ANALISIS PEMETAAN VALIDASI PREDIKSI CURAH HUJAN DENGAN MODEL JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN WAVELET MENGGUNAKAN ARC VIEW 3.3 TESIS.

Transkripsi

1 ANALISIS PEMETAAN VALIDASI PREDIKSI CURAH HUJAN DENGAN MODEL JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN WAVELET MENGGUNAKAN ARC VIEW 3.3 TESIS Oleh MULKAN ISKANDAR NASUTION /FIS PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) ILMU FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 ANALISIS PEMETAAN VALIDASI PREDIKSI CURAH HUJAN DENGAN MODEL JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN WAVELET MENGGUNAKAN ARC VIEW 3.3 TESIS Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains Dalam Program Studi Magister (S2) Ilmu Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh MULKAN ISKANDAR NASUTION /FIS PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) ILMU FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 PERNYATAAN ORISINALITAS ANALISIS PEMETAAN VALIDASI PREDIKSI CURAH HUJAN DENGAN MODEL JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN WAVELET MENGGUNAKAN ARC VIEW 3.3 TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satuannya di jelaskan sumbernya dengan benar. Medan, Juni 2010 Mulkan Iskandar Nasution NIM

4 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertandatangan dibawah ini: Nama : Mulkan Iskandar Nasution NIM : Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Excelusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul : ANALISIS PEMETAAN VALIDASI PREDIKSI CURAH HUJAN DENGAN MODEL JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN WAVELET MENGGUNAKAN ARC VIEW 3.3 Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, Juni 2010 Mulkan Iskandar Nasution NIM

5 Telah diujikan pada Tanggal : 20 Mei 2010 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Anggota : 1. Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc 2. Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc 3. Prof. Muhammad Syukur, MS 4. DR. Anwar Darma, MS

6 RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Lengkap berikut Gelar : Mulkan Iskandar Nasution, S.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Asahan, 04 April 1976 Alamat Rumah : Jln. Aman II No. 51 B Medan Instansi Tempat Bekerja : FKIP UISU Medan Alamat Kantor : Jln. SM. Raja Teladan Medan Telepon/Faks : DATA PENDIDIKAN SD : SDN Medan Tamat : 1990 SMP : SMPN 3 Medan Tamat : 1993 SMA : SMAN 9 Medan Tamat : 1996 Strata-1 : FMIPA USU Medan Tamat : 2001 Strata-2 : Program Studi Magister Ilmu Fisika Tamat : 2010 FMIPA USU

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadiran Tuhan Yang Maha Esa kami panjatkan karena berkat keyakinan, kesehatan dan kesempatan yang telah diberikan-nya membuat tesis ini dapat diselesaikan. Dengan selesainya tesis ini, kami mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: Bapak Rektor, yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan sebagai Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika, Drs. Nasir Saleh, M. Eng,Sc, Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Fisika beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc, selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan dan bimbingan, demikian juga kepada Bapak Drs. Nasir Saleh, M.Eng, Sc, selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami serta Kepala dan Staf Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Stasiun Klimatologi

8 Klas I Sampali Medan atas bimbingan dan arahannya sehingga penelitian ini dapat selesai. Kepada Ayahanda Jauhari Nasution, Ibunda Sarniah, Istriku Nurjannah Harahap, SE, anakku Muhammad Naufal Alif Nasution, abangda, kakanda, adinda serta seluruh keluargaku tersayang yang memberikan semangat dan dorongan bagi kami dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Ilmu Fisika. Terimakasih saya ucapkan atas bantuan dan dukungannya kepada Ibu Dekan FKIP UISU, Dra. Sahara Lubis, M.Sc dan Ketua Program Studi Matematika/Fisika Dr. Marwan, M.Si serta semua rekan-rekan di Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UISU Medan. Kawan-kawan Program Studi Ilmu Fisika Univesitas Sumatera Utara angkatan 2008 khususnya Yeni Megalina, S.Pd, Ika Darsila Warni Situmorang, S.Pd, Fazli Mirwan, S.Pd, Hendri Irwandi, Zainuddin, S.Si yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada kami, Pegawai Administrasi Program Studi Magister Ilmu Fisika khususnya Bang Mulkan, Bang Dodi dan Bang Zul yang telah memperlancar administrasi selama penulis menempuh pendidikan, dan berbagai pihak yang banyak membantu kami yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

9 Dengan segala kerendahan hati, tulisan ini masih mempunyai kekurang, namun penulis berharap dapat memberikan manfaat sebagai bahan referensi dan untuk keperluan pengembangan ilmu pengetahuan. Medan, Mei 2010 Mulkan Iskandar Nasution

10 ANALISIS PEMETAAN VALIDASI PREDIKSI CURAH HUJAN DENGAN MODEL JARINGAN SYARAF TIRUAN DAN WAVELET MENGGUNAKAN ARC VIEW 3.3 ABSTRAK Provinsi Sumatera Utara merupakan salah satu provinsi yang berada di pulau Sumatera yang kondisi cuaca dan iklimnya sangat dipengaruhi oleh kondisi topografi daerah tersebut. Wilayah Sumatera Utara dibagi atas 6 (enam) wilayah hujan yang mana masing-masing wilayah hujan tersebut akan dilakukan pengujian untuk mendapatkan model prediksi yang paling baik digunakan pada masing-masing wilayah tersebut. Dalam pengujian ini menggunakan 2 model prediksi antara lain: Jaringan Syaraf Tiruan dan Wavelet dimana hasil validasi pengujian masing-masing wilayah hujan mempunyai keakuratan yang berbeda untuk masing-masing wilayah. Dari hasil validasi model prediksi curah hujan menunjukkan model Jaringan Syaraf Tiruan cocok digunakan untuk memprediksi curah hujan pada pewilayah hujan 3, model Wavelet cocok digunakan untuk memprediksi curah hujan pada pewilayahan 2, sedangkan secara keseluruhan untuk wilayah Sumatera Utara, Wavelet lebih baik digunakan untuk memprediksi dibandingkan dengan model Jaringan Syaraf Tiruan. Kata Kunci: Curah hujan, Jaringan Syaraf Tiruan, Wavelet.

11 MAPPING ANALYSIS VALIDATION OF RAINFALL PREDICTION WITH NEURAL NETWORKS AND MODELS WAVELET USING ARC VIEW 3.3 ABSTRACT North Sumatra is one of the provinces in the island of Sumatra that weather conditions and the climate is strongly influenced by topographical conditions of the area. North Sumatra is divided into 6 (six) regions where rainfall is the respective regions will be conducted rain testing to obtain the predictive models are best used in each region. In this test the model prediction using the 2 others: Neural Network and Wavelet in which the results of the validation test each area of rain has a different accuracy for each region. From the results of the validation of rainfall prediction models showed Neural Network model suitable for predicting rainfall in the rainy region 3, Wavelet models suitable for predicting rainfall in area 2, whereas for the whole region of North Sumatra, Wavelet better used to predict than with Neural Network model. Key words : Rainfall, Neural Network, Wavelet

12 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR.....i ABSTRAK...iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR LAMPIRAN... ix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Hujan Tipe Hujan Distribusi Hujan Alat Pengukur Curah Hujan Faktor yang mempengaruhi Curah Hujan Model Jaringan Syaraf Tiruan Model Wavelet Sistem Informasi Geografis dengan Arc View Validasi Prakiraan BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pelaksanaan dan Waktu Penelitian Bahan-bahan Rancangan Umum Penelitian Variabel yang diamati Data Curah Hujan Data Anomali SML dan SOI Data Validasi Normalisasi Data BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN Prediksi Jaringa Syaraf Tiruan Predikasi JST Pewilayahan

13 Predikasi JST Pewilayahan Predikasi JST Pewilayahan Predikasi JST Pewilayahan Predikasi JST Pewilayahan Predikasi JST Pewilayahan Prediksi Wavelet Predikasi Wavelet Pewilayahan Predikasi Wavelet Pewilayahan Predikasi Wavelet Pewilayahan Predikasi Wavelet Pewilayahan Predikasi Wavelet Pewilayahan Predikasi Wavelet Pewilayahan Validasi Hasil Prediksi Jaringa Syaraf Tiruan Validasi Hasil Predikasi JST Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi JST Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi JST Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi JST Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi JST Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi JST Pewilayahan Validasi Hasil Prediksi Jaringa Wavelet Validasi Hasil Predikasi Wavelet Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi Wavelet Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi Wavelet Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi Wavelet Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi Wavelet Pewilayahan Validasi Hasil Predikasi Wavelet Pewilayahan Analisis Validasi JST dan Wavelet Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Januari Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Pebruari Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Maret Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan April Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Mei Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Juni Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Juli Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Agustus Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan September Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Oktober Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Nopember Analisis Validasi JST dan Wavelet Bulan Desember... 50

14 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 53

15 DAFTAR TABEL Nomor Halaman Judul Tabel 2.1 Indikator Kekuatan Berdasarkan Anomali Tabel 2.2 Indikator Kekuatan Berdasarkan SOI...13

16 DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman Judul Gambar 2.1 Pembagian Wilayah Indonesia Menurut Pola Hujan... 9 Gambar 2.2 Alat Pengukur Curah Hujan Otomatis Gambar 2.3 Konsep Pemodelan JST Gambar 4.1 Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.2 Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.3 Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.4 Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.5 Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.6 Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.7 Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.8 Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.9 Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.10 Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.11 Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.12 Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.13 Validasi Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.14 Validasi Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.15 Validasi Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.16 Validasi Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.17 Validasi Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.18 Validasi Prediksi JST pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.19 Validasi Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.20 Validasi Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.21 Validasi Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.22 Validasi Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.23 Validasi Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan Gambar 4.24 Validasi Prediksi Wavelet pada Pewilayahan Hujan

17 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman Judul Lampiran A Tabel Normalisasi Data Input dan Data Uji Lampiran B Tabel Normalisasi Data Target Pewilayahan Hujan Lampiran C Tabel Normalisasi Data Target Pewilayahan Hujan Lampiran D Tabel Normalisasi Data Target Pewilayahan Hujan Lampiran E Tabel Normalisasi Data Target Pewilayahan Hujan Lampiran F Tabel Normalisasi Data Target Pewilayahan Hujan Lampiran G Tabel Normalisasi Data Target Pewilayahan Hujan Lampiran H Peta Validasi JST Bulan Januari Di Sumatera Utara Lampiran I Peta Validasi JST Bulan Pebruari Di Sumatera Utara Lampiran J Peta Validasi JST Bulan Maret Di Sumatera Utara Lampiran K Peta Validasi JST Bulan April Di Sumatera Utara Lampiran L Peta Validasi JST Bulan Mei Di Sumatera Utara Lampiran M Peta Validasi JST Bulan Juni Di Sumatera Utara Lampiran N Peta Validasi JST Bulan Juli Di Sumatera Utara Lampiran O Peta Validasi JST Bulan Agustus Di Sumatera Utara Lampiran P Peta Validasi JST Bulan September Di Sumatera Utara Lampiran Q Peta Validasi JST Bulan Oktober Di Sumatera Utara Lampiran R Peta Validasi JST Bulan Nopember Di Sumatera Utara Lampiran S Peta Validasi JST Bulan Desember Di Sumatera Utara Lampiran T Peta Validasi Wavelet Bulan Januari Di Sumatera Utara Lampiran U Peta Validasi Wavelet Bulan Pebruari Di Sumatera Utara Lampiran V Peta Validasi Wavelet Bulan Maret Di Sumatera Utara Lampiran W Peta Validasi Wavelet Bulan April Di Sumatera Utara Lampiran X Peta Validasi Wavelet Bulan Mei Di Sumatera Utara Lampiran Y Peta Validasi Wavelet Bulan Juni Di Sumatera Utara Lampiran Z Peta Validasi Wavelet Bulan Juli Di Sumatera Utara Lampiran AA Peta Validasi Wavelet Bulan Agustus Di Sumatera Utara Lampiran AB Peta Validasi Wavelet Bulan September Di Sumatera Utara Lampiran AC Peta Validasi Wavelet Bulan Oktober Di Sumatera Utara Lampiran AD Peta Validasi Wavelet Bulan Nopember Di Sumatera Utara Lampiran AE Peta Validasi Wavelet Bulan Desember Di Sumatera Utara... 85