APLIKASI SOIL TAXONOMY USDA BERBASIS FUZZY LOGIC ( STUDI DI FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA )
oleh Agus Kunawan NIM : 612008031
Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana
Agustus 2015
APLIKASI SOIL TAXONOMY USDA BERBASIS FUZZY LOGIC (STUDI DI FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA)
oleh Agus Kunawan NIM : 612008031
Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Disahkan oleh
Pembimbing I
Pembimbing II
Pembimbing III
Hartanto K. W, MT.
Drs. Harsono
Dr. Ir. Bistok H. S, M.Si
Tgl. ..........................
Tgl. .................
Tgl. ……………………
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini : NAMA
: Agus Kunawan
NIM
: 612008031
JUDUL SKRIPSI : APLIKASI SOIL TAXONOMY USDA BERBASIS FUZZY LOGIC (STUDI DI FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA)
Menyatakan bahwa skripsi tersebut diatas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apa pun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 24 Agustus 2015 Materai Rp. 6000,Tanda Tangan
Agus Kunawan
INTISARI Fakultas Pertanian dan Bisnis (FPB) Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW) adalah fakultas yang sering dipercaya oleh pemerintah untuk melakukan penelitian tanah. Salah satu bidang yang diamati adalah mengenai Taxonomy atau klasifikasi tanah. Selama ini terdapat permasalahan dalam proses klasifikasi tanah yaitu masih manualnya tahap akhir klasifikasi sehingga dibangunlah sebuah sistem komputerisasi yang akan memudahkan dan mempercepat proses dalam klasifikasi tanah. Pada skripsi ini dirancang sebuah aplikasi yang berbasis Desktop Application Fuzzy Logic yang akan dibangun dengan Visual Basic Visual Studio 2010. Untuk menentukan klasifikasi tanah sendiri harus menjalankan 3 proses hingga mendapatkan hasil akhir berupa jenis klasifikasi tanah. Proses pertama adalah menentukan Horison Generik tanah pada proses ini sistem dibangun menggunakan metode Fuzzy Tsukamoto. Proses kedua adalah menentukan Horison Penciri tanah pada proses ini sistem dibangun menggunakan metode aturan produksi. Dan proses terakhir adalah proses menentukan hasil akhir klasifikasi tanah pada proses ini sistem juga dibangun dengan menggunakan metode aturan produksi. Dari hasil pengujian diketahui bahwa kondisi tanah pada saat penelitian sering tidak sesuai dengan teori yang ada sehingga menyebabkan kesulitan dalam pengujian sistem. Kondisi ekstrem ini bisa diakibatkan oleh banyak faktor seperti iklim dan perlakuan yang diadapatkan dari lingkungan sekitar. Data hasil penelitian yang minim juga penyebab kesulitan dalam pengujian sistem sehingga untuk menguji sistem digunakan data pengujian yang sesuai dengan teori yang ada. Dengan menggunakan data pengujian ini diketahui sistem dapat menganalisa dengan benar sehingga bisa didapatkan hasil akhir dari klasifikasi tanah.
i
ABSTRACT
Indonesian government frequently entrusts Satya Wacana Christian University (SWCU)’s Faculty of Agriculture and Business (FPB) to perform soil research. One among the observed areas is taxonomy or classification of soil. The problem in soil classification process lays in the manually administered final stage, hence induces the need to build a computerized system that will facilitate and accelerate the procedure. In this thesis, the researcher proposes an application based on Desktop Application Fuzzy Logic that built with Visual Basic Visual Studio 2010. Obtaining the final result in soil classification takes three processes. The first is to determine Generic Horizon of the soil, for which the system was built using Fuzzy Tsukamoto method. The second is to find out the soil’s Identifier Horizon, for which the system was built using production rules method. The third process is to conclude the final outcome, for which system was also built using the production rules method. Trials revealed that soil conditions at the time of the research were often not in accordance with the existing theory thus causing difficulties in testing the system. These extreme conditions could be caused by many factors such as climate and treatment the soil received from its surrounding environment. The limited number of research outcome data also caused difficulty in testing the system, therefore the researcher used data consentient to the theory to examine the system. The application of this data proved that the system was able to perform proper analysis and obtain the final results of soil classification procedure.
ii
KATA PENGANTAR Segala puji, hormat dan syukur dipanjatkan oleh penulis kepada Tuhan Yang Maha Kuasa sehingga penulis mendapatkan kekuatan dan hikmat dalam menulis dan menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Selain itu penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan bantuan baik dalam doa, bimbingan, material dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik, kepada : 1. Papa dan Mama terkasih, Ko Herry, dan Dian keluarga yang telah berjuang untuk memenuhi segala kebutuhan penulis selama menjalani kuliah maupun tugas akhir, yang senantiasa membimbing dan mendoakan. 2. Bapak Hartanto Kusuma Wardana, M.T. selaku pembimbing pertama, Bapak Drs. Harsono selaku pembimbing kedua dan Bapak Dr. Ir. Bistok H. Simanjuntak, M.Si yang selalu setia dan sabar dalam membimbing, mendoakan, memberi saran dan refisi sehingga tugas akhir ini bisa selesai dengan baik. 3. Linna Afriany Setiawati, terima kasih untuk dukungan, dorongan, doa dan kebersamaanmu yang selalu ada yang membuat penulis terus bersemangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih untuk segalanya yang sudah engkau berikan untukku 4. Mbak Rista, mbak Dita dan mbak Vera beserta seluruh staff tata usaha dan para dosen di Fakultas Teknik Elektro dan Komputer UKSW. 5. Teman-teman kost di Yos Sudarso 5, yang tiada lelah untuk mendukung penulis dan memberikan masukan untuk bisa menyelesaikan tugas akhir ini. 6. Teman-teman di Hok Tek Bio dan Grup Jalan Pagi Barabere yang selalu mendoakan, memberi kekuatan dan dorongan yang membuat penulis semangat mengerjakan tugas akhir ini. 7. Para kolega seperjuangan 2008, yang terlibat dalam penulisan skripsi ini dan tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, Terima Kasih atas dukungannya. Semangat!! Sukses selalu!!! 8. Kepada pihak-pihak yang penulis tidak dapat sebuatkan satu per satu, Terima Kasih. Penulis bukanlah orang yang sempurna sehingga tidak ada kesalahan dalam penulisan maupun pengerjaan skripsi ini, tetapi penulis mencoba memberikan yang iii
terbaik dari penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga melalui skripsi ini bisa memberkati dan berguna bagi pembaca. Tuhan Memberkati.
Salatiga, Agustus 2015
Penulis
iv
DAFTAR ISI
INTISARI
i
ABSTRACT
ii
KATA PENGANTAR
iii
DAFTAR ISI
v
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR TABEL
ix
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1. Tujuan
1
1.2. Latar Belakang
1
1.3. Batasan Masalah
2
1.4. Gambaran Sistem
2
1.5. Spesifikasi Sistem
5
1.6. Sistematika Penulisan
6
BAB II DASAR TEORI
7
2.1. Klasifikasi Tanah
7
2.1.1. Pengertian Klasifikasi Tanah
7
2.1.2. Klasifikasi Tanah USDA
8
2.2. Logika Fuzzy
19
2.2.1. Teori Fuzzy
19
2.2.2. Alasan Digunakannya Logika Fuzzy
20
2.2.3. Himpunan Fuzzy
20
2.2.4. Fungsi Keanggotaan
24
2.2.4.1. Representasi Linier 2.2.4.2. Representasi Kurva Segitiga 2.2.4.3. Representasi Kurva Bentuk Bahu 2.2.5. Operator Dasar Zadeh untuk Operasi Himpunan Fuzzy
24 25 25 26
2.2.5.1. Operator AND
26
2.2.5.2. Operator OR
27
2.2.5.3. Operator NOT
27 v
2.2.6. Sistem Inferensi Fuzzy
27
2.2.7. Proses Pengambilan Keputusan Fuzzy (Fuzzy Inference Process) 28 2.2.8. Model Fuzzy Tsukamoto
29
BAB III PERANCANGAN
32
3.1. Perancangan Perangkat Lunak Horison Generik
32
3.1.1. Perakaran
34
3.1.2. Bahan Organik
35
3.1.3. Warna
37
3.1.4. Struktur
38
3.1.5. Tekstur
42
3.1.6. Pori Tanah
43
3.2. Perancangan Perangkat Lunak Horison Penciri dan Klasifikasi tanah
46
3.3. Perencanaan Desain Antarmuka
50
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
53
4.1. Pengujian Perangkat Lunak Horison Generik
53
4.2. Pengujian Perangkat Lunak Horison Penciri dan Klasifikasi Tanah
61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
64
5.1. Kesimpulan
64
5.2. Saran Pengembangan
65
DAFTAR PUSTAKA
66
LAMPIRAN KODE SUMBER FUZZY LOGIC PADA HORISON GENERIK
67
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.
Cara kerja Aplikasi Soil Taxonomy USDA FTEK
3
Gambar 1.2.
Diagram Alir Aplikasi Soil Taxonomy USDA
4
Gambar 2.1.
Nilai keanggotaan secara grafis himpunan Sedikit, Sedang, dan Banyak
21
Gambar 2.2.
Himpunan Fuzzy untuk Variabel Perakaran
22
Gambar 2.3.
Representasi Linear Naik
24
Gambar 2.4.
Representasi Linear Turun
25
Gambar 2.5.
Representasi Kurva Segitiga
25
Gambar 2.6.
Representasi Kurva Bentuk Bahu
26
Gambar 2.7.
Diagram blok sistem inferensi Fuzzy
27
Gambar 2.8.
Inferensi dengan menggunakan Metode Tsukamoto
30
Gambar 3.1.
Himpunan fuzzy untuk variabel perakaran
35
Gambar 3.2.
Himpunan fuzzy untuk variabel Bahan Organik
36
Gambar 3.3.
Himpunan fuzzy untuk kelas value
37
Gambar 3.4.
Himpunan fuzzy untuk kelas Kroma
38
Gambar 3.5.
Himpunan fuzzy untuk kelas Platy, Granular dan Remah
39
Gambar 3.6.
Himpunan fuzzy untuk kelas Gumpal membulat dan Gumpal Menyudut
40
Gambar 3.7.
Himpunan fuzzy untuk kelas Prismatik dan Kolumnar
41
Gambar 3.8.
Himpunan fuzzy untuk kelas liat, debu dan pasir
42
Gambar 3.9.
Himpunan fuzzy untuk variabel pori tanah
43
Gambar 3.10.
Form Utama
50
Gambar 3.11.
Form Histori
51
Gambar 3.12.
Form klasifikasi
52
vii
Gambar 3.13.
Form klasifikasi Horison Generik
52
Gambar 3.14.
Form klasifikasi Horison Penciri
53
Gambar 4.1.
Pengujian sampel data nomor 1
56
Gambar 4.2.
Pengujian sampel data nomor 13
57
Gambar 4.3.
Fungsi keanggotaan output Horison Generik
61
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Karakteristik Horison O
9
Tabel 2.2.
Karakteristik Horison A
9
Tabel 2.3.
Karakteristik Horison E
9
Tabel 2.4.
Karakteristik Horison B
10
Tabel 2.5.
Karakteristik Epipedon Anthropik
10
Tabel 2.6.
Karakteristik Epipedon Histik
11
Tabel 2.7.
Karakteristik Epipedon Mollik
11
Tabel 2.8.
Karakteristik Epipedon Okhrik
11
Tabel 2.9.
Karakteristik Epipedon Melanik
11
Tabel 2.10. Karakteristik Epipedon Plagen
12
Tabel 2.11. Karakteristik Epipedon Umbrik
12
Tabel 2.12. Karakteristik Epipedon Arenik
12
Tabel 2.13. Karakteristik Epipedon Grossarenik
12
Tabel 2.14. Karakteristik Horison Agrik
12
Tabel 2.15. Karakteristik Horison Albik
13
Tabel 2.16. Karakteristik Horison Argilik
13
Tabel 2.17. Karakteristik Horison Kalsik
13
Tabel 2.18. Karakteristik Horison Kandik
14
Tabel 2.19. Karakteristik Horison Kambik
14
Tabel 2.20. Karakteristik Horison Gipsik
14
Tabel 2.21. Karakteristik Horison Natrik
14
Tabel 2.22. Karakteristik Horison Oksik
15
Tabel 2.23. Karakteristik Horison Petrokalsik
15
Tabel 2.24. Karakteristik Horison Petrogipsik
15
ix
Tabel 2.25. Karakteristik Horison Plakik
15
Tabel 2.26. Karakteristik Horison Salik
15
Tabel 2.27. Karakteristik Horison Sombrik
16
Tabel 2.28. Karakteristik Horison Spodik
16
Tabel 2.29. Karakteristik Horison Sulfurik
16
Tabel 3.1.
Ciri-ciri Horison Generik pada klasifikasi tanah
32
Tabel 3.2.
Tabel penentuan domain untuk setiap himpunan fuzzy pada masing – masing variabel
Tabel 3.3.
44
tabel kuantitatif Horison Penciri pada Horison Penciri Permukaan
47
Tabel 4.1.
Tabel pengujian Horison Generik
54
Tabel 4.2.
Ciri-ciri Horison Penciri Anthropik
63
x
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1.
Persamaan garis pada 2 buah titik
24
Persamaan 2.2.
Persamaan untuk himpunan pada operator AND
26
Persamaan 2.3.
Persamaan untuk himpunan pada operator OR
27
Persamaan 2.4.
Persamaan untuk himpunan pada operator NOT
27
Persamaan 2.5.
Persamaan aturan terbobot
30
Persamaan 2.6.
Persamaan metode defuzifikasi rata-rata terpusat
31
xi
