Penerapan Hybrid Hierarchical Clustering Via Mutual Cluster dalam Pengelompokan Kabupaten di Jawa Timur Berdasarkan Variabel Sektor Pertanian

Transkripsi

1 SEMINAR TUGAS AKHIR 2011 Penerapan Hybrid Hierarchical Clustering Via Mutual Cluster dalam Pengelompokan Kabupaten di Jawa Timur Berdasarkan Variabel Sektor Pertanian Dosen Pembimbing : Santi Wulan Purnami, M.Si.,Ph.D Dra.Wiwiek Setya Winahju, M.S Oleh : Dini Mariyani ( )

2 SEMINAR TUGAS AKHIR 2011 Pokok Bahasan PENDAHULUAN TINJAUAN PUSTAKA METODOLOGI ANALISIS DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN

3 PENDAHULUAN Latar Belakang Ekspor Sektor Pertanian Jawa Timur Persaingan Pasar Internasional Keunggulan Komoditas di Wilayah Kabupaten Produktifitas Sub Sektor Pertanian Chipman dan Tibshirani (2006) : hybrid hierarchical clustering via mutual cluster Analisis pengelompokan Nugroho (2010) : hierarchical custering dengan metode ward s

4 PENDAHULUAN Permasalahan Bagaimana karakteristik kondisi sektor pertanian di tiap kabupaten di Jawa Timur? Bagaimana pengelompokan kabupatenkabupaten di Jawa Timur berdasarkan variabel sektor pertanian?

5 PENDAHULUAN Tujuan Mendapatkan karakteristik hasil produksi komoditi sektor pertanian tiap kabupaten di Jawa Timur. Mengelompokkan kabupaten-kabupaten di Jawa Timur berdasarkan kesamaan variabel sektor pertanian.

6 PENDAHULUAN Batasan Masalah Penelitian ini hanya mencakup variabel sub sektor tanaman bahan pangan, perkebunan, perikanan, dan perternakan.

7 PENDAHULUAN Manfaat Tambahan informasi bagi Pemerintah di masing-masing kabupaten di Jawa Timur mengenai kondisi dan potensi komoditi dalam sektor pertanian.

8 TINJAUAN PUSTAKA Pengelompokan Hirarki (Hierarchical Clutering) Pengelompokan hirarki metode pengelompokan yang didesain berdasarkan jarak antar objek dimana jumlah kelompok tidak diketahui sebelumnya. Pengelompokan hirarki terdiri dari dua prosedur, yaitu agglomerative dan divisive. Metode aglomeratif berawal dari objek individual sampai semua subgroup tergabung dalam suatu kelompok tunggal. Objek-objek yang paling banyak memiliki kesamaan adalah yang pertama dikelompokkan, dan ini sebagai grup awal. Tahapan pengelompokan dengan metode agglomerative : 1. Menghitung jarak antar obyek 2. Menentukan pasangan kelompok yang memiliki jarak terdekat 3. Menghitung kembali jarak berdasarkan metode penggabungan yang dipakai baik pada obyek yang sudah dan belum membentuk kelompok 4. Menentukan kembali pasangan kelompok yang memiliki jarak terdekat 5. Mengulangi tahapan (2) - (4) sampai n-1 obyek (Johnson dan Wichern, 2002)

9 TINJAUAN PUSTAKA Beberapa teknik pengelompokkan dalam agglomerative (bottom-up): Single Linkage : Metode ini menggunakan aturan jarak minimum antar kelompok. Complete Linkage : Metode ini menggunakan aturan jarak maksimum antar kelompok. Average Linkage : d (ij)k = Centroid Linkage : n n j ni. n i j dk ( i, j) dki dkj d 2 ij ni n j ni n j ( ni n j ) Metode Ward : Metode ini meminimumkan peningkatan kriteria error sum of square (ESS). 1 N ij N k n i m j d ij (Johnson dan Wichern,2002)

10 TINJAUAN PUSTAKA Pengelompokan Non Hirarki (Non Hierarchical Clutering) Pengelompokan non hirarki metode pengelompokan yang betujuan mengelompokkan n obyek ke dalam k kelompok (k<n). Metode k-means salah satu prosedur pengelompokan non hirarki yang mengelompokkan obyek berdasarkan jarak terdekat ke pusat kelompok (means). Metode k-means disebut juga tree structured vector quantization (tsvq) Tahapan pengelompokan dengan metode k-means : 1. Mempartisi obyek sebanyak k cluster 2. Menghitung pusat cluster 3. Menghitung jarak masing-masing obyek dari pusat cluster 4. Menentukan obyek yang lebih dekat dengan pusat cluster 5. Jika obyek berpindah dari posisi awal (tahapan 1) maka pusat cluster harus ditentukan kembali 6. Mengulangi tahapan (2) - (4) sampai tidak ada lagi obyek yang berpindah posisi (Johnson dan Wichern, 2002)

11 TINJAUAN PUSTAKA Hybrid Hierarchical Clustering via Mutual Cluster Hybrid hierarchical clustering via mutual cluster metode hybrid clustering yang mengkombinasikan kelebihan dari bottom-up (agglomerative) dan top-down (tsvq). Mutual cluster sekelompok obyek dimana jarak terbesar antar obyek dalam kelompok lebih kecil daripada jarak ke obyek terdekat di luar kelompok. Tahapan hybrid hierarchical clustering via mutual cluster : 1. Melakukan pengelompokan secara bottom-up 2. Mengidentifikasi mutual cluster 3. Melakukan pengelompokan secara top-down dengan mutual cluster yang telah terbentuk tetap dipertahankan (Chipman dan Tibshirani, 2006)

12 TINJAUAN PUSTAKA Pemilihan Jumlah Kelompok Pengelompokan dapat dikatakan baik jika memiliki external homogeneity (S b )yang besar dan internal homogeneity yang kecil (S w ). dengan : S k = deviasi standar pada kelompok ke-k = rata-rata pada kelompok ke-k = rata-rata keseluruhan kelompok K = banyak kelompok (Bunkers dkk, 1996)

13 TINJAUAN PUSTAKA Sektor Pertanian Pertanian atau usahatani proses produksi di mana input alamiah berupa lahan dan unsur hara yang terkandung di dalamnya,sinar matahari serta faktor klimatologis (suhu,kelembaban udara,curah hujan,topografi, dsb) berinteraksi melalui proses tumbuh kembang tanaman dan ternak untuk menghasilkan output primer yaitu bahan pangan dan serat alam (Akhdaryani, 2003). Sektor pertanian mencakup sub sektor tanaman bahan makanan (tanaman pangan dan hortikultura), tanaman perkebunan, peternakan, kehutanan, dan perikanan.

14 METODOLOGI Sumber Data Data Sekunder Produksi Sektor Pertanian 2009 Kabupaten di Jawa Timur

15 METODOLOGI Variabel Penelitian Sub Sektor Tanaman Bahan Pangan Sub Sektor Perkebunan Sub Sektor Perternakan Sub Sektor Perikanan luas area panen padi (X 1 ), produksi padi (X 2 ), luas area panen jagung (X 3 ), produksi jagung (X 4 ), luas area panen ubi kayu (X 5 ), produksi ubi kayu (X 6 ), luas area panen kedelai (X 7 ), produksi kedelai (X 8 ), luas area panen kacang hijau (X 9 ), produksi kacang hijau (X 10 ) luas area panen jambu mente (X 11 ), produksi jambu mente (X 12 ), luas area panen kelapa (X 13 ), produksi kelapa (X 14 ), luas area panen kapuk randu (X 15 ), produksi kapuk randu (X 16 ) populasi sapi (X 17 ), populasi kambing (X 18 ), populasi domba (X 19 ), populasi ayam buras (X 20 ), populasi ayam petelur (X 21 ), populasi ayam pedaging (X 22 ), populasi itik (X 23 ), produksi daging sapi (X 24 ), produksi daging kambing (X 25 ), produksi daging domba (X 26 ), produksi daging ayam buras (X 27 ), produksi daging ayam pedaging (X 28 ), produksi daging itik (X 29 ), produksi telur ayam buras (X 30 ), dan produksi telur itik (X 31 ) Luas area pemeliharaan ikan (X 32 ), populasi ikan (X 33 )

16 METODOLOGI Langkah Analisis Menganalisis karakteristik kondisi sektor pertanian di Jawa Timur pada tahun 2009 dengan Statistika Deskriptif Melakukan pengelompokan kabupaten secara hybrid hierarchical clustering via mutual cluster, top-down clustering, bottom-up clustering Mendapatkan jumlah hasil pengelompokan yang terbaik Menganalisis hasil pembentukan kelompok Mendeskripsikan secara statistik untuk setiap kelompok kabupaten

17 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Deskripsi beberapa sub sektor tanaman bahan makanan di kabupaten-kabupaten Jawa Timur pada 2009 Variabel Minimum Kabupaten Maksimum Kabupaten Rata-rata Deviasi Standar Luas area panen padi (Ha) Pamekasan Jember Produksi padi (Ton) Pamekasan Jember Luas area panen jagung (Ha) 128 Sidoarjo Sumenep Produksi jagung (Ton) 418 Sidoarjo Tuban Luas area panen ubi kayu (Ha) 2 Sidoarjo Ponorogo Produksi ubi kayu (Ton) 25 Sidoarjo Ponorogo Luas area panen kedelai (Ha) 223 Situbondo Banyuwangi Produksi kedelai (Ton) 329 Situbondo Banyuwangi Luas area panen kacang hijau (Ha) 20 Kediri Sumenep Produksi kacang hijau (Ton) 21 Kediri Sumenep

18 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Deskripsi beberapa sub sektor perkebunan di kabupaten-kabupaten Jawa Timur pada 2009 Variabel Minimum Kabupaten Maksimum Kabupaten Rata-rata Deviasi Standar Luas area panen jambu mente (Ha) 7 Sidoarjo Sumenep Produksi jambu mente (Ton) 4 Sidoarjo 3744 Sampang Luas area panen kelapa (Ha) 873 Mojokerto Sumenep Produksi kelapa (Ton) 402 Mojokerto Sumenep Luas area panen kapuk randu (Ha) 193 Gresik Pasuruan Produksi kapuk randu (Ton) 47 Trenggalek 8224 Pasuruan Deskripsi beberapa sub sektor peternakan di kabupaten-kabupaten Jawa Timur pada 2009 Variabel Minimum Kabupaten Maksimum Kabupaten luas area pemeliharaan ikan (Ha) Trenggalek Gresik populasi ikan Magetan Sumenep Rata- Deviasi Rata Standar

19 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Deskripsi beberapa sub sektor peternakan di kabupaten-kabupaten Jawa Timur pada 2009 Variabel Minimum Kabupaten Maksimum Kabupaten Ratarata Deviasi Standar Populasi sapi potong Sidoarjo Sumenep Populasi kambing Bondowoso Trenggalek Populasi domba 2510 Bangkalan Bojonegoro Populasi ayam buras Bondowoso Blitar Populasi ayam petelur 1920 Sampang Blitar Populasi ayam pedaging Sampang Lumajang Populasi itik Sampang Blitar Produksi daging sapi (Ton) Magetan Sidoarjo Produksi daging kambing (Ton) Sampang Sidoarjo Produksi daging domba (Ton) Bangkalan Sidoarjo Produksi daging ayam buras (Ton) Ngawi Malang Produksi daging ayam pedaging (Ton) Nganjuk Sidoarjo Produksi daging itik (Ton) 3618 Madiun Tulungagung Produksi telur ayam buras (Ton) Bondowoso Blitar Produksi telur itik (Ton) Sampang Blitar

20 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Ada 6 mutual Cluster kabupaten-kabupaten Jawa Timur yang terbentuk dengan algoritma bottom-up Pacitan (1), Trenggalek (3) Tulungagung (4), Blitar (5) Kediri (6 ), Jombang (17) Situbondo (12), Probolinggo (13) Jember (9), Bojonegoro (22) Magetan (20), Pamekasan (28)

21 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pengelompokan hasil mutual cluster tidak terpecah dengan algoritma top-down Mutual cluster (1,3), (4,5), (6,17), (20,28), (9,22), dan (12,13) tetap tergabung dalam satu kelompok

22 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pemilihan jumlah kelompok terbaik akan dianalisis dengan tingkat similaritas yang diukur dengan varians dalam kelompok (S w ) dan varians antar kelompok (S b ) Jumlah kelompok terbaik diperoleh dengan melihat nilai S w seminimal mungkin dan nilai S b semaksimal mungkin. Kelompok S w S b

23 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pengelompokan kabupaten-kabupaten di Jawa Timur secara top-down Kelompok S w S b

24 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pengelompokan kabupaten-kabupaten di Jawa Timur secara bottom-up Kelompok S W S b

25 ANALISIS DAN PEMBAHASAN S w dan S b dengan jumlah kelompok sebanyak 8 yang merupakan jumlah kelompok optimal dari hasil hybrid hierarchical clustering via mutual cluster, bottom-up clustering, dan top-down clustering Metode S w S b Hybrid hierarchical clustering via mutual cluster Bottom-up clustering Top-down clustering

26 ANALISIS DAN PEMBAHASAN (a) Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Pacitan Ponorogo Tulungagung Malang Trenggalek Kediri Blitar Pasuruan Jombang Tuban (c) Sidoarjo Mojokerto Lamongan Kelompok 5 Kelompok 6 Kelompok 7 Kelompok 8 Lumajang Jember Banyuwangi Magetan Nganjuk Bojonegoro Bondowoso Pamekasan Madiun Sumenep Situbondo Bangkalan Probolinggo Ngawi Gresik Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Pacitan Ponorogo Trenggalek Tulungagung Bojonegoro Malang Kediri Jember Pasuruan Gresik Banyuwangi Sidoarjo Mojokerto Jombang Tuban Lamongan Pamekasan Kelompok 5 Kelompok 6 Kelompok 7 Kelompok 8 Blitar Lumajang Bondowoso Magetan Nganjuk Madiun Bangkalan Situbondo Probolinggo Ngawi Sampang Sumenep Sampang (b) Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Pacitan Magetan Tulungagung Malang Ponorogo Ngawi Blitar Bondowoso Trenggalek Bojonegoro Situbondo Kediri Tuban Probolinggo Lumajang Jember Mojokerto Jombang Nganjuk Madiun Lamongan Gresik Bangkalan Sampang Pamekasan Kelompok 4 Kelompok 5 Kelompok 6 Kelompok 7 Banyuwangi Pasuruan Sidoarjo Sumenep Kelompok Kabupaten-kabupaten di Jawa Timur dengan Hybrid Hierarchical Clustering via Mutual Cluster (a), Bottom-up Clustering (b), dan Topdown Clustering (c)

27 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Deskripsi karakteristik masing-masing kelompok secara hybrid hierarchical clustering via mutual cluster Kelompok Karakteristik yang dominan Karakteristik yang tidak dominan 1 produksi padi, luas area panen dan produksi ubi kayu, populasi domba, produksi daging populasi ayam petelur dan pedaging, serta produksi jambu mente kambing, domba, dan ayam buras 2 produksi kapuk randu, daging ayam pedaging, dan sapi 3 populasi kambing dan luas area pe-meliharaan populasi sapi potong ikan 4 produksi kelapa dan kedelai serta lu-as area 5 panen padi dan kedelai luas area panen kelapa, populasi ayam buras dan petelur, populasi itik, produksi telur ayam buras dan itik, serta produksi daging itik 6 populasi ayam pedaging luas area panen dan produksi ja-gung, luas area panen dan produksi kacang hijau, luas area 7 panen dan produksi jambu mente, luas area panen kapuk ran-du, serta populasi sapi dan ikan 8 populasi domba, ayam petelur dan pedaging, serta luas area panen dan produksi jambu mente luas area panen jambu mente, produksi ubi kayu, dan populasi domba populasi dan produksi telur ayam buras serta produksi daging ayam pedaging luas area panen dan produksi padi, jagung, kedelai, kacang hijau, kelapa, serta kapuk randu, luas area panen ubi kayu, populasi kambing, produksi daging sapi, kambing, domba, dan ayam buras, populasi, produksi daging dan telur itik, serta luas area pemeliharaan dan populasi ikan

28 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Sebaran Pengelompokan Kabupaten-kabupaten di Jawa Timur dengan Hybrid Hierarchical Clustering via Mutual Cluster N W E S PACITAN TUBAN BOJONEGORO LAMONGAN GRESIK BANGKALAN SAMPANG PAMEKASAN NGAWI SIDOARJO NGANJUK JOMBANG MAGETAN MADIUN MOJOKERTO PASURUAN PONOROGO KEDIRI PROBOLINGGO TRENGGALEK BLITAR TULUNGAGUNG MALANG LUMAJANG SUMENEP JEMBER BONDOWOSO SITUBONDO BANYUWANGI Jatim _.shp Ke lom pok 1 Ke lom pok 2 Ke lom pok 3 Ke lom pok 4 Ke lom pok 5 Ke lom pok 6 Ke lom pok 7 Ke lom pok 8 Bu kan D a erah Am atan

29 KESIMPULAN Kabupaten-kabupaten di Jawa Timur pada tahun 2009 memiliki kesenjangan baik di sub sektor tanaman bahan makanan, sub sektor perkebunan, sub sektor perternakan, maupun sub sektor perikanan Pembentukan kelompok kabupatenkabupaten di Jawa Timur secara hybrid hierarchical clustering via mutual cluster diketahui jumlah kelompok terbaik yang dipilih berdasarkan nilai varians dalam kelompok (S w ) yang terkecil dan varians antar kelompok (S b ) yang terbesar yaitu sebanyak 8 kelompok Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Pacitan Ponorogo Tulungagung Malang Trenggalek Kediri Blitar Pasuruan Jombang Sidoarjo Kelompok 5 Tuban Mojokerto Lamongan Kelompok 6 Kelompok 7 Kelompok 8 Lumajang Jember Banyuwangi Magetan Nganjuk Bojonegoro Bondowoso Pamekasan Madiun Sumenep Situbondo Bangkalan Probolinggo Ngawi Gresik Sampang

30 DAFTAR PUSTAKA Akhdaryani, D., Muslich, M. dan Ismail, M. Analisis Keunggulan Komparatif Komoditas Andalan Utama Sektor Pertanian Jawa Timur Menjelang Perdagangan Global. Jurnal Aplikasi Manajemen, Vol. 1/No. 1. April Anonim Provinsi Jawa Timur Dalam Angka BPS Provinsi Jawa Timur, Surabaya. Anonim Berita Resmi Statistik Provinsi Jawa Timur BPS Provinsi Jawa Timur, Surabaya. Anonim. Ekspor produk pertanian Jatim melesat 38,9%. Kabar Bisnis Surabaya, 1 September Bunkers, W.J., Miller, J.R., DeGaetano, A.T., Definition of Climate Regions in the Northern Plains Using an Objective Cluster Modification Technique. J.Climate 9: Chipman, R. dan Tibshirani, R Hybrid Hierarchical Clustering With Applications To Microarray Data.Biostatistics Journal- Oxford England, Vol. 7, Hal Hair J.F., Rolph E. Anderson, Ronald L. Tatham, William C. Black Multivariate Data Analysis. Sixth Edition, Pearson Education Prentice Hall, Inc. Johnson, N. And Wichern, D Applied Multivariate Statistical Analysis, 5 th Edition. New Jersey: Prentice Hall, Englewood Cliffs. Lailiya,A.R Pengelompokkan Kabupaten/Kota Di Jawa Timur Berdasarkan Kesamaan Nilai Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tingkat Pengangguran Terbuka Dengan Metode Hirarki Dan Nonhirarki. Surabaya: Jurusan Statistika FMIPA-ITS. Lusminah, Analisis Potensi Wilayah Kecamatan Berbasis Komoditi Pertanian Dalam Pembangunan Daerah Di Kabupaten Cilacap. Surakarta: Jurusan Agrobisnis Pertanian-Universitas Sebelas Maret.

31 DAFTAR PUSTAKA Malik, A., Keunggulan komparatif dan Kompetitif Tanaman Pangan di Sentra Produksi Papua (Studi Kasus Kabupaten Jayapura). SEPA Jurnal Sosial Ekonomi Pertanian Vol. 3 No. 1 September 2006 hal.: 1-9. Fakultas Pertanian UNS. Surakarta. Nugroho, M.A Analisis Pengelompokkan dan Pemetaan Kecamatan Sebagai Dasar Program untuk Mengatasi Masalah-Masalah Sosial-Ekonomi di Kota Surabaya. Surabaya: Jurusan Statistika FMIPA-ITS. Pranoto, E Potensi Wilayah Komoditas Pertanian Dalam Mendukung Ketahanan Pangan Berbasis Agribisnis Kabupaten Banyumas. Semarang: Jurusan Agribisnis Pertanian- Universitas Diponegoro. Gong X., Richman MB On the Application of Cluster Analysis to Growing Season Precipitation Data in North America East of The Rockies. J.Climate 8: Szymkawiak, A., Larsen, J. dan Hansen, L.K Hirarchical Clustering For Data Mining. KES-2001 Fifth International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information Engineering Systems & Allied Hal Widiastuti, A. Perekonomian Indonesia. SEKTOR- PERTANIAN. 11 April 2011.

32 SEMINAR TUGAS AKHIR 2011 TERIMA KASIH