Model Optimasi SVM Dengan PSO-GA dan SMOTE Dalam Menangani High Dimensional dan Imbalance Data Banjir

Abstract

Banjir merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di Indonesia, termasuk di Kota Samarinda dengan 18-33 titik desa terdampak dari tahun 2018-2021. Penggunaan machine learning dalam mengklasifikasi bencana banjir sangat penting untuk memprediksi kejadian di masa mendatang. Beberapa penelitian sebelumnya terkait klasifikasi data banjir dalam 3 tahun terakhir telah dilakukan. Namun, dari beberapa penelitian tersebut memunculkan masalah terkait dengan dataset high dimensional yang dapat menurunkan performa model klasifikasi dan menyebabkan overfitting. Selain itu, masalah lain juga muncul dalam hal imbalance data yang menyebabkan bias terhadap kelas mayoritas dan representasi yang tidak akurat. Oleh karena itu, permasalahan dataset high dimensional dan imbalance data merupakan tantangan spesifik yang harus diatas dalam klasifkasi data banjir Kota Samarinda. Penelitian ini bertujuan mengidentifkasi fitur-fitur yang diperoleh dari seleksi fitur Genetic Algorithm (GA) yang memiliki pengaruh terhadap akurasi klasifikasi data banjir Kota Samarinda menggunakan algoritma Support Vector Machine (SVM), serta meningkatkan akurasi klasifikasi data banjir di Kota Samarinda dengan mengimplementasikan algoritma SVM yang dikombinasikan dengan metode Synthetic Minority Oversampling Technique (SMOTE) untuk oversampling, seleksi fitur dengan GA dan optimasi menggunakan Particle Swarm Optimization (PSO). Teknik validasi yang digunakan adalah 10-fold cross validation dan evaluasi performa menggunakan confusion matrix. Data yang digunakan berasal dari BPBD (Badan Penanggulangan Bencana Daerah) dan BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika) Kota Samarinda pada tahun 2021-2023 terdiri dari 11 fitur dan 1.095 record. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fitur-fitur penting yang terpilih melalui GA adalah temperatur maksimum, kecepatan angin maksimum, arah angin maksimum, arah angin terbanyak, lamanya penyinaran matahari dan kecepatan angin rata-rata. Dengan kombinasi metode SVM, SMOTE, GA dan PSO, akurasi klasifikasi data banjir mencapai 82,28%. Namun, penelitian ini juga menghadapi tantangan seperti kontradiksi hasil dengan penelitian lain terkait penggunaan SMOTE dan variasi hasil akibat karakteristik dataset serta metode pembagian data yang berbeda. Hasil penelitian ini dapat digunakan oleh pemerintah daerah dan badan penanggulangan bencana daerah Kota Samarinda untuk memprediksi kejadian banjir dengan lebih akurat, serta memungkinkan tindakan pencegahan yang lebih efektif. Penerapan hasil penelitian ini dapat meningkatkan efektivitas dalam mitigasi bencana banjir Kota Samarinda.