Penerapan jaringan syaraf tiruan untuk mendeteksi dan mengenali pola bentuk pada permukaan batuan

DAFTAR RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI

  Nama : Cecep Supriatna Jenis kelamin : Laki-laki Tempat, tanggal lahir : Bandung, 05 Juni 1989 Kewarganegaraana : Indonesia Tinggi, berat badan : 169 cm, 65 kg Agama : Islam Alamat lengkap : Jln Sukamenak Kopo Sayati No.203 Rt.06/10 kec. Margahayu

  Selatan Kab. Bandung (Kode pos : 40227) Telepon, HP : 089656211003 E-mail : Mbukiller@yahoo.com

RIWAYAT ORANG TUA

  Nama Ayah : Ngadion Anwar Alamat Lengkap : Jln Sukamenak Kopo Sayati No.203 Rt.06/10 kec. Margahayu

  Selatan Kab. Bandung (Kode pos : 40227) Telepon, HP : - Pekerjaan : Pensiunan TNI-AD Bekangdam III Siliwangi

LATAR BELAKANG PENDIDIKAN

• Formal  SD NEGERI 5 Sukamenak Indah , 2001

   SMP NEGERI 1 Margahayu ,2006  SMK PRAKARYA INTERNATIONAL 1952 BANDUNG, 2007

   UNIKOM (TEKNIK KOMPUTER) 2008 - 2014

  KEMAMPUAN

   Kemampuan Teknik Komputer dan Informatika (Image Processing MATLAB, Networking, MS office, corel application, adobe application, web programming & design photoshop dan Corel draw, programmer aplication)

   Kemampuan internet (e-commers, Bisnis Online)

PENGALAMAN KERJA

   Kerja praktek di PT. BANINUSA INDONESIA, 2007  Kerja praktek di Laboratorium Jaringan Komputer Unikom Bandung, 2012

  Bandung, Februari, 2014 Hormat saya, Cecep Supriatna 10208090

  

PENERAPAN JARINGAN SYARAF TIRUAN UNTUK

MENDETEKSI DAN MENGENALI POLA BENTUK PADA

PERMUKAAN BATUAN

TUGAS AKHIR

  Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Pada Program Studi Sistem Komputer Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer

  

Oleh

CECEP SUPRIATNA

10208090

  Pembimbing:

  

John Adler, M.Si

Sri Supatmi, S.Kom

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

  

2014

  

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr, Wb.

  Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat bimbingan dan dukungan dari banyak pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1.

  Wendi Zarman, M.Si. Selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer.

  2. John Adler, S.Si., M.Si yang telah memberikan arahan dan masukan serta bimbingan selama penulis pelaksanaan tugas akhir dan selaku dosen wali yang memberi koreksi dan arahan selama menempuh pendidikan.

  3. Sri Supatmi, S.Kom Selaku Pembimbing II yang telah memberikan arahan dan masukan serta bimbingan selama penulis pelaksanaan tugas akhir.

  4. Dilianti, S.kom yang memberikan banyak wawasan dan koreksi atau bimbingan pembelajaran yang membangun selama pelaksanaan tugas akhir.

  5. Ayahanda Ngadion Anwar dan Ibunda Imas Sopiah. Yang telah mencintai, menyayangi, mendidik penulis, serta memberikan do’a kepada penulis dengan penuh kesabaran dan ikhlas.

  6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Komputer.

  7. Jajaran Staf Jurusan Teknik Komputer.

  8. Winda Suantika yang selalu memberikan semangat, suport dan doa dalam menyelesaikan laporan ini.

  9. Rekan-rekan seperjuangan di kelas 08TK-3 Unikom, yang tidak kenal lelah dan saling memotivasi dalam melakukan riset.

  Atas segala kebaikan yang telah diberikan semoga Allah SWT, membalas budi baik semua pihak dengan kebaikan dan pahala yang berlipat. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih memiliki kelemahan untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan.

  Wassalamualaikum Wr, Wb.

  Bandung, Februari 2014

  

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ..…………………………….………………………ii

  

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ iii

ABSTRAK ........................................................................................................... iv

ABSTRACT ......................................................................................................... v

KATA PENGANTAR......................................................................................... vi

DAFTAR ISI ...................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ viii

  

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1

  1.2 Maksud dan Tujuan ...................................................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah ........................................................................................... 3

  1.4 Metode Penelitian ......................................................................................... 3

  1.5 Sistematika Penulisan ................................................................................... 4

  

BAB II DASAR TEORI ...................................................................................... 5

2.1 Definisi Tentang Batuan ....................

  ………………………………………5

  2.1.1 Batuan ……………………………………………..……….……...5 2.1.2 Batuan Sediment..

  ..……………………..…………………………6

  2.1.3 Proses Sedimen……………………………..……………………..6

  2.1.4 Macam- Macam Batuan Sediment…………………………………8

  2.1.5 Kandungan Batuan Sediment Karbonat………………………….11 2.2 Citra Digital...

  ………………………………………………………………11

  2.3 Citra Biner .................................................................................................. 12

  2.3.1 Citra Citra Grayscale ......................................................................... 13

  2.3.2 Citra Asli ............................................................................................ 14

  2.4 Tentang Jaringan Syaraf Tiruan (JST) ............................................................. 15

  2.4.1 Konsep Dasar Jaringan Syaraf Tiruan (JST) ………………………16

  2.4.2 Karakteristik Dasar J aringan Syaraf Tiruan (JST) …………………17

  2.5 Metode Learning Vector Quantization (LVQ)……..….…………...……17

  2.5.1 Cara Kerja Learning Vector Quantization (LVQ)……………..18

  2.5.2 Proses Pelatihan Learning Vector Quantization (LVQ)….……..19

  2.6 Dasar Pengolahan Citr a Digital…………………………………………..19

  2.7 Tresholding ………………………………………………………………20

  2.7.1 Tresholding global …………………………………………….....21

  2.7.2 Tresholding adaptif………………………………………………21

  2.8 Pengolahan Citra Menggunakan Matlab…...…………………………….21

  2.8.1 Software Matlab………………………………………………….23

  2.8.2 Spesifikasi GUI Matlab…………………………………………..24

  2.9 Sofware Antarm uka Matlab…………………….………………………..26

  2.10 Sistem Matlab…………………………………………………………….28

  

BAB III PERANCANGAN ............................................................................... 30

  3.1 Deskripsi Komponen yang digunakan ..................................................... .30 3.1.1 Prangkat Keras ...

  ………………………………………………….30 3.1.2 Perangkat Lunak ....

  ………………………………………………..30

  3.2 Proses Kerja Learnning Vector Quantization (LVQ)……………………...31

  3.2.1 Langkah- Langkah Membangun LVQ ……………………………31

  3.3 Proses Pengambilan Citra …………………………………...…………….33 3.4 Perancangan Sistem (Flowchart Diagram Sistem).

  ……………………….34

  3.4.1 Baca Citra………………………..………………………………..34 3.4.2 Grayscale..

  …...…………………..………………………………..34

  3.4.3 Deteksi Tepi……………………..………………………….…….35 3.4.4 Segmentasi Watershed.

  …………………………………………...35 3.4.5 Ekstraksi Ciri .. ……….……………………………….…………..37

  3.5 Hitung Jumlah Batuan yang Memiliki Wajik dan Bukan Wajik………...38

  3.5.1 Efektifitas Sistem ……...…………………………………………38

  

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ........................................................... 40

  4.1.1 Konversi Citra Asli SEM ke Grayscale ….…………………………..40

  4.1.2 Deteksi Tepi ....................................................................................... 41

  4.1.3 Segmentasi Watershed ....................................................................... 41

  4.2 Processing Ekstraksi Ciri ............................................................................ 42

  4.2.1Perhitungan Pola bentuk batuan Karbonat ........................................... 43

  4.3 Perhitungan Dan Akurasi Sistem ................................................................ 43

  4.4 Trainning Citra ke-1 dan ke- 2 dengan metode LVQ dari JST…...………...49

  

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 56

  5.1 Simpulan .................................................................................................... 56

  5.2 Saran .......................................................................................................... 57

  

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 58

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Perhitungan jumlah bentuk pola pada percobaan gambar

  4.7…….45

Tabel 4.2 Perhitungan jumlah bentuk pola pada percobaan gambar.4.14

  …...47

Tabel 4.3 Nilai tingkat sensitivitas, spesifitas, dan akurasi pada percobaan

  Pada citra pertama dan kedua ………………………………………………...48

Tabel 4.4 Prosentase keberhasilan hasil segmentasi citra menetukan jumlah

  Keseluruhan bentuk batuan mineral pada percobaan pertama dan kedua …....49

Tabel 4.5. Data perhitungan klasifikasi citra

  ………………………..……….55

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Macam-macam batuan m

  ineral……………………………..……...5

Gambar 2.2 Citra biner

  …………………………….……………………..…….12

Gambar 2.3 Representasi citra biner

  …………………………………..………...12

Gambar 2.4 Citra grayscale

  ………………………………………….………….14

Gambar 2.5 Citra RGB

  ………………………………………………………….15

Gambar 2.6 Ilustrasi struktur jaringan syaraf t

  iruan………………...…………..16

   Arsitektur Learning Vector Quantization (LVQ).............................18 Gambar 2.7

Gambar 2.8 Command window

  ……………………...………………………….25

Gambar 2.9 Guide quick start

  …………………………..……………….……...25 GUI editor

  Gambar 2.10

  ………………………………………………….…….26

Gambar 2.11 Element tools

  ……………………………………………….……26

Gambar 2.12 Antarmuka s

  istem…………………………………………..……27

Gambar 3.1 Proses pengambilan citra

  …………………………………………..33

Gambar 3.2 Struktur mineral gamping dengan perbesaran (a) 5000x (b) 3000x

  yang akan dilati ……………………………………………………………..……33

Gambar 3.3 Flowchart perancangan sistem

  ………………………………....….34

Gambar 4.1. Konversi citra asli hasil SEM ke grayscale

  …………………...…..40

Gambar 4.2. Konversi grayscale ke filter sobel (Deteksi Tepi)

  …………..…….41

Gambar 4.3. Konversi filter sobel (Deteksi Tepi) ke segmentasi watershed

  (Pemisahan batuan yang bertumpuk) …………………………………………….41

  Proses ekstraksi ciri dan pemisahan pola berdasarkan warna .........42 Gambar 4.4.

Gambar 4.5. Tampilan GUI pada matlab perhitungan bentuk citra 1 sayatan

  batuan berdasarkan warna merah (pola wajik) biru (pola bukan wajik) …………43

  Gamping Sem5000x ke-1 Gambar 4.6.

  ………………………………………….44

Gambar 4.7. Hasil segmentasi watershed dan ekstrasi ciri citra ke-1

  ……...…...45

Gambar 4.8. Gamping Sem3000x ke-2

  ………...………………………………..46

Gambar 4.9 Hasil segmentasi dan ekstrasi ciri citra ke-2 pada percobaan

  kedua ……………………………………………………………………………..47

  Sampel training citra ke-1 Gambar 4.10.

  ……………………………………….50

Gambar 4.11. Neural network training (nntraintool) citra ke-1

  …...……………50

Gambar 4.12. Plot regression citra ke-1

  ………………………………………...51

Gambar 4.13 Sampel training citra ke-2

  …………………………….………….52

Gambar 4.14 Neural network training (nntraintool) Citra ke-2

  ……...…………52

Gambar 4.15. Plot regression citra ke-2

  ……………………………….………..54

DAFTAR PUSTAKA

  [1] Adler, J. Pengaruh Matriks dan Porositas Batuan Karbonat Formasi Parigi. Majalah Ilmiah Unikom Vol.9, hal 51-60, Maret 2012. [2] Askira, V. Pengertian Mineral dan Batuan. Diakses tanggal 20 Januari

  2014, dari [3] Dewi, K. P. Dasar-Dasar Pembelajaran Jaringan Syaraf Tirua

  Menggunakan Matlab. (Buku) 2011 [4] Gonzales, R.C., and Woods, R.E, Digital Image Processing Second edition.

  New Jersey: Prentice Hall. 2002. [5] Kartikasari, D., Perhitungan Rasio Sel darah Normal dan Abnormal

  Menggunakan pengolahan citra digital pada Matlab. Jurusan Teknik komputer. Universitas komputer Indonesia, Bandung. 2007.

  [6] Prasetyo, E. Pengolahan Citra Digital dan Aplikasinnya Menggunakan Matlab, Andi, Yogyakarta, 2011. [7] Rizki, G. Batuan dan Mineral, Batuan sediment, (online), Mei 2013

   diakses 20 januari 2014). [8] Sutikno, S. Aplikasi Pengenalan tanda tangan dengan menggunakan

  Metode Learning Vektor Quantization dan Backpropagation . Teknik Informatika.Universitas Mercu Buana, 2002.

  [9] Wahyono, E. S., & Ernastuti, Identifikasi Nomor Polisi Mobil

  Menggunakan Metode Jaringan Syaraf Buatan learning Vector Quantization. 2010.

  [10] Yulianto, S. Syntax-syntax for matlab, (online), Mei 2013 diakses 20 januari 2014).

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pada perkembangan Jaringan Syaraf Tiruan, JST (Artificial Neural

  

Network, ANN), telah dimulai pada tahun 1940-an. Setelah itu penelitian

  Jaringan Syaraf Tiruan berkembang sangat pesat dan merambat ke semua bidang keilmuan. Salah satunya ilmu kebumian (geofisika). Dalam ilmu geofisika, Jaringan Syaraf Tiruan ini sangat diperlukan sebagai dasar eksplorasi pencarian sumber minyak baru, gamping dimana hidrokarbon berupa oli dan gas tersimpan di dalam pori-pori batuan tersebut [1].

  Dalam Sistem komputer dan beberapa perangkat pendukungnya merupakan suatu pilihan yang sering dipakai dalam menyelesaikan pekerjaan manusia. Karena komputer memiliki kemampuan melakukan berbagai macam proses seperti proses perhitungan data atau gambar (image) untuk pengolahan citra dan sebagainya [2].

  Batuan jenis karbonat banyak sekali ditemukan di Indonesia. Di daerah Padalarang, bahkan menjadi laboratorium dunia bagi penelitian-penelitian asing karena keanekaragaman bentuk batuan diseluruh dunia ada di sini.

  Batuan jenis ini menjadi sangat penting karena lebih dati 50% reservoar minyak dan gas adalah reservoar gamping dan juga memiliki pori-pori yang lebih banyak dari pada batuan igneous dan metamorphic, terlebih lagi pori- pori tersebut terbentuk pada kondisi suhu dimana hidrokarbon terpelihara di dalamnya. Itulah mengapa reservoar gamping berperan penting dalam produksi gas dan minyak[3].

  Secara umum, penelitian mengenai batuan karbonat dapat dibagi menjadi beberapa aspek yaitu deskripsi core teriris, petrografi sayatan tipis (thin slices) , mineralogy, coreplugs, analisis core khusus, analisis geomekanis, seismic atau logs. Pertografithinslices, salah satu ilmu geologi memiliki peran yang sangat penting dalam mengkaji suatu batuan. Melalui petrografi dapat diketahui jenis, bentuk, tekstur dan komposisi suatu batuan. Dimana mineral

  

dolomite jika diberi pewarnaan dengan zat pewarna Alizarin Red S merubah

  menjadi merah dan mineral calcite tetap. Sedangkan jika diberi zat pewarna blue-dye, menghasilkan warna biru yang maerupakan pori-pori batuan [4].

  Tiga mineral penyusunnya adalah calcite (CaCO3), dolomite Ca.Mg(CO3)2, dan aragonite. Kristal rhomobohedral sedangkan aragonite memiliki struktur kristal yang berbeda, yaitu orthorhombic. Dari komponen penting suatu batuan selain dua mineral yang dominan adalah pori-pori batuan, yang setelah ditaburi zat blue-dye berubah jadi warna biru. Untuk itu dalam tugas akhir ini akan dirancang suatu jaringan syaraf tiruan untuk mengenali pola bentuk wajik dan bukan wajik yaitu dengan citra putih dan abu

  (grayscale) [5].

  Dari penjelasan diatas Jaringan Syaraf Tiruan (JST) memiliki potensi menyediakan kemampuan untuk dapat memecahkan suatu permasalahan yang sulit dipecahkan. Masalah yang diangkat dalam tugas akhir ini adalah

  

“Penerapan Jaringan Syaraf Tiruan Untuk Mendeteksi dan Mengenali

Pola Bentuk Pada Permuka an Batuan”.

  Pengenalan bentuk pola gambar pada batuan yang beragam, baik dari segi bentuk, ukuran dan posisi sudah tentu akan membutuhkan proses pembelajaran yang lebih kompleks.

1.2 Maksud dan Tujuan

  Dari latar belakang diatas, maka permasalahnnya adalah bagaimana cara melakukan pendeteksian dan perhitungan jumlah objek suatu bentuk pola batuan yang memiliki pola bentuk wajik dan bukan wajik pada suatu citra batuan secara otomatis berdasar proses tertentu.

  Tujuan tugas akhir ini adalah membuat sistem untuk memisahkan suatu bentuk pola wajik dan bukan wajik pada suatu permukaan batuan yang bertumpuk, sebelum dilakukannya proses pendeteksian bentuk dan perhitungan jumlah pola objek bentuk wajik dan bukan wajik pada suatu citra batuan berdasarkan warna pada masing-masing bentuk pola.

  1.3 Batasan Masalah

  Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah :

  1. Data citra batuan yang diambil dari sebuah pegunungan dari padalarang langsung dan diambil sebuah sempel yang untuk diproses melalui metoda SEM ( Scanning Electron Microscope).

  2. Untuk memisahkan suatu bentuk pola batuan yang bertumpuk serta menghitung jumah objek batuan digunakan proses segmentasi watershed.

  3. Citra batuan yang diolah hanya variasi perbedaan yg berdasarkan suatu bentuk yaitu bentuk pola wajik dan bukan wajik.

  4. Untuk menentukan pola bentuk wajik dan bukan wajik menggunakan metode ekstrasi ciri berdasarkan penandaan warna.

  5. Software yang digunakan untuk penelitian ini adalah Matlab versi 2010b.

  1.4 Metode Penelitian

  Metodologi yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir ini antara lain: 1. Studi pustaka untuk mengumpulkan dan mempelajari tentang latar belakang terbentuknya suatu batuan karbonat dan manfaat dan serta jenis- jenis batuan tersebut, dan serta mempelajari metode-metode lain yang sudah ada dan berkaitan dengan tugas akhir ini.

  2. Dalam pengumpulan data yang dibutuhkan tentang macam-macam bentuk batuan dan sifat dan jenisnya.

  3. Membangun sistem untuk menghitung jumlah objek bentuk pola wajik dan bukan wajik pada suatu citra batuan karbonat serta mengenali perbedaan wajik dan bukan wajik dan dapat dihitung menurut perhitungan yang telah ditentukan.

  4. Pengujian sistem yang telah dibuat dan analisa.

  5. Penyusunan laporan

1.5 Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini sebagai berikut:

  BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, permasalahan, batasan masalah, tujuan, metodologi penelitian, sistematika penulisan dari penelitian tugas akhir yang dibuat.

  BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang berbagai teori penunjang yang berhubungan dengan penelitian tugas akhir ini .

  BAB III : PERANCANGAN SISTEM Bab ini berisi pemodelan dari sistem terhadap permasalahan yang dihadapi dan pemilihan perangkat lunak yang akan diimplementasikan. Sistem akan dibuat dengan menggunakan metode segmentasi watershed dan ekstrasi ciri.

  BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Bab ini berisi pengujian yang dilakukan terhadap aplikasi yang sudah

  dibuat serta berisikan analisis terhadap sistem yang akan dibangun, meliputi spesifikasi sistem aplikasi dan fungsi sistem yang dibuat.

  BAB V : SIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dari penelitian sistem yang telah . dilakukan dan saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut

BAB II DASAR TEORI

2.1 Definisi Tentang Batuan

2.1.1 Batuan

  Batuan adalah suatu masa mineral yang dapat terdiri atas satu jenis mineral atau lebih. Mineral adalah suatu bahan atau unsur kimia, gabungan beberapa unsur kimia sebagai hasil proses alam, bersifat homogen dan mempunyai susunan atau rumus kimia tertentu. Batuan akan mengalami proses penghancuran dan kemudian akan terpindahkan atau tergerak oleh berbagai macam proses alam seperti aliran alir, hembusan angin, gelombang pantai, maupun gletser. Media pengangkut tersebut dikenal sebagai alat pengikis, yang dapat membawa fragmen atau bahan yang larut ke tempat-tempat tertentu berupa sedimen dan berupaya untuk meratakan permukaan bumi. Kemudian terjadi perubahan dari batuan lepas menjadi batuan yang keras melalui pembebanan dan perekatan oleh senyawa mineral dalam larutan menjadi batuan sedimen. Batuan-batuan tersebut akan menyesuaikan dengan lingkungan yang baru sehingga terbentuklah batuan malihan atau metamorfis.

  Macam batuan _{mineral Batuan Olivine Batuan Mica} Batuan Quartz Calcite Potassium

Gambar 2.1 Macam-macam batuan mineral Berdasarkan jenis batuan tersebut maka secara garis besar batuan di alam ini dibagi menjadi tiga bagian, yaitu :

1. Batuan beku 2.

  Batuan sedimen 3. Batuan metamorfis

  Dari ketiga batuan diatas, penulis lebih tertarik membahas jenis batuan nomor dua yaitu batuan sedimen, karena paling banyak ditemui di daerah padalarang sebagai laboratorium dunia yang banyak diteliti oleh peneliti-peneliti dari luar negeri.

  2.1.2 Batuan Sedimen

  Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari hasil proses pelapukan, erosi, pengangkutan dan pengendapan dari batuan yang sudah ada, baik batuan beku, sedimen maupun batuan metamorf. Batuan sedimen yang terbentuk melalui proses-proses ini dinamakan batuan sedimen klastik. Selain batuan sedimen klastik ada batuan sedimen non klastik yaitu batuan sedimen yang terbentuk dari unsur-unsur organisme ataupun kimiawi, misalnya garam dapur terjadi karena proses penguapan, batu gamping koral terbentuk karena organisme moluska.

  Batuan sedimen klastik yang sangat terkenal antara lain batu pasir, batu lempung. Batuan sedimen non klastk yang sangat terkenal antara lain batu gamping, garam dapur dan batu gips.

  2.1.3 Proses Sedimen

  Batuan yang berasal dari hasil rombakan berbagai jenis batuan adalah batuan sedimen. Batuan sedimen ini terbentuk dengan proses pertama tentunya adalah pecahnya atau terabrasinya batuan sumber yang kemudian hasil pecahannya tertransportasi dan mengendap di suatu area tertentu. Proses-proses tersebut telah lazim disebut sebagai proses-proses sedimentasi. Proses sedimentasi pada batuan sedimen klastik terdiri dari dua proses, yakni proses sedimentasi secara mekanik dan proses sedimentasi secara kimiawi.

  Proses Sedimentasi Mekanik

  Proses sedimentasi secara mekanik merupakan proses dimana butir-butir sedimen tertransportasi hingga diendapkan di suatu tempat. Proses ini dipengaruhi oleh banyak hal dari luar. Transportasi butir-butir sedimen dapat dipengaruhi oleh air, gravitasi, angin, dan es. Dalam cairan, terdapat dua macam aliran, yakni laminar (yang tidak menghasilkan transportasi butir-butir sedimen) dan turbulent (yang menghasilkan transportasi dan pengendapan butir-butir sedimen). Arus turbulen ini membuat partikel atau butiran-butiran sedimen mengendap secara suspensi, sehingga butiran-butiran yang diendapkan merupakan butiran sedimen berbutir halus (pasir hingga lempung). Proses sedimentasi yang dipengaruhi oleh gravitasi dibagi menjadi empat, yakni yang dipengaruhi oleh arus turbidit, grain flows, aliran sedimen cair, dan debris flows.

  Proses Sedimentasi Kimiawi

  Proses sedimentasi secara kimiawi terjadi saat pori-pori yang berisi fluida menembus atau mengisi pori-pori batuan. Hal ini juga berhubungan dengan reaksi mineral pada batuan tersebut terhadap cairan yang masuk tersebut. Berikut ini merupakan beberapa proses kimiawi dari diagenesis batuan sedimen klastik: a) Pelarutan (Dissolution), mineral melarut dan membentuk porositas sekunder.

  b) Sementasi (Cementation), pengendpan mineral yang merupakan semen dari batuan, semen tersebut diendapkan pada saat proses primer maupun sekunder.

  c) Authigenesis, munculnya mineral baru yang tumbuh pada pori-pori batuan

  d) Recrystallization, perubahan struktur kristal, namun kompsisi mineralnya tetap sama. Mineral yang biasa terkristalisasi adalah kalsit.

  e) Replacement, melarutnya satu mineral yang kemudian terdapat mineral lain yang terbentuk dan menggantikan mineral tersebut f) Kompaksi (Compaction) g) Bioturbasi (Bioturbation), proses sedimentasi oleh hewan (makhluk hidup).

2.1.4 Macam-Macam Batuan Sedimen

1. Batuan Sedimen Klastik

  Batuan sedimen klastik merupakan batuan sedimen yang terbentuk dari pengendapan kembali detritus atau pecahan batuan asal. Batuan asal dapat berupa batuan beku, metamorf dan sedimen itu sendiri. Batuan sedimen diendapkan dengan proses mekanis, terbagi dalam dua golongan besar dan pembagian ini berdasarkan ukuran besar butirnya. Cara terbentuknya batuan tersebut berdasarkan proses pengendapan baik yang terbentuk dilingkungan darat maupun dilingkungan laut. Batuan yang ukurannya besar seperti breaksi dapat terjadi pengendapan langsung dari ledakan gunung api dan diendapkan disekitar gunung tersebut dan dapat juga diendapkan dilingkungan sungai dan batuan batu pasir bisa terjadi dilingkungan laut, sungai dan danau. Semua batuan diatas tersebut termasuk ke dalam golongan detritus kasar. Sementara itu, golongan detritus halus terdiri dari batuan lanau, serpih dan batua lempung dan napal. Batuan yang termasuk golongan ini pada umumnya diendapkan di lingkungan laut dari laut dangkal sampai laut dalam.

  Proses diagenesa antara lain :

  a) Kompaksi sedimen Yaitu tepatnya butir sedimen satu terhadap yang lain akibat tekanan dari berat beban di atasnya. Disini volume sedimen berkurang dan hubungan antar butir yang satu dengan yang lain menjadi rapat.

  b) Sementasi Sementasi yaitu turunnya material-material di ruang antar butir sedimen dan secara kimiawi mengikat butir-butir sedimen dengan yang lain. Sementasi makin efektif bila derajat kelurusan larutan pada ruang butir makin besar.

  c) Rekristalisasi Rekristalisasi yaitu pengkristalan kembali suatu mineral dari suatu larutan kimia yang berasal dari pelarutan material sedimen selama diagenesa atu sebelumnya. Rekristalisasi sangat umum terjadi pada pembentukan batuan d) Autigenesis Autigenesis yaitu terbentuknya mineral baru di lingkungan diagenesa, sehingga adanya mineral tersebut merupakan partikel baru dlam suatu sedimen.

  Mineral autigenik ini yang umum diketahui sebagai berikut : karbonat, silica, klorita, gypsum dan lain-lain.

  e) Metasomatisme Metasomatisme yaitu pergantian material sedimen oleh berbagai mineral autigenik, tanpa pengurangan volume asal.

2. Batuan Sedimen Non-Klastik

  Batuan sedimen Non-Klastik merupakan batuan sedimen yang terbentuk sebagai hasil penguapan suatu larutan, atau pengendapan material di tempat itu juga. Proses pembentukan batuan sedimen kelompok ini dapat secara kimiawi, biologi atau organik, dan kombinasi di antara keduanya (biokimia). Secara kimia, endapan terbentuk sebagai hasil reaksi kimia, misalnya CaO + CO2 ® CaCO3. Secara organik adalah pembentukan sedimen oleh aktivitas binatang atau tumbuh- tumbuhan, sebagai contoh pembentukan rumah binatang laut (karang), terkumpulnya cangkang binatang (fosil), atau terkuburnya kayu-kayuan sebagai akibat penurunan daratan menjadi laut. Contohnya; Batu gamping (Limestone), batu bara (Coal), dan lain-lain. Batuan sedimen yang terbentuk dari hasil reaksi kimia atau bisa juga dari kegiatan organisme. Reaksi kimia yang dimaksud adalah kristalisasi langsung atau reaksi organik (Pettjohn, 1975). Menurut R.P. Koesoemadinata, 1981 batuan sedimen dibedakan menjadi enam golongan yaitu :

  a) Golongan detritus dasar Batuan sedimen diendapkan dengan proses mekanis. Termasuk dalam golongan ini antara lain adalah breksi, konglomerat dan batu pasir. Lingkungan tempat pengendapan batuan ini di lingkungan sungai dan danau atau laut.

  b) Golongan detritus halus Batuan yang termasuk kedalam golongan ini diendapkan di lingkungan laut dangkal sampai laut dalam. Yang termasuk kedala golongan ini adalah batu c) Golongan karbonat Batuan ini umum sekali terbentuk dari kumpulan cangkang moluska, algae dan foraminifera, atau oleh proses pengendapan yang merupakan rombakan dari batuan yang terbentuk lebih dahulu dan diendapkan disuatu tempat. Proses pertama biasa terjadi di lingkungan laut litoras sampai neritik, sedangkan proses kedua diendapkan pada lingkungan laut neritik sampai bahtial. Jenis batuan karbonat ini banyak sekali macamnya tergantung pada material penyusunnya.

  d) Golongan silikat Proses terbentuknya batuan ini adalah gabungan antara pross organik dan kimiawi untuk lebih menyempurnakannya. Termasuk golongan ini yaitu tanah diatom. Batuan golongan ini tersebarnya hanya sedikit dan terbatas sekali.

  e) Golongan evaporit Proses terjadinya batuan sedimen ini harus ada air yang memiliki larutan kimia yang cukup pekat. Pada umumnya batuan ini terbentuk di lingkungan danau atau laut yang tertutup, sehingga sangat memungkinkan terjadi pengayaan unsure-unsur tertentu. Dan faktor yang penting juga adalah tingginya penguapan maka akan terbentuk suatu endapan dari larutan tersebut. Batuan-batuan yang termasuk kedalam batuan ini adalah gips, danhidrit, batu garam.

  f) Golongan batu bara Batuan sedimen ini terbentuk dari unsur-unsur organik yaitu dari tumbuh- tumbuhan. Dimana sewaktu tumbuhan tersebut mati dengan cepat tertimbun oleh suatu lapisan yang tersebut di atasnya sehingga tidak akan memungkinkan terjadinya pelapukan. Lingkungan terbentuknya batubara adalah khusus sekali, ia harus memiliki banyak sekali tumbuhan sehingga kalau timbunan itu mati tertumpuk menjadi satu di tempat tersebut.

2.1.5 Kandungan Batuan Sedimen Karbonat

  Karbonat adalah batuan sedimen yang terbentuk dari mineral karbonat yang utama yaitu kalsit dan dolomit serta kadang-kadang aragonite (tidak stabil). Batuan sedimen karbonat terdiri CaCO3 (kalsium karbonat) dan MgCO3. Batuan sedimen terdiri dari susunan mineral-mineral karbonat (senyawanya terdiri dari atom tunggal karbon dan tiga atom oksigen, dimana karbonat mempunyai struktur kimia CO3. Batuan utamanya yaitu batuan gamping atau limestone (CaCO3>50%) dan dolomit (dolostone) (CaMg(CO3)2). Batuan ini mengandung sekurang-kurangnya 22% dari keseluruhan batuan sedimen yang ada. Batuan sedimen karbonat mengandung mineral : 

  Kalsit (Calcite) CaCO2 (yang utama) dengan struktur kristal rhombohedral (heksagonal) banyak ditemukan pada batuan sedimen tua, bentuknya stabil dan kalsit mendominasi bahan rangka selama Paleozoic, kalsit low magnesium (<4%) dan high magnesium (>4%)

   Dolomit (dolomite) CaMg(CO3)2 dengan struktur kristal rhombohrdral

  (heksagonal), berasosiasi dengan mineral kalsit dan evaporate, batuan

  gamping berubah oleh fluida yang kaya akan magnesium, volume-nya berkurang sebesar 12% yang direpresentasikan oleh void atau vugs. 

  Aragonit (aragonite) CaCO3 dengan struktur kristal orthorhombic, saat ini banyak ditemukan dalam batuan sedimen karbonat (zaman Cenozoic), dan metastabil (dapat berubah menjadi kalsit). 

  Beberapa karbonat magnesium (magnesite) MgCO3. Dengan struktur kristal heksagonal (rhombohedral).

2.2 Citra Digital

  Citra digital adalah gambar dua dimensi yang dapat ditampilkan pada layar monitor komputer sebagai himpunan berhingga (diskrit) nilai digital yang disebut pixel (picture elements). Piksel adalah elemen citra yang memiliki nilai yang menunjukkan intensitas warna.

  Berdasarkan cara penyimpanan atau pembentukannya, citra digital dapat dibagi menjadi dua jenis. Jenis pertama adalah citra digital yang dibentuk oleh kumpulan pixel dalam array dua dimensi. Citra jenis ini disebut citra bitmap (bitmap image) atau citra raster (raster image). Jenis citra yang kedua adalah citra yang dibentuk oleh fungsi-fungsi geometri dan matematika. Jenis citra ini disebut grafik vektor (vector graphics).

  Dalam pembahasan tugas akhir ini, yang dimaksud citra digital adalah citra

  

bitmap. Citra digital (diskrit) dihasilkan dari citra analog (kontinu) melalui

  digitalisasi. Digitalisasi citra analog terdiri atas sampling dan kuantisasi (quantization) Sampling adalah pembagian citra ke dalam elemen-elemen diskrit

  

(pixel), sedangkan kuantisasi adalah pemberian nilai intensitas warna pada setiap

pixel dengan nilai yang berupa bilangan bulat (G.W. Awcock, 1996).

2.3 Citra Biner

  Citra biner adalah gambar pada bidang dua dimensi. Dalam tinjauan matematis, citra yang hanya terdiri atas dua warna, yaitu hitam dan putih. Oleh karena itu, setiap pixel pada citra biner cukup dipresentasikan dengan satu bit. Pada gambar 2.2 merupakan citra biner, sedangkan pada gambar 2.3 merupakan representasi dari citra biner, dimana citra yang berwarna putih memiliki nilai satu, sedangkan citra yang berwarna hitam memiliki nilai nol.

Gambar 2.2 Citra binerGambar 2.3 Representasi citra biner Meskipun saat ini citra berwarna lebih disukai karena memberi kesan yang lebih kaya daripada citra biner, namun tidak membuat citra biner tidak digunakan lagi. Pada beberapa aplikasi citra biner masih tetap dibutuhkan, misalkan citra logo instansi (yang hanya terdiri dari warna hitam dan putih), citra kode barang (barcode) yang tertera pada label barang, citra hasil pemindaian dokumen teks, dan sebagainya. Seperti yang sudah disebutkan diatas, citra biner hanya mempunyai dua nilai derajat keabuan : hitam dan putih. Pixel-pixel objek bernilai satu dan pixel-pixel latar belakang bernilai nol. Pada waktu menampilkan gambar, adalah putih dan satu adalah hitam. Jadi pada citra biner, latar belakang berwarna putih sedangkan objek berwarna hitam seperti tampak pada gambar 2.2 diatas. Meskipun komputer saat ini dapat memproses citra putih-abu abu (grayscale) maupun citra berwarna, namun citra biner masih tetap di pertahankan keberadaannya.

2.3.1 Citra Grayscale

  Dalam komputasi, suatu citra digital grayscale adalah suatu citra dimana nilai dari setiap pixel merupakan sampel tunggal. Citra yang ditampilkan dari citra jenis ini terdiri atas warna abu-abu, bervariasi pada warna hitam pada bagian yang intensitas terlemah dan warna putih pada intensitas terkuat. Citra grayscale berbeda dengan citra hitam-putih (black dan write), dimana pada konteks komputer, citra hitam putih hanya terdiri atas dua warna saja yaitu hitam dan putih saja. Pada citra grayscale warna bervariasi antara putih dan abu-abu, tetapi variasi warna diantaranya sangat banyak. Citra grayscale seringkali merupakan perhitungan dari intensitas cahaya pada setiap pixel pada spektrum elektromagnetik.