Analisis Perbandingan Backpropagation Dengan Learning Vector Quantization (LVQ) Untuk Memprediksi Curah Hujan Di Kota Medan
ANALISIS PERBANDINGAN BACKPROPAGATION DENGAN
LEARNING VECTOR QUANTIZATION (LVQ) UNTUK
ANALISIS PERBANDINGAN BACKPROPAGATION DENGAN
MEMPREDIKSI CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika
TENGKU MAHRINA
117038078
PROGRAM STUDI (S2) TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
PERSETUJUAN
Judul : ANALISIS PERBANDINGAN BACKPROPAGATION DENGAN LEARNING VECTOR QUANTIZATION (LVQ) UNTUK MEMPREDIKSI CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN
Nama : TENGKU MAHRINA Nomor Induk Mahasiswa : 117038080 Program Studi : MAGISTER TEKNIK INFORMATIKA Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 , Pembimbing 1, Dr. Marwan Ramli, M.Si Prof. Dr. Tulus NIP : 19711125 199303 1 002 19620901 198803 1 002
Diketahui/disetujui oleh Program StudiMagister (S2) Teknik Informatika Ketua, Prof. Dr. H. Muhammad Zarlis NIP : 19507011 1986011 003
PERNYATAAN
ANALISIS PERBANDINGAN BACKPROPAGATION DENGAN LEARNING
VECTOR QUANTIZATION (LVQ) UNTUK MEMPREDIKSI
CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan,23Januari 2014 Tengku Mahrina 117038078
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Tengku Mahrina NIM : 117038078 Program Studi : Teknik Informatika
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive
Royalty Free Right ) atas tesis saya yang berjudul:
ANALISIS PERBANDINGAN BACKPROPAGATION DENGAN LEARNING
VECTOR QUANTIZATION (LVQ) UNTUK MEMPREDIKSI
CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/ atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan,23Januari 2014 Tengku Mahrina 117038078 Telah diuji pada Tanggal: 23 Januari 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Tulus Anggota : 1. Dr. Marwan Ramli, M.Si
2. Prof. Dr. Herman Mawengkang
3. Prof. Dr. Muhammad Zarlis
4. Prof. Dr. Drs. Iryanto, M.Si
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI Nama Lengkap : Tengku Mahrina Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 18 Nopember 1980 Alamat Rumah : Jl. Karya Kasih Gg. Kasih 5 No. 22/v Telepon/ Faks/ HP : -/ -/ 081375365666 E-mail Instansi Tempat Bekerja : Stasiun Meteorologi Maritim Belawan Alamat Kantor : Jl. Raya Pelabuhan III Gabion Belawan
DATA PENDIDIKAN SD : SDN 060812 TAMAT: 1993 SMP : SMP Negeri 2 Medan TAMAT: 1996 SMA : SMU Negeri 2 Medan TAMAT: 1999 D3 : Akademi Meteorologi dan Geofisika Jakarta TAMAT: 2002 S1 : STT Harapan Medan TAMAT: 2007 S2 : Magister Teknik Informatika USU TAMAT : 2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas berkah, rahmat dan karuniaNya kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan tesis dengan judul “ANALISIS PERBANDINGAN BACKPROPAGATION DENGAN LEARNING VECTOR QUANTIZATION (LVQ) UNTUK MEMPREDIKSI CURAH HUJAN DI KOTA MEDAN”. Dalam penyusunan untuk menyelesaikan tesis ini, Penulis banyak mendapati pelajaran yang besar, baik berupa saran maupun nasehat dari berbagai pihak terutama dari Dosen Pembimbing serta Dosen Pembanding, sehingga pengerjaan tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. Tidak lepas dari dukungan dan bantuan banyak pihak sehingga penulis dapat sampai pada tahap penyelesaian TESIS ini. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar– besarnya kepada :
1. Tengku Izmin Helda (Ayah), Rahmah Asmuni (Ibu), Aja Syahnan, (Suami), atas dukungan, kesabaran dan kasih sayang yang besar, sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan ini.
2. Bapak Prof. Dr. Tulus, selaku Pembimbing I, yang telah bersedia memberikan bimbingan serta pengarahan hingga terselesaikannya penulisan tesis ini 3. Bapak Dr.Marwan Ramli, M.Si selaku Dosen Pembimbing II, yang telah bersedia memberikan bimbingan serta pengarahan hingga selesainya penulisan tesis ini.
4. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Sumatera Utara Medan yang telah bersedia memberikan motivasi serta pengarahan hingga selesainya penulisan tesis ini.
5. Bapak Prof.Dr. Herman Mawengkang, yang telah bersedia memberikan saran dan pengarahan hingga terselesaikannya penulisan tesis ini.
6. Bapak Prof. Dr.Iryanto, M.Si, yang telah bersedia memberikan saran dan pengarahan hingga terselesaikannya penulisan tesis ini.
7. Segenap sivitas akademika Program Studi Pascasarjana Teknik Informatika Sumatera Utara.
8. Aja Naila Syarin dan Aja Marissa Syuri (Anak), Tengku Ikhwan Helda, Tengku Emri Fauzan, Luthfiani.
9. Keluarga besar Magister Teknik Informatika Angkatan 2011 Kom-C.
10. Sahabat dan Teman di Stasiun Meteorologi Maritim Belawan, Stasiun Klimatologi Sampali, Stasiun Meteorologi Polonia (Kuala Namu) dan Balai Besar Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Wilayah I
Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penulisan tesis ini, untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, khususnya dalam bidang pendidikan.
Medan,23 januari 2014 Penulis Tengku Mahrina 117038078
ABSTRAK
Curah hujan merupakan faktor yang sangat penting dalam bidang pertanian dan perencanaan pembangunan. Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi curah hujan dan sifat hujan di Medan menggunakan neural network dengan algoritma
Backpropagation dan Learning Vector Quantization (LVQ). Data curah hujan
yang digunakan untuk training adalah data curah hujan selama 30 tahun terakhir.Parameter yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari dua input yakni bulan dan volume curah hujan. Proses training menghasilkan arsitektur terbaik dengan tiga layer untuk Backpropagation dan dua layer untuk Learning Vector
Quantization dengan learning rate 0,5. Dari hasil prediksi diperoleh Algoritma Backpropagation lebih dekat dalam melakukan prediksi data curah hujan 30 tahun
terakhir dibandingkan dengan LVQ. Algoritma Backpropagation dan LVQ memiliki tingkat persentase keakuratan 75 – 99 % untuk algoritma
Backpropagation dan 60 – 82 % untuk algoritma LVQ. Hasil pengujian kedua
algoritma diatas, pengaruh fenomena El-Nino dan La-Nina tidak begitu signifikan .
Kata Kunci : Neural network , Backpropagation, Learning Vector Quantization, curah hujan.
COMPARATIVE ANALYSIS OF BACKPROPAGATION AND LEARNING
VECTOR QUANTIZATION (LVQ) TO PREDICT RAINFALL IN MEDAN
ABSTRACT
Precipitation is a very important factor in agriculture and development planning. This study aims to predict precipitation and characteristic of rainfall in Medan using neural network with Backpropagation algorithm and Learning Vector Quantization ( LVQ ). Data of precipitation which used for training is the rainfall data for the last 30 years. The parameters used in this study consists of two inputs , the month and the volume of rainfall (precipitation) . The process of training produces the best architecture with 3 layers for backpropagation and two layers for Learning Vector Quantization with a learning rate 0.5 . From the predicted results obtained Backpropagation algorithm to predict more closely the 30 years data compared to LVQ . Backpropagation and LVQ algorithm has the highest percentage accuracy of 75-99 % for the backpropagation algorithm and 60-82 % for LVQ algorithms . The test results of the two algorithms above, the influence of the El-Nino and La-Nina is not so significant.
Keywords : Neural network , Backpropagation , Learning Vector Quantization,, precipitation .
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ii
PERSETUJUAN iii
PERNYATAAN ORIGINALITAS iv
PERSETUJUAN PUBLIKASI v
PANITIA PENGUJI vi
RIWAYAT HIDUP vii
KATA PENGANTAR viii
ABSTRAK x
ABSTRACT xi
DAFTAR ISI xii
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR TABEL xvii
1.1 Latar Belakang Error! Bookmark not defined.
1.2 Rumusan Masalah Error! Bookmark not defined.
1.3 Tujuan Penelitian Error! Bookmark not defined.
1.4 Batasan Masalah / Ruang Lingkup KajianError! Bookmark not defined.
BAB 2LANDASAN TEORI ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.1 Definisi Model Error! Bookmark not defined.
2.1.1Model iconik (skala) Error! Bookmark not defined.
2.1.2Model analog Error! Bookmark not defined.
2.1.3Model matematik (quantitatif) Error! Bookmark not defined.
2.2 Konsep pengukuran kinerja Error! Bookmark not defined.
2.3 SistemPendukung Keputusan Error! Bookmark not defined.
Error! Bookmark not
2.3.1Tujuan sistem pendukung keputusan defined.
2.3.2Karakteristik dan kemampuan sistem pendukung keputusan Error! Bookmark not defined.
3.1 Rancangan Penelitian Error! Bookmark not defined.
BAB 4HASIL DAN PEMBAHASAN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. BAB 5KESIMPULAN DAN SARAN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.1.11Perangkingan Error! Bookmark not defined.
3.1.10Menghitung bobot kriteria alternatif Error! Bookmark not defined.
3.1.9Menghitung Bobot Kriteria Error! Bookmark not defined.
3.1.8Penentuan Nilai Bobot Vektor (V) Error! Bookmark not defined.
3.1.7Fuzzy Sintesis Error! Bookmark not defined.
3.1.6 Derajat keanggotaan dan fuzzy segitiga Error! Bookmark not defined.
3.1.5 Jenis – jenis kriteria berdasarkan tingkat kepentingan
Error! Bookmark not defined.3.1.4Responden Error! Bookmark not defined.
3.1.3Struktur Hirarki Error! Bookmark not defined.
3.1.2Pengajuan Posisi Jabatan Error! Bookmark not defined.
BAB 3METODOLOGI PENELITIAN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.4 Pemodelan Sistem Pendukung Keputusan Error! Bookmark not defined.
2.8 Triangular Fuzzy Number (TFN) Error! Bookmark not defined.
Error! Bookmark not defined.
2.7 Fuzzy Analytical Hierarcy Process (FAHP)
2.6.5Analisis Bobot Metode AHP Error! Bookmark not defined.
2.6.4Struktur Hirarki Error! Bookmark not defined.
2.6.3Langkah – langkah Metode AHP Error! Bookmark not defined.
2.6.2Kelebihan dan Kelemahan AHP Error! Bookmark not defined.
2.6.1Prinsip-Prinsip AHP Error! Bookmark not defined.
2.6 Pengertian AHP ( Analitycal Hierarchy Process ) Error! Bookmark not defined.
Error! Bookmark not defined.
2.5 Multi Criteria Decision Making (MCDM)
5.1 Kesimpulan Error! Bookmark not defined.
5.2 Saran Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA
60
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Struktur hirarki model ahp ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Gambar 2. 2 Persamaan matriks Gambar 3. 1 Langkah-langkah penelitian ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK
Gambar 3. 2 Hirarki kelayakan pengajuan posisi jabatan NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Gambar 3. 3 Ketaatan keanggotaan fuzzy segitiga DEFINED. Gambar 3. 4 Prestasi kerja keanggotaan fuzzy segitiga ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK
Gambar 3. 5 Tanggung jawab keanggotaan fuzzy segitita NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Gambar 3. 6 Kejujuran kenggotaan fuzzy segitiga DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Gambar 3. 7 Kerjasama kenggotaan fuzzy segitiga DEFINED.
ERROR! BOOKMARK
Gambar 3. 8 Kepemimpinan Kenggotaan Fuzzy Segitiga NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Gambar 4. 1 Tampilan menu utama ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Gambar 4. 2 Range-range kriteria
ERROR! BOOKMARK NOT
Gambar 4. 3 Tampilan matriks perbandingan ahp DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Gambar 4. 4 Tampilan bobot kriteria Gambar 4. 5 Tampilan hasil keputusan menggunakan fahp ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Gambar 4. 6 Data hasil pengajuan posisi jabatan fahp ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
DAFTAR TABEL
ERROR! BOOKMARKTabel 2. 1 Kriteria pembobotan metode ahp saaty (1990) NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 2. 2 Matriks perbandingan berpasangan DEFINED.
ERROR! BOOKMARK
Tabel 2. 3Matriks perbandingan dengan nilai intensitas NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 2. 4 Nilai random index ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 2. 5 Penjumlahan kolom ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 2. 6 Penjumlahan baris
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 2. 7 Perkalian tpv dengan elemen matriks DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 2. 8 Penjumlahan baris setelah perkalian DEFINED.
ERROR! BOOKMARK
Tabel 2. 9 Skala perbandingan tingkat kepentingan fuzzy NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 1 Kriteria ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 2 Kuisioner Tabel 3. 3 Penilaian responden pertama ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 4 Penilaian responden kedua ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 5 Penilaian responden ketiga Tabel 3. 6 Penilaian responden keempat ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 7 Penilaian responden kelima ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 8 Penilaian responden keenam ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 9 Penilaian responden ketujuh
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 3. 10 Penilaian responden kedelapan DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 3. 11 Penilaian responden kesembilan DEFINED. Tabel 3. 12 Penilaian responden kelima ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 13 Hasil 10 orang responden Tabel 3. 14 Tingkat kepentingan kriteria ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 15 Kriteria ketaatan ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 16 Kriteria prestasi kerja ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 17 Kriteria tanggung jawab ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 18 Kriteria kejujuran ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 19 Kriteria kerjasama
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 3. 20 Kisaran kriteria kepemimpinan DEFINED. Tabel 3. 21 Menentukan matriks perbandingan berpasangan ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 22 Matriks perbandingan berpasangan fuzzy ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 23 Matriks perbandingan berpasangan fuzzy ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK
Tabel 3. 24 Perhitungan jumlah baris setiap kolom l,m,u NOT DEFINED. Tabel 3. 25 Perhitungan fuzzysintesis (si) ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 26 Bobot vektor
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 3. 27 Matriks perbandingan berpasangan ahp DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 28 Perhitungan
kolom
∑ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 29 Perhitungan baris
∑ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 30 Mencari nilai eigen ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 31Nilai eigen ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 32 Bobot prioritas ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 33 Nilai matriks dari alternatif
ERROR! BOOKMARK
Tabel 3. 34 Matriks perbandingan berpasangan alternatif NOT DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT
Tabel 3. 35 Penjumlahan kolom dari alternatif DEFINED.
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 36 Perhitungan kolom ∑ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
Tabel 3. 37 Nilai eigen ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 38 Bobot prioritas ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. Tabel 3. 39 Perangkingan