Metode Penelitian Pemodelan jaringan saraf tiruan (artificial neural networks) untuk identifikasi kawanan lemuru dengan menggunakan deskriptor hidroakustik

Tabel 2 lanjutan No Deskriptor Formula Hitungan C Energetik 12 Rataan energi akustik Er, dB ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ∑ n E log 10 i 10 1 atau 10 SV 10 E i = 13 Standar deviasi energi akustik E SD , dB ∑ − − = i 2 r i SD 1 n E E E 1 2 14 Skewnes S 3 SD 3 E K 1 2 dimana [ ] 2 n 1 n E E n K i 3 r i 3 − − − = ∑ jika n=3; 0 jika n3 15 Kurtosis K 3 n 2 n 1 n 3 E Er E 3 n 2 n 1 n 1 n n 2 4 i SD i − − − − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − − − + ∑ 1 2 16 Densitas Volume Dv, g.m -3 1000 R . 1852 . 10 . 4 S 2 kg . TS 1 , A 1 ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ Δ π − 2 17 Rataan Target Strength TSr, dB π σ 4 Log 10 5 Keterangan : dirujuk dari 1 Lawson et al. 2001, 2 Coetzee 2000, 3 Bahri Freon 2000, 4 Fauziyah 2005, 5 variabel pendukung γ = panjang pulsa, ms. n = jumlah pixel, k = jarak antara ping, m, D = kedalaman perairan c = kecepatan suara, ms -1 D i = kedalaman di titik i θ = setengah sudut beam S A = area back-scattering strength ΔR = Lebar saluran integrasi vertikal TS db.kg -1 = -10,9 log L - 20,9

4.2 Metode Penelitian

Metode penelitian untuk mendapatkan dan menganalisis nilai deskriptor dapat dilihat pada Gambar 17. Pada gambar tersebut diperlihatkan tiga tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan dan menganalisis nilai deskriptor. Gambar 17 Diagram alir analisis deskriptor hidroakustik. Pada tahap I , data mentah yang disimpan dalam format digital datagram dg dirubah menjadi data terkompres dengan format digital data threshold dt. Analisis data akustik dengan menggunakan data threshold dapat dilakukan dengan beberapa program pengolahan data akustik. Dalam disertasi ini data threshold lemuru dianalisis dengan program komputer EP-500. Analisis data threshold dengan program EP500 dilakukan dengan metode pelagic layer yang berfungsi untuk melihat ada tidaknya sebaran ikan pada lapisan-lapisan tertentu, trace tracking pelagic untuk melihat sebaran intensitas beberapa ikan dalam arah dan Data Threshold dt Analisis dt dengan EP500: pelagic layer, trace tracking pelagic, expanded integral Matriks Data Akustik Program ADA 2004 Interchange, Filtering data, Binerisasi Deskriptor akustik morfometrik, energetik, batimetrik Analisis Korelasi Komponen Utama Korelasi antar deskriptor peran masing-masing I II III kedalaman tertentu, dan dengan metode expanded integral untuk mendapatkan nilai SV per segmentasi dari kawanan ikan. Hasil analisis dari ketiga metode tadi yang disimpan dalam bentuk matriks data akustik. Matriks data akustik MDA adalah matriks yang menunjukkan kumpulan nilai digital dari energi hamburan balik Coetzee, 2000, dalam hal ini MDA dari citra akustik ikan target dan ikan uji. Setiap elemen matriks atau disebut juga piksel dalam matriks tersebut mewakili satu nilai digital. Baris pada MDA menyatakan nilai kedalaman per meternya sedangkan kolom menyatakan pancaran sinyal akustik yang ke-n kali atau yang disebut juga ping akustik. Matriks data akustik selanjutnya digunakan sebagai data masukan dalam hitungan nilai deskriptor. Pada tahap II , program ADA 2004 digunakan untuk mengekstrak nilai deskriptor dari citra akustik ikan target dan ikan uji. Program ini telah digunakan oleh Fauziyah 2005 dalam disertasinya yang mencoba mengidentifikasi spesies kawanan lemuru dengan metode statistik. Dalam disertasi ini beberapa bagian dari program ini atas izin yang bersangkutan telah dimodifikasi untuk memudahkannya berinteraksi dengan program JST. Ada tiga proses utama yang dilakukan dalam program ini yaitu; interchange, filtering data, dan binerisasi. 1 Pengubahan format Interchange adalah proses yang dilakukan untuk mengubah data digital yang disimpan dalam format comma separated variable csv menjadi bentuk gambar yang disimpan dalam format joint photographic expert group jpeg. Hal ini dilakukan agar pemakai program dapat dengan mudah menyeleksi citra akustik yang akan dianalisis. 2 Seleksi data data filtering adalah proses yang dilakukan untuk memisahkan elemen matriks dengan nilai digital yang diinginkan dengan elemen matriks lainnya dengan nilai digital yang tidak diinginkan, sehingga didapatkan citra akustik yang hanya tersusun dari nilai digital ikan target atau ikan uji. Nilai-nilai digital tersebut selanjutnya dikelompokkan dalam selang tertentu dan diwarnai dengan warna yang sesuai. Dari proses ini didapatkan citra akustik ikan target atau ikan uji yang komposisi warnanya sesuai dengan yang diinginkan. 3 Binerisasi adalah proses yang dilakukan untuk menyatakan nilai digital yang telah didapatkan dari proses sebelumnya menjadi nilai biner yang hanya terdiri dari nilai antara 0 dan 1. Binerisasi dilakukan untuk memudahkan hitungan nilai-nilai deskriptor. Dengan binerisasi, degradassi warna citra akustik hanya berada pada selang warna putih hingga hitam. Warna hitam mewakili nilai-nilai digital yang mendekati atau sama dengan 0 sedangkan warna putih mewakili nilai-nilai digital yang mendekati atau sama dengan 1. Deskriptor akustik seperti telah dijelaskan sebelumnya menyatakan karakteristik internal dan external dari citra akustik ikan target atau ikan uji yang dikelompokkan kedalam karakteristik morfometrik, batimetrik dan energetik. Nilai-nilai deskriptor dihitung dengan formulasi seperti terlihat pada Tabel 2. Nilai-nilai deskriptor selanjutnya digunakan sebagai masukan dalam proses identifikasi baik yang dilakukan dengan metode statistika maupun yang dilakukan dengan metode JST. Pada tahap III dilakukan analisis korelasi dan komponen utama. Analisis korelasi dilakukan untuk melihat keterkaitan antara deskriptor dalam masing- masing kelompok deskriptor morfometrik, batimetrik, energetik dan keterkaitan antara seluruh deskriptor. AKU dilakukan untuk melihat secara umum deskriptor yang mencirikan kelompok-kelompok kawanan ikan. Dari hasil penelitian Fauziyah 2005 dan Wudianto 2001 diketahui bahwa berdasarkan ukuran panjangnya terdapat 4 spesies kawanan lemuru di Selat Bali yaitu; kawanan ikan lemuru sempenit dengan ukuran 7,5-10,5cm dengan selang nilai TS -50dB--47dB, lemuru protolan 10,5-15,0cm dengan selang nilai TS -47dB--44dB, lemuru dengan ukuran 15,0-21,5cm dengan selang nilai TS -44dB--41dB, dan campuran, campuran antara sempenit dan protolan, protolan dan lemuru, atau campuran ketiganya. Penamaan spesies kawanan lemuru di atas didasarkan pada penamaan lemuru oleh masyarakat setempat yang dilakukan berdasarkan ukuran ikan Dwiponggo Subani, 1971. Berdasarkan nilai TS-nya, ukuran ikan dapat dihitung dengan persamaan berikut Lida et al., 1999 yang diacu Wudianto, 2001; TS = 20 log L – 67,7 ................................................... 12 dengan memasukkan nilai TS dalam satuan dB maka panjang ikan L dalam satuan cm dapat ditentukan.

4.3 Hasil