p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Jurnal Sains Riset |  Volume 13 Nomor 3, November 2023 907

## PEMETAAN PREDIKSI PERKEMBANGAN LAHAN TERBANGUN KOTA MEDAN DENGAN MODEL CELLULAR AUTOMATA
Muhammad Farouq Ghazali Matondang (1) , Meilinda Suriani Harefa (2) Muhammad Ridha Syafii Damanik (3) Mulhady Putra (4) Syukri Hidayat (5)
Pendidikan Geografi, Universitas Negeri Medan e-mail: farouqmatondang@unimed.ac.id , meilindasuriani@unimed.ac.id , mridhadamanik@unimed.ac.id , mulhadyputra@unimed.ac.id, syukriehd@unimed.ac.id
DOI: https://doi.org/10.47647/jsr.v13i3.2075

## ABSTRACT
An increase in land demand will lead to changes in land use. Medan City is one of the largest cities  with  rapid  urban  development  in  Indonesia.  This  occurs  as  a  result  of  increasing population  and  increasingly  high  population  mobility  in  the  city  of  Medan.  Due  to  several factors, there is growth in development and changes in land use which bring changes to the physical area. Therefore, this research was carried out to model the development of built-up areas in Medan City. The method used to determine the pattern of direction of physical change in the city is cellular automata so that it can predict the development of the city's built-up land area in the year n using landusesim software and other mapping applications. Thus, the hope of this research is that the algorithm can predict the direction of development of built-up land from the driving and inhibiting variables in Medan City.
Keywords: Spatial Planning, Landusesim, Cellular Automata .

## ABSTRAK
Peningkatan  akan  kebutuhan  lahan  akan  mendiring  terjadinya  perubahan  penggunaan  lahan. Kota  Medan  merupakan  salah  satu  kota  terbesar  dengan  perkembangan  kota  yang  pesat  di Indonesia. Hal tersebut terjadi akibat dari peningkatan populasi dan mobilitas penduduk yang semakin  tinggi  di  Kota  Medan.  Karena  beberapa  faktor  tersebut,  maka  terjadi  pertumbuhan pembangunan serta perubahan penggunaan lahan yang membawa perubahan pada fisik wilayah. Oleh  sebab  itu  penelitian  ini  dilaksanakan  dalam  memodelkan  perkembangan  kawasan terbangun di Kota Medan. Metode yang digunakan dalam menentukan pola arah perubahan fisik kota adalah cellular automata agar dapat memprediksi perkembangan kawasan lahan terbangun kota  pada  tahun n digunakan software landusesim  dan  aplikasi  pemetaan  lainnya .  Dengan demikian harapan penelitian ini adalah secara algoritma dapat memprediksi arah perkembangan lahan terbangun dari variabel pendorong da variabel penghambat yang terdapat di Kota Medan. Kata kunci: Penataan Ruang , Landusesim, Cellular Automata
1. Pendahuluan Pelaksanaan perencanaan tata ruang merupakan serangkaian proses dan prosedur  penyusunan  rencana  tata  ruang, serta  dilanjutkan  dengan  proses  dan prosedur  penyusunan  rencana  tata  ruang ysng  dalam  pedoman  ini  tidak  diuraikan secara  detail.  Proses  penyusunan  RTRW kabupaten  disyaratkan  berlandaskan  atas asa:  keterpaduan;  keserasian;  keselarasan;
keberlanjutan; keberdayagunaan dan keberhasilagunaan; keterbukaan; kebersamaan  dan  kemitraan;  perlindungan kepentingan  umum;  kepastian  hukum  dan keadilan;  serta  asas  akuntabilitas.  Proses penyusunan  RTRW  kabupaten  meliputi persiapan  penyusunan  RTRW  kabupaten, pengumpulan  data  yang  dibutuhkan, pengolahan  dan  analisis  data,  perumusan konsepsi RTRW kabupaten, serta
p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Jurnal Sains Riset |  Volume 13 Nomor 3, November 2023 908
penyusunan  raperda  tentang  RTRW kabupaten  seperti  digambarkan  pada
Gambar 1.1. Sedangkan prosedur penyusunan  RTRW  kabupaten  meliputi pembentukan  tim  penyusunan  RTRW kabupaten, pelaksanaan
penyusunan RTRW kabupaten, pelibatan peran masyarakat  dalam  penyusunan  RTRW kabupaten,  serta  pembahasan  raperda tentang  RTRW  kabupaten.  (Republik Indonesia, 2009).
Pemanfaatan  lahan  di  Kota  Medan saat  ini  merupakan  hasil  perencanaan ruang.  Berdasarkan  (Republik  Indonesia, 2009)  menyatakan  bahwa  rencana  tata ruang  merupakan  kesatuan  geografis beserta  unsur  yang  terkait  yang  batas  dan sistemnya  ditentukan  berdasarkan  aspek administratif.  Perencanaan  suatu  wilayah mempunyai peranan penting dalam kegiatan pembangunan. Perencanaan pengembangan  dan  pemanfaatan  suatu wilayah  memerlukan  visualisasi  dalam bentuk pemetaan.
Pemetaan  berbasis  tata  ruang dilakukan karena ruang memiliki keterbatasan, sehingga
diperlukan pengaturan  dan  perencanaan  ruang  agar dapat  dimanfaatkan  secara  optimal  dan efektif.  Hasil  dari  perencanaan  tata  ruang wilayah  dapat  dituangkan  dalam  bentuk pemetaan geografis berbasis tata ruang dan pemanfaatan wilayah. Hasil dari pemetaan tata  ruang  dan  wilayah  dapat  berfungsi untuk pemanfaatan wilayah dan optimalisasi pengembangan wilayah sehingga  dapat  mencegah  terjadinya konflik antar fungsi dari pemanfaatan ruang dan  bahaya  yang  ditimbulkan  akibat pengembangan  fungsi  ruang  yang  tidak sesuai  dengan  peruntukannya.  Dokumen pemetaan ini perlu dilakukan evaluasi agar dokumen  pemetaan  ruang  dapat  berfungsi sesuai  dengan  tujuannya.  Kebijakan  dan strategi  penataan  ruang  merupakan  upaya mewujudkan tujuan dan sasaran pengembangan wilayah sekaligus mengatasi
berbagai permasalahan
pembangunan (Tikidi dan Haryan`to, 2007) dalam (Andhikawati, 2020).
Problematika penataan ruang semakin hari semakin kompleks, mengingat regulasi  dan  instrumen  yang  digunakan sebagai  dasar  pengaturan  pemanfaatan ruang seringkali tidak memadai.
Penyelenggaraan  penataan  ruang  yang hanya  sampai  tahap  perencanaan-  itupun terbatas pada rencana umum – menjadikan arahan pemanfaatan ruang dan pengendalian  pemanfaatan  ruang  tidak optimak.  Bahkan  bisa  jadi  Pemerintah Kabupaten/Kota  tidak  mempunyai  RTRW Kabupaten/Kota, dikarenakan RTRW Provinsi  belum  juga  ditetapkan  dalam Peraturan  Daerah.  Kondisi  ini  menjadikan upaya  perwujudan  tertib  ruang  menjadi terkendala.  Hingga  akhir  tahun  2016, meskipun  sudah  berproses  namun  masih terdapat  5  (lima)  provinsi  yang  belum mempunyai  RTRW  Provinsi,  yakni Provinsi Sumatera Utara, Riau, Kepulauan Riau,  Sumatera  Selatan  dan  Kalimantan Utara serta sekitar 57 kabupaten/kota yang belum  memiliki  RTRW  Kabupaten/Kota (Ditjend  Tata  Ruang,  2016).    Dalam (Sutaryono, 2016).
Kondisi  ini  menunjukkan  bahwa arahan  pemanfaatan  ruang  pada  skala makro-pun  belum  tersedia  secara  tuntas, apalagi  bicara  regulasi  dan  instrumen pengendalian  pemanfaatan  ruang  dalam skala  rinci  dalam  bentuk  Rencana  Detail Tata  Ruang  ataupun  Peraturan  Zonasi (RDTR-PZ). Berkenaan dengan proses dan substansi  RTRW  yang  dihasilkan,  ada kecenderungan melalui proses-proses pengadaan barang dan jasa oleh konsultan. Proses-proses  yang  demikian,  biasanya dilakukan  secara  formal  dan  mengikuti regulasi  yang  mengaturnya,  utamanya Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 15/PRT/M/2009
tentang
Pedoman Penyusunan Rencana Tata Ruang Wilayah Provinsi,  Peraturan  Menteri  PU  Nomor 16/PRT/M/2009 tentang Pedoman Penyusunan Rencana Tata Ruang Wilayah
p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Jurnal Sains Riset |  Volume 13 Nomor 3, November 2023 909
Kabupaten  dan  Peraturan  Menteri  PU Nomor  17/PRT/M/2009  tentang  Pedoman Penyusunan Rencana Tata Ruang Wilayah Kota. Proses-proses formal  tersebut sering menafikan  keberadaan  masyarakat  desa yang  secara  faktual  berada  pada  wilayah- wilayah  yang  direncanakan.  Meskipun peran  dan  partisipasi  aktif  masyarakat termasuk masyarakat desa telah terakomodasi dalam
proses-proses penyusunan  rencana  tata  ruang,  tetapi dalam beberapa praktik cenderung bersifat formalistik.  Kondisi  ini  menunjukkan bahwa  proses-proses  perencanaan  tata ruang masih bersifat top down, teknokratik dan cenderung project based oriented. Hal ini  berakibat  pada  implementasi  produk rencana  tata  ruang  yang  tidak  optimal. Bahkan  produk  RTRW  yang  sudah diregulasikan menimbulkan beberapa permasalahan  seperti:  (a)  RTRW  belum dapat  berfungsi  sepenuhnya  sebagai  dasar penyusunan program-program pembangunan dan panduan bagi masyarakat  untuk  memanfaatkan  ruang yang  sesuai  rencana  tata  ruang; (b)  belum optimalnya  ketaatan  masyarakat  terhadap
rencana tata ruang, khususnya yang terkait dengan  alih  fungsi  lahan  produktif  untuk kepentingan  lain;  (c)  masih  tingginya disparitas  antar  wilayah  membutuhkan percepatan  pembangunan  perdesaan  dan pengembangan kota-kota kecil dan menengah;  (d)  kurangnya  percepatan pengembangan  kawasan  strategis  guna mendorong perkembangan kawasan potensial; (d) kurang optimalnya perencanaan  perkembangan  wilayah  pada kawasan  tumbuh  cepat  dan  bangkitan- bangkitan  baru,  serta  (e)  semakin meningkatnya intensitas konflik pemanfaatan  ruang.  Ekspansi  lahan terbangun secara spasial dapat dimonitoring dan  diprediksi  melalui  sebuah  pemodelan. Model Cellular Automata (CA) merupakan salah  satu  model  spasial  yang  mampu memprediksi  tutupan/penggunaan  lahan, sehingga  penggunaan  model  ini  untuk prediksi  perkembangan  lahan  terbangun sangat  dimungkinkan  (Wijaya  &  Susilo, 2013).

## 2. Metode
Penelitian ini mengambil lokasi di wilayah Administrasi Kota Medan. Hal ini didasari karena  wilayah  administrasi  Lubuk  Kasih merupakan  wilayah  yang  berada  di Adminsitrasi Kota Medan Provinsi Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan melalui pengumpulan data sekunder terkait informasi  penggunaan  lahan,  infrastruktur kota  serta  data  Rencana  Tata  Ruang Wilayah  (RTRW)  serta  informasi  yang dibutuhkan  lainnya  dan  Teknik  survey lapangan dengan cek lapangan. Dalam studi ini,  sejumlah  eksperimen  diuji  terhadap penerapan  kelas  penggunaan  lahan  yang berbeda
hierarki
menggunakan LanduseSim.  LanduseSim  menggunakan model automata seluler untuk memprediksi penggunaan lahan distribusi perubahan dan
model  ini  dimulai  dari  penyaringan lingkungan pada potensi transisi awal peta untuk setiap penggunaan lahan. Algoritma automata  seluler  yang  digunakan  oleh LanduseSim  berbeda  dengan  Algoritma Markov-CA, dimana Markov-CA dihasilkan  oleh  daerah  transisi  untuk alokasi  penggunaan  lahan  tersebut  telah didemonstrasikan oleh Pratomoatmojo [6], sedangkan pada LanduseSim akan dilakukan  alokasi  penggunaan  lahan diproses  secara  berurutan  mengikuti urutannya.  Untuk  menguji  beberapa hierarki tanah yang berbeda menggunakan kelas  untuk  simulasi,  modul  Aturan Transisi digunakan (Pratomoatmojo, 2018).
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  Penelitian  ini  bertujuan  untuk meprediksi  arah  perkembangan  lahan
p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
secara terbangun dengan mempertimbangkan  variable  pendorong dan  variable  penghambat,  adapun  yang menjadi variable pendukung dalam penelitian ini adalah jaringan jalan di Kota Medan,  sementara  itu  untuk  variable penghambat  dari  penelitian  ini  adalah kawasan banjir di Kota Medan yang secara algoritma  menahan  laju  utnuk  prediksi perkembangan lahan secara terpola. Seperti yang  kita  lihat  dibawah  hasil  dari  proses yang  di  lakukan  melalui  software landusesim dan QGIS. Dari gambar berikut adalah  hasil  tahapan  dari  pemilihan  data- data  factor  yang  menjadi  variable  dari perkembangan  wilayah  di  Kota  Medan dengan  menggunakan  tools  driving  faktor dan  faktor penghambat melalui  tools yang
terdapat  di  QGIS  dengan  memastikan kesamaan  nilai  width  and  height  antar variable yang digunakan.
Tabel 1. Tabel Prediksi Luas Lahan Terbangun Tahun 2021 dan 2041
Landuse 2041 Grid (Cell) Landuse 2021 Landuse 2041 Grid (Cell) Persentase 1 Permukiman dan Tempat Kegiatan 16898 1 1 16898 60% 1 Permukiman dan Tempat Kegiatan 5 2 1 5 0% 3 Hutan Bakau/Mangrove 1437 3 3 1437 5% 1 Permukiman dan Tempat Kegiatan 32 4 1 32 0% 4 Jalan 382 4 4 382 1% 1 Permukiman dan Tempat Kegiatan 8 5 1 8 0% 5 Danau/Situ 43 5 5 43 0% 6 Industri/Pabrik/Pusat Pergudangan/Terminal Peti Kemas 1476 6 6 1476 5% 7 Kolam 18 7 7 18 1% 8 Lahan Pertambangan 10 8 8 10 0% 9 Padang Rumput 241 9 9 241 1% 10 Pemakaman Umum 111 10 10 111 0% 11 Perkebunan/Kebun 1192 11 11 1192 4% 12 Sawah 1244 12 12 1244 4% 1 Permukiman dan Tempat Kegiatan 76 13 1 76 0% 13 Semak Belukar 1251 13 13 1251 4% 14 Sungai 793 14 14 793 3% 1 Permukiman dan Tempat Kegiatan 679 15 1 679 2% 15 Tambak 1285 15 15 1285 5% 16 Tanah Kosong 25 16 16 25 0% 17 Tegalan/Ladang 972 17 17 972 73% Grand Total 28178 100% Gambar 1 Hasil Fuzzy Set Variabel Pendorong Gambar 2 Hasil Fuzzy Set Variabel Penghambat
p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Jurnal Sains Riset |  Volume 13 Nomor 3, November 2023 911
Dapat dilihat dari gambar 3 Matriks area transisi ini memiliki fungsi sebagai pembatas jumlah piksel yang dinyatakan berubah pada proses automaton, hal tersebut berarti matriks area transisi berkaitan dengan prediksi luasan perubahan penutup lahan. Menurut (Rahmawati, 2019)LUCC simulation merupakan modul proses analisis CA di LanduseSim. Dimana tahap simulasi ini terdapat beberapa ketentuan antara lain start date dan end date merupakan tahun awal dan akhir dilakukan simulasi, initial landuse merupakan data penggunaan lahan tahun awal yang akan disimulasi, set of transition rule merupakan aturan transisi untuk menentukan perkembangan lahan,  neighborhood  filter  merupakan  analisis  ketetanggaan  serta  time  step  merupakan banyaknya iterasi yang dilakukan selama periode simulasi (pada penelitian ini 20 iterasi atau setiap tahunnya). Berikut adalah hasil dari simulasi berikut perbandingan antara penutup lahan Kota Medan yang mana menjadi data tahun 2021 terdapat 17 jenis lahan dapat berubah seperti pada class nomor 1 yakni Permukiman dan tempat kegiatan pada tahun 2041 seluas 17.698 Ha yang sebelumnya pada tahun 2021 hanya seluas 16.898 Ha. Hal ini dapat menjadi pertimbangan bagi  Pemerintah  Kota  Medan  dalam  merencanakan  dan  merumuskan  kebijakan  dalam mengantisipasi proses pembangunan agar kedepan tidak terjadi tata ruang yang kurang efisien.

## 4. Simpulan dan Saran
Kota  Medan  merupakan  wilayah  yang cenderung  cepat  perkembangan  wilayah terbangunnya  sampai  tahun  2041  yakni Kawasan  permukiman  yang  pada  tahun 2021  seluas  17.698  Ha  dan  tahun  2041 17.698  Ha  selama  20  tahun  pertumbuhan kawasan  lahan  terbangun  khususnya permukiman  sebesar  800  Ha.  Faktor determinan  pada  dua  periode  analisis
memiliki hasil yang berbeda. Periode 2021- 2041 menunjukkan perubahan lahan sawah cenderung  disebabkan  oleh  jarak  terhadap sungai,  jarak  terhadap  sarana  pendidikan, jarak  terhadap  lahan  terbangun,  dan  jarak terhadap  pusat  ekonomi.  Sedangkan  pada periode 2009-2017 disebabkan oleh faktor pendorong  dari  lahan  terbangun  yang terdapat  di  Kota  Medan,  seperti  jalan, permukiman dan tempat kegiatan.
Gambar 3 Hasil Preview Tahun 2021 dan 2041 LUCC (Landusesim)
p- ISSN: 2088-0952, e-ISSN 2714-531X https://journal.unigha.ac.id/index.php/JSR
Jurnal Sains Riset |  Volume 13 Nomor 3, November 2023 912

## Daftar Pustaka
Andhikawati,  A.  (2020).  PENYUSUNAN
PETA  GEOGRAFISBERBASIS TATA RUANG DAN PEMANFAATAN WILAYAH DESA  CINTARATU  UNTUK OPTIMALISASI PERKEMBANGAN  WILAYAH. Dharmakarya , 9 (3). https://doi.org/10.24198/dharmak arya.v9i3.26992
Pratomoatmojo, N. A. (2018). LanduseSim Methods: Land use class hierarchy for  simulations  of  multiple  land use  growth. IOP  Conference
Series:  Earth  and  Environmental
Science , 202 (1). https://doi.org/10.1088/1755-
1315/202/1/012023
Rahmawati,  M.  (2019). Pemodelan Perubahan  Penggunaan  Lahan Berbasis CA di Sidoarjo . 8 (2).
Republik  Indonesia,  M.  P.  U.  (2009). Permen  PU  16  2009  Pedoman Penyusunan RTRW Kabupaten . 1– 76.
Sutaryono.  (2016).  PENATAAN  RUANG BERBASIS DESA Strategi Mereduksi  Konflik  Pemanfaatan Ruang. SEMINAR  NASIONAL SPACE #3 Membingkai Multikultur Dalam Kearifan Lokal Melalui  Perencanaan  Wilayah
Dan Kota , 5 , 158–168.
Wijaya,  M.  S.,  &  Susilo,  B.  (2013). Integrasi  Model  Spasial  Cellular Automata  dan  Regresi  Logistik Biner untuk Pemodelan Dinamika Perkembangan  Lahan  Terbangun (Studi  Kasus  Kota  Salatiga). Jurnal Bumi Indonesia , 2 (1), 125– 133.