tesis aplikasi fraktal pada pola pengelompokan

TESIS
APLIKASI FRAKTAL PADA POLA PENGELOMPOKAN
DISTRIBUSI PARTIKEL
UNTUK MENENTUKAN TEKSTUR TANAH
Linda Agustin Sugondho
1203.201.002
PROGRAM STUDI MAGISTER
JURUSAN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2006
APLIKASI FRAKTAL PADA POLA PENGELOMPOKAN
i
DISTRIBUSI PARTIKEL
UNTUK MENENTUKAN TEKSTUR TANAH
Tesis disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Magister Sains (M.Si)
di
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh :
Linda Agustin Sugondho
Nrp. 1203.201.002
Tanggal Ujian
: 01 Maret 2006
Periode Wisuda
: September 2006
Disetujui oleh Tim Penguji Tesis :
1.
Drs. Suharmadi S, Dipl. Sc, M. Phil
NIP. 130 937 706
2.
Drs. I Gusti Ngurah Rai Usadha, M. Si
NIP. 131 846 103
3.
DR. Basuki Widodo, M. Sc
NIP. 131 839 345
4.
Dwi Ratna Sulistyaningrum, S. Si, MT
NIP. 132 094 794
5.
Drs. Hariyanto, M. Si
NIP. 131 124 884
Direktur Program Pascasarjana
Prof. Ir. Happy Ratna S, M. Sc, PhD
NIP. 130 541 829
ii
APLIKASI FRAKTAL PADA POLA PENGELOMPOKAN DISTRIBUSI PARTIKEL
UNTUK MENENTUKAN TEKSTUR TANAH
Nama mahasiswa
Nrp
Pembimbing
: Linda Agustin Sugondho
: 1203201002
: Drs. Suharmadi S, Dipl. Sc, M. Phil
Drs. I Gusti Ngurah Rai Usadha, M. Si
Abstrak
Tanah sebagai tempat hidup manusia terdiri dari berbagai macam campuran bahan mineral,
bahan organik, air dan udara, serta merupakan media untuk tumbuhnya tanaman. Setiap tanah tersusun
atas partikel-partikel tanah yang ukurannya berbeda, ada yang halus dan ada yang kasar.
Pengelompokkan partikel-partikel tanah yang memiliki ukuran sama disebut fraksi tanah.
Berdasarkan persentase dari masing-masing fraksi tanah, maka tanah dapat dikelompokkan menjadi
empat tekstur utama, yaitu tekstur pasir, tekstur liat, tekstur debu, dan tekstur lempung. Susunan dari
partikel-partikel tanah menjadi suatu kelompok-kelompok tanah yang dibatasi oleh bidang tertentu
disebut struktur tanah. Dengan demikian, hal-hal tentang tanah agar dapat dimanfaatkan secara
maksimal adalah dengan memperhatikan tekstur tanah, distribusi partikel tanah, serta sifat-sifat dari
partikel tanah.
Penyebaran partikel-partikel tanah pada tekstur tanah dapat diketahui dengan menggunakan
suatu penyelesaian tertentu, salah satu diantaranya menggunakan fraktal. Fraktal digunakan karena
memiliki sifat kesebangunan ( similaritas ), sehingga dengan sifat tersebut dapat ditentukan
kelompok-kelompok tanah dari distribusi partikel-partikel tanah, yaitu dengan semakin besar dimensi
fraktalnya, maka semakin luas pula penyebaran partikel tanahnya. Langkah awal untuk dapat
menentukan dimensi fraktal yaitu dengan mengelompokkan ukuran diameter partikel tanah dan
menghitung proporsi massa masing-nasing partikel tanah, sehingga diperoleh besar dimensi fraktal
n (A , )  C  -D , dimana dengan mengetahui dimensi fraktalnya maka dapat diketahui pola
penyebaran partikel tanah didaerah tersebut. Pada proyek apartemen kuningan mall cenderung
memiliki tekstur tanah pasir, karena dimensi fraktal untuk fraksi pasir yang terdapat pada setiap
lobang yang diteliti memiliki dimensi terbesar dengan penyebaran yang merata pada seluruh
kawasannya.
Kata kunci : fraksi tanah, struktur tanah, dimensi fraktal
iii
FRACTAL APPLICATION ON PARTICLE DISTRIBUTION GROUP PATTERN TO
DETERMINE LAND TEXTURE
Name
Registration Number
Supervisors
: Linda Agustin Sugondho
: 1203201002
: Drs. Suharmadi S, Dipl. Sc, M. Phil
Drs. I Gusti Ngurah Rai Usadha, M. Si
Abstract
Land is a place for human beings who consist of various kinds of mixture of minerals, water
as well as air. It is also a media for plant to grow. Land is composed of land particles which have
different size: fine and rough one. Grouping land particles which has the same size is called land
fraction. Based on percentage of each land fraction, land is grouped into 4 main textures; sand, clayey,
dust and clay textures, and composition of land particles in land group is bordered by certain piece of
land called land structure. Therefore, land can be used optimally by considering the land texture, land
particle distribution and characteristics of land particle.
Land particle distribution on land texture can be recognized by using fractal. Fractal was
used because these land particles have similar characteristics. Hence, land group from land particle
distribution can be determined, the bigger the fractal dimension is the wider the land particle
distribution will be. The first step to determine fractal dimension was by grouping the size of land
particle, which makes fractal dimension of n (A , )  C  -D . By knowing the fractal dimension,
land particle distribution pattern can be recognized. Apartment project in Kuningan Mall tends to have
sandy texture because the fractal dimension for sandy fraction found in every hole observed has the
biggest dimension spreading throughout the area.
Keywords: Land fraction, land structure, fractal dimension
iv
KATA PENGANTAR
Syukur dan terima kasih atas berkat, rahmat dan kasih Allah yang telah
dilimpahkan pada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis
dengan baik.
Dalam kesempatan ini penulis tak lupa juga menyampaikan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada yang terhormat :
1. Bapak Drs. Lukman Hanafi, M. Sc, selaku ketua jurusan Matematika ITS.
2. Ibu DR. Erna Apriliani, selaku ketua Program Studi Magister Matematika
ITS.
3. Bapak DR. Subiono, M. Sc, selaku dosen wali.
4. Bapak Drs. Suharmadi Sanjaya, Dipl. Sc, M. Phil, selaku dosen pembimbing.
5. Bapak Drs. I Gusti Ngurah Rai Usadha, M. Si, selaku dosen pembimbing.
6. Bapak, Ibu dosen pengajar Program Studi Pascasarjana Matematika ITS yang
telah menbantu penulis selama menempuh program pascasarjana.
7. Rekan-rekan
mahasiswa
Program
Studi
Magister
Matematika
ITS
angkatan 2003.
8. Orang tua dan suami tercinta yang senantiasa mendoakan dan memberi
dukungan selama menempuh studi di ITS.
9. Semua pihak yang telah membantu memberikan sumbangan pemikiran
sehingga memperlancar penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak demi
penyempurnaan. Akhir kata penulis berharap semoga penulisan tesis ini dapat
bermanfaat bagi pecinta matematika.
Surabaya, Maret 2006
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL
i
LEMBAR PENGESAHAN
ii
ABSTRAK
iii
KATA PENGANTAR
v
DAFTAR ISI
vi
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
ix
BAB I : PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
2
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
2
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
3
2.1 Tinjauan Umum
3
2.2 Teori Fraktal
8
BAB III: METODOLOGI PENELITIAN
12
3.1 Metodologi Penelitian
12
BAB IV: PEMBAHASAN
18
4.1 Analisa Data
18
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
38
5.1 Kesimpulan
38
5.2 Saran
38
DAFTAR PUSTAKA
39
Lampiran A
40
Lampiran B
48
Lampiran C
58
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 : Penggolongan Fraksi Tanan menurut Sistem USDA
7
Tabel 3.1 : Contoh Data
12
Tabel 3.2 : Contoh Data Fraksi Liat
13
Tabel 3.3 : Contoh Data Fraksi Debu
13
Tabel 3.4 : Contoh Data Fraksi Pasir Kasar
14
Tabel 3.5 : Contoh Data Fraksi Pasir sangat Kasar
14
Tabel 3.6 : Contoh Data Fraksi Liat secara terurut
14
Tabel 3.7 : Contoh Data Fraksi Debu secara terurut
14
Tabel 3.8 : Contoh Data Fraksi Pasir Kasar secara terurut
15
Tabel 3.9 : Contoh Data Fraksi Pasir sangat Kasar secara terurut
15
Tabel 3.10 : Contoh Data Fraksi Liat secara terurut dengan massa
dan kedalamannya
15
Tabel 3.11 : Contoh Data Fraksi Debu secara terurut dengan massa
dan kedalamanya
15
Tabel 3.12 : Contoh Data Fraksi Pasir Kasar secara terurut dengan massa
dan kedalamanya
16
Tabel 3.13 : Contoh Data Fraksi Pasir sangat Kasar secara terurut dengan massa
dan kedalamanya
16
Tabel 4.1 : Fraksi Liat pada Lobang 1
18
Tabel 4.2 : Fraksi Liat pada Lobang 2
19
Tabel 4.3 : Fraksi Liat pada Lobang 3
19
Tabel 4.4 : Fraksi Liat pada Lobang 4
20
Tabel 4.5 : Fraksi Liat pada Lobang 5
20
Tabel 4.6 : Fraksi Debu pada Lobang 1
21
Tabel 4.7 : Fraksi Debu pada Lobang 2
21
Tabel 4.8 : Fraksi Debu pada Lobang 3
22
Tabel 4.9 : Fraksi Debu pada Lobang 4
22
Tabel 4.10:Fraksi Debu pada Lobang 5
23
Tabel 4.11:Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 1
23
Tabel 4.12:Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 2
24
vii
Tabel 4.13:Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 3
24
Tabel 4.14:Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 4
25
Tabel 4.15:Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 5
25
Tabel 4.16:Fraksi Pasir sangat Kasar pada Lobang 1
26
Tabel 4.17:Fraksi Pasir sangat Kasar pada Lobang 2
26
Tabel 4.18:Fraksi Pasir sangat Kasar pada Lobang 3
27
Tabel 4.19:Fraksi Pasir sangat Kasar pada Lobang 4
27
Tabel 4.20:Fraksi Pasir sangat Kasar pada Lobang 5
28
Tabel 4.21:Dimensi Fraktal pada Lobang 1
33
Tabel 4.22:Dimensi Fraktal pada Lobang 2
33
Tabel 4.23:Dimensi Fraktal pada Lobang 3
33
Tabel 4.24:Dimensi Fraktal pada Lobang 4
34
Tabel 4.25:Dimensi Fraktal pada Lobang 5
34
Tabel B.1: Klasifikasi Tanah pada Kedalaman 31 m
49
Tabel B.2: Klasifikasi Tanah pada Kedalaman 40 m
51
Tabel B.3: Klasifikasi Tanah pada Kedalaman 31 m
53
Tabel B.4: Klasifikasi Tanah pada Kedalaman 36 m
55
Tabel B.5: Klasifikasi Tanah pada Kedalaman 36 m
57
Tabel C.1: Data Penelitian
58
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 : Fraksi Pasir
4
Gambar 2.2 : Fraksi Debu
4
Gambar 2.3 : Fraksi Liat
4
Gambar 2.4 : Struktur Tanah Butiran
6
Gambar 2.5 : Struktur Tanah Pipih
6
Gambar 2.6 : Struktur Tanah Batang
6
Gambar 3.1 : Diagram Alir Metodologi Penelitian
17
Gambar 4.1 : Pola Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 1
28
Gambar 4.2 : Cluster Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 1
29
Gambar 4.3 : Pola Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 2
29
Gambar 4.4 : Cluster Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 2
30
Gambar 4.5 : Pola Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 3
30
Gambar 4.6 : Cluster Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 3
31
Gambar 4.7 : Pola Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 4
31
Gambar 4.8 : Cluster Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 4
32
Gambar 4.9 : Pola Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 5
32
Gambar 4.10 : Cluster Penyebaran Partikel Tanah pada Lobang 5
33
Gambar 4.11 : Pola Penyebaran Partikel Tanah berdasarkan dimensi fraktalnya
pada Lobang 1
34
Gambar 4.12 : Pola Penyebaran Partikel Tanah berdasarkan dimensi fraktalnya
pada Lobang 2
35
Gambar 4.13 : Pola Penyebaran Partikel Tanah berdasarkan dimensi fraktalnya
pada Lobang 3
35
Gambar 4.14 : Pola Penyebaran Partikel Tanah berdasarkan dimensi fraktalnya
pada Lobang 4
36
Gambar 4.15:Pola Penyebaran Partikel Tanah berdasarkan dimensi fraktalnya
pada Lobang 5
36
Gambar 4.16 : Pola Penyebaran Partikel Tanah berdasarkan dimensi fraktalnya
secara keseluruhan
37
Gambar A.1 : Partikel Tanah pada Fraksi Liat pada Lobang 1
ix
40
Gambar A.2 : Partikel Tanah pada Fraksi Liat pada Lobang 2
40
Gambar A.3 : Partikel Tanah pada Fraksi Liat pada Lobang 3
41
Gambar A.4 : Partikel Tanah pada Fraksi Liat pada Lobang 4
41
Gambar A.5 : Partikel Tanah pada Fraksi Liat pada Lobang 5
41
Gambar A.6 : Partikel Tanah pada Fraksi Debu pada Lobang 1
42
Gambar A.7 : Partikel Tanah pada Fraksi Debu pada Lobang 2
42
Gambar A.8 : Partikel Tanah pada Fraksi Debu pada Lobang 3
43
Gambar A.9 : Partikel Tanah pada Fraksi Debu pada Lobang 4
43
Gambar A.10:Partikel Tanah pada Fraksi Debu pada Lobang 5
43
Gambar A.11:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 1
44
Gambar A.12:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 2
44
Gambar A.13:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 3
45
Gambar A.14:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 4
45
Gambar A.15:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Kasar pada Lobang 5
45
Gambar A.16:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Sangat Kasar pada Lobang 1
46
Gambar A.17:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Sangat Kasar pada Lobang 2
46
Gambar A.18:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Sangat Kasar pada Lobang 3
47
Gambar A.19:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Sangat Kasar pada Lobang 4
47
Gambar A.20:Partikel Tanah pada Fraksi Pasir Sangat Kasar pada Lobang 5
47
Gambar B.1 : Diagram Penyondiran pada Kedalaman 31 m
48
Gambar B.2 : Diagram Penyondiran pada Kedalaman 40 m
50
Gambar B.3 : Diagram Penyondiran pada Kedalaman 31 m
52
Gambar B.4 : Diagram Penyondiran pada Kedalaman 36 m
54
Gambar B.5 : Diagram Penyondiran pada Kedalaman 36 m
56
x