15112043_wachid nuraziz musthafa_makalah uas tad

Upload: wachid-nuraziz-musthafa

Post on 07-Jul-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    1/38

    METODE

    UNTUK ANALISIS DATA

    MAKALAH

    Digunakan untuk memenuhi tugas mata kuliah GD5102 Teknik Analisis Data

    Disusun oleh:

    Wachid Nuraziz Musthafa 15112043

    PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA

    FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN

    INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

    2015

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    2/38

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1 Latar Belakang

    Sebuah penelitian dilakukan dengan menerapkan beberapa tahapan yang digunakan

    untuk mencapai sebuah tujuan tertentu. Biasanya terdapat suatu siklus yang

    digunakan dalam sebuah penelitian. Siklus tersebut terdiri dari beberapa tahapan

    seperti menentukan persoalan riset (hipotesis), pengambilan data sistematis, analisis

    data, dan menentukan kerangka konseptual yang digunakan (landasan teori dan

    literatur).

    Salah satu tahapan yang sangat penting dilaksanakan dalam sebuah penelitian adalah

    analisis data. Analisis data digunakan sebagai sarana atau alat untuk mendeskripsikan

    data dan mendapatkan pola-pola atau sebaran data yang didapat saat pengamatan atau

    pengukuran. Selanjutnya dengan menggunakan metode analisis yang sudah

    ditentukan, pola-pola tersebut digunakan untuk mendapatkan informasi sehingga

    karakteristik dan sifat dari suatu fenomena dapat dipelajari untuk menjawab

    pertanyaan-pertanyaan tentang masalah yang berkaitan dengan kegiatan penelitian

    tersebut.

    Beberapa metode dapat digunakan dalam analisis data yang secara umum terbagi

    menjadi dua yaitu deskriptif dan inferesial. Teknik analisis data deskriptif

    merupakan teknik analisis yang dipakai untuk menganalisis data dengan

    mendeskripsikan atau menggambarkan data-data yang sudah dikumpulkan seadanya

    tanpa ada maksud membuat generalisasi dari hasil penelitian. Sedangkan teknik

    analisis data inferensia merupakan statistik yang dipakai untuk melakukan analisis

    data dengan cara membuat kesimpulan yang berlaku secara umum.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    3/38

    Dalam makalah ini akan dibahas mengenai beberapa metode yang cukup sering

    digunakan dalam analisis data. Metode-metode ini juga sangat menunjang proses

    pengolahan data yang berhubungan dengan data-data spasial. Metode-metode tersebut

    diantaranya adalah statistik, statistik spasial, wavelet, dan kalman filter.

    I.2 Rumusan Masalah

    Berdasarkan latar belakang yang sudah diuraikan di atas, beberapa masalah yang

    ingin dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut:

    1.

    Apa yang yang dimaksud dengan metode analisis data statistik, statistikspasial, wavelet, dan kalman filter?

    2. Mengapa metode-metode tersebut digunakan dalam analisis data?

    3. Bagaimana metode-metode tersebut diterapkan dalam proses analisis data?

    I.3 Tujuan

    Makalah yang berjudul “Metode Analisis Data” ini memiliki tujuan yang ingin

    dicapai yaitu mengetahui penggunaan metode-metode tersebut dalam analisis datasesuai dengan pengertiannya, sebab digunakannya, dan cara penggunaannya.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    4/38

    BAB II

    METODE ANALISIS DATA

    II.1 Metode Statistik

    Statistik merupakan kumpulan angka yang disusun, diatur, atau disajikan ke dalam

    bentuk daftar atau tabel. Dalam perkembangannya penyajian data statistik ini juga

    disertai dengan gambar-gambar yang biasa disebut diagram atau grafik.

    Statistika merupakan pengetahuan yang berhubungan dengan cara-cara pengumpulan data, pengolahan atau penganalisaannya dan penarikan kesimpulan

    atau interprestasi terhadap hasil analisis kumpulan data tersebut. Statistika

    dikelompokkan dalam dua kelompok yaitu statistika deskriptif dan statistika

    inferensia. Statistika deskriptif adalah metode yang berkaitan dengan

    pengumpulan dan penyajian suatu gugus data sehingga memberikan informasi

    yang berguna atau dalam hal ini analisis data tidak dikuti dengan pembuatan

    kesimpulan tentang populasi atau kelompok yang lebih besar. Sedangkan statistika

    inferensia adalah metode yang berhubungan dengan analisis sebagian data untuk

    kemudian sampai pada peramalan atau penarikan kesimpulan tentang seluruh gugus

    data induknya

    Metode statistik dikembangkan karena memiliki beberapa kegunaan diantaranya

    dapat menjelaskan hubungan antarvariabel, melakukan estimasi dan perbandingan,

    menyusun perencanaan dan ramalan, mengatasi berbagai perubahan, membuat

    keputusan secara lebih baik, serta menampilkan hasil penelitian dan analisis praktisdalam berbagi bentuk.

    Statistik tidak lepas dari istilah data. Data adalah ukuran dari variabel yang diperoleh

    dengan mengukur nilai satu atau lebih variabel dalam sampel (atau populasi). Data

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    5/38

    dapat diklasifikasikan menurut jenis, menurut dimensi waktu, dan menurut

    sumbernya.

    Menurut jenisnya, data terdiri dari data kuantitatif dan data kualitatif.

    a. Data kuantitatif adalah data yang diukur dalam suatu skala numerik (angka).

    Data kuantitatif dapat dibedakan menjadi:

    1) Data interval, yaitu data yang diukur dengan jarak di antara dua titik pada

    skala yang sudah diketahui. Sebagai contoh: usia produktif (interval 15 hingga

    55 tahun); suhu udara dalam Celcius (interval 0 hingga 100 derajat).

    2) Data rasio, yaitu data yang diukur dengan suatu proporsi. Sebagai contoh:

    persentase jumlah usia kerja di Propinsi Sumatera Barta; tingkat pendidikan

    rata-rataIndonesia pada tahun 2000.

    b. Data kualitatif, adalah data yang tidak dapat diukur dalam skala numerik. Namun

    karena dalam statistik semua data harus dalam bentuk angka, maka data kualitatif

    umumnya dikuantifikasi agar dapat diproses. Kuantifikasi dapat dilakukan

    dengan mengklasifikasikan data dalam bentuk kategori. Data kualitatif dapat

    dibedakan menjadi:

    1) Data nominal, yaitu data yang dinyatakan dalam bentuk kategori. Salah satu

    contohnya adalah kategori untuk kota besar di Indonesia yaitu:

    Kategori 4 untuk kota metropolitan Kategori 3untuk kota besar

    Kategori 2 untuk kota sedang Kategori 1 untuk kota kecil

    Angka yang menyatakan kategori ini menunjukkan bahwa posisi data sama

    derajatnya. Dalam contoh di atas, angka 4 tidak berarti kota besar nilainya

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    6/38

    lebih tinggi dibanding kota kecil yang angkanya 1. Angka ini sekedar

    menunjukkan kode kategori yang berbeda.

    2) Data ordinal, yaitu data yang dinyatakan dalam bentuk kategori, namun posisi

    data tidak sama derajatnya karena dinyatakan dalam skala peringkat. Sebagai

    contoh, dalam skala likert.

    Berdasarkan cara perolehannya data kuantitatif dibedakan menjadi data diskrit

    dan data kontinu. Data-data yang diperoleh dari hasil menghitung atau membilang

    termasuk dalam data diskrit, sedangkan data-data yang diperoleh dari hasil

    mengukur termasuk dalam data kontinu.

    Data dalam statistik mempunyai karakteristik yang berbeda-beda . setiap data

    mempunyai pola persebarannya masing-masing. Setelah data kuantitatif diperoleh,

    maka dilakukan pengolahan data dan pengujian beberapa hipotesis. Pengolahan data

    yang dilakukan adalah mencari ukuran pemusatan data, dalam hal ini adalah mean

    dan mencari ukuran penyebaran data dalam hal ini variance dan simpangan baku.

    Beberapa ukuran yang sering digunakan dalam pengolahan data statistik diantaranyaadalah ukuran gelaja pusat dan ukuran penyebaran. Ukuran gejala pusat bisa terdiri

    dari mean, median, modus. Sedangkan untuk ukuran penyebaran dapat terdiri dari

    range, distribusi antar kuantil, dan variansi.

    Mean merupakan nilai rata-rata dari semua data observasi. Mean dapat digambarkan

    pada persamaan 1 dibawah ini.

    ∑ (1)Dengan , N adalah jumlah data, adalah nilai data observasidan ∑ adalah banyaknya data observasi.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    7/38

    Median atau nilai-tengah adalah salah satu ukuran pemusatan data, yaitu, jika segugus

    data diurutkan dari yang terkecil sampai yang terbesar atau yang terbesar sampai

    yang terkecil, nilai pengamatan yang tepat di tengah-tengah bila jumlah datanya

    ganjil, atau rata-rata kedua pengamatan yang di tengah bila banyaknya pengamatan

    genap. Contoh perhitungannya Untuk data 9,10,8. Pertama data diurutkan menjadi 8,

    9,10. Sehingga dengan mudah diketahui median adalah 9

    Modus adalah nilai yang memiliki frekuensi terbanyak dalam seperangkat data.

    Modus untuk data yang disusun dalam bentuk kelas interval (data berkelompok) bisa

    ditentukan berdasarkan nilai tengah kelas interval yang memiliki frekuensi terbanyak.

    ( ) (2)Mo adalah modus, b adalah batas bawah kelas interval dengan frekuensi terbanyak, p

    adalah panjang kelas interval, b1 = frekuensi terbanyak dikurangi frekuensi kelas

    sebelumnya, b2 = frekuensi terbanyak dikurangi frekuensi kelas sesudahnya.

    Hubungan dari mean, median dan modus dapat digunakan untuk mengetahui kurva

    poligon distribusi frekuensi data observasi. Terdapat beberapa kondisi, yaitu :

    a.

    b.

    c.

    Ukuran penyebaran memberikan gambaran seberapa besara data menyebar dalam

    kumpulannya. Melalui ukuran penyebaran dapat diketahui seberapa jauh data-data

    menyebar dari titik pemusatannya. Ukuran-ukuran penyebaran yang sering digunakan

    antara lain : range/jangkauan, jangkauan antar kuartil dan varians.

    Range merupakan selisih data yang terbesar dengan yang terkecil, range cukup baik

    digunakan untuk mengukur penyebaran data yang simetrik dan nilai datanya

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    8/38

    menyebar merata. Ukuran ini menjadi tidak relevan jika nilai data maksimum dan

    minimumnya merupakan data-data yang ekstrem.

    Jangkauan antar kuartil mengukur penyebaran 50% data di tengah-tengah setelah data

    diurutkan. Ukuran penyebaran ini meruapakan ukuran penyebaran data yang

    terpangkas 25% yaitu membuang 25% data yang terbesar dan 25% data yang terkecil.

    Jangkauan antar kuartil sangat baik digunakan bila data yang dkumpulkan banyaj

    mengandung data pencicilan. Jangkauan antar kuartil merupakan selisih antara kuartil

    atas dengan kuartil bawah. Ukuran ini biasanya dirumuskan seperti pada persamaan

    di bawah ini:JAK=k3-k1 (3)

    Dimana, k3 adalah kuartil atas dan k1 adalah kuartil bawah.

    Varians merupakan ukuran penyebaran data yang sering digunakan. Varians

    merupakan ukuran penyebaran data yang mengukur rata-rata jarak kuadrat semua

    titik pnegamatan terhadap titik pusat (rata-rata), jika x1,x2,x3,...xN adalah anggota

    suatu populasi terhingga berukuran N, maka variansi populasinya adalah

    = , jika x1,x2,x3,...xN adalah anggota suatu sample terhingga berukuran n, maka varians sample tersebut adalah adalah = dimana n < N. Akar dari variansi adalah simpangan baku, dinotasikan dengan . sedangkan

    simpangan baku sample dinotasikan dengan s.

    Setelah itu, baru dilakukan pengujian normalitas, homogenitas dan uji hipotesis.

    Ketika data terdistribusi normal maka dapat dilakukan pengujian parametik dan

    sebaliknya ketika data tidak terdistribusi normal maka dapat dilakukan pengujiannonparametik

    Untuk dapat melihat distribusi data terdapat 4 macam distribusi yaitu :

    1. Distribusi gauss / distribusi normal

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    9/38

    Distribusi normal baku adalah distribusi normal yang memiliki rata-rata nol dan

    simpangan baku satu. Distribusi ini juga dijuluki kurva lonceng ( bell curve ) karena

    grafik fungsi kepekatan probabilitasnya mirip dengan bentuk lonceng.

    Distribusi normal memodelkan fenomena kuantitatif pada ilmu alam maupun ilmu

    sosial. Distribusi normal banyak digunakan dalam berbagai bidang statistika,

    misalnya distribusi sampling rata-rata akan mendekati normal, meski distribusi

    populasi yang diambil tidak berdistribusi normal. Distribusi normal juga banyak

    digunakan dalam berbagai distribusi dalam statistika, dan kebanyakan pengujian

    hipotesis mengasumsikan normalitas suatu data.

    Contoh distribusi normal :

    Gambar 1. Distribusi Normal

    2.

    Distribusi chi- square

    Distribusi X^2 chi square merupakan uji statistik yang meninjau distribusi variansi

    dari sample populasi. Untuk distribusi X^2 chi square didefinisikan sebagai :

    ∑ X (4)

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    10/38

    (5) (6)Dimana, 2 adalah distribusi chi-square, r adalah r = banyak ukuran lebih (degree of

    freedom/derajat kebebasan) , S2 = variansi sampel, 2 = variansi populasi

    Distribusi chi-square ( 2 ) digunakan untuk menentukan selang (range) di dalam

    mana diharapkan nilai variansi populasi berada, berdasarkan :

    Nilai prosentase probabilitas tertentu (tingkat kepercayaan)

    Nilai variansi sampel

    Banyak ukuran lebih

    Bentuk Umum fungsi distribusi adalah ⁄ ⁄ (7)

    Gambar 2. Kurva chi square untuk N=103. Distribusi t (student)

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    11/38

    Pola distribusi ini digunakan untuk membandingkan nilai rerata populasi dengan nilai

    rerata sampel berdasarkan banyak ukuran lebih ( degree of freedom ) pada sampel.

    Distribusi t banyak digunakan untuk hal-hal mengenai mean suatu populasi juga

    mengenai perbandingan mean-mean beberapa sampel.

    Karakteristik dari distribusi t ( t-distribution )

    Bentuk distribusi t mirip seperti distribusi Normal, berbentuk genta dan simetris

    dengan nilai t = 0 pada titik tengahnya.

    Distribusi t mempunyai ragam yang lebih lebar dibanding dengan distribusi

    normal. Nilai ragamnya > 1 sedangkan ragam Distribusi Normal = 1.

    Mempunyai derajat bebas (n-1), dimana n adalah ukuran sampel. Apabila ukuran sampel semakin besar, bentuk distribusi-t hampir mendekati

    distribusi Normal. Hal ini dikarenakan dengan semakin besarnya ukuran sampel,

    maka nilai ragamnya akan mendekati 1.

    Distribusi t-student merupakan uji statistik yang meninjau distribusi mean dari

    sample populasi tersebut. Nilai t untuk sebarang populasi didefinsikan sebagai:

    X X (8)

    Kita tahu bahwa nilai mean dan standar deviasi dari suatu sampel akan berbeda untuk

    setiap ukuran sampel N , sehingga nilai t akan bergantung pada nilai N .

    ⁄√ ⁄ (9)Contoh kurva distribusi t untuk t untuk N=8

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    12/38

    Gambar 3. Kurva distribusi t

    4. Distribusi Fisher

    Distribusi ini digunakan untuk membandingkan hasil hitungan variansi dari 2 set

    sampel data. uji statistik Fisher akan meninjau perubahan relatif distribusi variansi

    dari dua sample populasi dalam satu populasi yang sama, dengan menggunakandistribusi F dapat menarik kesimpulan mengenai variansi populasi dari variansi dua

    sample tersebut. Nilai F didefinisikan sebagai :

    ⁄ ⁄ (10)

    (11)

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    13/38

    Dengan bentuk fungsi umum :

    ⁄ ⁄ ⁄ ⁄

    ⁄ ⁄⁄ (12)

    Gambar 4. Kurva F untuk N1=3 N2=5

    Penyajian data merupakan sesuatu yang sangat penting dalam statistik. Karena

    dengan penyajian data yang baik menyebabkan data tersebut lebih mudah untuk

    dipahami. Suatu data yang telah diperoleh dan telah diolah, maka dilakukan

    interpretasi dan penyajian data tersebut. Secara garis besar ada dua macam cara

    penyajian data dalam statistika yaitu:

    a. Tabel

    Tabel adalah daftar yang berisi ikhtisar sejumlah data-data informasi yang biasanya

    berupa kata-kata maupun bilangan yang tersusun dengan garis pembatas. Tabel atau

    daftar yang dapat berbentuk:

    - Daftar baris kolom - Daftar kontingensi

    - Daftar distribusi frekuensi

    Bentuk penyajian data dalam tabel dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.

    Tabel 1. Data luas kecamatan di Kota Bandung

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    14/38

    Kecamatan Luas (m2)

    Coblong 5600

    Andir 3657

    b. Diagram

    Bagan / Diagram adalah suatu gambaran/sketsa buram untuk memperlihatkan atau

    menerangkan sesuatu. Data maupun informasi yang ingin disampaikan direalisasikan

    melalui gambar. Bagan ada yang berbentuk diagram mempunyai bentuk yang

    beragam, antara lain: lingkaran, garis, pohon, dan batang. Contoh dari penyajian data

    dalam bentuk diagram dapat dilihat pada Gambar 5 di bawah ini.

    Gambar 5. Contoh penyajian data dalam bentuk diagram batang

    II.2 Metode Statistik Spasial

    Statistik spasial merupakan aplikasi dari konsep statistik dan metode untuk mendekati

    dan memahami yang secara eksplisit memiliki struktur spasial. Pemahaman mengenai

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    15/38

    struktur spasial ini dapat dilakukan dengan mendeskripsikan dan memodelkan data

    spasial. Selain itu digunakan juga unsur keruangan dan hubungan spasial seperti

    jarak, luas, volume, panjang, tinggi, orientasi, dll secara langsung dalam perhitungan

    matematisnya. Secara umum statistik spasial lebih memberikan data-data spasial dan

    digunakan untuk mendeteksi pola-pola spasial, jarak yang lebih kompleks daripada

    statistik biasa.

    Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa statistik spasial dapat digunakan

    untuk mendeskripsikan karakteristik, dan memahami pola spasial (Arcbald 2015).

    Statistik spasial digunakan pada berbagai jenis analisis, termasuk analisis pola,

    bentuk, pemodelan dan prediksi permukaan, regresi spasial, komparasi statistik antara

    dua set data, pemodelan statistik, prediksi dari interaksi spasial dan banyak lagi. Tipe

    dari statistik spasial adalah deskriptif, inferential, exploratory, geostatistikal, dan

    economoctric .

    Tujuan utama statistik spasial adalah :

    1. Mendeksripsikan pola spasial ( exploration )

    2. Mengetes hipotesis suatu pola ( inference )

    3. Memprediksi pola ( mapping atau interpolation )

    Dalam mempelajari statistik spasial perlu diketahui beberapa konsep yang digunakan

    sebagai dasar untuk menjelaskan fungsi dari statistik spasial itu sendiri diantaranya

    sebagai berikut:

    Autokorelasi spasial

    Variansi, Kovariansi, dan Korelasi Semi-Variansi dan Variogram

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    16/38

    Autokorelasi sendiri dapat diartikan sebagai suatu variabel yang memiliki korelasi

    terhadap dirinya sendiri. Ilustrasi sederhana dari konsep ini ditunjukkan oleh Gambar

    6 di bawah ini.

    Gambar 6. Konsep Autokorelasi

    Berdasarkan Gambar 6 di atas sepasang objek dengan jarak yang dekat yaitu 1 dan 2

    akan memiliki kemiripan yang lebih tinggi sedangkan untuk objek dengan jarak yang

    lebih jauh yaitu 1 dan 3 akan memiliki nilai kemiripan yang lebih kecil.

    Korelasi ini dapat bervariasi tergantung dari struktur dan pola dari data spasial.

    Sebagai contoh gradien atau clusters memiliki autokorelasi positif, sedangkan

    korelasi negatif akan terjadi apabila terdapat pola checkerboard . Ketika suatu data

    terautokorelasi secara spasial, menjadi mungkin untuk memprediksi nilai suatu lokasi berdasarkan nilai yang diambil jika dekat dengan lokasi data tersebut. Data-data

    spasial dapat bersifat independen jika tidak saling memiliki autokorelasi.

    Autokorelasi dapat terjadi karena desain percobaan yang digunakan, sampel tidak

    dipilih dengan benar-benar acak atau biasa disebut Spurious autocorrelation . Selain

    itu juga terdapat Real autocorrelation yang didefinisikan sebagai alasan dari interaksi

    dari suatu variabel dengan dirinya sendiri ( univariate ) atau dengan variabel

    independen (lain) berdasarkan sifat dasar dari variabel tersebut.

    Terdapat hubungan yang erat antara autokorelasi spasial dengan variansi, kovariansi,

    serta korelasi. Variansi merupakan ukuran persebaran suatu populasi sedangkan

    kovariansi merupakan ukuran dari hubungan antardua variabel. Berdasarkan

    2

    1

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    17/38

    hubungan tersebut dapat diturunkan persamaan untuk mendapatkan nilai harapan dan

    hasil variansi dari dua variabel seperti pada persamaan 13 di bawah ini.

    ∑  ̅ ∑  ̅ (13)

    Dimana = sampel variansi dari variabel x i. xi = nilai dari variabel x dari i hingga n,

    ̅ = rata-rata sampel dari variabel x, n = banyaknya sampel, = sampel kovariansiantara variabel x dan y, y i = nilai dari variabel y dari i hingga n, = rata-rata sampel

    dari variabel y.

    Di sisi lain koefisien korelasi juga dapat menunjukkan nilai yang mengindikasikan

    betapa besar dua variabel saling berhubungan. Nilai ini biasanya ditunjukan dengan 0

    sampai 1 untuk mengindikasikan asosiasi positif antarvariabel dan 0 sampai -1 untuk

    asosiasi negative, serta 0 jika tidak ada korelasi antarvariabel. Persamaan 14 ini

    menggambarkan koefesien korelasi Pearson.

    ∑  ̅ (14)Dimana r = sampel dari koefisien korelasi antara variabel x dan y dan dan s x s y =

    produk dari variansi variabel x dan y.

    Perhitungan dan representasi suatu nilai sampel berdasarkan interval jarak yang

    berbeda-beda akan menjadi lebih informatif karena struktur spasial dari data tersebut

    akan lebih terlihat. Jarak antarsampel ini biasa disebut lag yang ditentukan

    berdasarkan priori. Setiap titik yang sudah digambarkan akan merepresentasikan

    variansi atau korelasi untuk keseluruhan titik pada interval tertentu. Penggambaran

    atau pengeplotan semi-variansi dikatakan sebagai variogram sedangkan pengeplotan

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    18/38

    dari koefisien korelasi disebut dengan correlograms. Kedua hasil tersebut biasa

    digambarkan dengan memberntuk suatu matriks jarak antartitik yang ada.

    Hasil pengeplotan sebuah semivariansi terhadap fungsi jarak biasa disebut semi-

    variogram. Semivariansi ini akan menunjukkan tentang perbedaan dari suatu subjek

    diantara satu variabel dengan kovariansi yang mengukur hubungan anatar satu atau

    lebih variabel. Semi-variansi biasanya tidak dinormalisasi seperti pada korelasi.

    Variogram digambarkan oleh Greary‟s C melalui persamaan di bawah ini.

    ∑ ∑ (15)

    dengan = semi-variansi sebagai fungsi dari jarak, W = jumlah dari seluruh nilai

    whi pada matriks bobot, n = jumlah sampel, whi = elemen bobot sebagai matriks dari

    jarak, y h, y i = sepasang poin sampel.

    Salah satu contoh dari variogram adalah variogram klasik yang dihitung berdasarkan

    data independen dimana semi-variansinya meningkat seiring dengan jarak antartitik

    atau lag yang bertambah. Istilah yang sering digunakan dalam konsep variogram

    adala range yang menunjukkan jarak lag ketika data menjadi independen, sill yang

    merepresentasikan nilai variansi yang berhubungan terhadap range, nugget adalah

    jarak pada sumbu y antara titik 0 dan perpotongannya pada nilai y yang

    merepresentasikan variabilitas yang tidak dapat dihitung karena masih terdapat error .

    Sedangkan rumus untuk menghitung autokorelasi spasial pada suatu variabel

    kuantitatif tunggal dirmuskan oleh Moran‟s I sebagai

    ∑ ∑ ̿∑ ̿ (16)dengan I(d) = koefisien korelasi sebagai fungsi dari jarak.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    19/38

    Berdasarkan tipe datanya Balley dan Gatrel (1995) membagi teknik analisis data

    menjadi 4 kategori yaitu:

    1. Point Pattern Data

    Metode ini biasanya digunakan untuk menganalisis distribusi spasial dari

    suatu fenomena yang dapat dimodelkan secara diskrit. Beberapa metode yang

    dikembangkan diantaranya:

    Quadrat analysis Kernel estimation

    Nearest neighbor analysis K-function

    2. Spatially Continuous Data

    Metode ini digunakan untuk menganalisis data kontinu pada suatu unsur data

    spasial. Beberapa metode yang dikembangkan diantaranya:

    Spatial moving averages Trend surface analysis Delauney triangulation / Thiesen polygons / TINs Kernel estimation Variograms / covariograms / kriging Principal components analysis / factor analysis Procrustes analysis Cluster analysis Canonical correlation

    3. Areal Data

    Metode ini digunakan untuk menganalisis data atribut pada suatu poligon atau

    area tertentu. Bebrapa metode yang dikembangkan diantaranya:

    Spatial moving averages Kernel estimation

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    20/38

    Spatial autocorrelation (Moran’s I, Geary’s c) Spatial correlation and regression

    4. Interaction Data

    Metode ini dikembangkan untuk mempelajari interaksi berdasarkan model

    gravitasi, yang menyatakan bahwa tingkat interaksi antar dua tempat adalah

    fungsi dari ukurannya dan berbanding terbalik dengan jarak antar keduanya.

    Jarak dapat diukur dengan suatu garis lurus pada suatu jaringan.

    Sedangkan berdasarkan fungsinya, statistik spasial biasa digunakan dalam berbagai

    hal sebagai berikut:

    Deskripsi pola spasial ( exploration ) Membuktikan hipotesis suatu pola ( inference ) Memprediksi pola ( mapping/interpolation )

    Deskripsi pola spasial dikembangkan untuk mendefinisikan suatu fenomena yang

    terjadi pada lokasi dan waktu yang spesifik. Indentifikasi pola ini dilakukan denganmemahami proses yang membentuk pola tersebut. Suatu kejadian mungkin saja

    terpisah satu sama yang lain, berkelompok, atau justru terpisah secara acak seperti

    diilustrasikan pada Gambar 7. Contohnya, suatu penyakit misalnya kanker paru-paru,

    dapat terjadi pada suatu kelompok area karena lingkungan lokal yang ada di daerah

    tersebut. Mengetahui hubungan antara pola dan proses adalah tujuan dari identifikasi

    pola spasial suatu kejadian (Legendre, 1993).

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    21/38

    Gambar 7. Jenis pola spasial (Gavin, 2011)

    Setelah mengetahui proses yang membentuk pola tersebut, pola spasial dapat

    diidentifikasi menggunakan analisis average nearest neighbor (Fortin et al, 2002).

    Metode ini akan mengukur jarak rata-rata terdekat untuk semua titik dan

    mengasumsikan semua titik pada area survey telah diukur. Kemudian jarak rata-rata

    tersbeut akan dibandingkan dengan nilai rata-rata hipotesis awal yang distribusinya

    masih acak. Hasil dari nilai rata-rata pengamatan dapat bervariasi dari nilai hipotesis

    awalnya. Hal ini menunjukkan bahwa titik tersebut terpisah secara acak atau

    terkelompok. Suatu nilai z digunakan untuk mengetes apakah suatu pola spasial

    dikatakan acak atau justru jauh dari kata acak.

    Terdapat dua cara untuk mengukur autokorelasi spasial dari suatu data yang biasa

    digunakan yaitu Moran‟s dan Geary‟s. Kedua cara tersebut mengukur korelasi antara

    lokasi spasial dari titik-titik sampel dan nilai dari titik-titik tersebut. Mantel Test bisa

    digunakan untuk mengevaluasi atau melakukan tes untuk mengetahui korelasi antara

    dua matriks yang mirip menggunakan autokorelasi spasial. Salah satu cara yang bisa

    digunakan adalah dengan analisis regresi.

    Prediksi pola dapat dilakukan dengan metode interpilasi yang dapat menghasilkan

    nilai-nilai kontinu yang didasarkan pada nilai yang telah ada. Interpolasi ini

    menggunakan asumsi awal yaitu nilai-nilai yang ada pada suatu fenomena kontinu

    tersebut dan memiliki autokorelasi secara spasial dengan lokasinya. Hal ini dapat

    menyebabkan nilai untuk sesuatu yang lokasinya tidak terlalu jauh dapat diprediksi

    dan akan lebih mirip daripada nilai yang terlalu jauh. Dengan adanya model ini nilai

    diantara nilai yang sudah diketahui bisa didapatkan.

    Metode yang paling general adalah trend analysis yang mencocokkan suatu

    polynomial terhadap titik-titik hasil observasi untuk menghasilkan permukaan yang

    bagus. Metode lain untuk menginterpolasi ini bervariasi mulai dari kriging, splining

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    22/38

    dan inverse distance weighting. Kriging menginterpolasi berdasarkan nilai variogram

    yang mengukur tingkat autokorelasi spasial antara titik-titik yang ada dan kemudian

    digunakan untuk memprediksi nilai yang belum diketahui. Karena digunakan prediksi

    berdasarkan autokorelasi spasial, nilai hasil prediksi pasti memiliki error standar.

    Sebaliknya, inverse distance weighting dan splining menggunakan fungsi spesifik

    untuk memprediksi bagaimana suatu nilai berubah berdasarkan jarak. Metode ini

    mengasumsikan autokorelasi spasial generik dibandingkan pengukuran suatu nilai

    berdasarkan suatu set data autokorelasi spasial.

    II.3 Metode Wavelet

    Wavelet merupakan suatu model matematika yang digunakan untuk memperlajari

    fenomena fisik yang ada di dunia dengan konsep matematik. Konsep ini dapat

    melihat sebuah fenomena menjadi hal yang lebih sederhana dan menggunakan

    perangkat matematik untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik dari perbedaan

    fenomena yang terjadi di dunia ini.

    Konsep tentang penyederhanaan suatu fenomena menggunakan konsep matematikayang kemudian direpresentasikan dan direkonstruksi menggunakan suatu fungsi dapat

    dilihat pada Gambar 8 di bawah ini.

    Gambar 8. Penyederhanaan fenomena menggunakan konsep matematika.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    23/38

    Berdasarkan gambar di atas fungsi dari wavelet yang terkait dengan penyederhanaan

    fenomena menggunakan konsep matematika dapat dibedakan menjadi dua hal yaitu

    representasi dan rekonstruksi fungsi serta representasi multi resolusi.

    Wavelet dikembangkan karena dapat memberikan solusi yang lebih kuat dan fleksibel

    dalam mendiskritasi fungsi dan merekonstruksi ulang. Wavelet dikembangkan

    sebagai suatu solusi yang lebih untuk menanggulangi keterbatasan dari transformasi

    fourier. Transformasi wavelet merupakan pengembangan dari STFT ( Short Time

    Fourier Transform ). Hal ini terjadi karena untuk melakukan pengamatan pada

    komponen spektral berbeda, STFT menggunakan fungsi jendela dengan lebar yang

    sama sehingga resolusi waktu dan frekuesni yang buruk pada komponen berfrekuensi

    tinggi. Secara umum perbedaan dari Fourier transform, wavelet transform, dan STFT

    dapat dilihat pada tabel 2 di bawah ini.

    Table 2. Perbandingan transformasi Fourier (FT), transformasi Fourier jangka pendek

    (STFT), dan transformasi wavelet (WT)

    Komponen FT STFT WT

    Domain Frekuensi Waktu-frekuesi Skala-pergeseran

    Fungsi Basis Sinusoid kompleks Sinusoid kompleks

    dimodulasi fungsi

    jendela sembarang

    Fungsi wavelet

    induk (mother

    function)

    Resolusi Waktu Tidak ada Konstan untuk

    semua frekuensi

    Baik untuk skala

    rendah (frekuensitinggi)

    Resolusi Frekuensi Sangat baik Konstan untuk Baik untuk skala

    rendah (frekuensi

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    24/38

    semua frekuensi tinggi)

    Wavelet merupakan suatu gelombang dengan durasi terbatas sebagai sebuah fungsi

    osilasi dari waktu ( space ) yang memiliki nilai rata-rata nol. Karakteristik dari wavelet

    antara lain adalah berosilasi singkat, translasi (pergeseran), dilatasi (skala), dapat

    berbentuk tidak simetris, iiregular, dan durasinya terbatas. Sebagai sebuah fungsi

    matematika wavelet dapat menguraikan data atau fungsi menjadi komponen-

    komponen frekuensi yang berbeda-beda.

    Gambar 9. Perbedaan antara gelombang sinus yang tak berhingga dan wavelet dengan

    panjang berhingga

    Transformasi wavelet merujuk pada aproksimasi sinyal menggunakan suatu

    gelombang singkat yang mengalami translasi dan dilatasi untu keperluan analisis

    frekuensi temporal sinyal. Analisis temporal dilakukan menggunakan variasi lokal

    gelombang singkat pada waktu tertentu dan analisis frekuensi menggunakan variasi

    dilatasi gelombang singkat yang sama.

    Wavelet menggunakan suatu fungsi dasar atau fungsi induk ( mother function ) yang

    memiliki skala yang bervariasi. Fungsi induk ini akan digunakan sebagai dasar untuk

    menurunkan fungsi-fungsi lainnya untuk analisis lokasi dan frekuensi tertentu.

    Berberapa fungsi induk yang sering digunakan adalah wavelet Haar dan Daubechies.

    Fungsi tersebut dapat digambarkan dalam domain frekuensi seperti Gambar 10 di

    bawah ini.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    25/38

    (a) (b) (c)

    Gambar 10. (a) Wavelet Induk Haar, (a) Wavelet Induk Daubechies-2, (c) Wavelet

    Induk Daubechies-3

    Funsi induk dapat didefinisikan dalam lebar dari fungsi modulasi sehingga akan

    mempunyai skala yang tidak pasti serta lokalisasi waktu yang baik. Selanjutnya perlu

    mendefinisikan sebuah fungsi sebagai kandidat dari fungsi modulasi dengan

    menentukan ρ > 0 dan untuk semua s € Ɍ, s ≠ 0 yaitu :

    || () || () (17)Jika ψ memiliki lebar T sehingga lebar dari ψs = sT. Fungsi modulasi ψ dengan faktor

    1/|s| akan bertambah amplitudonya ketika skalanya s berkurang atau sebaliknya.

    Dalam konteks frekuensi, untuk skala yang kecil s, fungsi modulasi akan memiliki

    frekuensi yang besar atau sebaliknya.

    Fungsi hasil turunan merupakan fungsi wavelet induk yang mengalami translasi atau

    dilatasi atau telah dilokalisasi dalam waktu. Untuk menyatakan hubungan antara

    induk wavelet dan fungsi turunannya dapat diberlakukan persamaan 18 dibawah ini:

    || () || () (18)dimana ψ € L 2 ( R ) , sehingga € L 2 ( R )

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    26/38

    Berdasarkan persamaan di atas sebuah transformasi pada L 2 ( R ) dapat didefinisikan

    menggunakan fungsi dari ψs,t sebagai fungsi modulasinya maka akan didapatkan

    persamaan di bawah ini

     ̅ ∫ (19)Persamaan 19 di atas merupakan formulasi matematika dari representasi sinyal yang

    dikenal dengan transformasi wavelet. Transformasi ini sendiri dilakukan dengan

    menguraikan sinyal dengan menggunakan suatu himpunan fungsi basis ortonormal

    yang disebut wavelet.

    Transformasi wavelet pada umumnya mempunyai 3 sifat utama yaitu:

    Self-similarity

    Wavelet melakukan konvolusi yaitu penggabungan sinyal antara fungsi asli dengan

    mother function dan menggeser fungsi basis untuk mencari korelasi yang paling

    dekat antara kedua fungsi tersebut. Dalam melihat korelasi tersebut akan didapatkan

    nilai yang besarnya menunjukkan tingkat korelasi atau kemiripan pada 2 fungsitersebut.

    Well localized

    Wavelet dapat mengaproksimasi sinyal menggunakan suatu gelombang singkat yang

    mengalami translasi dan dilatasi untuk keperluan analisis frekuensi-frekuensi sinyal.

    Multi resolution

    Sinyal yang asli dapat direkonstruksi menggunakan koefisien yang dihasilkan dari

    proses filtering dalam frekuensi tertentu. Hal ini dapat dilakukan dengan memotong

    nilai koefisien tersebut dalam ambang batas ( threshold ) tertentu. Kemampuan ini

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    27/38

    biasa disebut multi resolution yang dilakukan dengan memperbesar dan memperkecil

    matriks fungsi basis dari wavelet .

    Pada dasarnya transformasi wavelet dapat dibedakan menjadi 2 tipe berdasarkan nilai

    parameter translasi dan dilatasinya. Tipe dari transformasi wavelet tersebut adalah

    sebagai berikut:

    Discrete Wavelet Transform (DWT)

    o Undecimated Discrete Wavelet Transform (UDWT)

    o Conventional Discrete Wavelet Transform (CDWT)

    Continuous Wavelet Transform (CWT)

    Transformasi wavelet diskrit menggunakan 3 filter yaitu low pass decomposition

    filter , high pass decomposition filter , dan reconstruction filter . Dilatasi dan translasi

    dilakukan dengan menggunakan faktor integer pangkat 2 yaitu 2,4,8,16,dst.

    Transformasi ini memiliki kemampyan untuk menganalisis suatu data dalam domain

    waktu dan frekuensi secara simultan. Analisis data dapat dilakukan dengan

    mendekomposisikan suatu sinyal ke dalam komponen-komponen frekuensi yang

    berbeda-beda yang selanjutnya dapat dianalisis sesuai dengan skala resolusi atau level

    dekomposisi yang digunakan. Hal ini dapat digunakan untuk melihat dimana sinyal

    tersebut dalam domain waktu dapat dilewatkan ke dalam high pass atau low pass

    untuk memisahkan komponen frekuensi tinggi dan rendahnya.

    Koefisien dari transformasi wavelet diskrit secara matematis dapat dinyatakan

    sebagai berikut:

    ∫ √ () (20)Dimana : a = 2 j = dyadic scale ; b = k2 j = dyadic translation ; j = level decomposition,

    k = discrete time constant .

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    28/38

    Transformasi wavelet diskrit dapat dilakukan dalam dua tahap yaitu dekomposisi dan

    rekonstruksi. Proses dekomposisi adalah mengurai suatu sinyal ke dalam komponen-

    komponen subband frekuensi yang berbeda dan selanjutnya masing-masing

    komponen tersebut dianalisis sesuai dengan skala resolusinya atau level

    dekomposisinya. Pada prosesnya sinyal akan dilewatkan pada wavelet decomposition

    filter yaitu high dan low. Hasil keluaran yang didapat dari Low pass filter adalah

    koefisien cA dan untuk high pass filter adalah koefisien cD. Proses filtering dapat

    dilihat pada skema seperti yang tersaji pada gambar 11 di bawah ini.

    Gambar 11. Skema dekomposisi pada transformasi wavelet diskrit

    Berdasarkan gambar di atas terlihat bahwa bagian aproksimasi A(t) mengandung nilaifrekuensi yang rendah, sedangkan untuk bagian D(t) mengandung nilai frekuensi

    yang tinggi.

    Proses rekonstruksi adalah menggabungkan kembali komponen-komponen subband

    frekuensi yang berasal dari hasil proses dekomposisi. Proses yang dilakukan adalah

    melewatkan komponen tersebut pada wavelet reconstruction filter yaitu high pass dan

    low pass reconstruction filter . Proses rekonstruksi ini sering disebut inverse discrete

    wavelet transform . Keberhasilannya ditentukan oleh nilai kesalahan yang berasal dari

    selisih sinyal S‟. semakin kecil nilai kesalahannya semakin sempurna hasil

    rekosntruksinya. Secara lengkap proses dekomposisi dan rekonstruksi sinyal

    disajikan pada gambar 12 di bawah ini.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    29/38

    Gambar 20. Skema dekomposisi dan rekonstruksi sinyal dengan menggunakan DWT.

    Menurut D Lee Fugal, High pass reconstruction filter sering disebut wavelet function

    sedangkan untuk low pass reconstruction filter disebut scaling factor . Perbedaan

    diantara keduanya dapat dilihat dalam Tabel 3 di bawah ini.

    Tabel 3. Komponen fungsi transformasi wavelet diskrit

    Komponen Scaling Function Wavelet Function

    Nama Lain Low Pass Reconstruction Filter High Pass Reconstruction Filter

    Persamaan √ ( )

    √ ( )

    Sifat

    Fungsi Menentukan aproksimasi (A) Menentukan detail (D)

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    30/38

    Continuous Wavelet Transform (CWT) menganalisis sinyal dengan perubahan skala

    pada jendela yang dianalisis, pergeseran jendela dalam waktu dan perkalian sinyal

    serta mengintegral semuanya sepanjang waktu. Secara matematis transformasi

    wavelet kontinu dapat dirumuskan sebgai berikut:

    ∫ √ () (21)Dimana transformasi ini ditentukan oleh nilai parameter dilatasi (a) dan translasi (b)

    yang bervariasi secara kontinu.

    Dilatasi dilakukan dengan ukuran skala untuk mendapatkan frekuesni yang sama

    dengan anomali atau kejadian lain. Sedangkan translasi atau pergerseran dilakukan

    dalam domain waktu sehingga dapat sejajar dengan kejadian yang dianalisis.

    Informasi tentang kapan dan frekuenis dari suatu kejadian dalam sinyal diperoleh

    dengan mengetahui skala dilatasi dan besar pergeseran saat wavelet tersebut sejajar

    dan berkorelasi dengan kejadian tersebut. Hal ini dapat ditunjukkan dengan nilai

    korelasi (C(a,b)):

    ∑ (22)Dimana a merupakan faktor skala (dilatasi) dan b merupakan faktor translasi.

    Aplikasi dari wavelet ini mencakup beberapa bidang diantaranya untuk memperbaiki

    komposisi citra misalnya untuk mempertajam citra, memperbaiki data radar misalnya

    untuk mendapatkan nilai reflektansi pada daerah yang tertutup awan, peramalan

    gempa bumi, dll.

    II.4 Metode Kalman Filter

    Kalman filtering dikembangkan untuk mengestimasi linear-quadratic problem . Inti

    permasalahan yang ingin diselesaikan oleh metode ini adalah mengestimasi

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    31/38

    nilai/keadaan ( state) dari sistem dinamik linier dari pengukuran yang mempunyai

    hubungan linier dengan nilai „state‟ yang sudah dimaksud sebelumnya

    (Grewal,2011). Dengan metode ini nilai yang dianggap benar dari suatu data dari

    pengumpulan ( co-processing ) dapat diestimasi dengan parameter berupa hasil ukuran

    dan ketidakpastian ( uncertainty ).

    Kalman filter disusun oleh persamaan-persamaan matematika yang digunakan untuk

    menghitung nilai „ state’ secara rekursif dengan prinsip kuadrat terkecil atau least

    squares (Welch, 2006). Gambar 13 di bawah ini dapat menunjukkan proses

    terbentuknya Kalman filter yang diperoleh berdasarkan prinsip-prinsip matematika.

    Gambar 13. Konsep dasar pembentuk Kalman filter

    (Sumber : Grewal, 2001)

    Suatu sistem dinamik dapat diestimasi nilai atau keadaannya dengan Kalman filter.

    Proses ini dilakukan dengan memperhitungkan seluruh data ukuran yang telah ada

    beserta karakteristik statistiknya misalnya kovariansi. Kalman filter juga digunakan

    untuk menghitung nilai/keadaan pada waktu yang akan datang disesuaikan dengan

    model proses dan kontrol yang digunakan. selanjutnya nilai prediksi yang didapatkan

    akan dibandingkan dengan data ukuran yang baru, dan digunakan untuk

    mengestimasi nilai „state‟ y ang actual. Proses ini berlangsung secara berulang

    (rekursif) sehingga Kalman filter disebut sistem yang belajar.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    32/38

    Kalman dikembangkan karena memiliki beberapa kegunaan yang sangat penting

    terutama dalam teori estimasi. Beberapa kegunaan dari Kalman filter adalah sebagi

    kontrol terhadap suatu sistem dinamik yang kompleks. Kalman filter juga bisa

    digunakan dalam tracking objek yang bergerak seperti pada satelit GPS.

    Beberapa keunggulan yang dimiliki Kalman filter adalah kemampuan untuk

    menyelesaikan masalah untuk multi-variabel serta kombinasinya. Metode ini

    memungkinkan untuk pemrosesan data secara real time karena tidak perlu menunggu

    hingga data pengukuran cukup atau fix bahkan proses ini dapat mengaktualkan sistem

    fitering -nya setiap kali pengukuran dilakukan (Zaknic, 2005).

    Akan tetapi Kalman Filter juga memiliki beberapa kekurangan diantaranya hanya

    dapat diguankan pada sistem dengan distribusi error Gaussian atau distribusi normal

    dan sistem yang linier.

    Algoritma perhitungan Klaman filter sendiri memiliki 3 proses penting. Proses

    tersebut berlangsung secara berulang dan rekursif. Di bawah ini adalah ketiga proses

    tersebut berserta persamaan yang dapat memperlihatkan prosesnya.

    1. Perhitungan Kalman gain

    (23)

    2. Perhitungan current state (nilai aktual)

    (24)

    3. Perhitungan New Error

    (25)

    di mana KG adalah Kalman gain , E est dan E mea berturut-turut adalah error atau

    ketidakpastian dari nilai estimasi dan nilai ukuran, EST t adalah nilai „state‟ pada saat

    t, MEA adalah hasil ukuran.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    33/38

    Kalman gain merupakan bobot yang didapatkan dari perbandingan nilai error

    estimasi dengan nilai error total ( error estimasi + error pengukuran) seperti yang

    ditunjukkan persamaan 1. Nilai Kalman gain ini dapat bervariasi dari 0 sampai 1 yang

    menandakan kualitas dari pengukuran dan stabilitas sistem. Nilai ini akan digunakan

    untuk menghitung nilai aktual berdasarkan nilai sebelumnya seperti yang ditunjukkan

    pada persamaan 2.

    Sebagai contoh jika nilai error pengukuran kecil maka KG akan mendekati 1, dengan

    bobot yang besar maka pengukuran akan dianggap benar. Hal ini menyebabkan nilai

    „state‟ yang abru akan mendekati hasil ukuran. Nilai Kalman gain akan semakin

    menurun sebanding dengan konvergennya estimasi „state‟ pada suatu nilai/ harga.

    Setelah itu nilai error estimasi baru akan dihitung dengan persamaan 3. Proses

    tersebut merupakan penggabaran dari bagaimana Kalman filter bekerja.

    Berikut ini akan dijelaskan bagaimana Kalman filter mencoba mengestimasi nilai

    „state‟ yang baru berdasarkan suatu model proses seperti ya ng ditunjukkan oleh

    persamaan 26 dan 27 di bawah ini.

    (26)

    dan suatu model pengukuran

    (28)

    di mana

    xk adalah vektor „state‟ yang mengandung parameter sistem yang ingin diestimasi,

    uk adalah vektor kontrol yang mengandung variable yang mengontrol „ state ‟,

    wk adalah vektor yang menyatakan noise pada modelestimasi tersebut,

    A adalah matriks yang menghubungkan estimasi pada k-1 dengan estimasi pada k ,

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    34/38

    B adalah matriks yang menghubungkan „ state ‟ dengan input u atau perubahan x

    terhadap u.

    z k adalah vektor pengukuran,

    vk adalah vektor noise pada pengukuran dan H adalah matrik yang

    mentransformasikan ukuran „ state ‟ dari pengukuran.

    Konsep Kalman filter yang dijelaskan sebelumnya bahwa Kalman menestimasi

    „ state ‟ beserta ketidakpastiannya. Misalkan P k adalah matriks kovariansi proses yang

    menyatakan kovariansi antara nilai- nilai parameter „ state ‟ yang mana secara rekursifdinyatakan sebagai

    (29)yang mana jika dianalogikan degan sitem Persmaan 1, 2, dan 3, nilai P k adalah nilai

    error dalam estimasi E est.

    Estimasi nilai Kalman gain seperti pada Persamaan 1, ditulis sebagai berikut

    (30)

    di mana R menyatakan matriks kovariansi dari pengukuran atau sensor.

    Kemudian persamaan 2 dan 3 untuk mengupdate nilai „ state ‟ dan kovariansiny a

    dianalogikan sebagai berikut

    (31)

    (32)

    Berdasarkan persamaan-persamaan di atas dapat dikelompokkan 2 grup persamaan

    yaitu time update dan measurenment update . Persamaan time update bertugas untuk

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    35/38

    menentukan estimasi nilai „state‟ beserta kovariansi pada waktu berikutnya,

    sementara persamaan measurement update bertugas untuk menghitung estimasi

    aposteriori nilai „state‟ dan kovariansi berdasarkan estimasi apriori dan data ukura n.

    Pada Gambar 14 di bawah ini ditunjukkan bagaimana proses time dan measurenment

    update dilakukan.

    Gambar 14.Ilustrasi time dan measurement update.

    (Sumber : Welch, 2006)

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    36/38

    BAB III

    PENUTUP

    III.1 Kesimpulan

    Berdasarkan uraian yang sudah dibahas pada Bab sebelumnya didapatkan beberapa

    kesimpulan diantaranya sebagai berikut:

    1. Statistik merupakan kumpulan angka yang disusun, diatur, atau disajikan ke

    dalam bentuk daftar atau tabel.

    2. Statistik spasial merupakan aplikasi dari konsep statistik dan metode untuk

    mendekati dan memahami yang secara eksplisit memiliki struktur spasial.

    3. Wavelet merupakan suatu gelombang dengan durasi terbatas sebagai sebuah

    fungsi osilasi dari waktu ( space ) yang memiliki nilai rata-rata nol.

    4. Kalman filter disusun oleh persamaan-persamaan matematika yang digunakan

    untuk menghitung nilai ‘state’ secara rekursif dengan prinsip kuadrat terkecil

    atau least squares (Welch, 2006).

    III.2 Saran

    Proses analisis data yang dilakukan untuk mendapatkan suatu kesimpulan terhadap

    suatu masalah harus dilakukan dengan menggunakan metode-metode yang ada

    dengan mempertimbangkan karakteristik data yang didapat serta kesimpulan yang

    akan diambil.

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    37/38

    DAFTAR PUSTAKA

    Bailet, T.C. and Gatrell, A. C. 1995. Interactive Spatial Data Analysis.

    Longman : Harlow

    Beylkin, G., Coifman, R., & Rokhlin, V. 1991a. Fast wavelet transforms and

    numerical algorithms. Comm. in Pure and Applied Math., 44, 141{183

    Bogdan, Robert, C., Biklen, Sari, K. 1998 . Quali tative Research i n E ducation, an

    I ntroduction toTheory and M ethods, Third Edition, Boston, Allyn and Bacon.

    Chui, C. K. 1992. An introduction to wavelets. Academic Press.

    Collins, George W. 2003. Fundamental Numerical Methods and Data Analysis.

    Walpole et al. 2012. Probability and Statistiks for Enginners and Scientist 9 th

    ed. Pearson Education

    Faragher, R. 2012 Understanding the Basis of the Kalman Filter Via a Simple

    and Intuitive Derivation. IEEE Signal Processing Magazine pp128-132

    Fardi, Adnan, dkk. 2012. Silabus dan Hand-Out Mata Kuliah Statistik.

    Padang : UNPFischer, Manfred M and Arthur Getis. 2010. Handbook of Applied Spatial

    Analysis : Software Tools, Methods and Applications. New York :

    Springer

    Fischer, Manfred M. and Jinfeng Wang. 2011. Spatial Data Analysis

    Models, Methods, Techniques.

    Fortin, Marie-Josee, M. Dale and J. Hoeff, 2002. Spatial Analysis in

    Ecology . Encyclopedia of Environmetrics, 4: 2051-2058.

    Grewal et al. 2001. Kalman Filtering: Theory and Practice Using MATLAB 2 nd Ed .

    Legrendre, Pierre, 1993. Spatial Autocorrelation: Trouble or New

    Paradigm? Ecology, 74(6): 1659- 1673.

    Legrendre, Pierre and M.J. Fortin, 1989. Spatial pattern and ecological

  • 8/19/2019 15112043_wachid Nuraziz Musthafa_makalah Uas Tad

    38/38

    analysis . Vegetation 80: 107-138.

    Lichstein, Jeremy, T.R. Simons, S.A. Shriner and K.E. Franzreb, 2002.

    Spatial Autocorrelation and Autoregressive Models in Ecology .

    Ecological Monographs 73(3): 445-463.

    Ribeiro, Paulo and P.J. Diggle, 2001. geoR: A Package for Geostatistikal

    Analysis . http://spatial.nhh.no/R/Rgeo/rnews1.2.15-18.pdf

    Strang, Gilbert, & Strela, Vasily. 1994. Orthogonal multiwavelets with vanishing

    moments. Optical Engineering, 33(7), 2104{2107.

    Welch, G and Bishop, G. 2006. An Introduction to the Kalman Filter . Dept of

    Computer Science, University of North CarolinaZaknich, Anthony. 2005. Principle of Adaptive Filters and Self-learning Systems.

    Leipzig: Springer-Verlag

    http://bilgin.esme.org/BitsBytes/KalmanFilterforDummies.aspx diakses 15 Desember

    2015

    http://ilecturesonline.com Special Topics : Kalman Filtering, diakses 14 Desember

    2015

    http://spatial.nhh.no/R/Rgeo/rnews1.2.15-18.pdfhttp://spatial.nhh.no/R/Rgeo/rnews1.2.15-18.pdfhttp://spatial.nhh.no/R/Rgeo/rnews1.2.15-18.pdfhttp://bilgin.esme.org/BitsBytes/KalmanFilterforDummies.aspxhttp://bilgin.esme.org/BitsBytes/KalmanFilterforDummies.aspxhttp://ilecturesonline.com/http://ilecturesonline.com/http://ilecturesonline.com/http://bilgin.esme.org/BitsBytes/KalmanFilterforDummies.aspxhttp://spatial.nhh.no/R/Rgeo/rnews1.2.15-18.pdf