APLIKASI PEMETAAN RUTE TERPENDEK FASILITAS UMUM DIKOTA BINJAI DALAM SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS MENGGUNAKAN ALGORITMA SEMUT SKRIPSI JENITA HEPTANI 071401003 PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
APLIKASI PEMETAAN RUTE TERPENDEK FASILITAS UMUM DIKOTA BINJAI DALAM SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS MENGGUNAKAN ALGORITMA SEMUT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Ilmu Komputer JENITA HEPTANI 071401003 PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERSETUJUAN Judul : APLIKASI PEMETAAN RUTE TERPENDEK FASILITAS UMUM DIKOTA BINJAI DALAM SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS MENGGUNAKAN ALGORITMA SEMUT Kategori : SKRIPSI Nama : JENITA HEPTANI Nomor Induk Mahasiswa : 071401003 Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Departemen Fakultas Komisi Pembimbing : : ILMU KOMPUTER : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, April 2012 Pembimbing 2 Pembimbing 1 Ade Candra, ST, M.Kom Prof.Dr.Tulus, M.Si NIP. 197909042009121002 NIP. 1962209011988031002 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP.196203171991021001
PERNYATAAN APLIKASI PEMETAAN RUTE TERPENDEK FASILITAS UMUM DIKOTA BINJAI DALAM SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS MENGGUNAKAN ALGORITMA SEMUT SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, April 2012 Jenita Heptani 071401003
PENGHARGAAN Alhamdulillahirrabbil alamin Penulis mengucapkan rasa syukur yang tiada hentinya kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat beriring salam penulis persembahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Poltak Sihombing sebagai Ketua Program Studi Ilmu Komputer. 2. Ibu Maya Silvi Lydia, BSc. MSc sebagai Sekretaris Program Studi Ilmu Komputer. 3. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Prof.Dr.Tulus,M.Si dan Bapak Ade Candra, ST, M.Kom selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya dalam memberikan masukan-masukan kepada penulis. 5. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc dan Bapak Sajadin Sembiring, S.Si,MSComp sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritikan yang sangat berguna bagi Penulis. 6. Seluruh dosen serta pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Departemen Ilmu Komputer FMIPA USU. 7. Ayahanda tercinta Alm.H.Rustam B.sc dan Ibunda tercinta Hj.Sumiati Lbs serta kakak penulis Lanuma Dumek, A.md, Aidha Adriani, A.md, Lanima Teresia, A.md dan Elisa Martina, ST yang selalu memberikan doa, cinta kasih dan dukungannya baik materi, spiritual, semangat serta kepercayaan yang telah diberikan selama kuliah dan menyelesaikan skripsi ini. 8. Untuk Feri Gunawan, A.md terima kasih atas perhatian, kesabaran dan motivasinya selama ini. Untuk Dahlia Sp.d.I terima kasih atas motivasi spiritual dan semangat yang diberikan untuk penulis. Untuk sahabat penulis Hasmi Datumola, terima kasih untuk motivasi dan semangat luar biasa yang diberikan untuk penulis. 9. Dan juga kepada teman-teman seperjuangan stambuk 2007, terkhusus kepada: Nur Apriani S.Kom, Lira Meladya, Kalsum Mustika, Nurul Fadhillah S.Kom dan Juliana Nababan, S.Kom. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna karena kesempurnaan hanyalah milik Allah SWT semata. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun dan menyempurnakan skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Medan, April 2012 Penulis
ABSTRAK Seiring dengan berkembangnya kemajuan zaman khususnya dibidang dunia teknologi, berkembang pula kebutuhan pengguna terhadap perangkat lunak. Khususnya dibidang Sistem Informasi Geografis, dimana pengguna dapat dimudahkan untuk menentukan rute terpendek antar fasilitas umum. Kota Binjai membutuhkan aplikasi sistem informasi geografis untuk mempermudah masyarakat mengetahui fasilitas umum apa saja yang tersedia di kota Binjai. Dalam pencarian rute terpendek ini digunakan algoritma semut. Algoritma semut merupakan teknik probabilistik untuk menyelesaikan masalah komputasi dengan menemukan rute optimum, dengan parameter parameter yang sudah di tetapkan. Dengan algoritma semut, maka proses perhitungan verteks dalam jumlah banyak menjadi optimal. Dari hasil pengujian berdasarkan parameter siklus dan jumlah semut mempengaruhi waktu dan pencarian rute terpendek, untuk parameter β, q 0 dan ρ mempengaruhi waktu eksekusi pencarian rute terpendek lokasi tujuan, sedangkan τij dan α tidak terlalu signifikan mempengaruhi waktu pencarian rute optimum lokasi tujuan. Aplikasi pencari rute terpendek yang mengimplementasikan Algoritma Semut ini dibangun dengan menggunakan perangkat lunak Microsoft Visual Basic 6.0. Hasil dari sistem ini berupa rute terpendek yang optimal, kemudian ditampilkan pada peta yang diwakili oleh lokasi awal dan lokasi tujuan dengan parameter yang sudah ditetapkan. Kata Kunci: Sistem Informasi Geografis, Rute Terpendek, Algoritma Semut, Parameter, Fasilitas Umum.
The Shortest Path Mapping of Binjai's Public Facility in Geographic Information Systems Using Ant Algorithm ABSTRACT Due to the development of civilization especially in the area of technology, the needs of software also develop. Especially in the geographic information system area, where the user is made easier to specify the shortest path among public facilities. Binjai city needs Geographic Information System application to make the society easier to know what public facilities are available in the Binjai city. The ant algorithm is used to find the shortest path. The ant algorithm is a probabilistic method to solve computation problem by finding the optimum path, together with parameters that have been defined. By using ant algorithm, the calculation of vertex in large quantities can be optimum. The test results, that are based on the cycle parameter and the amount of ants affect the time and the shortest path searching, the parameter β, q0 and ρ affect the time execution of shortest destinations path searching, while τij and α don't too significantly affect the optimum time in the destination path seacrhing. This ant algorithm implemenation of shortest path searching application is built using Microsoft Visual Basic 6.0 software. The results of this system is the optimal shortest path, which is displayed on a map represented by starting and destination location with defined parameters. Keyword : Geographic information system, shortest path, ant algorithm, parameters, public facilities
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel Halaman ii iii iv v vi vii x xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metodologi Penelitian 4 1.7 Sistematika Penulisan 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Graf 6 2.1.1 Definisi Graf 6 2.1.2 Jenis-Jenis Graf 7 2.1.3 Lintasan 10 2.1.4 Representasi Graf 11 2.1.4.1 Matriks Ketetanggaan 11 2.1.4.2 Matriks Bersisian 13 2.1.4.3 Senarai Ketetanggaan 14 2.2 Lintasan Terpendek (Shortest Path) 14 2.3 Permasalahan Optimasi 15 2.3.1 Penyelesaian Masalah Optimasi 15 2.4 Permasalahan Rute Terpendek 16 2.5 Algoritma Semut 17 2.5.1 Cara Kerja Algoritma Semut Mencari Rute Terpende 18 2.6 Sistem Informasi Geografis (SIG) 20 2.6.1 Subsistem Sistem Informasi Geografis 22 2.6.2 Komponen Sistem Informasi Geografis 23 2.6.3 Model Data dalam Sistem Informasi Geografis 24 2.6.4 Representasi Grafis Suatu Objek 26
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1 Analisis Masalah Umum 27 3.2 Analisis Algoritma Semut 28 3.2.1 Karakteristik Algoritma Semut 28 3.2.2 Implementasi Pencarian Rute Terpendek dengan Algoritma Semut 30 3.2.3 Flowchart Algoritma Semut 33 3.3 Perancangan Peta 44 3.3.1 Data Peta Kota Binjai 44 3.3.2 Data Jalan Kota Binjai 45 3.4 Deskripsi Sistem 45 3.5 Spesifikasi Keperluan Sistem 46 3.5.1 Fungsi Sistem 46 3.5.2 Masukan dan Keluaran Sistem 46 3.5.2.1 Masukan Sistem 46 3.5.2.2 Keluaran Sistem 47 3.5.3 Batasan Sistem 47 3.6 Data Flow Diagram (DFD) 47 3.7 Perancangan Antarmuka Sistem (Interface) 53 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM 4.1 Implementasi 58 4.2 Spesifikasi Perangkat Lunak 58 4.3 Spesifikasi Perangkat Keras 58 4.4 Tampilan Aplikasi 59 4.4.1 Tampilan Home 59 4.4.2 Tampilan Navigasi 60 4.4.3 Tampilan Utama 60 4.4.4 Tampilan Pilihan Lokasi 62 4.4.5 Tampilan Tampilan Pesan Error 62 4.4.6 Tampilan Pesan Tidak Ada Jalur Langsung 63 4.4.7 Tampilan Tampilan Hasil Perhitungan Jarak 63 4.4.8 Tampilan Rute Terpendek Pada Peta 64 4.4.9 Tampilan Keterangan Lokasi 64 4.4.10 Tampilan Form Jarak 65 4.4.11 Tampilan Form Tambah Verteks 66 4.4.12 Tampilan Form Keterangan Parameter 66 4.4.13 Tampilan Form Creator 67 4.5 Pengujian Sistem 68 4.5.1 Pengujian Sistem Berdasarkan Jumlah Verteks 68 4.5.2 Pengujian Sistem Berdasarkan Banyak Siklus dan Banyak Semut 69 4.5.3 Pengujian Sistem Bedasarkan Parameter 70 4.5.3.1 Pengujian Sistem Berdasarkan Parameter τ ij 70 4.5.3.2 Pengujian Sistem Berdasarkan Parameter q0 71 4.5.3.3 Pengujian Sistem Berdasarkan Parameter α 72 4.5.3.4 Pengujian Sistem Berdasarkan Parameter β 72 4.5.3.5 Pengujian Sistem Berdasarkan Parameter ρ 73
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 74 5.2 Saran 75 Daftar Pustaka 76 Lampiran A: Listing Program
DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Contoh Graf dengan Empat Vertex dan Tujuh Edge 6 2.2 Contoh Graf sederhana 7 2.3 Contoh Graf Ganda 8 2.4 Contoh Graf Semu 8 2.5 Contoh Graf Tak Berarah 9 2.6 Contoh Graf Berarah 9 2.7 Contoh Graf Tak Berhingga 10 2.8 Contoh Graf Berbobot 10 2.9 Contoh Matriks Ketanggaan 12 2.10 Contoh Graf Matriks Bersisian 13 2.11 Graf yang Berarah dan Tidak Berbobot 17 2.12 Perjalanan Semut Menemukan Sumber Makanan 19 2.13 Ilustrasi Subsistem SIG 23 2.14 Contoh Model Data Raster dan Data Vektor 25 2.15 Contoh Representasi Objek Titik 26 2.16 Contoh Representasi Objek Garis 26 2.17 Contoh Representasi Objek Poligon Untuk Dara Landuse 26 3.1 Contoh Rute Terpendek 27 3.2 Flowchat Algoritma Semut 33 3.3 Graf G Analisis Algoritma Semut 34 3.4 Peta Kota Binjai 44 3.5 Diagram Konteks 48 3.6 DFD level 1 49 3.7 DFD level 2 Proses 1 50 3.8 Flowchart Sistem 52 3.9 Form Home 54 3.10 Form Navigasi 54 3.11 Form Halaman Utama 54 3.12 Form Jarak 56 3.13 Form Tambah Lokasi Fasilitas Umum 56 3.14 Form Keterangan Parameter 57 3.15 Form About Creator 57 4.1 Tampilan Form Home 59 4.2 Tampilan Navigasi 60 4.3 Tampilan Form Utama 61 4.4 Tampilan Pilihan Lokasi 62 4.5 Tampilan Pesan Error 62 4.6 Tampilan Pesan Tidak Langsung 63 4.7 Tampilan Hasil Perhitungan Jarak 63 4.8 Tampilan Rute Terpendek pada Peta 64 4.9 Tampilan Keterangan Lokasi 65 4.10 Tampilan Form Jarak 65 4.11 Tampilan Tambah Verteks 66 4.12 Tampilan Form Keterangan Paremeter 67 4.13 Tampilan Form Creator 67
DAFTAR TABEL Halaman 3.1 Jarak antar Titik (d ij ) pada Graf G 35 3.2 Visibilitas antar Titik (ηij) pada Graf G 35 3.3 Feromon antar Titik pada Graf G 35 3.4 Hasil Siklus I Analisis Algoritma Semut 42 3.5 Feromon antar Titik pada Graf 44 3.6 Data Jalan Utama di Kota Binjai 45 3.7 Spesifikasi Proses DFD Level 1 49 3.8 Kamus Data Pada DFD Level 1 50 3.9 Kamus Data Pada DFD Level 2 51 3.10 Spesifikasi Proses DFD Level 2 Proses 1 51 4.1 Hasil Pengujian Berdasarkan Jumlah Verteks 68 4.2 Hasil Pengujian Berdasarkan Banyak Siklus dan Banyak Semut 69 4.3 Hasil Pengujian Berdasarkan Parameter τ ij 71 4.4 Hasil Pengujian Berdasarkan Parameter q0 71 4.5 Hasil Pengujian Berdasarkan Parameter α 72 4.6 Hasil Pengujian Berdasarkan Parameter β 73 4.7 Hasil Pengujian Berdasarkan Parameter ρ 73