UNIVERSITAS BINA NUSANTARA ANALISIS TIME DELAY DAN PERAMALAN TEMPERATUR DI DAERAH DKI JAKARTA DENGAN METODE FALSE NEAREST NEIGHBOURS

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Program Ganda Teknik Informatika-Statistika Skripsi Sarjana Komputer Sarjana Sains Semester genap 2006/2007 ANALISIS TIME DELAY DAN PERAMALAN TEMPERATUR DI DAERAH DKI JAKARTA DENGAN METODE FALSE NEAREST NEIGHBOURS Viviana Yunita NIM : ABSTRAK Analisis deret waktu non-linear dapat diaplikasikan pada data iklim yaitu menggunakan data temperatur. Hal ini bermanfaat untuk memahami karakteristik iklim terutama dalam penelitian ini dalam memahami karakteristik temperatur. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa autokorelasi data temperatur semakin mengecil jika time delaynya semakin besar maka disimpulkan bahwa data temperatur memiliki pola data musiman. Analisis deret waktu non-linear juga dapat diaplikasikan untuk meramalkan temperatur sesuai dengan estimasi time delay dan dimensinya. Dalam penelitian ini diketahui bahwa harga time delay yang besar tidak selalu memberikan hasil peramalan yang akurat, sedangkan peramalan akan semakin akurat dengan harga embedding dimension yang besar. Kata kunci : Analisis deret waktu non-linear, temperatur, chaos, embedding dimension, time delay, peramalan, autokorelasi, False Nearest Neighbours. iv

2 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan atas kasihnya. Hanya atas limpahan rahmatnya maka saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Program Studi Ganda, jurusan Teknik Informatika Statistika, Jenjang pendidikan Strata 1 di Universitas Bina Nusantara, Jakarta. Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih banyak kekurangannya baik pada isi maupun susunan kata-katanya. Namun penulis berharap bahwa Skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Dalam proses penyusunan Skripsi ini, penulis banyak sekali memperoleh bimbingan, dorongan semangat, dan fasilitas dari berbagai pihak yang mendukung penulis untuk menyelesaikan Skripsi ini. Penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih sebesar-besarnya kepada : Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara, yang telah memberikan banyak kesempatan kepada mahasiswa untuk menerapkan segala sesuatu yang telah dipelajari selama mengikuti kegiatan perkuliahan dengan mengadakan program studi Skripsi. Bapak Wikaria Gazali, S.Si., M.T., selaku Dekan Fakultas MIPA, atas dorongan semangatnya dan selalu memacu kreatifitas mahasiswanya. Bapak Drs. Ngarap Imanuel Manik, M.Kom., selaku Ketua Jurusan Matematika dan Statistika, yang telah memberikan persetujuan terhadap topik Skripsi yang diajukan dan telah menunjuk para pembimbing terbaik untuk penulis. Bapak Hastuardi Harsa, selaku staf pembimbing Puslitbang BMG ( badan Meteorologi dan Geofisika), yang telah bersedia meluangkan waktu dan tenaganya untuk membantu saya dalam merampungkan Skripsi saya khususnya vi

3 dalam kemudahan memperoleh data untuk penelitian dan uraian tentang program yang dibutuhkan. Bapak Samuel Wibisono, Drs.Msi, selaku Dosen Pembimbing pertama, yang tiada henti-hentinya meluangkan banyak waktu, memberikan banyak bantuan berupa saran, ide, semangat serta dukungan moral kepada penulis. Bapak Jarot S.Suroso, Ir.M.Eng, selaku Dosen Pembimbing kedua, yang telah dengan sabar dan penuh pengertian membimbing sampai selesai penulisan Skripsi ini. Civitas akademika Universitas Bina Nusantara yang secara langsung maupun tidak langsung memberikan dukungan dan bantuan dari segi materi maupun dukungan moril kepada penulis. Penulis juga menghaturkan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua yang telah membekali penulis dengan semangat juang, kepercayaan, pengertian, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran akan penulis terima dengan senang hati. Semoga Skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkan. Terima kasih. Jakarta, 3 September 2007 Penulis Viviana vii

4 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL LUAR HALAMAN JUDUL DALAM HALAMAN PERSETUJUAN HARDCOVER HALAMAN PERNYATAAN DEWAN PENGUJI ABSTRAK PRAKATA DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii iv v vi viii xii xiii xvi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Ruang Lingkup Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Sistematika Penulisan 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Dinamika 6 viii

5 2.2 Proses Dinamika Non-linear di Atmosfer Teori Chaos Analisis Deret Waktu Non-linear Autokorelasi Time Delay Peramalan (Forecasting) Metode False Nearest Neighbours Prediksi Data pada Periode Selanjutnya Ketepatan Peramalan Aplikasi Perangkat Lunak Diagram Alir (Flow-Chart) Interaksi Manusia dan Komputer Sistem Basis Data 29 BAB 3 METODOLOGI 3.1 Metodologi Penelitian Pengumpulan Bahan Penelitian Data yang Digunakan Kerangka Berpikir Hipotesis Penelitian Analisis Pola Data Temperatur Analisis time delay (k) Analisis dimensi (d) 35 ix

6 3.1.4 Teknik Analisis Data Objek Penelitian Metode Perancangan Program Aplikasi Struktur Menu Diagram Alir Modul Diagram Alir Modul Data Diagram Alir Modul Autokorelasi Diagram Alir Modul FNN Diagram Alir Modul Peramalan Rancangan Tampilan Layar Rancangan Menu Data Rancangan Menu Autokorelasi Rancangan Menu FNN Rancangan Menu Peramalan Rancangan Database Spesifikasi Perangkat Program Aplikasi 52 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Observasi untuk Penelitian Pengolahan Data Rata-rata (average) Ragam (variant) Autokorelasi 55 x

7 4.2.4 Hasil False Nearest Neighbours Peramalan Analisis Kesalahan Pengujian Hipotesis Analisis Pola Data Analisis Dimensi Analisis Time Delay 86 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 88 DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN xvii xix L.1 xi

8 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Tabel cuaca 51 Tabel 3.2 Tabel autokorelasi 51 Tabel 3.3 Tabel FNN 52 Tabel 3.4 Tabel peramalan 52 Tabel 4.1 Tabel autokorelasi untuk setiap time delay 57 Tabel 4.2 Hasil dimensi embedding untuk setiap time delay 70 Tabel 4.3 Perhitungan MAPE setiap dimensi embedding untuk k=24 83 Tabel 4.4 Perhitungan MAPE setiap dimensi embedding untuk k=72 83 Tabel 4.5 Perhitungan MAPE setiap dimensi embedding untuk k= Tabel 4.6 Perhitungan MAPE setiap time delay 84 xii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Orbit-orbit dari perhitungan Lorenz ditampilkan dalam bentuk kawat logam utuk menunjukkan arah dan struktur tiga dimensi Halaman 9 Gambar 2.2 Konstruksi Flowchart 26 Gambar 3.1 Struktur menu program peramalan temperatur 38 Gambar 3.2 Diagram alir modul tampilan data 39 Gambar 3.3 Diagram alir modul Analysis General Stastistic 40 Gambar 3.4 Diagram alir modul tampilan autokorelasi 41 Gambar 3.5 Diagram alir modul perhitungan autokorelasi 42 Gambar 3.6 Diagram alir modul tampilan FNN 43 Gambar 3.7 Diagram alir modul perhitungan FNN 44 Gambar 3.8 Diagram alir modul peramalan 45 Gambar 3.9 Diagram alir modul perhitungan peramalan 46 Gambar 3.10 Rancangan layar menu data 47 Gambar 3.11 Rancangan layar menu autokorelasi 48 Gambar 3.12 Rancangan layar menu FNN 49 Gambar 3.13 Rancangan layar menu peramalan 50 Gambar 4.1 Data observasi temperatur selama 15 hari (360 jam) 54 Gambar 4.2 Hasil korelasi data temperatur tanggal 1 januari -15 Januari 2004 dengan time delay yang berbeda-beda 56 Gambar 4.3 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=1 62 xiii

10 Gambar 4.4 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=24 63 Gambar 4.5 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=48 64 Gambar 4.6 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=72 65 Gambar 4.7 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=96 66 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=120 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=144 False Nearest Neighbours dengan dimensi yang berbeda-beda untuk k=168 untuk nilai k=1 dengan D Max untuk nilai k=24 dengan D Max untuk nilai k=48 dengan D Max untuk nilai k=72 dengan D Max untuk nilai k=96 dengan D Max untuk nilai k=120 dengan D Max Gambar xiv

11 Gambar 4.18 untuk nilai k=144 dengan D Max untuk nilai k=168 dengan D Max 82 xv

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran1 Listing Program L.1 xvi