PEMBUATAN PETA SIMILARITAS KOTA DI PROVINSI JAWA TENGAH MENGGUNAKAN SELF-ORGANIZING MAPS (SOM)

Transkripsi

1 PEMBUATAN PETA SIMILARITAS KOTA DI PROVINSI JAWA TENGAH MENGGUNAKAN SELF-ORGANIZING MAPS (SOM) HALAMAN JUDUL SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Strata Satu Program Studi Informatika Disusun Oleh: RISALATUL HANIFAH M PROGRAM STUDI INFORMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

2 SKRIPSI HALAMAN PERSETUJUAN PEMBUATAN PETA SIMILARITAS KOTA DI PROVINSI JAWA TENGAH MENGGUNAKAN SELF-ORGANIZING MAPS (SOM) Disusun oleh : RISALATUL HANIFAH M Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan dewan penguji pada tanggal : Pembimbing I Pembimbing II Drs. Y. Sarngadi Palgunadi, M.Sc. Dr. Wiranto, M.Kom., M.Cs. NIP NIP ii

3 HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI PEMBUATAN PETA SIMILARITAS KOTA DI PROVINSI JAWA TENGAH MENGGUNAKAN SELF-ORGANIZING MAPS (SOM) Disusun oleh : RISALATUL HANIFAH M Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan dewan penguji pada tanggal : Susunan Dewan Penguji : 1. Drs. Y. Sarngadi Palgunadi, M.Sc. ( ) NIP Dr. Wiranto, M.Kom., M.Cs. ( ) NIP Afrizal Doewes, S.Kom., M.Sc. ( ) NIP Sari Widya Sihwi, S.Kom., M.TI. ( ) NIP Drs. Bambang Harjito, M.App.Sc, Ph.D. ( ) NIP Disahkan oleh : Kepala Program Studi Informatika Drs. Bambang Harjito, M.App.Sc, Ph.D. NIP iii

4 MOTTO Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan? (QS. Ar-Rahman) You don t do evil to those who do evil to you, but you deal with them with forgiveness and kindness. (Nabi Muhammad SAW) Tak perlu menjelaskan tentang siapa dirimu pada siapapun karena yang menyukaimu tidak membutuhkannya dan yang membencimu tidak akan mempercayainya. (Ali Bin Abi Thalib) Syukurilah sakit hati yang berlalu karena itu akan menjadi penyebab kekuatanmu sekarang. iv

5 HALAMAN PERSEMBAHAN Skripsi ini Saya persembahkan untuk : Mama papaku tercinta yang selalu berkorban dan mendukungku dengan do a-do a yang mengalir setiap waktu Semoga aku selalu menjadi kebanggaan Mama dan Papa Adikku tersayang beserta keluarga besar yang selalu memberi dukungan dan do a-do a yang menyertaiku Pembimbing akademikku yang merangkap sebagai pembimbing skripsiku, Pak Palgunadi, terima kasih Bapak telah sabar membimbing saya, walaupun saya terkadang merepotkan Pembimbing skripsiku, Pak Wiranto, yang selalu membuatku terpacu untuk berpikir positif dan segera menyelesaikan skripsi ini, terima kasih Bapak selalu mendorong saya untuk percaya diri Sahabatku Novia, Selfina, Febry, Rindi, Fitri, Adhit, Arfan yang selalu bersedia mendengarkan curhatanku walaupun kita berada di kota yang berbeda Sahabatku Ega, Lia, Mbak Vivi yang selalu menemaniku dan mengingatkanku untuk tidak stres dan telat makan Sahabat Kubu Cantik (Amelia, Ely, Rofiqoh, Mita) yang bisa memberikan solusi dan selalu mengajariku untuk menjadi wanita sholehah Sahabatku yang paling absurd, Venendhie, bertemu sejak tahun 2012 dan kamu terlihat cupu hingga akhirnya kita sering melakukan hal-hal yang tidak jelas Sahabat motivasiku, pasangan Eru dan Rio, terima kasih atas bantuan dalam mengerjakan kodingan dan aku salut pada kalian Sahabatku, Rizal dan Shabrina, teman pertama kali menginjakkan-kaki di kota ini, terima kasih telah membantuku selama ini Sahabat Keluarga Informatika 2012, yang telah aku anggap sebagai keluargaku di sini, sudah hampir 4 tahun kita mengarungi kodingan, sekelas, sejurusan, dan selalu mewarnai hari-hariku dengan tingkah laku yang terkadang menyebalkan tetapi juga merindukan Teman seperjuangan selama 45 hari, sahabat Hits KKN Desa Sendang (Runi, Ambar, Alif, Keron, Zuhdi, Fajar, Nal, Nita, Dian) walaupun sebentar kita bertemu, tetapi kita sudah seperti keluarga kecil di sebuah rumah v

6 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul PEMBUATAN PETA SIMILARITAS KOTA DI PROVINSI JAWA TENGAH MENGGUNAKAN SELF-ORGANIZING MAPS (SOM) sebagai syarat untuk mencapai gelar strata satu Program Studi Informatika Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak dibantu dan didukung oleh berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara khusus, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Bapak Prof. Dr. H. Ravik Karsidi. M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret. 2. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Bapak Drs. Bambang Harjito, M.App.Sc, Ph.D., selaku Kepala Program Studi Informatika. 4. Bapak Drs. Y. Sarngadi Palgunadi, M.Sc. dan Bapak Dr. Wiranto, M.Kom., M.Cs., sebagai dosen pembimbing yang telah membimbing dan meluangkan waktu untuk memberikan arahan, bimbingan, serta motivasi dari awal penyusunan skripsi hingga terselesainya skripsi ini. 5. Dr. Anto Satriyo Nugroho, M. Eng. yang telah memberikan penjelasan mengenai metode Self-Organizing Maps (SOM). 6. Bapak Afrizal Doewes, S.Kom., M.Sc. dan Ibu Sari Widya Sihwi, S.Kom., M.TI. yang telah memberikan masukan dan pengarahan dalam penyusunan skripsi ini. 7. Bapak/Ibu Dosen Informatika UNS yang telah mengajarkan banyak pelajaran dan ilmu pengetahuan kepada penulis selama ini. 8. Mama Papa tercinta yang senantiasa mendukung dengan do a serta berkorban banyak untuk penulis. 9. Seluruh keluarga besar penulis yang selalu memberikan do a dan mendukung penulis. vi

7 10. Segenap sahabat beserta teman-teman seperjuangan Informatika 2012 terima kasih atas dukungan dan semangatnya selama 4 tahun. 11. Mbak Niswah Wara Pratidina, S. Kom. dan Mas Arba Sasmoyo, S. Kom. yang telah memberikan bantuan kepada penulis. 12. Semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang konstruktif dari pembaca begitu penting bagi penulis demi perbaikan di masa mendatang. Semoga penelitian yang telah dilakukan dapat bermanfaat. Aamiiiin Ya Rabbal Alamin. Surakarta, 23 Juni 2016 Penulis vii

8 PEMBUATAN PETA SIMILARITAS KOTA DI PROVINSI JAWA TENGAH MENGGUNAKAN SELF-ORGANIZING MAPS (SOM) RISALATUL HANIFAH Program Studi Informatika. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret ABSTRAK Kemiripan data antar kota dapat diketahui dengan indikator setiap kota. Salah satu indikator tersebut adalah Smart City. Smart City merupakan salah satu konsep perencanaan kota yang terdiri dari enam indikator, yakni Smart People, Environment, Economy, Mobility, Living, dan Governance. Berdasarkan indikator tersebut dapat dibuat peta untuk memvisualisasikan kemiripan antar kota. Penelitian ini mengambil data dari BPS tahun 2014 Provinsi Jawa tengah. Sebelum dilakukan pemetaan menggunakan SOM, data direduksi menggunakan Principal Component Analysis (PCA). Hasil reduksi PCA didapatkan 15 variabel yang akan digunakan untuk pemodelan SOM. Pemodelan ini mempunyai beberapa tahapan, yaitu menghitung Euclidean distance, menentukan winner dan neighboring neuron, update bobot, serta update learning rate dan radius. Hasil yang didapat berupa koordinat winner. Untuk memvisualisasikan hasil tersebut, maka dilakukan pelabelan warna setiap kota. Penelitian ini menampilkan tujuh model peta SOM. Hasil SOM menunjukkan bahwa semakin besar iterasi, semakin konvergen hasil yang didapat sehingga tidak terjadi perubahan signifikan pada iterasi berikutnya. Kata Kunci : Principal Component Analysis (PCA), Self-Organizing Maps (SOM), Smart City. viii

9 MAKING SIMILARITY MAPS OF CITIES IN CENTRAL JAVA PROVINCE BY USING SELF-ORGANIZING MAPS (SOM) RISALATUL HANIFAH Department of Informatics. Mathematics and Science Faculty. Sebelas Maret University ABSTRACT Smart city indicators can be used to see the information among cities through their data similarity. Those indicators are Smart People, Environment, Economy, Mobility, Living, and Governance. Smart city is a one of city planning concepts. By using those indicators, maps can be constructed to represent data similarity among cities. The data taken from BPS Central Java Province on the year of 2014 was used to complete the study. Before constructing maps used SOM, the data were reduced by using Principal Component Analysis (PCA) method. The data reduction got 15 variables for SOM modelling. The SOM modelling has several stages, there were counting Euclidean distance, determining winner and neighboring neuron, updating weight, updating learning rate and radius. The result of SOM modelling is winner coordinate. To visualize the SOM s result, each city was labelled with color. The study represented seven maps model. These maps showed if the iteration got larger, the result would be more convergent as well and there was no significant difference to the next iteration. Keywords : Principal Component Analysis (PCA), Self-Organizing Maps (SOM), Smart City. ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv HALAMAN PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... viii ABSTRACT... ix DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori Pengertian Smart City Principal Component Analysis (PCA) Eigenvalue Self-Organizing Maps (SOM) Euclidean distance Clustering Penelitian Terkait... 9 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pengumpulan Data Reduksi Variabel dengan PCA Pemodelan dengan SOM x

11 3.4. Implementasi SOM Analisa Hasil Pengujian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pengumpulan Data Penelitian Hasil Reduksi Dengan PCA Model Data Menggunakan SOM Implementasi SOM Analisa Hasil Pengujian BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel Perbandingan Penelitian Terkait dan Penelitian yang Dilakukan 14 Tabel 4.1 Tabel Data dengan Indikator Smart Economy Tabel 4.2 Tabel Analisa Komponen Utama Tabel 4.3 Variabel Hasil PCA xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Indikator Smart City... 5 Gambar 2.2 Ilustrasi SOM... 8 Gambar 3.1 Tahapan Penelitian Gambar 3.3 Contoh Winner Neuron dan Neighboring Neuron Gambar 3.4 Alur Jalannya Program Gambar 4.1 Scree Plot Gambar 4.2 Matriks Bobot Random Gambar 4.3 Matriks Hasil Euclidean distance Gambar 4.4 Matriks Bobot Yang Telah Diperbarui Gambar 4.3 Tampilan Awal Program Gambar 4.4 Peta Smart City dengan iterasi= Gambar 4.5 Peta Smart City dengan iterasi=100, radius ketetanggan= Gambar 4.6 Peta Smart City dengan iterasi=100, radius ketetanggan= Gambar 4.7 Peta Smart Economy Gambar 4.8 Peta Smart Governance Gambar 4.9 Peta Smart Environment Gambar 4.10 Peta Smart People Gambar 4.11 Peta Smart Mobility Gambar 4.12 Peta Smart Living xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Tabel 1 Pengelompokan Data Berdasarkan Indikator Smart City LAMPIRAN B Tabel 1 Matriks Komponen Dari Reduksi PCA Tabel 2 Hasil Normalisasi Data Yang Telah Dipilih Tabel 3 Data Yang Telah Dipilih LAMPIRAN C Gambar 1 Source Code Program Pemodelan Data Menggunakan Metode SOM 59 Gambar 2 Source Code Program Tampilan Peta Menggunakan Pelabelan xiv