bab 1 pendahuluan

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan
Menurut Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC,2001),
konsentrasi gas-gas rumah kaca, khususnya CO2, CH4, dan N2O dalam dua abad
terakhir meningkat sangat tajam. Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca
menyebabkan rata-rata suhu atmosfer global naik sekitar 10 C. Hal ini kemudian
mempengaruhi perilaku pergerakan udara dan curah hujan. Pola pergerakan udara
dan curah hujan berubah dari pola normal, bahkan kadang-kadang berubah secara
drastis. Perubahan iklim diprediksi memiliki dampak yang serius terhadap
lingkungan, ekonomi, dan sosial, terutama pada petani tradisional di negara-negara
berkembang yang menggantungkan ladangnya pada air hujan (Dresani, 2013).
Sebagai salah satu negara berkembang, mayoritas penduduk indonesia masih
menggantungkan hidup dari sektor pertanian. Padahal sektor pertanian Indonesia
sangat dipengaruhi kondisi alam khususnya curah hujan.
Dampak perubahan iklim dapat dirasakan oleh semua lapisan masyarakat baik
yang tinggal di perkotaan maupun di pedesaan, namun yang paling merasakan
dampak tersebut adalah masyarakat petani miskin di pedesaan. Dalam beberapa
tahun terakhir para petani di desa-desa di Pulau Jawa sudah mulai mengeluhkan
mengenai musim yang tidak normal. Sudah banyak petani yang kesulitan
menentukan waktu yang tepat untuk memulai musim tanam, atau sudah mengalami
gagal tanam karena hujan yang tidak menentu atau kemarau panjang. Kearifan lokal
petani di Indonesia mengenai penanggalan musim tanam, seperti pranata mangsa
di Jawa, palontara di Sulawesi Selatan, dan banyak kearifan lokal lainnya sudah
dikacaukan oleh perubahan iklim. Di sebagian besar wilayah di Sumatera selama
kurun waktu 1960-1990 dan 1991-2003, awal musim hujan kini menjadi terlambat
10 hingga 20 hari dan awal kemarau menjadi terlambat 10 hingga 60 hari. Berbagai
1
2
pergeseran serupa juga sudah dirasakan di pulau Jawa (Moediarta dan Stalker,
2007).
Pola-pola perubahan iklim berpeluang untuk berlanjut di masa depan. Wilayah
yang terletak di sebelah selatan garis katulistiwa dapat mengalami musim kemarau
yang lebih panjang dan musim hujan yang lebih pendek. Musim hujan yang pendek
tersebut bercirikan curah hujan yang tinggi sehingga menimbulkan banjir dan tanah
longsor. Di samping itu, iklim juga kemungkinan akan menjadi makin berubahubah, dengan makin seringnya curah hujan yang tidak menentu. Suhu yang lebih
tinggi juga dapat mengeringkan tanah, mengurangi sumber air tanah, mendegradasi
lahan, dan dalam beberapa kasus dapat mengakibatkan penggurunan. Perubahan
dalam pola curah hujan akan bervariasi bergantung pada bentang alam suatu
wilayah. Para petani yang akan paling sengsara adalah mereka yang tinggal di
wilayah pegunungan yang dapat mengalami kehilangan lapisan tanah akibat erosi
(Moerdiarta dan Stalker, 2007).
Kabupaten Gunungkidul adalah salah satu contoh daerah di Indonesia yang
paling rentan terhadap perubahan iklim. Perlu diketahui Gunungkidul adalah salah
satu kabupaten yang terletak di wilayah selatan Provinsi Daerah Istimewa
Yogyakarta yang tentu terletak di sebelah selatan garis katulistiwa. Kabupaten
Gunungkidul adalah salah satu daerah yang sering dilanda kekeringan. Kekeringan
di Kabupaten Gunungkidul disebabkan oleh beberapa faktor seperti minimnya
curah hujan akibat perubahan iklim dan kondisi relief alam Kabupaten
Gunungkidul yang terdiri dari perbukitan dengan kandungan batu gamping yang
tebal (Nestmann, dkk., 2013; Retnowati, dkk., 2014). Kondisi hidrologi Kabupaten
Gunungkidul jarang dijumpainya air permukaan karena sebagian besar air yang
jatuh ke permukaan tanah bergamping langsung masuk kedalam tanah sehingga
hampir sebagian besar tersimpan dalam sungai bawah tanah (Nestmann, dkk., 2013;
Retnowati, dkk., 2014).
Dampak perubahan iklim akan berpengaruh pada kondisi sosial ekonomi
masyarakat Kabupaten Gunungkidul. Rumah tangga di Kabupaten Gunungkidul
sebagian besar mempunyai mata pencaharian pokok sebagai petani dan sebagian
besar adalah buruh tani (Rahayu, 2008). Selain sebagai sumber penghidupan seperti
3
pemenuhan kebutuhan konsumsi, pertanian juga mempunyai andil sebagai sumber
penghasilan rumah tangga tani penduduk Kabupaten Gunungkidul. Perubahan
iklim berdampak pada berkurangnya produksi pertanian sehingga mengakibatkan
berkurangnya pendapatan. Berkurangnya pendapatan akan berdampak pada
minimnya akses masyarakat terhadap pendidikan yang memadai dan kesehatan
yang layak.
Guna mengurangi dampak negatif anomali cuaca seperti kemarau panjang dan
minimnya curah hujan akibat perubahan iklim di Kabupaten Gunungkidul maka
diperlukan upaya penanggulangan. Salah satu upaya penanggulangan tersebut
adalah pada ketersediaan informasi yang akurat tentang distribusi air melalui
prediksi curah hujan. Hal ini penting karena siklus air memegang peranan penting
bagi kehidupan manusia dan ekosistem bumi (Dairaku, dkk., 2008). Berdasarkan
pertimbangan pola cuaca dan iklim yang kini mengalami anomali, sehingga perlu
adanya aplikasi prediksi curah hujan yang bisa memprediksi curah hujan meskipun
pola iklim dan cuaca mengalami anomali.
Menurut Yang, dkk.(2000) metode yang dapat digunakan untuk tujuan prediksi
adalah jaringan syaraf tiruan (JST). Salah satu keunggulan jaringan saraf tiruan
adalah kemampuan komputasi yang paralel dengan cara belajar dari pola-pola data
secara periodik termasuk data cuaca (Yang, dkk.2000). Berdasarkan keunggulan
tersebut maka jaringan saraf tiruan dapat digunakan untuk tujuan prediksi curah
hujan berdasarkan anomali pola curah hujan. Dari uraian di atas maka dapat diteliti
lebih lanjut mengenai prediksi curah hujan di Kabupaten Gunungkidul, Provinsi
Daerah Istimewa Yogyakarta.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian sebelumnya, maka dapat dirumuskan sebuah masalah, yaitu
bagaimana melakukan prediksi curah hujan harian di Kabupaten Gunungkidul,
Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta menggunakan jaringan syaraf tiruan dengan
metode backpropagation.
4
1.3 Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada hal – hal sebagai berikut :
1. Arsitektur backpropagation yang digunakan adalah 5 unit input, sebuah
hidden layer, dan 1 unit output.
2. Lima unit input terdiri dari elemen-elemen cuaca harian yaitu suhu
maksimal, suhu minimal, kelembabab udara, radiasi harian dan radiasi per
satuan luas/wilayah. Satu unit output adalah curah hujan harian.
3. Fungsi aktivasi yang digunakan adalah sigmoid bipolar.
4. Data latih dan data uji dinormalkan atau dikonversi pada rentang data [-1,1].
5. Maksimal iterasi pelatihan yang digunakan adalah 10.000 epoch.
6. Target error menggunakan Mean Square Error(MSE) sebesar 0,001.
7. Data yang menjadi rujukan data training dan data testing adalah data cuaca
harian yang diperoleh dari Fakultas Teknologi Pertanian UGM. Data yang
digunakan sebagai data latih dan data uji adalah rekaman data cuaca dari
tanggal 21 september 2010 sampai tanggal 23 desember 2010 di Kecamatan
Saptosari, Kecamatan Tanjungsari dan Kecamatan Rongkop, Kabupaten
Gunungkidul.
1.4 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat aplikasi prediksi curah hujan
khususnya untuk wilayah Kabupaten Gunungkidul, Provinsi Daerah Istimewa
Yogyakarta. Aplikasi yang dibuat dalam penelitian ini mengimplementasikan
algoritma jaringan saraf tiruan metode standar backpropagation.
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitan ini adalah agar aplikasi yang
dibuat dalam penelitian ini dapat memberikan tingkat pengenalan akurat dalam
prediksi curah hujan harian di Kabupaten Gunungkidul, Provinsi Daerah Istimewa
Yogyakarta.Bagi peneliti lain, hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan
sebagai bahan referensi dalam penelitian lebih lanjut tentang prediksi curah hujan.
5
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut.
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini memuat pembahasan mengenai penelitian digunakan sebagai bahan
referensi. Referensi yang dibahas adalah penelitian terdahulu mengenai prediksi
dengan menggunakan jaringan syaraf tiruan metode backpropagation.
BAB 3 LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori-teori yang menjadi landasan dalam penulisan penelitian ini
yaitu mengenai jaringan syaraf tiruan metode backpropagation, prediksi, dan
Software Matlab.
BAB 4 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini berisi analisis terhadap sistem yang akan dikembangkan, serta
penjelasan mengenai perancangan sistem berdasarkan hasil analisis yang telah
dilakukan.
BAB 5 IMPLEMENTASI
Pada bab ini akan dijelaskan hasil implementasi dari sistem yang telah dibangun
berdasarkan perancangan yang telah dilakukan sebelumnya.
BAB 6 HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dijelaskan proses pengujian serta hasil yang diperoleh setelah
sistem selesai diimplementasikan disertai pula pembahasan hasil implementasi
tersebut.
6
BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi mengenai kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan dan
saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.