Peramalan Curah Hujan di Kota Medan dengan Menggunakan Metode SeasonalARIMA dan Metode Dekomposisi

PERAMALAN CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SEASONAL ARIMA DAN
METODE DEKOMPOSISI

SKRIPSI

NADYA THERESIA
100803077

DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PERAMALAN CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SEASONAL ARIMA DAN
METODE DEKOMPOSISI


SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains

NADYA THERESIA
100803077

DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul


Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: Peramalan Curah Hujan di Kota Medan dengan
Menggunakan Metode Seasonal ARIMA dan
Metode Dekomposisi
: Skripsi
: Nadya Theresia
: 100803077
: Sarjana (S1) Matematika
: Matematika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, Mei 2017


Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 1,

Pembimbing 2,

Dr. Mardiningsih, M.Si.
NIP. 19630405 198811 2 001

Dr. Pasukat Sembiring, M.Si.
NIP. 19531113 198503 1 002

Disetujui oleh
Departemen Matematika FMIPA USU
Ketua,

Dr. Suyanto, M.Kom.

NIP. 19590813 198601 1 002

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PERAMALAN CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SEASONAL ARIMA DAN
METODE DEKOMPOSISI

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil tulisan sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2017

NADYA THERESIA
100803077


Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang senantiasa
memberikan segala rahmat dan berkat-Nya, dan yang telah memberi kekuatan
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Peramalan Curah
Hujan di Kota Medan dengan Menggunakan Metode Seasonal ARIMA dan
Metode Dekomposisi.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Mardiningsih, M.Si selaku
pembimbing 1 dan Bapak Dr. Pasukat Sembiring, M.Si selaku pembimbing 2
yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing dan memberikan
pengarahan kepada saya sehingga penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan.
Terima kasih kepada Bapak Dr. Faigiziduhu Bu’ulolo, M.Si dan Bapak Drs.
Marihat Situmorang, M.Kom selaku dosen penguji saya, Bapak Dr. Suyanto,
M.Kom dan Bapak Drs. Rosman Siregar, M.Si selaku Ketua dan Sekretaris
Departemen Matematika FMIPA USU, Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S. selaku
Dekan FMIPA USU, seluruh Staf dan Dosen Matematika FMIPA USU, pegawai
FMIPA USU dan rekan-rekan kuliah. Tidak terlupakan kepada Ayahanda M.
Sianturi dan Ibunda N. H. Sitanggang, serta saudara-saudari penulis Rainold

Moses, Julius Valentino, dan Nauli Ariani yang selama ini memberikan bantuan
dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan
membalasnya.

Medan, Mei 2017

Nadya Theresia
100803077

Universitas Sumatera Utara

PERAMALAN CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SEASONAL ARIMA DAN
METODE DEKOMPOSISI

ABSTRAK

Peramalan parameter atmosfer terutama curah hujan sudah menjadi kebutuhan
nasional. Tujuan utama dalam penelitian ini adalah untuk mencari model dan
memperoleh hasil peramalan curah hujan dua periode ke depan terkhusus di Kota

Medan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Box Jenkins
dengan pendekatan model Seasonal ARIMA dan metode Dekomposisi. Kedua
metode ini sesuai dengan situasi data yang bersifat musiman. Hasil dari peramalan
kedua metode ini dibandingkan berdasarkan nilai Mean Absolute Percentage
Error (MAPE). Dari hasil yang diperoleh diketahui bahwa metode Seasonal
ARIMA (2,0,2)(1,0,1)12 lebih baik dalam meramalkan curah hujan di Kota Medan
jika dibandingkan dengan metode Dekomposisi dilihat dari MAPE masing-masing
metode yaitu 18,051% untuk metode Seasonal ARIMA dan 26,559% untuk
metode Dekomposisi.
Kata kunci: Peramalan, Deret Waktu, Seasonal ARIMA, Dekomposisi, MAPE

Universitas Sumatera Utara

FORECASTING OF RAINFALL IN MEDAN BY USING
SEASONAL ARIMA METHOD AND
DECOMPOSITION METHOD

ABSTRACT

Forecasting of parameters in the atmosphere especially rainfall has become a

national necessity. The main objective in this study was to establish a model
and results of rainfall forecasting for the next two periods in the future. The
methods used in this study is the method Box Jenkins with Seasonal ARIMA
model approach and Decomposition method. Both of these methods in
accordance with the situation of data which is seasonal. The result of this
comparison two methods of forecasting based on Mean Absolute Percentage
Error (MAPE). From the result obtained it is known that the method of
Seasonal ARIMA (2,0,2)(1,0,1 )12 is better at predicting rainfall in Medan if
compared with the Decomposition method as seen from the MAPE of each
method, 18,501% for Seasonal ARIMA method and 26,559% for Decomposition
method.
Keywords: Forecasting, Time Series, Seasonal ARIMA, Decomposition, MAPE

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN

ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Tinjauan Pustaka
1.7 Metodologi Penelitian
BAB 2. LANDASAN TEORI
2.1 Curah Hujan
2.2 Metode Deret Waktu (Time Series)
2.3 Pola Data Deret Waktu
2.4 Stasioneritas
2.4.1 Uji Augmented Dicky-Fuller

2.4.2 Transformasi Box-Cox
2.5 Fungsi Autokorelasi (ACF)
2.6 Fungsi Autokorelasi Parsial (PACF)
2.7 Metode Box-Jenkins
2.7.1 Model Autoregressive (AR)
2.7.2 Model Moving Average (MA)
2.7.3 Model Campuran ARMA
2.7.4 Operator Backshift
2.7.5 Model ARIMA
2.7.6 Konstanta pada Model ARIMA
2.7.7 Model Seasonal ARIMA
2.8 Asumsi White Noise
2.8.1 Residu Bersifat Acak
2.8.2 Residu Berdistribusi Normal
2.9 Metode Dekomposisi
2.10 Evaluasi Model

Halaman
i
ii

iii
iv
v
8
10
ix
x

1
3
3
3
3
4
4

9
9
10
10
11
12
13
13
14
14
15
15
15
16
17
17
18
18
19
19
22

Universitas Sumatera Utara

BAB 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengolahan Data dengan Metode Seasonal ARIMA
3.1.1. Pemeriksaan Kestasioneran Data
3.1.2. Proses Identifikasi Model
3.1.3. Estimasi Parameter dan Pengujian Model
3.1.3.1 Estimasi Parameter dan Uji Keberartian
Koefisien
3.1.3.2 Uji Asumsi White Noise
3.1.4 Pemilihan Model Terbaik
3.1.5 Peramalan dengan Model Seasonal ARIMA
Terpilih untuk Evaluasi
3.2 Pengolahan Data dengan Metode Dekomposisi
3.2.1 Menghitung Indeks Musiman
3.2.2 Pencocokan Trend
3.2.3 Peramalan dengan Metode Dekomposisi untuk
Evaluasi
3.3 Evaluasi Hasil Peramalan Metode Seasonal ARIMA dan
Metode Dekomposisi
3.4 Peramalan Curah Hujan
BAB 4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
4.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

24
25
26
29
29
32
37
38
39
39
40
41
41
42

44
44
45

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel

Judul

Halaman

2.1

Transformasi Pangkat

12

3.1

Data Curah Hujan Kota Medan Tahun 2004 - 2015

24

3.2

Uji Augmented Dicky-Fuller Data Curah Hujan

26

3.3

Penaksiran Parameter Model ARIMA(0,0,0)(1,0,1)12

29

3.4

Penaksiran Parameter Model ARIMA(2,0,0)(1,0,1)12

30

3.5

Penaksiran Parameter Model ARIMA(0,0,2)(1,0,1)12

30

3.6

Penaksiran Parameter Model ARIMA(2,0,2)(1,0,1)12

31

3.7

Nilai Q Box-Pierce Model ARIMA(0,0,0)(1,0,1)12

32

3.8

Nilai Q Box-Pierce Model ARIMA(2,0,0)(1,0,1)12

34

3.9

Nilai Q Box-Pierce Model ARIMA(0,0,2)(1,0,1)12

35

3.10

Nilai Q Box-Pierce Model ARIMA(2,0,2)(1,0,1)12

37

3.11

Nilai MSE Model ARIMA

38

3.12

Rangkuman Diagnosis Model Seasonal ARIMA

38

3.13

Indeks Musiman

39

3.14

Peramalan Curah Hujan Kota Medan Tahun 2017 – 2018

42

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Tabel

Judul

Halaman

3.1

Histogram Data Curah Hujan di Kota Medan

25

3.2

Pola Data Curah Hujan di Kota Medan

25

3.3

Plot ACF Data Curah Hujan

27

3.4

Plot PACF Data Curah Hujan

28

3.5

Plot ACF Residu ARIMA(0,0,0)(1,0,1)12

32

3.6

Plot Probabilitas Residu ARIMA(0,0,0)(1,0,1)12

33

3.7

Plot ACF Residu ARIMA(2,0,0)(1,0,1)12

33

3.8

Plot Probabilitas Residu ARIMA(2,0,0)(1,0,1)12

34

3.9

Plot ACF Residu ARIMA(0,0,2)(1,0,1)12

35

3.10

Plot Probabilitas Residu ARIMA(0,0,2)(1,0,1)12

36

3.11

Plot ACF Residu ARIMA(2,0,2)(1,0,1)12

36

3.12

Plot Probabilitas Residu ARIMA(2,0,2)(1,0,1)12

37

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Lampiran
1

Judul
Peramalan Curah Hujan Menggunakan Metode Seasonal ARIMA
dengan Data Input 2 Musim Terakhir untuk Evaluasi

2

Peramalan Curah Hujan Menggunakan Metode Dekomposisi dengan
Data Input 2 Musim Terakhir untuk Evaluasi

3

Perhitungan Rata-Rata Bergerak dan Rasionya

4

Perhitungan Deseasonalized Data untuk Pencocokan Trend

5

Perhitungan

Tingkat

Keakuratan

MAPE

Model

ARIMA (2,0,2)(1,0,1)12
6

Perhitungan Tingkat Keakuratan MAPE Metode Dekomposi

7

Surat Permohonan Pengambilan Data

8

Surat Persetujuan Pengambilan Data

9

Data Curah Hujan Kota Medan

Universitas Sumatera Utara