DOI: https://doi.org/10.14710/presipitasi.v0i0.%25p

Comparing K-Means and K-Medoids for Industrial Air Pollution Analysis in Central Java

Rani Rachma Astining Putri  -  Universitas Sebelas Maret, Indonesia
Roifah Fajri  -  Universitas Sebelas Maret, Indonesia
*Sapta Suhardono  -  Universitas Sebelas Maret, Indonesia
Callista Fabiola Candraningtyas orcid  -  Universitas Sebelas Maret, Indonesia
Iva Yenis Septiariva  -  National Central University, Taiwan

Citation Format:
Abstract

Air is a fundamental necessity for all living beings, especially humans. However, human activities whether intentional or unintentional can degrade air quality through pollution. This study compares the performance of the K-Means and K-Medoids clustering algorithms in analyzing the air pollution load from the industrial sector in Central Java in 2021. Using a quantitative approach and R Studio software, the analysis focuses on SO₂ and NO₂ pollution data obtained from the official Central Java BPS website. The results indicate that the K-Medoids algorithm with the silhouette method yields the most optimal clustering performance, with the lowest Davies-Bouldin Index (DBI) value of 0.6201437 and 10 distinct clusters. Notably, Cluster 1 comprises districts with the highest industrial air pollution burden such as Banjarnegara Regency, which recorded 14,472 industries and NO₂ and SO₂ concentrations of 20 μg/m³ and 6 μg/m³, respectively. These findings demonstrate that clustering algorithms not only help reveal spatial pollution patterns but also provide critical insights for prioritizing targeted mitigation efforts and informing environmental policy-making in industrially active regions.

Fulltext View|Download
Keywords: Air polution; clustering; data mining; k-means; k-medoids

Article Metrics:

Article Info
Section: Regional Case Study
Language : EN
Recent articles
Sustainable Valorization of Used Biochar for Hexavalent Chromium Removal from Wastewater and Soil Fertility Enhancement Microplastics Removal Strategies in Aquatic Environments Key Factors in Improving the Sustainable Performance of Urban Drinking Water Services Performance Evaluation of Local Organism in Wastewater Treatment Cellulose Hydrolysis of Mask Waste Using Aspergillus niger and Eco-Friendly Microwave Pretreatment Effect of Floating Plants on Constructed Wetland Microbial Fuel Cell Treating Domestic Wastewater Sustainable Strategies to Reduce Water Pollution from Domestic Wastewater Discharge Quick Assessment of Landslide Potential Using Satellite Imagery in Bili-Bili Reservoir Catchment Area Mapping the Potential of Organic Waste as a Bioconversion Substrate for Black Soldier Fly Larvae (BSFL) in Surabaya City and Sidoarjo Regency More recent articles
Most cited articles
PENGOLAHAN AIR LINDI DENGAN PROSES KOMBINASI BIOFILTER ANAEROB-AEROB DAN WETLAND KONSERVASI ENERGI BERBASIS RENEWABLE ENERGY TECHNOLOGY DENGAN PEMANFAATAN TEKNOLOGI MICROBIAL EVALUASI KINERJA INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM (IPAM) KARANGPILANG I PDAM SURYA SEMBADA KOTA SURABAYA SECARA KUANTITATIF PENENTUAN CAMPURAN LUMPUR LAPINDO SEBAGAI SUBSTITUSI PASIR DAN SEMEN DALAM PEMBUATAN PAVING BLOCK RAMAH LINGKUNGAN EVALUASI PENGELOLAAN SAMPAH RUMAH SAKIT PUSAT ANGKATAN DARAT GATOT SOEBROTO More cited articles
  1. Abidin, J, Hasibuan, F, A, and Kunci, K. 2019. Pengaruh dampak pencemaran udara terhadap kesehatan untuk menambah pemahaman masyarakat awam tentang bahaya dari polusi udara. Prosiding SNFUR-4 2(2), 978-979
  2. Adek, R, T, Aidilof, H, A, K, Mukhlis, M, and Nur, K. 2022. Penerapan algoritma K-medoid dalam perbandingan daya serap akademik siswa sekolah peran dan sekolah pedesaan selama masa pandemi. Jurnal Tekno Kompak 16(2), 85-97
  3. Antasari, D, W. 2020. Implementasi green economy terhadap pembangunan berkelanjutan di Kediri. Jurnal Ekonomi Pembangunan STIE Muhammadiyah Palopo 5(2), 80-88
  4. Azzahrah, F, Annas, S, and Rais, Z. 2022. Hybrid hierarchical clustering dalam pengelompokan daerah rawan bencana tanah longsor di Sulawesi Selatan. VARIANSI: Journal of Statistics and Its application on Teaching and Research 4(3), 153-161
  5. Badan Pusat Statistik. 2023. Jumlah industri dan tenaga kerja menurut kabupaten/ di provinsi jawa tengah 2019 - 2022
  6. Cahyonugroho, O, H, and Jannahdita, D, U. 2023. Analisis pengaruh beban pencemar terhadap kualitas udara ambien dari kegiatan pengembangan universitas X di Surabaya. Prosiding Esec 4(1), 340-345
  7. Dang, J, Xiao, D, Zhang, X, Jia, R, and Jiao, Y. 2024. Optimal configuration of retired battery reconfigurable network considering switching losses. Journal of Energy Storage 101, 113735
  8. Dewi, D, A, I, C, and Pramita, D, A, K. 2019. Analisis perbandingan metode elbow dan silhouette pada algoritma clustering K-medoids dalam pengelompokan produksi kerajinan bali. Matrix: Jurnal Manajemen Teknologi dan Informatika 9(3), 102-109
  9. Gupta, M, K, and Chandra, P. 2020. A comprehensive survey of data mining. International Journal of Information Technology 12(4), 1243-1257
  10. Han, J, Pei, J, and Tong, H. 2022. Datamining: Concepts and techniques. Morgan Kaufmann
  11. Handoko, S, Fauziah, F, and Handayani, E, T, E. 2020. Implementasi data mining untuk menentukan tingkat penjualan paket data telkomsel menggunakan metode K-means clustering. Jurnal Ilmiah Teknologi dan Rekayasa 25(1), 76-88
  12. Harahap, N, A, P, Al Qadri, F, Harahap, D, I, Y, Situmorang, M, and Wulandari, S. 2023. Analisis perkembangan industri manufaktur indonesia. El-Mal: Jurnal Kajian Ekonomi & Bisnis Islam 4(5), 1444-1450
  13. Herman, E, Zsido, K, E, and Fenyves, V. 2022. Cluster analysis with k-mean versus k-medoid in financial performance evaluation. Applied Sciences 12(16), 1-19
  14. Herviany, M, Delima, S, P, Nurhidayah, T, and Kasini, K. 2021. Perbandingan algoritma K-means dan K-medoids untuk pengelompokkan daerah rawan tanah longsor pada provinsi Jawa Barat: Comparison of K-means and K-medoids algorithms for grouping landslide prone areas in west java province. MALCOM: Indonesian Journal of Machine Learning and Computer Science 1(1), 34-40
  15. Huang, H, Yao, X, A, Krisp, J, M, and Jiang, B. 2021. Analytics of location-based big data for smart cities: Opportunities, challenges, and future directions. Computers, Environment and Urban Systems 90, 101712
  16. Jentner, W, and Keim, D, A. 2019. Visualization and visual analytic techniques for patterns. Springer International Publishing, 303-337
  17. Khan, A, S, S, Fatekurohman, M, and Dewi, Y, S. 2023. Perbandingan algoritma K-medoids dan K-means dalam pengelompokan kecamatan berdasarkan produksi padi dan palawija di jember. Jurnal Statistika dan Komputasi 2(2), 67-75
  18. Madbouly, M, M, Darwish, S, M, Bagi, N, A, and Osman, M, A. 2022. Clustering big data based on distributed fuzzy K-medoids: An application to geospatial informatics. IEEE Access 10, 20926-20936
  19. Maharani, S, and Aryanta, W, R. 2023. Dampak buruk polusi udara bagi kesehatan dan cara meminimalkan resikonya. Jurnal Ecocentrism 3(2), 47-58
  20. Muningsih, E, Maryani, I, and Handayani, V, R. 2021. Penerapan metode K-means dan optimasi jumlah cluster dengan index davies bouldin untuk clustering propinsi berdasarkan potensi desa. Evolusi: Jurnal Sains dan Manajemen 9(1), 95-100
  21. Nugraha, M, F, Martano, M, and Hayati, U. 2024. Clustering data indonesian food delivery menggunakan metode K-means pada gofood product list. JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika) 8(3), 3484-3492
  22. Prasetiyo, D, Lestari, W, and Atima, V. 2024. Penerapan clustering dengan K-means untuk pemilihan menu favorit di tetra coffeeshop. JATISI (Jurnal Teknik Informatika dan Sistem Informasi) 11(3)
  23. Prayogo, W, Marhamah, F, Fauzan, H, A, Azizah, R, N, and Va, V. 2021. Strategi pengendalian pencemaran industri untuk pengelolaan mutu air sungai dan tanah di DAS diwak, Jawa Tengah. Jurnal Sumberdaya Alam dan Lingkungan 8(3), 123-132
  24. Riani, A, P, Voutama, A, and Ridwan, T. 2023. Penerapan K-means clustering dalam pengelompokan hasil belajar siswa dengan metode elbow. Jurnal Teknologi Informasi dan Sistem Komputer TGD 6(1), 164-172
  25. Ridwan, M, Situmorang, C, and Darpito, H. 2020. Pengaruh car free day terhadap penggolongan kualitas udara parameter so2 dan no2 di depan mesjid raya sumatera barat padang. Jurnal TechLINK 4(2), 1-10
  26. Romadhon dan Mokhtar, A. 2021. Model penanggulangan pencemaran udara pada mesin asphalt mixing plant. Program Studi Persatuan Insinyur Indonesia 1(1)
  27. Sheikholeslami, R, Razavi, S, Gupta, H, V, Becker, W, and Haghnegahdar, A. 2019. Global sensitivity analysis for high-dimensional problems: How to objectively group factors and measure robustness and convergence while reducing computational cost. Environmental Modelling & Software 111, 282-299
  28. Soca, N, and Woyanti, N. 2021. Pengaruh unit usaha, nilai output, biaya input, dan upah minimum terhadap penyerapan tenaga kerja industri besar dan sedang di provinsi jawa tengah. BISECER (Business Economic Entrepreneurship) 4(2), 27-37
  29. Sowan, B, Tzung-Pei H, Ahmad A, Mohammad A, and Nasim, M. 2023. Ensembling validation indices to estimate the optimal number of clusters. Applied Intelligence 53(9), 9933-9957
  30. Sugiarto, I, R, Hartono, E, D, Widjaja, J, M, Ariffa, R, and Wijaya, J. 2024. Penyelesaian masalah (studi komparasi pengaturan polusi udara menurut hukum negara indonesia dan swiss). Innovative: Journal Of Social Science Research 4(2), 4284-4296
  31. Sulasminingsih, S, Juwariyah, T, Siahaan, Y, Putri, B, H, and Putra, N, A. 2024. Penerapan tema sdgs kehidupan sehat dan sejahtera untuk menangani polusi udara di jakarta. IKRA-ITH Teknologi Jurnal Sains dan Teknologi 8(1), 18-26
  32. Syafrinal, I, and Febrianti, E, L. 2023. Penerapan algoritma K-means pada aplikasi data mining untuk menentukan pola penjualan (studi kasus: Zahra mart). Jurnal Digit: Digital of Information Technology 13(1), 31-40
  33. Tiara, M, I, and Firmawati, N. 2023. Rancang bangun prototipe sistem kontrol penutup ventilasi dan pembersih udara otomatis berbasis mikrokontroler. Jurnal Fisika Unand 12(3), 356-362
  34. Utari, D, T. 2021. Analisis karakteristik wilayah transmisi covid-19 dengan menggunakan metode K-means clustering. Jurnal Media Teknik Dan Sistem Industri 5(1), 25-32
  35. Wibawa, A, P, Miftahuddin, F, and Suyono, S. 2021. K-medoids clustering untuk pembentukan database stopword bahasa jawa. Ranah: Jurnal Kajian Bahasa 10(2), 261-269
  36. Yulianti, A, and Sasana, H. 2021. Analisis peningkatan upah minimum terhadap penyerapan tenaga kerja di provinsi jawa tengah. Jurnal Ekonomi Pembangunan 10(3), 134-143

Last update:

No citation recorded.

Last update: 2025-11-28 15:27:42

No citation recorded.