Prediksi Kerusakan Bangunan Pasca Gempa Bumi Menggunakan Metode Deep Neural Network

Penulis

  • Fakhrurrozi Fakhrurrozi Universitas Dian Nuswantoro
  • Danny Oka Ratmana Universitas Dian Nuswantoro
  • Nurul Anisa Sri Winarsih Universitas Dian Nuswantoro
  • Galuh Wilujeng Saraswati Universitas Dian Nuswantoro
  • Muhammad Syaifur Rohman Universitas Dian Nuswantoro
  • Filmada Ocky Saputra Universitas Dian Nuswantoro
  • Ricardus Anggi Pramunendar Universitas Dian Nuswantoro
  • Guruh Fajar Shidik Universitas Dian Nuswantoro

DOI:

https://doi.org/10.32493/jtsi.v7i1.37181

Kata Kunci:

Deep Neural Network, Prediksi Kerusakan Bangunan, Gempa Bumi, Learning Rate, Optimizer

Abstrak

Menghadapi tantangan dalam memprediksi kerusakan bangunan akibat gempa bumi, penelitian ini mengusulkan penggunaan Deep Neural Network (DNN) sebagai solusi inovatif. Dengan fokus pada optimisasi model prediktif, penelitian ini mengevaluasi efektivitas berbagai optimizer - ADAM, SGD, RMSprop, dan Adagrad - dengan penyesuaian learning rate untuk menentukan konfigurasi yang paling efektif. Eksperimen dilakukan untuk membandingkan performa setiap optimizer dalam memprediksi tingkat kerusakan bangunan pasca-gempa, yang merupakan masalah kritis dalam mitigasi bencana. Hasilnya menunjukkan bahwa ADAM secara signifikan mengungguli optimizer lain, mencapai akurasi tertinggi hingga 90,50% pada learning rate 0,001, dengan RMSprop sebagai kompetitor terdekat. Meskipun SGD dan Adagrad menghasilkan akurasi yang lebih rendah, SGD menunjukkan peningkatan dengan learning rate yang lebih tinggi. Analisis varians menegaskan bahwa pemilihan optimizer memiliki dampak signifikan terhadap kinerja model, dengan nilai p yang menunjukkan signifikansi statistik yang kuat untuk optimizer (1.23E-09), sementara learning rate tidak berdampak signifikan (p-value 0.56098964). Temuan ini menggarisbawahi pentingnya memilih optimizer yang tepat dalam meningkatkan akurasi model DNN untuk prediksi kerusakan bangunan, suatu aspek krusial dalam perencanaan respons darurat dan upaya mitigasi bencana gempa bumi. Penelitian ini memberikan kontribusi penting dalam pengembangan model prediktif yang lebih akurat, yang sangat dibutuhkan untuk meminimalkan risiko bencana gempa bumi.

Biografi Penulis

Fakhrurrozi Fakhrurrozi, Universitas Dian Nuswantoro

Fakultas Ilmu Komputer, Program Studi Teknik Informatika, Universitas Dian Nuswantoro; Pusat Kajian Intelligent Distributed and Surveillance System (IDSS)

Referensi

Caelen, O. (2017). A Bayesian interpretation of the confusion matrix. September, 429–450. https://doi.org/10.1007/s10472-017-9564-8

Chaurasia, K., Kanse, S., Yewale, A., Singh, V. K., Sharma, B., & Dattu, B. R. (2019). Predicting Damage to Buildings Caused by Earthquakes Using Machine Learning Techniques. Proceedings of the 2019 IEEE 9th International Conference on Advanced Computing, IACC 2019, December, 81–86. https://doi.org/10.1109/IACC48062.2019.8971453

Da Poian, V., Theiling, B., Clough, L., McKinney, B., Major, J., Chen, J., & Hörst, S. (2023). Exploratory data analysis (EDA) machine learning approaches for ocean world analog mass spectrometry. Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 10(May), 1–17. https://doi.org/10.3389/fspas.2023.1134141

Das, L., Sivaram, A., & Venkatasubramanian, V. (2020). Hidden Representations in Deep Neural Networks : Part 2 . Regression Problems. Computers and Chemical Engineering, 106895. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2020.106895

Firmansyah, Rusmal, Shidiq, G. F. (2023). Peningkatan Deep Neural Network pada Kasus Prediksi Diabetes Menggunakan PSO. 22(4), 882–892.

Ghenescu, V., Barnoviciu, E., Carata, S., Ghenescu, M., Mihaescu, R., & Chindea, M. (n.d.). Object Recognition on Long Range Thermal Image Using State of the Art DNN. 1–4.

Ghimire, S., Guéguen, P., Giffard-Roisin, S., & Schorlemmer, D. (2022). Testing machine learning models for seismic damage prediction at a regional scale using building-damage dataset compiled after the 2015 Gorkha Nepal earthquake. Earthquake Spectra, 38(4), 2970–2993. https://doi.org/10.1177/87552930221106495

Hu, H., Lei, T., Hu, J., Zhang, S., & Kavan, P. (2018). Disaster-mitigating and general innovative responses to climate disasters: Evidence from modern and historical China. International Journal of Disaster Risk Reduction, 28(August 2017), 664–673. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2018.01.022

Isnaeni, A. Y., & Prasetyo, S. Y. J. (2022). Klasifikasi Wilayah Potensi Risiko Kerusakan Lahan Akibat Bencana Tsunami Menggunakan Machine Learning. Jurnal Teknik Informatika Dan Sistem Informasi, 8(1), 33–42. https://doi.org/10.28932/jutisi.v8i1.4056

Maryani, E. (2021). The role of education and geography on disaster preparedness. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 683(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/683/1/012043

Matchev, K. T., Matcheva, K., & Roman, A. (2022). Unsupervised Machine Learning for Exploratory Data Analysis of Exoplanet Transmission Spectra. Planetary Science Journal, 3(9), 205. https://doi.org/10.3847/PSJ/ac880b

Maulana, F. F., & Rochmawati, N. (2020). Klasifikasi Citra Buah Menggunakan Convolutional Neural Network. Journal of Informatics and Computer Science (JINACS), 1(02), 104–108. https://doi.org/10.26740/jinacs.v1n02.p104-108

Mittal, V. (2020). Exploring The Dimension of DNN Techniques For Text Categorization Using NLP.

Randles, B. M., Pasquetto, I. V., Golshan, M. S., & Borgman, C. L. (2017). Using the Jupyter Notebook as a Tool for Open Science: An Empirical Study. Proceedings of the ACM/IEEE Joint Conference on Digital Libraries, 17–18. https://doi.org/10.1109/JCDL.2017.7991618

Retson, T. A., Besser, A. H., Sall, S., Golden, D., & Hsiao, A. (2019). Machine Learning and Deep Neural Networks in Thoracic and Cardiovascular Imaging. 34(3), 192–201. https://doi.org/10.1097/RTI.0000000000000385

Shah, D., & Campbell, W. (2018). A Comparative Study of LSTM and DNN for Stock Market Forecasting. 2018 IEEE International Conference on Big Data (Big Data), 4148–4155. https://doi.org/10.1109/BigData.2018.8622462

Su, Y., Rong, G., Ma, Y., Chi, J., & Liu, X. (2022). Hazard Assessment of Earthquake Disaster Chains Based on Deep Learning — A Case Study of Mao County , Sichuan Province. 9(May), 1–10. https://doi.org/10.3389/feart.2021.683903

Sun, W., Cai, Z., Li, Y., Liu, F., Fang, S., & Wang, G. (2018). Review Article Data Processing and Text Mining Technologies on Electronic Medical Records : A Review. 2018.

Triastari, I., Dwiningrum, S. I. A., & Rahmia, S. H. (2021). Developing Disaster Mitigation Education with Local Wisdom: Exemplified in Indonesia Schools. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 884(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/884/1/012004

Unduhan

Diterbitkan

2024-01-30

Cara Mengutip

Fakhrurrozi, F., Ratmana, D. O., Winarsih, N. A. S., Saraswati, G. W., Rohman, M. S., Saputra, F. O., … Shidik, G. F. (2024). Prediksi Kerusakan Bangunan Pasca Gempa Bumi Menggunakan Metode Deep Neural Network. Jurnal Teknologi Sistem Informasi Dan Aplikasi, 7(1), 131–142. https://doi.org/10.32493/jtsi.v7i1.37181