BAB III PERANCANGAN Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan sistem untuk menentukan jenis klasifikasi tanah tanah yang terdiri dari perancangan sistem untuk menentukan Horison Generiknya, perancangan sistem untuk menentukan Horison Pencirinya, dan terakhir perancangan sistem untuk menentukan Klasifikasi Tanahnya. 3.1. Perancangan Perangkat Lunak Horison Generik Pada perancangan perangkat lunak Horison Generik, sistem dibangun dengan menggunakan logika Fuzzy dengan menggunakan metode Tsukamoto. Metode ini digunakan karena sistem inferensi Fuzzy didasarkan pada konsep penalaran monoton. Output hasil inferensi dari tiap-tiap aturan diberikan secara tegas (crisp) berdasarkan α-predikat (fire strength). Salah satu syarat yang harus dipenuhi pada metode penalaran ini adalah himpunan fuzzy pada konsekuennya harus bersifat monoton ( baik monoton naik maupun monoton turun). Untuk mengetahui Horison Generik dari suatu sampel tanah dipengaruhi oleh banyak variabel, yaitu perakaran, bahan organik, kedalaman horison, drainase, warna, struktur, tekstur, konsistensi, dan pori tanah. Berikut ini adalah tabel data indikator yang berisi ciri-ciri dari setiap Horison Generik yang digunakan dalam perancangan tugas akhir ini: Tabel 3.1. Ciri-ciri Horison Generik pada klasifikasi tanah Indikator - Perakaran - Halus (diameter 1-2 mm) - medium (diameter 2-5 mm) Nilai Indikator Horison O A E B Sedikit Sedang Banyak Banyak Sedang banyak Sedikit Sedang Banyak Banyak Sedang banyak 32
Indikator Nilai Indikator Horison O A E B - Kasar (diameter >5 mm) Banyak Banyak Sedang banyak Sedikit Sedang - Kedalaman horison 0-5 cm 5 20 cm 20 30 cm 30 50 cm (cm) - Bahan organik(%) Tinggi Tinggi sedang Rendah Sedang tinggi sangat tinggi sangat rendah - Drainase Cukup Baik Cukup Baik Cukup Baik Jelek cukup - Warna (kondisi lembab) - Hue - Value Gelap Sedang Terang Gelap - Kroma murni Sedang bercak murni - Struktur - Klas Struktur Remah- Granular Granular- Gumpal Membulat Granular- Gumpal Membulat Platy, Prismatik, Kolumnar, Gumpal Bersudut, Gumpal Membulat - Ukuran Remah (1 5) Granular (1 5) Granular (1-3) Gumpal membulat (1-5) Granular (1-3) Gumpal membulat (1-5) Platy (1 5) Prismatik (1 5) Kolumnar(1 5) Gumpal Bersudut (1 5) Gumpal Membulat(1 5) - Perkembangan Kekuatan sedang - Kuat atau stabil Kekuatan sedang Mudah hancur Kekuatan sedang Mudah hancur Kekuatan sedang Mudah hancur - Teksture - Liat Sangat Rendah Sedang Sangat Rendah Sedang Rendah Sedang Tinggi Sangat Tinggi 33
Indikator Nilai Indikator Horison O A E B - Debu Tinggi Sangat Tinggi Rendah Sedang Sangat Rendah Sedang Sangat Rendah Sedang - Pasir Tinggi Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Tinggi Sedang Sedang Sedang - Konsistensi - Kondisi Basah - Kondisi Lembab Sangat Gembur Gembur Gembur Gembur Butir kuat - Kondisi Kering Lunak Cukup teguh Teguh Teguh teguh - Pori Tanah - Halus (diameter Sedikit Sedikit Sedang <2mm) Banyak - Medium (diameter Sedang Sedang Sedikit 2-5mm) banyak banyak sedang - - Kasar (diameter Sedang Sedang Sedikit >5mm) banyak banyak sedang Butir kuat Butir Sangat Kuat Teguh Sangat Teguh Banyak Sedikit Sedikit 3.1.1. Perakaran Variabel perakaran memiliki 3 kelas yaitu perakaran halus, perakaran medium, dan perakaran kasar. Masing-masing kelas perakaran itu memiliki 3 himpunan yaitu himpunan sedikit, sedang, dan banyak. Fungsi keanggotaan untuk setiap himpunannya dapat dilihat pada gambar 3.1. 34
Gambar 3.1. Himpunan fuzzy untuk variabel perakaran Dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan sedikit 40 x μ sedikit (x) = { ; 0 x 40 40 0 ; x 40 Himpunan sedang x 25 ; 25 x 50 25 μ sedang (x) = 75 x ; 50 x 75 25 { 0 ; x 25 atau x 75 Himpunan banyak 3.1.2. Bahan Organik 0 ; x 100 atau x 60 μ banyak (x) = { x 60 ; 60 x 100 40 Variabel bahan organik memiliki 5 himpunan, yaitu sangat rendah (SR), rendah (R), sedang (S), tinggi (T), sangat tinggi (T). Fungsi keanggotaan untuk setiap himpunannya dapat dilihat pada gambar 3.2. 35
Gambar 3.2. Himpunan fuzzy untuk variabel Bahan Organik Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan Sangat Rendah (SR) 1,5 x ; 0 x 1,5 μ SR (x) = { 1,5 0 ; x > 1,5 Himpunan Rendah (R) x 0,5 ; 0,5 x 1,5 1 μ R (x) = 2,5 x ; 1,5 x 2,5 1 { 0 ; x 0,5 atau x 2,5 Himpunan Sedang (S) x 1,5 ; 1,5 x 3 1,5 μ S (x) = 4,5 x ; 3 x 4,5 1,5 { 0 ; x 1,5 atau x 4,5 Himpunan Tinggi (T) x 3,5 ; 3,5 x 4,5 1 μ T (x) = 5,5 x ; 4,5 x 5,5 1 { 0 ; x 3,5 atau x 5,5 Himpunan Sangat Tinggi (ST) x 4,5 ; 4,5 x 5 μ ST (x) = { 0,5 1 ; x 5 0 ; x < 4,5 36
3.1.3. Warna Variabel warna terdiri dari 3 kelas yaitu hue, value dan kroma. Hanya kelas value dan kroma saja yang difuzzykan karena pada bagian hue hanya menunjukkan jenis warna sampel tanah yang diteleti. Kelas value memiliki 3 himpunan keanggotaan yaitu gelap, sedang dan terang. Sedangkan pada kelas kroma juga memiliki 3 himpunan keanggotaan yaitu, bercak/tidak murni, sedang dan murni. Fungsi keanggotan setiap himpunan kelas value dapat dilihat pada gambar 3.3. Gambar 3.3. Himpunan fuzzy untuk kelas value Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan Gelap 3,5 x ; 0 x 3,5 μ gelap (x) = { 3,5 0 ; x 3,5 Himpunan sedang x 2,5 ; 2,5 x 4 1,5 μ sedang (x) = 5,5 x ; 4 x 5,5 1,5 { 0 ; x 2,5 atau x 5,5 Himpunan Terang x 4,5 ; 4,5 x 5 μ terang (x) = { 0,5 1 ; x 5 0 ; x < 4,5 37
gambar 3.4. Untuk fungsi keanggotaan setiap himpunan kelas kroma dapat dilihat pada Gambar 3.4. Himpunan fuzzy untuk kelas Kroma Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan tidak murni 2,5 x ; 0 x 2,5 μ tidak murni (x) = { 2,5 0 ; x 2,5 Himpunan Sedang x 1,5 ; 1,5 x 3 1,5 μ sedang (x) = 4,5 x ; 3 x 4,5 1,5 { 0 ; x 1,5 atau x 4,5 Himpunan murni x 3,5 ; 3,5 x 6 μ murni (x) = { 2,5 1 ; x 6 0 ; x 3,5 3.1.4. Struktur Variabel struktur terdiri dari 7 kelas, yaitu platy, prismatik, kolumnar, gumpal bersudut, gumpal membulat, remah, dan granular. Pada setiap kelas struktur terdapat 5 keanggotaan himpunan, yaitu sangat halus (SH), Halus (H), sedang (S), Kasar(K), sangat kasar(sk). Fungsi keanggotaan untuk kelas struktur sendiri akan digambarkan kedalam 3 fungsi keanggotaan dikarenakan rentang atau batas untuk setiap keanggotaan himpunannya yang berbeda. Fungsi keanggotan 38
setiap himpunan untuk kelas platy, granular dan remah dapat dilihat pada gambar 3.5. Gambar 3.5. Himpunan fuzzy untuk kelas Platy, Granular dan Remah Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan Sangat Halus (SH) 1,5 x ; 0 x 1,5 μ SH (x) = { 1,5 0 ; x 1,5 Himpunan Halus (H) x 0,5 ; 0,5 x 1,5 1 μ H (x) = 2,5 x ; 1,5 x 2,5 1 { 0 ; x 0,5 atau x 2,5 Himpunan Sedang (S) x 1,5 ; 1,5 x 3,5 2 μ S (x) = 5,5 x ; 3,5 x 5,5 2 { 0 ; x 1,5 atau x 5,5 Himpunan Kasar (K) x 4,5 ; 4,5 x 7,5 3 μ K (x) = 10,5 x ; 7,5 x 10,5 3 { 0 ; x 4,5 atau x 10,5 39
Himpunan Sangat Kasar (SK) x 9,5 ; 9,5 x 10 μ SK (x) = { 0,5 1 ; x 10 0 ; x < 9,5 Fungsi keanggotaan setiap himpunan untuk kelas gumpal membulat dan gumpal menyudut dapat dilihat pada gambar 3.6. Gambar 3.6. Himpunan fuzzy untuk kelas Gumpal membulat dan Gumpal Menyudut Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan Sangat Halus (SH) 7,5 x ; 0 x 7,5 μ SH (x) = { 7,5 0 ; x 7,5 Himpunan Halus (H) x 2,5 ; 2,5 x 7,5 5 μ H (x) = 12,5 x ; 7,5 x 12,5 5 { 0 ; x 2,5 atau x 12,5 Himpunan Sedang (S) x 7,5 ; 7,5 x 15 7,5 μ S (x) = 22,5 x ; 15 x 22,5 7,5 { 0 ; x 7,5 atau x 22,5 40
Himpunan Kasar (K) x 17,5 ; 17,5 x 35 17,5 μ K (x) = 52,5 x ; 35 x 52,5 17,5 { 0 ; x 17,5 atau x 52,5 Himpunan Sangat Kasar (SK) x 47,5 ; 47,5 x 50 μ SK (x) = { 2,5 1 ; x 50 0 ; x < 47,5 Fungsi keanggotaan setiap himpunan untuk kelas Prismatik dan Kolumnar dapat dilihat pada gambar 3.7. Gambar 3.7. Himpunan fuzzy untuk kelas Prismatik dan Kolumnar Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan Sangat Halus (SH) 15 x μ SH (x) = { ; 0 x 15 15 0 ; x 15 Himpunan Halus (H) x 5 ; 5 x 15 10 μ H (x) = 25 x ; 15 x 25 10 { 0 ; x 5 atau x 25 41
Himpunan Sedang (S) x 15 ; 15 x 35 20 μ S (x) = 55 x ; 35 x 55 20 { 0 ; x 15 atau x 55 Himpunan Kasar (K) x 45 ; 45 x 75 30 μ K (x) = 105 x ; 75 x 105 30 { 0 ; x 45 atau x 105 Himpunan Sangat Kasar (SK) x 95 ; 95 x 100 μ SK (x) = { 5 1 ; x 105 0 ; x < 95 3.1.5. Tekstur Variabel tekstur memiliki 3 kelas yaitu liat, debu, dan pasir. Masingmasing kelas tekstur tersebut memiliki 5 keanggotaan himpunan yaitu himpunan sangat rendah(sr), rendah (R), sedang (S), tinggi (T), dan sangat tinggi (ST). Fungsi keanggotaan untuk setiap himpunannya dapat dilihat pada gambar 3.8. Gambar 3.8. Himpunan fuzzy untuk kelas liat, debu dan pasir Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan Sangat Rendah (SR) 15 x μ SH (x) = { ; 0 x 15 15 0 ; x 15 42
Himpunan Rendah(R) x 5 ; 5 x 20 15 μ H (x) = 35 x ; 20 x 35 15 { 0 ; x 5 atau x 35 Himpunan Sedang (S) x 25 ; 25 x 40 15 μ S (x) = 55 x ; 40 x 55 15 { 0 ; x 25 atau x 55 Himpunan Tinggi (T) x 45 ; 45 x 60 15 μ K (x) = 75 x ; 60 x 75 15 { 0 ; x 45 atau x 75 Himpunan Sangat Tinggi (ST) x 65 ; 65 x 70 μ SK (x) = { 5 1 ; x 70 0 ; x < 65 3.1.6. Pori Tanah Variabel pori tanah memiliki 3 kelas yaitu pori tanah halus, pori tanah medium, dan pori tanah kasar. Masing-masing kelas pori tanah tersebut memiliki 3 keanggotaan himpunan yaitu himpunan sedikit, sedang, dan banyak. Fungsi keanggotaan untuk setiap himpunannya dapat dilihat pada gambar 3.9. Gambar 3.9. Himpunan fuzzy untuk variabel pori tanah 43
Sehingga dari gambar himpunan fuzzy di atas maka akan didapatkan fungsi keanggotaannya untuk setiap himpunan adalah: Himpunan sedikit x 0 ; 0 x 27,5 27,5 μ S (x) = 55 x ; 27,5 x 55 27,5 { 0 ; x 55 Himpunan sedang x 45 ; 45 x 125 80 μ K (x) = 205 x ; 125 x 205 80 { 0 ; x 45 atau x 205 Himpunan banyak x 195 ; 195 x 200 μ SK (x) = { 5 1 ; x 200 0 ; x < 195 Sehingga jika dibuat dalam bentuk tabel penentuan domain untuk setiap himpunan fuzzy pada variabel inputannya adalah sebagai berikut : Tabel 3.2. Tabel penentuan domain untuk setiap himpunan fuzzy pada masing masing variabel. Nama Variabel Perakaran Halus, medium, dan banyak Bahan Organik Nama Himpunan Fuzzy Domain Bentuk Kurva Sedikit 40 Segitiga Sedang 25-75 Segitiga Banyak 60-100 Segitiga Sangat Rendah 1,5% Segitiga Rendah 0,5% - 2,5% Segitiga Sedang 1,5% - 4,5% Segitiga Tinggi 3,5% - 5,5% Segitiga 44
Value warna Kroma warna Kelas Struktur Platy, Granular, dan Remah Kelas Struktur Gumpal Membulat dan Gumpal Menyudut Kelas Struktur Prismatik dan Kolumnar Tekstur Liat, Debu, dan Pasir Pori Tanah Halus, Medium, dan Kasar Sangat Tinggi 4,5% Bahu Gelap 3,5 Segitiga Sedang 2,5-5,5 Segitiga Terang 4,5 Bahu Tidak Murni 2,5 Segitiga Sedang 1,5-4,5 Segitiga Murni 3,5 Bahu Sangat Halus 1,5 mm Segitiga Halus 0,5 2,5 mm Segitiga Sedang 1,5 5,5 mm Segitiga Kasar 4,5 10,5 mm Segitiga Sangat Kasar 9,5 mm Bahu Sangat Halus 7,5 mm Segitiga Halus 2,5 12,5 mm Segitiga Sedang 7,5 22,5 mm Segitiga Kasar 17,5 52,5 mm Segitiga Sangat Kasar 47,5 mm Bahu Sangat Halus 15 mm Segitiga Halus 5 25 mm Segitiga Sedang 15 55 mm Segitiga Kasar 45 105 mm Segitiga Sangat Kasar 95 mm Bahu Sangat Rendah 15% Segitiga Rendah 5 35 % Segitiga Sedang 25 55 % Segitiga Tinggi 45 75 % Segitiga Sangat Tinggi 65 % Bahu Sedikit 1 55 pori /dm Segitiga Sedang 45 205 pori/dm Segitiga Banyak 195 pori/dm Bahu 45
3.2. Perancangan Perangkat Lunak Horison Penciri dan Klasifikasi tanah Pada perancangan perangkat lunak horison penciri dan klasifikasi tanah yang dibangun dengan menggunakan metode aturan produksi. Penggunaan metode ini dikarenakan karakteristik pada horison penciri memiliki nilai-nilai pasti sehingga tidak diperlukan metode fuzzy dalam pembuatannya. Sehingga jika inputan yang dimasukkan memenuhi syarat maka output yang dihasilkan juga akan sesuai dengan ciri-ciri dari masing-masing horison penciri yang ada. Berbeda dengan horison generik yang setiap variabelnya memiliki nilai relatif sehingga diperlukan logika fuzzy dalam pembuatannya. Berikut adalah tabel kuantitatif Horison penciri yang digunakan untuk merancang perangkat lunak Horison Penciri Permukaan: 46
Tabel 3.3 tabel kuantitatif Horison Penciri pada Horison Penciri Permukaan. Indikator Epipedon Epipedon Epipedon Epipedon Epipedon Epipedon Epipedon Epipedon Epipedon Anthropik Histik Mollik Okhrik Melanik Plagen Umbrik Arenik Grossarenik - P2O5 >250 ppm - tebal >18 cm >18 cm <18 cm >30 cm >50 cm >18 cm 50-100 cm >100 cm - >20% untuk tanah - bahan berpasir >1% organik - >30% untuk tanah liat Warna gelap: Value <3,5 (kondisi - Warna lembab) Value <5,5 (kondisi kering) >1% <1% >6% >4 % >1% Warna Warna gelap: Terang: Value <3,5 Warna Gelap: Warna Gelap: Value >3,5 (kondisi Value dan kroma Value dan (kondisi lembab) <2 (kondisi kroma <2 lembab) Value <5,5 lembab) (kondisi Value >5,5 (kondisi lembab) (kondisi kering) kering) Warna gelap: Value <3,5 (kondisi lembab) Value <5,5 (kondisi kering - Kejenuhan basa >50% >50% <50% - Lingkungan Daerah tidak Daerah tidak Daerah kering Daerah tidak 47
pernah kering pernah kering lebih dari 3 pernah kering dari 3 bulan dari 3 bulan bulan dari 3 bulan - Kekerasan Tidak keras dan tidak memadat (pada kondisi kering tidak ada air) Tidak keras dan tidak memadat (pada kondisi kering tidak ada air) Keras dan memadat (pada kondisi kering tidak ada air) Tidak keras dan tidak memadat (pada kondisi kering tidak ada air) - Berat Jenis Tanah <0,9 gr/cm3 - Jumlah Al (AL + ½ Fe) > dan Fe 2% Tanah Kasar: Tanah Kasar: - Tanah Pasir - Tanah Pasir (%Pasir Berlempung Berlempung - Tekstur +%Debu+%Liat) - Tanah Pasir - Tanah Pasir >30% dengan dengan kkandungan kkandungan pasir > 70% pasir > 70% 48
Untuk bagian klasifikasi tanahnya sendiri memiliki kunci ordo tanah yang sudah sangat disederhanakan seperti sebagai berikut ini : [5, h89] 1. Tanah Alfisol Mempunyai kejenuhan basa >=35% pada kedalaman 1,8m Memiliki horizon penciri argilik, kandik dan natrik 2. Tanah Andisol Mempunyai sifat tanah andik setebal 35cm atau lebih pada kedalaman < 60cm Tanah mineral yang tidak memiliki horison argilik, natrik, spodik dan oksik. Mempunyai satu atau lebih dari : epipedon histik, molik, umbrik, 3. Tanah Aridisol Regim kelembapan tanah aridik Memiliki horizon okhrik dan anthropik Tidak mempunyai horison mollik. 4. Tanah entisol Hanya memiliki horizon penciri okhrik, albik, dan histik selain itu tidak termasuk 5. Tanah gelisol Mempunyai sifat gelik 6. Tanah histosol Memiliki horizon penciri histik tebalnya > 40cm Kandungan bahan organic > 30% dan tebal > 40cm 7. Tanah inceptisol Memiliki Horizon kambik, umbril, dan Mollik 8. Tanah mollisol Horizon mollik Kejenuhan basa > 50% Bahan organic > 1% Warna hitam gelap 49
9. Tanah oxisol Memiliki Horizon oksik pada kedalaman < 1,5m dan tidak memiliki horizon argilik Memiliki horizon oksik dan kandik dengan sedikit cadangan mineral 10. Tanah spodosol Memiliki Horizon spodik pada kedalaman < 2m 11. Tanah ultisol Horizon argilik Kejenuhan basa < 35% pada kedalaman 180cm 12. Tanah vertisol Horizon vertik Kandungan liat > 30% 3.3. Perencanaan Desain Antarmuka Pembuatan form merupakan suatu bentuk desain antarmuka yang sangat menunjang dalam pembuatan program yang mudah digunakan oleh pengguna, sehingga program aplikasi ini dapat digunakan oleh banyak orang tanpa perlu kesulitan mengoperasikannya. Pada bab 3 ini, penulis hanya menampilkan beberapa desain form yang penting, seperti form utama, form histori, form klasifikasi, form klasifikasi Horison Generik dan form klasifikasi Horison Penciri. Bentuk form Utama : Gambar 3.10. Form Utama 50
Gambar 3.10 menampilkan tampilan form utama saat aplikasi dijalankan dimana terdapat 2 pilihan yaitu untuk melakukan proses klasifikasi dan melihat histori penelitian yang sudah dilakukan. Bentuk form histori Gambar 3.11. Form Histori Gambar 3.11 menampilkan form histori yang berisi histori atau sejarah penelitian yang sudah dilakukan dan terdapat tombol hapus yang dapat digunakan jika ada penelitian yang ingin dihapus. 51
Bentuk form klasifikasi Gambar 3.12. Form klasifikasi Gambar 3.12 menampilkan form klasifikasi tanah secara keseluruhan dimana untuk bagian nomor klasifikasi dan tanggal akan terisi otomatis oleh program. Form klasifikasi Horison Generik Gambar 3.13. form klasifikasi Horison Generik Gambar 3.13 menampilkan form klasifikasi Horison Generik. Pada form ini akan diminta untuk mengisi data berupa ciri-ciri dari tanah yang akan di 52
teliti. Setelah semua data terisi terdapat 2 tombol yaitu analisis dan clear. Tombol clear untuk menghilangkan inputan yang sudah diisi dan tombol analisis untuk menganalisa inputan yang sudah dimasukan. Form klasifikasi Horison Penciri Gambar 3.14. form klasifikasi Horison Penciri Gambar 3.14 menampilkan form klasifikasi horison penciri. Pada form ini hampir sama dengan form klasifikasi horison generik tetapi dengan indikator yang berbeda. 53