## Skipping install of 'klippy' from a github remote, the SHA1 (378c247f) has not changed since last install.
## Use `force = TRUE` to force installation
## Linking to GEOS 3.14.1, GDAL 3.12.1, PROJ 9.7.1; sf_use_s2() is TRUE
## terra 1.9.34
##
## Attaching package: 'dplyr'
## The following objects are masked from 'package:terra':
##
## intersect, union
## The following objects are masked from 'package:stats':
##
## filter, lag
## The following objects are masked from 'package:base':
##
## intersect, setdiff, setequal, union
library(tmap) # Membuat visualisasi peta statis dan interaktif
library(mapview) # Menampilkan peta spasial secara interaktif
library(viridis) # Palet warna untuk visualisasi data dan peta## Loading required package: viridisLite
Istilah spasial berkaitan dengan ruang, lokasi, posisi, dan hubungan antarobjek berdasarkan lokasinya.
Dalam statistika, kita biasanya berfokus pada pertanyaan seperti:
“Berapa nilai suatu variabel?”
Sedangkan dalam analisis spasial, kita juga memperhatikan:
“Di mana nilai tersebut berada?”
Informasi mengenai lokasi menjadi penting karena objek yang berada berdekatan secara geografis dapat memiliki karakteristik yang saling berkaitan.
Misalkan kita memiliki data titik panas (hotspot) kebakaran hutan di Jawa Barat. Setiap kejadian memiliki informasi lokasi berupa koordinat:
| Lokasi | Longitude | Latitude |
|---|---|---|
| A | 107.20 | -6.80 |
| B | 107.30 | -6.90 |
| C | 107.90 | -6.40 |
| D | 108.00 | -6.50 |
Dari tabel tersebut, kita dapat mengetahui posisi masing-masing kejadian berdasarkan nilai longitude dan latitude. Namun, pola persebaran titik-titik tersebut akan lebih mudah dipahami apabila data divisualisasikan dalam bentuk peta.
Dengan demikian, data spasial tidak hanya memberikan informasi mengenai apa yang terjadi, tetapi juga di mana suatu kejadian atau fenomena terjadi.
Data spasial adalah data yang memiliki informasi mengenai lokasi atau posisi suatu objek di permukaan bumi serta informasi mengenai karakteristik atau atribut dari objek tersebut.
Secara sederhana:
Data Spasial = Informasi Lokasi + Informasi Atribut
1. Lokasi
Menunjukkan posisi suatu objek. Lokasi dapat dinyatakan dalam bentuk:
2. Atribut
Menunjukkan karakteristik atau informasi yang dimiliki oleh objek tersebut.
Contohnya pada data titik panas kebakaran:
Statistika spasial merupakan penerapan metode statistika untuk menganalisis data yang memiliki komponen lokasi dengan mempertimbangkan pola dan hubungan antarobjek berdasarkan posisi geografisnya.
Sebagai contoh, pada data kebakaran hutan kita dapat mengajukan beberapa pertanyaan:
Pertanyaan-pertanyaan tersebut menunjukkan bahwa lokasi menjadi bagian penting dalam analisis, bukan hanya sebagai informasi tambahan.
Dua objek yang memiliki nilai atribut yang sama belum tentu memberikan informasi yang sama apabila berada pada lokasi yang berbeda.
Sebagai contoh, dua wilayah dapat memiliki jumlah kasus yang sama, tetapi kondisi di sekitarnya dapat berbeda. Wilayah tersebut mungkin memiliki karakteristik geografis, sosial, maupun lingkungan yang berbeda.
Oleh karena itu, dalam analisis spasial kita tidak hanya memperhatikan nilai suatu objek, tetapi juga posisi objek tersebut dan hubungan dengan objek di sekitarnya.
Dalam statistika spasial, lokasi adalah bagian dari informasi yang dianalisis.
Pada analisis statistika biasa, kita umumnya memperhatikan nilai atau karakteristik dari setiap pengamatan. Namun, pada data yang memiliki informasi lokasi, terdapat informasi tambahan yang penting, yaitu posisi setiap pengamatan dan hubungannya dengan pengamatan lain di sekitarnya.
Sebagai contoh, misalkan kita memiliki data jumlah kasus suatu penyakit pada beberapa kabupaten/kota. Kita dapat mengetahui kabupaten/kota mana yang memiliki jumlah kasus paling tinggi.
Namun, muncul pertanyaan lain:
Pertanyaan tersebut tidak hanya berkaitan dengan nilai pengamatan, tetapi juga dengan lokasi pengamatan.
Perhatikan dua kondisi berikut.
Kondisi 1
Dua kabupaten memiliki nilai yang tinggi, tetapi letaknya berjauhan.
Kondisi 2
Dua kabupaten memiliki nilai yang tinggi dan letaknya berdekatan.
Secara statistik, kedua kondisi tersebut mungkin memiliki nilai pengamatan yang sama. Namun, secara spasial, keduanya dapat memberikan informasi yang berbeda.
Hal ini karena objek yang berdekatan secara geografis dapat memiliki kondisi yang lebih mirip dibandingkan objek yang berjauhan.
Analisis spasial digunakan dalam berbagai bidang, antara lain:
| Bidang | Contoh Pertanyaan |
|---|---|
| Kesehatan | Apakah kasus penyakit mengelompok pada wilayah tertentu? |
| Lingkungan | Di mana konsentrasi pencemaran paling tinggi? |
| Pertanian | Bagaimana persebaran produktivitas tanaman? |
| Kehutanan | Apakah kejadian kebakaran hutan mengelompok? |
| Sosial | Apakah kemiskinan terkonsentrasi pada wilayah tertentu? |
| Transportasi | Di mana lokasi kecelakaan lalu lintas paling banyak terjadi? |
| Perencanaan wilayah | Wilayah mana yang membutuhkan fasilitas publik tambahan? |
Dari berbagai contoh tersebut, terlihat bahwa lokasi dapat memberikan informasi yang tidak dapat diperoleh hanya dengan melihat data dalam bentuk tabel.
Dalam analisis spasial, beberapa pertanyaan yang dapat diajukan antara lain:
Kita ingin mengetahui lokasi terjadinya suatu fenomena.
Contoh: Di mana lokasi titik panas kebakaran hutan?
Kita ingin mengetahui apakah suatu fenomena:
Kita ingin mengetahui apakah nilai suatu wilayah berkaitan dengan nilai wilayah di sekitarnya.
Contoh: Apakah kabupaten dengan tingkat kematian bayi yang tinggi cenderung berdekatan dengan kabupaten lain yang juga memiliki tingkat kematian bayi tinggi?
Data dalam bentuk tabel dapat memberikan informasi mengenai nilai setiap pengamatan, tetapi sering kali sulit digunakan untuk melihat pola geografis.
Sebagai contoh, tabel berikut menunjukkan jumlah titik panas pada beberapa wilayah:
| Kabupaten/Kota | Jumlah Hotspot |
|---|---|
| Kabupaten A | 15 |
| Kabupaten B | 12 |
| Kabupaten C | 5 |
| Kabupaten D | 18 |
| Kabupaten E | 3 |
Dari tabel tersebut, kita dapat mengetahui bahwa Kabupaten D memiliki jumlah hotspot paling tinggi.
Namun, kita belum mengetahui:
Apakah Kabupaten D berdekatan dengan wilayah lain yang juga memiliki jumlah hotspot tinggi?
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita membutuhkan informasi lokasi dan visualisasi dalam bentuk peta.
Data spasial dapat dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan bentuk representasinya.
Data titik (point data) merupakan data spasial yang digunakan untuk merepresentasikan lokasi suatu objek atau kejadian dalam ruang. Setiap objek atau kejadian direpresentasikan oleh sebuah titik yang memiliki posisi tertentu.
Posisi titik biasanya dinyatakan menggunakan koordinat, seperti koordinat X dan Y atau longitude dan latitude.
Secara sederhana:
Satu objek atau kejadian → satu titik lokasi
Contoh fenomena yang dapat direpresentasikan sebagai data titik antara lain:
Dalam analisis spasial, kumpulan titik tersebut dapat digunakan untuk mempelajari pola persebaran suatu fenomena di ruang.
clmfiresPada praktikum ini, data titik akan diperkenalkan menggunakan dataset
clmfires dari package
spatstat.data.
Dataset clmfires berisi catatan kejadian kebakaran hutan
di wilayah Castilla-La Mancha, Spanyol selama periode
1998–2007. Setiap kejadian kebakaran direpresentasikan sebagai sebuah
titik berdasarkan lokasi kejadiannya. Dataset ini merupakan contoh
point pattern yang digunakan dalam pembelajaran dan analisis
pola titik spasial.
Selain informasi lokasi, dataset clmfires juga memiliki
beberapa atribut yang disebut sebagai marks, yaitu:
cause → penyebab kebakaran;burnt.area → luas area yang terbakar dalam
hektare;date → tanggal kejadian kebakaran;julian.date → jumlah hari sejak 1 Januari 1998.Dataset clmfires tersedia di dalam package
spatstat.data.
## Loading required package: spatstat.univar
## spatstat.univar 3.1-6
## spatstat.geom 3.7-0
##
## Attaching package: 'spatstat.geom'
## The following objects are masked from 'package:terra':
##
## area, delaunay, is.empty, rescale, rotate, shift, where.max,
## where.min
Setelah dataset dipanggil, kita dapat melihat objek
clmfires dengan mengetikkan:
## Marked planar point pattern: 8488 points
## Mark variables: cause, burnt.area, date, julian.date
## window: polygonal boundary
## enclosing rectangle: [4.1311, 391.3795] x [18.565, 385.189] kilometres
Dataset tersebut merupakan objek dengan kelas
ppp (planar point pattern), yaitu
format data yang digunakan dalam keluarga package spatstat
untuk merepresentasikan pola titik pada suatu wilayah pengamatan.
Untuk mengetahui struktur objek yang digunakan, kita dapat
menggunakan fungsi class():
## [1] "ppp"
Selanjutnya, kita dapat melihat informasi mengenai objek secara lebih lengkap:
## Marked planar point pattern: 8488 points
## Average intensity 0.1069628 points per square kilometre
##
## Coordinates are given to 14 decimal places
##
## Mark variables: cause, burnt.area, date, julian.date
## Summary:
## cause burnt.area date julian.date
## lightning :1256 Min. : 0.000 Min. :1998-01-07 Min. : 6
## accident :4193 1st Qu.: 0.060 1st Qu.:2001-06-23 1st Qu.:1270
## intentional:1786 Median : 0.595 Median :2003-08-07 Median :2044
## other :1253 Mean : 11.297 Mean :2003-05-09 Mean :1954
## 3rd Qu.: 3.000 3rd Qu.:2005-05-02 3rd Qu.:2678
## Max. :12887.370 Max. :2007-12-31 Max. :3651
##
## Window: polygonal boundary
## single connected closed polygon with 2325 vertices
## enclosing rectangle: [4.1311, 391.3795] x [18.565, 385.189] kilometres
## (387.2 x 366.6 kilometres)
## Window area = 79354.7 square kilometres
## Unit of length: 1 kilometre
## Fraction of frame area: 0.559
Pada dataset ini, setiap titik tidak hanya memiliki informasi lokasi, tetapi juga memiliki atribut mengenai karakteristik kejadian kebakaran.
Untuk melihat persebaran lokasi kejadian kebakaran, kita dapat
menggunakan fungsi plot().
Pada grafik tersebut, setiap titik menunjukkan satu lokasi kejadian kebakaran hutan.
use.marks = FALSE digunakan agar seluruh kejadian
ditampilkan sebagai titik tanpa membedakan berdasarkan atribut atau
marks yang dimiliki.
Sedangkan pch = "." digunakan untuk menampilkan titik
dengan simbol yang berukuran kecil sehingga kumpulan titik dapat
terlihat dengan lebih jelas.
Selain melihat lokasi seluruh kejadian, kita juga dapat membedakan titik berdasarkan penyebab kebakaran.
Atribut penyebab kebakaran terdapat pada variabel
cause.
Dengan visualisasi tersebut, warna titik menunjukkan kategori penyebab kebakaran.
Kategori cause dalam dataset terdiri atas:
lightning → petir;accident → kecelakaan atau kelalaian;intentional → sengaja dilakukan; danother → penyebab lainnya atau penyebab yang tidak
diketahui.hamsterSelain clmfires, package spatstat.data juga
menyediakan dataset hamster.
Dataset hamster berisi lokasi inti sel pada jaringan
ginjal hamster. Setiap titik menunjukkan posisi inti sel dan memiliki
informasi mengenai jenis sel, yaitu dividing dan
pyknotic. Dataset ini merupakan contoh multitype
point pattern.
Dataset dapat dipanggil dengan:
Kemudian divisualisasikan dengan:
Contoh tersebut menunjukkan bahwa data titik tidak hanya dapat digunakan untuk merepresentasikan lokasi kejadian seperti kebakaran, tetapi juga dapat digunakan untuk merepresentasikan lokasi objek biologis atau objek lainnya.
### a. Pengertian Data Area / Lattice Data
Data area atau lattice data merupakan data spasial yang setiap pengamatannya dikaitkan dengan suatu wilayah atau area tertentu.
Berbeda dengan data titik, pada data area satu pengamatan tidak merepresentasikan satu titik lokasi, tetapi mewakili suatu wilayah.
Secara sederhana:
Satu wilayah → satu pengamatan atau nilai
Wilayah yang digunakan dapat berupa:
Data area umumnya direpresentasikan menggunakan polygon, yaitu bentuk geometris yang memiliki batas dan luas.
Contohnya, data jumlah penduduk berdasarkan kabupaten/kota merupakan data area karena setiap nilai penduduk dikaitkan dengan wilayah kabupaten/kota tertentu.
ncPada praktikum ini, contoh data area yang digunakan adalah dataset
nc yang tersedia dalam package sf.
Dataset nc berisi data untuk 100 county di North
Carolina, Amerika Serikat. Data tersebut mencakup jumlah
kelahiran hidup dan jumlah kasus Sudden Infant Death Syndrome
(SIDS) atau kematian bayi mendadak pada beberapa periode.
Salah satu variabel yang akan digunakan adalah:
SID74 → jumlah kasus SIDS pada periode 1974–1978.Dengan demikian, setiap polygon county memiliki nilai
SID74 yang menunjukkan jumlah kasus SIDS pada wilayah
tersebut.
Catatan:
SID74merupakan jumlah kasus SIDS atau kematian bayi mendadak, bukan jumlah kasus kanker.
Dataset nc sudah tersedia di dalam package
sf, sehingga kita tidak perlu mengunduh file secara
terpisah.
Data dapat dibaca menggunakan fungsi st_read():
Fungsi system.file() digunakan untuk menemukan lokasi
file nc.shp yang tersedia di dalam package sf,
sedangkan st_read() digunakan untuk membaca data spasial
tersebut ke dalam R.
Setelah data berhasil diimpor, kita dapat melihat objek
d:
## Simple feature collection with 100 features and 14 fields
## Geometry type: MULTIPOLYGON
## Dimension: XY
## Bounding box: xmin: -84.32385 ymin: 33.88199 xmax: -75.45698 ymax: 36.58965
## Geodetic CRS: NAD27
## First 10 features:
## AREA PERIMETER CNTY_ CNTY_ID NAME FIPS FIPSNO CRESS_ID BIR74 SID74
## 1 0.114 1.442 1825 1825 Ashe 37009 37009 5 1091 1
## 2 0.061 1.231 1827 1827 Alleghany 37005 37005 3 487 0
## 3 0.143 1.630 1828 1828 Surry 37171 37171 86 3188 5
## 4 0.070 2.968 1831 1831 Currituck 37053 37053 27 508 1
## 5 0.153 2.206 1832 1832 Northampton 37131 37131 66 1421 9
## 6 0.097 1.670 1833 1833 Hertford 37091 37091 46 1452 7
## 7 0.062 1.547 1834 1834 Camden 37029 37029 15 286 0
## 8 0.091 1.284 1835 1835 Gates 37073 37073 37 420 0
## 9 0.118 1.421 1836 1836 Warren 37185 37185 93 968 4
## 10 0.124 1.428 1837 1837 Stokes 37169 37169 85 1612 1
## NWBIR74 BIR79 SID79 NWBIR79 geometry
## 1 10 1364 0 19 MULTIPOLYGON (((-81.47276 3...
## 2 10 542 3 12 MULTIPOLYGON (((-81.23989 3...
## 3 208 3616 6 260 MULTIPOLYGON (((-80.45634 3...
## 4 123 830 2 145 MULTIPOLYGON (((-76.00897 3...
## 5 1066 1606 3 1197 MULTIPOLYGON (((-77.21767 3...
## 6 954 1838 5 1237 MULTIPOLYGON (((-76.74506 3...
## 7 115 350 2 139 MULTIPOLYGON (((-76.00897 3...
## 8 254 594 2 371 MULTIPOLYGON (((-76.56251 3...
## 9 748 1190 2 844 MULTIPOLYGON (((-78.30876 3...
## 10 160 2038 5 176 MULTIPOLYGON (((-80.02567 3...
Untuk melihat beberapa baris pertama:
## Simple feature collection with 6 features and 14 fields
## Geometry type: MULTIPOLYGON
## Dimension: XY
## Bounding box: xmin: -81.74107 ymin: 36.07282 xmax: -75.77316 ymax: 36.58965
## Geodetic CRS: NAD27
## AREA PERIMETER CNTY_ CNTY_ID NAME FIPS FIPSNO CRESS_ID BIR74 SID74
## 1 0.114 1.442 1825 1825 Ashe 37009 37009 5 1091 1
## 2 0.061 1.231 1827 1827 Alleghany 37005 37005 3 487 0
## 3 0.143 1.630 1828 1828 Surry 37171 37171 86 3188 5
## 4 0.070 2.968 1831 1831 Currituck 37053 37053 27 508 1
## 5 0.153 2.206 1832 1832 Northampton 37131 37131 66 1421 9
## 6 0.097 1.670 1833 1833 Hertford 37091 37091 46 1452 7
## NWBIR74 BIR79 SID79 NWBIR79 geometry
## 1 10 1364 0 19 MULTIPOLYGON (((-81.47276 3...
## 2 10 542 3 12 MULTIPOLYGON (((-81.23989 3...
## 3 208 3616 6 260 MULTIPOLYGON (((-80.45634 3...
## 4 123 830 2 145 MULTIPOLYGON (((-76.00897 3...
## 5 1066 1606 3 1197 MULTIPOLYGON (((-77.21767 3...
## 6 954 1838 5 1237 MULTIPOLYGON (((-76.74506 3...
Untuk mengetahui struktur data:
## Classes 'sf' and 'data.frame': 100 obs. of 15 variables:
## $ AREA : num 0.114 0.061 0.143 0.07 0.153 0.097 0.062 0.091 0.118 0.124 ...
## $ PERIMETER: num 1.44 1.23 1.63 2.97 2.21 ...
## $ CNTY_ : num 1825 1827 1828 1831 1832 ...
## $ CNTY_ID : num 1825 1827 1828 1831 1832 ...
## $ NAME : chr "Ashe" "Alleghany" "Surry" "Currituck" ...
## $ FIPS : chr "37009" "37005" "37171" "37053" ...
## $ FIPSNO : num 37009 37005 37171 37053 37131 ...
## $ CRESS_ID : int 5 3 86 27 66 46 15 37 93 85 ...
## $ BIR74 : num 1091 487 3188 508 1421 ...
## $ SID74 : num 1 0 5 1 9 7 0 0 4 1 ...
## $ NWBIR74 : num 10 10 208 123 1066 ...
## $ BIR79 : num 1364 542 3616 830 1606 ...
## $ SID79 : num 0 3 6 2 3 5 2 2 2 5 ...
## $ NWBIR79 : num 19 12 260 145 1197 ...
## $ geometry :sfc_MULTIPOLYGON of length 100; first list element: List of 1
## ..$ :List of 1
## .. ..$ : num [1:27, 1:2] -81.5 -81.5 -81.6 -81.6 -81.7 ...
## ..- attr(*, "class")= chr [1:3] "XY" "MULTIPOLYGON" "sfg"
## - attr(*, "sf_column")= chr "geometry"
## - attr(*, "agr")= Factor w/ 3 levels "constant","aggregate",..: NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## ..- attr(*, "names")= chr [1:14] "AREA" "PERIMETER" "CNTY_" "CNTY_ID" ...
Untuk melihat nama variabel:
## [1] "AREA" "PERIMETER" "CNTY_" "CNTY_ID" "NAME" "FIPS"
## [7] "FIPSNO" "CRESS_ID" "BIR74" "SID74" "NWBIR74" "BIR79"
## [13] "SID79" "NWBIR79" "geometry"
Dari hasil tersebut, kita dapat melihat bahwa data d
tidak hanya memiliki variabel atribut, tetapi juga memiliki kolom
geometry.
Kolom geometry berisi informasi mengenai bentuk dan
batas wilayah masing-masing county.
Untuk mengetahui jenis geometri yang digunakan:
## [1] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [6] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [11] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [16] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [21] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [26] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [31] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [36] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [41] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [46] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [51] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [56] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [61] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [66] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [71] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [76] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [81] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [86] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [91] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## [96] MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON MULTIPOLYGON
## 18 Levels: GEOMETRY POINT LINESTRING POLYGON MULTIPOINT ... TRIANGLE
Data nc menggunakan geometri berupa
MULTIPOLYGON. Setiap polygon merepresentasikan satu
county di North Carolina.
Kita juga dapat melihat sistem koordinat data:
## Coordinate Reference System:
## User input: NAD27
## wkt:
## GEOGCRS["NAD27",
## DATUM["North American Datum 1927",
## ELLIPSOID["Clarke 1866",6378206.4,294.978698213898,
## LENGTHUNIT["metre",1]]],
## PRIMEM["Greenwich",0,
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## CS[ellipsoidal,2],
## AXIS["latitude",north,
## ORDER[1],
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## AXIS["longitude",east,
## ORDER[2],
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## ID["EPSG",4267]]
Dataset nc menggunakan sistem koordinat geografis
NAD27 (EPSG:4267). Pembahasan mengenai CRS akan
dijelaskan lebih lanjut pada bagian khusus mengenai Coordinate
Reference System (CRS).
Untuk melihat bentuk wilayah tanpa menampilkan nilai atribut tertentu, kita dapat menggunakan:
Visualisasi tersebut menunjukkan pembagian wilayah menjadi beberapa polygon.
Setiap polygon merupakan satu county yang menjadi unit pengamatan dalam dataset.
SID74Karena SID74 merupakan variabel yang menunjukkan jumlah
kasus SIDS pada masing-masing county, kita dapat memvisualisasikan
persebarannya pada peta.
Dengan menggunakan tmap, kita dapat membuat peta
berdasarkan nilai SID74:
Pada peta tersebut, warna digunakan untuk menunjukkan perbedaan nilai
SID74 antarwilayah.
Wilayah dengan warna yang berbeda menunjukkan jumlah kasus SIDS yang berbeda.
Alternatif lain menggunakan fungsi plot():
Fungsi tersebut menghasilkan peta berdasarkan nilai variabel
SID74.
Data geostatistik merupakan data spasial yang diperoleh dari pengukuran suatu fenomena pada lokasi-lokasi tertentu, di mana nilai fenomena tersebut dianggap dapat berubah secara kontinu dalam ruang.
Dengan demikian, selain mengetahui nilai suatu variabel, kita juga memperhatikan lokasi tempat nilai tersebut diukur.
Secara sederhana:
Lokasi pengukuran + nilai pengukuran → data geostatistik
Contoh fenomena yang dapat diamati menggunakan data geostatistik antara lain:
Salah satu karakteristik penting data geostatistik adalah bahwa jarak dan posisi antar lokasi pengamatan menjadi informasi yang penting.
meusePada praktikum ini, data geostatistik akan diperkenalkan menggunakan
dataset meuse.
Dataset meuse berisi lokasi pengambilan sampel dan
konsentrasi beberapa logam berat pada tanah di daerah dataran banjir
Sungai Meuse, dekat Stein, Belanda. Pengukuran dilakukan pada sejumlah
lokasi dengan koordinat spasial tertentu.
Beberapa variabel yang tersedia antara lain:
| Variabel | Keterangan |
|---|---|
x |
Koordinat X lokasi pengamatan |
y |
Koordinat Y lokasi pengamatan |
cadmium |
Konsentrasi kadmium |
copper |
Konsentrasi tembaga |
lead |
Konsentrasi timbal |
zinc |
Konsentrasi seng |
elev |
Elevasi relatif |
dist |
Jarak relatif terhadap Sungai Meuse |
soil |
Jenis tanah |
landuse |
Penggunaan lahan |
Dataset meuse memiliki 155 lokasi
pengamatan dan digunakan secara luas sebagai contoh untuk
analisis geostatistik.
Dataset meuse tersedia melalui package
sp.
Setelah dataset dipanggil, kita dapat melihat objek tersebut:
## x y cadmium copper lead zinc elev dist om ffreq soil
## 1 181072 333611 11.7 85 299 1022 7.909 0.00135803 13.6 1 1
## 2 181025 333558 8.6 81 277 1141 6.983 0.01222430 14.0 1 1
## 3 181165 333537 6.5 68 199 640 7.800 0.10302900 13.0 1 1
## 4 181298 333484 2.6 81 116 257 7.655 0.19009400 8.0 1 2
## 5 181307 333330 2.8 48 117 269 7.480 0.27709000 8.7 1 2
## 6 181390 333260 3.0 61 137 281 7.791 0.36406700 7.8 1 2
## 7 181165 333370 3.2 31 132 346 8.217 0.19009400 9.2 1 2
## 8 181027 333363 2.8 29 150 406 8.490 0.09215160 9.5 1 1
## 9 181060 333231 2.4 37 133 347 8.668 0.18461400 10.6 1 1
## 10 181232 333168 1.6 24 80 183 9.049 0.30970200 6.3 1 2
## 11 181191 333115 1.4 25 86 189 9.015 0.31511600 6.4 1 2
## 12 181032 333031 1.8 25 97 251 9.073 0.22812300 9.0 1 1
## 13 180874 333339 11.2 93 285 1096 7.320 0.00000000 15.4 1 1
## 14 180969 333252 2.5 31 183 504 8.815 0.11393200 8.4 1 1
## 15 181011 333161 2.0 27 130 326 8.937 0.16833600 9.1 1 1
## 16 180830 333246 9.5 86 240 1032 7.702 0.00000000 16.2 1 1
## 17 180763 333104 7.0 74 133 606 7.160 0.01222430 16.0 1 1
## 18 180694 332972 7.1 69 148 711 7.100 0.01222430 16.0 1 1
## 19 180625 332847 8.7 69 207 735 7.020 0.00000000 13.7 1 1
## 20 180555 332707 12.9 95 284 1052 6.860 0.00000000 14.8 1 1
## 21 180642 332708 5.5 53 194 673 8.908 0.07034680 10.2 1 1
## 22 180704 332717 2.8 35 123 402 8.990 0.09751360 7.2 1 1
## 23 180704 332664 2.9 35 110 343 8.830 0.11393200 7.2 1 1
## 24 181153 332925 1.7 24 85 218 9.020 0.34232100 7.0 1 2
## 25 181147 332823 1.4 26 75 200 8.976 0.38580400 6.9 1 2
## 26 181167 332778 1.5 22 76 194 8.973 0.42928900 6.3 1 2
## 27 181008 332777 1.3 27 73 207 8.507 0.31511600 5.6 1 2
## 28 180973 332687 1.3 24 67 180 8.743 0.32057400 4.4 1 2
## 29 180916 332753 1.8 22 87 240 8.973 0.24986300 5.3 1 2
## 30 181352 332946 1.5 21 65 180 9.043 0.48906400 4.8 1 2
## 31 181133 332570 1.3 29 78 208 8.688 0.47277800 2.6 1 2
## 32 180878 332489 1.3 21 64 198 8.727 0.28795700 1.0 1 2
## 33 180829 332450 2.1 27 77 250 8.328 0.27162200 2.4 1 2
## 34 180954 332399 1.2 26 80 192 7.971 0.38580700 1.9 1 2
## 35 180956 332318 1.6 27 82 213 7.809 0.41841700 3.1 1 2
## 37 180710 332330 3.0 32 97 321 6.986 0.24447400 1.6 1 2
## 38 180632 332445 5.8 50 166 569 7.756 0.13570900 3.5 1 2
## 39 180530 332538 7.9 67 217 833 7.784 0.04849650 8.1 1 1
## 40 180478 332578 8.1 77 219 906 7.000 0.00000000 7.9 1 1
## 41 180383 332476 14.1 108 405 1454 6.920 0.00135803 9.5 1 1
## 42 180494 332330 2.4 32 102 298 7.516 0.13570900 1.4 1 2
## 43 180561 332193 1.2 21 48 167 8.180 0.26622000 NA 1 2
## 44 180451 332175 1.7 22 65 176 8.694 0.21184300 NA 1 2
## 45 180410 332031 1.3 21 62 258 9.280 0.32057200 2.0 1 2
## 46 180355 332299 4.2 51 281 746 7.940 0.08122200 5.1 1 2
## 47 180292 332157 4.3 50 294 746 6.360 0.19008600 5.3 1 2
## 48 180283 332014 3.1 38 211 464 7.780 0.28794100 4.5 1 2
## 49 180282 331861 1.7 26 135 365 8.180 0.42382600 4.9 1 2
## 50 180270 331707 1.7 24 112 282 9.420 0.55428900 4.5 1 2
## 51 180199 331591 2.1 32 162 375 8.867 0.60322500 5.5 1 2
## 52 180135 331552 1.7 24 94 222 8.292 0.61407100 3.4 1 2
## 53 180237 332351 8.2 47 191 812 8.060 0.00135803 11.1 1 1
## 54 180103 332297 17.0 128 405 1548 7.980 0.00000000 12.3 1 1
## 55 179973 332255 12.0 117 654 1839 7.900 0.00543210 16.5 1 1
## 56 179826 332217 9.4 104 482 1528 7.740 0.00543210 13.9 1 1
## 57 179687 332161 8.2 76 276 933 7.552 0.00543210 8.1 1 1
## 58 179792 332035 2.6 36 180 432 7.760 0.14657800 3.1 1 1
## 59 179902 332113 3.5 34 207 550 6.740 0.13568400 5.8 1 1
## 60 180100 332213 10.9 90 541 1571 6.680 0.07033330 10.2 1 1
## 61 179604 332059 7.3 80 310 1190 7.400 0.04848310 12.0 1 1
## 62 179526 331936 9.4 78 210 907 7.440 0.00543210 14.1 1 1
## 63 179495 331770 8.3 77 158 761 7.360 0.00543210 14.5 1 1
## 64 179489 331633 7.0 65 141 659 7.200 0.03166630 14.8 1 1
## 65 179414 331494 6.8 66 144 643 7.220 0.01222430 13.3 1 1
## 66 179334 331366 7.4 72 181 801 7.360 0.01222430 15.2 1 1
## 67 179255 331264 6.6 75 173 784 5.180 0.03733950 11.4 1 1
## 69 179470 331125 7.8 75 399 1060 5.800 0.21184600 9.0 1 1
## 75 179692 330933 0.7 22 45 119 7.640 0.45103700 3.6 1 1
## 76 179852 330801 3.4 55 325 778 6.320 0.57587700 6.9 1 1
## 79 179140 330955 3.9 47 268 703 5.760 0.07568690 7.0 1 1
## 80 179128 330867 3.5 46 252 676 6.480 0.12481000 6.2 1 1
## 81 179065 330864 4.7 55 315 793 6.480 0.10302400 6.5 1 1
## 82 179007 330727 3.9 49 260 685 6.320 0.15746900 5.7 1 1
## 83 179110 330758 3.1 39 237 593 6.320 0.20097600 7.0 1 1
## 84 179032 330645 2.9 45 228 549 6.160 0.20097600 7.3 1 1
## 85 179095 330636 3.9 48 241 680 6.560 0.26622000 8.2 1 1
## 86 179058 330510 2.7 36 201 539 6.900 0.29883500 4.3 1 1
## 87 178810 330666 2.5 36 204 560 7.540 0.08122470 4.4 1 1
## 88 178912 330779 5.6 68 429 1136 6.420 0.07035500 8.2 1 1
## 89 178981 330924 9.4 88 462 1383 6.280 0.01222430 8.5 1 1
## 90 179076 331005 10.8 85 333 1161 6.340 0.00000000 9.6 1 1
## 123 180151 330353 18.1 76 464 1672 7.307 0.05377230 17.0 1 1
## 160 179211 331175 6.3 63 159 765 5.700 0.05936620 12.8 1 1
## 163 181118 333214 2.1 32 116 279 7.720 0.21184300 5.9 1 2
## 70 179474 331304 1.8 25 81 241 7.932 0.12481000 2.9 2 2
## 71 179559 331423 2.2 27 131 317 7.820 0.12481000 4.5 2 1
## 91 179022 330873 2.8 36 216 545 8.575 0.09215160 10.7 2 1
## 92 178953 330742 2.4 41 145 505 8.536 0.11394100 9.4 2 1
## 93 178875 330516 2.6 33 163 420 8.504 0.17921600 9.0 2 1
## 94 178803 330349 1.8 27 129 332 8.659 0.23359600 7.0 2 1
## 95 179029 330394 2.0 38 148 400 7.633 0.33686100 6.5 2 1
## 96 178605 330406 2.7 37 214 553 8.538 0.07035500 9.4 2 1
## 97 178701 330557 2.7 34 226 577 7.680 0.05936620 10.2 2 1
## 98 179547 330245 0.9 19 54 155 7.564 0.25534100 6.4 2 1
## 99 179301 330179 0.9 22 70 224 7.760 0.36406700 7.6 2 1
## 100 179405 330567 0.4 26 73 180 7.653 0.42929500 7.0 2 1
## 101 179462 330766 0.8 25 87 226 7.951 0.38032800 5.6 2 1
## 102 179293 330797 0.4 22 76 186 8.176 0.24987400 6.5 2 1
## 103 179180 330710 0.4 24 81 198 8.468 0.26621200 6.6 2 1
## 104 179206 330398 0.4 18 68 187 8.410 0.45103700 5.9 2 1
## 105 179618 330458 0.8 23 66 199 7.610 0.30971000 6.5 2 1
## 106 179782 330540 0.4 22 49 157 7.792 0.29335900 6.4 2 1
## 108 179980 330773 0.4 23 63 203 8.760 0.53235100 7.2 2 2
## 109 180067 331185 0.4 23 48 143 9.879 0.61951300 6.6 2 3
## 110 180162 331387 0.2 23 51 136 9.097 0.68472500 4.3 2 2
## 111 180451 331473 0.2 18 50 117 9.095 0.80974200 5.3 2 3
## 112 180328 331158 0.4 20 39 113 9.717 0.88038900 4.1 2 3
## 113 180276 330963 0.2 22 48 130 9.924 0.74959100 6.1 2 3
## 114 180114 330803 0.2 27 64 192 9.404 0.57575200 7.5 2 3
## 115 179881 330912 0.4 25 84 240 10.520 0.58148400 8.8 2 3
## 116 179774 330921 0.2 30 67 221 8.840 0.49452000 5.7 2 3
## 117 179657 331150 0.2 23 49 140 8.472 0.32058000 6.1 2 3
## 118 179731 331245 0.2 24 48 128 9.634 0.33685100 7.1 2 3
## 119 179717 331441 0.2 21 56 166 9.206 0.24985200 4.1 2 2
## 120 179446 331422 0.2 24 65 191 8.470 0.07568690 6.0 2 1
## 121 179524 331565 0.2 21 84 232 8.463 0.07568690 6.6 2 1
## 122 179644 331730 0.2 23 75 203 9.691 0.16285300 6.8 2 1
## 124 180321 330366 3.7 53 250 722 8.704 0.09749160 9.1 2 2
## 125 180162 331837 0.2 33 81 210 9.420 0.44014200 5.9 2 2
## 126 180029 331720 0.2 22 72 198 9.573 0.46190000 4.9 2 2
## 127 179797 331919 0.2 23 86 139 9.555 0.22270100 7.1 2 1
## 128 179642 331955 0.2 25 94 253 8.779 0.10302400 8.1 2 1
## 129 179849 332142 1.2 30 244 703 8.540 0.09213530 8.3 2 1
## 130 180265 332297 2.4 47 297 832 8.809 0.04848840 10.0 2 1
## 131 180107 332101 0.2 31 96 262 9.523 0.16833100 5.9 2 1
## 132 180462 331947 0.2 20 56 142 9.811 0.38581000 5.0 2 2
## 133 180478 331822 0.2 16 49 119 9.604 0.48906400 4.5 2 2
## 134 180347 331700 0.2 17 50 152 9.732 0.57602000 5.4 2 2
## 135 180862 333116 0.4 26 148 415 9.518 0.08121940 2.3 2 1
## 136 180700 332882 1.6 34 162 474 9.720 0.03733690 7.5 2 1
## 161 180201 331160 0.8 18 37 126 9.036 0.77169800 4.6 2 3
## 162 180173 331923 1.2 23 80 210 9.528 0.33682900 5.8 2 2
## 137 180923 332874 0.2 20 80 220 9.155 0.22812300 4.4 3 1
## 138 180467 331694 0.2 14 49 133 10.080 0.59776100 4.4 3 2
## 140 179917 331325 0.8 46 42 141 9.970 0.44558000 4.5 3 2
## 141 179822 331242 1.0 29 48 158 10.136 0.39667500 5.2 3 2
## 142 179991 331069 0.8 19 41 129 10.320 0.58147800 4.6 3 3
## 143 179120 330578 1.2 31 73 206 9.041 0.28796600 6.9 3 1
## 144 179034 330561 2.0 27 146 451 7.860 0.23359600 7.0 3 1
## 145 179085 330433 1.5 29 95 296 8.741 0.36406700 5.4 3 1
## 146 179236 330046 1.1 22 72 189 7.822 0.33145400 6.2 3 1
## 147 179456 330072 0.8 20 51 154 7.780 0.21184600 5.0 3 1
## 148 179550 329940 0.8 20 54 169 8.121 0.10302900 5.1 3 1
## 149 179445 329807 2.1 29 136 403 8.231 0.07035500 8.1 3 1
## 150 179337 329870 2.5 38 170 471 8.351 0.14657600 8.0 3 1
## 151 179245 329714 3.8 39 179 612 7.300 0.05377230 8.8 3 1
## 152 179024 329733 3.2 35 200 601 7.536 0.11928600 9.3 3 1
## 153 178786 329822 3.1 42 258 783 7.706 0.09214350 8.4 3 1
## 154 179135 329890 1.5 24 93 258 8.070 0.24986300 7.7 3 1
## 155 179030 330082 1.2 20 68 214 8.226 0.37494000 5.7 3 1
## 156 179184 330182 0.8 20 49 166 8.128 0.42383700 4.7 3 1
## 157 179085 330292 3.1 39 173 496 8.577 0.42383700 9.1 3 1
## 158 178875 330311 2.1 31 119 342 8.429 0.27709000 6.5 3 1
## 159 179466 330381 0.8 21 51 162 9.406 0.35860600 5.7 3 1
## 164 180627 330190 2.7 27 124 375 8.261 0.01222430 5.5 3 3
## lime landuse dist.m
## 1 1 Ah 50
## 2 1 Ah 30
## 3 1 Ah 150
## 4 0 Ga 270
## 5 0 Ah 380
## 6 0 Ga 470
## 7 0 Ah 240
## 8 0 Ab 120
## 9 0 Ab 240
## 10 0 W 420
## 11 0 Fh 400
## 12 0 Ag 300
## 13 1 W 20
## 14 0 Ah 130
## 15 0 Ah 220
## 16 1 W 10
## 17 1 W 10
## 18 1 W 10
## 19 1 W 10
## 20 1 <NA> 10
## 21 1 Am 80
## 22 1 Am 140
## 23 1 Ag 160
## 24 0 Ah 440
## 25 0 W 490
## 26 0 W 530
## 27 0 Ab 400
## 28 0 Ag 400
## 29 0 Ah 330
## 30 0 Ag 630
## 31 0 B 570
## 32 0 Ag 390
## 33 0 Ah 360
## 34 0 B 500
## 35 0 B 550
## 37 0 Ab 340
## 38 0 Ab 210
## 39 1 Am 60
## 40 1 W 10
## 41 1 W 20
## 42 0 Am 170
## 43 0 Ga 320
## 44 0 W 260
## 45 0 Ah 360
## 46 0 Ah 100
## 47 0 Am 200
## 48 0 Ah 320
## 49 0 Ah 480
## 50 0 Bw 660
## 51 0 Bw 690
## 52 0 Ab 710
## 53 1 Ah 10
## 54 1 W 10
## 55 1 W 10
## 56 1 W 10
## 57 1 W 20
## 58 0 Fw 200
## 59 0 Fw 140
## 60 1 Fw 70
## 61 1 W 20
## 62 1 W 10
## 63 1 Fw 10
## 64 1 W 20
## 65 1 Ah 10
## 66 1 W 20
## 67 1 W 20
## 69 0 Ah 270
## 75 1 Fw 560
## 76 0 Bw 750
## 79 1 Ab 80
## 80 1 Ab 130
## 81 0 W 110
## 82 0 W 200
## 83 1 Ah 260
## 84 0 W 270
## 85 0 W 320
## 86 0 Ah 360
## 87 1 Am 80
## 88 1 W 100
## 89 1 W 70
## 90 1 W 20
## 123 1 W 50
## 160 1 W 80
## 163 0 W 290
## 70 1 Ah 160
## 71 0 W 160
## 91 0 W 140
## 92 0 W 150
## 93 0 Ah 220
## 94 0 Am 280
## 95 1 Am 450
## 96 1 Am 70
## 97 0 Am 70
## 98 0 W 340
## 99 0 W 470
## 100 0 Am 630
## 101 0 Am 460
## 102 0 Am 320
## 103 0 Ah 320
## 104 0 W 540
## 105 0 W 420
## 106 0 SPO 380
## 108 0 W 500
## 109 0 Am 760
## 110 0 Ah 750
## 111 0 Fw 1000
## 112 0 Ah 860
## 113 0 Ah 680
## 114 0 Fw 500
## 115 0 STA 650
## 116 0 DEN 630
## 117 0 Fw 410
## 118 0 Ah 390
## 119 0 Ah 310
## 120 0 Ah 70
## 121 0 W 70
## 122 1 STA 150
## 124 0 Bw 80
## 125 0 Ah 450
## 126 0 Aa 530
## 127 0 W 240
## 128 1 Tv 70
## 129 0 Fw 70
## 130 0 Ah 60
## 131 0 Ah 190
## 132 0 Ah 450
## 133 0 Am 550
## 134 0 Am 650
## 135 0 Am 100
## 136 0 W 170
## 161 1 Ah 860
## 162 0 W 410
## 137 0 Aa 290
## 138 0 Am 680
## 140 0 Am 540
## 141 0 Am 480
## 142 0 W 720
## 143 0 W 380
## 144 0 W 310
## 145 0 Ah 430
## 146 0 Ah 370
## 147 0 Fw 290
## 148 0 W 150
## 149 0 Bw 70
## 150 0 Bw 220
## 151 0 W 80
## 152 0 W 120
## 153 0 Ah 120
## 154 0 Am 260
## 155 0 Ah 440
## 156 0 Am 540
## 157 0 Ah 520
## 158 0 Ah 350
## 159 0 W 460
## 164 0 W 40
Karena meuse pada dasarnya berupa data frame yang
memiliki koordinat dan atribut, kita dapat melihat struktur datanya
menggunakan:
## 'data.frame': 155 obs. of 14 variables:
## $ x : num 181072 181025 181165 181298 181307 ...
## $ y : num 333611 333558 333537 333484 333330 ...
## $ cadmium: num 11.7 8.6 6.5 2.6 2.8 3 3.2 2.8 2.4 1.6 ...
## $ copper : num 85 81 68 81 48 61 31 29 37 24 ...
## $ lead : num 299 277 199 116 117 137 132 150 133 80 ...
## $ zinc : num 1022 1141 640 257 269 ...
## $ elev : num 7.91 6.98 7.8 7.66 7.48 ...
## $ dist : num 0.00136 0.01222 0.10303 0.19009 0.27709 ...
## $ om : num 13.6 14 13 8 8.7 7.8 9.2 9.5 10.6 6.3 ...
## $ ffreq : Factor w/ 3 levels "1","2","3": 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ...
## $ soil : Factor w/ 3 levels "1","2","3": 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 ...
## $ lime : Factor w/ 2 levels "0","1": 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 ...
## $ landuse: Factor w/ 15 levels "Aa","Ab","Ag",..: 4 4 4 11 4 11 4 2 2 15 ...
## $ dist.m : num 50 30 150 270 380 470 240 120 240 420 ...
Untuk melihat beberapa baris pertama:
## x y cadmium copper lead zinc elev dist om ffreq soil lime
## 1 181072 333611 11.7 85 299 1022 7.909 0.00135803 13.6 1 1 1
## 2 181025 333558 8.6 81 277 1141 6.983 0.01222430 14.0 1 1 1
## 3 181165 333537 6.5 68 199 640 7.800 0.10302900 13.0 1 1 1
## 4 181298 333484 2.6 81 116 257 7.655 0.19009400 8.0 1 2 0
## 5 181307 333330 2.8 48 117 269 7.480 0.27709000 8.7 1 2 0
## 6 181390 333260 3.0 61 137 281 7.791 0.36406700 7.8 1 2 0
## landuse dist.m
## 1 Ah 50
## 2 Ah 30
## 3 Ah 150
## 4 Ga 270
## 5 Ah 380
## 6 Ga 470
Untuk melihat ukuran data:
## [1] 155 14
Untuk melihat nama variabel:
## [1] "x" "y" "cadmium" "copper" "lead" "zinc" "elev"
## [8] "dist" "om" "ffreq" "soil" "lime" "landuse" "dist.m"
Untuk mendapatkan ringkasan statistik:
## x y cadmium copper
## Min. :178605 Min. :329714 Min. : 0.200 Min. : 14.00
## 1st Qu.:179371 1st Qu.:330762 1st Qu.: 0.800 1st Qu.: 23.00
## Median :179991 Median :331633 Median : 2.100 Median : 31.00
## Mean :180005 Mean :331635 Mean : 3.246 Mean : 40.32
## 3rd Qu.:180630 3rd Qu.:332463 3rd Qu.: 3.850 3rd Qu.: 49.50
## Max. :181390 Max. :333611 Max. :18.100 Max. :128.00
##
## lead zinc elev dist
## Min. : 37.0 Min. : 113.0 Min. : 5.180 Min. :0.00000
## 1st Qu.: 72.5 1st Qu.: 198.0 1st Qu.: 7.546 1st Qu.:0.07569
## Median :123.0 Median : 326.0 Median : 8.180 Median :0.21184
## Mean :153.4 Mean : 469.7 Mean : 8.165 Mean :0.24002
## 3rd Qu.:207.0 3rd Qu.: 674.5 3rd Qu.: 8.955 3rd Qu.:0.36407
## Max. :654.0 Max. :1839.0 Max. :10.520 Max. :0.88039
##
## om ffreq soil lime landuse dist.m
## Min. : 1.000 1:84 1:97 0:111 W :50 Min. : 10.0
## 1st Qu.: 5.300 2:48 2:46 1: 44 Ah :39 1st Qu.: 80.0
## Median : 6.900 3:23 3:12 Am :22 Median : 270.0
## Mean : 7.478 Fw :10 Mean : 290.3
## 3rd Qu.: 9.000 Ab : 8 3rd Qu.: 450.0
## Max. :17.000 (Other):25 Max. :1000.0
## NA's :2 NA's : 1
Dari hasil eksplorasi tersebut, dapat diketahui bahwa setiap baris mewakili satu lokasi pengamatan dan memiliki nilai pengukuran untuk beberapa variabel lingkungan.
Pada dataset meuse, lokasi pengamatan ditunjukkan oleh
dua variabel:
x → koordinat X;y → koordinat Y.Kita dapat melihat koordinat tersebut menggunakan:
## x y
## 1 181072 333611
## 2 181025 333558
## 3 181165 333537
## 4 181298 333484
## 5 181307 333330
## 6 181390 333260
Koordinat x dan y pada dataset
meuse menggunakan satuan meter dalam sistem koordinat
nasional Belanda (RD/Rijksdriehoek).
Berbeda dengan data hotspot sebelumnya yang menggunakan
longitude dan latitude, koordinat
x dan y pada dataset ini merupakan koordinat
terproyeksi.
Pembahasan mengenai sistem koordinat geografis dan terproyeksi akan dijelaskan lebih lanjut pada bagian CRS.
Data meuse awalnya berupa data frame yang memiliki kolom
koordinat. Agar dapat diperlakukan sebagai data spasial modern
menggunakan sf, kita dapat mengubahnya menjadi objek
sf.
Pada kode tersebut:
x digunakan sebagai koordinat X;y digunakan sebagai koordinat Y; dancrs = 28992 menunjukkan sistem koordinat RD New /
Amersfoort yang digunakan untuk koordinat RD Belanda.Kita dapat memeriksa hasilnya:
## Simple feature collection with 155 features and 12 fields
## Geometry type: POINT
## Dimension: XY
## Bounding box: xmin: 178605 ymin: 329714 xmax: 181390 ymax: 333611
## Projected CRS: Amersfoort / RD New
## First 10 features:
## cadmium copper lead zinc elev dist om ffreq soil lime landuse
## 1 11.7 85 299 1022 7.909 0.00135803 13.6 1 1 1 Ah
## 2 8.6 81 277 1141 6.983 0.01222430 14.0 1 1 1 Ah
## 3 6.5 68 199 640 7.800 0.10302900 13.0 1 1 1 Ah
## 4 2.6 81 116 257 7.655 0.19009400 8.0 1 2 0 Ga
## 5 2.8 48 117 269 7.480 0.27709000 8.7 1 2 0 Ah
## 6 3.0 61 137 281 7.791 0.36406700 7.8 1 2 0 Ga
## 7 3.2 31 132 346 8.217 0.19009400 9.2 1 2 0 Ah
## 8 2.8 29 150 406 8.490 0.09215160 9.5 1 1 0 Ab
## 9 2.4 37 133 347 8.668 0.18461400 10.6 1 1 0 Ab
## 10 1.6 24 80 183 9.049 0.30970200 6.3 1 2 0 W
## dist.m geometry
## 1 50 POINT (181072 333611)
## 2 30 POINT (181025 333558)
## 3 150 POINT (181165 333537)
## 4 270 POINT (181298 333484)
## 5 380 POINT (181307 333330)
## 6 470 POINT (181390 333260)
## 7 240 POINT (181165 333370)
## 8 120 POINT (181027 333363)
## 9 240 POINT (181060 333231)
## 10 420 POINT (181232 333168)
Kemudian:
## Geometry set for 155 features
## Geometry type: POINT
## Dimension: XY
## Bounding box: xmin: 178605 ymin: 329714 xmax: 181390 ymax: 333611
## Projected CRS: Amersfoort / RD New
## First 5 geometries:
## POINT (181072 333611)
## POINT (181025 333558)
## POINT (181165 333537)
## POINT (181298 333484)
## POINT (181307 333330)
dan:
## Coordinate Reference System:
## User input: EPSG:28992
## wkt:
## PROJCRS["Amersfoort / RD New",
## BASEGEOGCRS["Amersfoort",
## DATUM["Amersfoort",
## ELLIPSOID["Bessel 1841",6377397.155,299.1528128,
## LENGTHUNIT["metre",1]]],
## PRIMEM["Greenwich",0,
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## ID["EPSG",4289]],
## CONVERSION["RD New",
## METHOD["Oblique Stereographic",
## ID["EPSG",9809]],
## PARAMETER["Latitude of natural origin",52.1561605555556,
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433],
## ID["EPSG",8801]],
## PARAMETER["Longitude of natural origin",5.38763888888889,
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433],
## ID["EPSG",8802]],
## PARAMETER["Scale factor at natural origin",0.9999079,
## SCALEUNIT["unity",1],
## ID["EPSG",8805]],
## PARAMETER["False easting",155000,
## LENGTHUNIT["metre",1],
## ID["EPSG",8806]],
## PARAMETER["False northing",463000,
## LENGTHUNIT["metre",1],
## ID["EPSG",8807]]],
## CS[Cartesian,2],
## AXIS["easting (X)",east,
## ORDER[1],
## LENGTHUNIT["metre",1]],
## AXIS["northing (Y)",north,
## ORDER[2],
## LENGTHUNIT["metre",1]],
## USAGE[
## SCOPE["Engineering survey, topographic mapping."],
## AREA["Netherlands - onshore, including Waddenzee, Dutch Wadden Islands and 12-mile offshore coastal zone."],
## BBOX[50.75,3.2,53.7,7.22]],
## ID["EPSG",28992]]
Untuk melihat persebaran lokasi pengamatan, kita dapat menggunakan:
Peta tersebut menunjukkan lokasi 155 titik pengamatan pada wilayah penelitian.
Setiap titik menunjukkan lokasi tempat sampel tanah dikumpulkan.
Selain melihat lokasi pengamatan, kita dapat melihat nilai suatu variabel pada setiap lokasi.
Sebagai contoh, kita gunakan variabel zinc, yaitu
konsentrasi seng pada tanah.
Pada peta tersebut, warna titik menunjukkan perbedaan konsentrasi zinc pada setiap lokasi pengamatan.
Kita juga dapat menggunakan ukuran titik untuk membantu menunjukkan perbedaan nilai:
Dengan demikian, kita tidak hanya mengetahui di mana lokasi pengamatan, tetapi juga mengetahui berapa nilai variabel yang diamati pada lokasi tersebut.
Pengolahan data spasial merupakan proses untuk membaca, mengelola, memvisualisasikan, dan menyimpan kembali data yang memiliki informasi lokasi.
Dalam Sistem Informasi Geografis (GIS), data spasial secara umum direpresentasikan dalam dua bentuk utama, yaitu:
Pada bagian ini akan dilakukan beberapa operasi dasar GIS menggunakan R, meliputi proses import, eksplorasi, visualisasi, dan ekspor data spasial.
Data spasial vektor merepresentasikan fenomena di permukaan bumi dengan menggunakan titik (point), garis (line), dan poligon (polygon).
Titik digunakan untuk objek yang hanya memiliki posisi, misalnya lokasi sumur, pohon, atau rumah sakit.
Garis digunakan untuk objek yang memiliki panjang, misalnya jalan, sungai, atau jaringan listrik.
Poligon digunakan untuk objek yang memiliki luas, misalnya batas desa, area hutan, atau danau.
data(meuse)
meuse <- st_as_sf(meuse, coords = c("x", "y"), crs = 28992)
coord <- st_coordinates(meuse)data("meuse.riv")
meuse.lst <- list(Polygons(list(Polygon(meuse.riv)), "meuse.riv"))
meuse.pol <- SpatialPolygons(meuse.lst)
plot(meuse.pol, col = "grey", main ="polygons")Data spasial raster merepresentasikan permukaan bumi dalam bentuk grid (pixel), di mana setiap sel memiliki nilai tertentu. Raster umumnya digunakan untuk data kontinu, seperti citra satelit, foto udara, model elevasi digital (DEM), nilai NDVI, suhu, atau curah hujan.
Resolusi raster ditentukan oleh ukuran pixel, semakin kecil pixel maka detail yang ditampilkan semakin tinggi.
Data raster cocok digunakan untuk analisis spasial berbasis permukaan, misalnya klasifikasi tutupan lahan atau interpolasi data geostatistik.
## class : SpatRaster
## size : 90, 95, 1 (nrow, ncol, nlyr)
## resolution : 0.008333333, 0.008333333 (x, y)
## extent : 5.741667, 6.533333, 49.44167, 50.19167 (xmin, xmax, ymin, ymax)
## coord. ref. : lon/lat WGS 84 (EPSG:4326)
## source : elev.tif
## name : elevation
## min value : 141
## max value : 547
Coordinate Reference System (CRS) adalah sistem acuan yang digunakan untuk menentukan posisi titik di permukaan bumi. CRS menjelaskan bagaimana koordinat (x, y) atau (longitude, latitude) diproyeksikan ke dalam peta sehingga posisi geografis dapat direpresentasikan dengan benar. Tanpa CRS, angka koordinat tidak memiliki makna karena kita tidak tahu apakah satuannya derajat, meter, atau dari acuan mana dihitung.
EPSG adalah standar internasional berupa kode angka unik yang diberikan untuk masing-masing CRS. Dengan EPSG, kita bisa menyebut suatu sistem koordinat tanpa perlu menuliskan definisi panjangnya. Misalnya:
EPSG:4326 → WGS84 (koordinat lintang–bujur, dipakai GPS).
EPSG:32748 → UTM Zona 48S berbasis WGS84 (Indonesia bagian barat daya, satuan meter).
EPSG:28992 → Amersfoort / RD New (Belanda).
Dengan mengetahui kode EPSG, pengguna GIS atau R bisa dengan mudah menetapkan atau mengubah CRS pada data spasial.
## [1] "WGS 84"
## [1] 4326
Dalam R, transformasi CRS dengan paket sf dan terra berarti mengubah sistem koordinat data spasial dari satu proyeksi ke proyeksi lain agar sesuai dengan kebutuhan analisis, pemetaan, atau integrasi data.
library(sf)
pathshp <- system.file("shape/nc.shp", package = "sf")
map <- st_read(pathshp, quiet = TRUE)
st_crs(map) # cek CRS untuk tau sistem koordinat apa yang dipakai data aslinya## Coordinate Reference System:
## User input: NAD27
## wkt:
## GEOGCRS["NAD27",
## DATUM["North American Datum 1927",
## ELLIPSOID["Clarke 1866",6378206.4,294.978698213898,
## LENGTHUNIT["metre",1]]],
## PRIMEM["Greenwich",0,
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## CS[ellipsoidal,2],
## AXIS["latitude",north,
## ORDER[1],
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## AXIS["longitude",east,
## ORDER[2],
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## ID["EPSG",4267]]
## Coordinate Reference System:
## User input: EPSG:4326
## wkt:
## GEOGCRS["WGS 84",
## ENSEMBLE["World Geodetic System 1984 ensemble",
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (Transit)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G730)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G873)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G1150)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G1674)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G1762)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G2139)"],
## MEMBER["World Geodetic System 1984 (G2296)"],
## ELLIPSOID["WGS 84",6378137,298.257223563,
## LENGTHUNIT["metre",1]],
## ENSEMBLEACCURACY[2.0]],
## PRIMEM["Greenwich",0,
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## CS[ellipsoidal,2],
## AXIS["geodetic latitude (Lat)",north,
## ORDER[1],
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## AXIS["geodetic longitude (Lon)",east,
## ORDER[2],
## ANGLEUNIT["degree",0.0174532925199433]],
## USAGE[
## SCOPE["Horizontal component of 3D system."],
## AREA["World."],
## BBOX[-90,-180,90,180]],
## ID["EPSG",4326]]
library(terra)
pathraster <- system.file("ex/elev.tif", package = "terra")
r <- rast(pathraster)
crs(r) # cek CRS dari raster untuk tau sistem koordinat aslinya.## [1] "GEOGCRS[\"WGS 84\",\n ENSEMBLE[\"World Geodetic System 1984 ensemble\",\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (Transit)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G730)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G873)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G1150)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G1674)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G1762)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G2139)\"],\n MEMBER[\"World Geodetic System 1984 (G2296)\"],\n ELLIPSOID[\"WGS 84\",6378137,298.257223563,\n LENGTHUNIT[\"metre\",1]],\n ENSEMBLEACCURACY[2.0]],\n PRIMEM[\"Greenwich\",0,\n ANGLEUNIT[\"degree\",0.0174532925199433]],\n CS[ellipsoidal,2],\n AXIS[\"geodetic latitude (Lat)\",north,\n ORDER[1],\n ANGLEUNIT[\"degree\",0.0174532925199433]],\n AXIS[\"geodetic longitude (Lon)\",east,\n ORDER[2],\n ANGLEUNIT[\"degree\",0.0174532925199433]],\n USAGE[\n SCOPE[\"Horizontal component of 3D system.\"],\n AREA[\"World.\"],\n BBOX[-90,-180,90,180]],\n ID[\"EPSG\",4326]]"
Raster ini menggunakan sistem koordinat WGS 84 (World Geodetic System 1984), sistem global yang paling umum dipakai.
## [1] "PROJCRS[\"LUREF / Luxembourg TM\",\n BASEGEOGCRS[\"LUREF\",\n DATUM[\"Luxembourg Reference Frame\",\n ELLIPSOID[\"International 1924\",6378388,297,\n LENGTHUNIT[\"metre\",1]]],\n PRIMEM[\"Greenwich\",0,\n ANGLEUNIT[\"degree\",0.0174532925199433]],\n ID[\"EPSG\",4181]],\n CONVERSION[\"Luxembourg TM\",\n METHOD[\"Transverse Mercator\",\n ID[\"EPSG\",9807]],\n PARAMETER[\"Latitude of natural origin\",49.8333333333333,\n ANGLEUNIT[\"degree\",0.0174532925199433],\n ID[\"EPSG\",8801]],\n PARAMETER[\"Longitude of natural origin\",6.16666666666667,\n ANGLEUNIT[\"degree\",0.0174532925199433],\n ID[\"EPSG\",8802]],\n PARAMETER[\"Scale factor at natural origin\",1,\n SCALEUNIT[\"unity\",1],\n ID[\"EPSG\",8805]],\n PARAMETER[\"False easting\",80000,\n LENGTHUNIT[\"metre\",1],\n ID[\"EPSG\",8806]],\n PARAMETER[\"False northing\",100000,\n LENGTHUNIT[\"metre\",1],\n ID[\"EPSG\",8807]]],\n CS[Cartesian,2],\n AXIS[\"northing (X)\",north,\n ORDER[1],\n LENGTHUNIT[\"metre\",1]],\n AXIS[\"easting (Y)\",east,\n ORDER[2],\n LENGTHUNIT[\"metre\",1]],\n USAGE[\n SCOPE[\"Engineering survey, topographic mapping.\"],\n AREA[\"Luxembourg.\"],\n BBOX[49.44,5.73,50.19,6.53]],\n ID[\"EPSG\",2169]]"
Melakukan transformasi CRS raster r ke CRS baru yaitu EPSG:2169 (Luxembourg 1930 / Gauss).