Sistem Informasi Geografis (bahasa Inggris: Geographic Information System disingkat GIS) adalah sistem informasi khusus yang mengelola data yang memiliki informasi spasial (bereferensi keruangan). Atau dalam arti yang lebih sempit, adalah sistem komputer yang memiliki kemampuan untuk membangun, menyimpan, mengelola dan menampilkan informasi berefrensi geografis, misalnya data yang diidentifikasi menurut lokasinya, dalam sebuah database. Para praktisi juga memasukkan orang yang membangun dan mengoperasikannya dan data sebagai bagian dari sistem ini. Teknologi Sistem Informasi Geografis dapat digunakan untuk investigasi ilmiah, pengelolaan sumber daya, perencanaan pembangunan, kartografi dan perencanaan rute. Misalnya, SIG bisa membantu perencana untuk secara cepat menghitung waktu tanggap darurat saat terjadi bencana alam, atau SIG dapat digunaan untuk mencari lahan basah (wetlands) yang membutuhkan perlindungan dari polusi.

Pada awalnya area pemanfaatan SIG hanyalah dalam bidang teknika dan militer, namun kini sistem informasi ini juga dikembangkan untuk mendukung analisis sosial-budaya dan ekonomi. Saat ini SIG telah lazim dipergunakan dalam bidang transportasi dan navigasi, telekomunikasi, kesehatan, pendidikan, pariwisata, perbankan dan pemasaran.

Dari paparan di atas, rasanya sub-judul ini tidak mengada-ada bahwa sistem informasi geografis pun bisa dimanfaatkan oleh dan untuk petani. Untuk membangun SIG pertanian sangat dimungkinkan karena syarat-syarat geografis jelas bisa terpenuhi. Lokasi lahan pertanian bisa diubah menjadi data alamat atau data koordinat yang berguna dalam penentuan titik lokasi pada peta. Tentu dibutuhkan pula data-data lainnya seperti misalnya jenis komoditas pertanian, luas lahan, kuantitas dan kualitas hasil panen, pasar terdekat atau pasar yang paling potensial dan tingkat harga pada waktu tertentu.

Layanan lain yang jauh lebih pintar adalah kemampuan aplikasi-aplikasi SIG untuk melakukan analisa. Dengan penggabungan beberapa jenis data yang relevan, dapat diperoleh analisa mengenai suatu permasalahan atau potensi. Hasil analisa tersebut bisa dimanfaatkan sebagai rekomendasi atau dasar pengambilan keputusan yang mencakup perencanaan, pengelolaan atau penentuan kebijakan, baik oleh instansi pemerintah, swasta maupun masyarakat umum.

            Saat ini sudah banyak sekali berbagai macam sistem yang dapat anda gunakan untuk membantu dalam menyelesaikan aktivitas anda salah satunya adalah aktivitas di pertanian. This merupakan salah satu sistem informasi yang dapat digunakan untuk menyimpan mengolah memasukkan menganalisis kembali serta menghasilkan data bereferensi geografis ataupun data geospasial. GIS kepanjangan dari geographical Information System. Adanya sistem ini dapat membantu anda dalam bidang pertanian. Adapun beberapa manfaat GIS dalam bidang pertanian adalah sebagai berikut.

Manfaat GIS dalam bidang pertanian

1. Digunakan untuk pemantauan budidaya pertanian

GIS dapat digunakan untuk membantu mengelola sumberdaya pertanian dan perkebunan seperti luas kawasan untuk tanaman, pepohonan, atau saluran air. GIS dapat digunakan untuk pemantauan dalam tahap budidaya tanaman seperti dalam menetapkan masa panen, mengembangkan sistem rotasi tanam, dan melakukan perhitungan secara tahunan terhadap kerusakan tanah yang terjadi karena perbedaan pembibitan, penanaman, atau teknik yang digunakan dalam masa depan. GIS membantu neginventarisasi data – data lahan perkebunantebu menjadi lebih cepat dianalisis, seperti pada proses pembibitan, proses penanaman yang dapat dikelola oleh pengelola kebun.

Sebagai contoh dengan penggunaan aplikasi GIS kita dapat mengetahui keadaan tanaman, parameter tanah, informasi mengenai lingkungan tumbuh di lapang, mendeteksi pertumbuhan tanaman, kadar air tanah dan tanaman, hama dan penyakit tanaman, pemetaan sumber daya, irigasi, mengetahui kebutuhan pupuk, menentukanposisi lahan, monitoring lingkungan, dan lain sebagainya. GIS juga dapat digunakan untuk membuat peta persebaran tanaman pangan dalam suatu wilayah, peta persebaran komoditi hortikultura, jenis tanah, dan lain sebagainya.

Dalam bidang perkebunan, SIG dapat digunakan untuk menentukan pola pertanaman tanaman perkebunan seg=hingga didapatkan tatanan tanaman yang baik dan sesuai dengan kondisi lahan sebenarnya. Sehingga lahan dapat digunakan seefisien mungkin sesuai dengan kapasitas lahan tersebut.

• Digunakan untuk pengendalian hama dan penyakit

Penerapan SIG pada bidang pertanian dan khususnya pada bidang Hama dan Penyakit Tumbuhan. Contohnya adalah pemetaan penyebaran penyakit di beberapa wilayah baik itu penyakit lama atau merupakan penyakit baru sehingga dengan pemanfaatan GIS dapat dilakukan pencegahan. Dalam bidang Hama dan Penyakit Tumbuhan, penerapan GIS dilakukan untuk melaksanakan pengendalian secara dini yang bersifat kewilayahan. Dengan pemanfaatan GIS serangan akan adanya penyakit dapat lebih diantisipasi.

Contohnya adalah pemetaan penyebaran penyakit di beberapa wilayah baik itupenyakit lama atau merupakan penyakit baru sehingga dengan pemanfaatan GIS dapatdilakukan pencegahan. Dalam bidang Hama dan Penyakit Tumbuhan, penerapan GISdilakukan untuk melaksanakan pengendalian secara dini yang bersifat kewilayahan. Dengan pemenfaatan GIS serangan akan adanya penyakit dapat lebih diantisipasi

• Digunakan untuk menentukan sumber daya air

GIS bukan sebuah sistem yang mampu membuat keputusan secara otomatis. GIS hanya sebuah sarana untuk mengambil data, menganalisanya, dari kumpulan data berbasis pemetaan untuk mendukung proses pengambilan keputusan. Teknologi GIS irigasi dapat membantu berbagai kegiatan pekerjaan seperti keputusan luas tanam aman berdasarkan informasi debit, membantu memecahkan masalah yang berkatan dengan kekeringan, atau keputusan tentang lokasi jaringan irigasi mana yang perlu direhabilitasi. GIS juga bisa digunakan untuk membantu meraih keputusan mengenai lokasi bendung baru yang memiliki sedikit mungkin dampak lingkungan atau minimal dalam pembebasan lahan pemukiman, berada di lokasi yang memilki resiko paling sedikit, dan berada pada posisi topografi yang optimal untuk mengairi arel yang paling luas.

Rice Irrigation Management System (RIMS) di Tanjung Karang,  Malaysia Sistem ini dikembangkan oleh Eltaeb Saeed, Rowshon, M.K., Amin, M.S.M. Tujuanpembangunan RIMS yang didukung teknologi GIS (Geographic Information System)adalah untuk melakukan efisiensi penggunaan air dan meningkatkan produktifitaslahan pertanian. Teknologi GIS berfungsi untuk menyimpan data ke dalam basis data komputer sehingga memungkinkan untuk melakukan analisa wilayah geografi dalamhal ini wilayah yang dilalui saluran irigasi. Kemampuan sistem RIMS yangmenggunakan teknologi GIS dapat mengembangkan manajemen air dengan baik.Sistem RIMS diterapkan di wilayah irigasi Tanjung Karang, Malaysia.

Perencanaan dan pengelolaan sumberdaya air yang baik mutlak diperlukan untuk menjaga kelestariannya. Untuk itu dipelukan informasi yang memadai yang bisa digunakan oleh pengambil keputusan, termasuk diantaranya informasi spasial. Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan teknologi spasial yang sedang berkembang saat ini. Sebagaian besar aplikasi SIG untuk pengelolaan sumberdaya air masih sangat kurang di negara Indonesia meskipun perkembangan SIG sudah maju pesat di negara-negara lain. Perencanaan dan pengelolaan sumberdaya air harus dilakukan terpadu mulai dari sumber air sampai dengan pemanfaatannya. Informasi secara spasial akan sangat membantu pada proses pengambilan keputusan dalam pengelolaan sumberdaya air.

• Digunakan untuk pemantauan produksi di bidang pertanian

Aplikasi GIS di bidang pertanian sangat dibutuhkan guna mendapatkan hasil produksi yang maksimal dan memuaskan. Aspek – aspek yang biasanya menggunakan aplikasi GIS adalah pada bagian pemetaan atau peletakan komoditas yang sesuai dengan keadaan lahan pertanian tersebut.

Peningkatan produksi dengan masukan bahan kimia yang rendah, seperti pemupukan, sangat diperlukan karena sejak tahun 1980 kegiatan pertanian untuk produksi pangan yang tidak terkontrol menjadi penyebab pencemaran lingkungan.  Sebagai contoh aplikasi pupuk nitrogen dan fosfor yang berlebihan menjadi penyebab terjadinya pemanasan global dan hujan asam.  Salah satu masalah utama yang dihadapi bagi kehidupan manusia adalah pencemaran air tanah oleh nitrogen nitrat.

Modeling produksi tanaman merupakan salah satu contoh aplikasi SIG di bidangpertanian . Permodelan dengan menggunakan SIG menawarkan suatu mekanismeyang mengintegrasikan berbagai jenis data (biofisik) yang dikembangkan ataudigunakan dalam penelitian pertanian. Monitoring kondisi tanaman pertaniansepanjang musim tanaman serta prediksi potensi hasil panen berperan penting dalam menganalisis produksi musiman. Informasi hasil panen yang akurat dan terkini sangatdibutuhkan oleh departemen pertanian berbagai negara.

Aplikasi GIS juga sangat membantu dalam memantau keadaan – keadaan di sekitar wilayah pertanian tersebut, misalnya dalam mengetahui wilayah – wilayah yang terserang hama atau penyakit, wilayah – wilayah yang telah siap diproduksi Pemantauan ini dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan aplikasi dengan sistem monitoring.

• Digunakan untuk melihat kerusakan lahan

Dengan mengetahui kerusakan kerusakan lahan yang ada sebelum anda melakukan penanaman dapat mengurangi kegagalan ketika anda melakukan cocok tanam. Kerusakan lahan ini biasanya dikarenakan banyaknya hama atau juga karena berbagai hal lain seperti bencana alam, namun ada satu bencana alam yang justru dapat menambah kesuburan tanah dalam pertanian yaitu vulkanik, karena manfaat tanah vulkanik atau tanah yang kena abu vulkanik ini akan lebih menjadi subur dan gembur. 

• Digunakan untuk menilai resiko usaha pertanian

GIS dapat digunakan untuk membantu mengelola sumberdaya pertanian dan perkebunan skala kawasan yang luas secara optimal dengan resiko gagal tanam dan gagal panen minimum. GIS menetapkan masa tanam yang tepat, memprediksi masa panen, mengembangkan sistem rotasi tanam, dan melakukan perhitungan secara tahunan terhadap debit, curah hujan dan scenario pola tanam dan jenis tanam yang paling menguntungkan secara ekonomi dan teknis.

Dalam teknologi pangan, GIS dapat digunakan untuk memetakan keberadaan tanamanpangan. Aplikasi GIS yang digunakan dalam teknologi pangan diantaranya adalahfoodtrace dan quality trace. Aplikasi ini telah dikembangkan oleh THailand. Denganaplikasi ini kita dapat memperoleh informasi mengenai bahan baku suatu produk baik itu dari segi mutu dan asal bahan baku. Di Thailand, salah satu perusahaanpengalengan jagung menggunakan aplikasi ini untuk mencantumkan informasi bahanbaku dan ada kode-kode yang dapat dicek oleh konsumen untuk mengetahui asalbahan baku. Selain itu, GIS juga dapat dipergunakan untuk memetakan ketahananpangan suatu wilayah berdasarkan data-data yang dimasukkan dalam GIS.

Penilaian risiko bisnis dilakukan dengan mengukur nilai penyimpangan yang terjadi.  Menurut (Anderson et al., 1977; Elton dan Gruber, 1995; dan Fariyanti, 2008) terdapat beberapa ukuran risiko di antaranya adalah nilai varian (variance), standar deviasi (standard deviation), dan koefisien variasi (coefficient variation). Secara praktis pengukuran varian dari penghasilan (return) merupakan penjumlahan selisih kuadrat dari return dengan ekspektasi return dikalikan dengan peluang dari setiap kejadian (Elton dan Gruber, 1995). Sedangkan standar deviasi dapat diukur dari akar kuadrat dari nilai varian.  Sementara itu, koefisien variasi dapat diukur dari rasio standar deviasi dengan return yang diharapkan (expected return) dari suatu aset. Penghasilan (return) yang diperoleh dapat berupa pendapatan, produksi atau harga. Koefisien variasi menunjukkan variabilitas return dan biasanya dihitung sebagai nilai persentase. Jika data penghasilan yang diharapkan (expected return) tidak tersedia dapat digunakan nilai rata-rata return.

Pelaku bisnis termasuk petani harus berhati-hati dalam menggunakan varian dan standar deviasi untuk meperbandingkan risiko, karena keduanya bersifat absolut dan tidak mempertimbangkan risiko dalam hubungannya dengan hasil yang diharapkan.  Untuk membandingkan aset dengan return yang diharapkan, pelaku bisnis atau petani dapat menggunakan koefisien variasi.  Nilai koefisien variasi merupakan ukuran yang sangat tepat bagi petani sebagai pengambil keputusan dalam memilih salah satu alternatif dari beberapa kegiatan usaha untuk setiap return yang diperoleh.  Dengan menggunakan ukuran koefisien variasi, perbandingan di antara kegiatan usaha sudah dilakukan dengan ukuran yang sama, yaitu risiko untuk setiap return.

• Digunakan untuk membantu dalam penetapan masa panen

Manfaat yang dapat anda dapatkan Ketika anda menggunakan aplikasi GIS dalam bidang pertanian adalah Anda dapat dengan mudah menentukan penetapan masa panen pada tanaman yang anda tanam.

• Kajian biodiversitas bentang lahan untuk kegiatan pertanian berlanjut

Dalam aspek konservasi hutan dan keragaman hayati, menentukan area prioritas danhotspot dari keragaman hayati adalah hal paling mendasar. Aplikasi SIG untuk ini,baik di negara maju maupun di negara berkembang, sudah cukup banyak. Hutan tropis mempunyai peranan yang signifikan dalam perubahan iklim global. SIG merupakan alat yang sangat berguna dalam penelitian perubahan iklim, yaitu dalamhal pengorganisasian data, dalam bentuk basisdata global, dan kemampuan analisaspasial untuk pemodelan. Aplikasi SIG untuk penelitian perubahan iklim berkembangpesat, tetapi untuk negara berkembang masih sangat terbatas. Basisdata spasial akansemakin penting dalam hal mendukung pengambilan keputusan yang berkaitandengan pengelolaan hutan. Beberapa basisdata global yang mencakup area hutan tropis sudah tersedia, yaitu meliputi basisdata topografi, hutan tropis basah, iklimglobal, perubahan iklim global, citra satelit, konservasi dan tanah.

• Presisi pertanian

Pertanian Presisi (precision farming/PF) merupakan informasi dan teknologi pada sistem pengelolaan pertanian untuk mengidentifikasi, menganalisa, dan mengelola informasi keragaman spasial dan temporal di dalam lahan untuk mendapatkan keuntungan optimum, berkelanjutan, dan menjaga lingkungan.  Tujuan dari PF adalah mencocokkan aplikasi sumber daya dan kegiatan budidaya pertanian dengan kondisi tanah dan keperluan tanaman berdasarkan karakteristik spesifik lokasi di dalam lahan.  Hal tersebut berpotensi diperolehnya hasil yang lebih besar dengan tingkat masukan yang sama (pupuk, kapur, herbisida, insektisida, fungisida, bibit), hasil yang sama dengan pengurangan input, atau hasil lebih besar dengan pengurangan masukan dibanding sistem produksi pertanian yang lain. PF mempunyai banyak tantangan sebagai sistem produksi tanaman sehingga memerlukan banyak teknologi yang harus dikembangkan agar dapat diadopsi oleh petani.  PF merupakan revolusi dalam pengelolaan sumber daya alam berbasis teknologi informasi.

Pertanian Presisi (precision farming/PF ) merupakan informasi dan teknologi padasistem pengelolaan pertanian untuk mengidentifikasi, menganalisa, dan mengelolainformasi keragaman spasial dan temporal di dalam lahan untuk mendapatkankeuntungan optimum, berkelanjutan, dan menjaga lingkungan. Tujuan dari PF adalah mencocokkan aplikasi sumber daya dan kegiatan budidaya pertanian dengan kondisitanah dan keperluan tanaman berdasarkan karakteristik spesifik lokasi di dalam lahan.Pada saat ini banyak produsen tanaman menerapkan site-specific crop management (SSCM ). Pemantauan hasil secara elektronis (electronic yield monitoring) seringkalimenjadi tahap pertama dalam mengembangkan SSCM atau program PF. Data hasiltanaman yang presisi dapat digabungkan dengan data tanah dan lingkungan untuk memulai pelaksanaan pengembangan sistem pengelolaan tanaman secara presisi (precision crop management system).

PF  diprediksi pada geo-referencing, yaitupenandaan koordinat geografi untuk titik-titik pada permukaan bumi. Dengan global postioning system (GPS ) dimungkinkan menandai koordinat geografi untuk beberapaobjek atau titik dalam 5 cm, walaupun keakuratan dari aplikasi pertanian kisaranumumnya adalah 1 sampai 3 meter. GPS  adalah sistem navigasi berdasarkan satelityang dibuat dan dioperasikan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat. GPStelah terbukti menjadi pilihan dalam postioning system untuk  PF. Metode untuk meningkatkan keakuratan pengukuran posisi disebut koreksi diferensial atau DGPS (differential global postiong system). Perangkat keras yang diperlukan adalah GPS receiver, differential correction signal receiver, GPS antenna, differential correctionantenna, dan computer/monitor interface.

PF sebagai teknologi baru yang sudah demikian berkembang di luar Indonesia perlu segera dimulai penelitiannya di Indonesia untuk memungkinkan perlakuan yang lebih teliti terhadap setiap bagian lahan sehingga dapat meningkatkan produktivitas dengan meningkatkan hasil, menekan biaya produksi dan mengurangi dampak lingkungan.  Maksud tersebut dapat dicapai dengan PF melalui kegiatan pembuatan peta hasil (yield map), peta tanah (soil map), peta pertumbuhan (growth map), peta informasi lahan (field information map), penentuan laju aplikasi (variable rate application), pembuatan yield sensor, pembuatan variable rate applicator, dan lain-lain. Penggabungan peta hasil, peta tanah, peta pertumbuhan tanaman menghasilkan peta informasi lahan (field information map) sebagai dasar perlakuan yang sesuai dengan kebutuhan spesifik lokasi yaitu dengan diperolehnya variable rate application.  Pelaksanaan kegiatan ini akan lebih cepat dan akurat apabila sudah tersedia variable rate applicator.

PF diprediksi pada geo-referencing, yaitu penandaan koordinat geografi untuk titik-titik pada permukaan bumi.  Dengan global postioning system (GPS) dimungkinkan menandai koordinat geografi untuk beberapa objek atau titik dalam 5 cm, walaupun keakuratan dari aplikasi pertanian kisaran umumnya adalah 1 sampai 3 meter.  GPS adalah sistem navigasi berdasarkan satelit yang dibuat dan dioperasikan oleh Departemen Pertahanan Amerika  Serikat.  GPS telah  terbukti  menjadi  pilihan  dalam  postioning  system untuk PF.  Metode untuk meningkatkan keakuratan pengukuran posisi disebut koreksi diferensial atau DGPS (differential global postiong system).  Perangkat keras yang diperlukan adalah GPS receiver, differential correction signal receiver, GPS antenna, differential correction antenna, dan computer/monitor interface.