Sistem Informasi Geografi

A.    Apa itu GIS?

            GIS adalah singkatan dari Geographic Information System yang merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengelola (input, manajemen, dan output) data spasial atau data yang bereferensi geografis. Setiap data yang merujuk lokasi di permukaan bumi dapat disebut sebagai data spasial bereferensi geografis. Data GIS dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu data grafis dan data atribut atau tabular. Data grafis adalah data yang menggambarkan bentuk atau kenampakan objek di perukaan bumi. Sedangkan data tabular adalah data deskriptif yang menyatakan nilai dari data grafis tersebut.       

            GIS merupakan suatu sistem berbasis pendekatan spasial yang kini banyak digunakan dalam berbagai bidang. Dalam bidang pengelolaan sumber daya alam, GIS digunakan dalam inventarisasi, manajemen, dan kesesuaian lahan untuk pertanian, perkebunan, kehutanan, perencanaan tata guna lahan, analisis daerah rawan bencana alam, dan sebagainya. Dalam bidang kependudukan, GIS berguna untuk penyusunan data pokok, penyediaan informasi kependudukan/sensus dan sosial ekonomi.

            Menurut Prahasto (2003), SIG atau Sistem Informasi Geografi adalah suatu sistem informasi yang dirancang untuk bekerja dengan data yang bereferensi spasial atau berkoordinat geografi atau dengan kata lain SIG merupakan suatu sistem basis data dengan kemampuan khusus untuk menangani data yang bereferensi keruangan (spasial) bersamaan dengan seperangkat operasi kerja.

            GIS merupakan sistem informasi yang digunakan untuk memasukkan, menyimpan, memanggil kembali, mengolah, menganalisis, dan menghasilkan data bereferensi geografis atau data geospasial, untuk mendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan, sumber daya alam, lingkungan, transportasi, fasilitas kota,dan pelayanan umum lainnya.

            GIS sebagai suatu kumpulan yang terorganisir dari perangkat keras komputer, perangkat lunak, data geografi, dan personil yang dirancang secara efisien untuk memperoleh, menyimpan, mengupdate, memanipulasi, menganalisis, dan menampilkan semua bentuk informasi yangbereferensi geografi.

            GIS ini telah banyak membantu para ahli dalam mengumpulkan data secara cepat. Misalnya dalam mengetahui seberapa besar kerusakan yang diakibatkan tsunami di Aceh beberapa tahun yang lalu. Pencitraan jarak jauh lewat satelit dapat memberitakan secara cepat perbedaan ujung utara pulau Sumatera itu sebelum dan sesudah terjadinya tsunami.

            Sumber data untuk keperluan GIS dapat berasal dari data citra, data lapangan, survey kelautan, peta, sosial ekonomi, dan GPS. Selanjutnya diolah di laboratorium atau studio GIS dengan software tertentu sesuai dengan kebutuhannya untuk menghasilkan produk berupa informasi yang berguna, bisa berupa peta konvensional, maupun peta digital sesuai keperluan user, maka harus ada input kebutuhan yang diinginkan.

            GIS juga membantu dalam pertanian antara lain mencakup inventarisasi, manajemen, dan kesesuaian lahan untuk pertanian, perkebunan, perikanan, kehutanan, perencanaan tata guna lahan, dan sebagainya. Contoh-contoh pemanfaatan GIS digunakan untuk:

a)   Memprediksi kondisi kekeringan.

b)   Memonitor sumber daya air.

c)   Visualisasikan data remote sensing.

d)  Model data dari berbagai sumber.

e)   Mengevaluasi dampak ekonomi dan lingkungan.

f)    Berbagi data dan peta antar lembaga / institusi.

g)   Mematuhi peraturan perencanaan dan pelaporan.

h)   Mendidik dan menyarankan masyarakat melalui layanan online.

            GIS dengan kemampunnya sebagai penyimpan data yang baik serta mampu memanejemen data walaupun jumlah data itu begitu besar, akan sanggup menerima tantangan tersebut. Selain dapat memajemen data dari berbagai bentuk, pengintergrasian antara data spasial dan data atribut dalam suatu analisis akan dapat memberikan gambaran nyata tentang kondisi suatu daerah (spasialnya) serta informasi (data atribut) dari daerah tersebut dalam waktu bersamaan.

            Pemisahan data dari keadan normal dengan akibat variasi iklim atau akibat pengolahan yang kurang baik dapat dilakukan dengan cepat dan mudah dengan bantuan fungsi klasifikasi dan generalisasi dalam GIS. Proses peramalan dapat juga dilakukan dengan memanfaatkan data-data yang telah ada. Pendugaan dengan beberapa asumsi tersebut akan langsung memperlihatkan hasil dalam bentuk suatu peta sehingga dapat menghasilkan kemungkinan-kemungkinan terbaik dalam pengambilan keputusan suatu perencanaan serta dengan didukung oleh alternatif-alternatif lain. Penggunaan data dari citra satelit akan sangat mempengaruhi kecepatan perencanaan dimana dari data ini kita akan secara cepat mengetahui perubahan-perubahan yang terjadi pada suatu lahan.

            Ada banyak faktor yang mempengaruhi implementasi GIS dalam suatu perkerjaan sehingga perlu diperhatikan hal-hal berikut ini sebelum mengimplemantasikan GIS untuk menunjang pertanian berkelanjutan:

a)   Dukungan manajemen

Proyek GIS biasanya dilakukan oleh sebuah instansi atau organisasi. Dukungan dari pimpinan organisasi akan mempengaruhi kalancaran implemntasi GIS dimana tanpa dukungan penuh dari pimpinan akan menyebabkan kecendrungan kegagalan dari implementasi GIS.

b)   Keadaan data

Pada awalnya bagian pekerjaan terbesar dari GIS adalah mengkonversi data dari analog ke data digital. Pekerjaan ini membutuhkan biya yang tidak sedikit sehingga pertimbangan tentang data-data apa saja yang perlu dikonversikan merupakan hal sangat penting.

c)   Tenaga kerja (user)

Masalah yang sering dihadapi dalam pengimplementasian GIS adalah kurangnya tenaga kerja yang menjalankan GIS tersebut. Kurangnya tenaga kerja tersebut disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan dari tenaga kerja tentang GIS. Oleh karena itu pendidikan terhadap tenaga kerja sangat diperlukan dalam hal ini.

d)  Biaya

Biaya merupakan faktor penentu dalam pengimplentasian GIS. implementasi GIS membutukan biaya yang sangat besar, khususnya pada pada awal pembentukkannya seperti biaya yang dibutuhkan untuk menyediakan perangkat keras dan perangkat lunak, biaya pengkonversian data dan lain sebagainya.

B.     Contoh Aplikasi GIS di Bidang Pertanian

Penilaian Risiko dalam Usaha Pertanian

Usaha di bidang pertanian pastinya tidak lepas dari adanya manajemen resiko baik dari resiko keuangan maupun fisik. Resiko keuangan yaitu resiko yang langsung berhubungan dengan hasil produksi pertanian, sedangkan resiko fisik seperti kekeringan, serangan hama dan penyakit, serta kebanjiran.

GIS dapat digunakan untuk membantu mengelola sumberdaya pertanian dan perkebunan skala kawasan yang luas secara optimal dengan resiko gagal tanam dan gagal panen minimum. GIS menetapkan masa tanam yang tepat, memprediksi masa panen, mengembangkan sistem rotasi tanam, dan melakukan perhitungan secara tahunan terhadap debit, curah hujan dan skenario pola tanam dan jenis tanam yang paling menguntungkan secara ekonomi dan teknis.

Dalam teknologi pangan, GIS dapat digunakan untuk memetakan keberadaan tanaman pangan. Aplikasi GIS yang digunakan dalam teknologi pangan yaitu foodtrace dan quality trace. Aplikasi ini telah dikembangkan oleh Thailand. Dengan aplikasi ini kita dapat memperoleh informasi mengenai bahan baku suatu produk baik itu dari segi mutu dan asal bahan baku. Di Thailand, salah satu perusahaan pengalengan jagung menggunakan aplikasi ini untuk mencantumkan informasi bahan baku dan ada kode-kode yang dapat dicek oleh konsumen untuk mengetahui asal bahan baku. Selain itu, GIS juga dapat dipergunakan untuk memetakan ketahanan pangan suatu wilayah berdasarkan data-data yang dimasukkan dalam GIS.

Penilaian resiko bisnis dilakukan dengan mengukur nilai penyimpangan yang terjadi.  Terdapat beberapa ukuran resiko yaitu nilai varian (variance), standar deviasi (standard deviation), dan koefisien variasi (coefficient variation). Secara praktis, pengukuran varian dari penghasilan (return) merupakan penjumlahan selisih kuadrat dari return dengan ekspektasi return dikalikan dengan peluang dari setiap kejadian. Standar deviasi dapat diukur dari akar kuadrat dari nilai varian. Koefisien variasi dapat diukur dari rasio standar deviasi dengan return yang diharapkan (expected return) dari suatu aset. Penghasilan (return) yang diperoleh dapat berupa pendapatan, produksi atau harga. Koefisien variasi menunjukkan variabilitas return dan biasanya dihitung sebagai nilai persentase. Jika data penghasilan yang diharapkan (expected return) tidak tersedia dapat digunakan nilai rata-rata return.

Pelaku bisnis termasuk petani harus berhati-hati dalam menggunakan varian dan standar deviasi untuk meperbandingkan risiko, karena keduanya bersifat absolut dan tidak mempertimbangkan resiko dalam hubungannya dengan hasil yang diharapkan.  Untuk membandingkan aset dengan return yang diharapkan, pelaku bisnis atau petani dapat menggunakan koefisien variasi.  Nilai koefisien variasi merupakan ukuran yang sangat tepat bagi petani sebagai pengambil keputusan dalam memilih salah satu alternatif dari beberapa kegiatan usaha untuk setiap return yang diperoleh.  Dengan menggunakan ukuran koefisien variasi, perbandingan di antara kegiatan usaha sudah dilakukan dengan ukuran yang sama, yaitu risiko untuk setiap return.

Selain itu penggunaan GIS juga dicontohkan dalam kegiatan dalam mendeteksi kemungkinan terjadinya banjr bandang dan erosi. Seperti yang kita ketahui bahwa di Indonesia terjadi climate change secara perlahan sehingga frekuensi dan volume hujan menjadi tidak menentu, terkadang frekuensi dan volumenya sedikit, terkadang juga sebaliknya. Untuk mengatasi hal ini, dilakukan kegiatan survei mengenai kemungkinan terjadinya bencana dengan mempertimbangkan faktor-faktor didalamnya.

            Contoh nyata aplikasi GIS ini yaitu diambil dari jurnal berjudul "Prediksi Curah Hujan sebagai Dasar Perencanaan Pola Tanam Padi dan Palawija Menggunakan Model General Regression Neural Network" yang disusun oleh Budi Warsito, Tarno, dan Aris Sugiharto di Lembaga Penelitian Universitas Diponegoro pada tahun 2008.

          Sistem produksi pertanian sangat dipengaruhi oleh iklim. Faktor iklim yang paling terasa perubahannya akibat anomali iklim adalah curah hujan. Dampak anomali iklim diantaranya adalah terjadinya gangguan secara langsung terhadap sistem pertanian, termasuk padi dan palawija. Prediksi curah hujan diperlukan karena untuk menyusun rencana masa tanam diperlukan data dan informasi kondisi curah hujan minimal satu musim ke depan. Penelitian ini menggunakan data dasarian (10 harian) curah hujan beberapa daerah di Jawa Tengah dengan sistem tanam tadah hujan yaitu kecamatan Musuk Boyolali, kecamatan Ngaringan Grobogan dan kecamatan Jakenan Pati. Prediksi curah hujan akan dilakukan beberapa periode yang akan datang berdasarkan data curah hujan masa lampau. Sedangkan model yang digunakan yaitu General Regression Neural Network (GRNN). Operasi GRNN secara esensial didasarkan pada teori regresi nonlinear (kernel), dimana estimasi dari nilai harapan output ditentukan oleh himpunan input-inputnya.

       Data curah hujan di kecamatan Musuk yang akan digunakan untuk pengolahan data dimulai dari dasarian I bulan Januari 1985 sampai dasarian III Maret 2008 yaitu sebanyak 801 data. Di Ngaringan, data yang digunakan mulai dasarian I bulan Januari 1985 sampai dasarian III Juli 2008 yaitu sebanyak 849 data. Sedangkan di Jakenan, data yang digunakan mulai dasarian I bulan Januari 1990 sampai dasarian III Juni 2008 yaitu sebanyak 666 data. Di Ngaringan dan Jakenan ada beberapa bagian dari data yang kosong (missing) sehingga dilakukan interpolasi dengan menghitung rata-rata untuk waktu yang sama selama periode-periode sebelumnya.

         Dalam pembentukan model GRNN langkah pertama yang dilakukan yaitu menentukan input. Pada penelitian ini input yang digunakan dibatasi hanya data curah hujan masa lalu. Untuk menentukan pola input digunakan model terbaik ARIMA dengan bantuan plot fungsi autokorelasi (ACF) dan plot fungsi autokorelasi parsial (PACF). Plot data asli dan prediksi in-sample serta out of sample model GRNN curah hujan dasarian di ketiga daerah secara berturut-turut disajikan pada gambar 3a sampai 5b. Sedangkan nilai keakuratan model GRNN dibandingkan model ARIMA dari tiap-tiap daerah disajikan pada tabel 1.

         Secara umum prediksi model (predict in sample) curah hujan dengan data training untuk ketiga daerah memperlihatkan kesesuaian yang sangat baik. Hal ini dapat dilihat baik secara visual dimana pola dari nilai prediksi sangat dekat dengan data aslinya. Hasil peramalan menunjukkan bahwa pada tahun 2008 ini awal musim hujan di Musuk dimulai pada dasarian-dasarian pertama November. Namun pada dasarian kedua dan ketiga curah hujan akan kembali menurun kemudian meningkat lagi pada dasarian pertama Desember. Untuk kepentingan pola tanam, fenomena ini harus dicermati secara hati-hati. Untuk pertumbuhan yang relatif normal tanaman padi memerlukan curah hujan 200 mm/bulan selama minimal 4 bulan. Pada kondisi curah hujan yang kurang dari jumlah tersebut tanaman padi menjadi tidak normal dan pada kondisi yang lebih parah lagi akan mengalami kekeringan dengan gejala daun menggulung dan akhirnya mengering. Oleh karena itu, ada resiko bila memulai menanam padi pada bulan Oktober atau November karena perkiraan pada dasarian kedua dan ketiga November curah hujan cenderung menurun kembali. Resiko akan lebih kecil bila mulai menanam padi pada dasarian pertama Desember sehingga akan ada jaminan ketersediaan air sampai masa panen pada bulan April, kemudian mulai bulan April menanam palawija. Sehingga pola tanam yang paling ideal bagi daerah ini yaitu padi-palawija-palawija dengan catatan permulaan masa tanam harus diperhatikan, mengingat kemungkinan adanya fluktuasi musim pada dasarian kedua dan ketiga November 2008. Hasil peramalan di Ngaringan menunjukkan bahwa pada tahun 2008 ini awal hujan dimulai pada dasarian pertama Oktober. Anomali iklim diperkirakan terjadi pada dasarian ketiga Januari dan dasarian pertama Februari.  Meskipun untuk pertumbuhan yang relatif normal tanaman padi memerlukan curah hujan 200 mm/bulan namun sebenarnya pada kondisi curah hujan 100 mm/bulan tanaman padi masih dapat tumbuh dengan baik meskipun tidak sebaik pada kondisi curah hujan cukup.

          Pada kondisi curah hujan sekitar 100 mm/bulan kelembaban tanah sampai kedalaman 20 cm masih lebih dari 20%, masih cukup baik untuk pertumbuhan tanaman padi dan tidak terjadi gejala kekeringan. Namun, tanaman padi akan mulai menunjukkan gejala kekeringan permanen apabila kelembaban tanah sudah mencapai 7,5%. Ini terjadi bila curah hujan sangat minim atau hampir tidak ada hujan sama sekali.

       Berdasarkan analisis tersebut, masa tanam yang paling ideal yaitu pada dasarian pertama bulan Oktober. Pada dasarian kedua Desember sampai dasarian pertama Januari curah hujan berkisar 100 mm/bulan diharapkan kebutuhan air untuk tanaman padi masih bisa mencukupi. Selanjutnya pada dasarian kedua Januari sampai masa panen paling tidak pada dasarian pertama Februari akan ada jaminan ketersediaan air. Selanjutnya mulai bulan Februari berganti menanam palawija karena curah hujan yang cukup rendah pada masa-masa sesudah itu, rata-rata kurang dari 100 mm/bulan. Bahkan pada bulan Maret dasarian kedua sampai April dasarian pertama serta April dasarian ketiga sampai Mei dasarian kedua hampir tidak ada hujan. Sehingga pola tanam yang paling ideal bagi daerah ini adalah padi-palawija-palawija. Hanya yang perlu menjadi catatan yaitu permulaan masa tanam yang harus diperhatikan, mengingat kemungkinan adanya fluktuasi musim pada Januari dasarian ketiga dan Februari dasarian pertama. Hasil peramalan di Jakenan menunjukkan pada tahun 2008 hujan dimulai pada dasarian ketiga November atau bahkan sangat mungkin pada dasarian pertama Desember.

      Fenomena anomali iklim terjadi pada dasarian ketiga Februari hingga dasarian pertama Maret. Sedangkan sepanjang bulan April diperkirakan masih akan terjadi hujan dengan intensitas sedang. Hal ini mendasari untuk mulai menanam padi pada akhir November atau awal Desember sehingga ada jaminan ketersediaan air sepanjang musim tanam padi dengan perhatian khusus pada akhir Februari dan awal Maret. Diharapkan pada akhir Maret atau awal April sudah bisa panen. Dengan memperhatikan pola musim pada bulanbulan selanjutnya, pola tanam berikutnya yang paling memungkinkan adalah palawija. Dengan demikian, pola tanam yang dikembangkan adalah padi-palawija-palawija. Sangat beresiko untuk menanam padi dua kali setahun karena perkiraan curah hujan di daerah ini rata-rata di bawah 100 mm/bulan pada bulan-bulan sesudah Mei.

C.    Penerapan masing-masing Contoh Aplikasi GIS dalam Sistem Pertanian

            GIS atau Geographical Information System adalah suatu teknologi informasi yang melibatkan data rupa bumi (data geospatial) yang sudah berwujud digital, dengan data-data lain yang berkaitan dengan data keruangan. Teknologi ini sangat membantu pengelolaan informasi proses bisnis yang berkaitan dengan penyebaran pada letak geografisnya. Misalnya penggunaan lahan untuk dunia pertanian, potensi-potensi yang dimiliki lahan, penyebaran penduduk dan pemukimannya, serta penyebaran penyakit. Bahkan ada lembaga yang berkaitan dengan CSR (Corporate Social Responsibility) yang memanfaatkan GIS ini untuk menyebarkan informasi mengenai CSR yang telah dijalankan pada suatu lingkup daerah, beserta potensi yang disarankan untuk CSR pada daerah-daerah tersebut.

            Sumber data untuk keperluan GIS dapat berasal dari data citra, data lapangan, survey kelautan, peta, sosial ekonomi, dan GPS. Selanjutnya diolah dilaboratorium atau studio GIS dengan software tertentu sesuai dengan kebutuhannya untuk menghasilkan produk berupa informasi yang berguna, bisa berupa peta konvensional, maupun peta digital sesuai keperluan user, maka harus ada input kebutuhan yang diinginkan user. Komponen utama Sistem Informasi Geografis dapat dibagi ke dalam lima komponen utama, yaitu:

ü Perangkat keras (Hardware)

ü Perangkat lunak (Software)

ü Pemakai (user)

ü Data

ü Metode

1)   Tempat Pelaksanaan dan Sistem Pertanian

Dengan aplikasi GIS, kita dapat menentukan kawasan-kawasan yang diprioritaskan menjadi pilot/demonstration activities.

a.    Gambaran Perubahan Penutupan Lahan

Dalam suatu aplikasi GIS dan Remote Sensing, salah satu metode yang paling banyak digunakan adalah membandingkan antara dua peta dengan tema yang sama pada tahun yang berbeda. Sehingga dapat diketahui perubahan penggunaan lahan yang terjadi antara tahun pertama dan tahun kedua. Hasil proses ini dapat digunakan untuk memonitoring perubahan luas penggunaan lahan dari waktu ke waktu. Unsur masing-masing peta biasanya memiliki klasifikasi yang sama agar perubahan bisa dipantau secara setara. Selain monitoring, aplikasi dengan proses ini dapat digunakan pula untuk tema yang berbeda, dengan maksud untuk mengetahui keadaan suatu wilayah berdasarkan informasi dua tema yang berbeda, seperti luas penggunaan lahan dalam satuan wilayah administrasi, dan sebagainya.

b.   Penentuan Tingkat Kekritisan Lahan

Teknologi pemodelan dan analisis GIS dapat membantu menentukan tingkat kekritisan lahan, baik dalam kawasan hutan maupun di luar kawasan hutan. Aplikasi yang digunakan dalam pemodelan lahan kritis tersusun atas beberapa kondisi fisik kawasan, yakni produktivitas lahan, tingkat kelerengan, tingkat erosi, prosentase batuan dan manajemen penggunaan lahan. Setiap kondisi fisik kawasan memiliki bobot kontribusi yang berbeda dalam pembentukan lahan kritis. Kriteria dan bobot kontribusi penentuan lahan kritis tetap mengacu pada peraturan yang berlaku.

c.    Penentuan Arahan Lahan

Penentuan batas-batas keserasian sumberdaya air merupakan salah satu aspek utama dalam pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS) sebagai bahan pertimbangan penyusunan konsep tata ruang kawasan. Ketetapan penataan tata ruang didasarkan pada tiga faktor yaitu lereng lapangan, jenis tanah menurut kepekaannya terhadap erosi dan intensitas hujan harian wilayah yang bersangkutan. Masing-masing faktor ditampilkan dalam tiap-tiap unit lahan untuk mendapatkan angka skor yang secara makro dipergunakan untuk menetapkan arahan penggunaan lahan sebagai kawasan lindung, kawasan penyangga, kawasan budidaya atau kawasan pemukiman. Aplikasi GIS dapat menyajikan Peta Arahan Penggunaan Lahan yang dibuat dari komposit Peta Kelerengan, Peta Jenis Tanah dan Peta Curah Hujan. Dari ketiga peta ini dipilih masing-masing data atributnya yang akan digunakan sebagai dasar dalam membuat peta baru (Peta Arahan).

2)   Data Spasial yang Digunakan

Untuk mendukung suatu Sistem Informasi Geografis, pada prinsipnya terdapat dua jenis data, yaitu:

a.    Data spasial

Data yang berkaitan dengan aspek keruangan dan merupakan data yang menyajikan lokasi geografis atau gambaran nyata suatu wilayah di permukaan bumi. Umumnya direpresentasikan berupa grafik, peta, atau pun gambar dengan format digital dan disimpan dalam bentuk koordinat x,y (vektor) atau dalam bentuk image (raster) yang memiliki nilai tertentu.

b.   Data non-spasial

Data non-spasial disebut juga data atribut, yaitu data yang menerangkan keadaan atau informasi-informasi dari suatu objek (lokasi dan posisi) yang ditunjukkan oleh data spasial. Salah satu komponen utama dari GIS adalah perangkat lunak (software). Dalam pendesainan peta digunakan salah satu software GIS yaitu MapInfo Profesional 8.0. MapInfo merupakan sebuah perengkat lunak Sistem Informasi Geografis dan pemetaan yang dikembangkan oleh MapInfo Co. Perangkat lunak ini berfungsi sebagai alat yang dapat membantu dalam memvisualisasikan, mengeksplorasi, menjawab query, dan menganalisis data secara geografis.

3)   Manfaat Aplikasi GIS di Bidang Pertanian

Dalam dunia yang serba digital sekarang ini, ditambah lagi teknologi yang terus berkembang, penerapan aplikasi teknologi dalam berbagai bidang pun terus dilakukan, tidak terkecuali dalam sektor pertanian, sektor perekonomian utama di Indonesia mengingat sebagian besar penduduknya menggantungkan hidup dalam dunia pertanian. Salah satu contohnya adalah aplikasi GIS atau Geographical Information System. GIS ini sudah banyak membantu para ahli dalam mengumpulkan data secara cepat. Seperti yang telah dijelaskan, peran GIS seperti pada pemantauan produksi dibidang pertanian, penilaian resiko usaha pertanian, pengendalian hama dan penyakit, pemantuan budidaya pertanian, presisi pertanian, pengelolaan sumberdaya air dan kajian biodiversitas bentang lahan untuk kegiatan pertanian berlanjut sangatlah bermanfaat. Secara garis besar, yang dapat dilakukan GIS dalam bidang pertanian yaitu mencakup inventarisasi, manajemen, dan kesesuaian lahan untuk pertanian, perkebunan, perikanan, kehutanan, perencanaan tata guna lahan, dan sebagainya. Yang dapat dibantu GIS untuk dunia pertanian yaitu:

a.    Mengelola Produksi Tanaman

GIS dapat digunakan untuk membantu mengelola sumber daya pertanian dan perkebunan seperti luas kawasan untuk tanaman, pepohonan, atau saluran air. Kita dapat menggunakan GIS untuk menetapkan masa panen, mengembangkan sistem rotasi tanam, dan melakukan perhitungan secara tahunan terhadap kerusakan tanah yang terjadi karena perbedaan pembibitan, penanaman, atau teknik yang digunakan dalam masa panen.

b.   Mengelola Sistem Irigasi

Kita dapat menggunakan GIS untuk membantu memantau dan mengendalikan irigasi dari tanah-tanah pertanian. GIS dapat membantu memantau kapasitas sistem, katup-katup, efisiensi, serta distribusi menyeluruh dari air di dalam sistem.

c.    Perencanaan dan riwayat sumber daya kehutanan

Perencanaan dan riwayat manajemen pertanahan serta integrasinya dengansistem hukum dan integrasinya dengan manajemen basis data relasional sistem-sistem.

Walaupun saat ini penggunaan GIS dalam bidang pertanian belum umum dipakai, karena seringnya GIS dia\pakai untuk melihat kerusakan lahan akibat bencana alam, tapi bukannya tidak mungkin penerapan GIS dalam dunia pertanian akan semakin sering dipakai. Sistem GIS ini bukan semata-mata software atau aplikasi komputer, namun merupakan keseluruhan dari pekerjaan managemen pengelolaan lahan pertanian, pemetaan lahan, pencatatan kegiatan harian di kebun menjadi database, perencanaan sistem  dan lain-lain. Sehingga bisa dikatakan merupakan perencanaan ulang pengelolaan pertanian menjadi sistem yang terintegrasi.

D.    Peluang masing-masing Contoh Aplikasi GIS Diterapkan di Salah Satu Sistem Pertanian di Indonesia Menuju Penerapan Pertanian Berlanjut

Teknologi informasi komunikasi merupakan faktor yang sangat penting dalam mendukung sistem pertanian berkelanjutan dalam peningkatan kualitas sumber daya manusia dan pelayanan pemerintah kepada masyarakat yang mengarah pada pembangunan pertanian. Teknologi informasi mempunyai tiga peranan pokok:

1.   Instrumen dalam mengoptimalkan proses pembangunan, yaitu dengan memberikan dukungan terhadap manajemen dan pelayanan kepada masyarakat.

2.   Produk dan jasa teknologi informasi merupakan komoditas yang mampu memberikan peningkatan pendapatan baik bagi perorangan, dunia usaha dan bahkan negara dalam bentuk devisa hasil eksport jasa dan produk industri telematika.

3.   Teknologi informasi bisa menjadi perekat persatuan dan kesatuan bangsa, melalui pengembangan sistem informasi yang menghubungkan semua institusi dan area seluruh wilayah nusantara.

Kesadaran pentingnya teknologi komunikasi dan informasi yang biasanya disebut ICT (Information and Communicatinn Technologi), bukan hanya monopoli kalangan pengusaha besar saja tetapi juga bertumbuh di kalangan pengusaha kecil dan kekuatan-kekuatan masyarakat lain, seperti Koperasi, Kelompok Tani, dan masyarakat biasa. ICT diyakini berperan penting dalam pengembangan bisnis, kelembagaan organisasi, dan juga mampu mendorong percepatan kegiatan ekonomi dan taraf hidup masyarakat.

Manfaat yang dapat diperoleh melalui kegiatan aplikasi teknologi informasi dan komunikasi khususnya dalam mendukung pembangunan pertanian berkelanjutan di antaranya adalah:

a.    Mendorong terbentuknya jaringan informasi pertanian di tingkat lokal dan nasional.

b.   Membuka akses petani terhadap informasi pertanian untuk:

ü Meningkatkan peluang potensi peningkatan pendapatan dan cara pencapaiannya,

ü Meningkatkan kemampuan petani dalam melakukan diversifikasi usahatani dan merelasikan komoditas yang diusahakannya dengan input yang tersedia,jumlah produksi yang diperlukan dan kemampuan pasar menyerap output,

ü Meningkatkan kemampuan petani dalam meningkatkan posisi tawarnya.

c.    Mendorong terlaksananya kegiatan pengembangan, pengelolaan dan pemanfaatan informasi pertanian secara langsung maupun tidak langsung untuk mendukung pengembangan pertanian lahan marjinal.

d.   Memfasilitasi dokumentasi informasi pertanian di tingkat lokal (indigeneous knowledge) yang dapat diakses secara lebih luas untuk mendukung pengembangan pertanian lahan marjinal.

Salah satu tujuan dari pembangunan pertanian adalah untuk meningkatkan standar hidup masyarakat (petani) melalui pertanian modern yang berkelanjutan untuk mendukung pengembangan suatu kawasan. Beberapa kebijakan yang sudah ditempuh oleh pemerintah untuk meningkatkan produksi pertanian antara lain melalui intensifikasi ekstensifikasi pertanian termasuk juga di dalamnya diversifikasi pertanian. Langkah-langkah ini perlu dilaksanakan mengingat sektor pertanian memegang peran yang sangat penting  dalam meningkatkan perekonomian suatu wilayah dan pendapatan  masyarakat.

Untuk menerapkan sistem pertanian berkelanjutan, tentunya harus berorientasi pada kelestarian sumberdaya lahan. Hal ini salah satunya dapat dicapai melalui perencanaan dan pengelolaan penggunaan lahan yang efektif dan sesuai berdasarkan kesesuaian dan kemampuan lahan dan pemanfaatan lahan yang berkelanjutan hanya dapat dicapai dengan memperhatikan aspek-aspek konservasi dan daya regenerasi  suatu kawasan.

Perencanan dan pengolahan wilayah untuk penggunaan lahan membutuhkan sebuah informasi yang memadai untuk membantu dalam pengambilan keputusan mengenai penggunaan lahan yang tepat dan dalam perencanaan harus didasarkan pada pemahaman lingkungan biofisik dan pertimbangan penggunaan lahan dipertimbangkan sehingga pengambilan keputusan untuk pemanfaatan lahan pertanian menuntut alokasi penggunaan lahan yang tepat dengan tetap melestarikan sumber daya lahan untuk masa depan.

Untuk mengimbangi percepatan laju informasi khususnya di bidang penyediaan data dan informasi sumberdaya lahan, maka suatu sistem pengelolaan informasi database  sumberdaya lahan sangat diperlukan. Peran teknologi disini sangat penting, dimana seiring dengan berkembangnya teknologi, informasi  berupa database  dapat disimpan, dikelola dan diproses  untuk dianalisis lebih lanjut dengan menggunakan prosedur komputer dan akses terhadap data termasuk pemanfaatannya dapat dilaksanakan secara optimal melalui sistem pengelolaan data yang baik. Kemajuan teknologi informasi dan dan komputer telah memunculkan suatu sistem yang dapat digunakan untuk mengelola dan menganalisis data geografis wilayah yang dikenal sebagai sistem informasi geografis (GIS). GIS dengan kemampunnya sebagai penyimpan data yang baik serta mampu memanejemen data walaupun jumlah data itu begitu besar, akan sangup menerima tantangan tersebut. Selain dapat memajemen data dari berbagai bentuk, pengintergrasian antara data spasial dan data atribut dalam suatu analisis akan dapat memberikan gambaran nyata tentang kondisi suatu daerah (spasialnya) serta informasi (data atribut) dari daerah tersebut dalam waktu bersamaan.

E.     Pembahasan Umum dan Kesimpulan

         Sistem GIS ini bukan semata-mata software atau aplikasi komputer, namun merupakan keseluruhan dari pekerjaan managemen pengelolaan lahan pertanian, pemetaan lahan, pencatatan kegiatan harian di kebun menjadi database, perencanaan sistem dan lain-lain. Sehingga bisa dikatakan merupakan perencanaan ulang pengelolaan pertanian menjadi sistem yang terintegrasi.

        Dalam menerapkan sistem pertanian berkelanjutan tidak terlepas dari pengaruh perkembangan iptek termasuk perkembangan teknologi informasi dan komunikasi. Integrasi yang efektif antara TIK dalam sektor pertanian akan menuju pada pertanian berkelanjutan melalui penyiapan informai pertanian yang tepat waktu, relevan, yang dapat memberikan informasi yang tepat kepada petani dalam proses pengambilan keputusan berusahatani untuk meningkatkan produktivitasnya. TIK dapat memperbaiki aksesibilitas petani dengan cepat terhadap informasi pasar, input produksi, trenkonsumen, yang secara positif berdampak pada kualitas dan kuantitas produksi mereka. Informasi pemasaran, praktek pengelolaan ternak dan tanaman yang baru, penyakit dan hama tanaman/ternak, ketersediaan transportasi, informasi peluang pasar dan harga pasar input maupun output pertanian sangat penting untuk efisiensi produksi secara ekonomi.

          Dari uraian penjelasan tersebut, dapat disimpulkan bahwa GIS ini sangat menguntungkan dan membatu khususnya untuk para petani. Hal ini dikarenakan GIS memungkinkan mendukung petani untuk kegiatan budidaya pertanian, pembangunan ekonomi, penguatan kelembagaan masyarakat, perencana masyarakat, untuk melakukan penelitian dan menyusun kegiatan-kegiatan yang akan memungkinkan keberlanjutan produksi pangan, sandang dan energi untuk menjamin kelangsungan perikehidupan masyarakat. Misalnya penerapan pertanian organik, penerapan presisi pertanian, kajian lahan yang paling menguntungkan untuk usaha-usaha pertanian, dan penilaian evaluasi lahan untuk pengembangan komoditi pertanian yang memiliki sistem pasar yang prospektif,  penetapan lahan-lahan pertanian yang potensial untuk mendukung ketahanan pangan, lahan pertanian untuk pengawetan untuk mengamankan produksi pangan dan konservasi sumber daya lahan melalui kegiatan mengumpulkan, mengelola, menganalisa, melaporan, dan sejumlah besar data terkait pertanian berkelanjutan.

Model General Regression Neural Network (GRNN) yang digunakan peneliti dalam jurnal pengaplikasian GIS tersebut, secara umum memberikan prediksi in-sample yang lebih baik dari model ARIMA. Sedangkan untuk prediksi out of sample memberikan hasil yang berimbang dengan model ARIMA. Berdasarkan hasil peramalan beberapa bulan ke depan pola tanam yang paling sesuai untuk ketiga daerah penelitian yaitu padi-palawija-palawija. Perbedaan terjadi pada awal masa tanam karena mempertimbangkan kemungkinan terjadinya anomali iklim.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, T.S. 1993. Survai Tanah dan Evaluasi Lahan. Jakarta: Penebar Swadaya.

Andyanto. 2011. Aplikasi Sistem Informasi Geografi (online). http://kuliahitukeren. blogspot.com/. Diakses 8 Oktober 2013.

Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. Bogor: IPB Press.

Prahasto, Eddy, 2003. Sistem Informnasi Geografi. Bandung: Informatika.

Senawi. 1999. Evaluasi dan Tata Guna Lahan Hutan. Yogyakarta: Fakultas Kehutanan Universitas Gajah Mada.

Warsito, Budi, dkk. 2008. Jurnal: Prediksi Curah Hujan sebagai Dasar Perencanaan Pola Tanam Padi dan Palawija Menggunakan Model General Regression Neural Network. Semarang: Lembaga Penelitian Universitas Diponegoro.s