PEMODELAN INVERSI DATA MAGNETOTELLURIK 1-D MENGGUNAKAN METODA GENETIC ALGORITHM (GA) DRAFT TESIS

Transkripsi

1 PEMODELAN INVERSI DATA MAGNETOTELLURIK 1-D MENGGUNAKAN METODA GENETIC ALGORITHM (GA) DRAFT TESIS Oleh NIA MAHARANI NIM : Program Studi Sains Kebumian INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007 v

2 ABSTRAK PEMODELAN INVERSI DATA MAGNETOTELLURIK 1-D MENGGUNAKAN METODA GENETIC ALGORITHM (GA) Oleh NIA MAHARANI NIM : Makalah ini membahas metoda inversi non-linier menggunakan metoda Genetic Algorithm (GA) yang diinspirasikan oleh proses seleksi alam (survival for the fittest) dan genetika. Metoda tersebut diterapkan pada inversi data magnetotellurik 1-D dengan parameter model adalah resistivitas sebagai fungsi dari kedalaman. Pertubasi model dilakukan hingga dicapai misfit minimum antara data teoritik dan data pengamatan. Penelitian ini hanya menggunakan data sintetik (3 lapis) lalu dilakukan proses inversi 3, 4 dan 5 lapis dengan hasil yang cukup memuaskan dengan misfit sekitar 0,2-0,5. Kata kunci : magnetotellurik, inversi vi

3 DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS... iii UCAPAN TERIMA KASIH... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR LAMPIRAN... vi DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI... vii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG... xii Bab I Pendahuluan... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Tujuan... 1 I.3 Batasan Masalah... 2 I.4 Sistematika Pembahasan... 2 Bab II Konsep Algoritma Genetik... 3 II.1 Algoritma Genetik... 3 II.2 Karakteristik Algoritma Genetik... 4 II.3 Proses Algoritma Genetik... 5 II.4 Parameter-parameter Kontrol Algoritma Genetik II.5 Diagram Alir Algoritma Genetik Bab III Teori Dasar Magnetotellurik III.1 Pendahuluan III.2 Konsep Umum Medan Elektromagnetik III.3 Impedansi Medium Homogen III.4 Impedansi Medium Berlapis Horisontal III.5 Aplikasi Algoritma Genetik III.6 Ketak-unikan Solusi Pemodelan MT 1-D Bab IV Analisis 22 IV.1 Data IV.2 Hasil Inversi Data Sintetik vii

4 IV.2.1 Inversi Tiga lapis IV.2.2 Inversi Empat lapis IV.2.3 Inversi Lima lapis IV.3 Hasil Inversi Data Sintetik IV.3.1 Inversi Tiga lapis IV.3.2 Inversi Empat Lapis IV.3.3 Inversi Lima Lapis Bab V Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA viii

5 DAFTAR TABEL Tabel II.1 Istilah-istilah dalam seleksi alam dan algoritma genetik... 4 Tabel IV.1.1 Model sintetik Tabel IV.1.2 Model sintetik Data Sintetik-1 Tabel IV Model rata-rata hasil inversi tiga lapisan 20 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi tiga lapis 100 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi empat lapis 20 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi empat lapis 100 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi lima lapis 20 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi lima lapis 100 sampel ruang model Data Sintetik-2 Tabel IV Model rata-rata hasil inversi tiga lapisan 20 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi tiga lapisan 100 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi empat lapisan 20 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi empat lapisan 100 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi empat lapisan 20 sampel ruang model Tabel IV Model rata-rata hasil inversi empat lapisan 100 sampel ruang model ix

6 DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI Gambar II.1 Bagan siklus seleksi alam (survival for the fittest)... 3 Gambar II.2 Teknik pencarian fungsi obyektif non-linier... 3 Gambar II.3 Strategi pencarian solusi algoritma genetik... 5 Gambar II.4 Fungsi obyektif dengan lebih dari satu nilai minimum... 5 Gambar II.5 Struktur kromosom (parameter model)... 6 Gambar II.6 Sekumpulan individu (populasi)... 6 Gambar II.7 Roulette-Wheel selection... 8 Gambar II.8 Teknik single point cross-over... 9 Gambar II.9 Proses multipoint cross-over Gambar II.10 Proses one-point cross-over parameter ke-n Gambar II.11 Proses mutasi Gambar II.12 Diagram alir algoritma genetik Gambar III.1 Model 1-D lapisan horisontal homogen Data sintetik-1 Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi tiga layer 20 populasi Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi tiga layer 100 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi tiga layer 100 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dn hasil inversi tiga layer 100 sampel ruang model x

7 Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi tiga layer 100 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi empat layer 100 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi empat layer 100 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi empat layer 100 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi empat layer 100 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi lima layer 100 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model xi

8 Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model Data Sintetik-2 Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi tiga layer 20 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi tiga layer 100 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi tiga layer 100 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi tiga layer 100 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi tiga layer 100 sampel ruang Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi empat layer 20 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi empat layer 100 sampel ruang mode Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi empat layer 100 sampel ruang model xii

9 Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi empat layer 100 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi empat layer 100 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV a Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi lima layer 20 sampel ruang model Gambar IV Kurva Average Misfit, Best Misfit dan Average Fitness inversi lima layer 100 sampel ruang model Gambar IV Model sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model Gambar IV a. Resistivitas semu sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model Gambar IV b Fasa sintetik dan hasil inversi lima layer 100 sampel ruang model xiii

10 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Data sintetik-1 20 sampel ruang model... 4 Lampiran B Data sintetik sampel ruang model Lampiran C Data sintetik-2 20 sampel runag model Lampiran D Data sintetik sampel ruang model xiv