Analisis Raster dan Penetapan Sistem Koordinat

Ingat tak sebelum ni saya ada post topik untuk download data percuma DEM? Jika anda ingat lagi, dalam post tu saya ada tunjukkan data raster SRTM yang kita download tu adalah dalam sistem koordinat geographic WGS84 kan? OK, kita ulangkaji sikit bab sistem koordinat dan struktur data raster.  Tentu anda tahu kan, koordinat WGS84 ni menggunakan angular unit samada decimal degree (DD), degree minute second (DMS) atau degree decimal minutes (DM). Data raster pulak struktur dia terdiri dari pixel atau kita panggil sebagai cell yang disusun dalam bentuk baris (row) dan lajur (column) . Setiap cell tu plak ada saiz yang menentukan resolution raster tu, cthnya 20m x 20m cell size. Oleh itu, setiap satu cell kita boleh tahu keluasannya.. kalau cell size 20m x 20m, maknanya keluasan 1 cell = 400 meter persegi lah.

Jadi, kalau data raster kita dalam sistem koordinat WGS84, macamana pulak nak tentukan cell size dan keluasan cell raster tu, sebab WGS84 menggunakan unit DD, DMS, DM? Rasa macam pelik je kalau kita kata keluasan cell saiz saya 0.00025 decimal degree persegi, sebab selalunya bila melibatkan pengukuran jarak, keluasan, mesti akan guna planar (projected) unit kan? Contohnya meter ke, feet ke.

Sebab tu kita kena awas, bila kita dapat satu data raster, check dulu sistem koordinat yang dia pakai sebelum buat analisis. Sesetengah analisis perlukan cell unit dalam projected unit untuk menghasilkan output yang tepat. Contohnya katalah anda nak buat analisis slope. Kalau data raster yang kita gunakan sebagai input untuk analisis slope tu dalam WGS84 dan outputnya pun kita set sebagai default WGS84 jugak, result output slope yang terhasil jadi tak betul. Sepatutnya cell size raster tu kita kena setkan dulu kepada projected unit, contohnya RSO meter ke. Cuba lihat gambar di bawah ni. Gambar A hasil analisis slope dalam WGS84, gambar B pulak hasil analisis slope dalam RSO. Jauh beza kan result dia.

Dalam gambar A, hampir keseluruhan area jadi high slope, merah belaka. Tak logik nampaknya tu. So macamana caranya nak setkan cell tu kepada projected unit sebelum buat analisis? Ada dua cara :-

1. Guna tool Project dalam ArcToolbox untuk tukar sistem koordinat input raster dari WGS84 kepada projected coordinate system, contohnya RSO. Kalau guna cara ni, anda akan ada 2 layer raster, satu dalam WGS84, satu lagi hasil Project dalam RSO.
2. Set output sistem koordinat analisis kepada projected coordinate system, contohnya RSO. Kalau guna cara ni, anda hanya perlu maintain satu layer raster sahaja (yang WGS84 tu) tapi output analisis akan dihasilkan dalam projected RSO. Cara ni juga boleh jimat space hardisc sebab anda tak perlu maintain 2 layer raster.

Sekarang saya akan tunjuk cara paling mudah, iaitu cara kedua. Untuk set output sistem koordinat analisis, follow step berikut :-

Penerangan gambar :-

1. Kat menu ArcMap, klik Geoprocessing > Environments…
2. Klik Output Coordinates
3. Kat ruangan Output Coordinate System, set kepada As Specified Below
4. Klik butang Spatial Reference
5. Kat dialog Spatial Reference Properties, setkan koordinat kepada RSO
6. Klik OK kat untuk tutup dialog Spatial Reference Properties.
7. Sekarang disebabkan WGS84 dan RSO guna datum berbeza, anda kena buat Geographic Transformation dulu. Dalam list tu, pilih Kertau_to_WGS_1984.
8. Klik OK.

Selesai sudah step untuk set output sistem koordinat analisis kepada sistem projected unit. Lepas tu bolehlah anda proceed pada analisis yang anda nak buat.

Buku SukaGIS

Buku "SukaGIS - Seronoknya Belajar ArcGIS Jilid 1" akan keluar sedikit masa lagi. Nantikan kemunculannya. Boleh pre-order sekarang.

Harga :-
RM50 (termasuk poslaju) Semenanjung
RM52 (termasuk poslaju) Sabah/Sarawak
Bayaran boleh dibuat melalui :

Akaun Maybank : 1-14329-077183 (Azlan Shah Ramli)
Bank Islam : 12168010002224 (Spatial Infotech)

Sila wasap ke 019-3513770 atau email ke azlansr@gmail.com untuk tempahan dengan sertakan maklumat berikut :-
1) Nama
2) Alamat penghantaran
3) Jabatan/agensi (sekiranya tidak keberatan)
4) Kuantiti
5) Resit transfer

p/s : BELI 1 BELI 2 HARGA BIASA, BELI 3 DAN KE ATAS DISKAUN RM3.00 UNTUK SETIAP BUKU

Sumber Data DEM Percuma - SRTM

Di sini saya ingin kongsikan satu website yang anda boleh download data Digital Elevation Model (DEM) secara percuma. Kalau anda google free data DEM ni, ada beberapa website yang pakcik google listkan. Sebenarnya data-data DEM ni ada macam-macam format, contohnya IFSAR, LIDAR dan macam-macam lagi lah. Data LIDAR contohnya, resolutionnya memang tinggi, tapi kebiasaannya memang susah le nak dapat yang free kat area Malaysia ni. Ada satu format data DEM yang dipanggil SRTM yang anda boleh download secara percuma. SRTM ni singkatan dari Shuttle Radar Topography Mission, tapi resolutionnya 1 arc second, lebih kurang 30m. Kalau anda rasakan 30m ni sesuai untuk analisis anda, bolehlah cuba download.

Nak download, taip saja URL https://earthexplorer.usgs.gov  kat browser anda. Anda akan terus dapat page seperti di bawah ni.

Default page dia akan tunjuk peta area US. Sabar dulu, sebelum download, navigate dulu peta tu ke area Malaysia. Kemudian buat step berikut ni :-

Penerangan gambar-gambar di atas :-

1. Klik tab Search Criteria
2. Klik Use Map untuk set koordinat download pada area yang anda zoom.
3. Anda akan dapati empat penjuru koordinat area yang anda zoom disenaraikan.
4. Kalau anda nak ubahsuai bentuk penjuru tu, anda boleh klik pada penjuru dan drag pada posisi yang anda nak. Macam dalam contoh gambar tu, saya posisikan untuk cover state Perak.
5. Kemudian klik tab Data Sets.
6. Pada senarai data set, klik SRTM dan pilih SRTM 1-Arc Second Global
7. Klik tab Results.
8. Anda akan dapati senarai data SRTM mengikut area yang anda define untuk download tadi akan dipaparkan.

Seterusnya, untuk download, klik saja butang Download Options seperti ditunjukkan gambar di bawah ni. Anda akan diberikan beberapa option format raster. Dalam contoh ni, saya pilih format BIL 1 Arc-Second. Lagipun ArcGIS tiada masalah nak baca format BIL.

Data yang anda download tu dalam sistem koordinat WGS84. Kalau anda nak overlay pada data yang dalam sistem koordinat projected pun takde masalah, sebab ArcGIS kan support on-the-fly projection. Macam dalam contoh gambar di bawah ni, saya overlay data SRTM tu dengan boundary daerah koordinat RSO. 

So bila dah ada data DEM ni, boleh la anda buat macam-macam analisis, contohnya nak generate slope ke, nak view sebagai 3D ke dan macam-macam lagi lah. Contoh peta di bawah ni, dari data DEM tu saya generate layer hillshade dan juga slope.

Analisis Hillshade

Analisis Slope

ArcGIS dan Unjuran RSO

Anda tentu maklum kan kat Malaysia ni, banyak agensi-agensi maintain data mereka dalam unjuran RSO terutama data topo  skala 25,000 - 50,000. RSO ni singkatan dari Rectified Skew Orthomorphic  atau Unjuran Serong Ditepati. Di bawah ni contoh parameter unjuran RSO untuk Semenanjung yang diberi oleh JUPEM, dipanggil juga sebagai Kertau RSO, sebab menggunakan rujukan Datum Kertau.

Tapi anda perasan tak, bila anda buka list Projected Coordinate System dalam ArcGIS, ada banyak list unjuran RSO yang dipaparkan. Senarai unjuran RSO ni anda boleh lihat melalui Feature Class Properties dalam ArcCatalog atau ArcMap Catalog Window  (kalau anda nak define sistem koordinat untuk sesuatu layer) dan juga melalui Data Frame Properties (untuk set sistem koordinat pada Data Frame ArcMap). Lihat seperti contoh di bawah :-

Penerangan gambar :-

1. Kalau anda nak define sistem koordinat untuk layer, right click layer yang nak define dan pilih Properties. Kalau nak set sistem koordinat untuk Data Frame ArcMap plak, right click dalam map dan pilih Data Frame Properties…
2. Klik tab XY Coordinat dan pilih folder Projected Coordinate Systems
3. Pilih folder National Grids
4. Pilih folder Malaysia and Singapore
5. Lihat senarai unjuran RSO yang dipaparkan.

Tapi anda perasan tak, dalam list tu ada banyak benor senarai Kertau RSO yang dipaparkan. So, katakan kalau anda nak define RSO untuk data Semenanjung, yang mana satu idaman kalbu yang anda kena pilih?

Pertama sekali, yang anda perlu tahu, unjuran RSO menggunakan sistem koordinat dalam unit Meter. So dari senarai kat atas tu, unit Chains anda dah boleh lupakan, dah terkeluar dari senarai. So tinggal dua, Kertau (RSO) RSO Malaya (Meters) dan Kertau RSO Malaya (Meters). Yang mana satu yang betul antara dua ni? Masa saya mengajar baru-baru ni, student saya ada buat lawak, dia kata Kertau (RSO) RSO Malaya (Meters) tu untuk orang sebut gagap kot? Haha.. ke sebab programmer software ni melatah tertaip dua kali RSO. Entahlah… tapi based pada parameter RSO yang saya tunjukkan di awal-awal post tadi, parameter yang betul adalah pada nama Kertau RSO Malaya (Meters).  Yang gagap dua kali RSO tu parameter dia tak sama dengan parameter yang JUPEM berikan. Kalau tak silap, Kertau (RSO) RSO Malaya (Meters) tu berasaskan projection Hotine Oblique Mercator.

Parameter kertau RSO Malaya (Meters) dalam ArcGIS

Jadi lepas ni, kalau anda nak define unjuran RSO untuk data area Semenanjung, pilih Kertau RSO Malaya (Meters) dalam senarai. Jangan pilih RSO gagap tu ye… :)

Geoprocessing Overlay Analysis

Kali ni kita citer bab analisis sikit. Antara analisis yang popular dalam GIS ni ialah analisis geoprocessing Overlay. Rasanya semua orang faham maksud overlay kan? Bila layer-layer GIS kita tindihkan macam kuih lapis tu, tu ler maksud umum GIS overlay. Tapi dalam analisis overlay, kita bukan hanya takat tindihkan or lapiskan layer dalam satu paparan peta, tapi maklumat kesemua layer yang kita tindihkan tu akan digabungkan masuk ke dalam satu layer yang baru.

Contohnya, kalau saya overlay layer sungai yang ada nama sungai dan layer mukim yang ada nama mukim, resultnya saya akan dapat layer sungai yang ada nama sungai dan nama mukim. Lihat gambaran data di bawah. Saya ada 1 layer soil yang ada maklumat siri tanah (soil series) dan 1 layer gunatanah yang ada maklumat gunatanah pertanian.

Dua layer berasingan dan dua maklumat berasingan

Bila saya buat analisis Overlay untuk kedua-dua layer ni, saya akan dapat satu layer baru yang akan mengandungi maklumat gunatanah pertanian di dalam setiap siri tanah.

Analisis Overlay akan menggabungkan maklumat

Apa kelebihannya kalau kita ada gabungan beberapa maklumat ni? Haaa… kelebihannya banyak, antaranya kalau kita buat analisis Query, kita boleh query pelbagai gabungan maklumat. Contohnya saya boleh buat beberapa query berikut :-

• Tunjukkan di mana lokasi Soil Series = “Serdang-Kedah” tetapi gunatanah pertanian adalah “Getah”.
• Berapakah keluasan gunatanah pertanian “Kelapa Sawit” yang terletak di dalam Soil Series “Steepland”.

OK nampak tak kelebihan analisis geoprocessing Overlay tu? Sekarang kita citer plak apa kaedah yang kita boleh guna untuk buat overlay ni. Kebiasaanya bila nak buat analisis Overlay ni, kita akan guna dua kaedah; Intersect dan Union. Dua-dua kaedah ni akan gabungkan maklumat semua layer yang kita overlay, tapi perbezaannya ialah extent output yang akan dihasilkan. Nak senang faham, lihat gambaran berikut untuk hasil Intersect.

Hasil extent Intersect

Intersect akan hasilkan extent output kesemua layer yang overlap sahaja. Area yang tidak overlap akan dibuang. Input layer yang boleh ditindihkan ialah layer point, line dan polygon.

Gambar bawah ni pula hasil extent data untuk kaedah Union. Cuba lihat extent data yang dihasilkan.

Hasil extent Union

Union akan mengambilkira kesemua extent input layer yang anda tindihkan. Layer yang anda boleh overlay pula cuma polygon sahaja.

Jadi, nak decide samada nak guna Intersect atau Union bergantung pada macamana output extent yang anda nak create dan jugak apa geometri layer yang anda overlay, point, line or polygon. OK, dah clear sekarang kaedah Intersect dan Union??

Sekarang saya akan buat buat geoprocessing Overlay untuk dua data saya tadi, Soil dan Landuse. Oleh sebab kedua-dua data ni extent dia sama, jadi tak kisah lah saya nak guna Intersect atau Union. Dalam contoh ni, saya akan tunjukkan guna Union. Anda boleh pilih samada nak guna style menu atau toolbox untuk run Union ni. Kalau nak guna style menu, klik je kat menu ArcMap Geoprocessing > Union. Kalau nak guna toolbox plak, klik kat Arctoolbox Analysis Tools > Overlay > Union.

Bila dah kluar dialog Union tu, buat step seperti di bawah ni..

Penerangan gambar :

1. Masukkan layer-layer yang anda nak overlay dalam Input Features.
2. Namakan output layer.
3. Parameter-parameter lain tu optional, boleh abaikan. Klik OK.

Setelah selesai proses Union, bila saya buka table output layer yang dihasilkan, maklumat seperti gambar di bawah dipaparkan dalam table. Perhatikan, maklumat soil series dari layer Soil dan maklumat gunatanah pertanian dari layer Landuse telah digabungkan dalam satu table.

Output layer yang dihasilkan akan menggabungkan maklumat
dari layer yang ditindih.

Bila dah dapat gabungan maklumat dalam table ni, macam-macam analisis lagi boleh saya buat. Selain boleh query pelbagai option atribut, saya boleh juga run analisis Frequency untuk dapatkan jumlah keluasan setiap jenis tanaman di dalam setiap siri tanah, seperti table yang ditunjukkan di bawah ni.

Analisis Frequency ni ada saya sentuh dalam topik sebelum ni, kalau anda terlupa, boleh klik link sini untuk belajar macamana nak buat analisis Frequency.

Harap-harap dah nampak le kelebihan analisis overlay ni ye. Selamat mencuba.

Merge : Menggabungkan Feature Class

Antara soalan yang pernah ditanya kepada saya ialah macamana nak gabungkan banyak-banyak layer menjadi satu layer. Contohnya mungkin agensi negeri bina data GIS mengikut negeri masing-masing, kemudian di peringkat Ibu Pejabat nak gabungkan pulak kesemua data-data negeri tu menjadi satu layer yang merangkumi semua state. Contoh yang lain, mungkin anda dapat data jalanraya mengikut pecahan daerah, kemudian anda nak gabungkan kesemua layer jalan daerah tu menjadi satu layer jalan negeri.  

Cuba lihat contoh gambar di bawah. Saya ada dua layer sempadan negeri, Negeri Sembilan dan Melaka. Saya nak gabungkan kedua-dua layer sempadan ni menjadi satu layer sahaja yang mengandungi polygon Negeri Sembilan dan Melaka.

Ada banyak kaedah yang boleh digunakan, bergantung kepada macamana struktur table kesemua input layer yang nak digabungkan dan macamana pulak hasil gabungan struktur table yang anda inginkan. Dalam contoh ni, saya akan tunjukkan kaedah yang paling simple, dengan andaian kesemua input layer mempunyai struktur field yang sama di dalam table.

Caranya, gunakan tool Merge dalam ArcToolBox. Buat step berikut :-

Penerangan gambar :-

1. Dalam ArcToolBox, klik Data Management Tools > General > Merge
2. Masukkan layer-layer yang nak digabungkan di dalam ruangan Input Datasets
3. Namakan Output Dataset yang akan mengandungi gabungan layer-layer
4. Dalam ruangan Field Map, anda ada option kalau nak buang field-field yang tak perlu dimasukkan dalam Output Dataset.
5. Klik OK.

Kesemua layer yang anda pilih tadi akan digabungkan ke dalam Output Dataset. Selamat mencuba.