BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Gempa bumi adalah

BAB 1
Pendahuluan
1.1
Latar Belakang
Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi
di dalam bumi secara tiba-tiba yang ditandai dengan patahnya lapisan batuan
pada kerak bumi. Akumulasi energi penyebab terjadinya gempa bumi dihasilkan
dari pergerakan lempeng-lempeng tektonik. Energi yang dihasilkan dipancarkan
kesegala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan
sampai ke permukaan bumi.
Katalog United States Geological Survey (USGS) mencatat empat kejadian
gempa bumi besar di Indonesia yaitu gempa bumi Banda (8,5 Mw) tahun 1983,
gempa bumi Sumatera–Andaman Islands (9,1 Mw) tahun 2004, gempa bumi
Sumatera Utara/Nias (8,6 Mw) tahun 2005 (USGS, 2009) dan gempa bumi
Pantai Barat Sumatera (8,6 Mw) tahun 2012 (USGS, 2012). Data ini
menunjukkan bahwa Indonesia merupakan negara yang memiliki tingkat
intesitas kegempaan yang tinggi. Ini menjadikan Indonesia tidak terhindarkan
dari dampak negatif yang akan ditimbulkan oleh gempa bumi.
Selain mengakibatkan jatuhnya korban jiwa, gempa bumi juga
menyebabkan kerusakan infrastrktur fisik dimana kerusakan unit bangunan
menjadi yang paling dominan. Angka kerusakan bangunan akibat gempa bumi
besar yang pernah tercatat diketahui terjadi di kota Banda Aceh tahun 2004
dengan angka kerusakan total bangunan mencapai 35 persen dari keseluruhan
bangunan yang ada (Irwansyah, 2010).
Mengetahui
fakta
diatas,
dibutuhkan
suatu
upaya
untuk
meminimalisasikan kerusakan bangunan yang ditimbulkan akibat gempa bumi.
Upaya untuk mengurangi dampak negatif gempa bumi terhadap kerusakan pada
bangunan dapat dilakukan dengan mengoptimalkan upaya-upaya mitigasi. Salah
satu upaya mitigasi gempa adalah dengan melakukan penataan ruang yang baik.
1
2
Untuk itu dibutuhkan suatu program yang dapat menampilkan klasterisasi data
suatu wilayah berdasarkan tingkat bahaya kerusakan bangunan akibat kejadian
gempa bumi.
Penelitian terkait topik kegempaan masih sangat jarang di Indonesia.
Padahal seperti yang telah dibahas sebelumnya, Indonesia merupakan negara
yang rawan mengalami gempa bumi. Penelitian terdahulu meliputi analisa
spasial kerusakan bangunan akibat gempa bumi (Irwansyah, 2010) dan penilaian
kerusakan bangunan akibat gempa bumi menggunakan metode computational
intelligence (Silva dan Garcia, 2001).
Silva dan Garcia, 2001 melakukan penelitian dengan metode gabungan
jaringan syaraf tiruan (JST) dan sistem fuzzy. Carreno el at, 2010 menggunakan
model hybrid neuro-fuzzy system dengan tiga layer khusus feedforward ANN dan
fuzzy rule based guna pengambilan keputusan mengenai keamanan bangunan
setelah gempa. Model ini membatasi setiap parameter input untuk tidak
dipengaruhi oleh parameter lain dalam group yang berbeda serta menggunakan
proses training di output layer untuk menentukan kontribusi tiap parameter pada
indeks kerusakan bangunan dan hierarchical fuzzy rule based dalam
pengambilan keputusan.
Metode dan model diatas menggunakan berbagai parameter fisik seperti
nilai kegempaan untuk menghasilkan nilai akselerasi dibatuan dasar melalui nilai
PGA, data N-SPT untuk menghitung potensi likuifaksi, data deskripsi dan
karakterisktik batuan (litologi), data geologi keteknikan dan struktur geologi
serta penentuan kelas zona bahaya kerusakan bangunan akibat gempa bumi. Data
parameter fisik ini dapat digunakan untuk melakukan klasterisasi dan zonasi
wilayah berdasarkan tingkat bahaya kerusakan bangunan akibat gempa bumi.
Ketersediaan
data
yang
ada
memungkinkan
penulis
mengimplementasikan algoritma hybrid untuk aplikasi kebencanaan dalam
penelitian ini. Penelitian ini menggunakan kumpulan data gempa bumi serta data
geografis kota Banda Aceh untuk menjadi parameter fisik dengan pendeketan
algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Network (FKCN).
3
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah untuk penelitian ini
adalah:
a. Data apa yang akan digunakan sebagai parameter fisik tingkat bahaya
kerusakan bangunan akibat gempa bumi di suatu wilayah?
b. Algoritma apa yang akan digunakan untuk melakukan klasterisasi data
kegempaan dan bagaimana cara mengimplementasikannya?
c. Apakah hasil penelitian sudah dapat melakukan klasterisasi data
kegempaan?
d. Bagaimana cara membuktikan algoritma yang digunakan terimplementasi
dengan baik untuk melakukan klasterisasi?
1.3
Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup program ini, diantaranya ialah sebagai berikut:
a. Program hanya melakukan klasterisasi, bukan klasifikasi.
b. Parameter fisik yang digunakan adalah kelas litologi, data zona topografi,
dan nilai Peak Ground Acceleration (PGA).
c. Algoritma yang digunakan adalah algoritma Fuzzy Kohonen Clustering
Network (FKCN) dan Improved FKCN (IFKCN).
d. Lokasi penelitian adalah kota Banda Aceh.
1.4
Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan suatu program yang
dapat melakukan klasterisasi data kerusakan bangunan akibat gempa bumi
dengan mengimplementasikan algoritma Fuzzy Kohonen Clustering Network
(FKCN).
Sedangkan manfaat yang didapat dari penelitian ini ialah :
4
1.
Mahasiswa : menambah pengetahuan mahasiswa tentang algoritma
FKCN.
2.
Umum : ketersediaan program untuk klasterisasi data kegempaan yang
hasil klasterisasinya dapat membantu zonasi wilayah dan dijadikan acuan
untuk penataan ruang.
1.5
Metodologi
Metode yang dipakai dalam menyelesaikan penelitian ini adalah:
A.
Pengumpulan Data
• Melakukan wawancara dengan ahli geografi untuk mendapat data
deskripsi dan karakterisktik batuan (litologi) serta data zona topografi
kota Banda Aceh.
• Menggunakan data Peak Ground Acceleration Youngs.
B.
Perancangan Program
• Melakukan normalisasi untuk zona topografi dan litologi kota Banda
Aceh.
• Melakukan klasterisasi data dengan menggunakan algoritma Fuzzy
Kohonen Clustering Network dan Improved Fuzzy Kohonen
Clustering Network.
• Merancangan tampilan antarmuka (user interface).
C.
Evaluasi
• Menghitung nilai error dan correct rates yang didapat dengan
mengaplikasikan data IRIS Fisher sebagai parameter.
• Pengujian program oleh ahli geologi selaku expert user yang kemudian
memberikan pendapat dan saran terhadap program. Hasil dari
kuesioner diolah sehingga dapat menghasilkan suatu kesimpulan dan
5
menjadi saran untuk mengembangkan program di masa yang akan
datang.
1.6
Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini membahas mengenai latar belakang penelitian, ruang lingkup,
tujuan dan manfaat, metodologi penelitian yang digunakan, serta sistematika
penulisan skripsi ini.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas teori-teori mengenai algoritma Fuzzy Kohonen
Clustering Netwok dan teori-teori pendukung lainnya yang digunakan dalam
pembuatan program dan penulisan skripsi ini.
BAB III : ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini menjelaskan mengenai perancangan dari program, seperti
perancangan penggunan dan pengolahan data, perancangan penerapan algoritma
Fuzzy Kohonen clustering network dan perancangan layar tatap muka (user
interface) untuk input dan output.
BAB IV : IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
Bab ini membahas mengenai implementasi dan hasil evaluasi dari
program yang telah dibuat, penjelasan mengenai algoritma Fuzzy Kohonen
clustering network yang digunakan, module-module dalam pembuatan aplikasi
serta implementasi layar tatap muka (user interface).
6
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi simpulan yang didapat dari hasil penelitian berdasarkan
uraian-uraian dari bab-bab sebelumnya, serta saran-saran yang bermanfaat dari
hasil proses dan perancangan pada skripsi ini.