Judul: Statistical Downscaling Dua Tahap dengan Multi-Class Random Forest dan Regresi Kuadrat Terkecil Parsial untuk Memprediksi Curah Hujan
Abstrak: Indonesia merupakan negara agraris di mana sekitar 29% penduduk Indonesia bekerja di sektor pertanian, yang memiliki ketergantungan yang tinggi terhadap curah hujan. Informasi tentang curah hujan sering digunakan untuk menentukan waktu tanam dan jenis tanaman yang sesuai di suatu daerah, sehingga hasil pertanian yang diperoleh bisa optimal. Oleh karena itu, informasi tentang curah hujan sangat penting bagi sektor pertanian. Pemodelan untuk memprediksi curah hujan telah banyak dilakukan dengan memanfaatkan data luaran Global Climate Model (GCM). Data yang disediakan oleh GCM adalah data hasil pemodelan parameter iklim pada skala global yang berorientasi spasial dan temporal. Data luaran GCM dapat digunakan untuk menduga parameter iklim pada skala lokal menggunakan teknik downscaling. Salah satu teknik downscaling yang dapat digunakan adalah statistical downscaling (SD). SD menggunakan model statistika untuk menghubungkan parameter-parameter iklim global (luaran GCM) dengan parameter-parameter iklim lokal yang diperoleh dari stasiun pengamatan klimatologi. Studi literatur menunjukkan bahwa teknik SD satu tahap belum cukup baik untuk menduga curah hujan ekstrim. Penambahan kelompok curah hujan pada model sebagai peubah boneka memberikan hasil prediksi curah hujan yang lebih baik dibandingkan dengan tidak ada penambahan kelompok curah hujan. Penambahan peubah boneka kelompok curah hujan pada model berdasarkan data curah hujan lokal bulanan tidak dapat diaplikasikan untuk meprediksi curah hujan yang akan datang karena informasi kelompok curah hujan tidak tersedia. Pemodelan dua tahap dengan melakukan pemodelan klasifikasi kelompok curah hujan terlebih dahulu diduga akan meningkatkan presisi prediksi curah hujan. Penelusuran pustaka tentang SD dua tahap menyimpulkan bahwa Teknik SD dua tahap memberikan hasil prediksi curah hujan yang lebih baik dibandingkan dengan SD satu tahap. Semakin baik hasil pemodelan klasifikasi kelompok curah hujan yang didapatkan, maka hasil prediksi curah hujan yang didapatkan akan semakin baik juga. Oleh karena itu, prediksi curah hujan pada penelitian ini menggunakan pemodelan SD dua tahap dengan algoritme Random Forest (RF) untuk memprediksi kelompok curah hujan yang dikelompokkan ke dalam tiga kelompok. Regresi Kuadrat Terkecil Parsial (RKTP) digunakan untuk memprediksi curah hujan setelah informasi mengenai kelompok curah hujan diketahui. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data curah hujan lokal harian dari tahun 2011 hingga 2018 yang disediakan oleh Badan Meteorologi dan Klimatologi Geofisika (BMKG) di pos pengamatan hujan Bogor, Citeko, Jatiwangi, Bandung, Serang, Syarif Kasim II, Mempawah, dan Pattimura sebagai peubah respons. Peubah prediktor yang digunakan adalah laju presipitasi harian dari data luaran GCM, Climate Forecast System (CFS) versi 2 dengan ukuran grid sebesar 0.5o × 0.5o dan luas wilayah pengamatan sebesar 6 × 6 grid di setiap lokasi. Pemodelan dalam penelitian ini dimulai dengan pemodelan SD satu tahap, di mana hasil yang diperoleh akan dibandingkan dengan hasil pemodelan SD dua tahap. Pemodelan SD satu tahap dengan pengelompokan terbukti bisa memperbaiki hasil prediksi curah hujan yang dihasilkan oleh model SD satu tahap. Sebelum melakukan pemodelan SD dua tahap, terlebih dahulu dilakukan pemilihan algoritme RF. Penelitian ini menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan akurasi yang signifikan yang dihasilkan oleh RF, RF dengan pendekatan One Versus One, dan RF dengan pendekatan One Versus All. Dengan demikian, RF digunakan sebagai algoritme klasifikasi pada SD dua tahap dalam penelitian ini. Semua pemodelan termasuk pemodelan SD dua tahap yang dilakukan pada
Keyword: multi-class, random forest, regresi kuadrat terkecil parsial, statistical downscaling

Judul: Pemodelan Semiparametrik Statistical Downscaling untuk Prediksi Curah Hujan di Kabupaten Indramayu
Abstrak: Unsur-unsur iklim seperti suhu dan curah hujan sangat berpengaruh terhadap kehidupan masyarakat Indonesia yang agraris. Kondisi suhu dan curah hujan dapat digunakan untuk menentukan waktu tanam dan jenis tanaman yang sesuai, sehingga perkembangan sektor pertanian dapat berlangsung secara optimal. Pentingnya peran iklim tersebut mendorong dilakukannya analisis yang diharapkan dapat digunakan untuk memprediksi curah hujan secara tepat. Global circulation model (GCM) dapat digunakan untuk menganalisis curah hujan dalam skala global tetapi belum dapat menjelaskan keragaman skala lokal yang lebih rinci. Statistical downscaling (SD) merupakan suatu teknik pemodelan yang memanfaatkan informasi yang dihasilkan GCM untuk memprediksi curah hujan. Prinsip dasar SD adalah menghubungkan data berskala global (GCM) dengan data berskala lokal (curah hujan). Model SD dapat berupa model parametrik, nonparametrik, maupun semiparametrik (gabungan model parametrik dan nonparametrik). Model semiparametrik dapat mengatasi kelemahan dari model SD parametrik yang memerlukan asumsi sangat ketat dan model SD nonparametrik yang mempunyai kesulitan dalam melakukan seleksi model dan penentuan model terbaik. Tujuan penelitian ini adalah membangun model SD semiparametrik untuk memprediksi data curah hujan. Data curah hujan bulanan dari stasiun klimatologi di Kabupaten Indramayu pada tahun 1979-2008 digunakan sebagai peubah respon sedangkan data presipitasi luaran GCM Climate Model Intercomparison Project (CMIP5) dengan waktu tunda digunakan sebagai peubah penjelas . Data penelitian dibagi menjadi dua bagian yaitu data tahun 1979-2007 untuk pemodelan dan data tahun 2008 untuk validasi. Analisis komponen utama (AKU) yang digunakan untuk mereduksi dimensi data luaran GCM menghasilkan empat komponen utama (KU). Empat komponen utama terpilih tersebut selanjutnya diplotkan dengan curah hujan untuk melihat pola hubungan fungsional pada masing-masing KU. Plot dibuat pada berbagai kemungkinan derajat bebas untuk melakukan pengepasan pola. Jumlah derajat bebas optimum ditentukan menggunakan kriteria GCV minimum. Pada komponen utama yang memiliki hubungan fungsional nonparametrik akan dibangkitkan basis spline yang meliputi penentuan jumlah simpul dan pembangkitan basis fungsi pangkat terpotong. Selanjutnya pendugaan parameter model dilakukan menggunakan model linear campuran. Pemeriksaan asumsi dan kekonsistenan model pada model yang telah diperoleh merupakan tahapan terakhir pada analisis ini. Hasilnya menunjukkan bahwa pola hubungan fungsional curah hujan dengan komponen utama GCM tidak membentuk pola parametrik tertentu, tetapi hubungannya dapat berupa gabungan parametrik dan nonparametrik yaitu semiparametrik kubik. Model ini lebih baik daripada model linier dan kuadratik. Jumlah titik simpul optimum model ini adalah 14, 8, 7, dan 5 masing-masing untuk KU1, KU2, KU3, dan KU4. Namun demikian, sisaan yang dihasilkan oleh model ini tidak homogen. Salah satu cara mengatasi masalah ini adalah dengan menambahkan peubah boneka ke dalam model. Hasil prediksi model SD semiparametrik dengan peubah boneka mempunyai kecenderungan yang lebih mirip dengan pola data aktual dibandingkan dengan model SD semiparametrik tanpa peubah boneka. Hal ini ditunjukkan dengan peningkatan nilai korelasi dari 0.89 menjadi 0.99 dan penurunan nilai RMSEP dari 68.88 menjadi 32.58. Penambahan peubah boneka ke dalam model SD semiparametrik juga dapat menggantikan komponen acak, sehingga model SD semiparametrik berubah menjadi model parametrik. Model SD semiparametrik dengan peubah boneka memberikan hasil prediksi data curah hujan yang konsisten sampai dengan lima tahun ke depan.
Keyword: statistical downscaling, global circulation model, semiparametrik, spline, model linier campuran

Judul: Hydroxyapatite-Chitosan Composite Coating on Stainless Steel 316 to Improve Corrosion Resistance
Abstrak: Metals that were used in bone implantation should have good corrosion resistance that were not easily corroded when implanted into the body. Metal corrosion resistance of stainless steel 316 can be enhanced through the metal coating by hydroxyapatite-chitosan composite with composition ratio of hydroxyapatite (gram) and chitosan 3% (mL) 0.2:0, 0.2:0.1, 0.2:0.5, 0.2:1.0, and 0.2:1.5. Besides improving the corrosion resistance of metal, the presence of chitosan also maintain the position of hydroxyapatite on metal surfaces. Corrosion resistance increases with increasing amount of chitosan added and the best composition of hydroxyapatite-chitosan composite was 0.2:1.0.
Keyword: