buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan tuan hj. ismail bin mohd. yusof daripada jupem. di...

24
JAWATANKUASA PEMETAAN DAN DATA SPATIAL NEGARA BIL.1 2002 ISSN 1394 - 5505 Geocentric Datum Of Malaysia Mesyuarat Jawatankuasa Pemetaan dan data Spatial Negara Berita Bergambar- Sekitar Mesyuarat JPDSN ke 53 di Kota Kinabalu, Sabah GIS Menyokong Proses Pembuatan Keputusan Ruangan Bagi Pemilihan Tapak Buku-buku Berkaitan Sistem Buku-buku Berkaitan Sistem Buku-buku Berkaitan Sistem Buku-buku Berkaitan Sistem Buku-buku Berkaitan Sistem Maklumat Geografi di pasaran Maklumat Geografi di pasaran Maklumat Geografi di pasaran Maklumat Geografi di pasaran Maklumat Geografi di pasaran The Effect Of Scanning Resolution Towards The Construction Of Digital Surface Model Atlas Kebangsaan Malaysia

Upload: others

Post on 11-Oct-2019

17 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

JAWATANKUASA PEMETAAN DAN DATA SPATIAL NEGARA

BIL.1 2002 ISSN 1394 - 5505

Geocentric Datum OfMalaysia

Mes y ua r a tJawa tankuasa

Pemetaan dan dataSpatial Negara

Berita Bergambar- SekitarMesyuarat

JPDSN ke 53 di KotaKinabalu, Sabah

GIS Menyokong ProsesPembuatan

Keputusan Ruangan BagiPemilihan Tapak

Buku-buku Berkaitan SistemBuku-buku Berkaitan SistemBuku-buku Berkaitan SistemBuku-buku Berkaitan SistemBuku-buku Berkaitan SistemMaklumat Geografi di pasaranMaklumat Geografi di pasaranMaklumat Geografi di pasaranMaklumat Geografi di pasaranMaklumat Geografi di pasaran

The Effect Of Scanning Resolution TowardsThe Construction Of Digital Surface Model

Atlas Kebangsaan Malaysia

Page 2: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Sidang PengarangSidang PengarangSidang PengarangSidang PengarangSidang Pengarang

PenaungDato’ Hamid bin Ali, DIMP, KMN, PMC, PJCKetua Pengarah Ukur dan Pemetaan Malaysia

Penasihat Muhamed Kamil bin Mat Daud, KMN

Ketua Editor Cheong Kwok Wai, AMN

Editor Kamariah binti Jaafar Abdul Manan bin Abdullah Abdul Hadi bin Abdul Samad Amran bin Abu Rashid

Ketua Rekabentuk/ Pencetak Muhammat Puzi bin Ahmat

MAKLUMAN

Buletin GIS diterbitkan dua (2) kali setahun olehJawatankuasa Pemetaandan Data Spatial Negara.Sidang Pengarang amat mengalu-alukan sumbangansama ada berbentuk artikel atau laporan bergambarmengenai perkembangan Sistem Maklumat Geografidi Agensi Kerajaan, Badan Berkanun dan InstitutPengajian Tinggi. Segala pertanyaan dan sumbanganboleh dikemukakan kepada:

Ketua EditorBuletin GISBahagian PemetaanJabatan Ukur dan Pemetaan MalaysiaTingkat 3, Bangunan UkurJalan Semarak50578 Kuala Lumpur

JAWATANKUASA PEMETAAN DAN DATASPATIAL NEGARA

1. Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia(JUPEM)

2. Jabatan Tanah dan Ukur Sabah3. Jabatan Tanah dan Survei Sarawak4. Wakil Kementerian Pertahanan5. Jabatan Mineral dan Geosains Malaysia6. Jabatan Perhutanan Semenanjung Malaysia7. Jabatan Pertanian Semenanjung Malaysia8. Jabatan Perhutanan Sabah

9. Jabatan Perhutanan Sarawak10. Jabatan Pertanian Sabah11. Jabatan Pertanian Sarawak12. Pusat Remote Sensing Negara13. Universiti Teknologi Malaysia14. Universiti Teknologi MARA (co-opted)15. Universiti Sains Malaysia (co-opted)16. Jabatan Laut Sarawak ( co-opted)

Kandungan

Muka Surat

Dari Meja Pengarang 1______________________________________

Geocentric Datum Of Malaysia 2 - 8______________________________________

Mesyuarat JawatankuasaPemetaan dan Data Spatial Negara 9ke 53______________________________________

Berita Bergambar - Sekitar Mesyuarat 10 - 11JPDSN ke 53 di Kota Kinabalu, Sabah______________________________________

GIS Menyokong Proses Pembuatan 12 - 16Keputusan Ruangan Bagi PemilihanTapak______________________________________

Buku-buku Berkaitan SistemMaklumat Geografi di pasaran 16______________________________________

The Effect Of Scanning ResolutionTowards The Construction Of DigitalSurface Model 17 - 19______________________________________

Atlas Kebangsaan Malaysia 20 - 21

______________________________________

Nota: Kandungan yang tersiar boleh diterbitkan dengan izinUrusetia Jawatankuasa Pemetaan dan DataSpatial Negara

Page 3: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Dari Meja Pengarang

GIS dikatakan mula bertapak di Malaysia pada lewat tahun 80-an. Semenjak itu, ianya semakinmeluas digunakan ekoran dari kemampuan sistem komputer menguruskan data bagimenyokong operasi GIS. Pada peringkat awal penggunaan, ianya lebih tertumpu kepadapengutipan data berdigit, penukaran format data dan pemberian maklumat analisis ringkas.Kini telah muncul pula GIS untuk aplikasi khusus untuk menyokong proses pembuatankeputusan. Penjelasan lebih lanjut mengenai perkara ini dapat diketahui melalui artikelsumbangan En. Zakaria bin Mat Arof daripada UiTM, Kampus Arau.

Selaras dengan perkembangan pesat dalam era ICT, JUPEM terus mengorak langkah denganmelaksanakan pelbagai projek pengkomputeran, diantaranya adalah penerbitan AtlasKebangsaan Malaysia dalam bentuk digital. Maklumat lanjut boleh diperolehi melalui artikelsumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM.

Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng CheeHua daripada JUPEM berhubung cadangan pelaksanaan projek ‘Geocentric Datum ofMalaysia. Tidak ketinggalan juga artikel sumbangan Dr. Jasmee bin Jaafar daripada UiTM,Shah Alam berhubung kesan resolusi aktiviti pengimbasan terhadap permukaan modelberdigit.

Harapan kami agar para pembaca mendapat manfaat daripada artikel yang disiarkan. SidangPengarang amat berterima kasih di atas artikel-artikel yang telah disumbangkan. Semogaramai lagi para akademik, pakar-pakar GIS, penyelidik dan mereka yang bergiat di dalambidang GIS tampil menyumbangkan artikel, laporan dan sebagainya yang berkaitan GISagar ianya dapat memantapkan lagi isi kandungan buletin pada masa-masa akan datang.Semua sumbangan bolehlah dimajukan kepada Ketua Editor Buletin GIS atau e-mail [email protected].

Sekian, terima kasih.

Ketua EditorBuletin GIS

Page 4: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

GEOCENTRIC DATUM OF MALAYSIA

By

Hasan bin Jamil, Teng Chee Hua,Chang Leng Hua and Soeb bin Nordin

Bahagian Ukur Geodetik,Jabatan Ukur dan Pemetaan Malaysia

INTRODUCTION

Historically, datums have been establishedin many regions around the world since the19th Century using conventional surveyingtechniques and procedures. Most of themwere confined to small areas of the globe,fit to limited areas to satisfy national mappingrequirements. They are therefore regionalin nature and generally are not aligned withglobal geocentric coordinates frames. Thisis the case in Malaysia where it has twoconventional geodetic datum namely theMalayan Revised Triangulation (MRT) forPeninsular Malaysia (West Malaysia) andthe Borneo Triangulation 1968 (BT68) forSabah and Sarawak (East Malaysia).

However, with the advent of newtechnologies such as Global PositioningSystem (GPS) and unified GIS applicationsover large areas, the existing datums of MRTand BT68 have become obsolete in that theycannot match the accuracy needed for newapplications. The existing GPS network inMalaysia was established in a quasi WGS84datum in that it referenced its coordinatesto a derived WGS84 coordinates which hasonly an absolute accuracy of 1 – 2 m.Furthermore, the effects of grounddeformation since the time of observationin the early 1900s’ need to be taken intoaccount so as to maintain an accurateinfrastructure.

The importance of the geocentric datum wasfurther realised considering that satellitepositioning systems would have widespreaduse in this millennium and the positionsreferenced to the existing datum would

not be compatible with satellite derived positions.Furthermore, the geocentric datum would makedatum unification between the West and EastMalaysia a reality. The adoption of a geocentricdatum would allow for a single standard for theacquisition, storage and the use of geographicdata, thus ensuring compatibility across variousGIS applications.

This paper is intended to inform the Meeting onthe results of the definition and realization of ageocentric datum for Malaysia and theestablishment of the new Peninsular MalaysiaPrimary Geodetic Network (PMPGN) and EastMalaysia Primary Geodetic Network (EMPGN).

IMPLEMENTATION OF GEOCENTRICDATUM

By definition, a geocentric coordinate system isa system whose origin (0,0,0) coincides with thecentre of the mass of the earth and the directionsof their axes are defined by convention(Figure 1). The adoption of geocentric datum willdefinitely lead to a homogeneous nationalcoordinate datum across the country, and willensure that coordinates are directly compatiblewith GPS coordinate output and withinternational mapping and charting standards.

The following stages of implementation ofgeocentric datum have been planned andcarried out:

i. GPS data collection.ii. The data processing and adjustment

of the GPS network.iii. Computation of the new geocentric

datum coordinates at a specificepoch.

iv. Determination of velocity model.v. Strengthening and readjustment

of Peninsular Malaysia GPS

Page 5: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Scientific Network (PMGSN) andEast Malaysia GPS ScientificNetwork (EMGSN).

vi. Transformation parameterderivation.

ZERO ORDER GEODETIC NETWORK

The new Geocentric Datum for Malaysia (GDM)is based on the Malaysia Active GPS System(MASS), which fits into a global geodeticframework. MASS consists of seventeen (17)active permanent GPS stations which wereestablished for geodetic surveying and scientific

purposes since 1998 by the Department ofSurvey and mapping Malaysia (DSMM) with anominal spacing of about 200 km. These MASSStations form the Zero Order Geodetic Network.Two years of MASS data (1999 and 2000 for 15stations) have been used for processing andreference frame determination (Figure 2). Eleven(11) International GPS for Geodynamic Services(IGS) stations data around Malaysia have beenincluded and held fixed in the processing(Figure 3). The processing has been carried outusing the precise orbits acquired from IGS. TheBernese GPS processing software version 4.2was used in the processing.

Figure 2: MASS Network

Figure 1: Geocentric Datum

Page 6: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Figure 3: IGS Sites Fixed For MASS Network

Two strategies were employed to obtain anoptimum results and to check for outliers in thefinal adjustment:

i) Free network with introduction of Helmerttransformation and

ii) Heavily constrained adjustment. With theintroduction of reference velocity for thefixed stations, the final coordinates for allstations were transformed to the middleof theobservation epoch i.e. 2 January2000.

Comparison of IGS stations coordinates hasbeen made in order to determine the accuracyof the network with respect to the IGS stations.With the final combined coordinate from thenetwork adjustment projected to 2 January 2000

(IGS and MASS stations), the referencecoordinates (ITRF2000 Epoch 1997.0) for theIGS stations were transformed on the sameepoch as the adjusted coordinates.

Internal accuracy check by comparison betweencoordinates from free network adjustment andheavily constrained adjustment has producedRMS residuals of 2.0, 1.7 and 4.4 mm for thenorthing, easting and height componentrespectively.

In the final adjustment by heavily constrainedadjustment to adopt the specific reference framein ITRF2000, the accuracy of station coordinatesis found to be between 3 to 16 mm in horizontalcomponent and 8 to 13 mm for the height. TheGDM is now defined on ITRF2000 referenceframe to within 2 cm accuracy.

BAKO – Bakosurtonal, Indonesia

COCO – Cocos Island, Australia

GUAM – Guam Island, USA

IISC – Indian Institute of Science

KARR – Karratha, Australia

KUNM – Kunming, China

LHAS – Lhasa, Tibet

NTUS – NTU, Singapore

PIMO – Mine and Geoscience

Bureau, Philippine

SHAO – Shanghai Observatory,

China

WUHN – Wuhan, China

Page 7: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

ESTABLISHMENT OF PENINSULARMALAYSIA PRIMARY GEODETIC NETWORK(PMPGN) AND EAST MALAYSIA PRIMARYGEODETIC NETWORK (EMPGN)

The existing coordinate reference frameparticularly the existing GPS geodetic networkmust be continually evaluated to provide theaccessibility to high accuracy GPS as a control.Thus, a GPS campaign was carried out fromOctober 2000 to November 2000 to re-observe36 stations of the PMGSN for a period of 48hours to form the strengthening network (Figure4). These 36 stations location were selectedbased on even distribution through out thePMGSN. The aim was to connect the existingPMGSN to the Zero Order Geodetic Networkand thus defining the new PMPGN on GDMreference frame.

A unified national readjustment of all existingGPS observations in Peninsular Malaysia hasbeen achieved by constraining the stations ofthe strengthening network.

The new PMPGN has been successfullyestablished with connection to the Zero OrderGeodetic Network and its coordinates referredto the ITRF2000 Epoch 00.0. The PMPGN hasachieved an accuracy of 1 to 3 cm.

A similar re-observation has been carried outfor the EMGSN so as redefined the coordinatesin GDM. The GPS campaign was carried outfrom 10th February to 1st March 2002 withduration of 48 hours. The processing andadjustment of the observations and network willbe carried out in the month of March – July 2002(Figure 5).

Figure 4: Connection of PMGSN to GDM

A seven parameter transformation has also beenderived to relate the existing PMGSN controlwith the new PMPGN control.

GDM � WGS84PMGSN

A set of transformation parameter has beenderived to allow for the geocentric coordinatesderived from satellite observations to betransformed and projected to the existing mapgrid.

GDM � MRT � RSO

Figure 5: Connection of EMGSN to GDM

1.0

7.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

110.0 111.0 112.0 113.0 114.0 115.0 116.0 117.0 118.0 119.0

BINT

KUCH

MIRI

LABU

KINASAND

TAWA

SIBU

T036

9900

2038

6000

3046

4044

7086

7083

7060

4114T041

4119T006

T005

T004

D002

D006

D005

M201

G. KinabaluM309

M424

M416

M411

M308

M309M503

T112

T104

M509

Page 8: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

IMPLEMENTATION OF NEW MAPPROJECTION

The present transformation procedures adoptedby DSMM involves a lengthy computations stepssuch as the following:

(�,�,h)ITRF

� (X,Y,Z)ITRF

� (X,Y,Z)MRT

� (�,�,h)MRT

� (x,y)RSO

�(x,y)CASSINI

(�,�,h)ITRF

� (X,Y,Z)ITRF

� (X,Y,Z)BT68

(�,�,h)BT68

� (x,y)RSO

Applying a transformation to precisely surveyedpositions such as above, will result in distortionof the accurate GPS observations to fit theexisting less precise datum.

The increasing usage of GPS by the surveyors,engineers, navigators and other professionalswould means that DSMM need to provide amapping that is compatible with GPS withoutthese users ever to consider the matters ondatum transformation or distortions inherent inthe older mapping.

Therefore, in order to benefit directly from theproposed geocentric datum, a new projectionand parameter has to be developed so as toallow the coordinates to be projected straightfrom its control network and datum to the planegrid system.

(�,�,h)ITRF

� (x,y)RSO(NEW)

The following are some of the characteristics ofthe proposed new projection:

i. A single projection system to beused to describe plane coordinates of points in the mapping and cadastral.ii. It should be conformal.iii. It should be minimal in scale distortion.

IMPLICATIONS OF MOVING TO AGEOCENTRIC DATUM

When DSMM adopts a global geocentric datum(such as ITRF) it will not be the first nation to doso. Several studies of benefits and implicationshave been made, the most extensive of which

probably being for Australia and reported inCollier et al (1996). Here some more specificcomments are made regarding the implicationsto DSMM.

Implications On Cadastral Survey

i. In principle there is no differencebetween using coordinates andvectors (bearings anddistances) to define plotboundaries. Bearings anddistances were used in the pastbecause consistent coordinatescould not easily be computedand it might still be moreconvenient to quote these foruse by the general public. Inwhich case the bearings anddistance have to be computedfrom the coordinates that formthe key elements in thedatabase (DCDB).

ii. Clearly such bearings anddistances would be differentfrom those currently shown andit will be essential to educate thegeneral public in the reasons forthese differences. Emphasisneeds to be placed on the factthat land ownership is definedby marks on the ground and thatthese will not be physicallymoved.

iii. The sizes of the changes in thebearings and distances will bemore a function of the chosenprojection than the selection ofthe datum (i.e. whether a localor global datum is used will notsignificantly affect relativepositions between boundarymarkers when expressed ingeodetic coordinates).

iv. Use of the RSO would causemuch smaller changes - butthey would still be noticeableand it might be argued that if achange must take place it reallydoes not matter how big it is.Indeed one could further arguethat to a shift of 4 mm on thetopography map of 1:50,000scale and consequently 20 mm

Page 9: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

on the town sheet of 1:10,000.the bigger a change the lesslikely is any confusion betweenthe old and new system.

v. There is no rigid connectionbetween survey methods anddatum definition. In principleany survey method could beused with any datum definition.The introduction of new surveyintroduction of new surveytechnology for cadastralsurveying (e.g. GPS) is onelegal traceability(calibration) ofthe accuracy and of thewriting of appropriateregulations. It has nothing to dowith the datum definition.

vi. There would however, be somecomputation in moving to aglobal (or local national) datumwith a single national projectionfor computational procedures.Cadastral surveyors wouldneed to make scale factoras well as convergencecorrections to their data and forvery large plots even arc tochord corrections may benecessary.

Implications On Topographical Mapping

i. Whilst for cadastral surveying(covering small areas) it islargely the introduction of a newnational projection that effectsthe data, for national mappingthe introduction of a globaldatum will, in itself, have asignificant effect. This isbecause it will change thecoordinates of points by up toapproximately 200 metres. Theworking out of a transformationstrategy for mapping productswould be relatively simple -especially once the dense GPSnetwork was complete.Changing digital products wouldbe trivial - but clearly changingpaper products would be anexpensive and time-consumingprocess. Of course all thatwould noticeably change would

be the position of grids andgraticules and thecorresponding change in thecoordinates of the mapfeatures - but there is no doubtthat this would cause someconfusion and inconveniencefor users in the short term.

ii. This change will vary accordingto the map scale. A shift of 200metres in the coordinate willcorrespondence to a shift of4 mm on the topography map

of 1: 50,000 scale andconsequently 20 mm on thetown sheet of 1: 10,000.

iii. Probably the introduction of acompletely new projectionwould help in this respectbecause the coordinates andmap sheet boundaries wouldbe so completely different tothose in use now hat therecould not possibly be anyconfusion between the new andthe old.

iv. The change in the datum is notlikely to be noticeable when amap is being used to determinebearings or distances betweenpoints. However, if locations arebeing transferred from an oldmap or from some other sourcewith a different datum, thena correction must be applied.

Implications On Present WGS84 DatumUser

i. In line with International treaties,aeronautical and maritimenavigation charts have moved,or are moving to WGS84, thedatum used by GPS. Thechange to GDM will not affectusers of products based onWGS84. GDM and WGS84 are

Page 10: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

CONCLUSION

The proposed GDM has unified the geodeticdatum in Malaysia in a geocentric referenceframe defined in ITRF system with particularepoch ([email protected]). The GDM is formingthe backbone for the national adjustment of theexisting GPS stations to define all coordinatesin ITRF system. The new GDM would bemaintained and managed through the MASSnetwork which form the Zero Order GeodeticNetwork and thus a high accuracy,homogeneous and up-to-date datum wouldalways be available for the nation.

It is undeniable that the GDM would provide aninternationally compatible system for thegeographic data. This in turn will generate agreater benefit in the application of satellitepositioning particularly GPS in the country. Withthe GDM, Malaysia is now competitive enoughto face the challenges with the developedcountries in the field of geodesy.

A new set of seven parameters transformationbetween GDM and WGS84PMGSN / EMGSN will beused to relate the new control with the existingGPS control. A new projection in RSO will bedeveloped to directly projecting all positions inGDM to the plane coordinates in the map. Anaudit of software and data processing will becarried out to help establish the processing pathof all geographic data elements. A series ofdiscussions involve all levels and groups will beinitiated to gain a better picture of the currentand future data application requirements. Aseries of approaches and strategies will bedeveloped to encourage and legalized users inthe usage of GDM.

very closely coincident and canbe considered the same formost practical reasons.

ii. However, a distinction shouldbe made between referenceframes when dealing with highprecision ab solute positionsthat may take into considerationthe geodynamic of the platetectonics.

iii. Past users of WGS84 controlsfrom DSMM has to redefinetheir derived positions in thenew GDM if survey accurate(centimeter level) coordinatesare needed.

iv. Users of image data that isrectified onto WGS94 datumhas carry out checks withexisting GDM control so as toascertain the compatibility.

Page 11: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

iii) “The Effect of Scanning: ResolutionsTowards the Construction of DigitalSurface Model” oleh Prof. MadyaDr. Jasmee bin Jaafar, UiTM.

iv) “Atlas Kebangsaan Malaysia” oleh TuanHj. Ismail bin Mohd. Yusof, JUPEM.

v) “Surveying and Mapping in the ModernSociety” oleh Dr. Abdul Rashid binMohamed Sharif, UPM.

vi) “GIS Menyokong Proses Pembuatankeputusan Ruangan Bagi PemilihanTapak” oleh Zakaria bin Mat Arof, UiTM.

Disamping bermesyuarat , ahli-ahli JPDSN jugatelah mengadakan lawatan teknikal ke JabatanTanah dan Ukur Sabah bagi meninjauperlaksanaan Nalis Sabah.

Jawatankuasa Pemetaan dan Data SpatialNegara (JPDSN) telah mengadakan mesyuarattahunan kali ke 53 bertempat di Kota Kinabalu,Sabah mulai 25 hingga 27 Mac 2002.

Mesyuarat yang telah di rasmikan dandipengerusikan oleh Y. Bhg. Dato’ Hamid Ali,KPUP telah dihadiri oleh wakil-wakil daripadapelbagai Jabatan dan Agensi Kerajaan sertaInstitusi Pengajian Tinggi.

Dalam ucapan perasmiannya, Y.Bhg. Dato’Hamid Ali di antara lainnya telah menggesa agarahli mesyuarat menggunakan JPDSN sebagaiforum dan saluran untuk membincangkansegala isu berkaitan dengan perkongsian datayang melibatkan dasar dan perundangannegara. Menurut beliau lagi, ahli JPDSN harusmencari satu pendekatan yang pragmatik bagimengawal, menyelia, menyelaras danmenyeragamkan data geospatial di Jabatan danAgensi yang mempunyai permasalahan besarseperti hakcipta dan harga data. Disamping ituahli JPDSN juga perlu cuba mencari beberaparesolusi yang sesuai untuk mengatasi masalahpembekalan data. Tidak ketinggalan beliau jugamenyeru agar JPDSN terus bergerak kehadapan dengan lebih agresif dan menjayakanmatlamat penubuhannya.

Antara agenda mesyuarat ini adalahpengesahan minit Mesyuarat JPDSN ke 53,perbincangan perkara berbangkit,pembentangan laporan Jawatankuasa TeknikalJPDSN dan pembentangan kertas kerja.

Berikut adalah kertas kerja yang telahdibentangkan di dalam mesyuarat berkenaan:

i) From State to National Geospatial DataInfrastructure Initiative: A Pyramid ofBuilding Blocks” oleh Puan Doria Tai YunTying, Jabatan Tanah dan Ukur Sabah.

ii) “Geocentric Datum of Malaysia” olehDr. Teng Chee Hua, JUPEM.

MESYUARAT JAWATANKUASA PEMETAANDAN DATA SPATIAL NEGARA KE 53

OlehKamariah binti Jaafar

Y. Bhg Dato’ Hamid Ali sedang mempengerusikanmesyuarat JPDSN ke 53

Page 12: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng
Page 13: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng
Page 14: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

GIS Menyokong Proses PembuatanKeputusan Ruangan Bagi Pemilihan Tapak

Oleh

Zakaria Mat ArofUiTM, Kampus ARAU

Pengenalan

Pembuatan keputusan merupakan satu proses.Ia dilakukan oleh pelbagai pihak dengan skalaberbeza bagi menyelesaikan sesuatu masalah.Pelbagai pendekatan digunakan sesuai dengantuntutan, tahap dan keadaan sekitaran masing-masing. Fokus utama pembuatan keputusanialah bagi meminimakan risiko jangka pendekdan panjang akibat daripada keputusantersebut.

Masalah kerapkali bersifat tersembunyi malahsukar pula untuk dihuraikan. Permasalahan jugaturut mempunyai ciri-ciri putaran tersendiri yangboleh memudah atau menyusahkan prosespenyelesaian. Keupayaan menghuraikanmasalah, memahami risiko dan peluang,menyelesaikan masalah dan menjelaskanakibat daripada penyelesaiannya pada tahap-tahap ketepatan tertentu merupakan antara isu-isu utama pembuatan keputusan.

Pembuatan keputusan terutamanya bagi yangmelibatkan data-data ruangan lazimnyadilakukan secara berkumpulan ataupersidangan pemikiran oleh pihak-pihak yangberkepentingan. Jelasnya kepakaran danpengalaman individu berinteraksi sesamasendiri ke arah merumuskan sesuatu persoalansangat berperanan dalam proses pembuatankeputusan yang dijalankan. Manakala impakdaripada pembuatan tersebut tidak hanyamenjurus pada satu hala tetapi mungkin kepadabanyak hala. Justeru itu pembuatan keputusanyang seumpamanya kerap kali bersifat komplekdan konflik sukar dielakkan.

Perkembangan teknologi maklumat khususnyaGIS ternyata telah berupaya menggerakkandata-data ruangan menjadi sumber ilmuan yangberguna dalam menyokong proses pembuatankeputusan khususnya bagi melebarkanperspektif ahli-ahli yang terlibat.

Kertas kerja ini menjelaskan tentang komponen-komponen utama pembuatan keputusan,persoalan interaksi dan sistem sokonganpembuatan keputusan.

Ia mempamerkan latar belakang teoritiskomponen-komponen yang berkait denganpembuatan keputusan, sekitaran kerja, alamsiber dan turut membincangkan isu-isukemanusiaan dan sosial yang berkaitan.

Menurut Tomlin (1990), GIS secara khususnyaberkemampuan bagi membuat analisis dalamtiga klasifikasi iaitu tempatan, kejiranan dankawasan. Klasifikasi tempatan merupakanoperasi terhadap identiti sesuatu objek dalamsesuatu entiti tanpa menjelaskan faktorhubungkait atau yang seumpamanyasepertimana dalam klasifikasi kejiranan.Manakala klasifikasi kawasan melibatkan olahanterhadap sesuatu objek dalam entiti atau entititersendiri bagi disuaikan atau dijelaskan denganfenomena kawasan (Ruslan, 1991). Sementaraitu analisis terperinci terhadap entiti-entiti yangdipaparkan boleh dilakukan denganmenggunakan empat kaedah iaitu kelasansemula, tindanan, proximiti dan kejiranan.Kelasan semula adalah bagi membolehkansesuatu objek dalam paparan diolah semulasesuai dengan keperluan dalam analisis.Manakala tindanan bertindak memisah atau/danmencantumkan antara entiti. Analisis proximitimelibatkan kajian kedekatan atau kejauhanantara sesuatu entiti atau antara objek-objekdalam suatu entiti dan analisis untuk mengenalpasti jiran terdekat antara entiti atau objek-objeksesuatu entiti kaedah kejiranan digunakan.

Apa dia Pembuatan Keputusan

Pembuatan keputusan boleh didefinisikansebagai satu proses yang dijalankan secarabersistem bagi menghasilkan sesuatukeputusan yang boleh disandarkan merujukkepada tahap-tahap kepiawaian tertentu.Lazimnya dijalankan secara berkumpulanwalaupun adakalanya dilakukan oleh individutertentu. Pembuatan keputusan mungkinmelibatkan aras-aras yang berbeza, mendataratau menegak. Mendatar apabila dilakukansesama rakan pada hirarki searas dalam suatusistem pentadbiran manakala menegakmelibatkan hirarki bertingkat. Operasi menegakadalah mirip kepada analisis mikro manakalaoperasi mendatar kepada analisis makro.

Page 15: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Harris (1998) mendefinisikan pembuatankeputusan sebagai suatu pengkajian bagimengenal pasti dan menilai alternatifberdasarkan nilai-nilai dan keutamaan-keutamaan dalam matlamat pembuatankeputusan yang dijalankan. Ia adalah satuproses ke arah mengurangkan ketidakpastiandan keraguan mengenai alternatif-alternatifdengan membenarkan pilihan terbaik dilakukanmenggunakan data-data yang bersesuaian.Setiap keputusan ada tahap risiko yangtersendiri dan menjadi tugas pembuatkeputusan meminimakan risiko tersebut.

Nutt (1989) menggariskan empat bentuk kaedahyang boleh digunakan dalam membuatkeputusan iaitu Heuristik, Spekulatif, Sistematikdan Judicial tanpa terikat kepada mana-manakaedah. Kaedah secara Heuristik dikategorikansebagai menyokong pendekatan kualitatif.Malah Rowe & Boulgorides (1992)menyimpulkan kaedah ini seumpama “rule ofthumb”. Keputusan akan diputuskan mengikutgerak rasa, pengalaman dan pengetahuansemasa berdasarkan maklumat penyokonganpembuatan keputusan pada sesuatu ketika.Namun kaedah ini amat mementingkan langkah-langkah dalam penyelesaian dan aspekpengetahuan. Ahli-ahlinya akan meneliti fakta-fakta pembuatan keputusan terdahulu, terkinidan akan datang ketika membuat keputusan.Namun begitu pendekatan ini agak anjalbilamana keputusan yang telah diputuskanboleh diubahsuai jika terdapat tekanan daripadamaklumat terkini yang berpengaruh.

Pendekatan Sistematik adalah berlawanandengan kaedah Heuristik. Kaedah inimengutamakan penyelesaian secara kuantitatif.Justeru data adalah isu utama. Di samping itukaedah ini amat mementingkan persoalanuntung dan rugi dalam penyelesaian. Berbezapula dengan kaedah Spekulatif yang lebihmengutamakan logik bagi menganggarkankeutamaan-keutamaan keputusan. Sebaliknyakaedah Judicial amat bergantung kepadakehendak ahli. Ahli akan menentukan hala tujudan kaedah pembuatan keputusan yang perludijalankan.

Setengah pihak menggunakan pendekatanAtomistic yang bermaksud penyelesaian dibuatbermula daripada yang umum menjurus kepadayang terperinci. Sementara itu ada pihak-pihakyang gemar menyelesaikan secara berurutanatau Sequential.

Menurut Leigh (1984) kedua-dua pendekatanini adalah berbentuk fizikal. Pembuatankeputusan yang berpusat kepada manusiasebagai pembuatnya, aspek kreativiti turutmemainkan peranan. Keadaan ini menurutbeliau adalah selari dengan pembentukan danperanan semula jadi otak manusia yangterbahagi kepada otak kiri dan kanan yangmasing-masingnya berfungsi bagi merasionaldan menilai.

Pemilihan sesuatu bentuk kaedah ataupendekatan adalah tertakluk kepada senariokesesuaian masing-masing. Jelasnya tidakterdapat jalan singkat dalam membuatkeputusan melainkan terpaksa melalui turutan-turutan prosedur yang tertentu. Setiap masalahperlu dikenalpasti punca, bentuk, sifat sertasensitivitinya secara terperinci. Walaupundikawal oleh prosedur-prosedur tertentu tetapisetiap prosedur seharusnya anjal menanganipersoalan ulangan yang biasa terjadi dalamproses pembuatan keputusan yang bersifateksperimental. Pembuat keputusan gemarmencuba pelbagai input melalui pelbagai sudutbagi melihat kesan terhadap suatu tindakan.Malah data-data sokongan pula berkadardengan perubahan tempat, masa dan keadaan.

Amnya mendapati kecemerlangan sesuatukeputusan menurut Harrison (1998) dan Nutt(1989) boleh dilihat dari aspek kerasionalankeputusan yang terhasil melalui penerimaan dankomitmen ahli-ahli dalam melaksanakancadangan daripada keputusan tersebut secaraberkesan dan jumlah waktu yang digunakanbagi memutuskan keputusan. Di samping aspeksiapan fizikal dan prosedur, interaksi antarapembuat keputusan dan dengan lain-lain aspekkemanusiaan amat membantu menjayakanpembuatan keputusan.

Namun begitu kewujudan data-data yangbanyak boleh menambah keserabutan dalampembuatan keputusan. Timmerumms (1996)turut menekankan persoalan yang sama.Menurut beliau daripada kajian-kajian yangdijalankan terdahulu menunjukkan pembuatankeputusan yang mengambil kira terlalu banyakaspek didapati tidak berkesan. Beliaumenggesa jumlah data perlu diuruskan denganbaik supaya data dapat dioptimakanpenggunaannya ketika membuat keputusan.

Page 16: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Data-data yang digunakan dalam analisisruangan terbahagi kepada dua jenis modelperwakilan iaitu raster dan vektor. Kedua-duamodel data tersebut mempunyai kelebihan dankelemahan tersendiri. Data raster digambarkanmelalui pixel atau sel. Semakin kecil saiz sel,semakin baik resolusi data itu apabiladipersembahkan. Analisis dilakukanberdasarkan nilai-nilai attribut ruangan yangdisimpan oleh sesuatu sel. Namun memori yanglebih diperlukan untuk menyimpan data-datadalam kategori ini. Data berasaskan vektordigambarkan melalui elemen titik, garisan danpoligon yang tersendiri dan disokong denganlain-lain maklumat deskriptif. Kaedah kutipanlazimnya menetapkan jenis data yang dikutip.Walaupun ada prosedur bagi mengaitkan antarakedua jenis model data ini tetapi hasilnyasehingga kini tidak begitu menyakinkan. Justeruitu peralatan yang digunakan dalam pengutipanamat mempengaruhi spesifikasi data.

Data-data asas yang digunakan mungkinberbentuk teks, grafik dan tabular dalampelbagai format dan mungkin juga daripadapelbagai sumber. Lumrahnya data-data ini perludiproses terlebih dahulu sebelum bolehdigunakan. Terdapat beberapa peringkat yangharus diikuti. Bagi data yang diprosesmenggunakan pendekatan GIS, peringkatpermulaan adalah terhadap tapisan kualiti dandiikuti dengan penukaran bentuk (analog -digital), penyeragaman format (pelbagai -shapefile), landasan (pelbagai - unjurangunaan), skala (pelbagai - gunaan), pengeditan,pembersihan sehingga ke peringkat binaantopologi. Topologi dibuat bagi mengwujudkanset-set data menyokong integriti ruangan yaknibinaan pertalian antara objek-objek ruangandalam suatu entiti GIS. Perkembanganteknologi terkini ternyata dapat memungkin danmempercepatkan proses-proses tersebutmalah berupaya menyokong operasi tigadimensi (3D) dan turut digabungkan dalam duniasiber bagi menyokong proses pembuatankeputusan secara lebih meluas.

Menggunakan GIS untuk menguruskan datamempunyai kelebihan yang tersendiri .Perkembangan terkini menunjukkan hanya GISmampu mengendalikan persoalan data ruangandan bukan ruangan secara serentak (Enache,1994 & Keenan, 1997). GIS mempunyai sistempangkalan data yang tersendiri tetapi turutberupaya menerima sumber-sumber datadaripada pangkalan-pangkalan data berbeza.

Memandangkan GIS menggunakan komputerdalam operasinya kekuatan medan bolehdilengkapkan dengan keupayaan berkomunikasisecara maya sesuai dengan perkembanganteknologi terkini ( Hugo, 2000).

Terdapat pelbagai bentuk dan peringkat modeldigunakan dalam membuat keputusan. Modelmungkin berbentuk langkah-langkah atau/danperaturan-peraturan yang dinamakan peraturankeputusan atau decision rule yang disusunsecara bersistem ke arah menyelesaikanpelbagai peringkat permasalahan. Eastman etal. (1995) mendefinisi peraturan keputusansebagai satu kaedah merumuskan keputusanberlandaskan sesuatu objektif melaluipembentukan rangka-rangka yang bersesuaiandengan keadaan dan keperluan. Sebahagiandaripada model-model tersebut menggunakankaedah-kaedah matematik dan statistik.Misalnya kaedah Analisa Kriteria Pelbagai atauMulticriteria Evaluation (MCE), Borda danAnalytical Hierarchy Process (AHP) yangmenggunakan asas statistik bagi membantupenyusunan keutamaan terhadap kriteria-kriteria.

Penglibatan ahli dalam komposisi yangseimbang dan mencukupi memberi kelebihankepada sesuatu kumpulan dalam membuatkeputusan. Keseimbangan mungkin terdiridaripada pelbagai kategori tetapi keseimbangandari aspek kepakaran, pengalaman, personalitidan kefahaman dipercayai lebih bertepatan.Namun fenomena ketidakselesaan disebabkanoleh perbezaan taraf keupayaan mungkin wujuddi kalangan ahli. Konflik seumpama namunboleh diminimakan melalui agihan merit yangwajar.

Manakala sekitaran berperanan sebagaiperangsang kepada keseluruhan proses yangdijalankan oleh pelbagai pihak yangberkepentingan. Sekitaran yang baik akanmenyokong proses menghasilkan hasilan yangberkualiti di samping merangsang bagimempercepatkan proses.

Pembuatan keputusan lazimnya adalah aktivitiberkumpulan hasil daripada kombinasi fizikaldan bukan fizikal antara individu yang salingberhubungan dan saling mewarnai setiapkeputusan yang dibuat (Homan, 1974).

Page 17: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Bagaimana GIS membantu

GIS harus menyokong keperluan teoripembuatan keputusan yang digunakan.Pertama kali mesti menyokong kerja-kerjaberkumpulan oleh pembuatan keputusan secaranominal atau interaktif. Jika kes Heuristikdirujuk, GIS harus menyokong proses iteratif,kepentingan ilmuan, kesediaan memperbaharuikeputusan dan bersedia melaksanakan secaraperingkat demi peringkat. Di samping itu harusberupaya menyokong analisis yang diperlukandalam melaksanakan analisis keputusansamada secara memaksimakan ataumemuaskan. Berupaya menguruskan datayang banyak daripada pelbagai skop yangdigunakan untuk meluaskan perspektifpengguna. Mengutip, memproses, mengolahdan mengurus data menjadi maklumat yang adanilai ilmu

Di Malaysia GIS mula bertapak hanya padalewat 80-an dan pada ketika itu kos untukmendapatkan sistem ini adalah tinggi. Hanyabeberapa tahun kebelakangan ini sahaja GISsemakin luas digunakan ekoran daripadakemampuan sistem komputer berpangkalanperibadi menguruskan data untuk menyokongoperasi GIS seperti ArcView yang diperkenalkanpada penghujung tahun 1994.

Namun demikian menurut Ruslan (1998)penggunaan GIS di Malaysia kini lebih tertumpukepada pengutipan data-data berdigit,penukaran format data dan membuat analisisringkas. GIS untuk aplikasi khusus seperti untukmenyokong proses pembuatan keputusansecara berkumpulan adalah masih terlalu awal.

Namun demikian ekoran daripada keadaandata-data ruangan yang semakin komplek,teknologi GIS mula digunakan dalam komponenDSS sebagai penjana menggantikan perisianyang biasa digunakan sebelum ini seperti Dbasedan Spread Sheet. Perkembangan ini telahmenyebabkan GIS telah dianggap sebagaisebahagian daripada DSS. Walaubagaimanapun anggapan ini telah mendapattentangan daripada pengguna GIS kerana bagimereka GIS adalah bersifat sistem aplikasiumum sepertimana MIS itu sendiri (Davidson ,1992).

Penggabungan ini berjaya memantapkan DSS.Kelemahan-kelemahan dalam GIS dalammenyokong proses membuat keputusan sepertipemodelan ruangan analitik, struktur pangkalandata ruangan dan alat-alat sokongan analitikdapat diperbetulkan (Bennett, 1995).

Pengguna bertindak sebagai pakar aplikasi danpenyumbang kepada data dan maklumat yangdiperlukan. Maklumat dapat diklasifikasikansebagai ruangan dan bukan ruangan. Jikadiperincikan, ruangan terdiri daripada datageometrik dan deskriptif yang merupakan data-data lokasi, topologi dan tematik. Manakalamaklumat bukan ruangan dapat dikelaskankepada maklumat umum yang tidak berkaitdengan ruangan secara terus seperti gayahidup, rekod penduduk, data kesihatan dll.Pengguna perlu menyusun data dan maklumattersebut secara sistematik dan khusus bagimenyokong matlamat sesuatu pembuatankeputusan.

Manakala perkakasan dan perisian perludigabungkan secara perkaitan longgar (loosecoupling) atau perkaitan ketat (tight coupling).Antara perisian GIS terkini yang kerapdigunakan ialah ArcInfo, MapInfo, Idrisi, SPAN,ArcView dan Atlas. Masing-masing perisianmempunyai bahasa pengaturcaraan tersendiriyang boleh digunakan untuk membina modelperkaitan ketat. Bagi perkaitan longgar bahasa-bahasa pengaturcaraan lain seperti VisualBasic, C++, Pascal atau VBScripts bolehdigunakan bagi membentuk modul-modulpenghubung. Perkakasan yang terlibat mungkinberpangkalan di atas medan komputer stesenkerja atau komputer peribadi bergantung kepadajenis perisian yang digunakan. Pokoknya setiapdaripada perkakasan tersebut mampumenggerakkan perisian yang digunakan secaraberkesan.

Rekabentuk konsep sistem SDSS secaraperkaitan longgar disentuh oleh Keenan (1997).Menurut beliau SDSS adalah cabang daripadaDSS tetapi menggunakan GIS sebagai penjana.GIS dipilih kerana keupayaan memproses danberhubung dengan data-data ruangan danbukan ruangan sekali gus. Perisian GISberfungsi sebagai pusat memproses keperluan-keperluan pengguna. Komponen luarandikaitkan bagi menyokong pemerosesan.Komponen ini mungkin terdiri daripada model-model perisian daripada sistem-sistem aplikasitertentu. Keenam (1997) mencadangkanrekabentuk SDSS seperti Rajah 2.6.

Page 18: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

i. data digital – tukar data daripada analogkepada digital/ seragamkan data/ createtopology/ simpan dalam pangkalan datasedia ada/ Senang diurus/ manageable/small space require/ direct editing/diseragamkan semasa persembahan/

ii. analisis data reclass-change the attributewithout considering the spatial context ofthe feature/ tindanan- how features on onelayer relate to features on another layer./kejiranan / kedekatan-distance and buffer

iii. persembahan data and cursor query(i) According to analisis-kempat-empatnya

2D-3D graf dll export to the file eg html/gif

iv. networking assistant

Sumber: Keenam (1997)Rajah 2.6: Cadangan rekabentuk sistem SDSS dengan menggabungkan model-model

luaran dengan GIS

Penutup

GIS adalah antara teknologi terkini yangberkembang pesat khususnya dalam sektorpengurusan dan perancangan gunatanah.Perkembangan teknologi ini banyakdipengaruhi oleh permintaan daripada pelbagaisektor bagi mempercepatkan urusan masing-masing khususnya kepada yang banyakmenggunakan data-data ruangan dalam prosespembuatannya. Memandangkan GIS adalahberbentuk penyokongan di peringkatpenggunaan, maka tidak hairanlah ianya kerapdikaitkan dengan membuat keputusan.

1. Bernhardsen, TorGeographic InformationSystems: an introduction.West Susex: John Wiley & Sons, 2002ISBN 0471419680

2. Clarke, Keith CGetting Started WithGeographic InformationSystems. Eaglewood Cliffs,N.J. Prentice Hall, 2000.ISBN 0130168297

3. Community ParticipationInformation Systems.London: Taylor & Francis, 2002.ISBN 0415237521

4. Fotheringham, StewartQuantitative Geographic:perspectives on spatialdata analysis. London:Sage Publication, 2000.ISBN 076195948

5. Geographic InformationSystems and Science.West Sussex,: John Wiley &Sons, 2000.ISBN 0471892750

6. Lo, C.P. Concepts andTechniques in GeographicInformation Systems.Eaglewood Cliffs., N.J.:Prentice Hall, 2002.ISBN 0130804274

7. Past Time Past Place: GISFor History. EnvironmentalSystem Research, 2002.ISBN 1589480325

8. Spatial Data Quality.London: Taylor & Francis,2002.ISBN 0415258359

BUKU-BUKU BERKAITAN SISTEM MAKLUMAT GEOGRAFI DI PASARAN

Page 19: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

THE EFFECT OF SCANNING RESOLUTION TOWARDS THECONSTRUCTION OF DIGITAL SURFACE MODEL

byJasmee Jaafar & Nor Zuraini Abdul Rahim

UiTM, Shah Alam

INTRODUCTION

Conventional methods that employ survey andcartographic digitising to derive digitalinformation about the earth’s surface for largeareas are too expensive, labour intensive andtime consuming to supply the quantities of datarequired by the commercial sector and mappingagencies. Advances in the collection of accurateground data, in the derivation of information fromdigital aerial photographs, in the spatialresolution of airborne and space-borne sensors,in digital photogrammetric system have allcontributed to increased use of Digital SurfaceModel (DSM) in Geographic Information System(GIS) applications.

A DSM represents surface and above-surfacefeatures, and is thus an important tool for themany application involved in the description,analysis and management of the naturalenvironment. A diversity of application exploitingDSMs is now emerging, for example,establishment of 3D data bases, architectural,civil engineering and military applications urbanand suburban modelling and the developmentof inter-visibility models for military andtelecommunications projects.

The availability of high quality digital aerialphotographs and high-resolution space imagerycoupled with increased demands for spatial dataare driving research into automated constructionof 3C-city models and the derivation of accurateDigital Elevation Model (DEM). With theadvancement in computer software couple withthe state-of-art computing technology,processing of ‘huge’ digital data are now possiblewith high accuracy and all this contributestowards the development of digitalphotogrammetry.

DESCRIPTION OF THE DATASET

The imagery was provided by the Departmentof Survey and Mapping, Malaysia (JUPEM) inthe form of color aerial photographs at a scaleof 1: 10 000. The photographs were scanned atvarious resolutions. The resolution adopted forthis study are 25, 50, 150 and 200�m.

The study area comprises of vegetation withvarying heights and situated on a relativelyundulated terrain. In this study, 350 groundcheckpoints were gathered using Kern PG-2stereo plotter and the distribution of the pointsare depicted in Figure 1. The positions ofcheckpoints are random by selectedrepresenting vegetations and ground heights forthe study area. These checkpoints are used inthe quantitative assessment using Root MeanSquare Error (RMSE) method.

Figure 1: The distribution of checkpoints

METHODOLOGY

Figure 2 and Figure 3 outline the stagesinvolved in the preparation of the digitalimages at various resolutions. Referring toFigure 2, the aerial photos are scannedusing the Digital Scanning Workstation(DSW 500) at various resolution beforeutilizing the digital photogrammetrictechniques in gathering the surface points.

The ‘huge’ volume of points gathered using thedigital photogrammetric approached areexported to the ARC/INFO GIS environment.

Page 20: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Figure 4 shows the scanned images at 25, 100and 200�m respectively. From Figure 4, it canbe seen that the effect of scanning resolutioncan hardly be detected visually. However, it isknown that scanning resolution is one of themajor factors effecting the construction of DSMusing the digital photogrammetric approach(Dequal et al. 1996). Therefore, in this study,the constructed DSMs are assessed quantitativeand qualitatively using the gathered checkpoints.

Figure 4: Aerial photos scanned at 25, 100 and 200�m

RESULTS

The quantitative assessment for the constructedDSM is based upon the Road Mean SquareError (RMSE) as computed using equation I(Gao 1997).

Where n in the number of checkpoints; H isthe heights at checkpoint i and H, is the derivedheight (DSM) at the same position.

The accuracy plot for the constructed DSMs atvarious scanning resolutions using checkpointsgathered on the ground surface is depicted inFigure 4.

Referring to Figure 4, it is shown that the RMSEfor the constructed DSMs increases steadily asthe scanning resolution increases . The numberof ground surface checkpoints used for thecomputation of RMSE is 190. From Figure 4 itcan be seen that the RMSE for the constructedDSMs increases gradually from 3.34m to 3.80mfor scanning resolution af 25�m to 200�mrespectively. Similar findings are also reportedby other researches (Gao 1997, Jaafar andPrietmall 1999, Abdul Rahim 2001) Referring toFigure 4, the increment in RMSE from 25�m to200�m scanning resolution is approximately �10.46m Therefore, it is noted that the scanningresolution has an effect on the constructed DSMDSM. However, there are also other factorsaffecting the quality of DSM such as the qualityof DSM such as the quality of the image, textureand signal –to-noise-ratio (Krau 1993).

Figure 5 shows the RMSE plot for theconstructed DSMs using 160 checkpointsgathered on vegetation ‘tops’. Referring toFigure 5, in general the RMSE for theconstructed DSMs also increases as thescanning resolution increases. In this case, theRMSE increases from 3.1m to 4,75m for

Figure 2: Preparation of digital images at various resolution and the collection of ‘matching’ points for each scanning resolution

Figure 3: DSM construction and ecaluation within ARC/INFO GIS

200�m25�m 100�m

Page 21: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

scanning resolution of 25�m to 200�m. Theincrement in RMSE is approximately � 1.65mm.Higher value in the computed RMSE comparedto the previous (Figure 4) might be due to theerror in the ‘image matching’ process in heightdetermination for canopy areas.

Figure 6 shows the qualitative assessment forthe derived DSM using contour plots. Contoursderived from constructed DSM using digitalphotogrammetric techniques (24�m) are superimposed on contours derived from PG-2stereoplotters. In general it is found that themismatched between the contours aresignificant but the ‘shape’ portrayed are in ‘goodagreement’. This Shows that, the constructedDSMs using digital photogrammetric techniquedo preserved the caricature for the area tocertain extent.

It should be noted that, even thought the RMSEfor the constructed DSMs can be consideredlarger than the accuracy achieved using theconventional approach, nevertheless the derivedheights from the DSMs could be of high valuetowards the production of small scaletopographic maps (scale of 1:20 000 or more).

Figure 6: Qualitative assessment based on contour plots

In general, the following points are noted basedon the analysis carried out in this study:

�������Accuracy of the constructed DSMs increasesas the scanning resolution increased;

�� � �The RMSE of the constructed DSMs arebetween � 3m to � 4m for scanningresolution of 25�m to 200�m.

�����The accuracy or the constructed DSM is within the allowable tolerance for small

scale topographic map production (where thepublished contour interval is more than10m).

�� � �Construction of DSM using the digitalphotogrammetric technique requires lesstime compared to the conventionalphotogrammetric approach, and

�� � �The possibility of constructing DEM byremoving the above surface features foundon the DSM is possible using the adequateground height information derived from theKern PG-2 stereo plotter. However, furtherstudies need to be carried out to support thisclaimed.

CONCLUSION

The method of constructing DSMs at variousscanning resolutions using the digitalphotogrammetric approached has been outlined.The accuracy of the derived DSMs is assessedquantitatively and qualitatively, and criticallydiscussed . The issues of its usage towards theproduction of small scale topographic maps arediscussed and the related experimental resultsare shown.

Page 22: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

ATLAS KEBANGSAAN MALAYSIA

OlehTuan Hj. Ismail bin Mohd Yusuf

JUPEM

Atlas Kebangsaan Malaysia merupakan satukompilasi peta yang menunjukkan data spatialyang komprehensif bagi Malaysia untuk dirujukbagi tujuan perancangan dan membuatkeputusan. Maklumat yang dipaparkan tidakterhad kepada geografi dan infrastruktur sahajamalah meliputi alam sekitar, konflik sosial dansebagainya.

Tujuan penerbitan Atlas Kebangsaan secaratradisinya adalah sebagai duta kebudayaan.Matlamatnya adalah untuk memperbaikipengetahuan terhadap peta danpenggunaannya serta cirinya, penyediaaninventori data spatial dan inventori saintifik bagimemulakan penyelidikan. Kini tujuan AtlasKebangsaan telah berkembang yang mana kiniianya digunakan untuk penyebaran maklumat,pendidikan, penyelidikan dan perancangan,sumber rujukan bagi pelancong dan satupelaburan.

Pada masa kini, terdapat beberapa atlas umumyang telah diterbitkan oleh syarikat dan agensitertentu yang berada dalam pasaran untukkegunaan pembelajaran dan awam. AtlasKebangsaan bagi negara Malaysia telahditerbitkan pada tahun 1977 dengankandungannya yang terhad dan penekanannyakepada Semenanjung Malaysia sahaja. AtlasKebangsaan yang terulung itu telah diterbitkandengan kerjasama Dewan Bahasa danPustakaa (DBP) dan Jabatan Ukur danPemetaan Malaysia (JUPEM) . Pada ketika itukepekaan mengenai keperluan dan penggunaanatlas amat rendah di mana sekolah-sekolahmenggunakan Atlas Kebangsaan sebagaibahan rujukan untuk pengajaran. Lagipun matapelajaran geografi bukan merupakan teras disekolah. Cuma atlas dunia yang digunakansebagai alternatif rujukan.

Sehingga sekarang tidak ada pihak sama adaswasta mahupun agensi Kerajaan yangberusaha untuk mengemaskini danmenerbitkan Atlas Kebangsaan yang barubersesuaian dengan pembangunan negara.

Malaysia sebagai sebuah negara yang sedangmenuju ke arah negara maju menjelang tahun2020, pastinya memerlukan banyakperancangan, pembangunan, kajiselidik,pembelajaran dan rujukan yang melibatkandata-data geografi yang komprehensif.Berdasarkan kepada keperluan masakini sertafaedah-faedah yang akan diperolehi, sudahsampai masanya JUPEM selaku agensipeneraju penerbitan peta-peta Malaysiamengambil inisiatif untuk menerbitkan sebuahatlas yang komprehensif bagi keperluan negarayang sedang pesat membangun.

Langkah awal adalah dengan melaksanakanProjek Sistem Maklumat Atlas Kebangsaan(NAIS) sebagai platfom kepada penyediaanAtlas Kebangsaan Malaysia. Melalui NAIS,JUPEM dapat menerbitkan Atlas KebangsaanElektronik dalam bentuk Multimedia CD ROMdan cetakan peta berwarna mengikut tema atlas.Atlas Kebangsaan ini juga akan memberipelbagai manfaat seperti mengadakanmaklumat geografi yang komprehensif dalambentuk digital dan dapat mempelbagaikanproduk Atlas Kebangsaan dengan menerbitkanproduk sampingan seperti Atlas untuk sekolahserta menyediakan sumber data spatial bagimendukung projek Multimedia. AtlasKebangsaan ini kelak akan berupayamelaksanakan fungsi-fungsi kartografi danmempunyai fungsi naratif seperti berikut:

i. ‘scrolling’ kawasan peta yang dipaparkan

ii. perubahan skala dengan keupayaanpengitlakan

iii. dapat membuat perbandingan antaraelemen peta

iv. animasi ciri-ciri pilihan

v. penentuan jarak dan keluasan kawasanatas peta

vi. penentuan lokasi sesuatu elemen peta,dan

vii. memaparkan maklumat melalui ‘multiplewindows’

Page 23: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng

Pelancaran E-map Kuala Lumpur pada 2 Julai2001 merupakan satu usaha JUPEM untukmemperkenalkan peta elektronik multimediayang memaparkan visualisasi maklumatgeografi secara interaktif dan dinamik daripelbagi perspektif. Ini diikuti dengan penerbitanbeberapa siri E-map bagi negeri Kelantan danSelangor. E-map ini berkonsepkan AtlasKebangsaan Malaysia dengan tambahan ciripanorama 360 darjah dan elemen kunjunganmaya yang boleh mengggambarkanseolah-olah berada di lokasi.

Diharapkan dengan penerbitan AtlasKebangsaan kelak akan dapat merangsangorang ramai dalam mengenali dan menghayatiidentiti nasional melalui maklumat-maklumatyang terkandung di dalamnya.

Seperti mana yang diterangkan pada awalkertas kerja ini Malaysia belum lagi mempunyaiAtlas Kebangsaan yang komprehensif yangboleh digunakan untuk pembelajaran dankajiselidik serta kegunaan umum. Sebuah AtlasKebangsaanyang diterbitkan oleh Dewan

Tuan Haji Ismail bin Mohd Yusof sedang memberipenjelasan berhubung peta elektronik multimedia.

Salah seorang pengunjung sedang melayar e-mapsewaktu mengunjungi pameran Sempena Hari TerbukaJUPEM Kelantan.

Dato’ Hamid bin Ali, Ketua Pengarah dan PemetaanMalaysia dan Abdul Kadir bin Taib, Pengarah UkurBahagian (Pemetaan) telah sudi meluangkan masamelawat pameran Sempena Hari Terbuka JUPEMKelantan.

swasta pula kandungannya hanya tertumpukepada sasaran pembelajaran sekolah-sekolahrendah dan menengah sahaja.

Berdasarkan kepada keperluan masakini sertafaedah-faedah yang akan diperolehi, makasudah sampai masanya JUPEM mengambilinisiatif untuk menerbitkan sebuah AtlasKebangsaan yang komprehensif bagi keperluannegara yang sedang pesat membangun.Penerbitan Atlas Kebangsaan melalui NAISadalah berselarian dengan hasrat kerajaandalam membangun dan memajukan teknologimaklumat.

NAIS berupaya untuk berkembang seiringdengan perkembangan teknologi maklumatdengan membekalkan data-data yang bolehditerima, tepat lagi terkini dan seterusnyamenyokong pembangunan aplikasi KerajaanElektronik di dalam merealisasikanMultimedia Super Corridor (MSC) ke arahwawasan 2020.

Bahasa dan Pustaka pada 1977 sudah tidakkemaskinidan kandungannya yang terhad danpenekanannya kepada Semenanjung Malaysiasahaja. Atlas-atlas yang diterbitkan oleh pihak

Page 24: buletingis 1 2002 - jupem.gov.my · sumbangan Tuan Hj. Ismail bin Mohd. Yusof daripada JUPEM. Di samping itu, Buletin GIS pada kali ini turut menampilkan artikel sumbangan Dr. Teng