara tiga kecamatan yang termasuk wilayah studi. Diperlukan rute tersebut untuk meningkatkan kemudahan pemilihan alternatif SMK bagi penduduk di wilayah studi.

METODE

Metode Weighted Overlay adalah suatu teknik yang berfungsi sebagai metode penyelesaikan masalah multikriteria, semisal masalah pemilihan lokasi optimal, atau masalah identifikasi kesesuaian lokasi. Metode Weighted Overlay memakai data raster (data dengan unit pixel) dari beberapa variabel, yang diberi skor dan bobot untuk tiap variabelnya. Seluruh data raster yang diinput ke dalam tool Weighted Overlay harus terlebih dahulu berbentuk integer. Hal ini berarti bahwa data raster dengan floating-point perlu lebih dulu diubah ke data raster bilangan bulat, sebelum dimasukkan ke dalam tool Weighted Overlay.

Setiap variabel akan diberi timbangan bobot berdasarkan tingkat kepentingannya terhadap masalah yang diteliti. Jumlah persentasi dari keseluruhan variabel harus tepat 100%, supaya tool Weighted Overlay dapat di-running. Setiap perubahan persentase maupun skoring pervariabel akan mengubah hasil analisis Weighted Overlay (Adininggar, Suprayogi, dan Wijaya, 2016). 

Least Cost Path merupakan suatu metode dalam Sistem Informasi Geografis untuk mencari rute optimum. Metode Least Cost Path memiliki dua langkah yang ditempuh terlebih dahulu secara berurutan: (i) Cost Surface dan (ii) Cost Distance. Cost Surface merupakan menyusunan biaya permukaan raster, yang berupa akumulasi dari bobot per-pixel dari hasil Weighted Overlay. Kemudian langkah Cost Distance berbentuk akumulasi biaya permukaan raster dari titik awal ke titik tujuan. Metode Least Cost Path secara rinci terdiri dari komponen Cost Surface, Cost Distance, Cost Backlink, dan Cost Path. Output dari metode ini adalah rute baru dengan biaya termurah dari suatu titik awal ke titik tujuannya (Wiharja dan Purwanto, 2012).

Tutorial ini bertujuan untuk membuat rute jaringan jalan baru dari pusat pemukiman di Kecamatan Plupuh, Kabupaten Sragen, ke lokasi kawasan SMK baru di wilayah perencanaan (yang terdiri dari Kecamatan Masaran, Kecamatan Sidoharjo, dan Kecamatan Plupuh). Metode yang digunakan dalam tutorial ini ialah Weighted Overlay dan Least Cost Path. Rangkaian metode tersebut digambarkan dalam model berikut (detail model ada di gambar-gambar selanjutnya).

Variabel awal yang digunakan dalam tutorial ini ada empat: (i) Tingkat kepadatan penduduk, (ii) Jarak terhadap SMK eksisting, (iii) Penggunaan lahan, dan (iv) Tingkat kelerengan. Sebagai berikut rincian metode yang diterapkan untuk masing-masing variabel, sebelum dimasukkan ke dalam tool Weghted Overlay: 

a) Tingkat kepadatan penduduk: Feature to Point, Kernell Density, Reclassify; 

b) Jarak terhadap SMK eksisting: Euclidean Distance, Reclassify; 

c) Penggunaan lahan: Polygon to Raster; 

d) Tingkat kelerengan: Polygon to Raster; 

Pembobotan dalam tahap Weighted Overlay untuk tiap variabel sebagai berikut: 

a) Tingkat kepadatan penduduk: 50%; 

b) Jarak terhadap SMK eksisting: 25%; 

c) Penggunaan lahan: 12%; 

d) Tingkat kelerengan: 13%; 

Rincian tahap Weighted Overlay digambarkan melalui model berikut.

Tahap model Weighted Overlay di atas berguna untuk menentukan lokasi yang direkomendasikan sebagai tempat SMK baru di wilayah perencanaan. 

Tahapan selanjutnya adalah meng-export area yang paling potensial, berdasarkan hasil Weighted Overlay, menjadi sebuah layer tersendiri. Tahapan tool yang digunakan adalah Con, Majority Field, Raster to Polygon, dan Feature to Point. Tahap ini dimodelkan sebagai berikut.

Tahap selanjutnya ialah lokasi pusat pemukiman di kecamatan dengan akses jalan terburuk (Kecamatan Plupuh), ke lokasi SMK baru yang telah teridentifikasi. Tahap ini memerlukan tool Weighted Overlay, Cost Distance, Cost Path, dan Raster to Polyline, yang dimodelkan sebagai berikut.

Output akhir dari seluruh rangkaian model di atas adalah suatu peta yang berisi informasi mengenai kawasan SMK baru, dan rute baru dari pusat pemukiman di Kecamatan Plupuh ke lokasi SMK baru.

HASIL

Dari tahapan model yang ada di bagian metode pengolahan dan analisis (bagian sebelumnya), terdapat 7 (tujuh) peta yang dihasilkan pada bagian ini, sebagai berikut: 

a) Peta tingkat kepadatan penduduk; 

b) Peta jangkauan layanan SMK eksisting; 

c) Peta tata guna lahan; 

d) Peta tingkat kelerengan; 

e) Peta rekomendasi lokasi SMK baru (hasil Weighted Overlay); 

f) Peta rekomendasi lokasi SMK baru (hasil Con dan Majority Filter); 

g) Peta SMK baru dan rute baru; 

Berikut adalah peta kepadatan penduduk, hasil pengolahan dengan tool Kernell Density yang telah di-Reclassify:

Hasil Reclassify dari Kernell Density di atas memberi makna bahwa terdapat aglomerasi penduduk di bagian selatan wilayah perencanaan. Hal ini berimplikasi bahwa adanya kebutuhan sarana-prasarana yang cenderung memusat di bagian selatan wilayah perencanaan, dan menyebar di bagian utara wilayah perencanaan. 

Selanjutnya adalah peta jangkauan layanan SMK eksisting:

Peta ini dapat dimaknai bahwa layanan SMK di bagian timur wilayah perencanan, terletak di sepanjang jalan provinsi. Hal ini dimungkinkan bahwa pembangunan SMK eksisting mempertimbangkan aksesibilitas sebagai faktor utama. Pada bagian utara dan tenggara wilayah perencanaan, cenderung jauh dari jangkauan layanan SMK eksisting. Hal ini berarti bahwa SMK baru dapat dibangun di utara atau tenggara wilayah perencanaan, apabila menimbang jangkauan layanan SMK eksisting saja. 

Berikut ini peta penggunaan lahan di wilayah perencanaan:

Peta penggunaan lahan ini menunjukkan bahwa wilayah perencanaan didominasi oleh sawah irigasi. Hal ini memungkinkan bahwa wilayah perencanaan memiliki karakteristik pedesaan karena bercirikan dominasi aktivitas pertanian. Lahan terbangun di wilayah perencanaan bersifat sporadis di bagian barat, linear terhadap sungai di bagian tengah, dan memusat di bagian tenggara dan timur laut. 

Berikut peta tingkat kelerengan di wilayah perencanaan:

Data tingkat kelerengan ini bersumber dari Bappeda Kabupaten Sragen pada tahun 2016, yang kemudian langsung diolah dengan tool Polygon to Raster. Data tersebut menandai bahwa hanya terdapat 2 (dua) klasifikasi tingkat kelerengan di wilayah perencanaan: (i) Datar (0-8%), dan (ii) Landai (8-15%). Peta di atas menunjukkan bahwa tingkat kelerengan 0-8% paling mendominasi di wilayah perencanaan. Lahan dengan tingkat kelerengan 8-15% hanya terletak di bagian tenggara dan barat wilayah perencanaan. Hal ini berimplikasi bahwa seluruh bagian wilayah perencanaan dimungkinkan cocok sebagai lahan budidaya. 

Selanjutnya adalah peta hasil Weighted Overlay, yang menunjukkan pixel dengan nilai terendah sampai tertinggi:

Area yang cocok direkomendasikan sebagai lokasi SMK adalah yang memiliki nilai pixel tertinggi (dengan nilai 8, ditandai dengan warna biru tua dalam peta di atas). Peta ini menunjukkan bahwa bagian selatan wilayah perencanaan merupakan lokasi yang direkomendasikan sebagai lokasi SMK baru. Hal ini berimplikasi bahwa akan terdapat dua SMK di bagian selatan wilayah perencanaan (1 SMK eksisting dan 1 SMK baru).

Peta Hasil Ekstraksi Lokasi Rekomendasi:

Peta di atas menggambarkan kawasan SMK baru yang terletak di bagian selatan wilayah perencanaan. Peta ini cocok dengan pembobotan yang telah dilakukan pada tahap Weighted Overlay sebelumnya, yang 50% dari total bobot merupakan variabel tingkat kepadatan penduduk. Lokasi kawasan ini sesuai dengan data bahwa di bagian selatan wilayah perencanaan menjadi pusat aglomerasi penduduk. 

Berikutnya adalah peta hasil akhir, yaitu pembuatan rute baru dari pusat aglomerasi penduduk di Kecamatan Plupuh (suatu kecamatan di wilayah perencanaan yang memiliki aksesibilitas yang buruk) ke SMK baru yang telah direkomendasikan.

Peta di atas menggambarkan rute baru dengan biaya terendah, yang menghubungkan dari SMK baru ke lokasi aglomerasi penduduk di Kecamatan Plupuh. Rute baru ini dapat memudahkan masyarakat dalam memilih preferensi SMK, karena akan didukung dengan aksesibilitas yang baik (berdasarkan hasil Least Cost Path ini). Rute baru ini akan menghubungkan dari SMK di jalan provinsi ke lokasi pusat pemukiman di Kecamatan Plupuh. 

KESIMPULAN 

· Lahan terbangun di wilayah perencanaan bersifat sporadis di bagian barat, linear terhadap sungai di bagian tengah, dan memusat di bagian tenggara dan timur laut. 

· Kebutuhan infrastruktur akan cenderung memusat di bagian selatan wilayah perencanaan, karena merupakan pusat aglomerasi penduduk. 

· Direkomendasikan bahwa akan terdapat dua SMK di bagian selatan wilayah perencanaan (1 SMK eksisting dan 1 SMK baru). Rute baru ini akan menghubungkan dari SMK baru di jalan provinsi, ke lokasi pusat pemukiman di Kecamatan Plupuh. 

REFERENSI

Adininggar, F. W., Suprayogi, A., dan Wijaya, A. P. 2016. Pembuatan Peta Potensi Lahan Berdasarkan Kondisi Fisik Lahan Menggunakan Metode Weighted Overlay. Jurnal Geodesi Undip 5 (2). 

Wiharja, D., dan Purwanto, T. H. 2012. Analisis Perbandingan Jalur Pipa Transmisi PDAM Eksisting dengan Metode Least Cost Path di Kabupaten Sleman. Jurnal Bumi Indonesia, 1 (3).


Semoga berguna.
Salam,
Abdurrahman Zaki