REGRESI KUADRAT TERKECIL UNTUK KALIBRASI BANGUNAN UKUR DEBIT

(1)

R E G R E S I K U A D R A T T E R K E C I L

U N T U K K A L I B R A S I

B A N G U N A N U K U R D E B I T

oleh

Ir. Djoko Luknanto, M.Sc., Ph.D. Oktober 1992

(2)

P R A K A T A

Buku kecil yang berjudul “Regresi Kuadrat Terkecil Untuk Kalibrasi Bangunan Ukur Debit” ini berisikan penjelasan singkat mengenai cara regresi untuk bangunan ukur debit. Buku ini tidak menjelaskan secara rinci teori-teori statistik yang mendukung analisis regresi, karena diluar lingkup dari buku ini. Pembaca yang ingin mengetahui analisis regresi diharapkan mencari dari acuan-acuan diluar buku ini.

Buku ini lebih merupakan petunjuk praktis bagi mahasiswa S1 maupun praktisi di lapangan. Dalam buku ini prinsip umum regresi dijelaskan secara singkat, kemudian aplikasinya untuk bangunan ukur debit dijelaskan. Walaupun penjelasannya hanya untuk bangunan ukur debit, namun konsep regresi ini dapat digunakan untuk setiap permasalahan di lapangan, asalkan variabel tak bebasnya masih tunggal.

Semoga buku kecil ini berguna, kritik membangun sangatlah diharapkan.

Yogyakarta, Oktober 1992

Ir. Djoko Luknanto, M.Sc., Ph.D.

Penyusun

(3)

DAFTAR ISI

halaman

1. TINJAUAN UMUM REGRESI ...1

1.1. PENDAHULUAN ...1

1.2. REGRESI KUADRAT TERKECIL ...2

1.3. REGRESI GARIS LURUS...3

1.4. REGRESI PARABOLIS...5

1.5. REGRESI POLINOMIAL...6

1.6. REGRESI MULTI-VARIABEL ...7

1.7. REGRESI DENGAN BENTUK TENTU ...8

1.7.1. Kurva Exponensial ...8

1.7.2. Kurva Geometris...9

1.7.3. Kurva Logaritmis...9

1.8. KOEFISIEN KORELASI...9

1.8.1. Garis Lurus ...10

1.8.2. Kurva Parabolis...11

1.8.3. Kurva Polinomial dan Multi-Variabel ...11

2. REGRESI UNTUK BANGUNAN UKUR AMBANG LEBAR...12

2.1. UNTUK ALIRAN BEBAS...12

2.2. UNTUK ALIRAN MENYELAM ...13

(4)

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 1.1. Kurva regresi y = y(x) beserta data yang diwakilinya...2

Gambar 1.2. Visualisasi konsep koefisien korelasi...10

(5)

1.

TINJAUAN UMUM REGRESI

1.1.

PENDAHULUAN

Dalam kalibrasi suatu bangunan ukur debit akan dilakukan pengukuran elevasi muka air dan debit yang melewati bangunan tersebut sebagai data primer. Dari data primer yang terkumpul akan dilakukan suatu analisis korelasi antara debit dengan elevasi muka air. Secara matematis terdapat banyak metode untuk mendapatkan korelasi tersebut, misalnya metode beda terbagi, polinomial interpolasi, polinomial minimum, dan polinomial kuadrat terkecil.

Didalam suatu pekerjaan di lapangan, seperti kalibrasi bangunan ukur, pemakaian analisis korelasi seharusnya tidak murni dilakukan secara matematis. Analisis korelasi suatu kejadian dilapangan haruslah memperhatikan hukum-hukum fisika yang berlaku pada kejadian itu sendiri. Pada kasus bangunan ukur debit ambang lebar, secara fisika, hubungan antara debit dengan elevasi muka air mempunyai bentuk korelasi yang sudah tertentu. Analisis korelasi yang akan dilakukan haruslah mengacu pada bentuk tersebut.

Dibawah ini akan dijelaskan secara rinci cara analisis korelasi bangunan ukur debit ambang lebar dengan menggunakan polinomial kuadrat terkecil yang sesuai dengan hukum fisika yang mengaturnya. Selanjutnya istilah metoda korelasi menggunakan polinomial kuadrat terkecil akan diganti istilah regresi kuadrat terkecil.

(6)

TINJAUAN UMUM REGRESI Buku Praktis Regresi

tk Kalibrasi\Regresi

U

n

tuk Kalibrasi Baru.doc (222 Kb)

1.2.

REGRESI KUADRAT TERKECIL

Pada prinsipnya analisis regresi adalah pencarian suatu kurva yang mewakili hubungan satu set data. Regresi kuadrat terkecil adalah suatu regresi dengan konstrainnya adalah jumlah kuadrat jarak vertikal setiap titik dalam data dengan kurva regresi menjadi minimum.

Dalam Gambar 1.1 disajikan satu set data hasil pengukuran (xi, yi)

untuk i = 1, 2, …, N, dengan N adalah jumlah data atau jumlah

pengukuran. Dalam Gambar 1.1 disajikan pula kurva sembarang y = y(x) yang menggambarkan korelasi teoretis antara x dengan y. Dalam kalibrasi bangunan ukur dapat dibayangkan bahwa y mewakili debit dan x mewakili elevasi muka air.

Gambar 1.1. Kurva regresi y = y(x) beserta data yang diwakilinya

Definisi: Dari semua kurva pendekatan terhadap satu set data, kurva yang

mempunyai sifat bahwa nilai adalah minimum,

disebut dengan kurva terbaik yang mewakili data.

2 2

1 d ... dN

d + + +

Kurva yang mempunyai sifat itu disebut dengan kurva kuadrat terkecil. Kurva itu sendiri secara teoretis dapat berupa garis, parabola, atau polinomial berderajad tinggi maupun kurva-kurva jenis yang lain. Jadi analisis regresi tidak memberikan petunjuk kurva jenis yang mana

xN,yN

y

dN

x3,y3

d3

dN-1

y=y(xi)

d2 _x_N-₁_,y_N-₁

x2,y2

d1

Jarak: di = y(xi)- yi

x1,y1

x

Regresi Kuadrat Terkecil Untuk Kalibrasi Bangunan Ukur Debit hal. 2 Ir. Djoko Luknanto, M.Sc., Ph.D.

(7)

U

n

yang harus dipakai, tetapi analisis ini memberikan untuk satu jenis kurva (misalnya garis lurus) yang terbaik mewakili data.

E:\Publikasi\Regresi U

1.3.

REGRESI GARIS LURUS

Untuk mengenalkan konsep analisis regresi kuadrat terkecil akan diawali dengan analisis regresi garis lurus. Pada kasus ini diandaikan

terdapat satu set data pengukuran (x1,y1), (x2,y2), …, (xN,yN) yang akan

diwakili dengan garis lurus

y = a + bx (1.1)

dengan a dan b adalah konstanta yang akan dihitung dengan metode

kuadrat terkecil.

Pertama kali adalah dihitung jarak vertikal setiap datum dengan garis lurus diatas

di = a + bxi – yi (1.2)

Dalam Pers.(1.2) harus diingat bahwa (xi, yi) telah diketahui dari data

pengukuran. Jika disyaratkan agar harus minimum,

maka syarat itu mempunyai makna bahwa

2 2

1 d ... dN

d + + +

= ∆

(

)

(

)

(

)

0 2

0 ...

2

0 ...

1 2 1

2 2

2 2 1

= − + =

= + + + =

= +

+ + ∂

∂ = ∂

∆ ∂

∑

=

N

i

i i

N N

y bx a

d d

d

d d

d a a

atau

∑

(1.3a)

= =

=

+ N

i i N

i

i y

x b aN

1 1

(

)

(

)

(

)

0

2

0 ...

2

0 ...

1

2 2 2 1 1

2 2

2 2 1

= −

+ =

= +

+ +

=

= +

+ + ∂

∂ = ∂

∆ ∂

∑

=

N

i

i i i i

N N N

y x bx ax

x d x

d x d

d d

(8)

U

n

atau

∑

(1.3b)

= = = = + N i i i N i i N i

i b x x y

x a 1 1 2 1

Dalam bentuk matrik Pers.(1.3a) dan (1.3b) dapat ditulis sebagai berikut

(1.3c) ⎪ ⎪ ⎭ ⎪⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎨ ⎧ = ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡

∑

= = = = = N i i i N i i N i i N i i N i i y x y b a x x x N 1 1 1 2 1 1

Dari Pers.(1.3c) dapat dihitung nilai konstanta a dan b, yang dapat dinyatakan sebagai 2 1 1 2 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =

∑

= = = = = = = = = = = N i i N i i N i i N i i N i i i N i i N i i N i i i N i i N i i N i i x x N y x y x N b x x N y x x x y a (1.4)

Setelah koefisien a dan b dihitung berdasarkan Pers.(1.4), maka persamaan regresi garis lurus seperti tercantum dalam Pers.(1.1) dapat ditentukan.

Pers.(1.3) lebih mudah diingat daripada Pers.(1.4), karena Pers.(1.3) dapat diturunkan dengan mudah dari Pers.(1.1) sebagai berikut:

(1.5a)

(

)

(

)

∑

= = = = + = ⇒ × + = ⇒ × N i i N i i N i N i x b aN y bx a y a 1 1 1 1 1 dari Koefisien Pers.(1.1) dan

(9)

U

n

(1.5b)

(

)

(

)

∑

= =

= = =

+ =

⇒

× + = ⇒

×

N

i i N

i i i N

i N

i

x b x a y x

x bx a y

b

1 2

1 1

dari Koefisien Pers.(1.1)

Pers.(1.5) tidak lain adalah Pers.(1.3). Untuk memudahkan mengingat-ingat, maka cara untuk mendapatkan Pers.(1.5) sangat dianjurkan dibanding dengan cara untuk mendapatkan Pers.(1.3). Untuk memahami prinsip regresi kuadrat terkecil penjabaran Pers.(1.3) harus dimengerti secara rinci.

1.4.

REGRESI PARABOLIS

Sejalan dengan regresi garis lurus, maka regresi parabolis dapat pula dijabarkan dengan dua cara pemahaman diatas. Untuk kepentingan praktis maka disini akan dicantumkan hasilnya saja. Persamaan regresi parabola mempunyai bentuk:

y = a + bx + cx2 _(1.6)

dengan a, b, dan c adalah konstanta yang nilainya dapat dihitung dengan menyelesaikan tiga sistem persamaan linier yang didapat dari analogi pada regresi garis lurus, Pers.(1.5), sebagai berikut:

(1.7a)

∑

= =

=

+ +

=

+ +

=

+ +

=

N

i i N

i i i

N

i i N

i i i

N

i i N

i i

x c x b x a y x

x c x b aN y

1 4

1 3

1 2

1 3

1 2

1 1

1 2

1 1

jika diselesaikan akan menghasilkan koefisien sebagai berikut:

7

) 3 )( ( ) 2 )( ( ) 1 )( 2 (

D

D Sy D

Sxy D

y Sx

(10)

U

n

7 ) 5 )( ( ) 2 )( ( ) 4 )( 2 ( D D N D Sy D Sx

b= − +

7 ) 6 )( ( ) 4 )( ( ) 1 )( ( D D N D Sx D Sy

c= − − (1.7b)

dengan (1.7c) ) 3 )( ( ) 2 )( ( ) 1 )( 2 ( 7 ) )( 3 ( ) 2 )( 2 ( 6 ) )( 4 ( ) 3 )( 2 ( 5 ) 2 )( ( ) )( 2 ( 4 ) 4 )( 2 ( ) 3 ( 3 ) 4 )( ( ) 3 )( 2 ( 2 ) 3 )( ( ) 2 ( 1 2 2 D N D Sx D Sx D Sxy Sx y Sx Sx D Sxy Sx Sx y Sx D y Sx Sx Sxy Sx D Sx Sx Sx D Sx Sx Sx Sx D Sx Sx Sx D + − = − = − = − = − = − = − = sedangkan (1.7d)

∑

= = = = = = = = = = = = = = N i i i N i i i N i m i N i i N i m i N i i y x y Sx y x Sxy m y Sym y Sy m x Sxm x Sx 1 2 1 1 1 1 1 2 dan 4 , 3 , 2 , dan 4 , 3 , 2 , dan

Dalam bentuk matriks Pers.(1.7a)

(1.7e) ⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡

∑

= = = = = = = = = = = = N i i i N i i i N i i N i i N i i N i i N i i N i i N i i N i i N i i N i y x y x y c b a x x x x x x x x 1 2 1 1 1 4 1 3 1 2 1 3 1 2 1 1 2 1 1 1

1.5.

REGRESI POLINOMIAL

Untuk polinomial derajad tiga atau lebih persamaan kurvanya adalah

(11)

U

n

dengan m adalah derajad polinomialnya dan ai untuk i = 0 s/d m adalah

konstanta yang dapat dihitung dengan cara yang sama seperti dijelaskan

di atas. Secara umum a_i dapat dihitung dari sistem (m+1) persamaan linier

sebagai berikut: (1.9)

∑

= = = + = = = + = = = = = = + + + = + + + = + + + N i i m i N i m i m N i m i N i m i N i i i N i m i m N i i N i i N i i N i m i m N i i y x x a x a x a y x x a x a x a y x a x a N a 1 1 2 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1 0 1 1 1 1 0 L M L L

Dalam bentuk matriks Pers.(1.9)

⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = ⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎪⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡

∑

= = − = = − = = − = + = = − = = = − = + = = = = = − = = N i i m i N i i m i N i i i N i i m m N i m i N i m i N i m i N i m i N i m i N i m i N i m i N i m i N i m i N i m i N i i N i i N i m i N i m i N i i N i y x y x y x y a a a a x x x x x x x x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 M M L L M M M M M L L (1.9a)

Penyelesaian (m+1) sistem persamaan linier, Pers.(1.9), tidak akan dijelaskan disini, karena diluar lingkup pembahasan buku praktis ini. Cara penyelesaian secara rinci dapat dilihat didalam buku-buku analisis numeris ataupun matrik.

1.6.

REGRESI MULTI-VARIABEL

(12)

U

n

z = a₀ + a₁x + a₂y (1.10)

dengan a₀, a₁, dan a₂ adalah konstanta yang dicari. Konstanta ini dapat

dihitung seperti metode yang sebelumnya dipakai di atas; yaitu dengan menyelesaikan sistem tiga persamaan linier dibawah ini.

(1.11)

∑

= = = = = = = = = = = = + + = + + = + + N i i i N i i N i i i N i i N i i i N i i i N i i N i i N i i N i i N i i z y y a y x a y a z x y x a x a x a z y a x a N a 1 1 2 2 1 1 1 0 1 1 2 1 2 1 1 0 1 1 2 1 1 0

Dalam bentuk matriks Pers.(1.11)

(1.11a) ⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡

∑

= = = = = = = = = = = = N i i i N i i i N i i N i i N i i i N i i N i i i N i i N i i N i i N i i N i z y z x z a a a y y x y y x x x y x 1 1 1 2 1 0 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1

Untuk regresi multi-variabel penjabarannya adalah sejalan dengan penjabaran di atas, jadi tidak akan diulangi disini.

1.7.

REGRESI DENGAN BENTUK TENTU

Ada beberapa bentuk kurva yang bentuknya, jika dialihragamkan akan menjadi bentuk-bentuk yang sudah dijelaskan diatas. Bentuk-bentuk kurva ini akan dijelaskan dibawah ini.

1.7.1.

Kurva Exponensial

Kurva exponensial mempunyai bentuk y = abx_{yang dapat diubah}

menjadi ln(y) = ln(a) + [ln(b)]•x, kemudian dapat ditulis menjadi:

(13)

U

n

dengan Y = ln(y), A = ln(a), B = ln(b), dan X = x. Pers.(1.12) jelas

merupakan kurva linier.

1.7.2.

Kurva Geometris

Kurva geometris mempunyai bentuk y = axb_{yang dapat diubah}

menjadi ln(y) = ln(a) + b ln(x)], kemudian dapat ditulis menjadi:

Y = A + BX (1.13)

dengan Y = ln(y), A = ln(a), B = b, dan X = ln(x). Pers.(1.13) jelas

merupakan kurva linier.

1.7.3.

Kurva Logaritmis

Kurva logaritmis mempunyai bentuk y = a + b ln(x) yang dapat ditulis menjadi:

Y = A + BX (1.14)

dengan Y = y, A = a, B = b, dan X = ln(x). Pers.(1.13) jelas merupakan

kurva linier pula.

Untuk kurva-kurva yang lain yang tidak dibahas disini, dapat diusahakan untuk diubah menjadi bentuk-bentuk yang sudah dibahas di atas, sehingga penyelesaiannya dapat dilakukan.

1.8.

KOEFISIEN KORELASI

Dalam analisis regresi, tanpa mempertimbangkan korelasi fisika yang berlaku pada suatu data, secara matematis dapat dipilih kurva yang mana yang paling sesuai dengan data tersebut. Penentuan kurva yang paling mewakili data tersebut dapat diperoleh dengan menghitung nilai koefisien korelasi untuk setiap kurva regresi yang dicoba. Kurva yang memberikan nilai absolut koefisien korelasi paling tinggi merupakan kurva yang paling mewakili data yang dianalisis.

(14)

U

n

(

)

(

)

∑

= =

− − ±

= _N

i i N

i i

y y

y f r

1

2 1

2

, dengan

N y y

N

i i

∑

=

= 1

(1.15)

dengan f_i adalah nilai kurva regresi pada titik i, y_i adalah nilai data pada

titik i.

Gambar 1.2. Visualisasi konsep koefisien korelasi xN,yN

y

1.8.1.

Garis Lurus

Untuk kurva regresi garis lurus dengan persamaan y = a + bx, maka koefisien korelasinya dapat ditulis sebagai

⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢

⎢ ⎣ ⎡

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎥

⎥ ⎦ ⎤ ⎢

⎢ ⎣ ⎡

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − =

∑

= =

=

2

1 1

2 2

1 1

2

1 1

1 ) (

N

i i N

i i

N

i i N

i i i

y y

N x

x N

y x

y x N

r (1.16)

x x1,y1

x2,y2

x3,y3

xN-1,yN-1

y=f(xi)

y y_N −

y fN −

y

(15)

U

n

1.8.2.

Kurva Parabolis

Untuk kurva regresi garis lurus dengan persamaan y = a + bx + cx2_,

maka koefisien korelasinya dapat ditulis sebagai

[

]

[

]

[

( 3)( ) ( 4)( )

]

) )( (

) )( 3 ( ) )( 2 ( ) )( (

) )( 2 ( ) )( (

) 2 )( ( ) (

2 2

c Sx b Sx c N C

c Sx b Sx b N B

c Sx b Sx A

Sy N Sy

D B A r

+ =

− − − =

(1.17)

dengan simbol-simbol sama dengan Pers.(1.7).

1.8.3.

Kurva Polinomial dan Multi-Variabel

Untuk kurva polinomial berderajad tiga keatas serta kurva multi-variabel koefisien korelasi, r, lebih mudah kalau dihitung langsung dengan Pers.(1.15).

(16)

2.

REGRESI UNTUK BANGUNAN

UKUR AMBANG LEBAR

Untuk bangunan ukur debit dimana formulasi debitnya sudah tertentu, analisis regresi harus dilakukan sesuai dengan formulasi itu. Untuk bentuk formulasi yang telah tentu, analisis regresi dipakai untuk mencari koefisien-koefisien yang diperlukan sehingga formulasi debit mendekati atau sesuai dengan data pengukuran.

Dibawah ini akan dijelaskan secara rinci cara analisis regresi untuk bangunan ukur debit ambang lebar baik untuk aliran bebas maupun menyelam.

2.1.

UNTUK ALIRAN BEBAS

Bentuk umum formulasi debit pada bangunan ukur debit ambang lebar aliran bebas adalah

n u dBh

C g

Q _⎟⎟

⎠ ⎞ ⎜⎜

⎝ ⎛ =

3 2 3 2

(1.18a)

atau dapat ditulis dalam bentuk yang lebih umum

(1.18b)

n u rh

C Q=

dengan Q adalah debit aliran, h_u adalah tinggi muka air disebelah hulu

mercu bangunan ukur (diukur dari mercu bangunan), dan C_r, n adalah

konstanta regresi yang dicari.

Pers.(1.18b) sesuai dengan kurva geometris, sehingga dapat diubah sesuai dengan bentuk Pers.(1.13) yaitu

(17)

REGRESI UNTUK BANGUNAN UKUR AMBANG LEBAR Buku Praktis Regresi

U

n

ln(Q) = ln(C_r) + (n) ln(h_u) (1.18b)

atau

Y = a + bX (1.18c)

dengan konstanta a dan b dihitung dengan Pers.(1.4) yang ditulis lagi seperti dibawah ini:

2

1 1

2

1 1

1

2

1 1

2

1 1

1 2

1

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛

=

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛ − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛

=

∑

= =

=

= =

N

i i N

i i

N

i i N

i i i

N

i i N

i i

N

i i i N

i i N

i i

X X

N

Y X

Y X N b

X X

N

Y X X

X Y

a

(1.4)

dengan nilai x_i diganti dengan ln(h_u) dan nilai y_i diganti dengan ln(Q_i).

Setelah nilai a dan b dihitung dari Pers.(1.4), maka nilai n dan C_r dihitung

sebagai berikut:

n = b dan C_r = Exp(a) (1.19)

2.2.

UNTUK ALIRAN MENYELAM

Bentuk umum formulasi debit pada bangunan ukur debit ambang lebar aliran menyelam adalah

n i u i

dBH g h h

C

Q= 2 ( − ) (1.20a)

atau dapat ditulis dalam bentuk yang lebih umum

Q = Crhi∆hn (1.20b)

dengan Q adalah debit aliran, h_i adalah tinggi muka air di sebelah hilir

mercu bangunan ukur (diukur dari mercu bangunan), ∆h adalah selisih

muka air dihulu dan dihilir mercu bangunan (h_u–h_i), dan C_r, n adalah

(18)

REGRESI UNTUK BANGUNAN UKUR AMBANG LEBAR Buku Praktis Regresi

U

n

Pers.(1.20b) dapat diubah menjadi bentuk umum polinomial dengan dua variabel sebagai berikut:

ln(Q) = ln(C_r) + ln(h_i) + (n) ln(∆h) (1.20c)

atau

Z = a + X + b Y (1.20d)

dengan a dan b adalah konstanta yang harus dicari dengan analisis regresi sebagai berikut: (1.21a)

∑

= = = = = = = = + + = + + N i i i N i i N i i i N i i N i i N i i N i i z y y b y x y a z y b x aN 1 1 2 1 1 1 1 1 atau (1.21b)

∑

= = = = = = = − = + − = + N i i i N i i i N i i N i i N i i N i i N i i y x z y y b y a x z y b aN 1 1 1 2 1 1 1 1

Jika disimbolkan sebagai sistem dua persamaan linier:

p₁ = q₁ a + r₁ b dan p₂ = q₂ a + r₂ b (1.21c)

maka a dan b dapat dihitung dengan rumus

2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 dan q r r q q p p q b q r r q p r r p a − − = − −

= (1.22a)

dengan (1.22b)

[

]

∑

= = = = = − = = = = − = N i i N i i i i N i i i N i i i y r x z y p y q r N q x z p 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 , ) ( , , ) (

Persamaan kurva regresi yang dipakai adalah Pers.(1.20b) dengan konstanta regresinya dihitung dengan rumus

(19)

DAFTAR PUSTAKA

Carnahan, Brice, H.A. Luther, James O. Wilkes, Applied Numerical Methods, John Wiley & Sons, New York, 1969.

Spiegel, R. Murray, Theory and Problems of Statistics, Schaum’s Outline Series, McGraw-Hill International Book Company, Singapore, 1981.

Al-Khafaji, Amir Wahdi, John R.Tooley, Numerical Methods in Engineering Practice, Holt, Rinehart and Winston, Inc., New York, 1986.

Anonim, fx–7000G Owner’s Manual, CASIO®

Atkinson, Kendall E., An Introduction to Numerical Analysis, John Wiley & Sons, New York, 1989.

James, M.L., G.M. Smith, J.C. Wolford, Applied Numerical Methods for

Digital Computation with Fortran and CSMP, 2nd_{Edition, Harper}

International Edition, New York, 1977.