BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab pendahuluan akan diuraikan proses identifikasi masalah penelitian yang meliputi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan tugas akhir, dan manfaat kegiatan tugas akhir. Berdasarkan uraian pada bab ini, diharapkan gambaran umum permasalahan dan pemecahan masalah pada tugas akhir dapat dipahami.
1.1Latar Belakang
Polusi atau pencemaran udara merupakan perubahan komposisi dari zat udara sehingga kualitas udara dari zat tersebut menjadi berkurang atau tidak bisa lagi digunakan sesuai fungsinya [1]. Kualitas udara yang telah tercemar umumnya mengandung zat udara pencemar dengan komposisi seperti COx, NOx, SOx, SPM (suspended particular matter), Ox, dan berbagai logam berat. Tingkat konsentrasi zat pencemar yang berlebihan hingga melampaui ambang batas toleransi yang diperkenankan akan memberikan dampak negatif yang berbahaya terhadap lingkungan, baik bagi manusia, tumbuh-tumbuhan, hewan, dan rusaknya benda-benda (material) serta berpengaruh pada kualitas air hujan (hujan asam) [2]. Kualitas udara yang buruk atau polusi udara yang secara terus menerus tinggi dapat berdampak buruk bagi bumi dan juga kesehatan. Dampak negatif jangka panjang dari kualitas udara yang buruk adalah penipisan ozon yang memicu pemanasan global, sedangkan dampak jangka pendek yang langsung ke manusia adalah masalah kesehatan pernafasan [3]. Oleh karena itu kualitas udara menjadi suatu hal yang penting untuk perlu selalu dipantau.
WHO telah membuat model kualitas udara baru tahun 2016 yang menegaskan bahwa 92% dari populasi dunia tinggal di tempat di mana tingkat kualitas udara melebihi batas toleransi. Model tersebut didasarkan pada data yang diperoleh dari pengukuran satelit, model transportasi udara dan monitor
stasiun tanah selama lebih dari 3000 lokasi [4]. Sedangkan di Indonesia sendiri seringkali terjadi kebakaran hutan dan peningkatan populasi kendaraan bermotor sebesar 81% pada tahun 2012 memicu peningkatan gas CO2 yang mempengaruhi kualitas udara [5]. Oleh karena itu kualitas udara di Indonesia perlu selalu dipantau sebagai pengendalian untuk tindakan pencegahan dampak negatif dari kualitas udara yang buruk. Pemantauan dan pengelolaan kualitas udara di Indonesia dilakukan oleh Kementrian Lingkungan Hidup melalui sistem yang disebut dengan Air Quality Management System (AQMS). AQMS telah diterapkan pada 10 kota di Indonesia, yaitu Jakarta, Bandung, Semarang, Surabaya, Denpasar, Medan, Pekanbaru, Palangkaraya, Jambi, dan Pontianak. Setiap kota dilengkapi dengan stasiun tetap monitoring, stasiun pemantauan ponsel, pusat regional dan pusat kalibrasi regional. Kementrian Lingkungan Hidup juga menyediakan informasi mengenai kualitas udara yang dikelola oleh Badan Pengelola Lingkungan Hidup Daerah.
Salah satu Badan Lingkungan Hidup (BLH) Daerah yang ada di Jawa Timur yakni Kota Surabaya. BLH Surabaya selalu melakukan pemantauan kualitas udara setiap hari dan juga memberikan informasi kualitas udara ke masyarakat melalui beberapa stasiun public display data di jalan-jalan sekitar Surabaya. Adanya penyebaran informasi melalui public display
diharapkan mampu memberikan penyadaran kepada penduduk Surabaya terhadap kondisi kekinian kualitas udara di Surabaya. Namun public display hanya terdapat di lokasi-lokasi tertentu yang tidak bisa dilihat kapan saja oleh masyarakat. Visualisasi kualitas udara perlu dipublikasikan tidak sebatas di jalan-jalan, namun perlu juga dipublikasikan melalui situs berbasis website yang dapat diakses masyarakat kapan pun. Sehingga diharapkan penduduk Surabaya mengerti dan mampu melakukan pencegahan untuk meminimalisir emisi gas dari penggunaan
kendaraan bermotor, pembakaran limbah, dan pembuangan gas dari pabrik.
Pengendalian sebagai pencegahan akan dampak kualitas udara Kota Surabaya juga perlu ditetapkan sebagai prioritas yang harus dilakukan oleh Badan Lingkungan Hidup Kota Surabaya. Tindakan pencegahan oleh BLH dapat dilakukan dengan mengetahui bagaimana kualitas udara ke depan dan mengetahui titik rawan polusi di Kota Surabaya.
Pengendalian yang pertama adalah dengan mengetahui titik rawan polusi di Kota Surabaya yang dapat dilakukan ketika indeks standar kualitas telah terklaster sesuai dengan kondisi Kota Surabaya. Untuk mengetahui hal tersebut diperlukan pengukuran terhadap kualitas udara yang dimodelkan dengan melakukan klasterisasi daerah ke dalam kelas tertentu berdasarkan keadaan polusi udara. Pada penelitian ini menggunakan metode unsupervised dimana metode tersebut mampu menggambarkan kesesuaian untuk mempelajari, melakukan generalisasi, dan pemodelan relasi non linear. Proses clustering memerlukan penentuan jumlah klaster yang optimal. Namun pada penelitian ini ditentukan jumlah klaster sesuai dengan standar kebijakan Air Quality Index yakni sebanyak enam klaster yang digunakan untuk memproses
clustering. Keluaran yang dihasilkan dari proses clustering
mampu direpresentasikan dengan lokasi daerah stasiun pemantauan udara, waktu dan pengelompokan terhadap kelas tertentu. Desain parameter terbentuk berdasarkan polutan-polutan tertentu yang menjadi faktor yang berpengaruh terhadap kualitas udara. Terdapat beberapa parameter yang tidak terpilih dimana menunjukkan korelasi yang lemah dengan parameter lainnya. Sehingga didapatkan data dimana menunjukkan karakteristik daerah berdasarkan parameter tertentu [6].
Pengendalian yang kedua dapat dilakukan ketika mengetahui kualitas udara Kota Surabaya di masa depan melalui proses peramalan. Peramalan kualitas udara adalah untuk mendapatkan hasil kualitas udara ke depan dengan parameter Partikulat (PM10), Sulfur Dioksida (SO2), Carbon Monoksida (CO), Ozon (O3) dan Nitrogen Dioksida (NO2) yang kemudian diketahui hasil status kualitas udara di masa depan. Masukan dari proses peramalan adalah berupa data meteorologi seperti suhu udara, tekanan udara stasiun, kecepatan angin, visibitas serta menggunakan data historis laporan harian konsentrasi polutan dari BLH Kota Surabaya. Metode yang digunakan dalam proses peramalan adalah Metode Artificial Neural Network. Sebagian besar penelitian sebelumnya mengenai peramalan kualitas udara menggunakan metode Artificial Neural Network memiliki tingkat error yang lebih kecil dibandingkan dengan metode lain [7]. Metode Artificial Neural Network merupakan jaringan yang terdiri atas sekelompok unit pemroses yang dimodelkan yang menyerupai jaringan saraf manusia dengan melakukan pembenaran pada bobot dan bias
berdasarkan error yang terjadi. Setelah itu akan didapat neural network yang baik dan siap untuk melakukan proses yang berulang-ulang [8]. Hasil dari proses peramalan dengan metode ANN kemudian diketahui bagaimana ISPU (Indeks Standar Pencemar Udara) di masa depan, sehingga dapat mendorong pengendalian dengan tindakan pencegahan melalui penetapan kebijakan.
Tujuan penelitian tugas akhir ini yaitu membuat model peramalan dengan metode Artificial Neural Network (ANN) yang dapat meramalkan kualitas udara di Kota Surabaya ke depan dan memperoleh klaster titik rawan polusi di Kota Surabaya dengan metode K-means. Hasil keduanya kemudian divisualisasikan pada dashboard berbasis web melalui R Shiny. Oleh karena itu harapan penulis dengan adanya hasil penelitian serta visualisasinya diharapkan mampu merepresentasikan
bagaimana kualitas udara dan titik rawan polusi di wilayah kota Surabaya. Sehingga mampu menjadi gambaran situasi kualitas udara saat ini dan ke depan dalam membantu instansi pemerintahan bahan acuan dalam proses pengambilan keputusan serta pengendalian untuk tindakan pencegahan Kota Surabaya melalui penetapan kebijakan.