BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka - BAB II DELTA AVE M TE'16
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Pada penelitian yang sebelumnya (Sholihah, 2010) dengan judul analisis energi kumulatif gempa gunung merapi berdasarkan data real-time seismic
amplitude measurement (RSAM) dan perbandingannya pada data seismik periode
Mei-Juni 2006, melakukan penentuan energi kumulatif gempa akibat erupsi gunung merapi pada tahun 2006 berdasarkan data RSAM dan data seismik, menentukan korelasi antara data analog dan data digital pada seismograf. Adapun perbedaan yang akan dilakukan adalah menentukan root mean square (RMS), average power
spectrum , dan power spectral density dengan dimikian, gempa dapat klasifikasikan
menurut hasil tersebut.Kemudian pada Penelitian yang dilakukan oleh (Nugraha,2011) dengan judul Aplikasi Perintah Suara Dengan Metode Fast Fourier Transform dan Dividen
And Conquer Pada Simulasi Rumah Pintar, pada penelitian tersebut telah
menerapkan algoritma Root Mean Square, Average Power Spectrum dan Mean
Square Error (MSE) dalam proses pengenalan suara, setelah selesai diproses
kemudian dilanjutkan dengan analisis pengenalan kata yang diucapkan dengan cara pencocokan fitur.
Selain itu pada penelitian (Rizal & Vera, 2007), menjelaskan aplikasi pengolahan sinyal digital pada analisis pengenalan suara jantung dan paru untuk
5 diagnosis penyakit jantung dan paru secara otomatis dengan menggunakan ekstraksi ciri untuk menganalisis dalam domain waktu yaitu, Root Mean Square untuk pembentukan frame dan menghitung energi tiap frame.
Penelitian sebelumnya terkait dengan ekstraksi ciri antara lain (Balqis, 2006) yang telah menerapkan teknik Fuzzy Color Histogram (FCH) untuk ekstraksi ciri warna pada citra bunga. Berdasarkan penelitiannya, FCH mampu mengatasi kesalahan dalam kuantisasi dan memberikan hasil yang baik pada sistem temu kembali citra. (Pebuardi, 2006) melakukan pengukuran kemiripan citra berbasis ekstraksi warna, bentuk dan tekstur dengan menggunakan Bayesian Network pada citra yang beragam.
Ekstraksi ciri diklasifikasikan ke dalam 3 jenis yaitu Low-level, middle-level dan high-level. Low level feature merupakan ekstraksi ciri berdasarkan isi visual seperti warna dan tekstur, middle
- –level feature merupakan ekstraksi ciri
berdasarkan wilayah citra yang ditentukan dengan segmentasi, sedangkan high-
level feature merupakan ekstraksi ciri berdasarkan informasi dalam citra (Marques
& Fuhrt, 2002).Bentuk dapat didefinisikan sebagai gambaran dari suatu objek dalam posisi, orientasi dan ukuran. Ciri bentuk dalam suatu citra sangat esensial untuk segmentasi citra karena dapat mendeteksi objek atau batas wilayah. Tekstur merupakan ciri citra yang sangat menarik digunakan untuk menentukan karakteristik suatu citra dengan aplikasi Content Based Imaged Retrieval (CBIR). Hal ini dikarenakan tekstur mengandung informasi penting mengenai susunan sruktur permukaan suatu citra. (Acharya & Ray, 2005).
2.2 Gunung Berapi
Gunung berapi atau gunung api secara umum adalah istilah yang dapat didefinisikan sebagai suatu sistem saluran fluida panas (batuan dalam wujud cair atau lava) yang memanjang dari kedalaman sekitar 10 km di bawah permukaan bumi sampai ke permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang dikeluarkan pada saat meletus.(wikipedia.org).
Gunung berapi terdapat dalam beberapa bentuk sepanjang masa hidupnya. Gunung berapi yang aktif mungkin berubah menjadi separuh aktif, istirahat, sebelum akhirnya menjadi tidak aktif atau mati. Bagaimanapun gunung berapi mampu istirahat dalam waktu 610 tahun sebelum berubah menjadi aktif kembali. Oleh itu, sulit untuk menentukan keadaan sebenarnya dari suatu gunung berapi itu, apakah gunung berapi itu berada dalam keadaan istirahat atau telah mati, apabila gunung berapi meletus, magma yang terkandung di dalam kamar magmar di bawah gunung berapi meletus keluar sebagai lahar atau lava. Selain daripada aliran lava, kehancuran oleh gunung berapi disebabkan. (wikipedia.org).
2.3 Jenis Gunung Berapi Berdasarkan Bentuknya
2.3.1 Stratovolcano
Tersusun dari batuan hasil letusan dengan tipe letusan berubah-ubah sehingga dapat menghasilkan susunan yang berlapis-lapis dari beberapa jenis batuan, sehingga membentuk suatu kerucut besar (raksasa), kadang-kadang bentuknya tidak beraturan, karena letusan terjadi sudah beberapa ratus kali. Gunung Merapi merupakan jenis ini.
2.3.2 Perisai
Tersusun dari batuan aliran lava yang pada saat diendapkan masih cair, sehingga tidak sempat membentuk suatu kerucut yang tinggi (curam), bentuknya akan berlereng landai, dan susunannya terdiri dari batuan yang bersifat basaltik. Contoh bentuk gunung berapi ini terdapat di kepulauan Hawai.
2.3.3 Cinder Cone
Merupakan gunung berapi yang abu dan pecahan kecil batuan vulkanik menyebar di sekeliling gunung. Sebagian besar gunung jenis ini membentuk mangkuk di puncaknya. Jarang yang tingginya di atas 500 meter dari tanah di sekitarnya.
2.3.4 Kaldera
Gunung berapi jenis ini terbentuk dari ledakan yang sangat kuat yang melempar ujung atas gunung sehingga membentuk cekungan.
2.4 Proses Terjadinya Gempa Vulkanik
Indonesia merupakan daerah yang dilalui oleh jalur pertemuan 3 lempeng tektonik, yaitu: Lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, dan lempeng Pasifik, yang menjadikan Indonesia menjadi daerah rawan gempa bumi, serta tempat terbentuknya gunung-gunung berapi.(bmkg.go.id)
Gempa bumi vulkanik terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.
Gempa ini dapat terjadi sebelum dan saat letusan gunung api. Getarannya kadang- kadang dapat dirasakan oleh manusia dan hewan sekitar gunung berapi itu berada.
Perkiraaan meletusnya gunung berapi salah satunya ditandai dengan sering terjadinya getaran-getaran gempa vulkanik.
Gempa bumi vulkanik terjadi karena adanya proses dinamik dari magma dan cairan yang bersifat hidrotermal (peka terhadap panas), sehingga dapat dipakai sebagai tanda-tanda awal peningkatan keaktifan gunung api. Proses fluida (cairan) dinamis yang terjadi karena adanya gradien suhu dan tekanan magma dapat menimbulkan gelombang gempa yang berasal dari proses resonansi retakan yang terisi cairan magma. Frekuensi gempa vulkanik yang dominan berkisar antara 1 sampai 5 Hz, selain frekuensi rendah lainnya.
Gempa ini dapat terjadi sebelum dan sesaat adanya erupsi atau letusan gunung berapi dan getarannya sangat dirasakan oleh manusia dan hewan sekitar gunung berapi itu berada. Menurut penelitian, gempa vulkanik terjadi hanya 7% dari seluruh gempa bumi yang pernah terjadi di muka bumi.
Gempa vulkanik biasanya terjadi di daerah sekitar gunung api dan magnitudenya pada umumnya kecil rata rata kurang dari 5 Skala Richter. Gempa vulkanik dengan magnitude 5-6 sangat jarang terjadi. Kedalaman gempa vulkanik berkisar antara 0-40 km.
Gambar 2.1 Peristiwa gempa vulkanik(http://www.andaikata.com/tahukahkamu/beginilah-proses-meletusnya-gunung- kelud.html) Akibat gempa bumi vulkanik adalah getaran atau guncangan tanah (ground
shaking ), likuifaksi (liquefaction), longsoran tanah, bahaya sekunder (arus pendek,
gas bocor yang menyebabkan kebakaran, dll).2.4.1 Gempa Tremor
Gempa Tremor adalah gempa atau getaran yang diakibatkan oleh adanya aktifitas gunung berapi, terjadi mulai sebelum letusan sampai meletusnya gunung berapi, gempa diiringi dengan suara dentuman, biasanya waktu terjadinya gempa berkisar kurang lebih 1 menit, dengan frekuensi 1-4 Hz.
2.4.2 Gempa Vulkanik Dangkal
Gempa Vulkanik Dangkal (VB) merupakan gempa dengan frekuensi tinggi hingga lebih dari 5 Hz dengan jeda waktu gempa sekunder dan gempa primer yang sangat singkat yaitu 1 detik.
2.4.3 Gempa Hembusan
Gempa Hembusan adalah gempa yang terjadi pada gunung berapi yang masih aktif, awal gempa tidak terekam jelas, hampir menyerupai noise, namun memiliki periode waktu yang berbeda, dengan frekuensi 1-4 Hz.
2.5 Seismometer
Seismometer adalah alat atau sensor getaran, yang biasanya dipergunakan untuk mendeteksiatau getaran pada permukaan tanah. Hasil rekaman dari alat ini disebut seismogram.
Seismograf adalah sebuah perangkat yang mengukur dan mencatat gempa
bumi. Pada prinsipnya, seismograf terdiri dari gantungan pemberat dan ujung lancip
seperti pensil. Dengan begitu, dapat diketahui kekuatan dan arah gempa lewat
gambaran gerakan bumi yang dicatat dalam bentuk seismogram. Seismograf
memiliki instrumen sensitif yang dapat mendeteksi yang terjadi selama gempa tergambar sebagai garis bergelombang pada seismograf.mengukur garis-garis ini dan menghitung besaran gempa.
Seismograf menggunakan dua gerakan mekanik dan elektromagnetik seismographer. Kedua jenis gerakan mekanikal tersebut dapat mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dariyang digunakan apakah vertikal atau horizontal.
2.6 Pengenalan Pola
FFT Pengambilan Data Citra Pendekatan Keputusan
Pola Kuantisasi Ekstraksi Ciri
Gambar 2.2 Sistem pengenalan pola Langkah-langkah yang digunakan dalam pengenalan pola adalah sebagai berikut :1. Pemrosesan citra digital serta analisis menggunakan model kuantisasi dan transformasi fourier. Proses FFT adalah proses yang digunakan untuk mengubah sinyal kedalam ranah frekuensi, sedangkan proses kuantisasi adalah proses yang digunakan untuk menghitung sampling diskrit data gempa dalam ranah waktu.
2. Pembandingan hasil eror dan rata-rata citra dengan melakukan pendekatan dari hasil citra.
3. Pengambilan keputusan, dengan cara menyamakan hasil dari citra dengan data referensi yang telah dibuat, akan menentukan hasil yang diperoleh.
2.7 Ekstraksi Ciri
Salah satu teknik untuk mendapatkan pola suatu citra adalah dengan melakukan ekstraksi ciri. Ekstraksi ciri dilakukan berdasarkan isi visual dari citra yaitu warna, bentuk, tekstur. Ekstraksi ciri merupakan proses pengindeksan suatu database citra dengan isinya. Secara matematik, setiap ekstraksi ciri merupakan
encode dari vektor n dimensi yang disebut dengan vektor ciri. Komponen vektor
ciri dihitung dengan pemrosesan citra dan teknik analisis serta digunakan untuk membandingkan citra yang satu dengan citra yang lain.
Ekstraksi ciri memiliki peran yang penting dalam hal pengenalan bahasa isyarat, semakin bagus ekstraksi cirinya, maka semakin tinggi tingkat akurasinya.
Untuk penerapan pada individu yang berbeda, penting untuk menggunakan ekstraksi ciri yang tahan terhadap variasi gerakan yang lebih banyak, dan tinggi serta panjang gempa yang berbeda yang berbeda.
2.8 Fast Fourier Transform
Transformasi fourier adalah suatu metode yang sangat efisien untuk menyelesaikan transformasi fourier diskrit yang banyak dipakai untuk keperluan analisa sinyal seperti pemfilteran, analisa korelasi, dan analisa spektrum. Discrete
Fourier Transformasi (DFT) adalah deretan yang terdefinisi pada kawasan
frekuensi
- – diskrit yang merepresentasikan. DFT dilakukan dengan mengimplementasikan sebuah transformasi, dengan panjang vektor N berdasarkan rumus :
= −1
1 ( ) = [−2 / ]
∑ ( )
=0 = −1
1
2
2 ( ) = ( (
∑ ( ) ) − ( ))
=0
Perhitungan FFT mengimplementasikan pencerminan transformasi ganda hasil DFT dengan hanya menghitung nilai setengahnya data sinyal sehingga perhitungan akan lebih cepat, lalu nilai setengahnya lagi dihitung dengan cara
conjugate nilai yang telah dihitung dengan DFT. Untuk membagi data sinyal
adalah dengan fungsi :
b = (N+1)div2
2.9 Matlab
MATLAB (matrix laboratory) adalah sebuah lingkungan komputer generasi keempat. Dikembangkan olehpembuatan antarmuka pengguna, dan peng-antarmuka-an dengan program dalam bahasa lainnya. Sebuah paket tambahamenambahkan simulasi grafis multiranah dan desain berdasar Model untuk sistem terlekat dan dinamik.
2.9.1 M-File Matlab
Pemrogramman pada matlab memberikan banyak bantuan bagi penggunanya dalam membuat program serta kode-kode yang digunakan untuk menyusun struktur suatu aplikasi, termasuk kode callback yang digunakan pada
GUI (Graphical User Interface) . M-file merupakan editor text, latar dasar yang
digunakan untuk meletakan fungsi-fungsi callback sebagai pengendali
GUI(Graphical User Interface) . Callback merupakan bagian-bagian kode data
yang dibuat pada M-File, setiap callback akan diimplementasikan sebagai sebuah subfungsi dalam M-file. M-file memiliki titik masukan tunggal (single entry point) yang dapat menginisialisasi GUI. Kemampuan GUI matlab tergantung pada fungsi yang dibuat pada M.File.
GUIDE secara otomatis akan memberikan nama sebuah subfungsi callback dan menambahkannya ke dalam aplikasi M-file. Kemudian GUIDE mengatur pula nilai Callback Property ke string yang menyebabkan subfungsi akan tereksekusi ketika kita mengaktifkan sebuah kontrol.
2.9.2 Guide Matlab
GUIDE atau GUI(Graphical User Interface) pada matlab merupakan perangkat antarmuka yang digunakan untuk memudahkan pengguna dalam mengakses program yang dibuat dengan tampilan yang mudah dipahami dan sederhana. GUIDE Matlab dapat digunakan untuk membuat aplikasi pengolahan citra digital (Digital Image Processing) Tampilan dalam GUI dapat disesuaikan dengan keinginan, pengguna tidak diwajibkan mengetahui proses apa saja yang dibentuk, namun dengan hanya menekan tombol yang ada pada GUI, pengguna dapat mengetahui hasil dari pemrosesan yang telah dibuat. Dalam aplikasinya GUI dapat terdiri dari beberapa komponen user interface yang saling berinteraksi, sehingga membentuk sebuah program aplikasi.
2.9.3 Memulai Guide
Untuk memulai GUI matlab, ada 2 cara yang dapat dilakukan yaitu,
1. Pada Command Window, ketikkan GUIDE, kemudian tekan ENTER 2. Klik File pilih New kemudian pilih GUI.
Setelah melakukan salah satu dari cara di atas, maka akan tampil window
GUIDE Quick Start , pilih Create New GUI, kemudian di dalam templates, pilih
Blank GUI(default) untuk memulai dari awal. Tampilan awal yang muncul pada
GUI adalah seperti Gambar 2.3
Gambar 2.3 Tampilan awal GUIMatlab mengimplementasikan GUI sebagai sebuah figure yang terdapat fasilitas uicontrol(control user interface) untuk memrogram masing-masing objek.
Hal dasar yang digunakan untuk membuat aplikasi GUI yaitu mengatur layout komponen GUI dengan uicontrol dan memprogram komponen GUI agar dapat bekerja seperti yang diharapkan.