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

Agus Kunawan

Materai Rp. 6000,-

Tanda Tangan

i

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.

ii

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.

iii

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

iv

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

v

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 24

2.2.4.2. Representasi Kurva Segitiga 25

2.2.4.3. Representasi Kurva Bentuk Bahu 25

2.2.5. Operator Dasar Zadeh untuk Operasi Himpunan Fuzzy 26

2.2.5.1. Operator AND 26

2.2.5.2. Operator OR 27

2.2.5.3. Operator NOT 27

vi

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

vii

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

viii

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

ix

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

x

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 44

Tabel 3.3. 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

xi

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