Clustering Sumber-Sumber Emisi di Surakarta Menggunakan Single Linkage.
CLUSTERING SUMBER-SUMBER EMISI DI SURAKARTA
MENGGUNAKAN SINGLE LINKAGE
oleh
HARTONO
M0110032
SKRIPSI
ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Sains Matematika
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2016
i
a
CLUSTERIAIG SUMBER-SUMBER trMISI DI SURAKARTA
MENGGUNAKAN SINGLE LINKAGE
SKRIPSI
HARTONO
NIM. M0110032
dibimbing oleh
Pembim\ing
""*o'$*''
II
-]"{
oruti,,lnl
Susanr,i, M.si.
NrP. 19611219 198703 2 001
Drs. Isna{dar Slamet, M.Sc., Ph.D.
urp. rgoff328 199203 1 oo1
telah dipertahankan di hadapan Dewan Penguji
dan dinyatakan memenuhi syarat
pada hari Senin, 18 Januari 2016
Dewan Penguji
Jabatan
Ketua
Tanggal
Nama dan NIP
Dr. Dewi Retno Sari S., S.Si., M.Kom.
NIP. 19700720 199702 2 007
Sekretaris
Nughthoh Arfawi Kurdhi, S-Si', M.Sc.
NIP. 198507t7 20L0L2 L 003
Anggota Penguji Drs. Isnandar Slamet, M.Sc', Ph.D.
NIP. 19660328 199203 1 001
Dra. Yuliana Susanti, M'Si.
NIP. 19611219 198703 2 001
Disahkan -pada tangg"l . Z
5
JAI{. ;'.1;i
Studi Matematika
Il4/lu Pengetahuan Alam
Maret
ibYwb, S.Si., M.Si.
1110 199512 1 001
A/or/ro{,
ABSTRAK
Hartono, 2016. CLUSTERING SUMBER-SUMBER EMISI DI SURAKARTA MENGGUNAKAN SINGLE LINKAGE . Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret.
Polusi udara di beberapa kota di Indonesia semakin meningkat, terutama
di daerah dengan kepadatan lalu lintas yang tinggi. Polusi udara dapat dipengaruhi oleh hasil emisi gas buang, yaitu jumlah polutan yang dikeluarkan ke udara
dalam satuan waktu. Perkembangan kota Surakarta yang cukup pesat berpotensi untuk menghasilkan emisi gas buang. Beberapa objek dapat dikategorikan
sebagai sumber penghasil emisi gas buang dan dilakukan clustering.
Clustering adalah metode untuk klasifikasi objek-objek tertentu menjadi
kelompok yang lebih kecil berdasarkan karakteristik yang dimilikinya. Analisis
cluster terdiri dari dua metode yaitu metode hirarki dan metode non hirarki. Tujuan dari penelitian ini, melakukan clustering kategori sumber emisi di Surakarta
menggunakan metode hirarki single linkage.
Hasil penelitian menunjukkan terdapat tiga cluster penghasil emisi gas buang yaitu cluster pertama adalah bank, sekolah, restoran, SPBU, perguruan tinggi, perkantoran, mart dan sejenisnya, pasar, bengkel, konstruksi, pergudangan,
zonasi parkir, menara pemancar, dan parkir dalam area yang digolongkan menjadi kelompok dengan nilai emisi rendah. Cluster kedua yaitu pedagang kaki lima
sebagai kelompok dengan nilai emisi yang sedang. Cluster ketiga yaitu perumahan yang merupakan kelompok dengan nilai emisi tinggi.
Kata kunci: clustering, emisi gas buang, single linkage
iii
ABSTRACT
Hartono, 2016. CLUSTERING OF EMISSIONS SOURCES BY USING
SINGLE LINKAGE IN SURAKARTA. Faculty of Mathematics and Natural
Sciences, Sebelas Maret University.
Air pollution in several cities in Indonesia is increasing, especially in areas
with high traffic density. Surakarta is a city that potentially as emissions gases
producer. The air pollution can be affected by the result of emissions gases, namely the amount of pollutants released into the air in a unit time. Some objects
can be categorized as an emissions sources and done clustering.
Clustering is a classification method for certain objects to be smaller group
based on its characteristic. Cluster analysis consist of two methods, namely hierarchical method and non hierarchical method. The purpose of this research is
clustering emissions sources from several objects by single linkage of hierarchical
method in Surakarta.
The result shows that there are three clusters of emissions gases. The first
cluster are banks, schools, restaurants, gas stations, universities, offices, marts
and the like, markets, workshops, construction, warehousing, parking zones, towers, and indoor parking area that categorized into groups with low emissions
value. The second cluster are street vendors who are categorized as a group with
middle emissions. The third cluster is housing which is categorized as a group
with high emissions value.
Keywords: clustering, emissions gases, single linkage
iv
MOTO
Wahai orang-orang yang beriman; bersabarlah, kuatkanlah kesabaranmu,
tetaplah bersiap siaga dan bertakwalah kepada Allah agar kamu beruntung.
(QS. Al-Imran: 200)
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah sebagai puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat
dan karunia-Nya. Melalui kuasa dan pertolongan-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada Nabi
Muhammad SAW yang menjadi tauladan terbaik dalam kehidupan di dunia ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan, motivasi, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
menyampaikan terima kasih dan jazakumullah khairan kepada
1. Drs. Isnandar Slamet, M.Sc., Ph.D. sebagai pembimbing I yang memberikan bimbingan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
2. Dra. Yuliana Susanti, M.Si. sebagai pembimbing II yang memberikan
bimbingan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Dr. Dewi Retno Sari S., S.Si., M.Kom. dan Nughthoh Arfawi Kurdhi, S.Si.,
M.Sc. yang memberikan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Dr. Prabang Setyono, S.Si., M.Si. yang memberikan data untuk skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Surakarta, 18 Januari 2016
Penulis
vi
Daftar Isi
PENGESAHAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
ABSTRAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
ABSTRACT
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iv
MOTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
v
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
I
DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ix
DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
x
PENDAHULUAN
1
1.1
Latar Belakang Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2
Perumusan Masalah
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.3
Tujuan Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.4
Manfaat Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
II LANDASAN TEORI
4
2.1
Tinjauan Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2
Teori Penunjang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2.1
Polusi Udara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2.2
Analisis Cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.2.3
Istilah-Istilah Penting Cluster . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2.4
Proses Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2.5
Metode Single Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
Kerangka Pemikiran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2.3
vii
III METODE PENELITIAN
13
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
14
4.1
Deskripsi Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
4.2
Clustering Menggunakan Single Linkage . . . . . . . . . . . . . .
16
V PENUTUP
24
5.1
Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
5.2
Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
DAFTAR PUSTAKA
25
LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
viii
27
Daftar Tabel
2.1
Struktur Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
4.1
Nilai Emisi 16 Kategori Sumber . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.2
Nilai Rata-Rata dan Standar Deviasi Polutan . . . . . . . . . . .
17
4.3
Nilai Standardisasi Satuan untuk 16 Kategori Sumber Emisi . . .
18
4.4
Proximitry Matrix untuk Kategori Sumber Emisi 1-8 . . . . . . .
19
4.5
Proximitry Matrix untuk Kategori Sumber Emisi 9-16 . . . . . . .
20
4.6
Agglomeration Schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
4.7
Anggota dalam Pembentukan Cluster . . . . . . . . . . . . . . . .
22
4.8
Rata-Rata Emisi untuk 16 Kategori Sumber Emisi . . . . . . . . .
23
ix
Daftar Gambar
2.1
Ilustrasi Single Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
4.1
Grafik Nilai Emisi 6 Polutan Udara . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
4.2
Dendogram Menggunakan Single Linkage
23
x
. . . . . . . . . . . . .
MENGGUNAKAN SINGLE LINKAGE
oleh
HARTONO
M0110032
SKRIPSI
ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Sains Matematika
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2016
i
a
CLUSTERIAIG SUMBER-SUMBER trMISI DI SURAKARTA
MENGGUNAKAN SINGLE LINKAGE
SKRIPSI
HARTONO
NIM. M0110032
dibimbing oleh
Pembim\ing
""*o'$*''
II
-]"{
oruti,,lnl
Susanr,i, M.si.
NrP. 19611219 198703 2 001
Drs. Isna{dar Slamet, M.Sc., Ph.D.
urp. rgoff328 199203 1 oo1
telah dipertahankan di hadapan Dewan Penguji
dan dinyatakan memenuhi syarat
pada hari Senin, 18 Januari 2016
Dewan Penguji
Jabatan
Ketua
Tanggal
Nama dan NIP
Dr. Dewi Retno Sari S., S.Si., M.Kom.
NIP. 19700720 199702 2 007
Sekretaris
Nughthoh Arfawi Kurdhi, S-Si', M.Sc.
NIP. 198507t7 20L0L2 L 003
Anggota Penguji Drs. Isnandar Slamet, M.Sc', Ph.D.
NIP. 19660328 199203 1 001
Dra. Yuliana Susanti, M'Si.
NIP. 19611219 198703 2 001
Disahkan -pada tangg"l . Z
5
JAI{. ;'.1;i
Studi Matematika
Il4/lu Pengetahuan Alam
Maret
ibYwb, S.Si., M.Si.
1110 199512 1 001
A/or/ro{,
ABSTRAK
Hartono, 2016. CLUSTERING SUMBER-SUMBER EMISI DI SURAKARTA MENGGUNAKAN SINGLE LINKAGE . Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret.
Polusi udara di beberapa kota di Indonesia semakin meningkat, terutama
di daerah dengan kepadatan lalu lintas yang tinggi. Polusi udara dapat dipengaruhi oleh hasil emisi gas buang, yaitu jumlah polutan yang dikeluarkan ke udara
dalam satuan waktu. Perkembangan kota Surakarta yang cukup pesat berpotensi untuk menghasilkan emisi gas buang. Beberapa objek dapat dikategorikan
sebagai sumber penghasil emisi gas buang dan dilakukan clustering.
Clustering adalah metode untuk klasifikasi objek-objek tertentu menjadi
kelompok yang lebih kecil berdasarkan karakteristik yang dimilikinya. Analisis
cluster terdiri dari dua metode yaitu metode hirarki dan metode non hirarki. Tujuan dari penelitian ini, melakukan clustering kategori sumber emisi di Surakarta
menggunakan metode hirarki single linkage.
Hasil penelitian menunjukkan terdapat tiga cluster penghasil emisi gas buang yaitu cluster pertama adalah bank, sekolah, restoran, SPBU, perguruan tinggi, perkantoran, mart dan sejenisnya, pasar, bengkel, konstruksi, pergudangan,
zonasi parkir, menara pemancar, dan parkir dalam area yang digolongkan menjadi kelompok dengan nilai emisi rendah. Cluster kedua yaitu pedagang kaki lima
sebagai kelompok dengan nilai emisi yang sedang. Cluster ketiga yaitu perumahan yang merupakan kelompok dengan nilai emisi tinggi.
Kata kunci: clustering, emisi gas buang, single linkage
iii
ABSTRACT
Hartono, 2016. CLUSTERING OF EMISSIONS SOURCES BY USING
SINGLE LINKAGE IN SURAKARTA. Faculty of Mathematics and Natural
Sciences, Sebelas Maret University.
Air pollution in several cities in Indonesia is increasing, especially in areas
with high traffic density. Surakarta is a city that potentially as emissions gases
producer. The air pollution can be affected by the result of emissions gases, namely the amount of pollutants released into the air in a unit time. Some objects
can be categorized as an emissions sources and done clustering.
Clustering is a classification method for certain objects to be smaller group
based on its characteristic. Cluster analysis consist of two methods, namely hierarchical method and non hierarchical method. The purpose of this research is
clustering emissions sources from several objects by single linkage of hierarchical
method in Surakarta.
The result shows that there are three clusters of emissions gases. The first
cluster are banks, schools, restaurants, gas stations, universities, offices, marts
and the like, markets, workshops, construction, warehousing, parking zones, towers, and indoor parking area that categorized into groups with low emissions
value. The second cluster are street vendors who are categorized as a group with
middle emissions. The third cluster is housing which is categorized as a group
with high emissions value.
Keywords: clustering, emissions gases, single linkage
iv
MOTO
Wahai orang-orang yang beriman; bersabarlah, kuatkanlah kesabaranmu,
tetaplah bersiap siaga dan bertakwalah kepada Allah agar kamu beruntung.
(QS. Al-Imran: 200)
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah sebagai puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat
dan karunia-Nya. Melalui kuasa dan pertolongan-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada Nabi
Muhammad SAW yang menjadi tauladan terbaik dalam kehidupan di dunia ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan, motivasi, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
menyampaikan terima kasih dan jazakumullah khairan kepada
1. Drs. Isnandar Slamet, M.Sc., Ph.D. sebagai pembimbing I yang memberikan bimbingan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
2. Dra. Yuliana Susanti, M.Si. sebagai pembimbing II yang memberikan
bimbingan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Dr. Dewi Retno Sari S., S.Si., M.Kom. dan Nughthoh Arfawi Kurdhi, S.Si.,
M.Sc. yang memberikan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Dr. Prabang Setyono, S.Si., M.Si. yang memberikan data untuk skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Surakarta, 18 Januari 2016
Penulis
vi
Daftar Isi
PENGESAHAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
i
ABSTRAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
ABSTRACT
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iv
MOTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
v
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
I
DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ix
DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
x
PENDAHULUAN
1
1.1
Latar Belakang Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2
Perumusan Masalah
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.3
Tujuan Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.4
Manfaat Penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
II LANDASAN TEORI
4
2.1
Tinjauan Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2
Teori Penunjang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2.1
Polusi Udara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2.2
Analisis Cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.2.3
Istilah-Istilah Penting Cluster . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2.4
Proses Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2.5
Metode Single Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
Kerangka Pemikiran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2.3
vii
III METODE PENELITIAN
13
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
14
4.1
Deskripsi Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
4.2
Clustering Menggunakan Single Linkage . . . . . . . . . . . . . .
16
V PENUTUP
24
5.1
Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
5.2
Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
DAFTAR PUSTAKA
25
LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
viii
27
Daftar Tabel
2.1
Struktur Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
4.1
Nilai Emisi 16 Kategori Sumber . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.2
Nilai Rata-Rata dan Standar Deviasi Polutan . . . . . . . . . . .
17
4.3
Nilai Standardisasi Satuan untuk 16 Kategori Sumber Emisi . . .
18
4.4
Proximitry Matrix untuk Kategori Sumber Emisi 1-8 . . . . . . .
19
4.5
Proximitry Matrix untuk Kategori Sumber Emisi 9-16 . . . . . . .
20
4.6
Agglomeration Schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
4.7
Anggota dalam Pembentukan Cluster . . . . . . . . . . . . . . . .
22
4.8
Rata-Rata Emisi untuk 16 Kategori Sumber Emisi . . . . . . . . .
23
ix
Daftar Gambar
2.1
Ilustrasi Single Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
4.1
Grafik Nilai Emisi 6 Polutan Udara . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
4.2
Dendogram Menggunakan Single Linkage
23
x
. . . . . . . . . . . . .