## PENYEDIAAN DATA SPASIAL BANGUNAN DI SEKOLAH VOKASI UGM DALAM SEBUAH BASISDATA 3D
Rochmad Muryamto 1 , Wahyu Marta Mutiarasari 2
1,2 Teknik Geomatika, Departemen Teknologi Kebumian, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Indonesia e-mail: 1 rochmad_mury@ugm.ac.id

## Abstrak
Kegiatan penyediaan data spasial dapat dilakukan dengan berbagai masukan data dan menghasilkan berbagai produk. Salah satu produk yang menyimpan data spasial secara terstruktur adalah dengan basisdata spasial. Basisdata spasial bisa  mendukung  penyimpanan  komponen  ketinggian  (3D)  dari  suatu  objek,  misal  adalah  bangunan.  Penggunaan basisdata  spasial  3D  bisa  sangat  luas  dan  untuk  berbagai  bidang  aplikasi,  salah  satunya  adalah  pelestarian  warisan budaya.  Penelitian  ini  bertujuan  menyediakan  data  spasial  dalam  bentuk  sebuah  basisdata  3D  untuk  bangunan, terutama yang manjadi warisan budaya, di lingkungan Sekolah Vokasi (SV) UGM.
Kegiatan ini menggunakan data model 3D dari salah satu gedung di SV UGM, yaitu gedung Perpustakaan UGM. Model 3D  bangunan  digunakan  sebagai  masukan  untuk  merancang  pemodelan  basisdata.  Pemodelan  dalam  tipe  LOD  3 kemudian diterapkan dengan menggunakan CityGML, termasuk semantiknya. Hasil perancangan tersebut pada tahap selanjutnya  dimasukkan  ke  perangkat  lunak  untuk  membuat  basisdata  3D.  Tahapan  analisis  basisdata  dilakukan dengan  beberapa  queri  SQL  untuk  menguji  produk  penelitian  berupa  basisdata  3D  tersebut.  Hasil  analisis menunjukkan  data  spasial  3D  dapat  tersimpan  dengan  baik.  Di  samping  itu,  beberapa  semantik  belum  dapat diakomodasi dengan baik.
Kata kunci: data spasial, basisdata 3D, basisdata bangunan

## Abstract
Spatial data supply activities can be carried out with various data inputs and produce various products. One product that stores spatially structured data is spatial database. Spatial database can support storage of height components (3D) of an object, for example a building. The use of 3D spatial database can be very broad and for various fields of application, one of which is the preservation of cultural heritage. This study aims to provide spatial data in the form of a  3D  database  for  building,  especially  those  that  have  become  cultural  heritage,  within  the  UGM  Vocational  School (SV) environment.
This activity uses 3D model data from one of the buildings at UGM, the Vocational School library building. Building 3D model  is  used  as  input  for  designing  database  modeling.  The  modeling  in  LOD  3  is  then  applied  using  CityGML, including its semantics. The result of the design is then entered into the software to create 3D database. The database analysis stage is performed with several SQL queries to test the research product in the form of the 3D database. Based on  the  result,  3D  spatial  data  is  stored  properly  using  CityGML  schema  whereas  some  semantics  cannot  be accommodated.
Keywords: spatial data, 3D database, building database

## PENDAHULUAN
Data  spasial  atau  data  keruangan  adalah  data yang  berkaitan  dengan  lokasi  atau  atribut  suatu objek  atau  fenomena  yang  ada  di  permukaan bumi  (Kraak  dan  Ormeling,  2002).  Dalam  rangka penyediaan data spasial, penyimpanan data yang terstruktur  dalam  sebuah  sistem  basisdata  telah banyak  digunakan  dan  dikenal  masyarakat.  Baik data  spasial  maupun  data  non-spasial  (data atribut)  dapat  dikelola  dalam  satu  lingkungan sistem  manajemen  basisdata  yang  disebut  Geo- DBMS (Stoter dan Oosterom, 2006).
Basisdata 3D menjadi pilihan penyimpanan  data  spasial  pada  objek  yang memiliki  komponen  tinggi  (z),  misalnya  pada objek  bangunan.  Dalam  penyimpanan  data spasial  bangunan  yang  kompleks,  seperti melibatkan  tematiknya,  dikenal  penyimpanan dengan format CityGML.
Kolbe  (2009)  melakukan  penyajian  dan pertukaran  model  kota  3D  dengan  CityGML. CityGML  tidak  hanya  mewakili  grafis  saja  tetapi juga  meliputi  semantik  objek  dan  representasi properti  tematik,  taksonomi  dan  agregasi.  Hasil penelitian menyebutkan bahwa CityGML menyeimbangkan antara kekakuan dan kelonggaran.  Selain  itu, menyeimbangkan  antara objek  sederhana  dan  objek  dengan  tematik  dan struktur  spasial  yang  kompleks  serta  melengkapi standar visualisasi seperti X3D atau KML.
Stadler et al (2009) menyajikan basisdata geospasial  3D  yang  disimpan  dalam  CityGML. Dalam penelitian tersebut mendiskusikan tentang optimalisasi pada model objek dan penerapannya ke  dalam  skema  relasional.  Hasil  evaluasi penelitian menyebutkan penggunaan berkas yang bersamaan  oleh  para  pengguna  menunjukkan adanya peningkatan.
Subakti (2015) mengolah data lidar untuk dijadikan model kota 3D dengan format CityGML. Dalam  penelitian  ini,  data  lidar  digunakan  untuk membangun DTM dan pemodelan bangunan 3D. Selanjutnya,  DTM  dan  pemodelan  bangunan  3D digabung dan didefinisikan sebagai LOD 2 dengan format  CityGML  menggunakan  perangkat  lunak FME.  Pemodelan  tersebut  digunakan  untuk evaluasi  koefisien  dasar  bangunan  (KDB)  dan
koefisien  daerah  hijau  (KDH)  pada  RTBL.  Hasil menunjukkan nilai KDB minimal 25.152%, maksimal 38.493% dan nilai KDH minimum 56.51%, maksimal 74.40%.
Aditya  dan  Laksono  (2017)  melakukan penelitian  terhadap  perangkat  lunak  3DCityDB dalam  menyimpan  data.  Data  spasial  diambil  dari OSM kemudian dilakukan pemodelan 3D LoD1 dan disimpan  dalam  format  CityGML.  Hasilnya disampaikan  melalui  eksekusi  queri  spasial terhadap 3DCityDB.
Yang  menjadi  fokus  CityGML  adalah  aspek semantik dari model kota 3D. Hal ini memungkinkan pengguna untuk melakukan analisis  mendalam  dan  visualisasi  dalam  berbagai bidang  aplikasi,  salah  satunya  adalah  dalam melestarikan  warisan  budaya  (Groger  dan  Plumer, 2012).
Bangunan  bersejarah  merupakan  salah satu  warisan  budaya  yang  dapat  dilestarikan dengan melakukan dokumentasi untuk mempertahankan bukti fisik sejarah. Di lingkungan Sekolah  Vokasi  (SV)  UGM  yang  berada  di Yogyakarta,  terdapat  bangunan  yang  merupakan warisan budaya  dan memiliki nilai sejarah. Kondisi bangunan  yang  tidak  baru  lagi  akan  rentan terhadap  kerusakan,  Berkaitan  dengan  hal tersebut, kegiatan dokumentasi bangunan bersejarah  ini  bertujuan  untuk  menyimpan  data koordinat bangunan yang berguna untuk rekonstruksi.
Dilatarbelakangi  hal  tersebut  di  atas, penelitian  ini  bermaksud  menyediakan  sebuah basisdata  3D  dengan  format  CityGML.  Basisdata spasial  3D  dibuat  untuk  menyimpan  data  spasial yang  merepresentasikan  gedung  atau  bangunan bersejarah.  Cakupan  penelitian  dipersempit  pada salah satu bangunan di Sekolah Vokasi UGM, yaitu gedung perpustakaan SV UGM.
Data  spasial  yang  disimpan  dalam  sebuah basisdata  3D  hasil  penelitian  ini  diharapkan  dapat bermanfaat  dalam  banyak  hal,  terutama  untuk mendukung pelestarian bangunan bersejarah yang ada  di  lingkungan  Sekolah  Vokasi.  Penyimpanan data spasial ini dapat dimanfaatkan untuk restorasi misalnya,  yaitu  pemulihan  dalam  keadaan  semula gedung bersejarah jika terjadi kerusakan. Selain itu dengan penyimpanan data spasial yang terstruktur,
dapat  membantu  dalam  melakukan  analisis  SIG yang lebih kompleks.

## METODE
Penelitian  ini  menggunakan  model  3D  gedung perpustakaan  yang  berada  di  lingkungan  SV UGM.    Model  3D  tersebut  digunakan  sebagai data spasial masukan basisdata. Tipe pemodelan 3D  ini  adalah  rangkaian  surface  yang melibatkan koordinat  x,  y  dan  z.  Karena  berupa  rangkaian surface, model tidak memiliki isi (volume) seperti model 3D solid.
Model 3D bangunan ini berupa pemodelan  LOD  3  yang  disimpan  dalam  format DXF.  Pemodelan  LOD  3  merupakan  pemodelan yang  mencakup  pendefinisan  objek  bangunan dengan  detil.  LOD3  menunjukkan  model arsitektur dengan dinding rinci dan struktur atap yang berpotensi termasuk pintu dan jendela.

## Gambar 1. Model 3D LOD 3 Gedung Perpustakaan SV
Penelitian secara umum dilakukan dalam empat tahapan setelah pengumpulan data. Tahap awal  penelitian  adalah  melakukan  konversi model 3D LOD 3 tersebut di atas, dari format DXF menjadi  format  CityGML.  Selanjutnya  dilakukan pembuatan  basisdata  dan  memasukkan  data spasial  format  CityGML  tersebut  sebagai  data masukan  basisdata.  Beberapa  queri  kemudian dibuat  dan  dieksekusi  terhadap  basisdata tersebut.
Gambar 2. Tahapan Penelitian

## CityGML
CityGML adalah format data model dan merupakan XML  berbasis  terbuka  untuk  penyimpanan  dan pertukaran model kota 3D virtual.  Skema CityGML bertujuan  untuk  mencapai  definisi  umum  dari entitas  dasar,  atribut,  dan  hubungan  dari  model kota  3D.  Hal  ini  pada  akhirnya  berkaitan  dengan pemeliharaan  yang  hemat  biaya,  terutama  model kota 3D, dan  untuk  penggunaan data yang mudah dengan  aplikasi  yang  berbeda-beda.  CityGML mendefinisikan  kelas  dan  hubungan  untuk  objek topografi  sehubungan  dengan  geometri,  topologi, semantik dan sifatnya.

## Konversi Format Data
Tahapan  konversi  dilakukan  untuk  mendapatkan data  masukan  yang  diinginkan  dalam  penelitan, yaitu  format  CityGML.  Perangkat  lunak  yang digunakan dalam tahapan ini adalah Sketchup 2019 dan plugin CityEditor.
Model 3D yang berformat DXF dan diimpor ke  dalam  perangkat  lunak  memiliki  sistem koordinat  lokal.  Sistem  koordinat  lokal  ini  adalah sistem koordinat yang digunakan dalam perangkat lunak  Sketchup.  Oleh  karenanya,  dilakukan georeferencing  untuk  mendapatkan  model  3D dengan  koordinat  yang  sebenarnya.  Proses georeferencing  dilakukan  dengan  menggunakan acuan  koordinat  hasil  pengukuran  di  lapangan. Setelah  model  3D  tergeoreferensi,  konversi  dapat dilakukan.
Gambar 3. Konversi CityGML dengan CityEditor

## Basisdata Skema CityGML
Pembangunan basisdata spasial penelitian dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak PostgreSQL  11  (pgAdmin  versi  4).  Untuk membuat basisdata yang mendukung data spasial 3D,  perangkat  lunak  PostgreSQL  11  (pgAdmin versi 4) memerlukan perangkat lunak pendukung. Penyimpanan  data  spasial  dalam  PostgreSQL  11 dimungkinkan  dengan  menambahkan  extension PostGIS 2.5.2.
Selain  itu,  skema  basisdata  yang mendukung  format  CityGML  perlu  ditambahkan dalam  perangkat  lunak  basisdata.  Penambahan dilakukan  dengan  menginstal  perangkat  lunak 3DCityDB dan skema CityGML pada PostgreSQL.

## Impor Data Spasial
Data spasial hasil tahapan konversi dalam format CityGML  kemudian  dimasukkan  ke  dalam basisdata  dengan  3DCityDB  Importer/Exporter. Dalam  tahapan  ini  terlebih  dahulu  dilakukan koneksi  ke  basisdata  Postgresql  yang  sudah dibuat.  Data  spasial  dalam  format  CityGML kemudian  diimpor  dan  disimpan  dalam  skema CityGML  yang  telah  dibangun  di  basisdata tersebut.

## Analisis
Analisis  terhadap  data  spasial  yang  telah tersimpan  dalam  skema  CityGML  dilakukan dengan queri. Hal ini dilakukan untuk meninjau isi dari  basisdata.  Tahapan  ini  dilakukan  dengan perangkat  lunak  PostgreSQL  dengan  menyusun queri SQL.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  tahapan  konversi  model  3D  dalam penelitian ini berupa file format CityGML dengan ekstensi  XML.  Pada  tahap  konversi  yang  telah diuraikan  sebelumnya,  pada  model  3D  juga dilakukan georeferensi. Penentuan acuan meliputi kode EPSG yang digunakan, yaitu 32749. EPSG  ini  penting  saat  pembuatan  basisdata maupun georeferensi model 3D karena menentukan sistem referensi yang digunakan.
Hasil  tahapan  konversi  model  3D  dalam penelitian ini berupa file format CityGML dengan ekstensi  XML.  Pada  tahap  konversi  yang  telah diuraikan  sebelumnya,  pada  model  3D  juga dilakukan georeferensi. Penentuan acuan
meliputi  kode  EPSG  yang  digunakan,  yaitu  32749. EPSG  ini  penting  saat  pembuatan  basisdata maupun georeferensi model 3D karena menentukan sistem referensi yang digunakan.
Gambar 4. Titik Sampel Georeferensi
Gambar 5. Koordinat Sebelum Georeferensi

## Gambar 6. Koordinat Setelah Georeferensi
Hasil  penelitian  berupa  basisdata  spasial 3D  yang  disimpan  menggunakan  skema  CityGML. Basisdata  ini  diberi  nama  perpustakaan.  Dalam perangkat  lunak  yang  digunakan  untuk  membuat basisdata, ada satu skema bawaannya, yaitu public . Skema  public  ini  digunakan  untuk  pembuatan basisdata  tanpa  melibatkan  format  CityGML.  Saat
dilakukan  penambahan  skema  CityGML, ada  dua skema tambahan dalam basisdata tersebut, yaitu citydb dan citydb_pkg. Skema ini memungkinkan penyimpanan  yang  mendetil  dari  suatu  objek, tergantung tingkat ketelitian pemodelannya.

## Gambar 7. Skema Tambahan CityGML
Di  dalam  kedua  skema  tersebut,  berisi tabel-tabel untuk menyimpan geometri objek dan menunjukkan kaitan objek di sebuah kota beserta elemen-elemennya  (semantik  objek).  Untuk skema  citydb  terdapat  66  tabel  tetapi  tidak semua  tabel  terisi.  Tabel  tersebut  mencakup Geometric-topological model, Appearance model , dan Thematic  Model . Thematic  Model sendiri terdiri  dari CityGML  core,  building  model,  bridge model,  city  furniture,  Digital  Terrain  Model, generic  objects  and  attributes,  land  use, transportation  objects,  tunnel  model,  water bodies dan vegetation objects .
Dalam  penelitian  ini  objek  utamanya adalah  gedung  yang  masuk  dalam  kategori building  model  pada  skema  tersebut.  Objek gedung memiliki bagian-bagian antara lain pintu, jendela dan atap sehingga tabel yang terisi adalah tabel-tabel yang berkaitan dengan building model tersebut saja.
Gambar 8. Nama Tabel Untuk Menyimpan Objek
Gedung
(a)

## (b)

## Gambar 8. Nama Tabel Untuk Menyimpan Semantik Pintu dan Jendela
Dari  hasil  queri  untuk  meninjau  isi  tabel, data  objek  gedung  perpustakaan  terisi  pada  tabel cityobject , building dan surface _ geometry . Berdasarkan  hal  tersebut,  data  spasial  gedung telah  tersimpan.  Namun  demikian,  detil  objek seperti  pintu  dan  jendela  yang  seharusnya didefinisikan di tabel opening dan thematic_surface tidak  berhasil  teridentifikasi untuk tabel tersebut

## KESIMPULAN
Dalam  mengolah  data  spasial  terutama model  3D, penggunaan  sistem  koordinat  lokal  atau  sistem koordinat  pada  perangkat  lunak  perlu  menjadi perhatian.  Pemahaman  yang  kurang  tepat terhadap  sistem  koordinat  dapat  menyebabkan kesalahan  posisi  objek.  Selain  itu,  dapat menghambat  proses  dalam  perangkat  lunak  itu sendiri.
Data  yang  berkualitas  menentukan  hasil penyimpanan  basisdata.  Ketelitian  model  3D  tidak hanya  dilihat  dari  LOD  pemodelan  objek,  tetapi juga  ditentukan  oleh  pendefinisian  elemen  yang tepat.  Pendifinisian  yang  dimaksud  berkaitan dengan penentuan layer saat melakukan pemodelan. Hal ini berpengaruh pada penyimpanan  model  3D  tersebut  dalam  skema CityGML.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ketersediaan data penelitan ini didukung kerjasama PT. ASABA dan pihak peneliti dari Teknik
Geomatika SV UGM yang melakukan pengukuran bersama.  Oleh  karenanya  penulis  mengucapkan terima kasih pada pihak yang terkait.

## DAFTAR PUSTAKA
Aditya dan Laksono. (2017). LOD 1 – 3D CityModel for Implementing  SmartCity  Concept.  Teknik Geodesi,
Universitas Gadjah Mada,
Yogyakarta, Indonesia.
Gröger,  G.,  &  Plümer,  L.  (2012).  CityGML – Interoperable semantic 3D city models. ISPRS Journal  of  Photogrammetry  and  Remote Sensing , 71, 12-33.
Kolbe,  T.  H.  (2009).  Representing  and  exchanging  3D city  models  with  CityGML. 3D  geo- information  sciences  (pp.  15-31) .  Springer, Berlin, Heidelberg.
Kraak  M.  and  Ormeling  F.  (2002). Kartografi  :
Visualiasasi Data Geospasial , Ed.2, diterjemahkan oleh Martha, S. Dkk.
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
OGC.  (2012).  OGC  City  Geography  Markup  Language (CityGML) Encoding Standard.
Preka, D. and Doulamis, A. (2016). 3D Building Modeling in  LOD2  Using  The  CityGML  Standard. 11th  3D Geoinfo Conference .
Prieto, I., Izkara, J. L., & Delgado, F. J. (2012). From point cloud  to  web  3D  through  CityGML. 18th International  Conference  on  Virtual  Systems and Multimedia (pp. 405-412). IEEE.
Stadler,  A.,  Nagel,  C.,  König,  G.,  &  Kolbe,  T.  H.  (2009).
Making  interoperability  persistent:  A  3D  geo database  based  on  CityGML. 3D  Geo- information  sciences  (pp.  175-192 ).  Springer, Berlin, Heidelberg.
Stoter, J. dan Oosterom, P.V.  (2006). 3D Cadastre in  an International  Context .  New  York:  Taylor  & Francis Group.
Subakti,  B.  (2015).  Pembuatan  Model  Kota  3D  Dalam
Format  CityGML  Untuk  Evaluasi  Terhadap Rencana Tata Bangunan dan Lingkungan (RTBL). Tesis .  Program  Studi  S2  Teknik  Geomatika,
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta,
Indonesia.
Wyatt, J. C., dan Spiegelhalter,  D. (2008). Field Trials of Medical  Decision-Aids:  Potential  Problems  and Solutions. Clayton,  P.  (ed.): Proceeding  of  15th Symposium on Computer Applications in  Medical Care ,  Vol.1  Ed  2.  hal.  50-62.  New  York:  McGraw Hill Inc.