Analisis Kovarians Galat dan Performa Estimasi Multi-Parameter Menggunakan Ensemble Kalman Filter di Perairan Teluk Youtefa
Keywords:
Ensemble Kalman Filter, Kovarians Galat, Kalman Gain, Estimasi Multi-Parameter, Teluk YoutefaAbstract
Penelitian ini dilatarbelakangi oleh keterbatasan pemantauan kualitas perairan secara konvensional yang terkendala biaya, resolusi spasial, dan noise instrumen, serta belum terungkapnya mekanisme internal aljabar numerik pada kerangka pemetaan sebelumnya, sehingga bertujuan untuk menganalisis dinamika matriks kovarians galat prediksi (Pf), perilaku pembobotan adaptif Kalman Gain (K), dan performa estimasi multi-parameter di perairan Teluk Youtefa. Metode yang digunakan adalah pemodelan state-space stokastik dan algoritma Ensemble Kalman Filter (EnKF) dengan 100 anggota ensemble (N=100) berbasis data observasi lapangan di 5 stasiun (10 titik pengamatan) untuk parameter suhu, salinitas, oksigen terlarut, dan pH, serta dievaluasi menggunakan MAE, RMSE, dan MAPE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa EnKF berhasil meredam ketidakpastian sistem secara adaptif dan memberikan akurasi yang sangat tinggi dengan rerata MAE 0,2381, RMSE 0,3013, dan MAPE keseluruhan 0,7528% (masuk dalam kategori Sangat Baik di bawah ambang batas 10%), serta terbukti bebas dari overfitting melalui validasi silang (MAPE independen 0,7840%) dengan ukuran ensemble N=100 sebagai titik optimal yang paling stabil dan efisien.
Downloads
References
Burgers, G., Jan van Leeuwen, P., & Evensen, G. (1998). Analysis Scheme in the Ensemble Kalman Filter. Monthly Weather Review, 126(6), 1719–1724. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1998)126<1719:ASITEK>2.0.CO;2.
Estuningsih, N., & Fatmawati, F. (2024). Groundwater Pollution Concentration Estimation with Modified Kalman Filter Method. CAUCHY: Jurnal Matematika Murni Dan Aplikasi, 9(2), 237–246. https://doi.org/10.18860/ca.v9i2.28467.
Evensen, G. (2003). The Ensemble Kalman Filter: theoretical formulation and practical implementation. Ocean Dynamics, 53(4), 343–367. https://doi.org/10.1007/s10236-003-0036-9.
Hamuna, B., Tanjung, R. H., Maury, H. K., Alianto, dan, & Ilmu Kelautan dan Perikanan, J. (2018). Kajian Kualitas Air Laut dan Indeks Pencemaran Berdasarkan Parameter Fisika-Kimia Di Perairan Distrik Depapre, Jayapura. 16(1), 35–43. https://doi.org/10.14710/jil.16.135-43.
Hazazi, M. A., & Sihabuddin, A. (2019). Extended Kalman Filter In Recurrent Neural Network: USDIDR Forecasting Case Study. IJCCS (Indonesian Journal of Computing and Cybernetics Systems), 13(3), 293. https://doi.org/10.22146/ijccs.47802.
Herlambang, T., Nurhadi, H., Susanto, F. A., & Tomasouw, B. P. (2023). Comparison of H-Infinity and Ensemble Kalman Filter for Estimating Motion of Middle Finger. BAREKENG: Jurnal Ilmu Matematika Dan Terapan, 17(4), 2433–2442. https://doi.org/10.30598/barekengvol17iss4pp2433-2442.
Hisyam, M., & Sumardi, S. R. (2026). Laporan Akhir Penelitian: Estimasi Spasial Kualitas Perairan Teluk Youtefa Menggunakan Metode Ensemble Kalman Filter (EnKF). Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Universitas Cenderawasih.
Hisyam, M., & Sumardi, S. R. (2024). Perbandingan Sebaran Temporal Kualitas Air Laut Teluk Youtefa Hisyam dan Sumardi. ACROPORA: Jurnal Ilmu Kelautan Dan Perikanan Papua, 7(2), 2024. https://doi.org/10.31957//acr.v7i2.4156
Liang, Z., Fan, S., Feng, J., Yuan, P., Xu, J., Wang, X., & Wang, D. (2024). An Enhanced Adaptive Ensemble Kalman Filter for Autonomous Underwater Vehicle Integrated Navigation. Drones, 8(12), 711. https://doi.org/10.3390/drones8120711
Norasia, Y., Oktaviani, D. R., & Putri, D. M. (2025). The Comparison of Extended and Ensemble Kalman Filters in Modeling Environmental Pollution Influences on Acute Respiratory Infection Dynamics (ISPA)(ISPA). BAREKENG: Jurnal Ilmu Matematika Dan Terapan, 19(2), 987–998. https://doi.org/10.30598/barekengvol19iss2pp987-998
Tonapa, V. G., Manalu, J., Siallagan, J., Walukouw, A. F., Maklon, D., Prodi, W., Pengelolaan, M., Alam, S., Lingkungan, D., Cenderawasih, U., Raya Abepura-Sentani, J., Abepura, K., & Jayapura, I. (2023). Analisis Status Mutu Air pada Sungai-Sungai yang Bermuara ke Teluk Youtefa. Portal Sipil, 12(2), 54–60.
Wei, N., Li, C., Peng, X., Zeng, F., & Lu, X. (2019). Conventional models and artificial intelligence-based models for energy consumption forecasting: A review. Journal of Petroleum Science and Engineering, 181, 106187. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106187
Downloads
Published
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
The Authors submitting a manuscript do so on the understanding that if accepted for publication, copyright of the article shall be assigned to Square: Journal of Mathematics and Mathematics Education as the publisher of the journal. The copyright form should be signed originally and send to the Editorial Office in the form of original mail, scanned document to [email protected]
Square : Journal of Mathematics and Mathematics Education by Mathematics Department UIN Walisongo Semarang is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
