IV. PERANCANGAN
4.1
Kerangka Sistem Yang Dirancang Kerangka sistem yang dirancang ini dikembangkan dari kerangka model
sistem manajeme ahli yang telah disebutkan pada bagian metodologi.
Pada
kerangka sistem yang dirancang dituliskan urutan proses pembuatan sistem dari awal sampai akhir, hingga didapatkan sebuah sistem manajemen ahli yang dapat digunakan untuk menentukan lokasi terbaik dan kesesuaian lahannya. Kerangka sistem ini digambarkan dalam bentuk diagram alir deskriptif formulasi pembuatan sistem manajemen ahli penentuan
lokasi dan kesesuaian lahan seperti yang
terlihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Diagram Alir Formulasi Sistem yang Dirancang
34
4.2
Analisa Kebutuhan Sistem Analisa kebutuhan sistem dilakukan oleh knowledge engineer (KE) dan
merupakan tahap awal dalam perancangan perangkat lunak yang terdapat pada model siklus hidup pengembangan sistem klasik yang digunakan. Tahap analisa ini dilakukan untuk mengetahui kebutuhan sistem dan pengguna sistem, serta alur kerja sistem yang akan dibuat. Tahap analisa ini sering disebut sebagai fase requirement yang akan mengumpulkan informasi tentang sistem dan perangkat lunak yang akan dibuat, menentukan siapa saja pengguna sistem, dan apa saja kebutuhan pengguna yang dapat diberikan oleh sistem. Berdasarkan tahap analisis dapat ditentukan bahwa sistem yang akan dibuat merupakan sebuah sistem manajemen ahli untuk memilih lokasi dan menentukan kesesuaian lahan untuk tanaman kopi Robusta. Sistem ini dibuat berbasis web agar dapat diakses secara online.
Keberadaan sistem ini diharapkan dapat
membantu pengguna sistem dalam memilih lokasi dan kesesuaian lahan untuk tanaman kopi. Pemilihan lokasi lahan ditentukan dengan bantuan Metode Bayes, sedangkan untuk penentuan kesesuaian lahan ditentukan dengan bantuan Metode Faktor Kepastian. Sistem manajemen ahli yang dibuat masih dalam bentuk sederhana, terdiri dari dua komponen menu yaitu pemilihan lokasi dan penentuan kesesuaian lahan. Menu pada web terlihat pada Tabel 6. Tabel 6. Kelompok menu pada web Menu pada Web Menu Utama (Home)
• •
Menu Pemilihan Lokasi
• •
Menu Klasifikasi
• •
Fungsi Pemilihan fungsi memilih lokasi atau penentuan lahan. Dapat dipilih menu untuk pemilihan lokasi atau langsung penentuan kesesuaian lahan. Memilih lokasi dan ranking lokasi berdasarkan masukkan data lokasi sebelumnya. Dapat dilanjutkan ke klasifikasi kesesuaian lahan untuk mendapatkan kesesuaian lahan atau menuju menu home/kembali ke menu utama. Menentukan kesesuaian lahan berdasarkan masukkan data pengguna. Menuju ke menu utama/home.
35
4.3
Rancangan Proses Rancangan manajemen ahli pemilihan lokasi dan penentuan kesesuaian
lahan budidaya kopi ini dibagi menjadi lima bagian yang meliputi rancangan masukkan, rancangan keluaran, rancangan proses, rancangan infrastruktur web, dan rancangan tampilan. 4.3.1 Rancangan Masukan Masukkan sistem untuk pemilihan lokasi menggunakan data primer hasil wawancara dengan praktisi/petani kopi, sedangkan masukkan sistem untuk kesesuaian lahan menggunakan data primer hasil wawancara dengan pakar dan data sekunder dari petunjuk teknis penentuan kesesuaian lahan dan laporan survey tanah. Rancangan basis data untuk lokasi dan parameternya terlihat pada Tabel 7. Rancangan masukan didasarkan dari wawancara praktisi dan pakar yang disajikan pada Lampiran 1. Tabel 7. Rancangan Basis Data untuk Lokasi dan Parameternya -- ---------------------------------------------------------- Table structure for table `data_lokasi` -CREATE TABLE IF NOT EXISTS `data_lokasi` ( `nama` varchar(100) NOT NULL default '', `kecamatan` varchar(100) default NULL, `kabupaten` varchar(100) default NULL, `luas_lahan` double default NULL, `harga_lahan` bigint(20) default NULL, `biaya_transportasi` bigint(20) default NULL, `hasil_panen` bigint(20) default NULL, PRIMARY KEY (`nama`) ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1; --- Dumping data for table `data_lokasi` -INSERT INTO `data_lokasi` (`nama`, `kecamatan`, `kabupaten`, `luas_lahan`, `harga_lahan`, `biaya_transportasi`, `hasil_panen`) VALUES ('Bandarrejo', 'Sukoharjo', 'Pringsewu', 1.5, 45000000, 10000, 1250), ('Muara Dua', NULL, 'Pringsewu', 2, 10000000, 6000, 4000), ('Batutegi', NULL, 'Tanggamus', 1.5, 60000000, 30000, 4000), ('Ulubelu', 'Talang Padang', 'Tanggamus', 1.5, 60000000, 35000, 4000), ('Way Tenong', 'Bukit Kemuning', 'Lampung Utara', 1.5, 45000000, 150000, 4000); -- --------------------------------------------------------
36
Penyusunan sistem dimulai dengan menentukan parameter yang akan digunakan, yaitu 8 parameter untuk pemilihan lahan yang pada perhitugan simulasi disederhanakan menjadi 3 paremeter dan 23 parameter untuk penentuan kesesuaian lahan. Untuk pemilihan lokasi lahan digunakan 8 parameter (kriteria), yaitu harga lahan, kondisi tanaman kopi di lahan, perlakuan tanaman yang ada, biaya tranportasi, biaya pembersihan rumput/gulma, hasil panen/tahun, ongkos panen/pasca panen, dan biaya pemupukan. Untuk menentukan kesesuaian lahan menggunakan 23 parameter, yaitu suhu tahunan rata-rata, curah hujan tahunan rata-rata, jumlah bulan kering, kelembaban nisbi, drainase, tekstur tanah di permukaan, fraksi kasar, kedalaman tanah, ketebalan gambut, ketebalan gambut bila berlapis dengan bahan mineral/pengkayaan mineral, kematangan gambut, KTK liat, kejenuhan basa, pH H 2 O, C-Organik, salinitas, alkalinitas/ESP, kedalaman sulfidik, lereng, tingkat bahaya erosi, banjir, batuan permukaan, dan singkapan batuan. Contoh rancangan basis data parameter kesesuaian lahan untuk suhu terlihat pada Tabel 8. Tabel 8. Rancangan Basis Data Parameter Karakteristik Lahan --- Table structure for table `karakteristik` -CREATE TABLE IF NOT EXISTS `karakteristik` ( `parameter` varchar(100) NOT NULL default '', `nama` varchar(100) NOT NULL, `satuan` varchar(10) default NULL, `kelas` varchar(2) NOT NULL default '', `batas_bawah` double NOT NULL default '0', `batas_atas` double NOT NULL default '0', `keterangan` varchar(50) NOT NULL default '', PRIMARY KEY (`parameter`,`kelas`,`batas_bawah`,`batas_atas`,`keterangan`) ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=latin1; --- Dumping data for table `karakteristik` -INSERT INTO `karakteristik` (`parameter`, `nama`, `satuan`, `kelas`, `batas_bawah`, `batas_atas`, `keterangan`) VALUES ('Suhu', 'suhu', 'C', 'S1', 22, 25, ''), ('Suhu', 'suhu', 'C', 'S2', 25, 28, ''), ('Suhu', 'suhu', 'C', 'S3', 28, 32, ''), ('Suhu', 'suhu', 'C', 'S3', 19, 22, ''), ('Suhu', 'suhu', 'C', 'N', -1, 19, ''), ('Suhu', 'suhu', 'C', 'N', 32, -1, ''),
37
4.3.2 Rancangan Keluaran Keluaran dari sistem yang dirancang terdiri dari dua macam. Keluaran pertama adalah hasil simulasi biaya dari 5 lokasi lahan berikut rankingnya dan keluaran kedua berupa kesesuaian lahan yang terdiri dari 4 macam, yaitu sangat sesuai (S1), cukup sesuai (S2), sesuai marjinal (S3), dan tidak sesuai (N). 4.3.3 Rancangan Proses Evaluasi Pada SMA penentuan lokasi dan kesesuaian lahan ini terdapat dua evaluasi, yaitu simulasi pemilihan lahan dan penentuan kesesuaian lahan.
Rancangan
proses evaluasi yang dilakukan sistem dibagi menjadi 3 (tiga) proses, yaitu proses masukkan, proses penarikan kesimpulan, dan proses keluaran. Gambaran proses evaluasi dalam sistem ini diperlihatkan pada Gambar 10. Pada proses 2, aturan yang dipakai adalah membandingkan data lapangan dengan nilai masing-masing dari 23 nilai parameter karakteristik kesesuaian lahan, sebagai contoh untuk parameter suhu: IF Suhu > 22 AND Suhu <25 THEN Kesesuaian Lahan = S1 IF Suhu >= 25 AND Suhu < 28 THEN Kesesuaian Lahan = S2 IF Suhu > = 19 AND Suhu <= 22 AND Suhu >= 28 AND <= 32 THEN Kesesuaian Lahan = S3 ELSE Kesesuaian Lahan = N Aturan-aturan untuk 23 parameter lainnya selengkapnya disajikan pada Lampiran 2. 4.4
Rancangan Uji Rancangan uji merupakan tahap pengujian terhadap sistem yang dibuat.
Pengujian ini diperlukan untuk mengetahui apakah sistem yang dirancang telah dapat melakukan proses pengolahan data dengan Metode Bayes dan Metode Faktor Kepastian sesuai dengan proses yang direncanakan. Proses pengujian juga bertujuan untuk memastikan tingkat validitas keluaran sistem.
Pengujian
dilakukan dalam dua tahap, yaitu pada saat sistem dikembangkan dan pada saat sistem telah selesai dibuat. Pengujian pada saat dikembangkan dilakukan untuk menguji cara penulisan (sintak) bahasa pemrograman yang digunakan. Pengujian pada saat sistem selesai dikembangkan dilakukan untuk menguji proses yang dilakukan dalam sistem dan keluarannya.
38
Pengujian keluaran sistem dilakukan dengan laporan survey tanah. Pengujian dilakukan dengan menggunakan kombinasi berbagai kemugkinan data yang dimasukkan oleh pengguna. Tujuan penggunaan berbagai kombinasi data ini bertujuan untuk mengetahui tingkat reliabilitas sistem yang dirancang.
Gambar 10. Proses Evaluasi Sistem Manajemen Ahli Penentuan Lokasi dan Kesesuaian Lahan
V. IMPLEMENTASI SISTEM
5.1
Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Perangkat keras dan perangkat lunak yang diperlukan untuk membangun
sistem meliputi bermacam aspek aplikasi, seperti basis data, web server, dan editor.
Perangkat keras yang diperlukan untuk membangun sistem biasanya
berkemampuan lebih tinggi daripada yang digunakan oleh pengguna sistem. Spesifikasi perangkat lunak yang digunakan untuk membangun sistem berbeda dengan yang digunakan oleh pengguna sistem. Perangkat keras yang digunakan untuk pembuat sistem dan pengguna sistem memiliki spesifikasi antara lain: •
Prosesor Pentium IV atau lebih tinggi,
•
Memory RAM minimal 1 Gbyte,
•
Harddisk,
•
Monitor,
•
Keyboard, dan
•
Mouse. Perangkat lunak yang digunakan untuk pembuat sistem memiliki spesifikasi
antara lain: •
Opera web server,
•
XAMPP,
•
Notepad++,
•
phpMyAdmin,
•
MySQL. Perangkat lunak yang digunakan oleh pengguna sistem memiliki spesifikasi
antara lain web browser.
Pengguna yang akan mengakses sistem juga
memerlukan koneksi internet. 5.2
Sistem Masukan Sistem manajemen ahli ini dirancang untuk memilih lokasi berdasarkan
masukan data di dalam program simulasi biaya lima tahun dan dilanjutkan dengan
40
menerima 23 nilai parameter masukan dari pengguna ke dalam sistem melalui sebuah form input untuk memperoleh kesesuaian lahan. Kode program disajikan pada Lampiran 3 – 10. Petunjuk pemakaian program disajikan pada Lampiran 11. Buku Keterangan Peta Satuan Lahan dan Tanah Lembar Kotaagung, Sumatera disajikan pada Lampiran 12. a.
Aplikasi Pemilihan Lokasi Aplikasi pemilihan lokasi merupakan implementasi proses pertama dari
Sistem Manajemen Ahli, di mana terdapat 5 lokasi dan 8 parameter yang dijadikan sebagai acuan perhitungan untuk mendapatkan ranking lokasi. Pemilihan lokasi ini ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11. Pemilihan Lokasi Lahan Pada halaman pertama ini, pengguna dapat memilih proses pemilihan lokasi lahan yang telah dimasukan dalam program simulasi atau langsung memilih untuk memilih kesesuaian lahan berdasarkan 23 parameter masukan. Bila pengguna memilih proses pemilihan lahan, maka akan didapat hasil berupa rangking lokasi berikut hasil perhitungannya, seperti yang terpapar di Gambar 12. Bila diinginkan proses simulasi perhitungan tiap lokasi yang telah diranking, tinggal di-klik pilihan show pada tiap lokasinya, akan didapatkan gambaran perhitungannya seperti pada Gambar 13.
41
Gambar 12. Hasil simulasi perhitungan biaya di semua lokasi lahan
Gambar 13. Contoh Simulasi Perhitungan Biaya Lokasi Batutegi b.
Aplikasi Penentuan Kesesuaian Lahan Aplikasi penentuan kesesuaian lahan ini merupakan proses kedua pada
sistem manajemen ahli ini. Aplikasi ini digunakan untuk menentukan tingkat kesesuaian lahan dari lokasi terpilih atau dapat juga digunakan untuk menentukan
42
tingkat kesesuaian lahan sembarang lokasi dengan isian 23 parameter kesesuaian lahan tersebut.
Pengisisan 23 parameter kesesuaian lahan dapat dilihat pada
Gambar 14.
Gambar 14. Proses masukan 23 parameter kesesuaian lahan Kelas kesesuaian lahan terbagi menjadi 4 (empat) kelas, yaitu S1(sangat sesuai), S2 (cukup sesuai), S3 (sesuai marjinal), dan N (tidak sesuai). 5.3
Proses Evaluasi Sistem Di tahap evaluasi, nilai masing-masing parameter yang dimasukan ke dalam
sistem pada proses kedua akan diproses melalui tahapan inferensi metode Faktor Kepastian.
43
5.3.1 Proses Masukan Data masukan pengguna berupa 23 (duapuluh tiga) parameter yang diperlukan untuk proses penarikan kesimpulan didapat melalui form isian. Data yang dimasukkan dapat berbeda tergantung lokasi yang ingin diketahui kesesuaian lahannya. 5.3.2 Proses Penarikan Kesimpulan Proses penarikan kesimpulan yang digunakan dalam pembuatan sistem manajemen ahli ini adalah metode Bayes dan metode Faktor Kepastian. 5.3.3 Proses Keluaran Keluaran aplikasi pemilihan lokasi lahan berupa perankingan hasil perhitungan simulasi 5 (lima) lokasi lahan dengan 8 parameter penentu, yang kemudian lokasi terpilih diproses dengan aplikasi kesesuaian lahan untuk menentukan kesesuaian lahan tersebut yang diolah dari 23 parameter penentunya. 5.4
Keluaran Sistem Keluaran sistem ini adalah lokasi yang terpilih sekaligus kelas kesesuaian
lahannya, atau dapat langsung berupa kelas kesesuaian lahan untuk lokasi yang mempunyai data survey tanahnya. 5.5
Verifikasi dan Validasi Verifikasi dilakukan dengan membandingkan hasil keluaran sistem pakar
dengan pendapat dari para pakar. Data yang digunakan untuk proses verifikasi ini merupakan data yang diperoleh dari wawancara langsung dengan praktisi untuk pemilihan lokasi dan laporan survei tanah semi detail dan buku petunjuk teknis evaluasi lahan (2007) untuk kesesuaian lahan. Digunakan 23 data percobaan untuk mengetahui tingkat kesesuaian lahan. Tabel 9 menyajikan contoh hasil model pemilihan lokasi dengan peringkatnya dengan menggunakan metode Bayes dengan bobot masing-masing. Pendapatan bersih adalah pendapatan hasil panen selama 5 tahun dikurangi dengan total biaya yang dikeluarkan selama lima tahun yang terdiri dari ongkos transport, biaya pembersihan rumput/gulma, biaya pesiapan lahan, biaya pemupukan, dan biaya ongkos panen/pasca panen. Pendapatan kotor adalah total
44
hasil penjualan panen selama lima tahun. Hasil perhitungan simulasi menunjukkan bahwa Batutegi sebagai lokasi terpilih. Tabel 10 menyajikan contoh data input dan output sistem untuk kesesuaian lahan.
Parameter X 1 sampai X 23 digunakan untuk menggantikan nama 23
parameter yang digunakan dengan urutan sesuai parameter kesesuaian lahan. Hasil penalaran kesesuaian lahan untuk wilayah Batutegi berdasarkan data survey tanah menghasilkan kesesuaian tanah S1 (sangat sesuai). Tabel 9. Contoh Hasil Output Peringkat Pemilihan Lokasi Lokasi
Pendapatan
Pendapatan
Total
Nilai
Peringkat
Bersih
Kotor
Biaya
Alternatif
Bandarrejo
- 5.030.000
37.500.000
- 42.530.000
-732.000
5
Muara Dua
70.452.000
120.000.000
-49.548.000
54.271.200
4
Batutegi
246.700.000
300.000.000
-53.300.000
178.020.000
1
Ulubelu
246.600.000
300.000.000
-53.400.000
177.960.000
2
Way Tenong
244.300.000
300.000.000
-55.700.000
176.580.000
3
Bobot
0,30
0,40
0,30
Tabel 10. Contoh Data Input dan Output Kesesuaian Lahan Input X1
X2
X3
X4
23
2500
3
60
..
Kesesuaian Lahan ..
X 21 X 22 F0
4
X 23 3
S1
VI. PEMBAHASAN
Sistem Manajemen Ahli (SMA) Penentuan Lokasi dan Kesesuaian Lahan Budidaya Kopi di Provinsi Lampung ini dirancang khusus untuk tanaman kopi Robusta yang berupa aplikasi berbasis web yang dapat menghasilkan pemilihan lokasi dan kesesuaian lahan berdasarkan masukan data aktual oleh pengguna. Sistem manajemen ahli ini diharapkan dapat dijangkau pengguna dengan mudah dan dapat diakses di mana saja selama ada koneksi internet. 6.1
Akuisisi Pengetahuan Pembuatan SMA ini mengakuisisi pengetahuan dan informasi dari pakar
dan praktisi beserta dari berbagai jenis buku dan dokumen serta laporan survei tanah. Metode yang digunakan untuk mengakuisisi pengetahuan dari pakar dan praktisi ini adalah wawancara dan diskusi masalah. Melalui proses akuisisi pengetahuan ini ditentukan 8 parameter yang digunakan untuk pemilihan lokasi dan 23 parameter yang akan digunakan untuk penentuan kesesuaian lahan. Pemilihan lokasi diambil dari 5 lokasi potensial yang ada berikut laporan survei tanah untuk kelima lokasi tersebut. 6.2
Representasi Pengetahuan Pengetahuan hasil akuisisi yang akan digunakan untuk memproses data,
direpresentasikan dalam bentuk aturan-aturan untuk kemudian di implementasikan dalam program komputer. Untuk kesesuaian lahan, terdapat 23 parameter yang akan menentukan kelas kesesuaian lahan, masing-masing parameter mempunyai aturan masing-masing (rule-based) seperti disajikan pada Lampiran 2. Aturanaturan tersebut pada pemetaan tingkat semi detail (skala 1:25.000 – 1:50.000) dapat menghasilkan kesesuaian lahan sangat sesuai (S1), cukup sesuai (S2), sesuai marjinal (S3), dan tidak sesuai (N). Tingkat kesesuaian lahan sangat sesuai (S1) dicapai bila jumlah parameternya (JP) ≥ 80%, tingkat kesesuaian lahan cukup sesuai (S2) bila JP ≥ 60%, tingkat kesesuaian lahan sesuai marjinal(S3) bila JP ≥ 40%, tingkat kesesuaian lahan tidak sesuai (N) bila JP < 40%.
46
6.3
Proses Inferensi Inferensi dilakukan berdasarkan data aktual, yaitu data lahan yang
dimasukan oleh pengguna. Berdasarkan aturan yang terdapat pada basis pengetahuan, data pengguna ini akan diproses dengan metode Bayes untuk menghasilkan rangking pemilihan lokasi, dan diproses dengan menggunakan Faktor Kepastian untuk menghasilkan kesimpulan kesesuaian lahan. Dalam implementasi, kenyakinan untuk aturan diberikan oleh pakar pada saat proses akuisisi, dan kenyakinan untuk fakta dimasukan oleh pemakai. Pemakai juga dapat menentukan batas minimum kenyakinan yang dianggap bermakna (Marimin, 2007). 6.4
Kompleksitas Sistem Kompleksitas sistem manajemen ahli ini dihitung berdasarkan kode
program yang dieksekusi dan ketersediaan data aktual atau data pengganti pengguna sistem, sehingga dapat dikatakan kompleksitas waktunya adalah O(n). 6.5
Pembahasan Kasus Dari hasil simulasi biaya selama 5 (lima) tahun untuk pemilihan lahan
diperoleh ranking teratas adalah lokasi Batutegi. Data 8 parameter/kegiatan yang simulasi disimulasikan adalah luas dan harga lahan, kondisi tanaman kopi saat sekarang yang berimbas pada biaya peremajaan/penanaman baru, perlakuan tanaman, biaya transportasi, biaya pembersihan rumput/gulma, biaya pemupukan, ongkos panen/pasca panen, dan hasil panen. Kedelapan parameter tersebut dalam perhitungannya disederhanakan menjadi 3 parameter yang diberi bobot masingmasing untuk perhitungan dengan metoda Bayes, yaitu pendapatan bersih, pendapatan kotor, dan total biaya. Pendapatan bersih adalah jumlah pendapatan kotor dikurangi dengan total biaya. Total biaya adalah total pengeluaran petani meliputi harga lahan, biaya persiapan lahan, biaya transport petani, biaya pembersihan rumput/gulma, ongkos panen/pasca panen, dan biaya pemupukan. Pendapatan kotor adalah jumlah hasil panen. Pembobotan dalam metode Bayes bersifat subyektif pakar, dalam perhitungan ini masing-masing parameter diberi bobot 30% untuk pendapatan bersih, 40% untuk pendapatan kotor, dan 30% untuk total biaya. Walaupun hasil dari perhitungan simulasi diperoleh Batutegi sebagai
47
pilihan pertama, namun petani mempunyai kriteria/parameter tambahan dalam memilih lokasi, yaitu kehadiran rekan petani sekampung/sedaerah yang dapat diajak kerja sama dalam memelihara kebun dan keamanan. Kesesuaian yang didapatkan untuk lokasi Batutegi adalah S1 atau sangat sesuai dengan karakteristik lahannya. Ini didapat dari hasil seleksi kesesuaian lahan dari 23 karakteristik/parameter kesesuaian lahan dengan masukan data survey semi permanen untuk wilayah Batutegi, yaitu suhu tahunan rata-rata, curah hujan tahunan rata-rata, jumlah bulan kering, kelembaban nisbi, drainase, tekstur tanah di permukaan, fraksi kasar, kedalaman tanah, ketebalan gambut, ketebalan gambut bila berlapis dengan bahan mineral/pengkayaan mineral, kematangan gambut, KTK liat, kejenuhan basa, pH H 2 O, C-Organik, salinitas, alkalinitas/ESP, kedalaman sulfidik, lereng, tingkat bahaya erosi, banjir, batuan permukaan, dan singkapan batuan.
