III. METODOLOGI
3.1 Kerangka Pemikiran
Krisis lahan produktif yang sering terjadi saat ini merupakan salah satu dampak yang timbul akibat pesatnya pertumbuhan penduduk dan pembangunan dalam berbagai sektor industri. Terjadinya krisis lahan produktif pada akhirnya akan berimbas pada ketahanan pangan nasional, mengingat bahwa hasil pertanian juga akan berkurang seiring dengan terjadinya penyempitan lahan pertanian. Berbagai permasalahan lain seputar pengelolaan pertanian juga dapat mempengaruhi hasil panen yang ada. Adanya serangan hama dan penyakit, ketidak sesuaian kondisi lahan dengan jenis tanaman yang ada, serta pengetahuan petani sebagai tenaga kerja pertanian, merupakan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi keberhasilan panen.
Salah satu cara yang dapat mengatasi masalah ketahanan pangan dan tetap mendukung pesatnya pembangunan, adalah melalui penggunaan lahan secara tepat. Ketepatan penggunaan lahan dapat dilakukan melalui evaluasi lahan dengan mengetahui kesesuaian antara lahan yang akan digunakan dengan tanaman yang akan ditanam. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengetahui kesesuaian lahan dengan tanaman yang ada adalah dengan cara mencocokkan antara karakteristik (land characteristic) dan kualitas lahan (land quality) dengan persyaratan tumbuh tanaman yang akan ditanam. Proses pencocokkan seperti ini dapat dilakukan terhadap segala jenis tanaman, baik tanaman yang termasuk sebagai tanaman pangan, tanaman hortikultura, maupun tanaman tahunan. Skema proses pencocokkan ini dapat dilihat pada Gambar 28.
Gambar 28. Diagram proses pencocokkan antara persyaratan tumbuh tanaman dengan karakteristik lahan
Dengan mengetahui kesesuaian lahan, dapat diketahui sejak awal apakah lahan yang akan digunakan sesuai dengan tanaman pangan yang akan ditanam. Sehingga kegagalan panen yang
disebabkan karena ketidak sesuaian antara karakter lahan dengan kebutuhan tanaman dapat diminimalisasi.
Dalam proses penentuan kesesuaian lahan, ada banyak faktor yang dapat digunakan sebagai parameter, baik yang berupa karakter fisik, karakter kimia, sampai pengaruh iklim dan lingkungan. Penggunaan 19 parameter dalam menentukan kesesuaian lahan dilakukan dilakukan dengan pertimbangan karakter fisik dan kimia lahan yang memenuhi berbagai bagian tanah, serta faktor iklim dan lingkungan. Penggunaan jumlah dan jenis parameter sedikit banyak akan mempengaruhi penilaian kesesuaian lahan yang dihasilkan. Apabila jumlah parameter yang digunakan sedikit dan tidak melibatkan keseluruhan aspek yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman, maka dapat dihasilkan penentuan kesesuaian lahan yang umum, sehingga dikuatirkan akan memberikan hasil dengan tingkat kesalahan yang besar.
Diantara parameter-parameter yang digunakan dalam proses penentuan kesesuaian lahan tersebut, terdapat parameter yang merupakan faktor alam yang sulit untuk diubah dan tidak dapat dikendalikan oleh manusia, seperti temperatur dan curah hujan. Sedangkan beberapa parameter lainnya seperti pH, C-Organik, dan KTK, merupakan faktor-faktor yang masih memungkinkan untuk diubah, atau dapat dikendalikan oleh manusia sebagai pengelola. Kesesuaian lahan yang rendah terhadap suatu tanaman dapat ditingkatkan dengan cara melakukan perbaikan nilai parameter. Hanya parameter yang tidak termasuk faktor alam yang masih memungkinkan untuk diperbaiki. Karakteristik lahan yang kurang baik dan dapat mengurangi kesesuaian lahan untuk suatu tanaman disebut sebagai faktor penghambat (limitation factor). Jumlah dan kadar faktor penghambat untuk lahan yang sama bisa berbeda-beda, tergantung pada jenis tanaman yang akan ditanam. Semakin banyak jumlah faktor penghambat dan makin tinggi kadar penghambat yang dimiliki oleh lahan tersebut, membuat lahan dikatakan tidak sesuai untuk ditanami oleh suatu tanaman tertentu. Faktor penghambat yang paling tinggi kadarnya yang pada akhirnya akan menentukan kesesuaian lahan tersebut terhadap jenis tanaman tertentu. Beberapa faktor penghambat yang bukan merupakan faktor alam dapat diperbaiki dengan penerapan suatu teknologi. Kesesuaian lahan yang terbaik baru dapat diperoleh bila lahan tidak mempunyai faktor penghambat apapun. Selama lahan itu masih mempunyai faktor penghambat, maka tidak akan dapat dicapai tingkat kesesuaian lahan terbaik.
Dalam pelaksanaannya, proses penentuan kesesuaian lahan dan cara mengatasi faktor penghambat yang ada hanya dapat dilaksanaan apabila petani dan juga pelaksana pertanian
lainnya mempunyai pengetahuan yang cukup untuk menentukan kesesuaian lahan terhadap tanaman pangan tertentu. Saat ini sebagian besar petani atau pelaksana pertanian lainnya hanya menggunakan insting dan kebiasaan mereka saja dalam menentukan kesesuaian lahan dengan tanaman pangan yang mereka tanam. Hal ini disebabkan karena sulit dan mahalnya untuk memperoleh berbagai macam informasi dan pengetahuan yang diperlukan dalam menentukan kesesuaian lahan dan mengatasi berbagai macam faktor penghambat. Berdasarkan berbagai kendala tersebut, maka keberadaan suatu sistem pakar yang dapat menentukan kesesuaian lahan berdasarkan karakter lahan dan jenis tanaman yang akan ditanam, akan dapat membantu petani dan pelaksana pertanian dalam melaksanaan suatu perencanaan pertanian yang lebih baik. Dalam sistem pakar tersebut juga diharapkan dapat memberikan saran kepada petani dan pelaksana pertanian lainnya untuk mengatasi berbagai faktor penghambat yang ada.
Seperti layaknya pakar yang juga dapat memberikan saran tentang persyaratan tumbuh tanaman dan lokasi yang sesuai, sistem pakar ini juga diharapkan dapat membantu petani dalam menentukan lokasi dan persyaratan yang diperlukan suatu tanaman. Fungsi sistem seperti ini terutama berguna bagi petani dan pelaksana pertanian yang sudah menentukan jenis tanaman pangan yang akan ditanam, namun belum mengetahui persyaratan dan lokasi yang sesuai untuk tanaman yang diinginkan.
Keberadaan teknologi informasi, diantaranya adalah internet, dapat dimanfaatkan untuk penggunaan sistem pakar yang ada. Melalui sistem pakar yang berbasis web, akan dapat mempermudah petani dan pelaksana pertanian dalam mengakses pengetahuan yang terakuisisi dalam sistem. Pengetahuan yang terakuisisi dalam sistem merupakan pengetahuan dari para pakar penentu kesesuaian lahan. Penggunaan web sebagai interface dari sistem pakar memungkinkan sistem ini untuk diakses dari berbagai lokasi dengan waktu yang tidak terbatas. Kondisi seperti ini setidaknya dapat mengurangi beban biaya dan waktu yang harus dikeluarkan petani dalam memperoleh semua pengetahuan yang diperlukan untuk menentukan kesesuaian lahan juga melakukan perbaikan yang mungkin dilakukan terhadap berbagai faktor penghambat yang dimiliki oleh lahannya.
Gambar 29 menunjukkan kerangka pemikiran sistem pakar yang dirancang. Akan terdapat 6 tahap utama yang dilakukan. Tahap pertama adalah penentuan jenis tanaman pangan yang akan diujikan. Tahap kedua adalah penentuan karakteristik lahan yang akan digunakan sebagai parameter dalam menentukan pencocokkan dengan kebutuhan tanaman pangan yang ada. Tahap
berikutnya adalah proses pengembangan sistem pakar untuk penentuan kesesuaian lahan, lalu dilanjutkan dengan proses verifikasi dan validasi yang merupakan tahap keempat. Tahap kelima adalah tahap penentuan kesesuaian lahan yang berjenjang berdasarkan faktor-faktor penghambat yang ada. Tahap terakhir adalah tahap pemberian rekomendasi teknologi yang sesuai untuk mengatasi faktor-faktor penghambat yang ada.
Gambar 29. Diagram kerangka pemikiran sistem pakar
3.2 Tahapan Pengembangan Sistem
Sistem pakar yang dirancang berupa aplikasi sistem pakar berbasis web sehingga memungkinkan untuk diakses secara online oleh petani dan pelaksana pertanian dari berbagai daerah. Sistem pakar ini mempunyai dua fungsi utama, yaitu menentukan kesesuaian lahan untuk tanaman pangan dan menentukan persyaratan tumbuh yang diperlukan oleh suatu tanaman dan lokasi yang sesuai untuk tanaman tersebut. Seiring dengan perkembangan teknologi informasi yang terjadi dan perubahan tingkat pendidikan yang terus dilakukan secara bertahap, membuat keberadaan sistem pakar ini dapat semakin membantu petani dalam melaksanakan perencanaan pertanian yang baik dan mendapatkan hasil panen yang lebih optimal.
Sistem pakar penentuan kesesuaian lahan ini dirancang untuk menghasilkan keluaran berupa kesesuaian lahan, faktor penghambat, dan saran manajerial untuk mengatasi faktor penghambat, serta persyaratan tumbuh tanaman. Keluaran dari sistem merupakan hasil proses aturan yang ada pada basis pengetahuan. Aturan ini merupakan representasi dari pengetahuan
yang dimiliki oleh pakar. Kerangka dasar penyusunan aturan dapat dilihat pada Gambar 30 berikut ini.
Gambar 30. Kerangka penyusunan aturan pada sistem pakar
3.2.1 Pemilihan Pakar
Pakar merupakan seseorang yang mempunyai pengetahuan dalam suatu bidang tertentu. Dalam pembangunan sistem pakar, tahap awal yang diperlukan adalah pemilihan dan penentuan pakar sebagai sumber pengetahuan. Seseorang dianggap pakar apabila memenuhi syarat-syarat tertentu. Marimin (2007) membagi pakar menjadi 4 kelompok, sesuai dengan persyaratan yang dipenuhi sebagai pakar, yaitu pakar yang mendapat pendidikan formal S2/S3, pakar yang berpengalaman pada bidang yang dikaji, pakar yang berpendidikan formal dan mempunyai pengalaman pada bidang yang dikaji, serta pakar yang merupakan praktisi pada bidang yang dikaji.
Pengetahuan yang dimiliki oleh pakar dapat berupa tacit knowledge dan juga explicit knowledge. Pengetahuan yang dimiliki oleh pakar dan belum terdokumentasikan dengan baik karena mungkin masih berada pada pikirannya disebut sebagai tacit knowledge. Sedangkan sumber pengetahuan yang sudah didokumentasikan dengan baik, sehingga dapat diakses dengan lebih mudah, disebut explicit knowledge. Buku, dokumen, laporan, dan berbagai macam laporan merupakan contoh dari explicit knowledge. Sumber-sumber yang dapat menjadi sumber pengetahuan dalam perancangan sistem pakar penentuan kesesuaian lahan ini adalah :
a. Pakar
Para pakar yang akan dimintai keterangan adalah orang-orang yang memiliki pendidikan formal di bidang tanah dan sumber daya lahan. Pengetahuan yang digunakan dalam perancangan sistem pakar ini adalah pengetahuan dari para pakar yang merupakan peneliti tanah dari Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor. Pakar lainnya adalah staf pengajar dari Jurusan Tanah dan Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor.
b. Textbooks
Textbook yang digunakan adalah textbook yang berisi informasi tentang tanah, seperti sifat-sifat tanah dan petunjuk evaluasi lahan.
c. Sumber lainnya
Sumber-sumber lainnya yang menjadi sumber pengetahuan adalah berbagai macam jurnal tentang pengolahan lahan, kesesuaian lahan, dan sistem pakar. Selain itu juga digunakan data hasil laporan penelitian tentang survei tanah semi detail.
3.2.2 Akuisisi Pengetahuan
Akusisi pengetahuan yang akan dilakukan oleh seorang knowledge engineer (KE), bertujuan untuk mengumpulkan dan menganalisis pengetahuan yang diperoleh dari berbagai macam pakar untuk kemudian disimpan dalam basis pengetahuan. Berdasarkan pengetahuan yang diperoleh dari pakar, maka dapat diketahui bahwa dalam proses penentuan kesesuaian lahan perlu diketahui tentang persyaratan tumbuh untuk tanaman, jenis tanaman yang akan ditanam, dan juga data karakteristik lahan yang digunakan sebagai parameter. Setiap jenis tanaman
memerlukan persyaratan tumbuh yang berbeda. Contoh informasi tentang persyaratan penggunaan lahan untuk tanaman padi sawah, kedelai, dan ubi jalar dapat dilihat pada lampiran 3, 4, dan 5.
Nilai dari masing-masing parameter dimasukkan oleh pengguna ke dalam sistem untuk kemudian diolah sesuai dengan pengetahuan yang telah diakuisisi. Berdasarkan masukan dari pengguna tentang parameter yang berupa karakteristik lahan mereka dan dengan membandingkan antara karakteristik tersebut dengan persyaratan yang ada, maka akan dihasilkan kesesuaian lahan. Bila dalam proses perbandingan antara karakteristik lahan dan persyaratan tumbuhnya suatu tanaman terdapat beberapa parameter yang menghasilkan nilai kesesuaian lebih rendah dari parameter-parameter lainnya, maka parameter tersebut akan disebut sebagai faktor penghambat (limitation factor). Mengingat bahwa parameter yang akan digunakan untuk proses pencocokan terdiri dari faktor alam dan faktor terkendali, maka rekomendasi yang akan diberikan oleh sistem pakar terbatas hanya untuk faktor terkendali.
Sedangkan untuk penentuan persyaratan tumbuh tanaman dan lokasi yang sesuai, pengguna hanya perlu memasukkan jenis tanaman pangan yang diinginkan.
Gambar 31 dibawah, menggambarkan diagram input output sistem pakar yang dirancang. Diagram tersebut dibuat berdasarkan informasi dari pakar tentang proses input dan output yang diperlukan pada saat menentukan kesesuaian lahan dan berdasarkan tujuan perancangan sistem pakar.
Gambar 31. Diagram input output sistem pakar penentuan kelas kesesuaian lahan Menurut Marimin (2007), terdapat berbagai macam metode yang dapat digunakan dalam proses akuisisi pengetahuan, salah satunya adalah wawancara. Metode yang digunakan untuk proses akuisisi pengetahuan sistem pakar penentuan kelas kesesuaian lahan adalah metode
wawancara dengan human expert dari IPB dan Litbang Tanah dan Sumber Daya Lahan Bogor, serta diskusi masalah dan analisis masalah. Diskusi masalah dilakukan oleh KE untuk menggali pengetahuan, fakta, serta kaidah yang dimiliki oleh pakar dalam menentukan kesesuaian lahan dan menentukan persyaratan tumbuh tanaman pangan. Dengan melakukan analisis masalah, KE dapat mengetahui bagaimana pakar menyelesaikan berbagai masalah yang diajukan oleh KE berkaitan dengan proses penentuan kesesuaian lahan.
3.2.3 Representasi Pengetahuan
Pengetahuan yang telah diakuisisi dari para pakar pada tahap sebelumnya harus direpresentasikan dalam suatu bentuk yang tepat untuk kemudian disimpan dalam basis pengetahuan. Menurut Marimin (2007), seperti dikutip dari Marimin (1991), pemilihan metode representasi yang akan digunakan perlu mempertimbangkan beberapa persyaratan, seperti kemudahan representasi, kemudahan dalam penalaran, efisiensi proses akuisisi, dan efisiensi proses penalaran.
Basis pengetahuan pada sistem pakar yang dirancang merupakan basis pengetahuan dinamis (prosedural) oleh karena itu dapat direpresentasikan dengan menggunakan kaidah produksi. Bentuk kaidah produksi yang digunakan adalah bentuk if – then dan if - then – else. Dimana “if” merupakan premis yang menunjukkan suatu kondisi yang akan dinilai, “then” merupakan konklusi yang menunjukkan aksi yang dapat diambil apabila kondisi terpenuhi. Sedangkan “else” merupakan aksi yang akan dilakukan apabila kondisi tidak terpenuhi.
Bentuk if – then dan if – then – else dapat terdiri dari beberapa kondisi dan juga beberapa aksi yang digabungkan dengan menggunakan operator logika AND atau OR. Berikut ini merupakan contoh bentuk penulisan kaidah produksi if – then – else :
IF kondisi A THEN aksi B ELSE aksi C
IF kondisi A1 and kondisi A2 THEN aksi B1 and aksi B2 ELSE aksi C1
Masukan (input) yang akan dimasukkan oleh pengguna akan dibandingkan dengan kondisi dari kaidah-kaidah pada basis pengetahuan yang telah dimasukkan oleh KE. Kondisi pada kaidah yang ada merupakan parameter yang akan digunakan pada proses penentuan kelas kesesuaian lahan dengan nilai yang berasal dari persyaratan penggunaan lahan untuk suatu
tanaman (land-use requirement). Hasil perbandingan masukan dari pengguna dengan kondisi yang ada akan menentukan aksi yang akan dilakukan.
3.2.4 Pengembangan Mesin Inferensi
Mesin inferensi menentukan cara penarikan kesimpulan yang akan digunakan pada sistem pakar. Penarikan kesimpulan dilakukan dengan memanipulasi dan mengarahkan pengetahuan yang ada basis pengetahuan sehingga akhirnya tercapai suatu kesimpulan. Di dalam pengembangan mesin inferensi perlu diperhatikan teknik penelusuran dan teknik pengendalian yang akan digunakan.
Sesuai dengan permasalahan yang mendasari perancangan sistem pakar, maka teknik pengendalian yang digunakan untuk menentukan kesesuaian lahan adalah mata rantai ke depan (Forward Chaining). Dengan teknik pengendalian forward chaining, maka proses penentuan kesesuaian lahan dimulai dari sekumpulan fakta yang kemudian akan dianalisis dan digunakan untuk proses penarikan kesimpulan. Fakta berupa kejadian, yaitu nilai parameter yang dimasukkan oleh pengguna. Kesimpulan diperoleh sebagai hasil penyeleksian sejumlah kaidah yang ada pada basis pengetahuan.
Sedangkan untuk menentukan persyaratan penggunaan lahan dan lokasi yang sesuai, digunakan teknik pengendalian mata rantai ke belakang (Backward Chaining). Pada teknik pengendalian backward chaining, pengguna diminta untuk memasukkan jenis tanaman pangan. Sistem akan mengeluarkan hasil berupa persyaratan tumbuh tanaman dan lokasi yang sesuai. Keluaran dari sistem ini merupakan hasil pencocokkan antara jenis tanaman pangan dengan pengetahuan pakar mengenai persyaratan tumbuh yang diperlukan.
Mengingat bahwa beberapa parameter yang digunakan untuk proses penentuan kesesuaian lahan mempunyai nilai yang mengandung nilai yang tidak pasti, maka metode yang digunakan untuk memproses masukan dari pengguna adalah FIS. Dengan menggunakan FIS maka setiap masukan dari pengguna akan dihitung nilai keanggotaannya sesuai dengan fungsi keanggotaan yang digunakan. Setelah nilai keanggotaan diperoleh, maka nilai itulah yang akan digunakan untuk melakukan evaluasi terhadap kaidah-kaidah pada basis pengetahuan. Hasil evaluasi kaidah akan di-defuzzifikasi dengan suatu metode tertentu untuk menentukan keluaran dari sistem berupa kesesuaian lahan dan faktor penghambatnya.
3.2.5 Implementasi dan Pengujian
Implementasi sistem pakar penentuan kelas kesesuaian lahan untuk tanaman pangan dilakukan dengan menggunakan software PHP. Proses data fuzzy dilakukan dengan membuat modul-modul pada software yang digunakan.
Proses pengujian dilakukan sekaligus untuk melakukan verifikasi dan validasi terhadap sistem pakar yang dirancang dan keluaran yang dihasilkan. Pengujian dilakukan menggunakan data sekunder dari laporan penelitian survei tanah semi detail suatu wilayah. Untuk verifikasi dan validasi, keluaran sistem pakar yang dirancang akan dibawa untuk dikomentari oleh pakar. Apabila hasil pengujian dan validasi dari pakar menyatakan bahwa sistem pakar yang dirancang sudah cukup mewakili human expert, maka sistem pakar dapat langsung direkomendasikan untuk digunakan. Namun bila hasilnya masih dirasa kurang, maka KE harus meninjau ulang basis pengetahuan yang ada.
3.3 Tata Laksana Penelitian
Tata laksana penelitian menggambarkan urutan langkah-langkah dalam pelaksanaan penelitian. Gambar 32 berikut ini menggambarkan tahapan penelitian yang dilakukan.
Gambar 32. Tahapan pengembangan sistem pakar yang dirancang
3.3.1 Pengumpulan Data dan Informasi
Data dan informasi dikumpulkan oleh KE melalui berbagai macam sumber, seperti jurnal, laporan, textbook, sampai dari para pakar. Setiap jenis data dan informasi diperoleh melalui beberapa teknik yang berbeda-beda.
3.3.1.1 Jenis Data dan Informasi
Data yang diakuisisi merupakan data primer dan data sekunder. Data primer merupakan data yang diperoleh dari human expert tentang teknologi yang diperlukan untuk meningkatkan kesesuaian lahan yang ada serta tentang nilai kepentingan dari setiap parameter yang akan digunakan. Data primer lainnya yang juga diperlukan adalah data tentang urutan penentuan parameter kesesuaian lahan. Data sekunder berupa data tentang parameter yang diperlukan dalam penentukan kesesuaian lahan dan juga persyaratan untuk setiap kesesuaian lahan yang didapat dari berbagai textbook dan sumber tertulis lainnya seperti petunjuk teknis kesesuaian lahan. Data
sekunder lainnya yang akan digunakan adalah data tentang pembangunan aplikasi berbasis web dengan PHP dan basis data MySQL.
3.3.1.2 Teknik Pengambilan Data dan Informasi
Data dan informasi diperoleh melalui beberapa metode sesuai jenis data dan informasinya serta sumber dari data dan informasi tersebut. Data primer diperoleh melalui konsultasi dan diskusi masalah, serta wawancara dan analisis hasil wawancara dengan para pakar. KE akan melakukan wawancara dengan pakar mengenai jenis parameter yang dapat digunakan serta bagaimana proses penentuan kesesuaian lahan. Wawancara dilakukan berdasarkan pedoman wawancara yang sudah disusun oleh KE sebelum wawancara tersebut dilakukan. Hasil wawancara yang diperoleh akan dianalisis oleh KE untuk kemudian disimpulkan menjadi hal-hal penting yang diperlukan dalam proses penentuan kesesuaian lahan. Wawancara dapat dilakukan dalam beberapa tahap sampai permasalahan menjadi jelas sehingga KE dapat melanjutkan ke bagian selanjutkan dalam pembangunan sistem.
Untuk memastikan hasil wawancara, KE juga melakukan konsultasi dan diskusi masalah dengan pakar. Konfirmasi hasil wawancara perlu dilakukan untuk menghindari kesalahan dalam proses akuisisi pengetahuan, mengingat terdapat beberapa pakar yang terlibat dalam proses wawancara untuk memperoleh data dan informasi. Masing-masing pakar dapat memiliki pengetahuan dan pemahaman yang berbeda dalam mengatasi suatu masalah yang sama.
Data sekunder sendiri diperoleh melalui studi literatur dan dokumentasi, serta browsing di internet. Studi dokumentasi dilakukan di perpustakaan dan dokumentasi milik Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor. Studi dokumentasi dilakukan dengan mempelajari berbagai macam jurnal serta laporan penelitian dan survei tanah yang telah dilakukan oleh staf peneliti tanah. Studi literatur dilakukan di perpustakaan jurusan tanah pada Fakultas Pertanian, IPB. Studi literatur dilakukan dengan mempelajari berbagai macam textbook tentang sifat tanah dan proses evaluasi lahan untuk menentukan kesesuaian lahan terhadap suatu penggunaan tertentu.
3.3.2 Pengolahan Data dan Informasi
Data dan informasi yang telah diperoleh melalui berbagai macam sumber tersebut kemudian diolah sebelum dapat direpresentasikan dalam basis pengetahuan. Data yang diperoleh
dapat diolah menggunakan beberapa cara , seperti menggunakan analisis deskriptif, pemberian bobot keanggotaan serta FIS.
Mengingat bahwa parameter yang digunakan dalam penentuan kesesuaian lahan mempunyai nilai yang mengandung ketidak pastian, maka data untuk parameter-parameter ini akan diolah menggunakan FIS. Pengolahan data menggunakan FIS metode Mamdani. Pada metode mamdani, nilai dari masing-masing parameter akan dihitung derajat keanggotaannya pada setiap kelompok nilai masing-masing parameter. Perhitungan derajat keanggotaan untuk setiap parameter dilakukan menggunakan rumus trapesium (TRAPMF) dan gauss (GAUSSMF). Penetapan rumus yang akan digunakan dilakukan berdasarkan pengalaman pakar tentang kecenderungan dari pola data yang ada. Nilai keanggotaan yang diperoleh akan menjadi masukan dalam proses evaluasi aturan pada basis pengetahuan. Hasil evaluasi aturan kemudian akan didefuzzifikasi dengan menggunakan metode centroid, untuk menghasilkan nilai tunggal.
Salah satu sumber data dan informasi adalah human expert, atau seseorang yang memiliki pengetahuan dan pengalaman tentang tanah dan penentuan kesesuaian lahan. Berdasarkan informasi tentang jenis parameter yang digunakan dalam penentuan kesesuaian lahan, KE akan melakukan diskusi dengan pakar untuk mengetahui pengaruh dan hubungan antar parameter. Setelah mengetahui hubungan antar parameter, KE juga akan melakukan diskusi dengan pakar untuk mengetahui parameter yang dapat menjadi faktor penghambat dalam menentukan kesesuian lahan, serta bagaimana cara mengatasi faktor penghambat tersebut.
3.3.3 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini mulai dilakukan pada bulan November 2007 sampai dengan September 2008. Lokasi penelitian adalah pada Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan Pertanian, Jl. Juanda, Bogor dan di laboratorium komputer Ilmu Komputer, IPB, Bogor.
3.4 Metode Pengembangan Sistem
Sistem pakar penentuan kesesuaian lahan berdasarkan faktor penghambat terbesar (maximum limitation factor) untuk tanaman pangan ini dibuat berbasiskan web. Akses melalui web membuat sistem pakar ini dapat diakses secara lebih luas oleh pihak-pihak yang membutuhkannya dari berbagai lokasi, kapan saja mereka membutuhkannya.
Proses pengembangan sistem pakar ini dilakukan melalui serangkaian tahapan sesuai dengan metode yang ada pada siklus hidup suatu software. Metode yang akan digunakan untuk pengembangan sistem ini adalah waterfall life cycle model dengan perulangan pada setiap tahapnya. Perulangan pada setiap tahap memungkinkan KE untuk kembali ke tahap sebelumnya apabila diperlukan. Tahap-tahap pada waterfall life cycle model meliputi pengumpulan kebutuhan sistem (requirement), perancangan (design), pembangunan (construction), pengujian (testing), penerapan (deployment), serta operasi dan pemeliharaan (operations and maintenance). Model ini memberikan keuntungan berupa suatu proses rangkaian terpadu pada tahap pengembangan software. Dengan adanya suatu rangkaian terpadu, KE dapat membangun sistem dengan lebih fleksibel karena dapat berpindah antar tahap sesuai kebutuhan, sehingga diharapkan dapat menghasilkan sistem dan software yang baik sesuai dengan kebutuhan.
3.4.1 Kebutuhan Sistem
Tahap pertama dalam pengembangan sistem menurut waterfall life cycle model adalah penentuan kebutuhan sistem. Tahap ini adalah tahap pendefinisian tentang sistem yang akan dibuat, untuk apa sistem tersebut, apa saja yang dibutuhkan untuk membuat sistem. Pendefinisian sistem ini dilakukan dengan cara mengetahui kebutuhan pengguna akan fungsi sistem.
Berdasarkan studi literatur yang dilakukan dapat diketahui bahwa diperlukan adanya suatu sistem pakar yang dapat memberikan keluaran berupa informasi dan saran kepada penggunanya tentang kesesuaian lahan mereka terhadap jenis tanaman yang diinginkan sesuai dengan kondisi tanah mereka yang sebenarnya. Masukan yang diberikan kepada pengguna sistem berasal dari evaluasi aturan yang ada pada basis pengetahuan. Sistem pakar ini juga diharapkan dapat tetap memberikan keluaran meskipun dengan jumlah data masukan yang minimal.
Selain memberikan keluaran berupa kesesuaian lahan, sistem pakar yang dirancang juga diharapkan dapat memberikan informasi tentang faktor penghambat pada lahan dan teknologi yang dapat digunakan untuk mengatasi faktor penghambat tersebut. Selain itu sistem pakar juga diharapkan dapat memberikan informasi tentang persyaratan tumbuh bagi tanaman pangan dan lokasi yang sesuai untuk suatu tanaman pangan. Fungsi pemberian informasi persyaratan tumbuh tanaman dan lokasi yang sesuai, bekerja berdasarkan mata rantai ke belakang (backward chaining). Fungsi ini dapat digunakan apabila petani atau pelaksana pertanian merasa sudah
memiliki pasar yang baik untuk suatu jenis tanaman dan memerlukan saran bagaimana dan dimana lokasi yang cocok dengan tanaman tersebut.
3.4.2 Perancangan Sistem
Setelah KE mendefinisikan sistem yang akan dibuat, termasuk fungsi-fungsi yang terdapat di dalamnya, maka tahap selanjutnya adalah merancang sistem yang akan dibuat. Perancangan sistem dilakukan berdasarkan informasi kebutuhan sistem yang sudah dilakukan oleh KE sebelumnya. Beberapa hal yang perlu dilakukan dalam perancangan sistem ini adalah perancangan menu-menu yang terdapat pada aplikasi, hubungan antara tabel pada basis data, diagram aliran data pada sistem, serta rancangan tampilan (user interface). Perancangan ini dilakukan menggunakan software visio untuk menggambarkan diagram-diagram yang diperlukan.
Perancangan menu akan memberikan gambaran umum kepada pengguna tentang sistem secara keseluruhan dan mempermudah KE dalam membangun sistem. Pada sistem pakar yang dirancang, pada umumnya satu menu akan menampilkan satu fungsi. Diagram aliran data (DFD) akan menggambarkan lalu lintas data dan informasi yang ada pada sistem, serta proses-proses besar yang dapat dilakukan oleh sistem. Rancangan tampilan juga perlu diperhatikan karena merupakan sarana hubungan antara pengguna dengan sistem. Tampilan harus dirancang sedemikian rupa sehingga pengguna merasa mudah dalam memahami penggunaan sistem. Tampilan yang terlalu rumit dapat membuat pengguna merasa kesulitan dalam memahami penggunaan sistem, sehingga dapat membuat pengguna enggan menggunakan sistem yang dirancang atau salah menterjemahkan aksi yang harus dilakukannya. Kesalahan pengguna dalam memahami aksi yang harus dilakukan dapat membuat sistem menghasilkan keluaran yang tidak semestinya.
3.4.3 Pembangunan Sistem
Sistem pakar penentuan kesesuaian lahan ini dibuat menggunakan beberapa kategori software dengan hardware yang memenuhi spesifikasi tertentu. Spesifikasi software yang diperlukan dalam pembangunan sistem pakar ini adalah :
a) Sistem Operasi.
Sistem operasi yang dapat digunakan untuk pembuatan aplikasi sistem pakar ini adalah Windows XP, Windows 2000, atau Linux. Sistem operasi merupakan platform dimana aplikasi sistem pakar akan dibuat dan kemudian diuji sebelum diimplementasikan. Pemilihan jenis sistem operasi yang akan digunakan berpengaruh terhadap jenis bahasa pemrograman dan basis data yang dapat digunakan. Sistem operasi juga berkaitan erat dengan jenis hardware yang dapat digunakan.
b) Bahasa Pemrograman.
Bahasa pemrograman yang digunakan adalah PHP versi 5.0. Penggunaan PHP sebagai bahasa pemrograman yang akan digunakan untuk membuat web didasari atas beberapa keunggulan dari PHP ini, seperti :
PHP merupakan bahasa script server side, sehingga memiliki kemampuan lebih daripada CGI (Command Graphical Interface). Beberapa kemampuan PHP antara lain mengumpulkan data dari form, membuat halaman web dinamis, dan kemampuan untuk mengirim dan menerima cookies.
PHP bersifta multiplatform, sehingga dapat digunakan pada semua sistem operasi seperti Linux, Windows, dan Mac OS.
PHP mendukung banyak web server, seperti Apache, MIIS (Microsoft Internet Information Server), PWS (Personal Web Server), dan Netscape.
PHP mampu mengolah keluaran berupa berbagai macam jenis file, seperti file gambar, file PDF, movie Flash.
PHP juga mampu menghasilkan keluaran berupa teks seperti HTML, XHTML dan file XML lainnya.
PHP mendukung penggunaan berbagai jenis basis data seperti dBase, Empress, FrontBase, Hyperwave, MySQL, Oracle, PostgrSQL, Sybase, dan Unix DBM.
c) Basis Data.
Basis data yang digunakan adalah MySQL versi 5.0. Pemilihan basis data MySQL ini didasarkan atas :
Cocok digunakan pada basis data yang besar, karena MySQL dapat memproses data besar dengan cepat dan handal.
MySQL bersifat multiplatform, sehingga dapat digunakan pada berbagai macam sistem operasi.
Mudah digunakan karena MySQL memiliki jenis kolom yang cukup banyak sehingga memudahkan konfigurasi basis data dan mendukung record yang memiliki kolom dengan panjang tetap atau panjang bervariasi.
MySQL dapat digunakan untuk berbagai macam program, seperti PHP, Java, Perl, C, C++, dan Phyton.
MySQL bersifat freeware untuk sistem operasi Linux dan shareware untuk sistem operasi Windows.
MySQL mempunyai tingkat keamanan yang baik karena dapat melakukan verifikasi host.
d) Web Server.
Web server diperlukan dalam pembuatan aplikasi sistem pakar ini karena aplikasi ini berbasis web, yang kelak akan dapat diakses secara online. Web server ini diperlukan karena aplikasi sistem pakar ini merupakan aplikasi yang berjalan pada sisi server, yang akan menanggapi permintaan dari web client melalui browser. Web server yang digunakan dalam pembuatan aplikasi sistem pakar ini adalah Apache 2.0.
Pemilihan Apache sebagai web server didasari oleh beberapa alasan berupa keunggulan dari Apache, seperti :
Apache bersifat freeware atau open source, sehingga pengguna dapat mendapatkan piranti lunak ini dengan cara download gratis.
Apache bersifat multiplatform, sehingga dapat digunakan pada berbagai macam jenis sistem operasi.
Mudah dikonfigurasi, terutama bila digunakan bersama dengan PHP dan MySQL. Apache mempunyai berbagai macam fitur canggih, seperti autentikasi dan konfigurasi
pesan kesalahan.
Apache didukung oleh GUI (Graphical User Interface) sehingga memungkinkan penanganan server dilakukan dengan mudah.
3.4.4 Pengujian Sistem
Pengujian sistem dilakukan sebelum dan setelah aplikasi selesai dibuat. Pengujian dilakukan dalam dua tahap, yaitu pengujian terhadap sintak yang digunakan dalam pembuatan aplikasi dan pengujian terhadap proses perhitungan dan aliran data pada aplikasi.
Pengujian terhadap sintak yang digunakan untuk membuat aplikasi dilakukan sepanjang tahap penulisan sintak sehingga menghasilkan aplikasi jadi. Pengujian ini dilakukan dengan cara melakukan compile terhadap sintak-sintak yang ada untuk mengetahui apakah terjadi kesalahan dalam penulisan sintak. Compile dilakukan dengan menjalankan fungsi compile yang sudah disertakan pada bahasa pemrograman yang digunakan dalam pembuatan aplikasi. Apabila hasil pengujian terhadap penulisan sintak menunjukkan bahwa tidak ada lagi kesalahan pada sintak yang ditulis, maka pengujian berikutnya adalah pengujian terhadap proses perhitungan dan aliran data pada aplikasi.
Pengujian terhadap proses perhitungan dan aliran data pada aplikasi dilakukan untuk mengetahui apakah aliran data yang dilakukan oleh aplikasi sudah sesuai dengan yang dilakukan pada tahap perancangan. Hasil pengujian yang menunjukkan bahwa aplikasi sudah dapat melakukan proses perhitungan yang dirancang dan mempunyai aliran data dan informasi yang betul, menunjukkan bahwa aplikasi sudah benar secara logika dan sintak, sehingga siap untuk diterapkan. Pengujian terhadap aplikasi dilakukan pada saat aplikasi masih bersifat offline dan pada saat aplikasi sudah dihosting atau sudah dapat diakses secara online.
Pengujian terhadap aplikasi secara online dilakukan untuk mengetahui apakah aplikasi sudah dapat melayani banyak pengguna secara langsung pada saat bersamaan. Hal ini perlu dilakukan mengingat pada akhirnya aplikasi ini diharapkan akan dapat diakses oleh pengguna dari berbagai lokasi yang berbeda-beda.
3.4.5 Penerapan Sistem
Setelah aplikasi berhasil melalui tahap pengujian, maka tahap berikutnya adalah tahap penerapan atau implementasi sistem. Pada tahap ini aplikasi sudah siap untuk digunakan oleh pengguna dari berbagai lokasi secara bersamaan. Penerapan sistem dilakukan dengan cara menyewa atau membeli domain untuk waktu tertentu. Melalui domain tersebut, aplikasi ini akan dapat diakses dan di-update bilamana diperlukan.
Pembelian domain untuk aplikasi ini juga harus disesuaikan dengan tujuan aplikasi yaitu untuk tujuan pembelajaran bagi para pelaksana pertanian dan membantu mereka untuk mendapatkan saran-saran yang diperlukan seputar penentuan kesesuaian lahan mereka.
3.4.6 Operasional dan Pemeliharaan Sistem
Kegiatan operasional dan pemeliharaan sistem dilakukan setelah sistem selesai diterapkan. Kegiatan ini dilakukan dengan memantau pemakaian dan isi dari web supaya senantiasa terpelihara dan sesuai dengan perkembangan terbaru yang ada seputar kegiatan penentuan kesesuaian lahan.
Pemeliharan dan pembaharuan terhadap isi basis data juga merupakan salah satu kegiatan pada tahap operasional dan pemeliharaan sistem. Isi basis data termasuk salah satu faktor yang menentukan keluaran aplikasi, semakin beragam isi basis data akan membuat sistem dapat mengolah berbagai macam kemungkinan jenis data masukan dari pengguna.
