BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi di dalam bumi secara tiba-tiba yang ditandai dengan patahnya lapisan batuan pada kerak bumi. Akumulasi energi penyebab terjadinya gempa bumi dihasilkan dari pergerakan lempeng-lempeng tektonik. Energi yang dihasilkan dipancarkan kesegala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi. Katalog United States Geological Survey (USGS) mencatat empat kejadian gempa bumi besar di Indonesia yaitu gempa bumi Banda (8,5 Mw) tahun 1983, gempa bumi Sumatera Andaman Islands (9,1 Mw) tahun 2004, gempa bumi Sumatera Utara/Nias (8,6 Mw) tahun 2005 (USGS, 2009) dan gempa bumi Pantai Barat Sumatera (8,6 Mw) tahun 2012 (USGS, 2012). Data ini menunjukkan bahwa Indonesia merupakan negara yang memiliki tingkat intesitas kegempaan yang tinggi. Ini menjadikan Indonesia tidak terhindarkan dari dampak negatif yang akan ditimbulkan oleh gempa bumi. Selain mengakibatkan jatuhnya korban jiwa, gempa bumi juga menyebabkan kerusakan infrastrktur fisik dimana kerusakan unit bangunan menjadi yang paling dominan. Angka kerusakan bangunan akibat gempa bumi besar yang pernah tercatat diketahui terjadi di kota Banda Aceh tahun 2004 dengan angka kerusakan total bangunan mencapai 35 persen dari keseluruhan bangunan yang ada (Irwansyah, 2010). Mengetahui fakta diatas, dibutuhkan suatu upaya untuk meminimalisasikan kerusakan bangunan yang ditimbulkan akibat gempa bumi. Upaya untuk mengurangi dampak negatif gempa bumi terhadap kerusakan pada bangunan dapat dilakukan dengan mengoptimalkan upaya-upaya mitigasi. Salah satu upaya mitigasi gempa adalah dengan melakukan penataan ruang yang baik. 1
2 Untuk itu dibutuhkan suatu program yang dapat menampilkan klasterisasi data suatu wilayah berdasarkan tingkat bahaya kerusakan bangunan akibat kejadian gempa bumi. Penelitian terkait topik kegempaan masih sangat jarang di Indonesia. Padahal seperti yang telah dibahas sebelumnya, Indonesia merupakan negara yang rawan mengalami gempa bumi. Penelitian terdahulu meliputi analisa spasial kerusakan bangunan akibat gempa bumi (Irwansyah, 2010) dan penilaian kerusakan bangunan akibat gempa bumi menggunakan metode computational intelligence (Silva dan Garcia, 2001). Silva dan Garcia, 2001 melakukan penelitian dengan metode gabungan jaringan syaraf tiruan (JST) dan sistem fuzzy. Carreno el at, 2010 menggunakan model hybrid neuro-fuzzy system dengan tiga layer khusus feedforward ANN dan fuzzy rule based guna pengambilan keputusan mengenai keamanan bangunan setelah gempa. Model ini membatasi setiap parameter input untuk tidak dipengaruhi oleh parameter lain dalam group yang berbeda serta menggunakan proses training di output layer untuk menentukan kontribusi tiap parameter pada indeks kerusakan bangunan dan hierarchical fuzzy rule based dalam pengambilan keputusan. Metode dan model diatas menggunakan berbagai parameter fisik seperti nilai kegempaan untuk menghasilkan nilai akselerasi dibatuan dasar melalui nilai PGA, data N-SPT untuk menghitung potensi likuifaksi, data deskripsi dan karakterisktik batuan (litologi), data geologi keteknikan dan struktur geologi serta penentuan kelas zona bahaya kerusakan bangunan akibat gempa bumi. Data parameter fisik ini dapat digunakan untuk melakukan klasterisasi dan zonasi wilayah berdasarkan tingkat bahaya kerusakan bangunan akibat gempa bumi. Ketersediaan data yang ada memungkinkan penulis mengimplementasikan algoritma hybrid untuk aplikasi kebencanaan dalam penelitian ini. Penelitian ini menggunakan kumpulan data gempa bumi serta data geografis kota Banda Aceh untuk menjadi parameter fisik dengan pendeketan algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Network (FKCN).
3 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah untuk penelitian ini adalah: a. Data apa yang akan digunakan sebagai parameter fisik tingkat bahaya kerusakan bangunan akibat gempa bumi di suatu wilayah? b. Algoritma apa yang akan digunakan untuk melakukan klasterisasi data kegempaan dan bagaimana cara mengimplementasikannya? c. Apakah hasil penelitian sudah dapat melakukan klasterisasi data kegempaan? d. Bagaimana cara membuktikan algoritma yang digunakan terimplementasi dengan baik untuk melakukan klasterisasi? 1.3 Ruang Lingkup Adapun ruang lingkup program ini, diantaranya ialah sebagai berikut: a. Program hanya melakukan klasterisasi, bukan klasifikasi. b. Parameter fisik yang digunakan adalah kelas litologi, data zona topografi, dan nilai Peak Ground Acceleration (PGA). c. Algoritma yang digunakan adalah algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Network (FKCN) dan Improved FKCN (IFKCN). d. Lokasi penelitian adalah kota Banda Aceh. 1.4 Tujuan dan Manfaat Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan suatu program yang dapat melakukan klasterisasi data kerusakan bangunan akibat gempa bumi dengan mengimplementasikan algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Network (FKCN). Sedangkan manfaat yang didapat dari penelitian ini ialah :
4 1. Mahasiswa : menambah pengetahuan mahasiswa tentang algoritma FKCN. 2. Umum : ketersediaan program untuk klasterisasi data kegempaan yang hasil klasterisasinya dapat membantu zonasi wilayah dan dijadikan acuan untuk penataan ruang. 1.5 Metodologi Metode yang dipakai dalam menyelesaikan penelitian ini adalah: A. Pengumpulan Data Melakukan wawancara dengan ahli geografi untuk mendapat data deskripsi dan karakterisktik batuan (litologi) serta data zona topografi kota Banda Aceh. Menggunakan data Peak Ground Acceleration Youngs. B. Perancangan Program Melakukan normalisasi untuk zona topografi dan litologi kota Banda Aceh. Melakukan klasterisasi data dengan menggunakan algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Network dan Improved Fuzzy Kohonen Clustering Network. Merancangan tampilan antarmuka (user interface). C. Evaluasi Menghitung nilai error dan correct rates yang didapat dengan mengaplikasikan data IRIS Fisher sebagai parameter. Pengujian program oleh ahli geologi selaku expert user yang kemudian memberikan pendapat dan saran terhadap program. Hasil dari kuesioner diolah sehingga dapat menghasilkan suatu kesimpulan dan
5 menjadi saran untuk mengembangkan program di masa yang akan datang. 1.6 Sistematika Penulisan BAB I : PENDAHULUAN Bab ini membahas mengenai latar belakang penelitian, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian yang digunakan, serta sistematika penulisan skripsi ini. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini membahas teori-teori mengenai algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Netwok dan teori-teori pendukung lainnya yang digunakan dalam pembuatan program dan penulisan skripsi ini. BAB III : ANALISIS DAN PERANCANGAN Bab ini menjelaskan mengenai perancangan dari program, seperti perancangan penggunan dan pengolahan data, perancangan penerapan algoritma Fuzzy Kohonen clustering network dan perancangan layar tatap muka (user interface) untuk input dan output. BAB IV : IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Bab ini membahas mengenai implementasi dan hasil evaluasi dari program yang telah dibuat, penjelasan mengenai algoritma Fuzzy Kohonen clustering network yang digunakan, module-module dalam pembuatan aplikasi serta implementasi layar tatap muka (user interface).
6 BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi simpulan yang didapat dari hasil penelitian berdasarkan uraian-uraian dari bab-bab sebelumnya, serta saran-saran yang bermanfaat dari hasil proses dan perancangan pada skripsi ini.