Judul: Integrasi SOM dan LVQ untuk Prediksi Klasifikasi Curah Hujan di Musim Kemarau Berbasis Indeks Iklim Global Studi Kasus Kabupaten Indramayu
Abstrak: Kabupaten Indramayu adalah sentra produksi padi dan palawija di Provinsi Jawa Barat. Kabupaten Indramayu rentan terhadap bahaya kekeringan yang berdampak terhadap gagal panen (puso) dibandingkan dengan dampak kebanjiran dan organisme penggangu tanaman. Untuk meminimalkan resiko gagal panen pada saat kekeringan maka perlu dikembangkan model prediksi. Model prediksi yang dikembangkan adalah mengklasifikasikan intensitas total curah hujan di musim kemarau. Penelitian ini berfokus di musim kemarau pada bulan Mei, Juni, Juli dan Agustus (MJJA). Model ini menggunakan data masukan indeks iklim global yaitu Indian Ocean Dipole (IOD), Southern Oscillation Index (SOI) dan Sea Surface Temperature (SST). Pemilihan indeks iklim global ini bertujuan melihat pengaruh indeks iklim global terhadap intensitas curah hujan di Indramayu pada musim kemarau. Klasifikasi curah hujan dibagi menjadi 3 kelas. Kelas curah hujan tersebut adalah intensitas curah hujan rendah (kelas 1), sedang (kelas 2) dan intensitas curah hujan tinggi (kelas 3). Analisa korelasi digunakan untuk memilih peubah indeks iklim global yang mempengaruhi intensitas curah hujan di musim kemarau. Hasil analisa korelasi akan dijadikan sebagai masukan untuk klasifikasi kelas curah hujan. Metode yang digunakan untuk mengklasifikasikan kelas curah hujan adalah self-organizing map (SOM), learning vector quantization (LVQ) dan integrasi self-organizing map dengan learning vector quantization. Teknik Z-score digunakan untuk menormalisasi data indeks iklim global. Pemilihan peubah prediktor menggunakan analisa korelasi Pearson. Pemilihan data latih dan data uji menggunakan metode leave one out cross validation (LOOCV). Pengujian model menggunakan metode pengukuran jarak Euclidean. Klasifikasi curah hujan dilakukan dengan 6 skenario, 100 epoch dan laju pembelajaran yang bervariasi. Akurasi terbaik metode SOM diperoleh berdasarkan hasil analisa komponen utama. Akurasi terbaik metode LVQ diperoleh berdasarkan analisa korelasi Pearson dan analisa komponen utama. Akurasi terbaik metode integrasi SOM dan LVQ berdasarkan hasil analisa korelasi Pearson. Metode SOM, LVQ dan SOM+LVQ dapat mengklasifikasikan kelas intensitas curah hujan di musim kemarau (MJJA) dengan baik.
Keyword: dry season, global climate indices, learning vector quantization, precipiation intensity, self-organizing map

Judul: Pengembangan Model Prediksi Berbasis Sebaran Empirik untuk Prediksi Kategori Curah Hujan Skala Submusiman hingga Musiman
Abstrak: Sejak tahun 2013 dikembangkan model prediksi cuaca skala submusiman hingga musiman (S2S) yang menjembatani kesenjangan antara prediksi musiman dan prakiraan cuaca dengan skala 2 minggu hingga satu musim atau lebih. Prakiraan cuaca merupakan prediksi skala pendek-hingga-menengah yaitu prediksi hingga 14 hari dan prediksi musiman yang merupakan prediksi skala panjang, dengan skala prediksi tiga hingga 12 bulan. Pemodelan prediksi curah hujan dapat dibangun berdasarkan luaran Global Climate Model (GCM) maupun hasil pengukuran variabel-variabel cuaca dari stasiun pengamatan. Luaran GCM terdiri dari berbagai variabel cuaca yang berbentuk grid. Pemanfaatan luaran GCM untuk prediksi cuaca lokal dikenal sebagai teknik statistical downscaling (SD). Teknik SD dapat dibedakan menjadi teknik SD berbasis regresi apabila prediktan bernilai kontinyu dan berbasis klasifikasi apabila prediktan bernilai diskret seperti kategori curah hujan. Kategori curah hujan merupakan hasil penggolongan nilai-nilai curah hujan sesuai dengan tujuan tertentu. Luaran GCM pada umumnya berdimensi tinggi oleh karena itu diperlukan metode reduksi dimensi. Metode reduksi yang digunakan adalah metode ekstraksi fitur tekstur statistik yang dihitung dari gray level co-occurrence matrix (GLCM). Fitur tekstur statistik yang digunakan adalah kontras, korelasi, energi, homogenitas dan entropi. Pada penelitian ini dibangun teknik SD berbasis klasifikasi untuk prediksi kategori curah hujan di Kabupaten Indramayu. Model tersebut memanfaatkan luaran model GCM S2S dari European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) sebagai prediktor dan data presipitasi CHIRPS sebagai data curah hujan. Model yang akan dibangun adalah pengembangan dari model klasifikasi yang belum pernah digunakan untuk prediksi kategori curah hujan yaitu voting feature interval (VFI). Model VFI merupakan model klasifikasi dengan proses pelatihan yang cepat karena seluruh data latih diproses sekaligus. Pada model VFI, setiap fitur memberikan peluang untuk setiap kelas (disebut sebagai vote) dan kemudian kelas dengan jumlah peluang terbesar merupakan kelas prediksi. Secara umum, model VFI memiliki kinerja yang sangat baik dengan akurasi yang cukup tinggi untuk permasalahan klasifikasi dengan fitur-fitur bernilai nominal dan ordinal. Namun demikian kinerjanya menurun bahkan akurasinya hanya sekitar 50% ketika banyak fitur berupa fitur bernilai kontinyu. Untuk mengatasi kelemahan tersebut pada penelitian ini diusulkan dua perbaikan yaitu penentuan peluang yang diberikan oleh setiap fitur dengan menggunakan metode kernel dan penentuan banyaknya interval fitur berdasarkan percobaan. Di samping itu, untuk meningkatkan kinerja model, dilakukan proses seleksi fitur. Tahap pertama dari penelitian ini adalah penentuan variabel cuaca yang digunakan sebagai prediktor dan domain luaran GCM S2S. Berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya, variabel cuaca yang digunakan adalah suhu permukaan, suhu pada ketinggian 200 dan 850 hPa serta angin zonal pada ketinggian 200 dan 850 hPa. Penentuan domain luaran GCM S2S dilakukan dengan percobaan menggunakan ukuran 6x6, 8x8, 10x10, dan 12x12 dengan posisi di atas wilayah Kabupaten Indramayu. Hasil percobaan menunjukkan dimensi GCM 6x6 sampai dengan 12x12 grid berpotensi digunakan sebagai prediktor. Namun demikian, berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya dimensi 8x8 memberikan kinerja prediksi yang baik untuk wilayah Kabupaten Indramayu. Oleh karena itu dipilih dimensi 8x8 dengan posisi di atas Kabupaten Indramayu. Hasil percobaan juga menunjukkan bahwa akurasi model VFI masih sangat kecil yaitu sekitar 50%. Hal ini mengkonfirmasi bahwa akurasi model VFI rendah ketika fitur-fitur bernilai kontinyu. Tahap selanjutnya adalah percobaan perbaikan kinerja VFI dengan pendugaan fungsi kepekatan menggunakan metode kernel dan penentuan banyaknya
Keyword: curah hujan, GCM, kernel, S2S, VFI

Judul: Synthesis of Chicken Eggshells-Based β-Tricalcium Phosphate Bioceramics and Their Biocompatibility Test as A Tooth Filler
Abstrak: Preservation of alveolar bone following tooth extraction is an important step in dental practices before dental implant placement. This study reported synthesis of β-Tricalcium Phosphate (β-TCP) bioceramics and its biocompatibility test as a tooth filler to maintain the desired alveolar ridge dimension and stimulate the bone healing processes in the area of tooth loss. β-TCP bioceramics was resulted directly from precipitation of calcinated chicken eggshells as calcium source and phosphoric acid. The corresponding β-TCP was mixed with chitosan 2% to get β-TCP pellet for biocompatibility testing. Biocompatibility testing of β-TCP on lower incisor was performed in rabbits and sheep as animal model. In this study, the x-ray diffraction (XRD) profiles showed that 1000 oC calcinated chicken eggshells correspond to calcium oxide (CaO). There was also transformation phase of CaO into Ca(OH)2 observed after more than three months stored. The XRD profiles proved that obtained β-TCP bioceramics by precipitation has the same pattern with that of reference data base and commercial β-TCP. Fourier transform infrared (FTIR) spectra were completely consistent with the result of crystallization processes observed by XRD measurements. Moreover, the purity of the product shown by the atomic absorption spectroscopy (AAS) resulted in Ca/P ratio of 1.48 which was closed to that of standard β-TCP ceramics. The repeatable XRD peaks patterns and FTIR spectra obviously showed the sample reproducibility. Sheep’s alveolar socket that is filled with the corresponding β-TCP demonstrated the expected results. The x-ray radiograph of sheep’s jaw indicated no change on mesio-distal of the edentulous area. Moreover, the histological results were completely consistent with the x-ray radiograph and macroscopic result which is proved by the formation of new bone. In the contrary with sheep’s result, histological results showed no tooth growth on rabbit proved by the presence of lipid and collagen on the extraction site. This result did not correspond to the x-ray radiograph and macroscopic results that demonstrated the tooth growth and erupted tooth. It is clear that the corresponding β-TCP could minimize the bone loss and maintain the dimension of alveolar ridge.
Keyword: β-tricalcium phosphate, chicken eggshells, rabbit, sheep, tooth filler