viii DAFTAR ISI
JUDUL ... i
PERNYATAAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... .xii
DAFTAR TABEL ... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumus Masalah ... 2 1.3 Tujuan ... 2 1.4 Manfaat ... 3
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Peta ... 5
2.1.2 Pengertian Peta ... 5
2.1.2 Jenis-Jenis Peta ... 5
2.1.3 Sekilas Kartografi ... 7
2.1.3.1 Muka Peta dan Informasi Tepi ... 7
2.1.3.2 Skala Peta ... 7
2.2 Sistem Informasi Geografis... 7
2.3 Remote Sensing atau Penginderaan Jauh ... 9
2.3.1 Komponen Dasar Sistem Penginderaan Jauh ... 10
2.3.2 Teknologi Penginderaan Jauh ... 16
2.3.3 Analisis Citra ... 17
2.4 Segmentasi Citra ... 23
ix
2.6 Satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) ... 25
2.6.1 Pengolahan Citra Satelit TRMM ... 28
2.7 Fuzzy C-means Clustering ... 33
2.8 RMSE atau RMSD ... 35
2.9 Visual Basic 2008 ... 37
2.10 Flowchart (Bagan Alir) ... 38
2.10.1 Jenis Flowchart ... 38
2.10.1.1 Flowchart System ... 38
2.10.1.2 Flowchart Program ... 39
2.10.2 Struktur dasar Algoritma ... 40
2.10.2.1 Sequence Structure (Struktur Runtunan) ... 40
2.10.2.2 Selection Structure (Struktur Percabangan) ... 40
2.10.2.3 Repetition Structure (Struklur Perulangan) ... 40
2.10.3 Diagram Konteks ... 41
2.11 ERD (Entity Relationship Diagram) ... 41
2.11.1 Mengumpulkan Semua Entitas Data dari Sistem yang Diteliti. .... 42
2.11.2 Menentukan Entitas-Entitas yang Berpengaruh. ... 42
2.11.3 Menentukan Relasi Antar Entitas. ... 42
2.11.3.1 One to One (Satu ke Satu) ... 42
2.11.3.2 One to Many (Satu ke Banyak) ... 43
2.11.3.3 Many to One (Banyak ke Satu) ... 43
2.11.3.4 Many to Many (Banyak ke Banyak) ... 44
BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 45
3.2 Alur Analisis ... 45
3.3 Data ... 47
3.3.1 Sumber Data ... 47
3.3.2 Metode Pengumpulan Data ... 47
3.4 Bahasa Pemrograman ... 47
3.5 Analisa Data ... 47
3.6 Perangkat Pemodelan Sistem ... 48
3.6.1 Perancangan Flowchart ... 48
3.6.1.1 Flowchart Proses Keseluruhan ... 49
x
3.6.1.3 Flowchart Perhitungan Nilai RMSE ... 52
3.6.2 Diagram Konteks ... 54
3.7 Perancangan Sistem ... 55
3.7.1 Desain Input... 55
3.7.1.1 Rancangan Form Utama ... 55
3.7.1.2 Rancangan Menu File ... 56
3.7.1.3 Rancangan Menu Map ... 56
3.7.1.4 Rancangan Menu Segmentasi ... 57
3.7.1.5 Rancangan Menu Data Curah Hujan ... 57
3.7.1.6 Rancangan Form Segmentasi ... 58
3.7.1.7 Rancangan Form Data Satelit ... 59
3.7.1.8 Rancangan Form Data Lapangan ... 59
3.7.1.9 Rancangan Form Perbandingan ... 60
3.8 Perancangan Database ... 61
3.8.1 Entity Relationship Diagram (ERD) ... 61
3.8.2 Hubungan Antar Tabel ... 61
3.8.3 Struktur Data Tabel ... 62
3.8.3.1 Tabel Data Lapangan ... 62
3.8.3.2 Tabel Data Satelit ... 62
3.8.3.3 Tabel Kota ... 63
3.9 Analisa Kebutuhan Hardware dan Software... 64
3.9.1 Kebutuhan Hardware ... 64
3.9.2 Kebutuhan Software ... 64
3.10 Jadwal Kegiatan ... 64
BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS SISTEM 4.1 Gambaran Umum Sistem ... 65
4.2 Penjelasan User Interface ... 67
4.2.1 Interface untuk Form Utama ... 67
4.2.2 Interface untuk Form Hitung Data Curah Hujan ... 70
4.2.3 Interface untuk Form Data Lapangan ... 71
4.2.4 Interface untuk Form Perbandingan ... 73
4.3 Analisis Hasil Sistem ... 74
4.3.1 Analisis Segmentasi Citra Satelit ... 74
xi
4.3.3 Analisis Pertumbuhan Data ... 91
4.4 Perbandingan dengan Sistem Lain ... 92
4.5 Kelebihan dan Kekurangan Sistem ... 93
4.4.1 Kelebihan Sistem ... 93 4.4.2 Kekurangan Sistem ... 94 BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan ... 95 5.2 Saran ... 95 DAFTAR PUSTAKA
xii Daftar Gambar
Gambar 2. 1 llustrasi Sistem lnformasi Geografis ... 8
Gambar 2. 2 Komponen Dasar Penginderaan Jauh ... 10
Gambar 2. 3 Contoh Foto Pankromatik ... 11
Gambar 2. 4 Contoh Penggunaan Lahan Untuk Industri ... 12
Gambar 2. 5 Kenampakan Sungai dan Jalan Raya ... 12
Gambar 2. 6 Perbedaan antara Ukuran Lapangan dan Stadion ... 13
Gambar 2. 7 Pola Aliran Trellis ... 13
Gambar 2. 8 Objek Bangunan yang Bersifat Shadow ... 14
Gambar 2. 9 Tekstur ... 14
Gambar 2. 10 Situs Permukiman ... 15
Gambar 2. 11 Stasiun yang Berasosiasi dengan Rel-Rel Kereta Api ... 15
Gambar 2. 12 Hubungan DN dengan Derajat Keabuan ... 18
Gambar 2. 13 Composite Warna ... 18
Gambar 2. 14 Resolusi Citra ... 20
Gambar 2. 15 Citra True Color dari Landsat 7 ... 21
Gambar 2. 16 Citra False Color ... 21
Gambar 2. 17 Digital Number (DN) ... 22
Gambar 2. 18 Kurva Derajat Keabuan ... 22
Gambar 2. 19 Orbit TRMM ... 26
Gambar 2. 20 Cover Data yang dihasilkan TRMM ... 26
Gambar 2. 21 Diagram Alir Algoritma TRMM ... 27
Gambar 2. 22 Flowchart Pengolahan Citra Satelit TRMM ... 28
Gambar 2. 23 Input nilai header ... 28
Gambar 2. 24 Input nilai rotate/flip ... 29
Gambar 2. 25 Input nilai koreksi geometrik ... 29
Gambar 2. 26 Input nilai spatial subset ... 30
Gambar 2. 27 Pilih band yang digunakan ... 30
xiii
Gambar 2. 29 Proses color mapping ... 31
Gambar 2. 30 Proses menyimpan dalam format TIFF/Geo TIFF ... 32
Gambar 2. 31 Proses menyimpan dalam format ASCII ... 32
Gambar 2. 32 Simbol Flowchart System ... 38
Gambar 2. 33 Contoh Flowchart System ... 39
Gambar 2. 34 Flowchart Sequence Structure ... 40
Gambar 2. 35 Flowchart Selection Structure ... 40
Gambar 2. 36 Flowchart Repetition Structure ... 41
Gambar 2. 37 One to One ... 43
Gambar 2. 38 One to Many ... 43
Gambar 2. 39 Many to One ... 44
Gambar 2. 40 Many to Many... 44
Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian ...46
Gambar 3. 2 Flowchart Proses Keseluruhan ... 49
Gambar 3. 3 Flowchart Segmentasi citra TIFF/ Geo TIFF ... 51
Gambar 3. 4 Flowchart Perhitungan Nilai RMSE ... 52
Gambar 3. 5 Diagram Konteks... 54
Gambar 3. 6 Rancangan Form Utama ... 55
Gambar 3. 7 Rancangan Menu File... 56
Gambar 3. 8 Rancangan Menu Map ... 56
Gambar 3. 9 Rancangan Menu Segmentasi ... 57
Gambar 3. 10 Rancangan Menu Data Curah Hujan ... 58
Gambar 3. 11 Rancangan Form Segmentasi ... 58
Gambar 3. 12 Rancangan Form Data Satelit ... 59
Gambar 3. 13 Rancangan Form Data Lapangan ... 60
Gambar 3. 14 Rancangan Form Perbandingan ... 60
Gambar 3. 15 Entity Relationship Diagram (ERD) ... 61
Gambar 3. 16 Hubungan Antar Tabel ... 61
Gambar 4. 1 Gambaran Umum Sistem...65
Gambar 4. 2 Tampilan awal user interface ... 68
xiv
Gambar 4. 4 Tampilan setelah memilih show label kabupaten ... 69
Gambar 4. 5 Tampilan menu data curah hujan ... 70
Gambar 4. 6 Tampilan Menu Segmentasi ... 70
Gambar 4. 7 Tampilan Form Hitung Data Curah Hujan ... 71
Gambar 4. 8 Tampilan data lapangan ... 71
Gambar 4. 9 Tampilan data lapangan yang dimuat... 72
Gambar 4. 10 Tampilan menu save... 72
Gambar 4. 11 Tampilan menu save as ... 72
Gambar 4. 12 Tampilan form perbandingan ... 73
Gambar 4. 13 Tampilan data yang sudah ditampilkan ... 73
Gambar 4. 14 Tampilan nilai RMSE... 73
Gambar 4. 15 Flowchart proses segmentasi ... 74
Gambar 4. 16 Source image ... 75
Gambar 4. 17 Konfigurasi proses segmentasi ... 75
Gambar 4. 18 Pemilihan citra yang digunakan ... 75
Gambar 4. 19 Segmentasi selesai ... 76
Gambar 4. 20 Nilai curah hujan min dan max ... 76
Gambar 4. 21 Range curah hujan dan intensitas ... 77
Gambar 4. 22 Menu data curah hujan ... 77
Gambar 4. 23 Proses menghitung curah hujan... 77
Gambar 4. 24 Menyimpan data curah hujan ... 78
Gambar 4. 25 Menu segmentasi ... 78
Gambar 4. 26 Peta Indonesia setelah disegmentasi ... 79
Gambar 4. 27 Halaman perbandingan data ... 82
Gambar 4. 28 Notifikasi jumlah data yang dimuat ... 82
Gambar 4. 29 Tabel data curah hujan ... 83
Gambar 4. 30 Tabel log perbandingan ... 83
Gambar 4. 31 nilai perhitungan dengan metode RMSE ... 83
Gambar 4. 32 Flowchart proses perbandingan di program ... 84
Gambar 4. 33 Data satelit dan data lapangan ... 85
xv Daftar Tabel
Tabel 2. 1 Contoh Perhitungan RMSD dan %RMSD ... 36
Tabel 3. 1 Tabel Data RMSE …...53
Tabel 3. 2 Struktur Data Tabel datalapangan ... 62
Tabel 3. 3 Contoh Data pada Tabel datalapangan... 62
Tabel 3. 4 Struktur Data Tabel datasatelit ... 62
Tabel 3. 5 Contoh Data pada Tabel datasatelit ... 63
Tabel 3. 6 Struktur Data Tabel kota ... 63
Tabel 3. 7 Contoh Data pada Tabel kota ... 63
Tabel 3. 8 Jadwal Kegiatan ... 64
Tabel 4. 1 Hasil percobaan segmentasi Kab.Lumajang...80
Tabel 4. 2 Hasil percobaan segmentasi Kab.Lampung Selatan ... 80
Tabel 4. 3 Hasil percobaan segmentasi Kab.Ketapang ... 80
Tabel 4. 4 Hasil percobaan segmentasi Kota Denpasar ... 81
Tabel 4. 5 Perhitungan RMSE secara manual ... 85
Tabel 4. 6 Perbandingan hasil perhitungan RMSE ... 86
Tabel 4. 7 Perhitungan Memori Tabel datasatelit ... 91
Tabel 4. 8 Perbandingan memori tabel datalapngan ... 91
Tabel 4. 9 Perbandingan memori tabel kota ... 92
DAFTAR PUSTAKA
Dewobroto, Wiryanto. 2005. Apl RekayasaKonstruksi VB6.0 + CD. Jakarta : Elex Media Komputindo, 2005.
Hartono. 2007. Geografi: Jelajah Bumi dan Alam Semesta. Bandung : PT Grafindo Media Pratama, 2007.
Hendrayudi. 2009. VB 2008 utK Berbagai Keperluan Pemrg. Jakarta : Elex Media Komputindo, 2009.
Karuniawan, Bagus. 2001. Sislem Informasi Manajemen dengan Visual Basic 6. Yogyakarta : Penerbit Andi, 2001.
Kusrini. 2007. Tuntunan Praktis Membangun Sistem Informasi Akuntansi dengan Visual Basic dan Microsoft Sql Server+ CD. Yogyakarta : Penerbit Andi, 2007.
Sismoro, Heri. 2005. Pengantar Logika Informatika Algoritma dan Pemrograman Komputer. Yogyakarta : Penerbit Andi, 2005.
Yulianto, lr. Widi. 2003. Apl Autocad utk Pemetaan. Jakarta : Elex Media Komputindo, 2003.
Wardana, S.Hut., M.Si., Membuat Aplikasi Berbasis Pendekatan Sistem dengan Visual Basic .Net 2008, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta 2008
____.2010.Penginderaan Jauh (Remote Sensing).
http://docs.docstoc.com/orig/3141802/59895253-202c-40d7-b7d6-f20d03ab1337.pdf. 5 Juni 2010
____.2010. Interpretasi Citra Penginderaan Jauh.
http://mbojo.wordpress.com/2007/07/22/interpretasi-citra-pengindraan-jauh/. 5 Juni 2010
____.2010.Segmentasi Citra.
http://shanty2007.wordpress.com/2007/11/23/segmentasi-citra/.8 Juni 2010 ____.2010. Curah Hujan.
http://bidinagtuns.blogspot.com/2010/11/curah-hujan.html. 5 Juni 2010
____.2011. Interpretasi Citra dan Foto Udara.
http://www.docstoc.com/docs/18173766/Interpretasi-Citra-dan-Foto-Udara. 12 Januari 2011
____.2011. Data Hujan dari TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission); Basic Information. http://mbojo.wordpress.com/2010/09/14/data-hujan-dari-trmm-tropical-rainfall-measuring-mission-basic-information/. 20 Januari 2011
____.2011. Prakiraan Hujan Bulanan.
http://www.bmkg.go.id/bmkg_pusat/Klimatologi/PrakiraanHujanBulanan.b mkg. 5 Februari 2011
____.2012. Pengertian Dalam Buletin Analisis Hujan.
http://staklimlasiana.blogspot.com/2011/05/pengertian-dalam-buletin-analisis-hujan.html, 15 Januari 2012
1 BAB I PENDAHULUAN
Bab ini merupakan bab yang menguraikan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, manfaat, ruang lingkup dan batasan masalah serta sistematika penulisan yang disusun sebagai kerangka garis besar laporan Tugas Akhir Segmentasi Citra Satelit untuk Penentuan Curah Hujan.
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan yang sebagian besar wilayahnya merupakan lautan yang mendapatkan curah hujan sepanjang tahun. Analisis dan informasi curah hujan yang dihasilkan berguna untuk membantu dan menunjang kegiatan sosial ekonomi di Indonesia.
Curah hujan merupakan unsur meteorologi yang mempunyai variasi tinggi dalam skala ruang dan waktu sehingga paling sulit untuk diprediksi. Informasi curah hujan ini sangat penting dan dibutuhkan oleh hampir semua bidang seperti pertanian, transportasi, perkebunan, peringatan dini bencana alam, banjir, longsor, dan kekeringan.
Sesuai perkembangan teknologi, pengukuran curah hujan telah menggunakan teknologi penginderaan jarak jauh seperti satelit dan radar sehingga memungkinkan pemantauan curah hujan pada wilayah yang luas bahkan tempat yang tidak dapat dijangkau oleh peralatan konvensional. Teknik penginderaan jauh memperoleh informasi melalui media perekam objek atau fenomena yang memanfaatkan energi yang berasal dari gelombang elektromagnetik dan mewujudkan hasil perekaman tersebut dalam bentuk citra.
Khusus untuk wilayah tropik, saat ini telah tersedia sebuah perangkat remote sensing yang melakukan misi pengukuran curah hujan di wilayah tropik menggunakan satelit TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission). Kemampuan satelit saat ini mengalami peningkatan, mulai dari penggunaan satelit untuk pencarian sumber daya alam, komunikasi data dan telepon hingga
2
penggunaan satelit untuk kebutuhan militer. Kelebihan utama data satelit adalah untuk kecepatan dalam memperoleh data dengan cakupan luas.
Berdasarkan dari permasalahan tersebut maka dibuatlah sebuah aplikasi yang dapat digunakan untuk melakukan segmentasi citra satelit untuk menentukan curah hujan di Wilayah Indonesia dan membandingkan data curah hujan dari citra satelit dengan data pengukuran di lapangan.
1.2 Rumus Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini, antara lain :
1. Bagaimana merancang dan membangun sistem aplikasi segmentasi citra satelit untuk menentukan curah hujan dengan menggunakan bahasa pemrograman Microsoft Visual Basic 2008 dan database Microsoft Access 2007.
2. Bagaimana melakukan segmentasi citra satelit menggunakan metode Fuzzy C-Means Clustering (FCM).
3. Bagaimana melakukan perbandingan data curah hujan dari citra satelit dengan data pengukuran di lapangan menggunakan metode Root Mean Sqaure Error (RMSE).
1.3 Tujuan
Tujuan yang diharapkan dari pembuatan perangkat lunak ini adalah sebagai berikut :
1. Merancang dan membangun sistem aplikasi segmentasi citra satelit untuk menentukan curah hujan dengan menggunakan bahasa pemrograman Microsoft Visual Basic 2008 dan database Microsoft Access 2007.
2. Melakukan segmentasi citra satelit menggunakan metode Fuzzy C-Means Clustering (FCM).
3. Melakukan perbandingan data curah hujan dari citra satelit dengan data pengukuran di lapangan menggunakan metode Root Mean Square Error (RMSE).
3
1.4 Manfaat
Manfaat yang bisa diberikan dari pembuatan perangkat lunak ini adalah untuk memudahkan pengguna dalam memanfaatkan citra satelit TRMM untuk mengetahui curah hujan tiap kota/kabupaten di Indonesia.
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Melihat luasnya permasalahan yang dapat ditimbulkan maka diberikan batasan dan ruang lingkup permasalahan sebagai berikut :
1. Materi yang disajikan dalam pembuatan Segmentasi Citra Satelit untuk Penentuan Curah Hujan ini hanya menyangkut remote sensing, segmentasi citra satelit untuk mendapatkan intensitas curah hujan dan perbandingan antara data curah hujan dari citra satelit dengan data pengukuran di lapangan.
2. Pengujian aplikasi yang dibuat hanya dapat untuk segmentasi citra satelit curah hujan di Wilayah Indonesia.
3. Sistem menggunakan Bahasa Pemrograman Visual Basic 2008 dan database Microsoft Office Access 2007.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun laporan ini dibuat dengan sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB I: Pendahuluan
Bab ini membahas permasalahan secara umum yang meliputi latar belakang pembuatan sistem informasi, rumusan masalah, tujuan, manfaat, batasan masalah, serta sistematika pembahasan.
BAB II: Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas dasar teori tentang Remote Sensing, satelit TRMM, Algoritma Fuzzy C-means Clustering, dan Root Mean Square Error (RMSE).
4
BAB III: Metode dan Perancangan Sistem
Bab ini membahas tempat dan waktu penelitian, sumber data dan metode pengumpulan data, bahasa pemrograman, metode analisis, dan rancangan desain sistem.
BAB IV: Pembahasan
Bab ini berisikan pembahasan dan analisis sistem secara keseluruhan
BAB V: Penutup
Menguraikan tentang simpulan dan saran yang dapat diambil dari pembahasan dan hasil analisis yang telah dilakukan
