model bayes untuk pendugaan area kecil dengan penarikan ... · peluang penarikan contoh dalam...

149
MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN CONTOH BERPELUANG TIDAK SAMA PADA KASUS RESPON BINOMIAL DAN MULTINOMIAL APLIKASI : PENDUGAAN INDEKS PENDIDIKAN LEVEL KECAMATAN DI JAWA TIMUR AGNES TUTI RUMIATI G161080031 / STK SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2 0 1 2

Upload: lamhanh

Post on 15-Mar-2019

262 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN CONTOH

BERPELUANG TIDAK SAMA PADA KASUS RESPON BINOMIAL DAN MULTINOMIAL

APLIKASI : PENDUGAAN INDEKS PENDIDIKAN LEVEL

KECAMATAN DI JAWA TIMUR

AGNES TUTI RUMIATI G161080031 / STK

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2 0 1 2

Page 2: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL

DENGAN PENARIKAN CONTOH BERPELUANG TIDAK SAMA PADA KASUS RESPON BINOMIAL

DAN MULTINOMIAL

APLIKASI : PENDUGAAN INDEKS PENDIDIKAN LEVEL

KECAMATAN DI JAWA TIMUR

Oleh: AGNES TUTI RUMIATI

G161080031 / STK

Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor

pada Program Studi Statistika

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2 0 1 2

Page 3: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

J u d u l : Model Bayes untuk Pendugaan Area Kecil dengan

Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama pada Kasus Respon Binomial dan Multinomial. Aplikasi : Pendugaan Indeks Pendidikan Level Kecamatan di Jawa Timur

Nama Mahasiswa : Agnes Tuti Rumiati Nomor Pokok : G161080031 Program Studi : Statistika

Menyetujui:

Komisi Pembimbing

K e t u a Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS

Dr. Ir. I Wayan Mangku, MSc A n g g o t a A n g g o t a

Dr. Ir. Kusman Sadik, MS.

Mengetahui:

Koordinator Program Studi Statistika Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Aji Hamim Wigena, MSc. Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr

Page 4: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul Model Bayes

untuk Pendugaan Area Kecil dengan Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama Pada Kasus Respon Binomial dan Multinomial adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum pernah diajukan kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya penulis lain telah dicantumkan di dalam teks dan daftar pustaka disertasi ini.

Bogor, September 2012

Agnes Tuti Rumiati

NIM. G161080031/STK

Page 5: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

ABSTRACT

AGNES TUTI RUMIATI. Bayesian Models for Small Area Estimation Based on Unequal Probability Sampling of Binomial and Multinomial Responses. Under guidance of KHAIRIL ANWAR NOTODIPUTRO, I WAYAN MANGKU and KUSMAN SADIK

In this research a Bayesian Method of Small Area Estimation (SAE) has been developed based on binomial and multinomial response variables using Susenas data obtained from unequal probability sampling. Case study was carried out to predict education level of the population measured by literacy rate and mean years of schooling in sub-district level in East Java Province. The SAE model for binomial response was developed with two methods, i.e. using weighted logit normal mixed model and involving the probability of sampling selection model as exponential function into the SAE model. A simulation study was carried out by implementing 100 times sampling selection into population data. Penalized Quasi Likelihood (PQL) and Restricted Maximum Likelihood method (REML) was used to parameter estimation of SAE model. Based on the simulation result, we found that the weighted logit normal mixed model gave the best estimate. In application, the weighted logit normal mixed model also provided good prediction of literacy rate in Sumenep and Pasuruan regency.For the multinomial respons, we applied the weighted logit multinomial mixed model. MSE estimation was used Jackknife method and it gave very small MSE of about 1,14 x10-7

.

Keywords: SAE model, Bayesian approach, binomial and multinomial response Monte

Carlo integration, literacy rate, Susenas, unequal probability sampling, logit normal mixed model, logit multinomial mixed model.

Page 6: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

RINGKASAN

Berbagai survei umumnya dirancang untuk menduga parameter populasi

untuk area besar, misalnya untuk wilayah nasional atau regional (provinsi,

kabupaten/kota) dan pendugaan parameternya didasarkan pada rancangan atau

dikatakan sebagai pendugaan langsung. Untuk pendugaan parameter wilayah

yang lebih kecil, umumnya jumlah contoh kurang mencukupi jika digunakan

untuk menduga berdasarkan rancangan.

Di Indonesia, kebutuhan untuk melakukan pendugaan di area kecil mulai

dirasakan terutama untuk merancang dan mengevaluasi kebijakan dan program

pembangunan di level kabupaten /kota. Salah satu indikator yang mengukur hasil

pembangunan di suatu wilayah adalah Indeks Pembangunan Manusia (IPM).

IPM dihitung oleh Badan Pusat Satistik (BPS) dengan menggunakan data dasar

hasil Survai Sosial Ekonomi Nasional (Susenas). Susenas dilakukan oleh BPS

tiap tahun, dirancang untuk menduga parameter sosial-ekonomi level nasional

atau regional sehingga tidak cukup representatif untuk pendugaan parameter

tingkat kecamatan.

Penggunaan data Susenas untuk pendugaan parameter di tingkat

kecamatan atau desa akan menghadapi dua persoalan statistika yaitu:

1)terbatasnya jumlah data karena Susenas ditujukan untuk menduga parameter

berskala nasional atau regional (provinsi sampai kabupaten/kota). 2) penarikan

contohnya memiliki peluang tidak sama karena rancangan penarikan contoh

dalam Susenas adalah penarikan contoh gerombol dua tahap yaitu mengambil

blok sensus pada tahap pertama dan pada tahap ke dua mengambil rumah

tangga pada blok sensus yang terpilih. Oleh karena itu penarikan contoh dalam

Susenas memiliki peluang tidak sama.

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model SAE untuk

menduga Indeks Pendidikan yang merupakan salah satu komponen IPM. Indeks

Pendidikan diukur dengan angka melek huruf dan rata-rata lama sekolah di

suatu wilayah. Angka melek huruf diukur dengan proporsi penduduk berusia 10

tahun ke atas yang bisa baca tulis, sedangkan rata-rata lama sekolah diukur dari

proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas di tiap level pendidikan tertentu.

Proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis adalah

parameter dari sebuah distribusi Binomial, sedangkan proporsi penduduk

Page 7: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

berusia 10 tahun ke atas di tiap level pendidikan tertentu merupakan parameter

dari distribusi Multinomial.

Dalam penelitian disertasi ini, pengembangan model SAE untuk peubah

respon Binomial dan Multinomial berbasis pada penarikan contoh berpeluang

tidak sama mengacu kepada beberapa penelitian tentang pengembangan model

SAE untuk peubah respon binomial dan multinomial, serta pengembangan model

SAE yang memperhitungkan peluang penarikan contoh. Pendugaan parameter

area dilakukan dengan menggunakan pendekatan Bayes.

Dengan melakukan simulasi, diperoleh bahwa model SAE untuk peubah

respon binomial menggunakan sebaran prior logit normal melalui pendekatan

Bayes empirik yang dikembangkan dengan memperhitungkan peluang penarikan

contoh memberikan penduga yang paling baik karena dapat menurunkan bias

dan KTG dari penduga. Dengan mengaplikasikan model SAE logit normal

terbobot melalui pendekatan Bayes, dihasilkan perbedaan antara nilai parameter

populasi dengan prediksinya relatif kecil. Kabupaten Sumenep memiliki rata-

rata bias sebesar 0,0628 dan nilai KTG sebesar 0,0149 dan untuk Kabupaten

Pasuruan rata-rata biasnya sebesar 0,0136 dengan KTG sebesar 0,0212.

Sementara itu metode pendugaan area kecil yang dikembangkan

berdasarkan penarikan contoh informatif yaitu dengan menyertakan model

peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-

rata bias relatif yang rendah namun memberikan akar rata-rata kuadrat bias

relatif maupun KTG yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode pendugaan

menggunakan sebaran prior logit normal terbobot. Besarnya nilai KTG lebih

banyak disebabkan karena ragam pendugaan yang relatif besar sehingga

walaupun memberikan bias yang kecil maka KTG akan cenderung tinggi.

Penurunan bias dari model SAE eksponensial ini menunjukkan bahwa

memperhitungkan peluang penarikan contoh dalam model SAE akan dapat

menurunkan bias. Pfefferman (2010) mengatakan bahwa mengabaikan peluang

penarikan contoh dalam model SAE akan menghasilkan bias pendugaan karena

dengan mengabaikan peluang penarikan contoh, maka pendugaan parameter

model untuk area/unit yang terambil sebagai contoh sama dengan area/unit yang

tidak terambil sebagai contoh.

Berdasarkan hasil simulasi maupun aplikasi di Kabupaten Sumenep dan

Pasuruan membuktikan bahwa model SAE untuk peubah respon binomial

Page 8: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

menggunakan model campuran logit normal terbobot memberikan hasil yang

paling akurat dalam pendugaan parameter proporsi area kecil.

Selanjutnya pendugaan area kecil untuk respon multinomial dilakukan

dengan cara yang sama yaitu melalui model campuran logit multinomial terbobot.

Pendugaan KTG dilakukan dengan menggunakan metode Jackknife. Dari hasil

aplikasi di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan, penduga KTG untuk logit

multinomial terbobot melalui pendekatan Bayes juga memberikan nilai penduga

KTG yang sangat kecil yaitu pada kisaran antara 1,14 x 10-7 sampai 8,17 x10-7

karena pada mumnya kondisi blok sensus di tiap kecamatan relatif sama.

Besarnya KTG tersebut sangat dipengaruhi oleh homogenitas atau heterogenitas

dari nilai respon dari area yang satu ke area yang lain.

Dengan menggunakan metode Jackknife, nilai dugaan KTG untuk

pendugaan area kecil di tiap-tiap katagori bervariasi tergantung kepada

heterogenitas nilai dugaan proporsi dari area ke area. Semakin heterogen maka

akan menghasilkan nilai dugaan KTG yang cenderung lebih besar. Hal yang

sama juga ditemui pada pendugaan area kecil yang memperhitungkan peluang

penarikan contoh.

Besarnya KTG yang dihasilkan oleh metode SAE yang menyertakan

fungsi eksponensial dari peluang percontohan perlu dikaji lebih dalam karena

bias yang dihasilkan relatif sangat kecil sehingga kemungkinan besarnya KTG

disebabkan oleh ragam pendugaan yang besar. Perlu dikembangkan model yang

serupa tetapi dapat menurunkan ragam pendugaan.

Page 9: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

@ Hak Cipta Institut Pertanian Bogor (IPB), Tahun 2012

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruhnya karya tulis ini tanpa

mencantumkan atau menyebutkan sumber:

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,

penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau

tinjauan suatu masalah

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB

2. Dilarang mengumumkan atau memperbanyak sebagian atau seluruh

karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.

Page 10: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan

hidayah-Nyalah akhirnya disertasi dengan judul “Model Bayes untuk Pendugaan

Area Kecil dengan Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama Pada Kasus

Respon Binomial dan Multinomial”, dengan aplikasi Pendugaan Indeks

Pendidikan Level Kecamatan di Jawa Timur ini dapat diselesaikan dengan baik.

Selain untuk memenuhi syarat memperoleh gelar doktor pada program

studi Statistika-IPB, disertasi ditujukan untuk menghasilkan metode statistik yang

dapat digunakan oleh pemerintah atau pihak lain untuk melakukan pendugaan

area kecil yang memiliki jumlah data terbatas tanpa perlu menambah contoh

dengan memanfaatkan informasi yang ada sehingga dapat mengurangi biaya

penelitian.

Selama pelaksanaan penelitian dan penyelesaian disertasi ini, penulis

banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak baik secara moril dan meteriil

sehingga disertasi ini dapat terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini

secara khusus penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, Bapak Dr. I Wayan

Mangku dan Bapak Dr Kusman Sadik selaku dosen pembimbing yang

telah banyak memberikan arahan, bimbingan dan saran hingga

disertasi ini bias diselesaikan dengan baik.

2. Seluruh dosen dan karyawan Departemen Statistika FMIPA IPB yang

telah menjadi teman diskusi, memberikan saran dan dorongan moril.

3. Seluruh dosen dan karyawan Sekolah Pascasarjana IPB yang telah

memberikan layanan pengajaran dan administrasi yang baik.

4. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Statistika FMIPA ITS,

5. Para peneilti dan karyawan BPS Pusat dan Provinsi Jawa Timur yang

banyak membantu memberikan data dan penjelasan terkait data

Susenas dan Sensus Penduduk

Page 11: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

6. Para peneiliti dan karyawan Pusat Penelitian Potensi daerah dan

Pemberdayaan Masyarakat (PDPM), LPPM-ITS yang telah

memberikan bantuin moril dan materiil selama penulis melaksanakan

studi S3 dan menyelesaikan penelitian disertasi

7. Suami dan anak-anak tercinta serta seluruh keluarga yang senantiasa

memberikan dorongan semangat, doa yang ikhlas dan telah

mendampingi penulis selama studi S3 dan menyelesaikan penelitian

disertasi.

8. Teman-teman sesama mahasiswa program Pasca Sarjana di

Departemen Statistika-IPB serta berbagai pihak lain yang tidak dapat

penulis sebutkan satu persatu.

Akhir kata, dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa

disertasi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat

mengharapkan saran dan masukan yang bermanfaat untuk memperbaiki tulisan

disertasi ini. Namun demikian, penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi

mereka yang memerlukannya. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan

kebaikan untuk kita semua.

Bogor, September 2012

Agnes Tuti Rumiati

Page 12: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di kota Mojokerto, Jawa Timur pada tanggal 24 Juli 1957 dari

pasangan Bapak JH Soeratman (alm) dan Ibu P Sri Woelan (alm). Penulis merupakan anak

pertama dari lima bersaudara dan menikah dengan Ir. Nus Irwansyah, MBA dan telah

dikaruniai dua anak yaitu Duta Perdana MA dan Rizqi Yoshita.

Pendidikan Sarjana ditempuh di Jurusan Matematika, FIPIA – ITS lulus pada tahun

1982 dengan pembimbing Bapak I Nyoman Latra, MS. Pada tahun 1996, penulis

memperoleh gelar Master of Science dari School of Mathematics and Statistics, The

University of Sheffield, United Kingdom dengan pembimbing tesis Professor John Biggins.

Sejak tahun 2008 penulis menempuh Program Doktor pada Program Studi Statistika

Sekolah Pascasarjana IPB. Sejak tahun 1985 sampai dengan saat ini penulis bekerja

sebagai dosen di Jurusan Statistika, FMIPA-ITS dan peneliti di Pusat Penelitian Potensi

daerah dan Pemberdayaan Masyarakat (PDPM), Lembaga Penelitian dan Pengabdian

Masyarakat (LPPM)-ITS. Selama mengikuti pendidikan Program Doktor, penulis telah menghasilkan beberapa

karya ilmiah yang telah dipublikasikan dalam seminar nasional serta jurnal ilmiah,

diantaranya :

1. Rumiati, AT, Notodiputro AK, Mangku IW dan Sadik K, 2012. Empirical Bayesian

Method for The Estimation of Literacy Rate at Sub-district Level. Case Study:

Sumenep District of East Java Province, IPTEK, The Journal for Technology and

Science, Vol. 23, No. 1, February 2012.

2. Rumiati, AT, Regresi Polinomial local untuk Data Survey Berskala Besar, Studi

kasus: Model Pengeluaran Rumah Tangga berdasarkan Data Susenas Jawa Timur

2006. Prosiding pada Seminar Nasional Statistika, 7 Nopember 2009. Jurusan ITS-

Surabaya.

Page 13: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .......................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. viii

I. Pendahuluan ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2. Tujuan Penelitian .......................................................................... 5

1.3. Ruang Lingkup ............................................................................. 5

1.4. Kebaruan ..................................................................................... 7

1.5. Sistematika Disertasi.................................................................... 8

II. Tinjauan pustaka ................................................................................ 11

2.1. Pendahuluan ................................................................................ 11

2.2 Model Dasar Pendugaan Area Kecil ............................................ 11

2.2.1. Pendugaan Area Kecil Berbasis Area ............................... 12

2.2.2. Pendugaan Area Kecil Berbasis Unit ................................ 13

2.3 Pendugaan Parameter Model Pendugaan Area kecil ................... 14

2.3.1. Metode Prediksi Tak-bias Linier Terbaik (PTLT) dan

Prediksi Tak-bias Linier Terbaik Empirik (PTLTE) ........... 14

2.3.2 Pendugaan Parameter Model SAE Melalui Pendekatan

Bayes................................................................................ 16

2.4. Peluang Penarikan Contoh .......................................................... 18

2.5. Model SAE dengan Memperhitungkan Peluang Penarikan

Contoh ......................................................................................... 21

2.6 Indeks Pembangunan Manusia (IPM) .......................................... 23

2.6.1. Cara Perhitungan IPM ...................................................... 24

2.6.2. Indikator Pendidikan/ Pengetahuan .................................. 26

2.7. Survei Sosial Ekonomi Nasional (Susenas) ................................. 27

2.7.1. Kerangka Percontohan dan Metode Penarikan Contoh .... 27

2.7.2. Penentuan Bobot .............................................................. 28

Page 14: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

ii

III. Model Bayes untuk Pendugaan Area Kecil Berbasis Peubah Respon Binomial ................................................................................ 30

3.1 Pendahuluan ............................................................................... 30

3.2 Metode Pendugaan Langsung Melalui Pendekatan Bayes.......... 32

3.2.1. Pendugaan Bayes Menggunakan Sebaran Prior Beta .... 32

3.2.2. Pendekatan Bayes Menggunakan Sebaran Prior Logit-

Normal.............................................................................. 35

3.3. Metode Pendugaan Tak Langsung Melalui Pendekatan Bayes . . 36

3.4. Aplikasi : Pendugaan Angka Melek Huruf di Tingkat

Kecamatan, Kabupaten Sumenep Berbasis Data Susenas ......... 39

3.4.1. Pendugaan Langsung ...................................................... 40

3.4.2. Pendugaan Tak Langsung .............................................. 43

3.5. Pembahasan ............................................................................... 45

IV. Model SAE Berbasis Sebaran Respon Multinomial Melalui Pendekatan Bayes .............................................................................. 47

4.1. Pendahuluan .............................................................................. 47

4.2. Model SAE untuk Respon Multinomial ....................................... 48

4.2.1. Pendugaan Parameter Model ......................................... 49

4.2.2. Pendugaan Ragam ......................................................... 52

4.2.3. Pendugaan Parameter Area Melalui Pendekatan Bayes .

54

4.3. Aplikasi: Pendugaan Rata-Rata Lama Sekolah Tingkat

Kecamatan di Jawa Timur Berbasis Data Susenas 2010 ........... 56

4.3.1. Pengukuran Peubah Respon dan Peubah Penyerta ....... 56

4.3.2. Hasil Eksplorasi Data ...................................................... 57

4.3.3. Pendugaan Rata-rata Lama Sekolah di Tingkat

Kecamatan ..................................................................... 58

4.4. Pembahasan .............................................................................. 60

V. Model Bayes Pendugaan Area Kecil untuk Respon Binomial dan Multinomial Berbasis Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama.....................................................................................................

62

5.1. Pendahuluan .............................................................................. 62

5.2. Penyertaan Peluang Penarikan Contoh pada Model SAE........... 63

Page 15: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

iii

5.3. Pendugaan Area Kecil Menggunakan Model Campuran Linier

Terbobot ...................................................................................... 70

5.4. Pengembangan Model Bayes SAE Berbasis Penarikan Contoh

Berpeluang Tidak Sama untuk Respon Binomial ......................... 71

5.4.1. Penentuan Bobot ............................................................ 72

5.4.2. Metode Pendugaan Parameter Area Kecil dengan

Menyertakan Peluang Penarikan Contoh yang Bersifat

Eksponensial .................................................................. 73

5.4.3. Metode Pendugaan Parameter Area Kecil

menggunakan Model Linier Campuran Terbobot ........... 74

5.4.4. Evaluasi Terhadap Penduga............................................ 74

5.4.5. Simulasi............................................................................ 75

5.4.6. Aplikasi : Pendugaan Angka Melek Huruf di Kabupaten

Sumenep dan Kabupaten Pasuruan Provinsi Jawa

Timur............................................................................ 78

5.5 Model SAE Berbasis Penarikan Contoh Berpeluang Tidak

Sama Untuk Peubah Respon Multinomial .................................. 80

5.5.1. Pengembangan model SAE: Model Campuran Logit

Multinomial Terbobot........................................................ 80

5.5.2. Aplikasi: Pendugaan rata-rata lama sekolah di tingkat

kecamatan di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten

Pasuruan..........................................................................

82

5.6. Perhitungan Indeks Pendidikan di Kabupaten Sumenep dan

Pasuruan ..................................................................................... 84

5.7 Pembahasan................................................................................ 86

5.7.1. Model SAE untuk respon Binomial dengan

memperhitungkan peluang penarikan contoh.................. 86

5.7.2. Model SAE untuk respon Multinomial dengan

memperhitungkan peluang penarikan contoh.................. 87

IV. Pembahasan ...................................................................................... 88

6.1. Pendahuluan………………………………………………………. 88

6.2. Perbandingan metode pendugaan langsung dan tak langsung

untuk pendugaan area kecil melalui pendekatan Bayes............ 88

Page 16: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

iv

6.3. Pengaruh peluang penarikan contoh dalam Model SAE untuk

respon Binomial dalam peningkatan kualitas penduga............... 90

6.4. Pengembangan model SAE berbasis pada peubah respon

Multinomial dengan penarikan contoh berpeluang tidak sama... 90

VII Kesimpulan dan Saran ………………………………………………… 93

7.1. Kesimpulan…………………………………………………………. 93

7.2. Saran………………………………………………………………… 94

Daftar Pustaka …………………………………………………………………. 95

Daftar Istilah ……………………………………………………………………. 99

Lampiran ……………………………………………………………………….. 100

Page 17: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

v

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Peubah dan sumber data dari masing-masing komponen IPM ... 24

Tabel 2.2. Nilai Maksimum dan Nilai Minimum Indikator Komponen IPM ..... 25 Tabel 2.3. Konversi tahun untuk tingkat/kelas pendidikan yang ditamatkan . 26

Tabel 3.2. Rata-rata pendugaan angka melek huruf dan KTG kecamatan di

Kabupeten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan menggunakan

pendekatan Bayes ...................................................................... 46

Tabel 4.1. Klasifikasi tingkat pendidikan tertinggi penduduk usia 10 tahun

ke atas ........................................................................................... 56

Tabel 4.2. Rata-rata dugaan proporsi penduduk pada jenjang pendidikan

tertentu dan rata-rata nilai KTG dugaan tiap kecamatan di

Kabupaten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan .......................... 58

Tabel 5.1. Nilai rata-rata bias relatif dan rata-rata kuadrat bias relatif untuk

model terbobot dan model eksponensial ..................................... 78

Tabel 5.2. Hasil Simulasi Dugaan pi

78

(proporsi penduduk usia 10 tahun ke

atas yang bisa baca tulis) untuk tiap blok sensus di Kecamatan

Lenteng, Kabupaten Sumenep....................................

Tabel 6.1 Perbandingan kualitas penduga untuk model SAE untuk respon

Binomial dengan dan tanpa memperhatikan peluang penarikan

contoh........................................................................................... 91

Page 18: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Kerangka Penelitian Pengembangan Model SAE untuk

Peubah Respon Binomial…....................................................... 6

Gambar 1.2 Kerangka Penelitian Pengembangan Model SAE untuk

Peubah Respon Multinomial...................................................... 7

Gambar 3.1 Proporsi Penduduk 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis

berdasarkan data Susenas tahun 2010 di Kabupaten

Sumenep dan Pasuruan........................................................... 39

Gambar 3.2 Hasil Pendugaan angka melek huruf dengan menggunakan

metode klasik dan Metode Bayes .......................................... 42

Gambar 3.3 Plot dari nilai dugaan KTG menggunakan sebaran prior Beta

dan Logit-Normal melalui metode pendugaan langsung.......... 43

Gambar 3.4 Hubungan kemampuan baca tulis dengan usia berdasarkan

jenis kelamin di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten

Pasuruan ............................................................................... 44

Gambar 3.5 Plot hasil dugaan angka melek huruf dan KTG di Kabupaten

Sumenep .................................................................... ………. 45

Gambar 3.6 Plot hasil dugaan paramater pi

Pasuruan.............................................................................

(angka melek huruf) dan KTG di Kabupaten

45

Gambar 4.1 Proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas berdasarkan

lama sekolah berdasarkan data Susenas 2010 di Kabupaten

Sumenep dan Kabupaten Pasuruan........................................ 57

Gambar 4.2 Plot Hasil dugaan proporsi penduduk berusia 10 tahun keatas

di tiap jenjang pendidikan di Kabupaten Sumenep dan

Kabupaten Sumenep .............................................................. 59

Gambar 4.3 Plot Hasil Proporsi Penduduk Berusia 10 tahun keatas di tiap

jenjang pendidikan dan Nilai Dugaan KTG di Kabupaten

Pasuruan ................................................................................ 59

Gambar 4.4 Plot Hasil Dugaan Angka Melek Huruf dan Nilai KTG Dugaan

di Kabupaten Sumenep .......................................................... 60

Page 19: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

vii

Gambar 5.1 Plot hasil simulasi pendugaan pi (angka melek huruf) untuk

tiap blok sensus di Kecamatan Lenteng, Kabupaten Sumenep 77

Gambar 5.2 Plot hasil simulasi bias pendugaan pi

77

untuk tiap blok sensus

di Kecamatan Lenteng, Kabupaten Sumenep .....................

Gambar 5.3 Nilai dugaan, parameter populasi, dan bias dugaan angka

melek huruf di Kabupaten Sumenep......................................... 79

Gambar 5.4 Nilai dugaan, parameter populasi, dan bias dugaan angka

melek huruf di Kabupaten Pasuruan....................................... 79

Gambar 5.5 Nilai dugaan proporsi penduduk pada tiap jenjang pendidikan

tertentu dan Dugaan KTG Menggunakan Model SAE logit

multinomial terbobot di Kabupaten Sumenep........................... 83

Gambar 5.6 Nilai dugaan proporsi penduduk pada tiap jenjang pendidikan

tertentu dan Dugaan KTG menggunakan model SAE logit

multinomial terbobot di Kabupaten Pasuruan........................... 84

Gambar 5.7 Nilai dugaan rata-rata lama sekolah menggunakan model

SAE logit multinomial terbobot di Kabupaten Sumenep dan

Pasuruan.................................................................................... 84

Gambar 5.8 Prediksi Indeks Pendidikan di Kabupaten Sumenep dan

Kabupaten Pasuruan Menggunakan Model SAE………………. 85

Gambar 5.9 Peta Tematik Indeks Pendidikan di Kabupaten Sumenep……. 85

Gambar 5.10 Peta Tematik Indeks Pendidikan di Kabupaten Pasuruan……. 86

Page 20: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

viii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Program SAS untuk pendugaan model SAE ...................... 100

Lampiran 2 Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil

melalui pendugaan langsung melalui sebaran prior logit

normal ................................................................................ 101

Lampiran 3 Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil

melalui pendugaan langsung melalui sebaran prior beta .... 103

Lampiran 4 Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil

melalui pendugaan tak langsung (berbasis model) melalui

sebaran prior logit normal tanpa bobot ............................... 105

Lampiran 5 Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil

melalui pendugaan tak langsung melalui sebaran prior

logit normal dengan memperhitungkan bobot peluang ....... 107

Lampiran 6 Jumlah penduduk usia 10 tahun keatas berdasarkan data

sensus dan susenas serta jumlah blok sensus di tiap

kecamatan di Kabupaten Sumenep .................................... 109

Lampiran 7 Jumlah penduduk usia 10 tahun keatas berdasarkan data

sensus dan susenas serta jumlah blok sensus di tiap

kecamatan di Kabupaten Pasuruan .................................... 110

Lampiran 8 Hasil Pendugaan Paramater pi (proporsi penduduk berusia

10 tahun ke atas yang bisa baca tulis) dan KTG untuk

masing-masing kecamatan di Kabupaten Sumenep ........... 111

Lampiran 9 Hasil Pendugaan Paramater pi (proporsi penduduk berusia

10 tahun ke atas yang bisa baca tulis) dan KTG untuk

masing-masing kecamatan di Kabupaten Pasuruan ........... 112

Lampiran 10 Hasil pendugaan proporsi penduduk pada tiap tingkat

pendidikan tertinggi di Kabupaten Sumenep ...................... 113

Lampiran 11 Hasil pendugaan KTG untuk pendugaan proporsi

penduduk pada tiap tingkat pendidikan tertinggi di

Kabupaten Sumenep .......................................................... 114

Lampiran 12 Hasil pendugaan proporsi penduduk pada tiap tingkat

pendidikan tertinggi di Kabupaten Pasuruan ...................... 115

Page 21: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

ix

Lampiran 13 Hasil pendugaan KTG untuk pendugaan proporsi

penduduk pada tiap tingkat pendidikan tertinggi di

Kabupaten Pasuruan .......................................................... 116

Lampiran 14 Hasil pendugaan angka melek huruf di tiap kecamatan

berdasarkan model campuran logit normal terbobot dan

model campuran logit normal terbobot di Kabupaten

Sumenep ............................................................................ 117

Lampiran 15 Hasil pendugaan angka melek huruf di tiap kecamatan

berdasarkan model campuran logit normal terbobot di

Kabupaten Pasuruan .......................................................... 118

Lampiran 16 Hasil pendugaan angka melek huruf di tiap kecamatan

berdasarkan model campuran logit multinomial terbobot

di Kecamatan Pragaan, Kabupaten Sumenep .................... 119

Lampiran 17 Pendugaan KTG untuk penduga proporsi penduduk di

tiap jenjang pendidikan berdasarkan model campuran logit

multinomial terbobot di Kabupaten Sumenep ..................... 120

Lampiran 18 Hasil pendugaan proporsi penduduk di tiap jenjang

pendidikan berdasarkan model campuran logit

multinomial terbobot di Kabupaten Pasuruan .................... 121

Lampiran 19 Penduga KTG untuk penduga proporsi penduduk di tiap

jenjang pendidikan berdasarkan model campuran logit

multinomial terbobot di Kabupaten Pasuruan ................... 122

Lampiran 20 Prediksi Indeks Pendidikan di Kabupaten Sumenep

menggunakan model SAE …………………………………... 123

Lampiran 21 Prediksi Indeks Pendidikan di Kabupaten Pasuruan

menggunakan model SAE …………………………………… 124

Lampiran 22 Hubungan antara Proprosi Penduduk untuk tiap jenjang

pendidikan Berdasarkan Usia dan jenis kelamin di

kabupaten Sumenep .......................................................... 125

Lampiran 23 Hubungan antara Proprosi Penduduk untuk tiap jenjang

pendidikan dengan Usia dan jenis kelamin di kabupaten

Pasuruan ........................................................................... 126

Page 22: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

1

BAB I Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Berbagai survei umumnya dirancang untuk menduga parameter populasi

untuk area besar, misalnya untuk wilayah nasional atau regional (provinsi,

kabupaten/kota) dan pendugaan parameternya didasarkan pada rancangan atau

dikatakan sebagai pendugaan langsung. Untuk pendugaan parameter wilayah

yang lebih kecil, umumnya jumlah contoh kurang mencukupi jika digunakan

untuk pendugaan berdasarkan rancangan.

Dewasa ini telah dikembangkan sebuah metode pendugaan parameter di

suatu area dimana jumlah contohnya berukuran kecil dan bahkan tidak ada yaitu

Metode Pendugaan Area Kecil atau Small Area Estimation (SAE). Pendugaan

dalam SAE didasarkan pada model dan merupakan pendugaan tidak langsung.

Oleh karena itu dibutuhkan informasi tambahan dari peubah yang memiliki

hubungan dengan peubah yang sedang diamati yang disebut sebagai peubah

penyerta (auxiliary variable).

Model SAE pertama kali diperkenalkan oleh Fay & Heriot (1979), yaitu

model yang memperhitungkan dua jenis keragaman yang mencakup 1)

keragaman peubah respon yang tidak dapat diterangkan seluruhnya oleh

hubungan peubah respon dengan informasi tambahan yang disebut model

pengaruh tetap dan 2) keragaman spesifik area kecil yang tidak dapat

diterangkan oleh informasi tambahan, merupakan pengaruh acak area kecil.

Oleh karena itu model SAE mengandung dua komponen galat yaitu galat karena

model dan galat karena pendugaan parameter secara langsung. Rataan atau

tolal area kecil dapat dinyatakan sebagai kombinasi linier dari pengaruh tetap

dan pengaruh acak.

Secara aliran klasik, pendugaan parameter untuk model dasar SAE

biasanya menggunakan metode Prediksi Tak-bias Linier Terbaik (Best Linear

Unbiased Predictor) yaitu dengan meminimumkan Kuadrat Tengah Galat (KTG)

dari penduga. Pendugaan dengan Prediksi Tak-bias Linier Terbaik (PTLT) ini

tidak tergantung pada kenormalan dari pengaruh acak tetapi tergantung pada

ragam atau koragam dari pengaruh acak. Sedangkan komponen ragam-

Page 23: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

2

koragam sering diduga dengan menggunakan metode Kemungkinan Maksimum

(Maximum Likelihood:ML) atau Kemungkinan Maksimum Berkendala (Restricted

Maximum Likelihood: REML) dengan mengasumsikan kenormalan. Dengan cara

tersebut pendugaan melalui proses dua tahap yang dikenal sebagai Prediksi

Tak-bias Linier Terbaik Empirik (PTLTE). Rao (2003) mengatakan bahwa

metode BLUP atau EBLUP hanya cocok untuk peubah kontinu, tetapi kurang

sesuai jika digunakan untuk pemodelan peubah respon bertipe diskrit.

Metode PTLT atau PTLTE dapat diaplikasikan untuk model linier

campuran yang banyak digunakan untuk pendugaan area kecil. Dalam

pendugaan parameter dari model linier campuran tersebut tidak dibutuhkan

kenormalan dari pengaruh acak dan galat , tetapi kenormalan dibutuhkan untuk

mendapatkan penduga KTG yang akurat (Rao, 2003). Model linier campuran itu

sendiri dirancang untuk peubah bertipe kontinu dan kurang sesuai untuk peubah

bertipe diskrit (biner atau cacahan). Untuk data biner atau cacahan, khususnya

model regresi logistik dan model log linier akan lebih tepat menggunakan

metode pendugaan melalui pendekatan Bayes, baik melalui metode Bayes

Empirik (Empirical Bayes) maupun metode Bayes Berhirarki (Hierarchical

Bayes).

Di Indonesia, beberapa peneliti yang mengembangkan model SAE

diantaranya adalah Kurnia et al. (2007), yang membahas pengaruh mis-

spesifikasi desain survey pada pendugaan area kecil. Selain itu Kurnia et al.

(2007) membahas tentang pendekatan non parameterik dalam SAE. Selanjutnya

Kurnia (2009) meneliti tentang prediksi terbaik empirik untuk model transformasi

logaritma di dalam pendugaan area kecil dengan penerapan pada data

Susenas. Peneliti yang lain adalah Sadik (2009) mengembangkan metode

prediksi tak-bias linear terbaik dan bayes berhirarki untuk pendugaan area kecil

berdasarkan model state space.

Beberapa peneliti yang telah mengembangkan model pendugaan area

kecil untuk data biner diantaranya adalah Malec et al. (1997), Boostra et al.

(2011), Jiang dan Lahiri (2001), Rao (2003), Clarke et al. (2006) dan Chandra et

al. (2009). Para peneliti tersebut umumnya menggunakan sebaran prior Beta

atau logit normal, sedangkan untuk pendugaan parameter digunakan metode

Kemungkinan Quasi Berpenalti (Penalized Quasi-Likelihood) dan pendugaan

ragam dengan menggunakan pendekatan ML atau REML. Metode SAE untuk

Page 24: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

3

data biner yang dikembangkan oleh para peneliti tersebut tidak

memperhitungkan peluang percontohan dari data yang digunakan.

Model SAE berbasis sebaran multinomial telah dikembangkan oleh Molina

et al. (2007) dengan metode yang didasarkan pada aplikasi dari Model

Campuran Logit Multinomial (Multinomial Logit Mixed Model). Model SAE untuk

peubah multinomial oleh Molina mengasumsikan pengaruh acak yang sama

untuk semua katagori. Scealy (2010) mengembangkan model Molina et al.

(2007) dengan memasukkan pengaruh acak katagori. Untuk pendugaan

parameter model Scealy (2010) mengaplikasikan metode Kemungkinan Quasi

Berpenalti (KQB), pendekatan ML dan/atau REML. Metode tersebut kemudian

diaplikasikan untuk pendugaan parameter angkatan kerja di area kecil.

Pendugaan KTG untuk penduga parameter didekati melalui dua metode yaitu

bootstrap parametrik dan pendekatan analitik serta kemudian membandingkan

keduanya. Sceally (2010) menghasilkan bahwa metode boostrap parametrik

memberikan hasil lebih baik dibandingkan dengan pendekatan analitik, namun

perbedaannya sangat kecil.

Pada umumnya di dalam model SAE dianggap semua area terwakili dalam

contoh atau dianggap bahwa contoh area dipilih dengan peluang yang sama

(Pfeffermann 2010). Hanya ada beberapa studi yang memperhatikan struktur

peluang percontohan dengan menggunakan peluang tidak sama, misalnya Kott

(1990), Arora dan Lahiri (1997) serta Prasad dan Rao (1999). Pfeffermann

(2010) berbendapat bahwa pendugaan yang dilakukan tanpa memperhatikan

peluang penarikan contoh akan menghasilkan penduga yang berbias. Demikian

juga Lehtonen (2009) menyatakan bahwa dengan menyertakan bobot peluang

penarikan contoh ke dalam model, misalkan proporsional terhadap ukuran

populasi atau proportional to size (pps), dapat dihasilkan peningkatan akurasi

dan pengurangan bias. Lehtonen (2009) mengembangkan pendugaan langsung

di area kecil yang mengaplikasikan Model Generalized Regression (GREG)

dimana pendugaan parameter menggunakan metode PTLTE yang menyertakan

bobot unit contoh.

Model SAE yang memperhitungkan struktur peluang penarikan contoh

yang telah dikembangkan oleh para peneliti tersebut adalah untuk model SAE

dengan peubah respon normal. Pendugaan parameter menggunakan

pendekatan klasik yaitu mengaplikasikan PTLT atau PTLTE. Pengembangan

model SAE berbasis penarikan contoh berpeluang tidak sama khusus untuk data

Page 25: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

4

biner dibahas oleh Chen et al. (2010) yang menggunakan pendekatan Bayes

Empirik dan Berhirarki.

Di Indonesia, kebutuhan untuk pendugaan area kecil misalkan kecamatan

atau desa makin meningkat, khususnya untuk menyusun kebijakan atau

perencanaan pembangunan oleh pemerintah daerah. Salah satu indikator yang

dijadikan dasar dalam perencanaan pembangunan adalah Indeks Pembangunan

Manusia (IPM) yang mengukur pencapaian hasil pembangunan di sebuah

wilayah (BPS 2005). IPM diukur dalam 3 dimensi dasar yaitu: 1)Hidup yang sehat

dan panjang umur yang diukur dengan harapan hidup saat kelahiran; 2)

Pengetahuan yang diukur dengan angka tingkat baca tulis pada orang dewasa

dan rata-rata lama sekolah serta 3) standar hidup layak yang diukur dengan daya

beli (UNDP 1998). IPM dapat digunakan untuk mengklasifikasikan apakah

sebuah wilayah adalah maju, berkembang atau terbelakang, Selain itu IPM juga

digunakan untuk mengukur pengaruh dari kebijakan ekonomi terhadap kualitas

hidup. Di Indonesia perhitungan IPM dilakukan oleh Badan Pusat Statistik (BPS)

yang secara resmi mempublikasikan IPM secara periodik setiap tahun untuk

tingkat provinsi dan kabupaten/kota.

Dewasa ini perhitungan IPM untuk tingkat kecamatan mulai dibutuhkan

untuk digunakan sebagai dasar perencanaan pembangunan di tingkat

Kabupaten. IPM untuk tingkat kecamatan, yang membandingkan hasil

pembangunan antar kecamatan, baru dilakukan oleh sebagian pemerintah

kabupaten/kota. Perhitungan IPM di tingkat kecamatan umumnya dilakukan

dengan cara klasik, yaitu menggunakan pendugaan langsung dengan cara

menambah jumlah contoh agar mencukupi. Sebagai contoh perhitungan IPM

untuk Kabupaten Probolinggo (Rumiati et al. 2007), Sumenep (Rumiati et al.

2008), Tuban (Rumiati et al. 2009) dilakukan dengan memanfaatkan data Survei

Sosial Ekonomi Nasional (Susenas) dan menambah jumlah data melalui survai.

Penggunaan data Susenas untuk pendugaan parameter di tingkat

kecamatan atau desa akan menghadapi dua persoalan statistik yaitu:

1)terbatasnya jumlah data karena Susenas ditujukan untuk menduga parameter

berskala nasional atau regional (provinsi sampai kabupaten/kota). 2) penarikan

contohnya memiliki peluang tidak sama karena rancangan penarikan contoh

dalam Susenas adalah penarikan contoh gerombol dua tahap yaitu mengambil

blok sensus pada tahap pertama dan pada tahap ke dua mengambil rumah

Page 26: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

5

tangga pada blok sensus yang terpilih. Oleh karena itu penarikan contoh dalam

Susenas memiliki peluang tidak sama.

Dalam penelitian ini dibahas pengembangan metode SAE yang dapat

digunakan untuk menduga parameter pendidikan yang merupakan komponen

Indeks Pendidikan dalam IPM. Perhitungan Indeks Pendidikan melalui

pendugaan angka melek huruf dan rata-rata lama sekolah. Angka melek huruf

dihitung berdasarkan proporsi penduduk yang mampu baca dan tulis dari

penduduk yang berusia 10 tahun ke atas. Sedangkan rata-rata lama sekolah

dihitung berdasarkan proporsi penduduk yang telah berada pada jenjang

pendidikan tertentu yang dikalikan dengan lama menempuh pendidikan di

jenjang tersebut dibagi dengan jumlah penduduk. Jumlah penduduk yang bisa

baca tulis diasumsikan memiliki sebaran Binomial dan jumlah penduduk pada

tiap jenjang pendidikan diasumsikan memiliki sebaran Multinomial. Selanjutnya

karena perhitungan IPM menggunakan data Susenas, maka persoalan statistik

terkait dengan keterbatasan jumlah data dan ketidaksamaan peluang dalam

penarikan contoh. Oleh karena itu yang menjadi pertanyaan penelitian ini

adalah bagaimana model pendugaan area kecil untuk peubah respon binomial

dan multinomial pada kasus penarikan contoh berpeluang tidak sama.

Rao (2003) mengatakan bahwa untuk data biner atau cacahan, khususnya

model regresi logistik dan model log linier akan lebih tepat menggunakan

metode pendugaan melalui pendekatan Bayes. Oleh karena itu dalam penelitian

ini pendugaan area kecil dilakukan melalui pendekatan Bayes didasarkan pada

model SAE untuk peubah respon Binomial dan Multinomial berbasis peluang

penarikan contoh tidak sama. Selanjutnya model SAE yang dihasilkan

diaplikasikan untuk pendugaan Indeks Pendidikan kecamatan di Kabupaten

Sumenep dan Kabupaten Pasuruan, Provinsi Jawa Timur.

1.2. Tujuan Penelitian

1. Mengembangkan model SAE berbasis sebaran Binomial dan Multinomial

melalui pendekatan Bayes dengan penarikan contoh berpeluang tidak

sama.

2. Mengaplikasikan metode pendugaan area kecil yang diperoleh dari

tujuan pertama untuk menduga angka melek huruf dan rata-rata lama

sekolah ditingkat kecamatan dalam rangka menghitung Indeks Pendidikan

di Studi kasus Kabupaten Sumenep dan Pasuruan.

Page 27: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

6

1.3. Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian ini meliputi pengembangan metode pendugaan

area kecil untuk peubah respon Binomial dan Multinomial melalui pendekatan

Bayes. Pengembangan model SAE akan memperhatikan peluang penarikan

contoh mengingat penerapan dari metode SAE tersebut diaplikasikan untuk

menduga Indeks Pendidikan di tingkat kecamatan dengan data Susenas dimana

contohnya diambil berdasarkan peluang tidak sama.

Secara khusus model SAE yang akan dikaji merupakan model berbasis

unit dengan pendugaan parameter menggunakan metode Bayes Empirik

berdasarkan sebaran prior logit normal dari parameter (pi

Metode SAE yang dikembangkan untuk peubah respon Binomial dan

Multinomial berbasis peluang contoh tidak sama diaplikasikan untuk menduga

Indeks Pendidikan di tingkat kecamatan di Jawa Timur. Studi kasus yang diambil

adalah kabupaten Sumenep (yang mewakili daerah pertanian dan perkebunan)

dan Kabupaten Pasuruan (mewakili daerah industri) di Jawa Timur. Secara garis

besar kerangka penelitian dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.

) yang diduga. Metode

pendugaan parameter menggunakan integrasi numerik karena penyelesaian

persamaan secara analitik untuk model Bayes khususnya berbasis data biner

sulit ditemukan.

1.4. Kebaruan

Beberapa peneliti telah melakukan pengembangan model SAE untuk

peubah respon Binomial dan Multinomial yang berbasis data biner, baik melalui

pendekatan klasik maupun melalui pendekatan Bayes. Model SAE yang

dikembangkan umumnya tidak memperhatikan peluang penarikan contoh dan

menganggap contoh yang digunakan berdasarkan pada penarikan contoh secara

acak dengan peluang yang sama. Pendugaan parameter dalam penelitian ini

memperhitungkan cara penarikan contoh khususnya untuk penarikan contoh

berpeluang tidak sama.

Dengan menggunakan data Susenas, pendugaan IPM oleh BPS di

Indonesia hanya sampai tingkat kabupaten/ kota karena ketidak cukupan data

untuk area yang lebih kecil (kecamatan atau desa). Pendugaan IPM di level

kecamatan umumnya dilakukan dengan menambah jumlah contoh dimana

pendugaan parameter dilakukan secara langsung dan tanpa memperhitungan

peluang tiap unit contoh.

Page 28: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

7

Tanpa memperhatikan peluang penarikan contoh

Model logit normal terbobot

Pendugaan Parameter Area : Pendekatan Bayes

Model logit normal

Pendugaan Parameter model SAE : PQL/REML

Model SAE dengan Fungsi Peluang Eksponensial

Dengan memperhatikan peluang penarikan contoh

Pendugaan Parameter model : Metode KM

Simulasi

Aplikasi

Perhitungan bobot area kecil (bloksensus )

Lokasi: Kecamatan Lenteng , Kabupaten Sumenep

Data Sensus Penduduk 2010

Perhitungan bobot individu

Penarikan contoh area (blok sensus) : 5 area

Penarikan contoh RT 16 RT

diulang 100 x

100 set contoh tanpa bobot

100 set contoh dengan bobot

Model logit normal terbobot

Model logit normal

1

2

2

Model SAE dengan menyertakan fungsi peluang penarikan contoh

Lokasi: Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Data Sensus Penduduk 2010

Data Susenas 2010 Model logit normal terbobot Perhitungan bobot area

kecil (bloksensus ) Perhitungan bobot individu

Perhitungan angka melek huruf di tiap kecamatan

Perhitungan bias Perhitungan KTG

Model logit normal tanpa bobot

PerhitunganBias, KTG

PerhitunganBias, KTG

Pengembangan Model

Gambar 1.1.

Kerangka Penelitian Pengembangan Model SAE untuk Peubah Respon Binomial Keterangan

1. Tahap pengembangan model SAE dengan respon binomial dengan memperhatikan struktur peluang

2. Simulasi dengan mengambil kecamatan Lenteng, yaitu dengan penarikan contoh gerombol dua tahap yang diulang sebanyak 100 kali

3. Aplikasi, menerapkan model terbaik yang diperoleh dari hasil aplikasi untuk menduga angka melek huruf di level kecamatan di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Page 29: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

8

Pengembangan Model

Pendugaan Parameter model SAE : KQB/KMB

Pendugaan Parameter Area : Pendekatan Bayes

Tanpa memperhatikan peluang penarikan contoh

Model logit multinomial terbobot

Pendugaan Parameter Area : Pendekatan Bayes

Model logit multinomial

Pendugaan Parameter model SAE : KQB/KMB

Dengan memperhatikan peluang penarikan contoh

Aplikasi

1

2 Lokasi: Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Data Susenas 2010 Model logit multinomial terbobot

Perhitungan bobot area kecil (bloksensus )

Perhitungan bobot individu

Perhitungan rata-rata lama sekolah di tiap kecamatan

Model logit multinomial tanpa bobot

Perhitungan KTG

Gambar 1.2. Kerangka Penelitian Pengembangan Model SAE untuk Peubah Respon

Multinomial

Keterangan 1. Tahap pengembangan model SAE dengan respon multinomial dengan

memperhatikan struktur peluang 2. Aplikasi, menerapkan model logit multinomial untuk pendugaan rata-rata lama

sekolah di level kecamatan di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Dalam disertasi ini dibahas tentang pendugaan Indeks Pendidikan sebagai

salah satu komponen IPM di area kecil (kecamatan) didasarkan pada sebaran

Binomial untuk pendugaan angka melek huruf dan sebaran Multinomial untuk

pendugaan rata-rata lama sekolah. Kebaruan dari penelitan ini adalah:

1. Disertasi ini mengembangkan Metode SAE berbasis respon Binomial dan

Multinomial melalui pendekatan Bayes dengan memperhitungkan peluang

penarikan contoh.

2. Disertasi ini mengembangkan Metode Bayes SAE yang dapat

diaplikasikan untuk menduga Indeks Pendidikan di tingkat kecamatan

dengan memperhitungan bobot dalam percontohan Susenas. Pendekatan

Page 30: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

9

semacam ini, yaitu pendugaan Bayes dengan memperhitungkan bobot

percontohan belum pernah dilakukan baik oleh BPS maupun oleh peneliti

lain. Oleh karena itu disertasi ini menghasilkan metode baru untuk

pendugaan Indeks Pendidikan dengan tingkat akurasi dan presisi yang

lebih tinggi.

1.5. Sistematika Disertasi

Disertasi ini terbagi menjadi 3 (tiga) bagian besar. Bagian pertama

membahas tentang pendugaan area kecil secara umum dan hal-hal yang terkait

dengan proses penarikan contoh serta perhitungan IPM. Bagian kedua

membahas perkembangan model SAE khususnya untuk sebaran respon

Binomial dan Multinomial dengan contoh penerapan dalam pendugaan angka

melek huruf dan rata-rata lama sekolah di level kecamatan di di dua kabupaten di

Jawa Timur. Bagian ketiga membahas pengembangan model SAE untuk

sebaran Binomial dan Multinomial berbasis pada penarikan contoh berpeluang

tidak sama dan penerapannya untuk pendugaan Indeks Pendidikan di level

Kecamatan di Jawa Timur. Secara rinci disertasi ini terbagi kedalam 7 bab. Bab 1

adalah pendahuluan yang berisi uraian latar belakang, yujuan, ruang lingkup dan

kebaruan dari disertasi.

Pada bab II dibahas tinjauan pustaka berisi tentang model dasar SAE dan

perkembangannya, meliputi pendugaan parameter menggunakan pendekatan

klasik dan pendekatan Bayes. Di dalam tinjauan pustaka juga dibahas tentang

metode penarikan contoh dalam Susenas serta penentuan bobot untuk

kepentingan pendugaan parameter dengan metode langsung. Selanjutnya pada

bab II ini juga dibahas tentang Indeks Pembangunan Manusia (IPM) dan Indeks

Pendidikan serta cara perhitungannya.

Pada bab III dibahas tentang pendugaan area kecil untuk respon Binomial,

khususnya untuk pendugaan parameter berbasis model dengan pendekatan

Bayes. Dalam bab ini juga disajikan pendugaan Bayes dengan metode langsung

(tidak berbasis model) yaitu dengan menggunakan sebaran prior Beta dan logit

normal. Model SAE untuk respon Binomial kemudian diaplikasikan untuk

pendugaan angka melek huruf di tingkat kecamatan di Kabupaten Sumenep dan

Kabupaten Pasuruan di provinsi Jawa Timur dengan menggunakan data

Susenas 2010.

Pada bab IV dibahas tentang pendugaan parameter untuk model SAE

Page 31: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

10

berbasis peubah respon Multinomial. Dalam bab ini juga digunakan pendekatan

Bayes dengan mengembangkan model SAE untuk peubah respon Multinomial

yang dikembangkan oleh Sceally (2010) dimana pengaruh area dibedakan atas

katagori. Model SAE yang dikembangkan diaplikasikan untuk menduga rata-rata

lama sekolah untuk level kecamatan di kabupaten Sumenep berdasarkan

Susenas 2010.

Pada bab V dikaji pendugaan area kecil (SAE) berdasarkan penarikan

contoh berpeluang tidak sama. Kajian ini dimaksudkan untuk mempelajari cara

pemberian bobot terhadap unit percobaan maupun area yang terambil sebagai

contoh. Dalam bab ini dipelajari berbagai ide pengembangan model SAE terkait

dengan peluang penarikan contoh atau memperhitungkan peluang penarikan

contoh dalam pengembangan dalam pengembangan model SAE. Perhitungan

bobot penarikan contoh sesuai dengan proses penarikan contoh yang

diaplikasikan dalam Susenas. Model SAE yang memperhitungkan peluang

penarikan contoh diaplikasikan untuk menduga rata-rata lama sekolah untuk

level kecamatan di kabupaten Sumenep berdasarkan Susenas 2010.

Bab VI berisi pembahasan yang megintegrasikan semua hasil pengkajian

pengembangan metode SAE melalui pendekatan Bayes baik untuk respon

Binomial maupun Multinomial tanpa memperhitungkan atau dengan

memperhitungkan peluang penarikan contoh. Selain itu pada bab ini juga

dibahas hasil penerapan pendugaan Indeks Pendidikan di kabupaten Sumenep

dan Pasuruan

Bab VII adalah bab kesimpulan yang berisi rangkuman semua hasil

penelitian dan saran baik untuk penelitian ke depan maupun saran secara umum

kepada pemerintah.

Page 32: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

11

BAB II Tinjauan Pustaka

2.1. Pendahuluan

Dalam bab ini dibahas berbagai metode terkait dengan metode pendugaan

area kecil, dimulai dengan pembahasan model dasar pendugaan area kecil

meliputi metode pendugaan parameter dan pendugaan Kuadrat Tengah Galat

(KTG), baik menggunakan cara klasik maupun melalui pendekatan Bayes. Kajian

pustaka selanjutnya adalah tentang pengembangan pendugaan SAE yang

memperhitungkan proses pengambilan contoh khususnya untuk pengambilan

contoh yang berpeluang tidak sama.

Karena model SAE yang dibahas dalam penelitian ini diaplikasikan untuk

menghitung Indeks Pendidikan yang merupakan salah satu komponen dari

Indeks Pembangunan Manusia, sehingga pada bab ini juga akan dijelaskan cara

dan dasar perhitungan IPM khususnya untuk Indeks Pendidikan.

Data yang digunakan adalah data Susenas untuk Provinsi Jawa Timur

tahun 2010 dan data Sensus Penduduk tahun 2010 khususnya di Kabupaten

Sumenep dan Pasuruan. Oleh karena itu juga dibahas metode penarikan contoh

Susenas dan cara pembobotan untuk pendugaan parameter berbasis data

Susenas.

2.2. Model Dasar Pendugaan Area Kecil

Berbagai survei umumnya dirancang untuk menduga parameter populasi

untuk wilayah atau area yang besar, misalnya untuk wilayah nasional/ regional

(provinsi/kabupaten/kota) dan pendugaan parameternya didasarkan pada

rancangan. Karena itu untuk area kecil umumnya jumlah contoh menjadi kurang

mencukupi terutama jika ingin digunakan pendugaan berdasarkan rancangan.

Oleh karena itu beberapa peneliti statistik telah mengembangkan Metode

Pendugaan Area Kecil atau Small Area Estimation (SAE) untuk pendugaan

parameter di suatu area dimana jumlah contohnya berukuran kecil.

Metode SAE ini pertama kali diperkenalkan oleh Fay & Heriot (1979),

merupakan pendugaan tidak langsung atau berdasarkan model (model based

Page 33: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

12

estimation). Oleh karena itu untuk membangun model SAE dibutuhkan informasi

tambahan dari peubah yang memiliki hubungan dengan peubah yang sedang

diamati yang disebut sebagai peubah penyerta (auxiliary variable). Peubah

penyerta ini dapat diukur dari survai yang lain atau dalam catatan administrasi

dan diharapkan memiliki korelasi dengan peubah yang diamati. Dengan metode

SAE diharapkan adanya perbaikan efisiensi dari pendugaan parameter dalam

area kecil jika peubah penyerta tersedia.

Model SAE memperkenalkan model campuran yang menyertakan

pengaruh area spesifik yang memperhitungkan variasi antar area diluar yang

dapat dijelaskan oleh peubah penyerta yang ada di dalam model. Ketersediaan

data dari peubah penyerta akan sangat menentukan kesuksesan dalam

pembuatan model SAE.

Rao (2003) menyatakan bahwa penggunaan model SAE ini memberikan

beberapa keuntungan yaitu: 1) Diagnostik model dapat digunakan untuk

mendeteksi kecocokan dengan data, misalkan menggunakan analisis sisaan 2)

Pengukuran presisi area-spesifik dapat diasosiasikan dengan setiap pendugaan

setiap area kecil, 3) Model linier campuran seperti model regresi logistik dengan

pengaruh acak area–spesifik tetap dapat dilakukan, demikian juga untuk struktur

data yang cukup kompleks misalkan struktur data time series atau spasial; 4)

pengembangan metode untuk model pengaruh acak dapat dimanfaatkan untuk

mencapai akurasi dalam area kecil.

2.2.1. Pendugaan Area Kecil Berbasis Area

Misalkan terdapat M area kecil di dalam populasi, maka untuk kepentingan

pendugaan area kecil hanya diambil contoh sebanyak m area. Diasumsikan

bahwa parameter yang diperhatikan dalam area kecil ke-i, misalkan iθ dapat

dinyatakan sebagai sebuah fungsi yang menghubungkan parameter tersebut

dengan peubah pembantu yang diukur dari area kecil yaitu Tpiiii ),.....,z,z(z 21=z .

Rao (2003) mengatakan bahwa model linier yang menjelaskan hubungan

tersebut adalah:

iibTii υθ += βz i=1,2,........m, (2.1)

Page 34: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

13

dimana bi ( )TPβββ ,.......,, 21=β adalah konstanta positif yang diketahui dan

adalah vektor koefisien regresi berukuran p x 1. Selanjutnya iυ adalah pengaruh

acak area spesifik diasumsikan memiliki sebaran ),0(~ 2υσυi

Jika penduga langsung iθ diketahui, maka iθ dapat dinyatakan sebagai :

iii e+=θθ , untuk i=1,2,........m, (2.2)

dimana :

iiipiip eVeE ψθθ == )(,0)( . (2.3)

Rao (2003) menjelaskan bahwa model SAE untuk tingkat area, terdiri dari

dua komponen model yaitu komponen model pendugaan langsung dan

pendugaan tak langsung. Kombinasi model pendugaan langsung (2.2) dan tak

langsung (2.1) dikenal sebagai Model Campuran Linier Terampat/MCLT

(Generalized Linear Mixed Model:GLMM) sebagai berikut:

iiiTii ebz ++= υβθ . (2.4)

Model area kecil seperti yang dijelaskan pada persamaan (2.4) di atas

dikenal sebagai model Fay-Heriot, dimana keragaman peubah respon di dalam

area kecil diasumsikan dapat diterangkan oleh hubungan peubah respon dengan

informasi tambahan yang disebut sebagai model pengaruh tetap. Selain itu

terdapat komponen keragaman spesifik area kecil yang tidak dapat diterangkan

oleh informasi tambahan dan disebut sebagai komponen pengaruh acak area

kecil. Gabungan dari dua asumsi tersebut membentuk model pengaruh

campuran.

2.2.2. Pendugaan Area Kecil Berbasis Unit

Pendugaan area kecil berbasis unit mengasumsikan bahwa data dari

peubah penyerta level unit x ij=(xij1,......xijp)T tersedia untuk setiap elemen ke j

pada area ke-i. Peubah yang diperhatikan adalah yij yang diasumsikan memiliki

hubungan dengan xij

ijiTijij exy ++= υβ

melalui model:

, j=1,......,ni

Pengaruh acak area

, i=1,........m. (2.5)

iυ diasumsikan merupakan peubah acak yang bersifat iid

sedangkan ijijij eke ~= dengan kij ije~adalah konstata dan adalah peubah acak

Page 35: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

14

yang bersifat iid dan bebas terhadap iυ dimana 20)~( eijm eE = dan 2)~( eijem eV σ= .

Seringkali iυ dan eij diasumsikan memiliki sebaran peluang normal.

Dengan mengasumsikan bahwa percontohan si berukuran ni diambil dari

populasi di area ke-i berukuran Ni

+

+

=

= **** 1

1

i

i

i

ii

i

i

i

ii e

e

y

yυβ

X

Xy

(i=1,2...m) dan penarikan contoh dalam setiap

area diambil secara acak sederhana, sehingga model (2.5) dapat dinyatakan

dalam bentuk matriks:

(2.6)

*iy menyatakan unit-unit yang tidak terambil dalam percontohan. Jika iY adalah

rata-rata populasi di area ke-i, maka iY dapat ditulis sebagai:

*)1( iiiii YfyfY −+= (2.7)

dimana iii Nnf /= dan iy adalah rata-rata dari seluruh contoh di area ke-i dan

*iY menyatakan rata-rata elemen populasi dari bagian yang tidak terambil

sebagai contoh. Oleh karena itu untuk model SAE berbasis unit, pendugaan

parameter area kecil iY sama dengan menduga *iY jika data percontohan }{ iy

dan }{ iX tersedia.

2.3. Pendugaan Parameter Model SAE

2.3.1. Metode Prediksi Tak-bias Linier Terbaik (PTLT) dan Prediksi Tak-bias Linier Terbaik Empirik (PTLTE)

Parameter di area kecil, misalkan rataan atau tolal, dapat dinyatakan

sebagai kombinasi linier dari efek tetap dan efek acak seperti dinyatakan pada

persamaan (2.1) untuk model berbasis area dan persamaan (2.5) untuk model

berbasis unit.

Melalui pendekatan klasik, pendugaan parameter model SAE umumnya

mengaplikasikan metode PTLT dengan meminimumkan Kuadrat Tengah Galat

(KTG). Metode PTLT ini tidak tergantung pada kenormalan dari efek acak tetapi

tergantung pada ragam atau koragam dari efek acak. Untuk menduga komponen

ragam dan koragam umumnya digunakan metode ML atau REML dengan

mengasumsikan kenormalan. Dengan cara tersebut pendugaan dilakukan

melalui proses dua tahap yang dikenal sebagai PTLTE.

Page 36: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

15

Misalkan data percontohan memenuhi model linier campuran terampat

berikut:

eZvXβy ++= (2.8)

dimana:

y adalah vektor data observasi berukuran n x 1

X dan Z adalah matriks berukuran n x p dan n x h yang diketahui

v dan e adalah berdistribusi saling bebas dengan rataan 0 dan ragam G

dan R yang tergantung pada parameter Tq ),.....( 1 δδ=δ , diasumsikan

bahwa δ adalah himpunan bagian dari ruang Euclidean sedemikian

hingga TyVar ZGZRVV +=== )()( δ adalah non singular untuk semua δ

yang terdapat dalam himpunan bagian tersebut, dimana Var (y) adalah

matrik ragam-koragam dari y.

Parameter yang akan diduga merupakan kombinasi linier: vm1 TT += βµ

(Rao 2003). Penduga dari µ adalah baT += βµ untuk a dan b diketahui dan

merupakan penduga tak bias jika )()ˆ( µµ EE = . Selanjutnya Kuadrat Tengah

Galat (KTG) didefinisikan sebagai 2)()ˆ( µµµ −= EKTG dan jika µ adalah

penduga tak bias dari µ, maka )()ˆ( µµµ −= VarKTG .

Pada Rao (2003), penduga PTLT µ yang meminimumkan KTG

dinyatakan dalam formula:

),~~~~~ βX(yVGZmβ1vmβ1y)t(δ(μ 1TTTTTH −+=+== − (2.9)

dimana:

yVXX)V(X(δββ 1T11T −−−== )~~ (2.10)

adalah penduga tak bias linier terbaik (Best Linear Estimator: BLUE) dari β dan

)βX(yVGZ(δvv 1T ~)~~ −== − . (2.11)

Penduga PTLT tergantung pada ragam δ yang biasanya tidak diketahui.

Jikaδ diduga dengan )(ˆˆ yδδ = , maka akan diperoleh Prediksi Tak-bias Linier

Terbaik Empirik (PTLTE) yang tetap merupakan penduga tak bias bagi µ.

Penduga δ diperoleh melalui metode ML atau REML.

Untuk model berbasis unit, dimana rataan area kecil ke-i dinyatakan oleh

fungsi: ii υµ += βXTi

~ . Untuk model percontohan ijeυβX~y iTijij ++= , j=1,..ni; i=1,....,m

dapat ditulis dalam bentuk matriks sebagai berikut:

Page 37: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

16

iniii ei++= 1υβXy . (2.12)

Model SAE yang dinyatakan oleh (2.12) merupakan bentuk khusus dari

persamaan (2.8), dimana ,2υσ=iG dan )( 2

12

ijnjei kdiagRi≤≤+σ sehingga:

−=− T

iii

iijj

ei aa

aadiagV γ

σ)(1

21 . (2.13)

Dengan mengambil iiie a/)1/()/( 22 γγσσυ =− dimana ∑=j

iji aa , Tinii i

aaa ),....,( 1=

maka penduga PTLT dari µi

)~(~~~ βγβµ Tiaiai

Ti

Hi xy −+= X

adalah (Rao 2003):

(2.14)

dimana iay dan iax adalah rataan terbobot:

∑ ∑==j j

iijijiaiijijia axaxayay .,., //

β~ adalah penduga tak bias linier terbaik bagi β

∑ ∑ −−−=i

iii

Tiii

Ti yVXXVX )()(~ 111β (2.15)

∑ −== −−

j

Tiaiaii

Tijijijeiii

Ti xxaxxaAXVX )( .

21 γσ (2.16)

∑ −= −−

jijiaiiijijijeii

Ti yxayxayVX )( .

21 γσ . (2.17)

Penduga tak bias linier terbaik (2.14) dapat dinyatakan sebagai rata-rata terbobot

dari penduga regresi β~)( Tiaiia xXy −+ dan penduga regresi sintetik β~T

iX

berikut:

[ ] .~)1(~)(~ βγβγµ Tii

Tiaiiai

Hi XxXy −+−+= (2.19)

Bobot )10( ≤≤ ii γγ mengukur ragam model ( 2υσ ), relatif terhadap ragam total

ie a/22 σσυ + . Jika ragam model relatif kecil maka iγ akan kecil dan bobotnya akan

lebih besar di komponen sintetik.

2.3.2. Pendugaan Parameter Model SAE Melalui Pendekatan Bayes

Melalui pendekatan Bayes, pendugaan parameter di area kecil dapat

dilakukan dengan 2 cara yaitu pendugaan Bayes Empirik/BE (Empirical Bayes:

EB) dan Bayes Berhirarki /BH (Hierarchical Bayes:HB). Untuk pendekatan Bayes

Empirik, pendugaan didasarkan pada sebaran posterior yang diduga dari data,

sedangkan pada pendekatan Bayes berhirarki parameter model yang tidak

diketahui diperlakukan sebagai komponen acak yang memiliki sebaran prior

Page 38: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

17

tertentu. Model pendugaan area kecil menggunakan Bayes telah dikembangkan

oleh beberapa peneliti diantaranya Gosh dan Rao (1994), You dan Rao (2000).

Pendekatan Bayes, baik Bayes Empirik maupun Bayes Berhirarki

merupakan metode yang dapat diaplikasikan secara lebih umum sehingga

banyak digunakan untuk data diskrit, misalkan untuk data biner dan data

cacahan.

Untuk peubah respons dengan sebaran normal, model dasar area dapat

dinyatakan sebagai model Bayes berhirarki dua tahap yaitu:

1) ),(~/ˆii

ind

ii N ψθθθ , i: 1,2,3,……,m (2.20)

2) ),(~ 22υσβθ i

Ti

ind

i bzN , i: 1,2,3,……,m (2.21)

Dimana β adalah vektor parameter regresi berukuran p x 1. Dalam pendekatan

Bayes, parameter model β dan 2υσ adalah peubah acak, dan model hirarki dua

tahap disebut model hirarki bebas bersyarat (conditionally independent

hierarchical model : CIHM) karena pasangan ( )ii θθ ,ˆ adalah bebas di antara area

i, untuk β dan 2υσ tertentu.

Penduga optimum dari θ i merupakan nilai harapan bersyarat dari θ i

βθ ,i

jika

diberikan dan 2υσ :

βγθγθσβθθ υTiiii

Biii zE )1(ˆˆ),,ˆ( 2 −+== (2.22)

dimana ( )ii

ii b

bψσ

σγυ

υ

+= 22

22

. Nilai harapan dari θ i merupakan nilai harapan dari

sebaran posterior (atau bersyarat) dari θ i βθ ,i jika diberikan dan 2υσ :

))(,ˆ(~,,ˆ 21

2iii

Biii gN ψγσθσβθθ υυ = .

(2.23)

Penduga ),(ˆˆ 2υσβθθ B

iBi = adalah penduga Bayes dibawah squared error

loss dan merupakan nilai optimum dari KTG, dimana 2)ˆ()ˆ( iBi

Bi EKTG θθθ −= ,

selalu lebih kecil dibandingkan dengan θ iθdan linier atau non linier dalam .

Jiang et al. (2002) menyatakan bahwa Biθ disebut prediksi terbaik (Best

Prediction: BP) dari penduga θ i karena diperoleh dengan tanpa mengasumsikan

parameter model.

Page 39: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

18

Penduga Bayes Biθ tergantung pada parameter model β dan 2

υσ yang

diduga dengan menggunakan metode ML atau REML dari sebaran marjinal :

( ).,~ˆ 22ii

Ti

ind

i bzN ψσβθ υ + . (2.24)

Penduga parameter dinotasikan dengan β dan 2ˆυσ , sehingga dengan

menggantikan β untuk β dan 2ˆυσ untuk 2υσ , maka Penduga Bayes Empirik

(Empirical Bayes Prediction: EBP) untuk iθ adalah:

( ) .ˆ)ˆ1(ˆˆˆ,ˆˆˆ 2 βγθγσβθθ υTiiii

Bi

EBi z−+== (2.25)

Penduga BE, EBiθ adalah identik dengan penduga PTLTE yang dinotasikan

dengan Hiθ juga merupakan rataan dari estimasi densitas posterior ,

( )2ˆ,ˆ,ˆ υσβθθ if dari iθ , yaitu ( )iiEB

iN ψγθ ˆ,ˆ .

2.4. Peluang Penarikan Contoh

Metode pengambilan contoh berbasis peluang telah banyak dibahas oleh

beberapa peneliti. Metode pengambilan contoh berbasis peluang yang banyak

dibahas dan sering diaplikasikan adalah metode pengambilan contoh acak

sederhana (simple random sampling), metode pengambilan contoh berstrata

(stratified sampling), metode pengambilan contoh bergerombol (cluster sampling)

dan metode pengambilan contoh sistematik (systematic sampling). Masing-

masing metode pengambilan contoh memiliki konsekuensi terhadap perhitungan

pendugaan parameter. Dalam rangka mendapatkan penduga yang tak berbias

maka bobot peluang tersebut harus diperhitungkan dalam pendugaan parameter.

Misalkan akan diduga parameter total ∑= U jyY atau rataan NYY /= ,

dengan menggunakan contoh s yang diambil dari populasi U dengan peluang

p(s), maka dengan mengasumsikan semua elemen j ∈ s dapat diobservasi,

maka Y adalah penduga berbasis rancangan dari Y dan dikatakan tak bias jika:

YYspYE sp =∑= ˆ)()ˆ( . (2.26)

Page 40: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

19

./ Nnwi =

./ hhi Nnw =

Ragam untuk Y adalah [ ]2)ˆ(ˆ)ˆ( YEYEYV ppp −= dan penduga untuk )ˆ(YVp

yang dinotasikan dengan )ˆ()ˆ( 2 YsYvp = dikatakan tak berbias jika

)ˆ()]ˆ([ 2 YVYSE pp == .

Untuk pengambilan contoh yang dirancang dengan bobot wj, dimana wj

merupakan jumlah elemen-elemen dalam populasi yang direpresentasikan oleh

contoh j sehingga, jika adalah peluang terambilnya contoh ke j maka

jjw π/1= . Bobot wj ∈ tergantung pada s dan elemen j (j s), sehingga

∑ ∈=

},{)(

sjsj spπ , j=1,2,....,N dan {s: j ∈ s} menyatakan jumlah dari semua

contoh s yang memuat elemen j. Oleh karena itu penduga Y dapat ditulis

sebagai:

jys jwY ∑=ˆ (2.27)

dimana Σs ∈ menyatakan jumlah j s.

Besarnya bobot wj ditentukan oleh metode penarikan contoh yang

diterapkan. Misalkan untuk pengambilan contoh acak sederhana setiap unit

percobaan memiliki bobot yang sama untuk terambil sebagai contoh yaitu 1/N

dimana N adalah jumlah unit percobaan dalam populasi yang diteliti. Sedangkan

metode penarikan contoh berbasis peluang yang lain akan memiliki bobot yang

berbeda tergantung kepada metode penarikan contoh yang digunakan. Pada

Cochran (1977) dan Shao J (1999) telah dibahas cara perhitungan bobot untuk

masing-masing metode penarikan contoh.

Metode pendugaan parameter secara langsung dengan

memperhitungankan bobot percontohan dikenal sebagai Horvitz-Thompson

Estimator untuk berbagai cara penarikan contoh (Shao 1999). Jika wi adalah

adalah bobot untuk contoh ke-i, maka untuk berbagai metode penarikan contoh

perhitungan bobot wi

1. Penarikan Contoh Acak Sederhana (PCAS)

sebagai berikut:

2. Penarikan Contoh Berstrata (PCB)

Jika i dalam stratum h, maka :

3. Penarikan Contoh Gerombol (PCG)

Page 41: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

20

∑∑ ∑∈∈ =

==11 1

ˆSi

iSi

N

jijs Y

kMy

kMY

i

2

1

2

1)1(

)ˆ( ∑=

−=

M

iis M

YYMk

MkNYVar

.1ˆ11 1

∑∑∑∈=∈

==Si i

iN

jij

Si ipps N

YkNy

NkNY

i

)/( iii MNkmw =

∑∑∈∈

=iSj

ijSi i

is y

nN

kMY

21

ˆ

.1ˆ21

∑∑∈∈

=iSj

ijSi i

pps ynk

NY

Misalkan Pyi ∈ adalah sebuah kelompok (cluster) daniiNii yyy ,.....1=

dimana Mi

.1∑=

=M

iiNN

adalah ukuran dari cluster ke-i, i=1,2.....N. Jumlah unit dalam P

adalah

Penarikan Contoh Gerombol Satu Tahap

Penarikan contoh dilakukan dengan cara memilih yi dengan meng-

observasi semua yij

Oleh karena itu jika digunakan cara PCAS dengan w

.

i

∑=

=k

iiNn

1

=k/N maka total contoh

adalah dan

(2.28)

dimana ragam penduganya adalah:

(2.29)

S1 adalah penarikan contoh tahap pertama.

Jika pemilihan contoh proposional terhadap ukuran populasi (propotional

to size: pps) maka wi=kNi

/N. Sehingga Horvitz-Thompson estimator:

(2.30)

Penarikan contoh bergerombol dua tahap

Untuk pemilihan secara acak sederhana (PCAS) pada tahap pertama dan

pada tahap kedua dipilih mi contoh dari setiap cluster yi,

maka penduga Horvitz-Thompson adalah

(2.31)

dimana S2i menyatakan perontohan gerombol pada tahap ke dua. Untuk

pemilihan secara pps pada tahap pertama dan ni adalah contoh dari yi

(2.32)

yang

dipilih pada tahap ke dua, maka:

Page 42: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

21

4. Penarikan contoh Sistematik

P={y1,.....yN} adalah populasi dengan ukuran N=nk. Untuk memilih contoh

berukuran n maka pada pemilihan pertahap diambil contoh j secara acak dari

{1,.....k} sehingga contoh yang terambil adalah: { yj, yj+k,, ..,yj+(n-1)k), maka

wi=k-1.

dimana

2.5. Model SAE dengan Memperhitungkan Peluang Penarikan Contoh.

Pfefferman et al (1998) memperhitungkan peluang penarikan contoh

dalam pengembangan model SAE berdasarkan penarikan contoh dua tahap.

Didefinisikan peubah indikator I

Penduga Horvitz-Thompson adalah

(2.33)

i dan Iij dimana Ii=1 jika area ke i terambil sebagai

contoh dan Iij

si∈ =1 jika unit ke j diambil sebagai contoh dari area ke i yang sudah

terambil sebagai contoh atau . Dengan membagi U ke dalam M area

dengan Ni NNM

ii =∑

=1 adalah banyaknya unit di area ke-i, sehingga , maka

penarikan contoh dua tahap pada polulasi U tersebut adalah sebagai berikut:

1) Tahap pertama memilih m area dengan peluang )( siPi ∈=π .

2) Tahap ke dua diambil ni )|(/ sisjP iij ∈∈=πunit dengan peluang

dari area yang telah terambil sebagai contoh pada tahap pertama,

maka bobot penarikan contoh tahap satu adalah iiw π/1= dan untuk

tahap ke dua adalah ijijw // /1 π= .

Pada tahap pertama, fungsi kepadatan peluang (probablity density

function: pdf) untuk pengaruh ui

si∈

dibedakan atas area yang terambil dan tidak

terambil sebagai contoh:

Pada area yang terambil sebagai contoh ( ):

)1()()|1(

)1|()(=

====

i

ipiibayes

ii

def

is IPufuIP

Iufuf

(2.34)

Pada area yang tidak terambil sebagai contoh ( si∉ ) :

)0()()|0(

)0|()(=

====

i

ipiibayes

ii

def

ic IPufuIP

Iufuf (2.35)

∑=

−+=n

tktjsy ykY

1)1(

ˆ

.)ˆ( YYE sy =

Page 43: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

22

Pada tahap ke dua, fungsi kepadatan peluang percontohan (sample pdf)

dan fungsi kepadatan peluang komplemen percontohan (sample-complement

pdf) dari yij

),|1(),|(),,|1(

)1,,|(),|(iijij

iijijpiijijijijiijij

def

iijijs uyIPuxyfuxyIP

Iuxyfuxyf=

====

didefinisikan serupa dengan (2.34) dan (2.35), yaitu :

Untuk unit yang terambil sebagai contoh adalah

(2.36)

Untuk unit yang tidak terambil sebagai contoh

),|0(),|(),,|1(

)0,,|(),|(iijij

iijijpiijijijijiijij

def

iijijc uyIPuxyfuxyIP

Iuxyfuxyf=

==== (2.37)

Jika ),( 21 υυ diukur pada elemen-elemen Ui∈ dan ),( ii wπ menyatakan

peluang contoh (sample inclusion probabilities) dan bobot percontohan (sampling

weight), dengan mendefinisikan Ep adalah nilai harapan dibawah populasi, Es

adalah nilai harapan dibawah percontohan dan Ec adalah nilai harapan

dibawah komplemen contoh, maka fungsi kepadatan peluang dari ),( 21 υυ

adalah:

Untuk area yang terambil sebagai contoh:

)|()|(),|(

),|()|(2

21212121

iip

iipiiipiiiis E

fEsiff

υπυυυυπ

υυυυ =∈= (2.38)

sehingga:

)|()|()|(

2

2121

iis

iiisiip wE

wEEυυυυυ = (2.39)

dimana:

)|(1)|(

22

iisiip wE

υπ = (2.40)

Untuk area yang tidak terambil sebagai contoh adalah:

]|1[()|(],|)1[(

]|1[()|(],|)1[(

),|()|(

2

2121

2

21212121

iis

iisiiis

iip

iipiiipiiiic

wEfwE

EfE

siff

υυυυυ

υπυυυυπ

υυυυ

−−

=

−=∉=

(2.41)

Page 44: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

23

Oleh karena itu nilai harapan dari komplemen contoh adalah:

]|1[(],|)1[(

)|1[(]|)1[(

)|(

2

21

2

2121

iis

iiis

iip

iiipiic

wEwEE

EE

υυυ

υπυυπ

υυ

−−

=

−=

(2.42)

2.6. Indeks Pembangunan Manusia (IPM)

Indeks Pembangunan Manusia (IPM) / Human Development Index (HDI)

adalah pengukuran perbandingan dari tingkat pendidikan, kesehatan dan standar

hidup layak untuk semua negara seluruh dunia. IPM digunakan untuk

mengklasifikasikan apakah sebuah wilayah/negara adalah wilayah/negara maju,

berkembang atau terbelakang dan juga untuk mengukur pengaruh dari

kebijaksanaan ekonomi terhadap kualitas hidup. Indeks ini pada tahun 1990

dikembangkan oleh pemenang nobel India Amartya Sen dan Mahbub ul Haq

seorang ekonom Pakistan dibantu oleh Gustav Ranis dari Yale University dan

Lord Meghnad Desai dari London School of Economics dan sejak itu dipakai oleh

Program pembangunan PBB dan dipublikasikan dalam laporan IPM tahunan .

Komponen pembentuk IPM yaitu komponen kesehatan, pendidikan dan

standar hidup layak , masing masing diukur dengan Indeks Kesehatan, Indeks

Pendidikan dan Indeks Standar Hidup Layak. Indeks Kesehatan dihitung

berdasarkan jumlah anak lahir hidup dari wanita usia 15 – 49 tahun (Children

even born: CEB) dan jumlah anak masih hidup dari wanita usia 15 – 49 tahun

(children surviving : CS). Indeks Pendidikan diukur berdasarkan angka melek

huruf dan rata – rata lama sekolah penduduk usia 10 tahun ke atas, sedangkan

Indeks Standar Hidup Layak diukur dengan rata-rata pengeluaran konsumsi riil

per kapita pertahun

Di Indonesia, pengukuran IPM dilakukan oleh Badan Pusat Statistik (BPS).

Perhitungan dan publikasi IPM dilakukan oleh BPS tiap tahun untuk tingkat

propinsi (yang membandingkan tingkat keberhasilan pembangunan antar

propinsi), dan tingkat kabupaten/kota (membandingkan IPM antar

kabupaten/kota).

Page 45: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

24

2.6.1. Cara Perhitungan IPM

Data dasar yang digunakan dalam pendugaan IPM pada umumnya adalah

data hasil survei Susenas yang diselenggarakan oleh BPS tiap tahun. BPS dan

UNFPA (1998) menjelaskan tentang cara penghitungan IPM dimana komponen

yang akan dihitung berdasarkan data survey adalah Indeks Kesehatan (yang

diduga berdasarkan angka harapan hidup dan angka kematian bayi), Indeks

Pendidikan (yang diduga dari rata-rata lama sekolah dan angka melek huruf)

serta Daya Beli (rasio antara penghasilan dan harga di wilayah tertentu) seperti

yang ditunjukkan oleh Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Peubah dan sumber data dari masing-masing komponen IPM

Komponen IPM Peubah Sumber data

Pendidikan/pengetahuan*) • Angka melek huruf • Rata-rata lama sekolah

Susenas (BPS)

Kesehatan • Jumlah anak lahir hidup dari wanita usia 15-49 tahun (Children Even Born: CEB)

• Jumlah anak masih hidup dari wanita berusia 15-49 tahun (Children Surviving: CS)

Susenas (BPS Profil Kesehatan (Kemenkes)

Standar hidup layak • Pengeluaran konsumsi riil per kapita per tahun

Susenas (BPS)

*) Berdasarkan UNDP patokan usia penduduk 15 tahun ke atas, namun BPS

menggunakan patokan usia di atas 10 tahun

Keterangan: a. Indeks Pendidikan diukur dengan dua indikator yaitu Angka Melek Huruf

/AMH (literacy rate) dan Rata-rata Lama Sekolah/RLS (Mean Years of

Schooling: MYS). Angka melek huruf diolah dari peubah kemampuan

membaca dan menulis, sedangkan rata-rata lama sekolah dihitung

menggunakan tiga variabel secara simultan yaitu partisipasi sekolah,

tingkat/kelas yang sedang/ pernah dijalani, dan jenjang pendidikan

tertinggi yang ditamatkan

b. Indeks Kesehatan dihitung berdasarkan jumlah anak lahir hidup dari

wanita usia 15 – 49 tahun (Children even born: CEB) dan jumlah anak

masih hidup dari wanita usia 15 – 49 tahun (children surviving: CS).Usia

Hidup yang diukur dengan angka harapan hidup waktu lahir (e0). Metode

Page 46: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

25

ini menggunakan dua macam data dasar yaitu rata-rata anak yang

dilahirkan hidup (live - births) dan rata-rata anak yang masih hidup (still

living) per wanita usia 15 – 49 tahun menurut kelompok umur lima

tahunan.

c. Indeks Kesejahteraan (Standar Hidup Layak) diukur dengan rata-rata

pengeluaran konsumsi riil per kapita pertahun. Standar Hidup Layak,

seringkali dihitung dengan menggunakan rata-rata pengeluaran per kapita

riil yang disesuaikan (adjusted real per capita expenditure).

Perhitungan indeks masing-masing komponen IPM dihitung dengan

formula sebagai berikut : Indeks (Xi) : = (Xi – Xmin)/(Xmax – Xmin) (2.43)

dimana :

Xi : Indikator komponen pembangunan manusia ke – i (i = 1,2,3).

Xmin : Nilai minimum Xi (lihat Tabel 2.2)

Xmax : Nilai maksimum Xi (lihat Tabel 2.2)

Nilai minimal Indeks (Xi) adalah 0 dan maksimum 1, namun untuk

mempermudah cara membaca skala dinyatakan dalam 100 (persamaan 2.43)

dikalikan 100, sehingga 0 < Indeks (Xi) <100). Angka IPM adalah dihitung

dengan rumus rata-rata sederhana dari masing-masing Indeks Xi

[ ])3()2()1(3/1 XXXIPM ++=

yaitu :

(2.44)

dimana :

X(1) : Indeks Kesehatan.

X(2) : Indeks Pendidikan = 2/3 (Indeks Melek Huruf) + 1/3 ( Indeks

rata-rata lama sekolah).

X(3) : Indeks standar hidup layak (sering diukur dengan konsumsi per

kapita yang disesuaikan.

Tabel 2.2 Nilai Maksimum dan Nilai Minimum Indikator Komponen IPM

Indikator Nilai Maksimum Nilai minimum Catatan

Angka Harapan Hidup 85 25 Standar UNDP

Angka Melek Huruf 100 0 Standar UNDP

Rata-rata lama sekolah 15 0

Konsumsi per kapita yang disesuaikan

737.720 300.000 (1996) 360.000 (1999)

(a) UNDP menggunakan GNP per capita riil yang disesuaikan (b)

Page 47: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

26

Keterangan

a) Proyeksi konsumsi per kapita yang disesuaikan untuk Jakarta tahun 2018

setelah disesuaikan dengan rumus Atkinson. Proyeksi ini berdasarkan

asumsi pertumbuhan konsumsi per kapita 6,5 % selama periode 1993-

2018.

b) Setara dengan dua kali garis kemiskinan Propinsi Sulawesi Selatan

daerah pedesaan tahun 1990. Untuk tahun 1999 nilai minimum yang

disesuaikan adalah 360.000 (penyesuaian adanya krisis ekonomi).

2.6.2. Indikator Pendidikan/ Pengetahuan

Indikator pendidikan dihitung berdasarkan angka melek huruf dan rata-rata

lama sekolah. Angka melek huruf diduga berdasarkan proporsi jumlah penduduk

umur 10 tahun keatas yang mampu membaca dan menulis baik untuk huruf latin

maupun huruf lainnya. Sedangkan rata-rata lama sekolah dihitung berdasarkan

data yang didapat dari pertanyaan tentang jenjang dan jenis pendidikan tertinggi

yang pernah diduduki. Konversi tahun untuk tingkat pendidikan yang ditamatkan

dapat dilihat pada Tabel 2.3. Rumus yang digunakan untuk menghitung Rata-

rata Lama Sekolah (RLS) adalah:

(2.45)

dimana : fi = jumlah penduduk menurut jenjang pendidikan

wi

No

= penimbang setiap jenjang pendidikan.

Tabel 2.3. Konversi tahun untuk tingkat/kelas pendidikan yang ditamatkan

Tingkat pendidikan Konversi 1 Tidak pernah sekolah 0 2 SD 6 3 SLTP 9 4 SLTA 12 5 D1 13 6 D2 14 7 D3/akademi 15 8 D4/Sarjana 16 9 S2 /Master 18 10 S3/Doktor 21

Sumber :

UNDP dan BPS (2001)

Catatan :

Bila seseorang drops out kelas dua SLTA, maka konversi tahun lama pendidikannya adalah = 9 + 2 – 1 = 10 tahun

∑=i

ii

fwfRLS

Page 48: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

27

2.7. Survei Sosial Ekonomi Nasional (Susenas)

Susenas adalah survai yang diselenggarakan BPS tiap tahun, ditujukan

untuk memonitor perubahan tingkat kesejahteraan masyarakat Indonesia.

Jumlah contoh dalam Susenas 2010 mencakup sekitar 304.369 rumahtangga di

497 kabupaten/kota seluruh Indonesia, sehingga estimasi bisa dilakukan sampai

dengan tingkat kabupaten/kota (BPS 2010). Di Jawa Timur, Susenas

dilaksanakan dengan mengambil jumlah contoh sekitar 29.000 responden untuk

38 Kabupaten/kota atau 639 kecamatan.

2.7.1. Kerangka Percontohan dan Metode Penarikan Contoh

Kerangka percontohan untuk Susenas tahun 2010 berdasarkan listing

rumahtangga hasil listing Sensus Penduduk (SP) tahun 2010. Penarikan contoh

dalam survai Susenas menggunakan rancangan percontohan dua tahap untuk

daerah perkotaan dan tiga tahap untuk daerah pedesaan (BPS 2010).

Kerangka percontohan pemilihan tahap pertama adalah master sampel

blok sensus (BS) biasa kondisi 5 Mei 2010. Master BS tersebut disertai dengan

informasi banyaknya rumah tangga hasil listing SP2010, muatan blok sensus

dominan (pemukiman biasa, pemukiman mewah, pemukiman kumuh), informasi

daerah sulit/tidak sulit, dan klasifikasi desa/kelurahan (rural/urban). Kerangka

percontohan pemilihan tahap kedua adalah daftar rumah tangga biasa hasil

listing SP2010 dalam blok sensus.

Metode penarikan contoh yang digunakan yaitu penarikan contoh dua

tahap berstrata. Tahapan dari metode ini diuraikan sebagai berikut:

• Tahap pertama, memilih blok sensus dari secara pps (Probability

Proportional to Size) dengan size banyaknya rumah tangga hasil listing

SP2010 (Mi

• Tahap kedua, dari setiap blok sensus terpilih dipilih sejumlah rumah

tangga biasa (n=16) secara sistematik berdasarkan hasil listing SP2010.

).

Jumlah contoh blok sensus untuk penduga kabupaten/kota merupakan

jumlah contoh minimum untuk pendugaan di tingkat kabupaten/kota. Contoh blok

sensus dibedakan atas daerah perkotaan dan perdesaan yang diidentifikasi

berdasarkan daerah sulit atau tidak sulit. Alokasi jumlah contoh menurut daerah

perkotaan dan perdesaan di setiap kabupaten/kota dilakukan secara

Page 49: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

28

proporsional terhadap proporsi akar jumlah rumah tangga dalam RBL1 dengan

akar biaya per unit.

n

cN

cN

mH

h h

h

h

h

h ×

=

∑=1

(2.46)

dengan:

hm : Jumlah contoh blok sensus dalam strata h

hN : Jumlah rumah tangga biasa dalam strata h

hc : Biaya per unit dalam strata h

m : Jumlah target contoh.

Kerangka contoh yang digunakan untuk pemilihan rumah tangga adalah

daftar rumah tangga biasa hasil listing SP2010. Pemilihan contoh rumah tangga

secara sistematik sampling dengan ukuran sampel rumah tangga yang harus

dipilih di setiap blok sensus adalah 16 rumah tangga. Nomor urut rumah tangga

yang terpilih sebagai contoh sudah ditetapkan dari BPS-RI.

2.7.2.Penentuan Bobot

Bobot penarikan contoh diperhitungkan dalam rangka mendapatkan

pendugaan tak bias untuk parameter di tiap Kabupaten/Kota. Misalkan pada

suatu kabupaten/kota target contoh blok sensus pada strata ke-h adalah nh

hiM

yang dipilih secara pps dengan size banyaknya rumah tangga hasil listing SP

2010 ( ), maka peluang contoh blok sensus ke-i terpilih sebagai contoh

menurut BPS (2010) adalah

(2.47)

sehingga fraksi penarikan contoh tahap pertamanya adalah

. (2.48)

Bila pada setiap blok sensus ditarik sejumlah rumah tangga (fixed size: m)

dengan equal probability, peluang bersyarat terpilihnya rumah tangga ke-j blok

,oh

hiM

ihi

hihi N

N

N

NPh

==∑

oh

hihM

ihi

hihhi N

Nm

N

Nmf

h

×=×=

Page 50: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

29

sensus ke-i dalam strata h, dan diketahui dari blok sensus ke-i adalah:

hiihj N

P 1| = , maka fraksi penarikan contoh tahap kedua adalah:

hiihj N

nf =| . Oleh

karena itu overall sampling fraction adalah:

fN

nmNn

NNmfff

oh

h

hioh

hihihjhihij =

×=×

×=×= | konstan. (2.49)

Overall sampling fraction f konstan untuk setiap blok sensus terpilih, maka

rancangan penarikan sampel tersebut dinamakan self-weighting design. Dengan

demikian design weight dapat dirumuskan sebagai berikut:

nmNWh

ohhij ×=

dimana:

hijW : bobot rumah tangga ke-j, blok sensus ke-i dalam strata h

ohN : banyaknya populasi rumah tangga biasa hasil listing SP2010

dalam strata h

hm : banyaknya contoh blok sensus dalam strata h

n : banyaknya contoh rumah tangga di blok sensus ke-i.

Page 51: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

30

BAB III Model Bayes untuk Pendugaan Area Kecil Berbasis

Peubah Respon Binomial 3.1. Pendahuluan

Peubah respon yij merupakan peubah respon biner yang diukur pada area

ke-i dimana yij bernilai 1 atau 0. Sebagai contoh yij adalah peubah yang

mengukur kemampuan baca tulis, maka yij =1 jika individu tertentu di area ke–i

bisa baca dan tulis dan yij =0 jika tidak bisa baca tulis. Jika peubah yij

diasumsikan memiliki sebaran Bernoulli dengan parameter pi, maka fungsi

massa peluang dari yij

)1()|( iyiiij pppyf ji −=

adalah:

(3.1)

atau ditulis )(| ~ i

ind

iij pBernoullipy , untuk j=1,2,.....ni

∑= j iji yy

; i=1,2,.....,m. Selanjutnya

didefinisikan , adalah jumlah kejadian yang menjadi perhatian di area

ke-i , maka yi

iii yni

yi

i

iii pp

yn

pyf −−

= )1()|(

memiliki sebaran Binomial dengan fungsi peluang:

(3.2)

atau ditulis: ),(~| ii

ind

ii pnBinomialpy . Dalam contoh kasus penelitian ini, yi

Parameter area kecil yang ingin diduga adalah proporsi area kecil,

adalah jumlah individu di area ke-i yang bisa membaca dan menulis.

ij ijii NyYp /∑== , dimana ∑= j iji yy merupakan statistik minimum cukup

dari pi

ip

. Jika penarikan contoh dilakukan dengan metode acak sederhana, maka

penduga proporsi di area ke-i yaitu , diturunkan melalui metode pendugaan

peluang maksimum (ML), yaitu iiij

iji nynyp //ˆ ==∑ . Penduga ML ini

merupakan pendugaan langsung melalui pendekatan klasik.

Melalui pendekatan Bayes, pendugaan parameter ip dapat dilakukan

secara langsung yaitu dengan tidak memanfaatkan informasi tambahan dari

Page 52: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

31

peubah penyerta dan pendugaan tidak langsung yaitu menggunakan model

dengan memanfaatkan informasi dari peubah penyerta.

Pendugaan langsung melalui pendekatan Bayes adalah menganggap

parameter pi

Untuk pendugaan berbasis model, digunakan transformasi fungsi logit

terhadap p

merupakan peubah yang memiliki distribusi tertentu. Dalam

pendugaan Bayes terdapat dua jenis informasi yaitu informasi prior diperoleh dari

sebaran prior dan informasi dari hasil survai. Untuk peubah binomial, sebaran

prior yang digunakan adalah sebaran beta atau logit normal.

ij atau logit (pij

Clarke et al. (2006) mengembangkan metode SAE berdasarkan data biner

untuk menduga angka pengangguran di area kecil. Pendugaan angka

pengangguran didasarkan pada data pengangguran dari Labour Force Survey

(LFS) dan data administratif. Peubah penyerta yang digunakan adalah usia yang

dibagi ke dalam 3 kelompok (16-24 tahun, 25-49 tahun dan lebih dari 50 tahun),

dan jenis kelamin. Pendugaan parameter model diperoleh dengan menggunakan

pendugaan Kemungkinan Quasi Berpenalti (KQB) atau Penalized Quasi

Likelihood (PQL) untuk pendugaan β dan µ dan menggunakan Kemungkinan

Maksimum Berkendala (KMB) atau Restricted Maximum Likelihood (REML)

untuk menduga σ. Untuk membuktikan konsistensi penduga parameter β

dilakukan dengan cara meregresikan nilai β berdasarkan dua data yaitu dari

pemerintah lokal dan dari parlemen, membandingkan CV (Coefficient of

Variation) keduanya, dan membandingkan standard error masing-masing dengan

standard error dari pendugaan langsung. Diperoleh hasil bahwa metode yang

digunakan memiliki konsistensi terhadap penduga dan memberikan nilai SE lebih

baik dibandingkan dengan pendugaan langsung

). Beberapa peneliti yang telah mengembangkan

model pendugaan area kecil untuk data biner melalui pendekatan Bayes adalah

Malec et al. (1997) mengembangkan Model SAE untuk data biner yang

diaplikasikan pada data survei di bidang kesehatan berbasis kombinasi area dan

unit. Pendugaan parameter yang dilakukan oleh Malec et al. (1997) adalah

metode Bayes berhirarki yang dibandingkan dengan metode standar dan metode

Bayes Empirik.

Chandra et al. (2009) mengembangkan pendugaan area kecil untuk

proporsi dalam survai bisnis. Metode pendugaan parameter yang mereka

kembangkan adalah Empirical Best Predictor (EBP) dibawah model linier

campuran terampat dan Model-Based Direct Estimator (MBDE). Selanjutnya

Page 53: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

32

Boostra et al. (2011) mengembangkan pendugaan area kecil untuk status

tenaga kerja di Australia. Model yang digunakan adalah model berbasis unit,

yang merupakan model linier campuran dengan pengaruh area (dalam hal ini

area adalah kota). Metode pendugaan parameter model menggunakan

Kemungkinan Maksimum (KM). Untuk memilih kovariat dalam model dilakukan

diagnostik secara grafis. Diperoleh bahwa model SAE menghasilkan KTG lebih

kecil dari metode pendugaan yang lain.

3.2. Metode Pendugaan Langsung Melalui Pendekatan Bayes.

Melalui pendekatan Bayes Rao (2003) menyatakan bahwa, metode

pendugaan langsung untuk parameter ip dapat dilakukan melalui dua alternatif

cara yaitu: 1) dengan mengasumsikan bahwa parameter pi

[ ])1/(log)(log iii pppit −=

merupakan peubah

yang memiliki sebaran beta dengan parameter α dan β dan 2) dengan

menggunakan fungsi logit atau probit )(1ip−Φ yang

diasumsikan memiliki sebaran normal. Untuk alternatif 1, sebaran beta untuk

parameter parameter ip merupakan sebaran prior, sedangkan untuk alternatif 2,

sebaran priornya adalah menggunakan sebaran normal.

3.2.1. Pendugaan Bayes Menggunakan Sebaran Prior Beta

Untuk alternatif 1, dimana pendugaan Bayes diturunkan dengan

menggunakan sebaran prior Beta, maka parameter pi

0,0);,(~ >> βαβαBetapiid

i

dianggap sebagai sebuah

peubah acak yang memiliki sebaran peluang Beta atau ditulis

. Beta (α,β) menyatakan sebaran Beta dengan

parameter α dan β dengan bentuk fungsi peluang:

.0,0;)1()()()(),|( 11 >>−

ΓΓ+Γ

= −− βαβαβαβα βα

iii pppf (3.3)

Pendugaan Bayes untuk parameter pi diperoleh dengan mencari nilai ekspektasi

dari sebaran posterior untuk pi yaitu dengan mencari sebaran marjinal dari

sebaran bersama dari (yi, pi

), yaitu:

.)1()()()()1(),( 11 −−− −

ΓΓ+Γ

= βα

βαβα

iiyn

iyi

i

iii ppxpp

yn

pyf iii (3.4)

Page 54: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

33

Dari persamaan (3.4) maka diperoleh sebaran posterior pi

yang

merupakan sebaran bersayarat dari pi jika yi

.)(

),/,(),,/(i

iiii yf

pyfypf βαβα =

diketahui yaitu:

(3.5)

Sebaran posterior pi α+iy merupakan sebebaran Beta dengan parameter ( )

dan ( β+− ii yn ), atau ditulis:

).,(~,,| βαβα +−+ iii

ind

ii ynybetayp (3.6)

Penduga Bayes dari pi

βααβαβα++

+==

i

iii

Bi n

yypEp ),,|(),(ˆ

dan varians posteriornya diberikan oleh:

(3.7)

dan

.))(1(

))((),,|( 2βαβαβαβα+++++

+−+=

ii

iiiii nn

ynyypV (3.8)

Penduga Bayes Empirik untuk pi

α

diperoleh dengan menggantikan α dan

β dengan penduganya yaitu dan β yang dapat diperoleh dengan dua cara

yaitu dengan menggunakan metode momen atau dengan memaksimumkan

fungsi kemungkinan dari sebaran posterior atau disebut sebagai metode KM

(Kemungkinan Maksimum), akan diperoleh nilai KMα dan KMβ .

Dengan menggunakan metode penduga momen, maka dugaan untuk α

dan β diperoleh dengan menyelesaikan persamaan berikut:

βα

αˆˆ

ˆˆ+

=p dan [ ]∑ −−−−

−−−=

++ i TiT

pT

mnnnppmppsn

)1(/)ˆ1(ˆ)1)(ˆ1(ˆ

1ˆˆ1

2

2

βα (3.9)

dimana 22 )ˆˆ)(/( ppnns ii Tip −=∑ , .∑= i iT nn

Sedangkan menggunakan metode peluang maksimum, MLα dan MLβ

diperoleh dengan memaksimumkan fungsi likelihood l(α,β) dari sebaran beta-

binomial BinomialBetayind

i −~,| βα :

)()()(

)()()(),(

1 βαβα

βαβαβα

ΓΓ+Γ

++Γ−+Γ+Γ

= ∏

=x

nyny

yn

li

iii

i

in

i

i

(3.10)

dimana fungsi sebarannya berbentuk:

Page 55: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

34

.)()()(

)()()(),|(

βαβα

βαβαβα

ΓΓ+Γ

++Γ−+Γ+Γ

= x

nyny

yn

yfi

iii

i

ii

(3.11)

Rao (2003) menyatakan bahwa Fungsi (3.11) di atas dapat disederhanakan

menjadi:

∑ ∑ ∑ ++−++++=

=

=

−−

=

=

m

i

y

h

yn

h

n

h

i ii ihhhcl

1

1

0

1

0

1

0)log()log()log(),( βαβαβα (3.12)

dimana ∑ +−

=

1

0)log(

iy

hhα akan sama dengan nol; jika yi ∑ +

−−

=

1

0)log(

ii yn

hhβ=0 dan sama

dengan nol jika yi=ni )/()( βααµ +==ijyE. dan )/(1 βατ += ,

)1/(1),( ++== βαρ ikij yyCorr untuk .kj ≠ Dengan menggunakan µ dan τmaka bentuk fungsi likelihoodnya menjadi:

.)1log()1log()log(),(1

0

1

0

1

01

+−+−+++= ∑ ∑ ∑∑

=

−−

=

==

i ii iy

h

yn

h

n

h

m

ihhhconstl ττµτµτµ

Selanjutnya penduga ML dapat diperoleh dengan metode Newton-Raphson

atau metode iteratif yang lain karena bentuk tertutup (closed –form) untuk MLα

dan MLβ tidak ada.

Dengan menggantikan α dan β dengan α dan β ke dalam persamaan

(3.7) dan (3.8) diperoleh penduga Bayes Empirik dari pi

pppp iiiBi

EBi ˆ)ˆ1(ˆˆ)ˆ,ˆ(ˆˆ γγβα −+==

yaitu:

(3.13)

dimana ( )βαγ ˆˆ/ˆ ++= iii nn .

Penduga Bayes Empirik dari parameter piEBip ( ) adalah rata-rata terbobot

dari penduga langsung p . Jika ni

ip

membesar maka bobot yang diberikan

kepada akan lebih besar. Persamaan penduga tersebut di atas serupa

dengan penduga Fay-Heriot untuk model berbasis area. Penduga EBip

mendekati tidak bias untuk piEBip jika m besar karena E( -pi) akan mendekati

nol.

Page 56: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

35

Pendugaan KTG dapat dicari melalui metode Jackknife, yang

menghasilkan penduga )ˆ( EBipKTG yang mendekati tak bias. Penduga Jackknife

dari )ˆ( EBipKTG yaitu )ˆ( EB

ipktg diperoleh dengan cara menghitung :

[ ]∑ −−

−==

−−

m

liiilliiii ygyg

mmygM

11111 ),ˆ,ˆ(,ˆ,ˆ(1),ˆ,ˆ(ˆ βαβαβα

(3.14)

( )21

,2 ˆ1ˆ ∑ −−

==

m

l

EBi

EBlii pp

mmM (3.15)

dimana

)ˆ,ˆ,(ˆ σµiiEBi ykp =

)ˆ,ˆ,(ˆ , lliiEB

li ykp −−− = σµ

21)ˆˆ)(1ˆˆ(

)ˆ)(ˆ(),,|(),ˆ,ˆ(

βαβα

βαβασµ

+++++

+−+==

ii

iiiiiii

nnyny

ypVyg

dan ),ˆ,ˆ(1 illi yg −− σµ diperoleh dengan menggantikan µ dan σ dengan

l−µ dan l−σ (diperoleh dengan menghilangkan area ke-l)

Penduga ML diperoleh dari { }miny ii ,.....,1),,( ≠

iiEBi MMpktg 21

ˆˆ)ˆ( += (3.16)

3.2.2. Pendekatan Bayes Menggunakan Sebaran Prior Logit-Normal.

Transformasi fungsi logit pi [ ])1/(log)(log iii pppit −= yaitu diasumsikan

memiliki sebaran normal ),( 2σµN , ditulis:

[ ] ).,(~)1/(log)(log 2σµNpppitiid

iii −= (3.17) Dengan mendefinisikan σµ /])([log −= ii pitz , maka zi

akan memiliki sebaran normal standar N (0,1) atau ditulis

)1,0(~/])([log Npitz ii σµ−= maka pi

.1

)(i

i

z

z

ii eezup σµ

σµ

σµ +

+

+=+=

dapat dinyatakan sebagai fungsi µ dan σ sebagai berikut:

(3.18)

Penduga Bayes untuk pi ),,|(),(ˆ σµσµ iiBi ypEp = adalah yang diperoleh

dari nilai ekspektasi pi dari sebaran posterior pi jika yi, µ dan σ diketahui.

Page 57: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

36

lmplementasi dari penduga Bayes Empirik lebih kompleks untuk model logit

normal karena tidak ada bentuk analitik untuk penduga Bayes dan varians

posterior dari pi . Untuk model logit-normal, Rao (2003) mengatakan bahwa

penduga Bayes dari pi

)1,0(~ Nzi

dapat dinyatakan sebagai rasio dari integral berdimensi

satu atas sebagai berikut:

{ }[ ]

{ }[ ]),(exp),(exp)(),,/(),(ˆ

2

21

zyhEzyhzhEypEp

i

iii

Bi σµ

σµσµσµσµ+

++==

(3.19)

dimana

).1log()())(,(2z

iii enyzzyh σµσµσµ ++−+=+

Ragam posteriornya adalah ),,|( σµii ypV , yang dapat dianggap merupakan

fungsi dari ( iy,,σµ ) atau ditulis sebagai ),,(),,|( 1 iiii ygypV σµσµ = :

[ ] .,(ˆ),,|(),,|(22 σµσµσµ B

iiiii pypEypV −= (3.20)

Pendugaan terhadap µ dan σ diperoleh dengan memaksimumkan fungsi

Log likelihood, l(µ,σ), untuk model logit-normal yaitu:

{ }[ ][ ].),(explog),(1

2∑=

++=m

ii zyhEconstl σµσµ

(3.21)

Selanjutnya dengan menggunakan pendugaan ML diperoleh penduga EB

dari pi )ˆ,ˆ(ˆˆ σµBi

EBi pp = , dengan menggantikan µ dan σ .

Pendugaan KTG

Perhitungan )ˆ( EBiJ pmse menggunakan penduga ML cukup rumit,

sebaliknya menggunakan metode momen seperti yang dilakukan oleh Jiang

(1998) lebih mudah dilakukan, yaitu dengan menyamakan:

)]([ˆ 1 zhEnpny TTi i σµ +==∑

[ ])()1()( 21

2 zhEnnyyi

iiii

i σµ +

−=− ∑∑ .

Perhitungan )]([)( 1 zhEpE i σµ += dan )]([)( 21

2 zhEpE i σµ += dilakukan dengan

menggunakan integrasi Monte Carlo.

Penduga Jackknife dari )ˆ( EBipMSE yaitu )ˆ( EB

ipmse diperoleh dengan

menggantikan )ˆ,ˆ,(ˆ σµiiEBi ykp = dan )ˆ,ˆ,(ˆ , llii

EBli ykp −−− = σµ dalam persamaan

(3.14) dan (3.15).

Page 58: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

37

3.3. Metode Pendugaan Tak Langsung Melalui Pendekatan Bayes.

Sesuai dengan prosedur yang dilakukan oleh Malec et al. (1997),

diasumsikan bahwa tiap individu dalam populasi dapat dimasukkan ke dalam

kelompok yang saling terpisah (mutually exclucive and exhoustive) berdasarkan

pada status sosial-ekonomi atau status demografi tertentu. Misalkan Yij

merupakan peubah acak biner untuk individu ke-j dalam area i dimana i=1,2.....I;

j=1,......,Ni maka Yij merupakan peubah acak bebas Bernoulli dengan (Yij =1|

pij)=pij

,)(log iTijij xpit υβ +=

. Model yang menghubungkan parameter dengan kovariatnya adalah

model regresi logistik dengan efek acak area sebagai berikut:

).,0(~ 2υσυ N

iid

i (3.22) Model di atas disebut sebagai model linier logistik campuran yang

merupakan anggota dari model linier campuran terampat. Peubah tak bebasnya

adalah logit (pij) dan peubah bebas adalah X. Selanjutnya xij

Untuk kasus pendugaan proporsi penduduk yang bisa baca tulis, maka

dugaan proporsi penduduk yang bisa baca tulis p

adalah vektor

kovariat tetap dan diasumsikan tidak tergantung pada i.

i adalah jumlahan dari jumlah

penduduk dalam percontohan yang bisa baca tulis dibagi dengan jumlah

percontohan di area ke-i dan penduga pi

*)1( iiiii yfyfp −+=

dari individu yang tidak bisa baca tulis

yang tidak terambil sebagi contoh. Secara matematis ditulis sebagai berikut:

(3.23)

dimana:

{ }misjxy iijij ,....,1;),,( =∈

si adalah percontohan berukuran ni is′ dari area ke-i dan adalah unit-

unit yang tidak diambil contohnya.

fi = ni/Ni

iy

,

adalah rata-rata contoh (proporsi)

)/('

*ii

slili nNyy

i

−∑=∈

adalah rata-rata dari unit-unit yang tidak diambil

contohnya dalam area i. Penduga Bayes dari *

iy diberikan oleh:

( )υσβ ,,|ˆ )()( iciB

ci ypEp = )/( iisl il nNpi

−∑= ′∈

Page 59: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

38

dimana:

yi

adalah dari contoh dalam area ke i.

),,,|( υσβiililil ypyEp = untuk isl ′∈ .

Penduga Bayes dari *iy adalah ( )υσβ ,,|ˆ )()( ici

Bci ypEp = , sehingga penduga

Bayes dari pi

.ˆ)1(),(ˆˆ )(B

ciiiiBi

Bi pfyfpp −+== υσβ

dapat dinyatakan sebagai:

(3.24)

Sehingga:

=

∑=

i

i

sjiij

Tiji

l sjiij

Tijiil

liil

Bci

zyyxhE

zyyxhpE

ypEp

βσ

βσ

σβ υ

,,,exp

,,,exp(

,,|ˆ )(

(3.25)

dimana

( )[ ]..exp1log)(,, ∑∑∑∈∈∈

++−+

=

iii sj

Tiji

sjij

Tij

sjij

Tiji zxyzyxzyxh σβσββσ

(3.26)

Rao (2003) mengatakan bahwa pendugaan parameter model β dan υσ

dapat dilakukan melalui berbagai cara, diantaranya algoritma EM, MCMC seperti

yang disarankan oleh Mc Coullagh dan Searle (2001) dan KQB. Selain itu untuk

mendapatkan dugaan β dan υσ juga dapat digunakan metode momen.

Dengan menggunakan KM ataupun metode momen maka akan diperoleh

β dan υσ sehingga dapat diperoleh BE untuk pi

)ˆ,ˆ(ˆ υσβBi

EBi pp =

(proporsi di area ke i) yaitu

. Jika fiBip (sampling fraction) dapat diabaikan, maka dapat

diekspresikan sebagai:

.,,/1ˆ1

≈ ∑

=

iN

liil

i

Bi ypE

NP υσβ (3.27)

Ragam posterior Pi

,,,|,,/)1((

)ˆ()1(),,/(

2

2)(

*2

+

−=

−−=

∑∑′∈′∈

ii sliil

sliilili

Bciiiii

ypVyppEN

pyEfyPV

υυ

υ

σβσβ

σβ

tereduksi menjadi:

(3.28)

Page 60: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

39

.,,,exp

,,,exp(,,|

2

2

=

∑ ∑

i

i

sjiij

Tiji

l sjiij

Tijiil

liil

zyyxhE

zyyxhpEypE

βσ

βσσβ υ (3.29)

Tidak ada bentuk analitik (closed form) untuk mendapatkan nilai ekspektasi

di atas sehingga perhitungan nilai ekspektasi dilakukan dengan metode numerik.

Pendugaaan )ˆ( EBipKTG dilakukan dengan metode Jackknife yaitu

dengan menggantikan )ˆ,ˆ,(ˆ σµiiEBi ykp = dan )ˆ,ˆ,(ˆ , llii

EBli ykp −−− = σµ dalam

persamaan (3.24) sampai dengan persamaan (3.29) sehingga diperoleh nilai

iM1ˆ dan iM 2

ˆ , sekaligus diperoleh nilai KTG yaitu iM1ˆ + iM 2

ˆ .

3.4. Aplikasi : Pendugaan Angka Melek Huruf di Tingkat Kecamatan, Kabupaten Sumenep Berbasis Data Susenas

Model SAE yang telah dibahas pada sub bab (3.2) dan (3.3) di atas

diaplikasikan pada pendugaan angka melek huruf di tingkat kecamatan disalah

satu Kabupaten di Jawa Timur yaitu Kabupaten Sumenep dan Kabupaten

Pasuruan Provinsi Jawa Timur. Data dasar yang digunakan adalah data Survei

Ekonomi Nasional (Susenas) yang dilakukan oleh BPS tahun 2010. Untuk

Kabupaten Sumenep, dari populasi sebesar 339.403 tangga diambil contoh

sebanyak 2307 rumah tangga dan rata-rata jumlah contoh di tiap kecamatan 86

rumah tangga.

Berdasarkan data Susenas Kabupaten Sumenep rata-rata proporsi yang

bisa baca dan tulis di tiap kecamatan sekitar 77.6%. Gambar 3.1 menunjukkan

bahwa terdapat dua kecamatan yang memiliki proporsi terendah yaitu kecamatan

Batuputih (39.5%) dan kecamatan Talango (58%), Angka melek huruf di

Kabupaten Pasuruan relatif lebih baik dibandingkan dengan Kabupaten

Sumenep, rata-rata proporsi yang bisa baca dan tulis di tiap kecamatan sekitar

90,07%. Di Kabupaten pasuruan terdapat tiga kecamatan yang memiliki proporsi

terendah yaitu kecamatan Puspo (75,5%), Lekok (75,5) dan kecamatan Nguling

(71%).

Page 61: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

40

(a) Kabupaten Sumenep (b) Kabupaten Pasuruan

Gambar 3.1. Proporsi Penduduk 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis berdasarkan data

Susenas tahun 2010 di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Arj

asa

Sape

ken

Blut

oRa

'As

Kang

ayan

Man

ding

Gay

amG

ilige

nten

gKa

liang

etKo

ta S

umen

epPr

agaa

nN

ongg

unon

gD

asuk

Saro

nggi

Mas

alem

buBa

tuan

Gan

ding

Lent

eng

Ruba

ruA

mbu

nten

Gul

uk G

uluk

Paso

ngso

ngan

Dun

gkek

Bata

ng B

atan

gG

apur

aTa

lang

oBa

tupu

tih

Kecamatan

proporsi

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Purw

osar

i

Keja

yan

Bang

il

Gem

pol

Rejo

so

Won

orej

o

Pand

aan

Beji

Tosa

ri

Suko

rejo

Tutu

r

Prig

en

Gon

dang

Wet

an

Lum

bang

Purw

odad

i

Gra

ti

Krat

on

Win

onga

n

Pasr

epan

Rem

bang

Pusp

o

Leko

k

Ngu

ling

Pohj

entr

ek

Kecamatan

proporsi

Page 62: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan
Page 63: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

40

3.4.1. Pendugaan Langsung

Penduga langsung untuk proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas dan

nilai KTG nya adalah sebagai berikut:

1) Menggunakan metode klasik dengan rumus .//ˆ iiij

iji nynyp == ∑

2) Menggunakan pendekatan Bayes dengan sebaran prior beta.

Pendugaan α dan β menggunakan metode momen, yaitu dengan

menghitung α dan β menggunakan persamaan (3.9), dimana:

2)ˆˆ)(/(2 pipi Tninps −∑= , ∑= i inTn

p adalah proporsi penduduk yang bisa baca tulis dihitung dari contoh

ni

n

: ukuran contoh di kecamatan ke-i

T

Sedangkan penduga p

: jumlah contoh Susenas di Kabupaten Sumenep.

i

( )..ˆˆ/ˆ βαγ ++= iii nn

dihitung dengan menggunakan rumus (3.13)

dimana

Untuk pendugaan )ˆ( EBipKTG dilakukan dengan menggunakan

metode Jackknife, diperoleh dengan menggantikan )ˆ,ˆ,(ˆ σµiiEBi ykp =

dan )ˆ,ˆ,(ˆ , lliiEB

li ykp −−− = σµ dalam persamaan (3.14) Dan ),ˆ,ˆ(1 ii yg σµ dan

),ˆ,ˆ(1 illi yg −− σµ dalam persamaan (3.15) dimana:

21)ˆˆ)(1ˆˆ(

)ˆ)(ˆ(),,|(),ˆ,ˆ(

βαβα

βαβασµ

+++++

+−+==

ii

iiiiiii

nnyny

ypVyg

l−µ dan l−σ adalah dugaan dariµ dan σ yang dihitung dari data tanpa

kecamatan ke l.

Penduga )ˆ( EBipKTG adalah ii

EBij MMpktg 21

ˆˆ)ˆ( += diperoleh dari

persamaan (3.16).

3) Menggunakan fungsi logit(pi), maka penduga parameter pi

berikut:

menggunakan rumus pada persamaan (3.19). Selanjutnya integral

pembilang dan penyebut pada persamaan (3.19) dihitung dengan

langkah sebagai

1. Menghiitung penduga µ dan σ dari distribusi normal

[ ] ),(~)1/(log)(log 2σµNpppitiid

iii −=

Page 64: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

41

µ = rata-rata dari logit (pij

σ

)

= standard deviasi dari logit (pij

2. Membangkitkan z dari distribusi N(0,1) dengan mengambil n=500,

kemudian untuk tiap nilai z dari langkah ke dua, hitung:

)

Aa { }[ ]),(exp)( 21 zyhzhE i σµσµ ++ =

= { } 221 2/1exp

21),(exp)( aaia zxzyhzh −++π

σµσµ , a=1,...500

dimanai

i

z

z

i eezh σµ

σµ

σµ +

+

+=+

1)(1 dan

)1log()())(,(2z

iii enyzzyh σµσµσµ ++−+=+

Atau:

22/1

21)1log()exp(

1aa

a

azz

iiaz

z

a exenyzxe

eA −+

+

+

+−++

σµ σµσµ

σµ

Sehingga:

{ }[ ] xzyhzhE i 500

1),(exp)( 21 =++ σµσµ ∑a A

3. Menghitung

a

+−+= + )1log()(exp az

iiaa enyzB σµσµ x22/1

21

aze−

π

{ }[ ] aa

i BzyhE ∑=+500

2 5001),(exp σµ

Penduga Bayes dihitung dengan mencari rasio dari hasil pada

langkah ke -2 dan ke-3 diatas

Nilai KTG dihitung dengan menggunakan metode Jacknife menggunakan

rumus (3.16) namun dengan menghitung varians (pi

[ ]221 ,(ˆ),,|(),,|(),ˆ,ˆ( σµσµσµσµ B

iiiiiii pypEypVyg −==

) melalui rumus:

dimana: )]([)( 1 zhEpE i σµ += dan )]([)( 21

2 zhEpE i σµ +=

)]([ˆ 1 zhEnpny TTi i σµ +==∑

[ ])()1()( 2

12 zhEnnyy

iiii

ii σµ +

∑ −=−∑

Dengan mengaplikasikan metode momen seperti yang telah dijelaskan

oleh persamaan (3.9), pendugaan parameter α dan β menggunakan sebaran

prior Beta adalah:

Page 65: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

42

Kabupaten Sumenep: α = 6.007941dan β =1.735254.

Kabupaten Pasuruan: α = 16,1824 dan β =1,6204..

Selanjutnya dengan menggunakan sebaran prior logit-normal pendugaan

proporsi di area kecil (kecamatan) dilakukan dengan cara numerik menggunakan

persamaan (3.19) yaitu dengan membangkitkan nilai z dari sebaran N(0,1)

n=500. Hasil pendugaan parameter (pi

) dengan mengaplikasikan metode

pendugaan langsung ditunjukkan oleh Lampiran 8 dan Lampiran 9, secara

grafis ditunjukkan oleh Gambar 3.2. Dapat dilihat bahwa untuk pendugaan

langsung, metode KM memberikan hasil yang hampir sama dengan metode

Bayes yang menggunakan sebaran prior logit normal, demikian juga dengan

pendekatan menggunakan sebaran prior beta.

(a) Kabupaten Sumenep (b) Kabupaten Pasuruan

Gambar 3.2.

Hasil Pendugaan angka melek huruf dengan menggunakan metode klasik dan Metode Bayes

Pada pendugaan proporsi dengan menggunakan sebaran prior logit

normal, sebaliknya untuk sebaran prior Beta, bobot untuk komponen contoh

pada iy yaitu ( )βαγ ˆˆ/ˆ ++= iii nn relatif besar yaitu sekitar 0.905 untuk

Kabupaten Sumenep dan 0,827 untuk kabupaten Pasuruan. Oleh karena itu

pendugaan Bayes secara langsung lebih dipengaruhi oleh komponen contoh

karena bobot untuk komponen populasi relatif kecil sehingga tidak memberikan

pengaruh yang berarti pada penduga Bayes.

Hasil dugaan KTG menggunakan metode Jackknife untuk pendugaan

langsung yang ditunjukkan oleh Gambar 3.3 memperlihatkan bahwa kedua

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 20 25 30

Pendekatan Kalsik MLPendekatan Bayes Logit (pEB Logit)Pendekatan Bayes Beta (pEB Beta)

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 5 10 15 20 25

Pendekatan Kalsik ML

Pendekatan Bayes Logit (pEB Logit)

Pendekatan Bayes Beta (pEB Beta)

Page 66: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

43

metode pendugaan langsung kurang memberikan akurasi yang bagus karena

menghasilkan nilai MSE relatif tinggi dan kurang stabil.

(a) Kabupaten Sumenep (b) Kabupaten Pasuruan

Gambar 3.3 Plot dari nilai dugaan KTG menggunakan sebaran prior Beta dan Logit-Normal

melalui metode pendugaan langsung

3.4.2. Pendugaan Tak Langsung

Melalui pendugaan tak langsung, angka melek huruf diduga melalui model

dengan peubah penyerta usia dan jenis kelamin. Peubah usia dibagai kedalam 5

katagori yaitu antara 10 -30 tahun, 30-40 tahun, 40-50 tahun, 50-60 tahun dan di

atas 60 tahun dan jenis kelamin dibedakan atas 2 katagori yaitu laki-laki dan

perempuan. Oleh karena itu setiap individu di area ke i dapat diklasifikasikan

kedalam k kelompok, k =1,2....10 yang merupakan kombinasi antara usia dan

jenis kelamin. Sedangkan peubah respon untuk model SAE adalah proporsi

penduduk berusia 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis di kelompok ke k di area

ke i. Karena penarikan contoh dalam Susenas dilakukan dengan cara memilih

contoh blok sensus secara acak pada tahap pertama dan selanjutnya memilih

contoh keluarga dalam blok sensus yang terpilih pada tahap kedua, maka area

kecil yang dimaksud pada penelitian ini adalah blok sensus.

Gambar 3.4 yang menjelaskan hubungan antara kemampuan baca tulis

dengan usia dinyatakan dalam grafik, menunjukkan bahwa makin tinggi proporsi

usia, maka pendudukan yang bisa baca dan tulis semakin kecil. Terlihat bahwa

proporsi penduduk laki-laki yang bisa baca dan tulis cenderung lebih banyak

dibandingkan dengan penduduk perempuan. Berdasarkan uji korelasi dengan

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0,009

0,01

0 5 10 15 20 25 30

KTG logit KTG beta

0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,003

0,0035

0,004

0,0045

0 5 10 15 20 25

KTG Logit KTG Beta

Page 67: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

44

mengambil α=5% terbukti bahwa kemampuan baca tulis dipengaruhi oleh usia

dan jenis kelamin. Dengan demikian pendugaan tak langsung (berbasis model)

dapat dilakukan dengan memanfaatkan peubah jenis kelamin usia sebagai

peubah penyerta ke dalam model SAE.

(a) Kabupaten Sumenep (b) Kabupaten Pasuruan

Gambar 3.4.

Hubungan kemampuan baca tulis dengan usia berdasarkan jenis kelamin di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan

Melalui pendugaan tak langsung yaitu dengan melalui model SAE,

pendugaan parameter model menggunakan metode KQB yang kemudian

digunakan untuk menduga *iy berdasarkan sebaran prior logit normal

menggunakan pendekatan Bayes Empirik (persamaan 3.25). Perhitungan nilai

harapan pembilang dan penyebut dari persamaan tersebut menggunakan

metode Montecarlo.

Hasil pendugaan parameter dan KTG menggunakan metode pendugaan

tak langsung untuk Kabupaten Sumenep dan kabupaten Pasuruan dapat dilihat

pada Lampiran 8 dan Lampiran 9. Dalam bentuk grafik dapat dilihat pada

Gambar 3.5 untuk Kabupaten Sumenep dan dan Gambar 3.6 untuk Kabupaten

Pasuruan.

Melalui pendekatan Bayes, berdasarkan pendugaan tak langsung, rata-

rata angka melek huruf kecamatan di Kabupaten Sumenep sebesar 0,827

dengan dugaan KTG sebesar 0,027. Kecamatan Batuputih yang memiliki angka

melek huruf terendah berdasarkan pendugaan langsung sebesar 0,510.

Sedangkan untuk Kabupaten Pasuruan, rata-rata angka melek huruf kecamatan

berdasarkan pendugaan langsung sebesar 0,927 dengan nilai KTG sebesar

0,995 0,965

0,853

0,721

0,573

0,9860,907

0,624

0,441

0,200

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Laki-laki Perempuan

0,99 0,97 0,96

0,840,76

1,000,95

0,810,77

0,37

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Laki-laki Perempuan

Page 68: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

45

0,036. Kecamatan Nguling memiliki angka melek huruf terendah yaitu

berdasarkan pendugaan langsung sebesar 0,725 .

Gambar 3.5. Plot hasil dugaan angka melek huruf dan KTG di Kabupaten Sumenep

Gambar 3.6. Plot hasil dugaan paramater pi

Pasuruan (angka melek huruf) dan KTG di Kabupaten

3.5. Pembahasan

Pendugaan angka melek huruf (proporsi penduduk berusia 10 tahun ke

atas yang bisa baca tulis) seperti dijelaskan oleh Gambar 3.2 menunjukkan

bahwa metode pendugaan langsung melalui pendekatan Bayes Empirik

memberikan hasil yang hampir sama dengan metode pendugaan langsung

secara melalui pendekatan klasik. Hal ini disebabkan karena nilai dugaan α dan

β relative kecil dibandingkan dengan nilai n i iy sehingga bobot untuk yaitu

0,500

0,550

0,600

0,650

0,700

0,750

0,800

0,850

0,900

0,950

1,00010 30 50 70 80 10

0

120

140

160

180

200

220

240

250

Kecamatan

proporsi

Dugaan Angka Melek Huruf

0,00E+00

2,00E-02

4,00E-02

6,00E-02

8,00E-02

1,00E-01

1,20E-01

1,40E-01

10 30 50 70 80 100120140160180200220240250

Kecamatan

Dugaan KTG

KTG

0,700

0,750

0,800

0,850

0,900

0,950

1,000

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

Kecamatan

proporsi

Dugaan Angka Melek Huruf

0,00E+00

2,00E-02

4,00E-02

6,00E-02

8,00E-02

1,00E-01

1,20E-01

1,40E-01

1,60E-01

1,80E-01

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

Kecamatan

Dugaan KTG

KTG

Page 69: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

46

( )βαγ ˆˆ/ˆ ++= iii nn sangat besar (sekitar 0.905). Demikian juga untuk pendugaan

Bayes Empirik dengan sebaran prior logit normal, bobot untuk komponen

populasi terlalu kecil sehingga sebaran prior tidak terlalu berpengaruh kepada

penduga Bayes.

Nilai pendugaan KTG pendugaan langsung cenderung rendah, baik untuk

pendugaan berbasis sebaran prior Beta maupun sebaran logit normal. Nilai KTG

untuk pendugaan angka melek huruf di kecamatan Batuputih jauh lebih tinggi

dibandingkan kecamatan yang lain karena nilai dugaan angka melek huruf di

Kecamatan Batuputih sangat rendah dibandingkan dengan kecamatan lainnya.

Tabel 3.2 menunjukkan rata-rata pendugaan angka melek huruf dan KTG

kecamatan di Kabupeten Sumenep dan kabupaten Pasuruan menggunakan

pendekatan Bayes.

Tabel 3.2. Rata-rata pendugaan angka melek huruf dan KTG kecamatan di Kabupeten Sumenep dan kabupaten Pasuruan menggunakan pendekatan Bayes

Metode

Kabupaten Sumenep Kabupaten Pasuruan

Rata-rata Kecamatan

Rata-rata KTG

Rata-rata Kecamatan

Rata-rata KTG

Pendugaan langsung

- Prior Beta 0,7789 0,0019 0,9034 0,0009

- Prior Logit-normal 0,7794 0,0026 0,9046 0,0012

Pendugaan Tak langsung (Model –logit normal) 0,827 0,027 0,927 0,036

Tabel 3.2 di atas menunjukkan bahwa pendugaan Bayes berbasis model

menunjukkan perbedaan yang cukup signifikan dengan metode tak langsung

baik melalui pendekatan klasik maupun Bayes.

Keberadaan peubah penyerta yaitu usia dan jenis kelamin sangat

berpengaruh pada penduga pi, karena bobot untuk komponen model lebih

dominan dibandingkan dengan bobot untuk komponen penduga langsung

disebabkan oleh kecilnya sampling fraction (f i=ni/Ni).

Page 70: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

47

BAB IV. Model SAE Berbasis Sebaran Respon Multinomial Melalui

Pendekatan Bayes 4.1. Pendahuluan

Jika setiap hasil pengukuran dapat dikatagorikan ke dalam q katagori A1,

A2,........... Aq, maka proporsi pada katagori ke k, k=1,2....q dinyatakan oleh pk

dan dikatakan bahwa p1, p2,.....pq adalah paramater dari sebaran multinomial.

Model SAE untuk respon multinomial ditujukan untuk menduga parameter p1,

p2,.....pq

Model SAE berbasis pada sebaran multinomial telah dikembangkan oleh

beberapa peneliti diantaranya Molina et al. (2007) yang mengembangkan

metode SAE model Campuran Logit Multinomial (Multinomial Logit Mixed Model).

Dalam penelitiannya, Molina menerapkan Model Campuran Logit Multinomial

dengan memasukkan satu pengaruh acak area ke dalam model sehingga

pengaruh acak dianggap sama untuk setiap kelas multinomial.

untuk area kecil ke-i dimana jumlah contoh dia area tersebut tidak cukup

representatif. Dengan memperhatikan salah satu katagori sebagai kejadian

sukses dan menganggap katagori yang lain sebagai kejadian gagal, maka model

SAE untuk respon multinomial dapat dikembangkan dengan cara sama dengan

respon binomial.

Scealy (2010) berpendapat bahwa pengaruh acak setiap katagori tidak

sama, oleh karena itu Scealy mengembangkan model yang dikembangkan oleh

Molina et al. (2007) dengan memasukkan pengaruh acak katagori dengan

memperhitungkan korelasi antar katagori. Metode tersebut kemudian

diaplikasikan untuk pendugaan parameter angkatan kerja di area kecil.

Pendugaan KTG didekati dengan dua metode yaitu parametric bootstrap dan

pendekatan analitik (analytical approximations) dan kemudian membandingkan

keduanya. Untuk pendugaan parameter model, baik Molina (2007) maupun

Scealy (2010) mengaplikasikan metode pendugaan KQB dan untuk komponen

ragam melalui pendekatan KM atau KMB.

Vizcaino et al (2011) mengembangkan pendugaan area kecil berbasis

peubah respon multinomial untuk pendugaan indikator angkatan kerja di Galicia,

Spanyol berdasarkan data Labour Force Survey (LFS). Mereka menggunakan

Page 71: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

48

model Campuran Logit Multinomial dimana pendugaan parameternya

menggunakan kombinasi metode KQB untuk memprediksi parameter β dan

pendugaan terhadap pengaruh acak menggunakan metode KMB. Untuk

pendugaan KTG, mereka menggunakan metode parameteric bootstrap seperti

yang dilakukan oleh Gonzalez-Manteiga et al. (2008).

Dalam penelitian ini model SAE berbasis pada sebaran multinomial yang

dikembangkan didasarkan pada pengembangan model yang dilakukan oleh

Scealy (2010) yaitu dengan mengaplikasikan model Campuran Logit Multinomial.

Dalam pengembangan model tersebut dimasukkan pengaruh acak area dimana

pengaruh acak dalam setiap area kecil tidak sama untuk setiap kelas multinomial

karena varians dari pengaruh acak diasumsikan tidak sama diantara setiap

katagori. Untuk pendugaan parameter model digunakan metode pendugaan

KQB dan untuk pendugaan komponen ragam digunakan KMB sedangkan

prediksi area kecil dilakukan dengan pendekatan Bayes. Pendugaan KTG

dengan metode Jackknife seperti telah dijelaskan pada Bab III.

Selanjutnya model SAE untuk peubah respon multinomial yang

dikembangkan diaplikasikan untuk pendugaan proporsi penduduk berusia 10

tahun ke atas yang telah/sedang menduduki jenjang pendidikan tertentu dalam

rangka menghitung rata-rata lama sekolah di tingkat kecamatan. Lokasi studi

yang diambil adalah Kabupaten Sumenep dan kabupaten Pasuruan Propinsi

Jawa Timur. Jenjang pendidikan terdiri dari 6 katagori yaitu

Katagori I: tidak pernah bersekolah (lama sekolah 0 tahun)

Katagori 2: putus SD (lama sekolah 1-3 tahun)

Katagori 3: SD (lama sekolah 4-6 tahun)

Katagori 4: SLTP (lama sekolah 7-9 tahun)

Katagori 5: SLTA (lama sekolah 10-12 tahun)

Katagori 6: Perguruan tinggi (lama sekolah 13 tahun ke atas)

4.2. Model SAE untuk Respon Multinomial

Untuk kasus multinomial, setiap hasil pengukuran hanya dapat

dikatagorikan ke dalam sejumlah katagori tertentu, misalnya q katagori. Untuk

area (ui

),......,(~| 11 −iqiiiik ppnMuy) tertentu sebaran peluang multinomial dapat dinyatakan sebagai:

(4.1)

Page 72: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

49

Jika didefinisikan qq ppp +++= ......21γ . Maka sebaran peluang multinomial

(4.1) adalah :

( ) yiqiq

yii

iqi

iiiiqiqii pp

yyn

unyYyYP ............

,|,..., 11

111

=== ,i=1,2......m (4.2)

dimana ik

k ny =∑

−+1

1q

qni , k=1,2,....q-1.

Sebaran marjinal dari setiap komponen multinomial yik

),(~ ikiik pnBy

adalah Binomial:

. Jika Xik

( )

∑−==

=

1

11/log/log

q

kikikiqikik ppppθ

merupakan vektor kovariat tetap dan diasumsikan tidak tergantung pada i dan k, maka model linier yang didasarkan pada rasio

adalah:

ikkikik u+= βxθ , untuk i=1,....m dan k=1,....q (4.3)

dimana :

βk

x

adalah vektor parameter

ik

u

adalah vektor peubah penyerta pada katagori ke-k.

ik

Diasumsikan bahwa u

adalah pengaruh acak katagori ke-k pada area ke-i,

i

),(~ ii N W0u

memiliki sebaran multivariate normal

dengan fungsi sebaran peluang:

iiti

iif uWu

Wu 1

2/1 21exp

21)( −−=

π (4.4)

dimana dan ui

)(11

kqk

i diagW ϕ−≤≤

=

saling bebas dengan matriks varians kovarians dengan

. Peluang dari katagori ke –k dalam area ke-i adalah:

∑+

=−

=

1

1}exp{1

}exp{q

lil

ikikp

θ

θ, i=1,2,.............m dan k=1,2.......q-1. (4.5)

4.2.1. Pendugaan Parameter Model

Molina et.al. (2007) menduga parameter model βk dan u

dengan

menggunakan metode KQB. Keuntungan menggunakan metode KQB adalah

metode tersebut mudah diaplikasikan walaupun menurut Hazel et.al (2001)

Page 73: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

50

metode KQB dapat menghasilkan bias terutama jika jumlah contoh dalam kelas

multinomial nijk

Pendugaan parameter dari model (4.3) diturunkan dari fungsi kemungkinan

untuk β, φ dan

kecil.

ttm

tt uuuu ),....,.( 21= . Dengan yij = (yij1, ......yijq)t untuk 1 = 1,....,m dan

j = 1,.....,nj

.)(|,.....()()|(),,(11 1

1

== ∏∏∏

== =

m

ii

m

i

n

jiijqij ufuyyfufuyfuL

i

ϕβ

, maka menurut Pawitan (2001), fungsi kemungkinan untuk parameter

β, φ dan u adalah adalah:

(4.6)

Idealnya pendugaan β dan φ dilakukan dengan menggunakan metode

kemungkinan maksimum yaitu dengan memaksimumkan L(β, φ) dimana:

[ ]

.....|,.....()(

)(|,.....()()|(),(

111

111

11 111

1 1

∏ ∏∫ ∫

∏∏∏∫∏∏

=−

=−

∞−

∞−

== =−

= =

=

==

m

idqd

n

jiijqiji

m

ii

m

i

n

jiijqij

m

i

n

j

duduuyyfuf

duufuyyfufuyfL

i

ii

ϕβ

(4.7)

Dengan memaksimumkan fungsi kemungkinan (4.7), pendugaan β dan φ

dapat diperoleh dengan menggunakan metode Monte-Carlo seperti dilakukan

oleh Hartzel et al (2001) atau integrasi numerik atau dengan metode Newton

Raphson. Molina et al (2007) menggunakan metode KQB yang diperkenalkan

oleh Breslow dan Clayton (1993). Jika diasumsikan φ diketahui, maka fungsi

kemungkinan menjadi:

∑ ∑∑+∑−== =

=

m

i

n

j

q

kijkijkii

m

i

ti

ipyuWucul

1 1

1

1log

21),(β (4.8)

dimana c adalah konstanta. Penduga kemungkinan maksimum diperoleh dengan

menurunkan satu kali mersamaan (4.8) dan menyamakannya dengan 0 sehingga

didapat penyelesaian dari sistem persamaan tersebut. Misalkan parameter β

terdiri dari bk komponen, karena masing-masing level katagori diasumsikan

memiliki nilai parameter βk yang berbeda, maka dengan mendefinisikan indeks

komponen βk dan Xijk dan komponen ke-b dari masing-masing parameter di level

ke k adalah βk(b). Oleh karena itu dengan mendefinisikan:

Page 74: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

51

∑+

= −

=

+

1

11

q

ku

tijk

ikktijk

x

ux

ijk

e

epβ

β

untuk qk ...,2,1= ; 1...,2,1' −= qk ; inj ...,2,1= ; mi ...,2,1= b=1,........,Bj’

itu.selain

jika )1(log

')('

')('

)(' −

=−=

ijklijk

ijklik

lk

ijk

pxk'kpxp

β

maka dapat

diperoleh :

Untuk 1...,2,1' −= qk

∑ ∑ −=∂

∂= =

m

i

n

jijkijijklijk

lk

ipnyxu

1 1'')('

)(')(),log(

ββ

(4.9)

Turunan pertama terhadap pengaruh acak u adalah:

≠≠−==−

=∂

itu selain 0 dan jika

dan jika 1log

''

''

''i'i k'kpi' i k'kp

up

jki

jki

ki

ijk

dan untuk j’=1,2....q-1, maka diperoleh:

.)()log(

1'''''

''

1 1 1 ∑∑ ∑ ∑

=

= = = −=∂

∂ ii n

jjkijijki

ki

m

i

n

j

q

k ijkijkpmy

u

py

Selanjutnya dicari dan untuk i=1,......m dan

=

−−

1.11

1111

1

qq

q

iW

ϕϕ

ϕϕ

Untuk mendapatkan penduga dengan metode Newton Raphson dibutuhkan

turunan kedua dari , dan

Pendugaan parameter model untuk adalah

(4.10)

dimana:

Page 75: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

52

dengan

(4.11)

4.2.2. Pendugaan Ragam

Untuk pendugaan komponen ragam digunakan metode kemungkinan

maksimum (KM) atau metode kemungkinan maksimum berkendala (KMB).

Pendekatan KM untuk pendugaan komponen ragam menghasilkan penduga

yang berbias seperti dinyatakan oleh Harville (1997) yang dikutip oleh Sceally

(2010). Oleh karena itu Molina et al (2007) menggunakan pendekatan KMB

untuk menduga komponen ragam.

Melalui metode KMB komponen pengaruh tetap β dipandang sebagai

parameter penggangu, sehingga sedapat mungkin diupayakan menghilangkan

pengaruh dari β untuk membentuk ML marjinal untuk komponen ragam. Dalam

model linier campuran normal seringkali dilakukan transformasi sedemikian

Page 76: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

53

hingga bebas dari unsur β, kemudian dicari ML untuk komponen ragam dari data

baru hasil transformasi.

Sceally (2010) menyatakan bahwa pendekatan REML dalam kasus

multinomial adalah:

XVX 1t −− log21)(ϕl (4.12)

dimana

.ˆˆ21log

21log

21)( 11 uWuWΣZZW −− −+−−= ttl ϕ

(4.13)

Suku ke dua dari persamaan (4.12) disebut sebagai bagian penalty.

Penduga KMB diturunkan dengan memaksimumkan persamaan (4.12) terhadap

semua komponen ragam. Menurut Sceally (2010), metode KMB memang dapat

mengurangi bias namun ada kemungkinan akan menghasilkan ragam yang lebih

besar dibandingkan dengan metode KML.

Untuk menurunkan penduga komponen ragam dengan metode KMB

dibutuhkan turunan pertama dan ke dua dari XVX 1t −log . Turunan pertamanya

adalah

( )

∂∂

=∂

∂ −−−

XVXXVXXVX

1t1t

a

t

aTr

ϕϕ

11log,

dimana:

11111

−−−−−

∂∂

−=∂∂

−=∂ VZWZVVVVV t

aaa ϕϕϕ,

sehingga:

( )

∂∂

=∂

∂−−−−

XXXVXXVX

1t1t

111logVZWZVTr t

a

t

a ϕϕ.

Sedangkan turunan ke duanya adalah:

( )

( ) ( ) .

2log

11

12

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

=∂∂

−−−−−−−−

−−−−−−

XVZWZVXXVXXVZWZVXXVX

XVZWZVZWZVXXVXXVX

1t11111t1111

1t1t111111

bb

baab

Tr

Tr

ϕϕ

ϕϕϕϕ

Mengikuti cara yang dilakukan Sceally (2010), didefinisikan *ϕS dan *

ϕJ sebagai:

Page 77: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

54

t

qqqSS

∂−=

−−

−−

−−

122111

*log

.....log

,log

,......log

21

ϕϕϕϕϕϕϕϕ

XVXXVXXVXXVX 11111111

dan

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

∂∂

−=

−−−

−−−

12

2

12

2

11

2

12

2

22

2

11

2

11

2

21

2

12

2

*

log..........

loglog

.

.

log..........

loglog

log..........

loglog

21

qqq

q

q

JJ

ϕϕϕϕϕ

ϕϕϕϕϕ

ϕϕϕϕϕ

ϕϕ

XVXXVXXVX

XVXXVXXVX

XVXXVXXVX

111111

111111

111111

sehingga dengan β dan u diketahui dan dengan maka penduga φ adalah:

.)( *1*ϕϕϕϕ SJsebelumnyabaru −−= (4.14)

4.2.3. Pendugaan Parameter Area Melalui Pendekatan Bayes

Peubah respon yijk dianggap merupakan peubah acak biner untuk

individu ke-j dalam area i dalam katagori ke-k dimana i=1,2.....I; j=1,......,Ni,

k=1,2.....q-1 sehingga yijk merupakan peubah acak bebas Bernoulli dengan (Yijk

=1| pijk)=pijk

Model yang menghubungkan parameter dengan kovariatnya adalah

model regresi logistik dengan efek acak area seperti dinyatakan oleh persamaan

4.2. Jika L menyatakan banyaknya grup dari kombinasi katagori dari peubah pembantu dan s menyatakan kumpulan individu yang terambil sebagai contoh

sedangkan s’ adalah kumpulan individu yang tidak terambil sebagai contoh,

maka jumlah individu pada area ke –i dapat dinyatakan sebagai:

.

∑∑==

+=L

l

sil

L

l

sili yyY

1

'

1 (4.15)

dimana tqilil

sil yyy ),......( )1(1 −= dan 's

ily adalah vektor yang tidak diketahui dari unit

yang tidak terambil contohnya. Scealy (2010) mengatakan bahwa untuk

mendapatkan penduga dari Yi's

ily maka diduga dengan:

Page 78: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

55

.1

,......,1

ˆ 1ˆ

ˆ

ˆ''

1

111

1

111

t

q

k

u

u

q

k

u

usil

sil

ikqtilk

iqqtilq

iktilk

itil

e

e

e

eny

++=

∑∑−

+

+

−+

+

−−−

β

β

β

β

x

x

x

x

(4.16)

Dengan asumsi ∑=

=q

k

sijk

sil yn

1

'' diketahui, maka proporsi unit pada katagori ke-k di

area ke-i pik

*)1( ikikikikik yfyfp −+=

adalah:

(4.17)

dimana: fik = nik/Nik

iky,

adalah rata-rata contoh (proporsi) di area ke i dan katagori ke k

)/('

*ikik

sliklik nNyy

i

−= ∑∈

adalah rata-rata dari unit-unit yang tidak diambil

contohnya dalam area i pada katagori ke-k. Penduga Bayes dari *

iky diturunkan dengan cara yang sama dengan penduga

Bayes untuk respon binomial yang telah dibahas pada Bab III, yaitu:

=

∑=

ik

ik

sjkkikijk

Tijkik

l sjkkikikj

Tijkikikl

likikl

Bki

zyyxhE

zyyxhpE

ypEp

βσ

βσ

σβ υ

,,,exp

,,,exp(

,,|ˆ )(

(4.18)

dimana

( )[ ].exp1log

)(,,

∑∑

∈∈

++

−+

=

lk

ikki

sjkk

Tij

ikkksj

ijkTij

sjkkijk

Tijik

zx

yzyxzyxh

σβ

σββσ

(4.19)

Dengan menggantikan kβ dan υσ kˆ pada persamaan (4.9) dapat

diperoleh penduga Bayes empirik untuk pik

)ˆ,ˆ(ˆ υσβBik

EBik pp =

(proporsi pada katagori ke k di area

ke i) yaitu .

Pendugaaan )ˆ( EBkipKTG dilakukan dengan metode Jackknife seperti yang

dilakukan pada pendugaan SAE untuk peubah respon Binomial pada Bab III

Page 79: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

56

yaitu dengan menggantikan )ˆ,ˆ,(ˆ σµikikEBik ykp = dan )ˆ,ˆ,(ˆ , llikik

EBlik ykp −−− = σµ

dalam persamaan (4.5) sampai dengan persamaan (4.6) sehingga diperoleh nilai

ikM1ˆ dan ikM 2

ˆ , sehingga diperoleh nilai MSE untuk pendugaan pada katagori ke

k dan area ke-i yaitu ikM1ˆ + ikM 2

ˆ .

4.3. Aplikasi: Pendugaan Rata-Rata Lama Sekolah Tingkat Kecamatan di Jawa Timur Berbasis Data Susenas 2010

4.3.1. Pengukuran Peubah Respon dan Peubah Penyerta.

Dalam penelitian ini, di setiap area kecil populasi dibagi dalam kelas-kelas

yang merupakan kombinasi peubah penyerta yaitu usia dan jenis kelamin. Usia

dibagi dalam 5 kelas dan jenis kelamin dibagi dalam 2 kelas (laki-laki dan

perempuan). Peubah respon yang diamati adalah proporsi penduduk yang telah

berada pada jenjang pendidikan tertinggi yang pernah ditempuh dimana jenjang

pendidikan diklasifikasi menjadi 6 seperti dijelaskan oleh Tabel 4.1. Data yang

digunakan dalam penelitian ini adalah data Susenas tahun 2010 dan data

Sensus Penduduk tahun 2010 di Jawa Timur khususnya untuk Kabupaten

Sumenep dan Kabupaten Pasuruan.

Tabel 4.1. Klasifikasi tingkat pendidikan tertinggi penduduk usia 10 tahun ke atas

Katagori (k) Lama sekolah (th) Titik tengah

1 0 0 2 1-3 2 3 4-6 5 4 7-9 6 5 10-12 11 6 >13 16 *)

*) maksimum 19 tahun

Proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan dipengaruhi oleh usia dan

jenis kelamin (lihat Lampiran 20). Semakin tinggi usia maka proporsi yang

pernah menempuh pendidikan menengah dan tinggi makin kecil. Sebaliknya

makin tinggi usia maka penduduk yang tidak pernah bersekolah makin banyak.

Bersarnya proporsi di tiap level pendidikan berbeda antara penduduk laki-laki

dan perempuan. Oleh karena itu usia dan jenis kelamin dapat diduga akan

Page 80: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

57

memberikan pengaruh kepada nilai proporsi di tiap jenjang pendidikan dan layak

untuk dijadikan peubah penyerta.

4.3.2. Hasil Eksplorasi Data

Di Kabupaten Sumenep, hasil eksplorasi data (Gambar 4.1) menunjukkan

bahwa penduduk berusia 10 tahun ke atas yang belum pernah bersekolah cukup

tinggi yaitu 22,71%. Penduduk yang hanya menamatkan pendidikan sekolah

dasar adalah yang paling tinggi yaitu 28,25%, selanjutmya penduduk yang bisa

menyelesaikan pendidikan SMP 12,5%, SMA hanya 12 % dan perguruan tinggi

tidak sampai 4%.

(a) Kabupaten Sumenep (b) Kabupaten Pasuruan

Gambar 4.1

Proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas berdasarkan lama sekolah berdasarkan data Susenas 2010 di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Sedangkan untuk Kabupaten Pasuruan penduduk berusia 10 tahun ke

atas yang belum pernah bersekolah cukup tinggi yaitu 8%. Penduduk yang

hanya menamatkan pendidikan sekolah dasar 34.24%, selanjutmya penduduk

yang bisa menyelesaikan pendidikan SMP 15%, SMA sekitar 14% dan perguruan

tinggi tidak sampai 4%

Grafik pada Lampiran 20 menunjukkan hubungan antara jenjang

pendidikan tertinggi yang pernah ditempuh oleh penduduk usia 10 tahun dengan

usia dan jenis kelamin. Terlihat dari grafik tersebut bahwa di Kabupaten

Sumenep, untuk penduduk yang tidak pernah bersekolah. Semakin tinggi usia

maka proporsi penduduk yang tidak pernah bersekolah makin tinggi, dimana

penduduk laki-laki memiliki proporsi lebih rendah dibandingkan dengan

22,7%

0,7%1,2%2,3%

4,5%4,2%

28,2%

1,7%2,9%

12,5%

1,0%1,8%

11,9%

0,1%0,9%0,6%

2,7%

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Lama Sekolah

tahun

7,8%

2,3%3,5%

4,5%5,0%4,9%

34,2%

1,4%2,3%

15,1%

1,2%0,9%

13,9%

0,2%0,2%0,6%2,0%

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

35,0%

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Lama Sekolah

tahun

Page 81: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

58

penduduk perempuan. Sebaliknya semakin tinggi usia maka penduduk yang

mampu menamatkan sekolah SD, SLTP dan SLTA juga main kecil. Penduduk

laki-laki memiliki proporsi yang lebih tinggi dibandingkan dengan perempuan.

4.3.3. Pendugaan Rata-rata Lama Sekolah di Tingkat Kecamatan.

Seperti telah dijelaskan di atas bahwa yik

ikkikik u+= βxθ

merupakan peubah respon

multinomial, dalam penelitian ini mengukur jumlah penduduk berusia 10 tahun ke

atas yang memiliki jenjang pendidikan ke k, k=1,2...6 pada area ke-i.

Selanjutnya model linier yang diduga adalah dimana ikθ adalah

fungsi logit (pik ( )

−== ∑

=

1

11/log/log

q

kikikiqikik ppppθ) yaitu .

Dengan menggunakan data Susenas 2010, pendugaan parameter β dan

φ dalam penelitian ini adalah menggunakan metode PQL dengan cara

memaksimumkan fungsi likelihood seperti yang dinyatakan oleh persamaan

(4.6). Selanjutnya pendugaan ragam mengikuti metode yang disarankan oleh

Molina et al (2007) yaitu menggunakan pendekatan REML yang dilakukan

dengan memaksimumkan persamaan (4.11).

Hasil pendugaan pik

Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 juga menjelaskan pendugaan KTG

menggunakan metode Jackknife. Secara rinci dugaan proporsi untuk tiap

katagori pendidikan dan nilai dugaan KTG dapat dilihat pada Lampiran 11. Nilai

KTG untuk masing-masing model sangat rendah, hal ini menunjukkan bahwa

nilai bias dan ragam dari dugaan sangat kecil (lihat Tabel 4.2).

(proporsi penduduk berusia sepuluh tahun ke atas

pada jenjang pendidikan ke k), k=1,2...,6) dapat dilihat pada Gambar 4.2 untuk

Kabupaten Sumenep dan Gambar 4.3. untuk Kabupaten Pasuruan. Prediksi

proporsi di tiap jenjang pendidikan penduduk dapat dilihat pada Lampiran 10.

Tabel 4.2. Rata-rata dugaan proporsi penduduk pada jenjang pendidikan tertentu dan rata-rata nilai KTG dugaan di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Parameter Katagori

1 2 3 4 5 6 Kabupaten Sumenep Rata-rata proporsi 0.2405 0.0551 0.3941 0.1471 0.1105 0.0492 Rata-rata KTG 1.54E-09 5.14E-10 3.87E-09 1.02E-09 9.66E-10 6.42E-10 Kabupaten Pasuruan Rata-rata proporsi 0.0930 0.0895 0.4518 0.1355 0.0967 0.1335 Rata-rata KTG 1.06E-03 1.52E-03 6.76E-03 5.07E-03 6.21E-03 2.28E-02

Page 82: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

59

Gambar 4.2. Plot Hasil dugaan proporsi penduduk berusia 10 tahun keatas di tiap jenjang

pendidikan dan nilai dugaan KTG di Kabupaten Sumenep

Gambar 4.3. Plot Hasil dugaan proporsi penduduk berusia 10 tahun keatas di tiap jenjang

pendidikan dan nilai dugaan KTG di Kabupaten Pasuruan

0,0000

0,1000

0,2000

0,3000

0,4000

0,5000

0,6000

0,7000

0,8000

10 30 50 70 80 100

120

140

160

180

200

220

240

250

Kecamatan

Nilai dugaan proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan

Tidak Sekolah Putus SD

Lulus SD Lulus SMP

Lulus SMA PT

prporsi

0,00E+00

5,00E-09

1,00E-08

1,50E-08

2,00E-08

2,50E-08

3,00E-08

10 30 50 70 80 100

120

140

160

180

200

220

240

250

Kecamatan

Nilai dugaan KTG

Tidak Sekolah Putus SD

Lulus SD Lulus SMP

Lulus SMA PT

KTG

0,0000

0,1000

0,2000

0,3000

0,4000

0,5000

0,6000

0,7000

0,8000

10 30 50 70 80 100

120

140

160

180

200

220

Kecamatan

Nilai dugaan proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan

Tidak Sekolah Putus SD

Lulus SD Lulus SMP

Lulus SMA PT

proporsi

0,00E+00

1,00E-01

2,00E-01

3,00E-01

4,00E-01

5,00E-01

6,00E-01

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

Nilai dugaan KTG

Tidak Sekolah Putus SD

Lulus SD Lulus SMP

Lulus SMA PT

KTG

Page 83: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

60

Prediksi rata-rata lama sekolah di tiap kecamatan di Kabupaten Sumenep

dan Pasuruan dapat dilihat pada Gambar 4.4. Terilaht bahwa rata-rata lama

sekolah di Kabupaten Pasuruan lebih tinggi dibandingkan dengan rata-rata

lama sekolah di tiap kecamatan di Kabupaten Sumenep. Sebagian besar

kecamatan di Kabupaten Sumenep memiliki rata-rata lama sekolah kurang dari 6

tahun.

Gambar 4.4.

Plot Hasil dugaan angka melek huruf dan nilai KTG dugaan di Kabupaten Sumenep

4.4. Pembahasan

Dalam penelitian ini, pengaruh peubah penyerta yaitu usia dan jenis

kelamin terhadap peubah respon pada model SAE dengan peubah respon

multinomial dibedakan atas katagori. Untuk katagori 1 (tidak pernah bersekolah)

dan 2 (putus sekolah dasar) memiliki nilai dugaan parameter β positif, namun

untuk jenjang pendidikan lebih tinggi nilai β negatif.

Untuk model SAE khusus untuk jenjang pendidikan SD memiliki nilai KTG

yang relatif lebih besar dibandingkan dengan jenjang pendidikan yang lain

karena proporsi penduduk pada jenjang pendidikan SD lebih bervariasi dari

kecamatan ke kecamatan baik untuk Kabupaten Sumenep maupun kabupaten

Pasuruan. Sebaliknya nilai KTG untuk pendugaan proporsi penduduk yang

5,77

6,40

4,59

5,68

4,76

7,49

8,57

4,754,70

2,10

5,49

4,844,36

4,15

6,81

2,87

4,66

3,95

4,97

3,673,97

5,72

7,456,98

4,66

5,51

1,50

2,50

3,50

4,50

5,50

6,50

7,50

8,50

9,50

10 40 70 90 120

150

180

210

240

Kecamatan

Nilai dugaan rata-rata Lama Sekolah (tahun) di Kabupaten Sumenep

lama

sekolah

6,95

5,53

4,11

6,23

5,305,25

4,65

8,74

8,08

8,768,32

9,77

8,02

10,07

10,97

5,035,21

6,606,21

4,805,184,684,14

1,50

2,50

3,50

4,50

5,50

6,50

7,50

8,50

9,50

10,50

11,50

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

Kecamatan

Nilai dugaan rata-rata Lama Sekolah(tahun) di Kabupaten Pasuruan

lama

sekolah

Page 84: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

61

putus sekolah SD (lama sekolah 0-3 tahun) sangat kecil karena proporsi

penduduk yang putus sekolah SD di semua kecamatan hampir sama, baik untuk

Kabupaten Pasuruan dan Kabupaten Sumenep. Nilai KTG dengan nilai peubah

respon yang heterogen seperti pada jenjang pendidikan SD relatif lebih tinggi

dibandingkan dengan model SAE yang didasarkan pada nilai peubah respon

yang homogen. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pendugaan KTG dengan

metode Jackknife sangat tergantung kepada heterogenitas dari proprosi di

kecamatan, semakin homogen maka nilai KTG akan makin kecil.

Page 85: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

62

BAB V Model Bayes Pendugaan Area Kecil untuk Respon

Binomial dan Multinomial Berbasis Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama

5.1. Pendahuluan

Pada umumnya pengembangan model SAE dan pendugaannya

dilakukan dengan menganggap semua area terwakili dalam contoh atau

menganggap contoh area dipilih dengan peluang yang sama (Pfeffermann,

2010). Beberapa peneliti yaitu Kott (1990), Arora dan Lahiri (1997) serta Prasad

dan Rao (1999), yang mengembangkan model SAE yang memperhatikan

peluang pengambilan contoh menyatakan bahwa pendugaan yang dilakukan

tanpa memperhatikan peluang penarikan contoh akan menghasilkan penduga

yang berbias.

Model SAE yang dikembangkan dengan memperhitungkan peluang

penarikan contoh umumnya untuk peubah respon bertipe kontinu khususnya

peubah respon yang memiliki distribusi normal. Lehtonen et al. (2009)

mengaplikasikan Model Generalized Regresion (GREG) mengaplikasikan

metode PTLTE untuk pendugaan parameter area dengan menyertakan bobot

unit contoh. Penelitian oleh Lehtonen R (2009) tersebut menghasilkan

peningkatan akurasi dan mengurangi bias. Dengan memberikan bobot pada unit

contoh, You dan Rao (2002) mengembangkan model SAE dengan

mengaplikasikan metode Pseudo PTLTE untuk pendugaan parameter area kecil.

Model tersebut diterapkan untuk menduga produksi jagung di wilayah kecil (kota)

dan dihasilkan bahwa metode PTLTE semu (pseudo EBLUP) menghasilkan KTG

yang sedikit lebih kecil dibandingkan dengan metode PTLTE. Dalam bukunya

Rao (2003) juga membahas model SAE untuk peubah respon normal dimana

pendugaan parameter mengaplikasikan PTLT semu ( Pseudo –BLUP) atau

PTLTE. semu (Pseudo –EBLUP)

Pfefferman et al. (1998) juga telah membahas pengaruh peluang

penarikan contoh dari proses penarikan contoh gerombol dua tahap (multistage

cluster sampling) terhadap kualitas penduga model SAE. Pfefferman et al.(1998)

mengasumsikan bahwa peluang penarikan contoh memiliki korelasi dengan

Page 86: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

63

karakteristik area atau unit percontohan, oleh karena itu disebut sebagai

percontohan informatif (informative sampling). Selanjutnya berdasarkan ide

Pfefferman tersebut, Eideh dan Nathan (2009) mengasumsikan bahwa peluang

penarikan contoh memiliki hubungan dalam bentuk fungsi eksponensial dengan

karakteristik area dan unit. Pengembangan model SAE yang dilakukan oleh

Eideh dan Nathan (2009) yaitu dengan menyertakan model eksponensial

tersebut ke dalam model SAE.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa tujuan utama penelitian ini

adalah mengembangkan model SAE yang dapat diaplikasikan dalam menduga

Indeks Pendidikan yang merupakan salah satu komponen IPM di area kecil

dimana data dasar yang digunakan adalah Susenas yang penarikan contohnya

berpeluang tidak sama. Oleh karena ide pengembangan metode SAE yang

memperhatikan peluang penarikan contoh seperti yang telah dilakukan oleh para

peneliti di atas digunakan sebagai dasar pengembangan model SAE dengan

memperhitungkan peluang penarikan contoh yang dapat digunakan untuk

menduga komponen Indeks Pendidikan yaitu model SAE untuk respon binomial

dan multinomial. Pendugaan parameter area kecil dilakukan dengan pendekatan

Bayes. Selanjutnya metode tersebut akan diaplikasikan untuk menduga angka

melek huruf dan rata-rata lama sekolah di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten

Pasuruan, Provinsi Jawa Timur.

5.2. Penyertaan Peluang Penarikan Contoh pada Model SAE.

Mengacu pada penelitian Pfefferman (1998), Eideh dan Nathan (2009)

mengembangkan model SAE berbasis peluang tidak sama dengan penarikan

contoh dua tahap yang mengasumsikan bahwa peluang penarikan contoh baik

untuk penarikan contoh area dan penarikan contoh unit memiliki hubungan

dengan karakteristik area dan unit dalam bentuk fungsi eksponensial.

Pada tahap pertama, misalkan pengaruh area yang dinyatakan dengan

peubah ui memiliki hubungan dengan karakteristik area zi, sehingga hubungan

antara peubah ui dan zi

),0(~,'u

ind

iiii Nzu σηηγ +=

dinyatakan oleh fungsi

(5.1)

Untuk tahap ke dua, diasumsikan terdapat peubah penyerta

xij=(xij1,......,xijr)’ yang mempengaruhi yij yang tersedia untuk semua kelompok

percontohan maka hubungan antara yij dan xij dinyatakan oleh fungsi:

Page 87: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

64

),0(~, 2'e

ind

ijijijiij Neey σβµ ++= x (5.2)

dimana

Dengan cara lebih sederhana maka gabungan dari persamaan (5.1) dan (5.2)

adalah:

Mengikuti cara yang dikembangkan oleh Pfefferman (1998) yaitu dengan

memperhatikan peluang penarikan contoh, maka, fungsi kepadatan peluang

untuk dalam percontohan area ke-i adalah:

(5.3)

dimana

.

Eideh dan Nathan (2009) mengasumsikan bahwa rata-rata peluang terambilnya

area ke-i sebagai contoh dapat dinyatakan sebagai fungsi eksponensial dari

peubah yang menggambarkan karaketristik area sebagai berikut:

. (5.4)

Misalkan model matematik yang menghubungkan peluang penarikan

contoh ke-i dengan peubah area dinyatakan dalam bentuk fungsi eksponensial

sebagai berikut:

{ })'(exp),|(/1),|( iibiiipEiiisE zbzz +== µµπµπ (5.5)

dimana zi

iiw π/1=

adalah peubah yang menyatakan karakteristik area ke-i dan b adalah

parameter yang menghubungkan kedua peubah. Jika menyatakan

bobot dari area ke-i, maka persamaan (5.5) dapat dinyatakan sebagai:

{ })'(exp),|(/1),|( iiiiipiiis bEwE zbzz +−== µµπµ (5.6)

Berdasarkan persamaan (5.3), maka fungsi kepadatan peluang untuk

pengaruh acak ui dapat ditulis sebagai:

(5.7)

dimana:

. (5.8)

Page 88: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

65

Dengan cara yang sama maka pada tahap kedua, fungsi kepekatan

peluang untuk yij

ij /π

dapat dituliskan dalam formula:

(5.9)

Selanjutnya peluang terambilnya contoh unit ke j pada area ke-i yaitu

diamsumsikan memiliki hubungan dengan karakteristik unit yang dinyatakan

sebagai peubah xij dalam bentuk fungsi eksponensial

ij /π

sebagai berikut:

. (5.10)

Sama dengan peluang area, model matematik yang menghubungkan

peluang ( ) atau bobot ( ijijw // /1 π= ) terambilnya unit ke-j pada area ke-i dengan

peubah penyerta adalah:

)(exp),,|( '| ijijiijijijp dyyE xdx +=µπ

(5.11)

(5.12)

Oleh karena itu fungsi kepadatan peluang untuk yij untuk µi dan xij

)',...,(,)',...,,1(,)',....,,( 10210 riqiiq dddzzbbb === dzb

tertentu

adalah:

(5.13)

dimana

(5.14)

Persamaan (5.8) dan (5.14) menunjukkan bahwa jika diasumsikan

peluang penarikan contoh memiliki hubungan dengan karakteristik area dan unit

dalam bentuk fungsi eksponensial, maka terjadi pergeseran rata-rata sebesar

untuk pengaruh area dan untuk unit.

Dengan mendefinisikan

dan )',...,,1( 2 ijrijij xx=x , maka dengan menggunakan metode penduga KM,

pendugaan vektor parameter B dan D adalah

(5.15)

(5.16)

dimana .

Untuk yij yang diasumsikan memiliki sebaran normal dan dengan

menyertakan peluang terambilnya contoh maka bentuk fungsi kepadatan

Page 89: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

66

peluang yij untuk µi dan xij

1) Pendugaan Parameter Model SAE

diketahui dapat dinyatakan oleh persamaan (5.14).

Nilai harapan dan ragam dari sebaran tersebut adalah:

(5.17)

+ (5.18)

(5.19)

Selanjutnya pendugaan parameter model SAE dilakukan dengan

memaksimumkan fungsi kemungkinan baik untuk area dan unit yang terambil

sebagai contoh serta untuk area dan unit yang tidak terambil sebagai contoh.

Dalam pendugaan paramater, Eideh dan Nathan (2009) mengaplikasikan dua

cara yaitu melalui metode Kemungkinan Maksimum (Maximum Likelihood ) dan

metode Pendugaan Kemungkinan Maksimum Semu (KMS) atau Pseudo

Maximum Likelihood ). Metode KM tidak memperhitungkan bobot penarikan

contoh sehingga rancangan percontohan diabaikan, sedangkan metode KMS

memperhitungkan bobot penarikan contoh.

Jika mi adalah jumlah contoh pada area ke i dan penarikan contoh

dilakukan secara acak, maka untuk j=1,2....mi, sebaran yij

),........(iimij yy

akan saling bebas

dan masing-masing memiliki sebaran normal dengan rataan dan ragam, koragam

seperti dinyatakan oleh persamaan (5.17), (5.18) dan (5.19). Oleh karena itu

fungsi peluang bersama antara untuk percontohan area ke-i adalah:

x

. (5.20)

Metode Kemungkinan Maksimum

Fungsi kemungkinan diperoleh dari mentransformasikan persamaan

(5.20) dengan transformasi logaritma natural, yaitu:

Page 90: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

67

Jika didefinisikan

,

maka fungsi likelihood diatas menjadi lebih sederhana dan merupakan fungsi

dari , yaitu:

. ( 5.21)

Dengan memaksimumkan fungsi kemungkinan yang dinyatakan oleh persamaan

(5.21) diatas maka akan diperoleh penduga . Jika parameter

informatif tidak diketahui maka parameter b dan d yang digunakan untuk

menghitung 20 µσβ b= dan 2

0 edσγ = dapat diduga dengan menggunakan

persamaan (5.15) dan (5.16).

Metode Kemungkinan Maksimum Semu

Alternatif lain untuk pendugaan parameter model SAE adalah dengan

menggunakan metode Kemungkinan Maksimum Semu (KMS). Metode KMS ini

dikembangkan oleh beberapa peneliti seperti Binder (1983), Asparouhov (2006)

dan Eideh dan Nathan (2009).

Pada kasus penarikan contoh dua tahap, peluang penarikan contoh untuk

unit ke-i pada area ke j adalah ijiij /πππ = , i=1,2......,N ; j=1,2......,Mi. Oleh

karena itu bobot percontohan adalah wij=wi wj/i iiw π/1= dimana dan

Page 91: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

68

ijijw // /1 π= , i=1,2......N. Eideh dan Nathan (2009) menyatakan bahwa kontribusi

dari area ke-i pada log-likelihood sensus (untuk seluruh populasi) adalah:

Sehingga fungsi kemungkinan yang harus dimaksimumkan adalah:

Oleh karena itu penduga fungsi kemungkinan adalah:

(5.22)

Secara singkat persamaan (5.31) ditulis dalam bentuk:

. (5.23)

Penduga KMS adalah nilai-nilai yang diperoleh dengan cara memaksimumkan

persamaan (5.23) menggunakan metode numerik.

Pendugaan Ragam

(5.24)

dimana .

2) Pendugaan parameter pengaruh area

Sebaran percontohan bersyarat iimii yy ,......| 1µ tergantung pada sebaran

percontohan dari efek area pada tahap pertama dan sebaran iijy µ| pada tahap

kedua. Untuk iimii yy ,......| 1µ yang diasumsikan menyebar normal, maka

penduga Bayes untuk ii y|µ merupakan nilai tengah dari sebaran posterior

Page 92: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

69

f( yang diperoleh dari: f( Nilai tengah untuk

sebaran posterior f( adalah:

Parameter rataan untuk sebaran normal di atas dapat dinyatakan sebagai:

(5.25)

dimana:

dan

Sehingga:

(5.26)

.

Pendugaan paramater di area yang terambil sebagai contoh

(5.27)

dimana .

Page 93: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

70

Pendugaan parameter untuk area yang tidak terambil sebagai contoh

Untuk area yang tidak terambil sebagai contoh, maka peluang untuk

tidak terambil sebagai contoh adalah . Karena tidak ada unit yang diamati

atau terambil dalam percontohan maka pengaruh area yang tidak terambil

sebagai contoh bukan merupakan fungsi dari percontohan unit, sehingga:

}{

{ }2'

22'2'

, ˆˆ)5.0)(ˆexp)(ˆ1

ˆˆ5.0)ˆ(ˆexpˆˆ)(ˆˆ

µ

µµ

σ

σγσγµ

byzbzg

bzbbzgzy

jj

jjjscj

+−

+−= . (5.28)

Menurut Eideh dan Nathan (2006) Untuk model SAE seperti yang

dinyatakan oleh persamaan ijeiijxijy ++= µβ' dimana ii ηµµ += , maka

pendugaan parameter area ke-i yang terambil sebagai contoh adalah: 22'

, )1()ˆ)(1()ˆ(ˆ eiiiiiiis dbxy σφσφµφφµ µ −−+−+−= β (5.29)

dimana

Sedangkan dugaan parameter untuk area yang tidak terambil sebagai

contoh dinyatakan oleh persamaan :

)5.0ˆexp(1

)5.0ˆexp(ˆˆ

22

222

µµ

σµ

σµσµµ

bb

bbbjc

+−

+−= . (5.30)

5.3. Pendugaan Area Kecil Menggunakan Model Campuran Linier Terbobot.

Rao (2003) membahas model SAE berbasis penarikan contoh berpeluang

tidak sama untuk peubah respon normal. Model SAE dikembangkan dengan

memberikan bobot pada area survei dengan manggunakan rata-rata bobot level

unit .// iijk

ikijij wwwww =∑=

iwiTiw

ijiTij

jijij

jijiw

ex

exwywy

++=

++== ∑∑

µβ

µβ )( (5.31)

Page 94: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

71

dimana ijj

ijiw ewe ∑= dengan 0)( =iweE dan iwej

ijeiw weV δσσ 222)( =∑=

dan ijj

ijiw xwx ∑= . Selanjutnya pendugaan parameter dilakukan dengan

mengaplikasikan metode PTLT atau PTLTE untuk persamaan (5.31) di atas.

Rao (2003) menyebut metode pendugaan untuk unit contoh berpeluang tidak

sama dengan istilah PTLT semu (pseudo BLUP) atau PTLTE semu (pseudo

EBLUP). You dan Rao (2002) mencoba menerapkan metode PTLTE semu

untuk menduga produksi jagung di wilayah kecil (kota) dan dihasilkan bahwa

metode PTLTE semu menghasilkan KTG yang sedikit lebih kecil dibandingkan

dengan PTLTE.

5.4. Pengembangan Model Bayes SAE Berbasis Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama untuk Respon Binomial

Seperti telah dijelaskan pada Bab III, setiap individu dalam populasi

diklasifikasikan berdasarkan pada 2 peubah demografi yaitu usia (yang terdiri

dari 5 katagori) dan jenis kelamin (terdiri dari 2 katagori) sehingga terdapat

maksimum k=10 katagori. Jumlah individu yang berada dalam area ke i dan

katagori ke j (j=1,......ki) merupakan peubah Binomial dengan peluang pij.

Selanjutnya peubah respon yij didefinisikan sebagai fungsi logit(pij

ij

ijijij p

ppity

−==

1)(log

) yaitu

.

Dengan memperhatikan peluang penarikan contoh, maka dalam

penelitian ini pendugaan area kecil melalui pendekatan Bayes untuk peubah

respon Binomial didasarkan pada pengembangan 2 model SAE sebagai berikut:

1) Menggunakan model linier terampat untuk sebaran respon logit normal

dengan memberikan bobot penarikan contoh pada peubah respon yij =

logit (pij) dan peubah prediktor xij

2) Menggunakan model SAE dengan menyertakan peluang percontohan

dalam bentuk fungsi eksponensial seperti yang dikembangkan oleh Eideh

dan Nathan (2009).

.

Kedua metode di atas dibandingkan dengan metode SAE yang tidak

memperhitungkan bobot peluang dengan menggunakan model seperti pada

persamaan (3.23). Pendugaan proporsi di area kecil menggunakan pendekatan

Page 95: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

72

Bayes dengan mengaplikasikan formula Bayes seperti yang ditunjukkan oleh

persamaan (3.25).

5.4.1. Penentuan Bobot

Bobot percontohan untuk penarikan contoh merupakan kebalikan dari

peluang penarikan contoh. Misalkan pada penarikan contoh dua tahap seperti

yang dilakukan dalam Susenas, maka bobot percontohan dihitung dari perkalian

fraksi penarikan contoh pada tahap satu dan tahap dua.

Jika di kecamatan tertentu contoh diambil dalam dua tahap dimana pada

tahap pertama dipilih blok sensus secara pps (proportional to size) dengan size

banyaknya rumah tangga hasil listing SP2010 ( iN ), maka peluang contoh pada

blok sensus ke-i untuk terpilih sebagai percontohan adalah NN

N

N iM

ii

ii =

∑=π . Dari

M area atau blok sensus yang ada dipilih m area kecil (blok sensus), sehingga

fraksi penarikan contoh tahap pertama adalah:

.N

Nn

N

Nnf iN

ii

ii

×=×=

∑ (5.32)

Bila pada blok sensus yang terpilih ditarik sejumlah rumah tangga (ni

ij|π

)

dengan peluang yang sama, maka peluang bersyarat terpilihnya individu ke-j

pada blok sensus ke-i dinyatakan sebagai , dimanai

ij N1

| =π . Jumlah individu

yang terpilih adalah ni

i

iij N

nf =|

, sehingga fraksi penarikan contoh pada tahap kedua

adalah . Sehingga overall sampling fraction adalah:

.| N

nmNn

NNm

fff i

i

iiijiij

×=×

×=×= (5.33)

Dengan demikian design weight dapat dirumuskan sebagai berikut:

iij nm

Nw×

= (5.34)

dengan:

ijw : bobot individu ke-j, blok sensus ke-i

N : banyaknya populasi listing SP2010 di kecamatan tertentu

Page 96: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

73

m : banyaknya contoh blok sensus yang diambil di kecamatan tertentu

ni

ii N

mNw =

: banyaknya contoh individu di blok sensus ke-i.

5.4.2. Metode Pendugaan Parameter Area Kecil dengan Menyertakan Peluang Penarikan Contoh yang Bersifat Eksponensial.

Hubungan antara peluang penarikan contoh dengan karakteristik area

dan unit dinyatakan dalam bentuk fungsi eksponensial seperti dijelaskan oleh

persamaan (5.15) dan (5.21). Dalam penelitian ini bobot peluang terambilnya

contoh dihitung berdasarkan penarikan contoh dua tahap sehingga bobot

peluang penarikan contoh untuk tahap satu adalah dan bobot peluang

untuk unit seperti dinyatakan oleh persamaan (5.43) yaitu .i

ij nmNw×

=

Peubah yang diduga memiliki hubungan dengan peluang penarikan

contoh adalah peubah respon yaitu logit (pi) untuk penarikan contoh area dan

logit (pij) untuk unit. Peluang penarikan contoh untuk area adalah pps, tergantung

pada jumlah penduduk, dimana jumlah penduduk sangat dipengaruhi oleh maju

tidaknya suatu wilayah. Di Indonesia, semakin maju suatu wilayah, maka jumlah

penduduknya semakin besar dan tingkat pendidikannya juga makin baik artinya

angka melek hurufnya makin tinggi. Karena itu jika penarikan contoh area (blok

sensus) dilakukan secara pps, maka akan sangat beralasan menghubungkan

peluang penarikan contoh dengan angka melek huruf. Dengan kata lain peluang

area ke-i terambil sebagai contoh ( ) diasumsikan memiliki hubungan dengan

pi atau logit (pi

ii byw exp=

). melalui formula:

dimana yi =logit (pi). (5.35)

Sedangkan untuk level unit, diasumsikan memiliki hubungan dengan logit

(pij

ijij dyw exp=

) melalui formula:

dimana yij =logit (pij), (5.36)

oleh karena itu koefisien z i dan x ij pada persamaan (5.6) dan (5.12) diambil sama

dengan nol.

Jika seluruh area kecil dalam populasi dibedakan atas area yang terambil

sebagai contoh dan yang tidak terambil sebagai contoh, maka dengan

menggunakan formula (5.29) dan (5.30), parameter area ke-i yang terambil

sebagai contoh diduga dengan:

Page 97: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

74

22', )1()ˆ)(1()ˆ(ˆ eiiiiiiis dbxy σφσφµφφµ µ −−+−+−= β (5.37)

sedangkan pendugaan parameter untuk area yang tidak terambil sebagai contoh:

)5.0ˆexp(1)5.0ˆexp(

ˆˆ22

222

µµ

σµσµσ

µµbbbbb

jc +−

+−= (5.38)

dimana

dan .

5.4.3. Metode Pendugaan Parameter Area Kecil menggunakan Model Linier Campuran Terbobot

Dengan memperhatikan peluang penarikan contoh, pengaruh bobot

penarikan contoh untuk pendugaan area kecil diwujudkan dalam model-logit

normal terbobot mengacu kepada cara Rao (2003) yang dinyatakan dalam

persamaan (5.31). Dalam penelitian ini bobot tiap individu yang berada pada

klasifikasi ke j pada area ke-i adalah wij, sehingga model SAE untuk yij=logit (pij

iwiTiwiji

Tijijijij exexwyw ++=++= µβµβ )(

)

terbobot adalah:

(5.39)

dimana [ ])1/(log)(log ijijijij pppity −== dan ijijiw ewe = , 0)( =iweE ,

iwej

ijeiw weV δσσ 222)( == ∑

Pendugaan parameter pada model (5.39) menggunakan metode KMB

yang diterapkan untuk model linier logistik terbobot.

)~(~~~ βγβµ Tiaiai

Tiij xy −+= X (5.40)

dimana ijij pitlog~ =µ .

Prediksi yang diperoleh adalah yij ijijij ywy ˆˆ ' = terbobot yaitu , sehingga

penduga yij ijijij wyy /ˆˆ '= tanpa bobot adalah . Selanjutnya pendugaan area kecil

menggunakan pendekatan Bayes seperti yang dijelaskan pada persamaan (3.25)

5.4.4. Evaluasi Terhadap Penduga

Evaluasi terhadap kualitas penduga didasarkan pada besarnya

simpangan dari nilai dugaan terhadap nilai parameter populasi yang diukur dari

Page 98: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

75

Rata-rata Bias Relatif (RBR), Akar dari Rata-rata Kuadrat Bias Relatif (ARKBR)

dan Kuadrat Tengah Galat (KTG):

(5.41)

(5.42)

. (5.43)

5.4.5. Simulasi

Dalam rangka mengevaluasi sifat penduga, maka dilakukan studi

simulasi dengan mengambil salah satu kecamatan di Kabupaten Sumenep yaitu

kecamatan Lenteng yang terdiri dari 16 blok sensus dengan jumlah penduduk

48.696 jiwa. Jumlah penduduk berusia 10 tahun keatas 48.282 jiwa, teridiri dari

22.762 laki-laki dan 25.520 perempuan. Jumlah penduduk berusia 10 tahun ke

atas di tiap blok sensus sangat bervariasi, yaitu antara 559 jiwa sampai 7110

jiwa. Proporsi penduduk yang bisa baca tulis sekitar 74%, untuk laki-laki sebesar

80,53% dan perempuan hanya 69,32%.

1) Proses Penarikan contoh dan penentuan bobot Pada survai Susenas, blok sensus dipilih secara acak dengan peluang

proportional to size, oleh karena itu blok sensus merupakan area kecil yang

diamati.

Dalam simulasi ini, metode penarikan contoh dilakukan sesuai dengan

metode Susenas yaitu penarikan contoh dua tahap dimana pada tahap pertama

dipilih 5 blok sensus secara pps (Probability Proportional to Size) dengan size

banyaknya rumah tangga hasil senarai SP2010 (Ni

• Tahap pertama, peluang terambilnya contoh area (blok sensus) tertentu

adalah dimana N

) dan pada tahap kedua, dari

setiap blok sensus terpilih dipilih sejumlah 16 rumah tangga biasa secara acak

berdasarkan hasil listing SP2010. Penarikan contoh diulang sebanyak 100 kali Fraksi penarikan contoh pada tahap pertama sesuai dengan persamaan

(5.34) dan untuk tahap kedua sesuai dengan persamaan (5.35), yaitu:

i

• Tahap kedua, peluang terambilnya contoh dia area ke-i adalah

adalah jumlah populasi pada blok sensus

ke i dan N adalah jumlah populasi di seluruh kecamatan.

Page 99: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

76

2) Pendugaan Area Kecil Sesuai dengan proses yang telah dijelaskan pada sub bab 5.3,

pendugaan parameter model dilakukan dengan 3 cara yaitu: a. Dengan menggunakan model SAE dengan tidak memperhitungkan bobot

seperti pada persamaan (3.23). Pendugaan proporsi di area kecil

menggunakan pendekatan Bayes dengan mengaplikasikan formula Bayes

seperti yang ditunjukkan oleh persamaan (3.25) b. Dengan memperhitungkan bobot penarikan contoh yang diasumsikan

memiliki hubungan eksponensial seperti ditunjukkan oleh persamaan

(5.35) dan (5.36). Pendugaan area kecil menggunakan rumus (5.37) dan

(5.38) c. Dengan memperhitungkan bobot penarikan contoh seperti ditunjukkan oleh

persamaan (5.39)

Evaluasi terhadap kualitas penduga didasarkan pada besarnya

simpangan dari nilai dugaan terhadap nilai parameter populasi yang diukur

dengan RBR, ARKBR dan KTG seperti pada rumus (5.41), (5.42) dan (5.43).

3) Hasil Simulasi

Nilai dugaan angka melek huruf (proporsi penduduk usia 10 tahun ke atas

yang bisa baca tulis) untuk tiap blok sensus di Kecamatan Lenteng, Kabupaten

Sumenep seperti dijelaskan pada Tabel 5.2 dan dalam bentuk grafik ditunjukkan

pada Gambar 5.1. Gambar 5.2 menjelaskan besarnya bias dugaan dari masing-

masing metode.

Gambar 5.1 maupun Gambar 5.2 menunjukkan bahwa metode pendugaan

parameter melalui pendekatan Bayes dengan menggunakan model logit normal

campuran terbobot memberikan hasil yang terbaik. Sedangkan untuk pendugaan

parameter yang menyertakan fungsi peluang dalam bentuk eksponensial memliki

bias yang lebih besar.

Page 100: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

77

Gambar 5.1

Plot hasil simulasi pendugaan pi

Gambar 5.2

Plot hasil simulasi bias pendugaan p

(angka melek huruf) untuk tiap blok sensus di Kecamatan Lenteng, Kabupaten Sumenep

i

Hasil simulasi ini juga menunjukkan bahwa model logit normal campuran

terbobot dengan pendekatan Bayes memberikan nilai ARKBR dan KTG paling

kecil yaitu sebesar 0,0107 dibandingkan metode yang lain (lihatTabel 5.1).

Namun hasil perhitungan nilai rata-rata bias relatif (RBR) lebih tinggi

dibandingkan dengan dengan SAE yang menyertakan model peluang

eksponensial. Tingginya nilai KTG untuk model SAE eksponensial tersebut

disebabkan karena bias pada area (blok sensus) ke-7 sangat tinggi dan model

untuk tiap blok sensus di Kecamatan Lenteng, Kabupaten Sumenep

0,50,55

0,60,65

0,70,75

0,80,85

0,90,95

1

1 3 5 7 9 11 13 15 17

Populasi Model EksponensialModel logit normal Tanpa Bobot Model Logit normal dengan bobot

Dugaan Angka Melek Huruf

-0,200

-0,100

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

1 3 5 7 9 11 13 15 17

Bias Model EksponensialBias Model logit normal Tanpa BobotBias Model Logit normal dengan bobot

Bias Dugaan Angka Melek Huruf

Page 101: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

78

nilai pendugaan dari hasil simulasi lebih menyebar dibandingkan dengan metode

yang lain .

Tabel 5.1. Nilai rata-rata bias relatif dan rata-rata kuadrat bias relatif untuk model terbobot dan model eksponensial

EBp KTG RBR RKBR Model Logit Normal 0,824 0,0203 0,1122 0,1430 Model Logit Normal Terbobot (W) 0,835 0,0107 0,0414 0,1298 Model Eksponensial 0,740 0,1172 -0,0009 0,2266 Populasi 0,741

Tabel 5.2. Hasil Simulasi Dugaan pi

Blok

(proporsi penduduk usia 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis) untuk tiap blok sensus di Kecamatan Lenteng, Kabupaten Sumenep

ModelCampuran Logit Normal Tanpa Bobot

Model Campuran Logit Normal

Terbobot

Model- Eksponensial Populasi

EBp -TB EBp -B EBp - Exp p

1 0.910 0.899 0.890 0.882

2 0.863 0.773 0.942 0.735

3 0.885 0.844 0.905 0.818

4 0.885 0.887 0.925 0.868

5 0.817 0.866 0.791 0.754

6 0.803 0.671 0.894 0.618

7 0.871 0.616 0.948 0.515

8 0.849 0.779 0.879 0.723

9 0.869 0.930 0.800 0.828

10 0.819 0.859 0.790 0.737

11 0.797 0.810 0.640 0.726

12 0.822 0.868 0.732 0.757

13 0.857 0.944 0.691 0.828

14 0.803 0.810 0.553 0.707

15 0.753 0.668 0.794 0.613

16 0.848 0.821 0.844 0.758 Angka Melek Huruf Kecamatan Lenteng 0.741

5.4.6. Aplikasi : Pendugaan Angka Melek Huruf di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan Provinsi Jawa Timur

Berdasarkan hasil simulasi, metode terbaik untuk pendugaan parameter

proporsi adalah model logit normal terbobot dimana pendugaan parameter area

dilakukan melalui pendekatan Bayes. Selanjutnya metode tersebut digunakan

untuk menduga angka melek huruf di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan. Hasil

Page 102: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

79

pendugaan parameter model SAE dengan menggunakan metode PQL dapat

dilihat pada Tabel 5.3

Gambar 5.3. menunjukkan hasil dugaan angka melek huruf di Kabupaten

Sumenep dan Kabupaten Pasuruan. Prediksi angka melek huruf di kabupaten

Sumenep adalah 0,8189 dimana nilai parameter populasi 0,7589.

(a) Nilai parameter vs dugaan (b) Nilai bias dugaan angka angka melek huruf melek huruf

Gambar 5.3

Nilai dugaan, parameter populasi dan bias dugaan angka melek huruf di Kabupaten Sumenep

(a) Nilai parameter vs dugaan (b) Nilai bias dugaan

angka melek huruf angka melek huruf

Gambar 5.4. Nilai dugaan, parameter populasi dan bias dugaan angka melek huruf di

Kabupaten Pasuruan

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

241

Prop

orsi

Kode Kecamatan

Populasi Model Bobot

-0,30-0,25-0,20-0,15-0,10-0,050,000,050,100,150,20

190 40 150

230 60 140

180

100 20 70 220 80 160

Bias

Kode Kecamatan

rata-rata bias = -0.0628

0,4000

0,5000

0,6000

0,7000

0,8000

0,9000

1,0000

10 30 50 70 90 110

130

150

170

200

220

240

Prop

orsi

Kode Kecamatan

Populasi Model Bobot

Kec. Beji

-0,3

-0,2

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

50 70 110 90 200 20 60 130

100

230

190

140

Bias

Kode Kecamatan

rata-rata bias = 0.0136

Page 103: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

80

Sedangkan untuk kabupaten Pasuruan, nilai prediksinya adalah 0,8808

dengan nilai parameter populasi: 0,9044. Terlihat bahwa perbedaan antara nilai

dugaan dan nilai parameter populasi relatif sangat kecil, artinya Model Logit

Normal Terbobot dapat menghasilkan bias yang sangat kecil.

Nilai KTG untuk dugaan tersebut adalah 0,0149 untuk Kabupaten

Sumenep dan untuk Kabupaten Pasuruan sedikit lebih besar yaitu 0,0202.

Tingginya nilai KTG di Kabupaten Pasuruan disebabkan karena bias dugaan

yang relatif tinggi di salah satu kecamatan yaitu di Kecamatan Tosari karena

proporsi penduduk berusia 10 tahun keatas yang bisa baca tulis di kecamatan

tersebut sangat rendah dibandingkan dengan kecamatan yang lain yaitu hanya

sekitar 50%.

5.5. Model SAE Berbasis Penarikan Contoh Berpeluang Tidak Sama

Untuk Peubah Respon Multinomial

5.5.1. Pengembangan model SAE: Model Campuran Logit Multinomial Terbobot

Sebaran marjinal dari setiap komponen multinomial yik

),(~ ikiik pnBy

adalah binomial:

. Jika Xik

( )

∑−==

=

1

11/log/log

q

kikikiqikik ppppθ

merupakan vektor kovariat tetap dan diasumsikan tidak

tidak tergantung pada i dan k, maka model linier yang didasarkan pada rasio

seperti yang dinyatakan oleh persamaan

(4.2) adalah ikkikik u+= βxθ , untuk i=1,....m dan k=1,....q Hasil pengembangan model SAE untuk respon binomial sebelumnya telah

disimpulkan bahwa model SAE terbaik untuk respon binomial yang menyertakan

peluang penarikan contoh adalah model campuran logit-normal terbobot. Oleh

karena itu dalam penelitian ini, bobot peluang juga diperhitungkan dalam model

SAE untuk peubah respon multinomial. Bobot peluang diberikan kepada setiap

unit percobaan sehingga pada model SAE yang dijelaskan oleh persamaan (4.2)

adalah .

/∑=j

ikijkik nww dimana wijk adalah bobot pengamatan ke j pada katagori

ke k di area ke i. Sehingga model SAE untuk logit (pik

][ ikeikukikikwikyikwikwy ++== βx

) terbobot dari peubah

respon multinomial adalah:

(5.52)

Page 104: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

81

dimana

∑−

=−=

=

1

11/log/log

q

k ikpikpiqpikpiky dari percontohan.

Selanjutnya pendugaan parameter model dilakukan dengan metode PQL

dan REML sama seperti pada pendugaan parameter model SAE untuk respon

binomial untuk memperoleh pendugaan kwβ dan wkυσ dari model terbobot.

Untuk Xik, yaitu peubah penyerta dari populasi diketahui, maka nilai dugaan dari

logit (pikw ikukwikXikw += βθ ˆˆ) adalah . Untuk mendapatkan nilai

= iqpikpik /logθ maka ikwθ dikalikan dengan kebalikan bobot untuk setiap

katagori yaitu 1/wik.

Pendugaan parameter model (5.22) menggunakan metode PQL yang

diterapkan untuk model linier logistik terbobot. Prediksi yang diperoleh adalah yik

ikyikwiky ˆ'ˆ =

terbobot yaitu , sehingga penduga yik

iwwikyiky /'ˆˆ =

tanpa bobot adalah

. Selanjutnya pendugaan area kecil menggunakan pendekatan

Bayes seperti yang dijelaskan pada persamaan (3.25) yaitu dengan menduga

komponen *iky dari persamaan *)1( ikikikikik yfyfp −+= . pik adalah proporsi unit

populasi pada katagori ke-k di area ke-i yang dinyatakan sebagai jumlah dari

komponen percontohan dan komponen bukan percontohan dimana

f ik = nik/Nik

iky adalah fraksi percontohan untuk katagori ke k.

adalah rata-rata contoh (proporsi) di area ke i dan katagori ke k

*iky adalah rata-rata dari unit-unit yang tidak diambil contohnya pada

katagori ke-k dalam area i Pendugaan *

iky diturunkan dengan cara yang sama dengan penduga

Bayes untuk model SAE dengan peubah respon multinomial pada Bab IV yaitu

dengan persamaan (4.8). Penduga Bayes empirik untuk pik

)ˆ,ˆ(ˆ υσβBikpEB

ikp =

(proporsi pada

katagori ke k di area ke i) yaitu

Pendugaaan )ˆ( EBkipKTG dilakukan dengan metode Jackknife seperti

yang dilakukan pada pendugaan SAE untuk peubah respon Binomial pada Bab

III atau respon multinomial tanpa bobot pada Bab IV yaitu dengan menggantikan

Page 105: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

82

)ˆ,ˆ,(ˆ σµikyikkEBikp = dan )ˆ,ˆ,(,ˆ llikyikkEB

likp −−=− σµ dalam persamaan (4.5)

sampai dengan persamaan (4.6) untuk memperoleh ikM1ˆ dan ikM2

ˆ . Dengan

demikian nilai KTG untuk pendugaan pada katagori ke k dan area ke-i

)ˆ( EBkipKTG = ikM1

ˆ + ikM2ˆ .

5.5.2. Aplikasi: Pendugaan Rata-rata Lama Sekolah di Tingkat Kecamatan di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan.

Model SAE untuk respon multinomial terbobot seperti dijelaskan oleh persamaan (5.22) diaplikasikan untuk menghitung rata-rata lama sekolah kecamatan di Kabupaten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan. Pendugaan rata-rata lama sekolah di tiap kecamatan didasarkan pada model area kecil yaitu blok sensus.

Melalui pendekatan Bayes, dengan menggunakan rumus (3.25), nilai

penduga proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan dan rata-rata nilai KTG

berdasarkan model SAE yang diperoleh ditunjukkan oleh Lampiran 17 dan

Lampiran 19 dan secara grafis ditunjukkan oleh Gambar 5.5 dan Gambar 5.6.

Dalam satu kecamatan, proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan

relatif sama dari satu blok sensus ke blok sensus yang lain relatif homogen,

sehingga dengan metode Jackknife, penduga KTG relatif sangat kecil yaitu

untuk Kabupaten Sumenep antara 3,9 x 10-11 sampai 1,2 x10-5, sedangkan untuk

Kabupaten Pasuruan antara 1,31. 10-11 sampai 1,37. 10-3.

Gambar 5.7 menunjukkan rata-rata lama sekolah di tiap kecamatan

berdasarkan model SAE logit multinomial terbobot. Untuk Kabupaten Sumenep,

rata-rata lama sekolah antara 3.99 tahun sampai 8,36 tahun dan di Kabupaten

Pasuruan antara 4,11 tahun sampai 10,97 tahun. Beberapa kecamatan di

Kabupaten Sumenep dan Pasuruan bahkan memiliki rata-rata lama sekolah

relatif rendah yaitu sekitar 4 tahun.

Page 106: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

83

Gambar 5.5.

Nilai dugaan proporsi penduduk pada tiap jenjang pendidikan tertentu dan dugaan KTG menggunakan model SAE logit multinomial terbobot di Kabupaten

Sumenep

Gambar 5.6.

Nilai dugaan proporsi penduduk pada tiap jenjang pendidikan tertentu dan dugaan KTG menggunakan model SAE logit multinomial terbobot di Kabupaten

Pasuruan

0,0000

0,1000

0,2000

0,3000

0,4000

0,5000

0,6000

0,7000

10 30 50 70 80 100

120

140

160

180

200

220

240

250

Prop

orsi

Kecamatan

Dugaan proporsi di tiap jenjang pendidikan Kab. Sumenep

(dengan pembobotan)

Tidak Sekolah Putus SD

SD SMP

SMA PT

0,00E+00

1,00E-05

2,00E-05

3,00E-05

4,00E-05

5,00E-05

6,00E-05

7,00E-05

8,00E-05

9,00E-05

10 40 70 90 120

150

180

210

240

MSE

Kecamatan

Dugaan KTG(dengan pembobotan)

Tidak Sekolah Putus SDSD SMPSMA PT

0,0000

0,1000

0,2000

0,3000

0,4000

0,5000

0,6000

0,7000

0,8000

0,9000

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

Prop

orsi

Kecamatan

Pendugaan Tingkat Pendidikan Kab. Pasuruan

(dengan pembobotan)

Tidak Sekolah Putus SDSD SMPSMA PT

0,00E+00

1,00E-03

2,00E-03

3,00E-03

4,00E-03

5,00E-03

6,00E-03

7,00E-03

8,00E-03

9,00E-03

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

MSE

Kecamatan

MSE Pendugaan Tingkat Pendidikan Kab. Pasuruan

(dengan pembobotan)

Tidak Sekolah Putus SDSD SMPSMA PT

Page 107: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

84

Gambar 5.7

Nilai dugaan rata-rata lama sekolah menggunakan model SAE logit multinomial terbobot di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

5.6. Perhitungan Indeks Pendidikan di Kabupaten Sumenep dan Pasuruan

Berdasarkan prediksi angka melek huruf dan rata-rata lama sekolah,

berikut ini dihitung nilai Indeks Pendidikan di tiap kecamatan menggunakan

rumus sebagai berikut:

Indeks Pendidikan = 2/3 I MH +1/3 IRLS

dimana: Indeks AMH/RLS: (Xi – Xmin)/ (Xmax – Xmin)

AMH: Angka melek huruf IMH: Indeks melek huruf

RLS: Rata-rata lama sekolah IRLS : Indeks Rata-rata lama sekolah

Dalam bentuk grafik nilai indeks pendidikan di tiap kecamatan

dikabupaten Sumenep dan Pasuruan dapat dilihat pada Gambar 5.8. Sedangkan

dalam peta tematik indeks pendidikan di Kabupaten Sumenep dan pasuruan

ditunjukkan pada Gambar 5.9. dan Gambar 5.10.

6,31

8,36

5,375,68

4,66

7,236,94

7,68

7,11

6,38

6,84

4,84

7,49

4,15

6,81

5,485,68

7,187,14

3,99

7,88

6,72

7,95

6,98

4,66

5,51

3,500

4,500

5,500

6,500

7,500

8,500

9,50010 40 70 90 12

0

150

180

210

240

Tahu

n

Kecamatan

Rata-rata Lama Sekolah di tiap kecamatan, Kabupaten Sumenep

6,29

5,53

4,11

5,625,30

4,454,65

8,31

7,26

8,278,467,99

9,32

6,616,46

5,03

6,166,386,21

7,68

4,60

5,415,97

3,500

4,500

5,500

6,500

7,500

8,500

9,500

10,500

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

230

Tahu

n

Kecamatan

Rata-rata Lama Sekolah di tiap kecamatan ,Kabupaten Pasuruan

Page 108: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

85

Gambar 5.8.

Prediksi Indeks Pendidikan di kabupaten Sumenep dan Kabupaten Pasuruan menggunakan model SAE

Gambar 5.9.

Peta Tematik Indeks Pendidikan di kabupaten Sumenep

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

10 40 70 100

130

160

190

220

241

Inde

ks

Kecamatan

Kabupaten Sumenep

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

10 40 70 100 130 160 200 230

Inde

ks

Kecamatan

Kabupaten Pasuruan

Page 109: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

86

Gambar 5.10.

Peta Tematik Indeks Pendidikan di kabupaten Pasuruan

5.7. Pembahasan

5.7.1. Model SAE untuk respon Binomial dengan memperhitungkan peluang penarikan contoh.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode pendugaan area kecil

menggunakan sebaran prior logit normal melalui pendekatan Bayes empirik yang

dikembangkan dengan memperhitungkan peluang penarikan contoh memberikan

penduga parameter proporsi area kecil yang paling baik karena dapat

menurunkan bias dan KTG dari penduga. Sementara itu metode pendugaan

area kecil yang dikembangkan berdasarkan penarikan contoh informatif yaitu

dengan menyertakan model peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi

eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

akar rata-rata kuadrat bias relatif maupun KGT yang lebih tinggi dibandingkan

dengan metode pendugaan menggunakan sebaran prior logit normal terbobot.

Besarnya nilai KTG lebih banyak disebabkan karena ragam pendugaan yang

relatif besar sehingga walaupun memberikan bias yang kecil maka KTG akan

cenderung tinggi. Penurunan bias dari model SAE eksponensial ini menunjukkan

Page 110: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

87

bahwa memperhitungkan peluang penarikan contoh dalam model SAE akan

dapat menurunkan bias. Pfefferman (2010) mengatakan bahwa mengabaikan

peluang penarikan contoh dalam model SAE akan menghasilkan bias

pendugaan karena dengan mengabaikan peluang penarikan contoh, maka

pendugaan parameter model untuk area/unit yang terambil sebagai contoh sama

dengan area/unit yang tidak terambil sebagai contoh.

Dengan mengaplikasikan model SAE logit normal terbobot melalui

pendekatan Bayes, dihasilkan perbedaan antara nilai parameter populasi dengan

prediksinya relatif kecil, rata-rata bias relatif mutlak untuk Kabupaten Sumenep

0,0628 dengan KTG sebesar 0,0149. Untuk Kabupaten Pasuruan, rata-rata

bias relatif mutlak adalah 0,0136 dengan nilai KTG sebesar 0,0202. Oleh karena

itu, berdasarkan hasil simulasi maupun aplikasi di Kabupaten Sumenep dan

Pasuruan menunjukkan bahwa model SAE untuk peubah respon Binomial

menggunakan model campran logit normal terbobot memberikan hasil yang

paling akurat dalam pendugaan parameter proporsi area kecil.

5.7.2. Model SAE untuk respon Multinomial dengan memperhitungkan peluang penarikan contoh.

Oleh karena model campuran logit normal terbobot memberikan hasil yang

paling baik pada pendugaan area kecil untuk respon binomial, maka diterapkan

cara yang sama pada pendugaan area kecil untuk respon multinomial. Untuk

Kabupaten Sumenep, nilai pendugaan rata-rata lama sekolah antara 3,99 tahun

sampai 8,36 tahun. Untuk Kabupaten Pasuruan rata-rata lama sekolah antara

4,11 tahun sampai 10,92 tahun. Nilai dugaan KTG menggunakan metode

Jackknife relatif sangat kecil, tertinggi adalah 0,00137 karena pada umumnya

kondisi blok sensus di tiap kecamatan relatif sama. Besarnya KTG tersebut

sangat dipengaruhi oleh homogenitas atau heterogenitas dari nilai respon dari

area yang satu ke area yang lain.

Page 111: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

88

BAB VI Pembahasan

6.1. Pendahuluan

Model pendugaan area kecil untuk respon Binomial dan Multinomial pada

dasarnya dikembangkan dari model SAE untuk data biner, dimana peubah yang

diamati hanya memiliki dua kemungkinan nilai yaitu 1 (jika berada pada katagori

tertentu yang menjadi perhatian) dan 0 (jika tidak berada dalam katagori tertentu

yang menjadi perhatian). Selanjutnya jika peubah yang diperhatikan adalah

jumlah kejadian tertentu yang diperhatikan maka peubah tersebut akan mengikuti

sebaran Binomial dengan parameter p yaitu proporsi kejadian dalam tiap n

contoh. Pendugaan parameter proporsi p dapat dilakukan melalui dua

pendekatan yaitu pendekatan klasik dan Bayes.

Pendugaan proporsi melalui pendekatan Bayes dapat dilakukan secara

langsung yang dilakukan dengan mengasumsikan bahwa parameter tersebut

berasal dari suatu distribusi tertentu yang disebut distribusi prior. Distribusi atau

sebaran prior yang sering digunakan untuk menduga parameter Binomial adalah

sebaran prior Beta yang merupakan conjugate dari fungsi massa peluang

Binomial dan sebaran prior logit normal, dimana peubah respon ditransormasikan

dalam fungsi logit.

Pendugaan area kecil berbasis pada data biner, baik untuk peubah respon

Binomial maupun multinomial menggunakan metode tak tangsung atau berbasis

model menggunakan sebaran prior logit normal. Pengembangan model SAE

untuk respon binomial dan multinomial dalam penelitian ini dilakukan dengan

memperhatikan peluang penarikan contoh.

6.2. Perbandingan metode pendugaan langsung dan tak langsung untuk pendugaan area kecil melalui pendekatan Bayes

Pendugaan proporsi di area kecil melalui pendekatan Bayes dapat

dilakukan dengan dua cara yaitu pendugaan langsung dan tak langsung yaitu

berbasis model. Perbandingan kualitas penduga didasarkan pada dua

pendekatan yang telah dibahas pada Bab III melalui studi kasus pendugaan

Page 112: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

89

angka melek huruf di tingkat kecamatan dengan menyertakan dua peubah

penyerta yaitu usia dan jenis kelamin. Model SAE untuk peubah respon Binomial

melalui pendekatan Bayes didasarkan pada sebaran prior logit normal.

Pendugaan SAE tersebut merupakan model campuran logit normal dimana

pendugaan parameter yang sering dipakai oleh para peneliti adalah metode

Penalized Quasi-Likelihood (PQL) dan pendugaan ragam dengan pendekatan

ML dan/atau REML.

Melalui pendekatan bayes yaitu dengan menggunakan metode Bayes

Empirik, metode pendugaan langsung dengan sebaran prior Beta dan sebaran

prior logit normal memberikan hasil yang hampir sama dengan metode

pendugaan langsung secara klasik karena bobot untuk komponen populasi

terlalu kecil sehingga sebaran prior tidak terlalu berpengaruh kepada penduga

Bayes.. Untuk sebaran prior Beta, nilai dugaan α dan β relatif kecil dibandingkan

dengan jumlah contoh di tiap area (ni iy) sehingga bobot untuk yaitu

( )βαγ ˆˆ/ˆ ++= iii nn sangat besar, sekitar 0.905 untuk Kabupaten Sumenep dan

sekitar 0,827 untuk Kabupaten Pasuruan.

Nilai KTG pendugaan langsung cenderung tinggi, baik untuk pendugaan

berbasis sebaran prior Beta maupun sebaran logit normal, sedangkan untuk

pendugaan tak langsung melalui model SAE berbasis unit dengan peubah

respon logit (pij) dan sebaran prior logit normal cenderung memberikan nilai KTG

yang jauh lebih baik dapat dilihat dari rata-rata KTG pendugaan angka melek

huruf kecamatan di Kabupeten Sumenep dan kabupaten Pasuruan

menggunakan model SAE yang paling kecil dibandingkan kedua metode

pendugaan langsung. Karena bobot untuk komponen model lebih dominan yaitu

karena fraksi percontohan (sampling fraction), fi=ni/Ni, relatif kecil maka

keberadaan peubah penyerta yaitu usia dan jenis kelamin sangat berpengaruh

pada pendugaan parameter area kecil pi

Dari kajian tersebut diperoleh kesimpulan bahwa metode pendugaan tak

tangsung menghasilkan kualitas penduga yang lebih baik, artinya keberadaan

peubah penyerta dapat meningkatkan kualitas penduga terutama dapat

menurunkan ragam penduga sedangkan untuk pendugaan langsung, karena

jumlah contoh relatif kecil cenderung memberikan ragam yang besar. Model SAE

untuk respon Binomial melalui pendekatan Bayes yang dibahas pada Bab III

tidak memperhitungkan peluang percontohan dari data yang digunakan.

.

Page 113: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

90

6.3. Pengaruh peluang penarikan contoh dalam Model SAE untuk respon Binomial dalam peningkatan kualitas penduga.

Pada Bab V dibahas pengembangan model SAE untuk respon Binomial

dengan memperhitungkan penarikan contoh dimana pendugaan parameter area

melalui pendekatan Bayes. Pengembangan model SAE yang memperhatikan

peluang penarikan contoh agar dapat diaplikasikan untuk menduga angka melek

huruf atau parameter lain yang berasal dari sebaran Binomial di area kecil di

Indonesia dengan menggunakan data Susenas tanpa menambah jumlah contoh.

Dengan memperhatikan peluang penarikan contoh, area kecil yang

digunakan adalah blok sensus. Dilakukan studi simulasi di salah satu kecamatan

(Kecamatan Lenteng, Kabupaten Sumenep) dengan mengaplikasikan tiga model

SAE, yaitu model SAE melalui pendekatan Bayes Empirik tanpa menyertakan

bobot peluang, model SAE logit normal terbobot dan model SAE yang

menyertakan bobot peluang penarikan contoh sebagai fungsi eksponensial dari

karakteristik area atau unit.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode pendugaan area kecil

menggunakan model SAE logit normal terbobot memberikan penduga parameter

proporsi area kecil yang paling baik karena menurunkan besarnya KTG dan bias

dalam pendugaan. Metode pendugaan area kecil yang dikembangkan

berdasarkan percontohan informatif dimana peluang percontohan merupakan

fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif rendah namun

menghasilkan KTG lebih tinggi dibandingkan dengan metode pendugaan

menggunakan sebaran prior logit normal terbobot (Lihat Tabel 6.1). Hal ini

disebabkan adanya penambahan ragam yang disebabkan oleh penambahan

model peluang penarikan contoh dalam model SAE.

Aplikasi model campuran logit normal terbobot untuk menduga angka

melek huruf di kabupaten Sumenep dan Pasuruan juga membuktikan bahwa

metode tersebut menghasilkan rata-rata bias relatif dan KTG yang relatif kecil,

yaitu untuk Kabupaten Sumenep sebesar 0,0628 dan nilai KTG sebesar 0,0149

dan untuk Kabupaten Pasuruan sebesar 0,0136 dengan KTG sebesar 0,0202.

Page 114: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

91

Tabel 6.1. Perbandingan kualitas penduga untuk model SAE untuk respon

Binomial dengan dan tanpa memperhatikan peluang penarikan contoh.

Model SAE EBp Rata-rata Bias relatif KTG

Simulasi

Model Logit Normal 0,8240 O,1122 0,0204

Model Logit Normal Terbobot 0,8350 0,0414 0,0107

Model Eksponensial 0,7400 -0,0009 0,1172

Aplikasi

Model Logit Normal Terbobot

• Kabupaten Sumenep 0,8189 -0,0628 0,0149

• Kabupaten Pasuruan 0,8808 0,0136 0,0202

Populasi • Kabupaten Sumenep 0,7589

• Kabupaten Pasuruan 0,9044

Dengan mengabaikan peluang penarikan contoh, maka pendugaan

parameter dengan mengasumsikan bahwa model berdasarkan percontohan

sama dengan model dari komplemen percontohan Oleh karena itu mengabaikan

peluang percontohan akan menghasilkan penduga yang bias (Pfefferman 2010)..

Dari hasil simulasi terlihat bahwa pendugaan berbasis model tanpa

memperhitungkan peluang penarikan contoh menghasilkan bias sekitar 0,1122

sementara dengan memperihutngkan penarikan contoh turun menjadi hanya

0.0414 untuk model logit normal terbobot dan 0,0009 untuk model eksponensial.

6.4. Pengembangan model SAE berbasis pada peubah respon Multinomial dengan penarikan contoh berpeluang tidak sama

Model SAE berbasis sebaran multinomial yang dikembangkan dalam

penelitian ini mengacu pada penelitian yang telah dilakukan oleh Molina et al.

(2007) dan Scealy (2010). Untuk pendugaan parameter model Scealy (2010)

mengaplikasikan metode KQB, pendekatan KM dan/atau KMB. Pendugaan

area kecil menggunakan pendekatan Bayes seperti yang dilakukan untuk model

SAE dengan respon Binomial.

Dalam aplikasi, peubah penyerta yang digunakan yaitu usia dan jenis

kelamin dimana pengaruh peubah penyerta terhadap peubah respon pada model

SAE dengan peubah respon multinomial dibedakan atas katagori. Untuk model

SAE tanpa memperhitungkan peluang penarikan contoh yang telah dibahas

pada bab IV, berdasarkan aplikasi pada pendugaan rata-rata lama sekolah di

kecamatan di kabupaten pasuruan dan Sumenep menghasilkan nilai dugaan

Page 115: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

92

koefisien untuk peubah penyerta usia, parameter β positif untuk katagori 1

(tidak pernah bersekolah) dan 2 (putus sekolah dasar), namun untuk jenjang

pendidikan lebih tinggi menghasilkan nilai dugaan β negatif. Sedangkan untuk

peubah penyerta jenis kelamin, penduga β di katagori 3 (lulus SD) di kabupaten

Sumenep negatif sedangkan untuk katagori yang lain positif. Hal ini

menunjukkan bahwa pada kelompok tersebut proporsi laki-laki yang lulus SD

lebih kecil dibandingkan perempuan. Beberapa dengan Kabupaten Pasuruan,

nilai dugaan β untuk katagori 3,4 dan 5 (lulus SD, SLTP dan SLTA ) semuanya

negatif yang menunjukkan bahwa tingkat pendidikan perempuan lebih tinggi

dibandingkan laki-laki.

Dengan menggunakan metode Jackknife, nilai dugaan KTG untuk

pendugaan area kecil di tiap-tiap katagori bervariasi tergantung kepada

heterogenitas dari nilai dugaan proporsi dari area ke area. Semakin heterogen

(seperti pada jenjang pendidikan SD), maka akan menghasilkan nilai dugaan

KTG yang cenderung lebih besar. Hal yang sama juga ditemui pada pendugaan

area kecil yang memperhitungkan peluang penarikan contoh. Dengan

menggunakan metode Jackknife, hasil penduga KTG untuk logit multinomial

terbobot melalui pendekatan Bayes juga memberikan nilai penduga KTG yang

sangat kecil. Besarnya KTG tersebut sangat dipengaruhi oleh homogenitas atau

heterogenitas dari nilai respon dari area yang satu ke area yang lain.

Page 116: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

93

BAB VII Kesimpulan Dan Saran

7.1. Kesimpulan

Melalui pendekatan Bayes Empirik , metode pendugaan langsung dengan

menggunakan sebaran prior Beta dan sebaran prior logit normal memberikan

hasil yang hampir sama dengan metode pendugaan langsung secara klasik

karena bobot untuk komponen populasi terlalu kecil sehingga sebaran prior tidak

terlalu berpengaruh kepada penduga Bayes.

Dengan menggunakan sebaran prior logit normal, pendugaan area kecil

menggunakan metode pendugaan tak tangsung menghasilkan kualitas penduga

yang lebih baik, artinya keberadaan peubah penyerta dapat meningkatkan

kualitas penduga terutama dapat menurunkan ragam penduga sedangkan untuk

pendugaan langsung, karena jumlah contoh relatif kecil cenderung memberikan

ragam yang besar

Melalui pendekatan Bayes, model SAE untuk respon Binomial yang

dikembangkan dengan memperhitungkan peluang penarikan contoh

menghasilkan penduga dengan kualitas yang lebih baik yaitu memberikan bias

dan nilai KTG yang sangat kecil. Penyertaan peluang penarikan contoh dalam

bentuk fungsi eksponensial pada model SAE menghasilkan penduga yang

memiliki bias sangat kecil namun menghasilkan KTG yang relatif lebih tinggi

dibandingkan dengan model SAE berdasarkan model campuran logit normal

terbobot. Oleh karena itu, melalui pendekatan Bayes, model campuran logit

normal terbobot menghasilkan kualitas penduga yang lebih baik dibandingkan

dengan model SAE yang menyertakan fungsi eksponensial dari peluang

penarikan contoh.

Melalui pendekatan bayes, model SAE berbasis sebaran multinomial

berdasarkan model campuran logit normal terbobot memberikan penduga

dengan KTG yang sangat kecil yaitu pada kisaran antara 1,3 x 10-11 sampai 1,37

x10

Dengan menggunakan metode Jackknife, nilai dugaan KTG untuk

pendugaan area kecil di tiap-tiap katagori bervariasi tergantung kepada

heterogenitas nilai dugaan proporsi dari area ke area. semakin heterogen

-3

Page 117: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

94

(seperti pada jenjang pendidikan SD), maka akan menghasilkan nilai dugaan

KTG yang cenderung lebih besar. Hal yang sama juga ditemui pada pendugaan

area kecil yang memperhitungkan peluang penarikan contoh.

7.2. Saran

Dalam penelitian ini pengembangan model SAE untuk respon Binomial

maupun Multinomial yang memperhitungkan peluang penarikan contoh adalah

dengan memberikan bobot pada unit percontohan dan dengan menyertakan

model eksponsial dari peluang penarikan contoh dalam model SAE. Pendugaan

parameter model SAE menggunakan metode PQL dan REML dimana metode

tersebut masih memungkinkan adanya bias dalam pendugaan. Oleh karena itu

masih terbuka untuk mengembangkan metode pendugaan dengan cara yang

lain.

Besarnya KTG yang dihasilkan oleh metode SAE yang menyertakan

fungsi eksponensial dari peluang percontohan perlu dikaji lebih dalam karena

bias yang dihasilkan relatif sangat kecil sehingga kemungkinan besarnya KTG

disebabkan oleh ragam pendugaan yang besar. Perlu dikembangkan model yang

serupa tetapi dapat menurunkan ragam.

Page 118: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

95

Daftar Pustaka

Arora V dan Lahiri P. 1997. On the Superiority of the Bayesian Method over the

BLUP in Small Area Estimation Problems. Statistica Sinica, 7, 1053–1064.

BPS dan UNFPA. 1998. Pemantauan Perkembangan Kesejahteraan Rakyat,

Pemanfaatan Data Susenas dan Data Sosial Kependudukan lainnya, Badan

Pusat Statistik. Jakarta

BPS. 2005. Kumpulan Metodologi Survei Sosial Tahun 2003-2005. Jakarta :

Badan Pusat Statistik (BPS).

BPS. 2010. Metodologi Survei Sosial Ekonomi Nasional 2010 Badan Pusat

Statistik. Jakarta

Boonstra HJ, Buelens B, Leufkens K and Smeets M 2011. Small Area Estimates

of Labour Status in Dutch Municipalities. Statistics Netherlands: The

Hague/Heerlen

Chen CX, Lumley T dan Wakefield J. 2010. The use os sampling in Bayesian

Hierarchical Models for Small Area Estimation. Technical Report no 583.

Department of Statistics University of Washington, Seatle, Washington, USA

Chandra H, Chambers R, dan Salvati N. 2009. Small Area Estimation of

Proportions in Business Survey. Working Paper. Centre for Statistical and

Survey Methodology The University of Wollongong.

Clarke P, Curtis D, Misoulis N dan Cruddas M.2006. Small Area Estimation of

Unemployment for Parliamentary Constituencies. 10th Meeting of the

National Statistics Methodology Advisory Committee

Cochran WG. 1977. Sampling Technique, 3rd

Eideh A, Nathan G. 2009. Two-stage informative cluster sampling—estimation

and prediction with applications for small-area models. Journal of Statistical

Planning and Inference 139

ed, New York; Wiley

Fay R E dan Herriot RA. 1979. Estimates of income for small places1 an

application of James-Stein procedures to census data. Journal of the

American Statistical Association 74, 269- 277.

Ghosh M dan Rao JNK. 1994. Small area estimation: an appraisal. Statistical

Sciences 9, 55-93.

Page 119: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

96

Ghosh M, Natarajan K, Stroud TWF dan Carlin BP. 1998. Generalized linear

models for small-area estimation. Journal of the American Statistical

Association 93, 273-282.

Gonzalez-Manteiga W, Lombardia MJ, Molina I, Morales D dan Santamaria

L. 2007. Estimation of the mean squared error of predictors of small area

linear parameters under a logistic mixed model. Computational Statistics and

Data Analysis, 51, 2720-2733.

Harville DA. 1990. Discussion on Robinson paper. That BLUP is a good thing: the

estimation of random effects. Statistical Science. 6, 15-51.

Henderson CR. 1975. Best linear unbiased estimation and prediction under

selection model. Biometrics 31, 423-447.

Jiang J dan Lahiri P. 2001. Empirical Best Prediction for Small area inference

with binary data, Annals of the Institute of Statistical Mathematics, 53, 217-

243

Jiang J, Lahiri P dan Wan SM. 2002. A Unified Jackknife Theory. Annals of

Statistics, 30, in press.

Kurnia A dan Notodiputro KA. 2007. Pengaruh Misspesifikasi Desain Survey

Pada Pendugaan Area Kecil Dengan Pendekatan Generalized Regression.

Seminar Nasional Matematika dan Pendidikan Matemática, 24 November

2007, Universitas Negeri Yogyakarta, Kurnia A., Notodiputro, K.A. and Ibrahim,N.A. 2007. A Nonparametric Approach

in Small Area Estimation. Proceeding at the ICCS-IX, 12 - 14 December

2007. Universiti of Malaya, Shah Alam –Malaysia

Kurnia A. 2009. Prediksi Terbaik Empirik untuk Model Transformasi Logaritma

di Dalam Pendugaan Area Kecil dengan Penerapan Pada Data Susenas.

Disertasi. Sekolah Pasca Sarjana IPB, Bogor.

Kott PS. 1990. Robust small domain estimation using random effects modeling.

Survey Methodology 15, 3-12. 1

Lehtonen R, Myrskylä M, Särndal CE dan Veijanen A. 2009. Estimation for

domains and small areas under unequal probability sampling

Page 120: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

97

Maiti T.1998. Hierarchical Bayes estimation of mortality rates for disease

mapping. Journal Statistical Planning and Inference 69, 339-348.

Malec D, Sedransk J, Moriarity CL dan Leclere FB. 1997. Small area inference

for binary variables in the National Helath Interview Survey. Journal of the

American Statistical Association 92: 815-826.

McCulloch CE. and Searle SR. 2001. Generalized, Linear, and Mixed Models.

New York: John Wiley & Sons, Inc.

Molina I, Saei A dan Lombardia MJ. 2007. Small Area Estimates of Labour Force

Participation under a Multinomial Logit Mixed Model. Journal of the Royal

Statistical Society; Series A (Statistics in Society), 170 (4), pp.975-1000

Pfeffermann D, Krieger A M, Rinot Y. 1998. Parametric Distributions of complex

survey data under informative probability sampling. Statistica Sinica

8,1087-1114

Pfeffermann D, Sverchkov M. 2007. Small area estimation using informative

probability sampling of areas and within the selected areas. Journal of the

American Statistical Association 102: 1427–1439.

Pfeffermann D and Sverchkov M .2010. Small Area Estimation Under Informative

Sampling. S3RI Methodology Working Paper M03/22, Southampton

Science Research Institute.

Prasad NGN dan Rao JNK. 1990. The Estimation of Mean Squared Errors of

Small Area Estimators. Journal of American Statistical Association, 85,

163-171.

Rao JNK. 2003. Small Area Estimation

Robinson GK.1991. That BLUB Is a Good Thing: The Estimation of Random

Effects. Statistical Science,6, 15-31.

. New York : John Wiley and Sons.

Rumiati AT, Sutikno dan Desi S.2002. Penyusunan IPM Kabupaten Probolinggo.

Bappeda Kabupaten Probolinggo.

Rumiati AT, Sutikno dan Desi S. 2007. Penyusunan IPM Kabupaten Sumenep.

Bappeda Kabupaten Sumenep.

Rumiati AT, Sutikno dan Desi S. 2009. Penyusunan IPM Kabupaten Tuban

Bappeda Kabupaten Tuban.

Page 121: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

98

Sadik K. 2009. Metode Prediksi Tak-bias Linier Terbaik dan Bayes Berhirarki

Untuk Pendugaan Area Kecil Berdasarkan Model State Space. Disertasi.

Sekolah pasca Sarjana IPB, Bogor.

Scealy J. 2010. Small Area Estimation Using a Multinomial Logit Mixed Model

with Category Specific Random Effects. Australian Bureau of Statistics and

Australian National University

UNDP. 1990. Concept and Measurement of Human Development. Human

Development Report

You Y dan Rao JNK. 2000. Hierarchical Bayes estimation of small area means

using multi-level models. Survey Methodology, 26 173-181.

You Y dan Rao JNK. 2002. A Pseudo-Empirical Best Linear Unbiased Prediction

Approach to Small Area Estimation Using Survey Weights, Canadian

Journal of Statistic, 30: 431-439.

Vizcaino EL, Cortina MJL dan Gonzalez D M. 2011. Multinomial-based small

area estimation of labour force indicators in Galicia. X Congreso Galego de

Estatistica e Investigacion de Operacions. Pontevedra, 3-4-5 de Novembro

de 2011.

Page 122: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

100

Lampiran 1. Program SAS untuk pendugaan model SAE

data bobot; input blok wi; datalines; 1 5.029 ... 19 9.852 20 7.900 ; data baca; input blok gender usia logit; datalines; 5 1 1 11.513 ... 15 2 4 -1.099 ; title 'Model tanpa Bobot'; proc mixed data=baca noclprint covtest scoring; class blok; model logit=gender usia/s outpm=d ddfm=kenwardroger ddfm=residual; random intercept/sub=blok; run; title 'Model dengan Bobot'; data bbaca; merge baca bobot; by blok; gender=gender*wi; usia=usia*wi; logit=logit*wi; if logit^=. then output; keep blok gender usia logit; run; proc mixed data=bbaca noclprint covtest scoring; class blok; model logit=gender usia/s outpm=d ddfm=kenwardroger ddfm=residual; random intercept/sub=blok; run; *) Base SAS and SAS/STAT software. Two versions of the %GLIMMIX macro are available, one for use with Version 6.12 of the SAS System, one for use with Version 8 or later.

Save the %GLIMMIX macro definition. Replace the text within quotes in the following statement with the location of the %GLIMMIX macro definition file on your system. In your SAS program or in the SAS editor window, specify this statement to define the %GLIMMIX macro and make it available for use:

%inc "<location of your file containing the GLIMMIX macro>";

By default, %GLIMMIX uses restricted/residual psuedo likelihood (REPL). The default is PQL with an extra-dispersion parameter to find the parameter estimates of the generalized linear mixed model you specify. The macro calls PROC MIXED iteratively until convergence, which is decided using the relative deviation of the variance/covariance parameter estimates. An extra-dispersion scale parameter is estimated by default.

Page 123: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

101

Lampiran 2. Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil melalui pendugaan langsung melalui sebaran prior logit normal

function [pEB,MSE]=bayeslogit(phat,n,y) %function 'bayeslogit' adalah pendugaan bayes metode pendugaan langsung dengan menggunakan %prior Normal fungsi logit. % Input yang dibutuhkan adalah 'phat', 'n', 'y' %'phat' adalah proporsi penduduk yang bisa membaca didapatkan dari sampel berupa % konstanta; %'n' adalah vektor yang berisi ukuran sampel dalam tiap kecamatan, misalkan % banyak kecamatan adalah m maka ukuran vektor 'n' adalah mx1; %'y'adalah vektor yang berisi jumlah penduduk yang bisa membaca ukuran %vektor 'y' sama dengan vektor 'n'; %Output dari function ini adalah MSE berupa vektor berukuran mx1 dan %penduga Bayes dari prior Normal fungsi logit (pEB) %menghitung banyak kecamatan m=length(n); %mencari nilai rata-rata logit (a) dan standard deviasi logit (b) [a,b]=prior(phat,n,y); %mencari vektor penduga Bayes (pEB) dan vektor g [pEB,g]=Z(phat,n,y,a,b); %menghilangkan kecamatan ke-l for l=1:m j=1; for i=1:m if i~=l nl(j,1)=n(i,1); yl(j,1)=y(i,1); j=j+1; else j=j; end end %mencari parameter prior dari hasil eliminasi [a,b]=prior(phat,nl,yl); %menghitung penduga Bayes berdasarkan parameter eliminasi [pEBl(:,l),gl(:,l)]=Z(phat,n,y,a,b); deltag(:,l)=gl(:,l)-g; deltap(:,l)=pEBl(:,l)-pEB; end %perhitungan MSE for i=1:m M1(i,1)=g(i,1)-((m-1)/m)*sum(deltag(i,:)); M2(i,1)=((m-1)/m)*sum(deltap(i,:).^2); end MSE=M1+M2;

Page 124: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

102

end function [miu,sigma]=prior(phat,n,y) %function 'prior' digunakan untuk menduga parameter dari logit m=length(n); %mencari logit for i=1:m n1=n(i,1);y1=y(i,1); p1=y1/n1;logit(i,1)=log(p1/(1-p1)); end; miu=mean(logit);%perhitungan rata-rata logit sigma=std(logit);%perhitungan standard deviasi logit end function [pEB,g]=Z(phat,n,y,miu,sigma) %function 'Z' digunakan untuk mencari penduga Bayes menggunakan prior %Normal fungsi logit m=length(n); z=randn(500,1); %membangkitan 500 data ~N(0,1) for i=1:m n1=n(i,1);y1=y(i,1); p1=y1/n1;p(i,1)=p1; for j=1:500 par=miu+sigma*z(j,1); h1=exp(par)/(1+exp(par)); h2=par*y1-n1*log(1+exp(par)); nz=(1/(2*pi))*exp(-1/2*((z(j,1)^2))); A(j,1)=h1*exp(h2)*nz; B(j,1)=exp(h2)*nz; end EA=mean(A); EB=mean(B); pEB(i,1)=EA/EB; %menghitung penduga Bayes g(i,1)=((y1+miu)*(n1-y1+sigma))/ ((miu+n1+sigma+1)*((miu+n1+sigma)^2)); end end

Page 125: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

103

Lampiran 3. Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil melalui pendugaan langsung melalui sebaran prior beta

function [ pEB,MSE ] = bayesbeta(phat,n,y) %function 'bayesbeta' adalah pendugaan bayes metode pendugaan langsung dengan menggunakan %prior beta. % Input yang dibutuhkan adalah 'phat', 'n', 'y' %'phat' adalah proporsi penduduk yang bisa membaca didapatkan dari sampel berupa % konstanta; %'n' adalah vektor yang berisi ukuran sampel dalam tiap kecamatan, misalkan % banyak kecamatan adalah m maka ukuran vektor 'n' adalah mx1; %'y'adalah vektor yang berisi jumlah penduduk yang bisa membaca ukuran %vektor 'y' sama dengan vektor 'n'; %Output dari function ini adalah MSE berupa vektor berukuran mx1 dan %penduga Bayes dari prior Beta (pEB) %menghitung banyak kecamatan m=length(n); %mencari nilai alpha (a) dan beta (b) [a,b]=prior(phat,n,y); %mencari penduga Bayes (pEB) dan nilai g [pEB,g]=B(phat,n,y,a,b); %menghilangkan kecamatan ke-l for l=1:m j=1; for i=1:m if i~=l nl(j,1)=n(i,1); yl(j,1)=y(i,1); j=j+1; else j=j; end end [a,b]=prior(phat,nl,yl); [pEBl(:,l),gl(:,l)]=B(phat,n,y,a,b); deltag(:,l)=gl(:,l)-g; deltap(:,l)=pEBl(:,l)-pEB; end %perhitungan MSE for i=1:m

Page 126: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

104

M1(i,1)=g(i,1)-((m-1)/m)*sum(deltag(i,:)); M2(i,1)=((m-1)/m)*sum(deltap(i,:).^2); end MSE=M1+M2; end function [a,b]=prior(phat,n,y) %function 'prior' adalah fungsi yang bertujuan mencari nilai alpha (a) dan %beta(b) pada pendugaan bayes metode pendugaan langsung dengan menggunakan %prior beta. %menghitung jumlah sampel total nt=sum(n); %menghitung banyak kecamatan m=length(n); %menghitung nilai sp square sp2=0; for i=1:m n1=n(i,1);y1=y(i,1); p1=y1/n1;p(i,1)=p1; sp=(n1/nt)*((p1-phat)^2); sp2=sp2+sp; end; %menghitung nilai a dan b berdasarkan 2 persamaan yang telah ditentukan per6=(nt*sp2-phat*(1-phat)*(m-1))/(phat*(1-phat)*(nt-sum(n.^2)/(nt-(m-1)))); d=solve('(a/(a+b))-phat','(1/(a+b+1))-per6','a','b'); a=subs(subs(d.a,'phat',phat),'per6',per6); b=subs(subs(d.b,'phat',phat),'per6',per6); end function [pEB,g]=B(phat,n,y,a,b) %function 'B' adalah fungsi untuk menghitung penduga Bayes (pEB) dengan menggunakan %prior beta. m=length(n); for i=1:m y1=y(i,1);n1=n(i,1);p1=y1/n1;p(i,1)=p1; g(i,1)=((y1+a)*(n1-y1+b))/((a+n1+b+1)*((a+n1+b)^2)); gm(i,1)=n1/(n1+a+b); pEB(i,1)=gm(i,1)*p(i,1)+(1-gm(i,1))*phat;%menghitung penduga Bayes end; end

Page 127: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

105

Lampiran 4. Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil melalui pendugaan tak langsung (berbasis model) melalui sebaran prior logit normal tanpa bobot

function [pEB,MSE,p]=bayesunit(N,D,k,x,y,B,sig) m=length(N); %mengubah bentuk x [a,b]=size(x); c(:,1)=ones(a,1); for i=1:b c(:,i+1)=x(:,i); end x=c; %mengubah bentuk k q=length(x); t=1; k1(1,1)=t; for h=2:q if k(h,1)==k(h-1,1) k1(h,1)=t; else t=t+1; k1(h,1)=t; end end k=k1; %mencari vektor penduga Bayes (pEB) dan vektor g [pEB,g,p]=U(N,D,k,x,y,B(:,1),sig(1,1)); %menghilangkan kecamatan ke-l for l=1:m %menghitung penduga Bayes berdasarkan parameter eliminasi [pEBl(:,l),gl(:,l)]=U(N,D,k,x,y,B(:,l+1),sig(l+1,1)); deltag(:,l)=gl(:,l)-g; deltap(:,l)=pEBl(:,l)-pEB; end %perhitungan MSE for i=1:m M1(i,1)=g(i,1)-((m-1)/m)*sum(deltag(i,:)); M2(i,1)=((m-1)/m)*sum(deltap(i,:).^2); end MSE=M1+M2; end function [pEB,g,p]=U(N,D,k,x,y,B,sig) m=length(N); z=randn(500,1); %membangkitan 500 data ~N(0,1) A1=zeros;A12=zeros;B1=zeros; for i=1:m [q,w]=size(x);j=1; xa=zeros(1,w);ya=zeros; for h=1:q if k(h,1)==i xa(j,:)=x(h,:);

Page 128: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

106

ya(j,1)=y(h,1); j=j+1; end end n1=j-1;N1=N(i,1); f1=n1/N1;Y1=sum(ya);D1=D(i,1); [s,t]=size(xa);miu=xa*B; v=(1-(D1/(sig+D1)))*(ya-miu); sigv=std(v); xy=xa'*ya; for j=1:500 par=miu+sigv*z(j,1); h1=0;h2b=0;h12=0;h13=0; for u=1:s par1=par(u,:); h1=h1+(exp(par1)/(1+exp(par1))); h13=h13+((exp(par1)/(1+exp(par1)))*1-(exp(par1)/(1+exp(par1)))); h12=h12+((exp(par1)/(1+exp(par1)))^2); h2b=h2b+(log(1+exp(par1))); end h2=xy'*B+sigv*z(j,1)*Y1-h2b; nz=(1/sqrt(2*pi))*exp(-1/2*((z(j,1)^2))); A1(j,1)=h1*exp(h2)*nz;A13(j,1)=h13*exp(h2)*nz; A12(j,1)=h12*exp(h2)*nz; B1(j,1)=exp(h2)*nz; end EA(i,1)=mean(A1);EA1=mean(A12);EB(i,1)=mean(B1);EA2=mean(A13); pEB(i,1)=f1*(Y1/n1)+(1-f1)*(1/s)*(EA(i,1)/EB(i,1)); %menghitung penduga Bayes v(i,1)=(EA1/EB(i,1))-(EA(i,1)/EB(i,1))^2; g(i,1)=(N1^-2)*((EA2/EB(i,1))+v(i,1)); end miu1=x*B; for u=1:q miu2=miu1(u,:); h1=(exp(miu2)/(1+exp(miu2))); p(u,i)=h1; end end

Page 129: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

107

Lampiran 5. Program Matlab untuk perhitungan pendugaan area kecil melalui pendugaan tak langsung melalui sebaran prior logit normal dengan memperhitungkan bobot peluang

function [pEB,MSE,p]=bayesunit(N,D,k,x,y,B,sig,w) m=length(N); %mengubah bentuk x [a,b]=size(x); c(:,1)=ones(a,1); for i=1:b c(:,i+1)=x(:,i); end x=c; %mengubah bentuk k q=length(x); t=1; k1(1,1)=t; for h=2:q if k(h,1)==k(h-1,1) k1(h,1)=t; else t=t+1; k1(h,1)=t; end end k=k1; %mencari vektor penduga Bayes (pEB) dan vektor g [pEB,g,p]=U(N,D,k,x,y,B(:,1),sig(1,1),w); %menghilangkan kecamatan ke-l for l=1:m %menghitung penduga Bayes berdasarkan parameter eliminasi [pEBl(:,l),gl(:,l)]=U(N,D,k,x,y,B(:,l+1),sig(l+1,1),w); deltag(:,l)=gl(:,l)-g; deltap(:,l)=pEBl(:,l)-pEB; end %perhitungan MSE for i=1:m M1(i,1)=g(i,1)-((m-1)/m)*sum(deltag(i,:)); M2(i,1)=((m-1)/m)*sum(deltap(i,:).^2); end MSE=M1+M2; end function [pEB,g,p]=U(N,D,k,x,y,B,sig,w) m=length(N); z=randn(500,1); %membangkitan 500 data ~N(0,1) A1=zeros;A12=zeros;B1=zeros; for i=1:m [q,w]=size(x);j=1; xa=zeros(1,w);ya=zeros; for h=1:q if k(h,1)==i

Page 130: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

108

xa(j,:)=x(h,:); ya(j,1)=y(h,1); wa(j,1)=w(h,1); j=j+1; end end n1=j-1;N1=N(i,1); f1=n1/N1;Y1=sum(ya);D1=D(i,1); xa1(:,1)=xa(:,1); xa1(:,2)=xa(:,2).*wa; xa1(:,3)=xa(:,3).*wa; [s,t]=size(xa);miu=(xa1*B)./wa; v=(1-(D1/(sig+D1)))*(ya-miu); sigv=std(v); xy=xa'*ya; for j=1:500 par=miu+sigv*z(j,1); h1=0;h2b=0;h12=0;h13=0; for u=1:s par1=par(u,:); h1=h1+(exp(par1)/(1+exp(par1))); h13=h13+((exp(par1)/(1+exp(par1)))*1-(exp(par1)/(1+exp(par1)))); h12=h12+((exp(par1)/(1+exp(par1)))^2); h2b=h2b+(log(1+exp(par1))); end h2=xy'*B+sigv*z(j,1)*Y1-h2b; nz=(1/sqrt(2*pi))*exp(-1/2*((z(j,1)^2))); A1(j,1)=h1*exp(h2)*nz;A13(j,1)=h13*exp(h2)*nz; A12(j,1)=h12*exp(h2)*nz; B1(j,1)=exp(h2)*nz; end EA(i,1)=mean(A1);EA1=mean(A12);EB(i,1)=mean(B1);EA2=mean(A13); pEB(i,1)=f1*(Y1/n1)+(1-f1)*(1/s)*(EA(i,1)/EB(i,1)); %menghitung penduga Bayes v(i,1)=(EA1/EB(i,1))-(EA(i,1)/EB(i,1))^2; g(i,1)=(N1^-2)*((EA2/EB(i,1))+v(i,1)); end miu1=x*B; for u=1:q miu2=miu1(u,:); h1=(exp(miu2)/(1+exp(miu2))); p(u,i)=h1; end end

Page 131: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

109

Lampiran 6. Jumlah penduduk usia 10 tahun keatas berdasarkan data sensus dan susenas serta jumlah blok sensus di tiap kecamatan di Kabupaten Sumenep

Kode Kecamatan Jumlah blok

sensus (populasi)

Jumlah blok sensus

percontohan (Susenas)

Sensus Susenas

10 Pragaan 14 4 51657 157 20 Bluto 20 2 38456 88 30 Saronggi 14 1 29270 41 40 Giligenteng 8 1 22340 43 50 Talango 8 3 32439 134 60 Kalianget 7 2 32884 99 70 Kota Sumenep 20 5 58880 261 71 Batuan 7 0 10154 0 80 Lenteng 20 3 48282 146 90 Ganding 14 3 31254 117 100 Guluk Guluk 12 1 44010 45 110 Pasongsongan 10 2 36302 85 120 Ambunten 15 1 31347 44 130 Rubaru 11 2 31008 92 140 Dasuk 15 1 25583 50 150 Manding 11 1 24230 42 160 Batuputih 14 2 37334 81 170 Gapura 17 2 32170 70 180 Batang 16 2 44897 88 190 Dungkek 15 2 32105 79 200 Nonggunong 8 1 11686 33 210 Gayam 10 2 28939 75 220 Ra'As 9 2 30428 71 230 Sapeken 9 2 33763 99 240 Arjasa 25 3 49728 130 241 Kangayan 8 1 17074 33 250 Masalembu 4 1 17783 52

Page 132: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

110

Lampiran 7. Jumlah penduduk usia 10 tahun keatas berdasarkan data sensus dan susenas serta jumlah blok sensus di tiap kecamatan di Kabupaten Pasuruan

Kode Kecamatan Jumlah blok

sensus (populasi)

Jumlah blok sensus

percontohan (Susenas)

Sensus Susenas

10 Purwodadi 13 2 54636 91

20 Tutur 12 1 44136 41

30 Puspo 7 1 22478 45

40 Tosari 8 2 15607 92

50 Lumbang 12 1 27863 39

60 Pasrepan 17 2 41914 89

70 Kejayan 25 1 50967 56

80 Wonorejo 15 3 45738 143

90 Purwosari 15 3 64165 134

100 Prigen 14 2 69430 95

110 Sukorejo 19 4 67012 175

120 Pandaan 18 4 87397 180

130 Gempol 15 4 101608 191

140 Beji 14 3 64587 137

150 Bangil 15 3 65835 137

160 Rembang 17 1 48850 54

170 Kraton 25 4 66710 191

180 Pohjentrek 9 0 22888 0

190 GondangWetan 20 3 41788 145

200 Rejoso 16 1 35718 51

210 Winongan 28 1 33833 33

220 Grati 15 3 62221 132

230 Lekok 11 3 56191 155

240 Nguling 15 2 46354 77

Page 133: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

111

Lampiran 8. Hasil Pendugaan Paramater pi (proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis) dan KTG untuk masing-masing kecamatan di Kabupaten Sumenep

No Kecamatan Pendekatan

Klasik Pendekatan Bayes

Logit Beta Model Logit

KM pEB Logit

KTG logit

pEB Beta

KTG beta

pEB Model

KTG Model

1 Pragaan 0,8521 0,8468 0,0011 0,8484 0,00086 0.911 0,0053

2 Bluto 0,9348 0,9123 0,0009 0,9228 0,00075 0.927 0,0039

3 Saronggi 0,8272 0,8234 0,0019 0,8231 0,00165 0.758 0,0109

4 Giligenteng 0,8684 0,8472 0,0036 0,8535 0,00278 0.960 0,0013

5 Talango 0,5802 0,6075 0,0035 0,5976 0,00283 0.911 0,0180

6 Kalianget 0,8615 0,8488 0,0022 0,8529 0,00175 0.945 0,0093

7 Kota Sumenep 0,8571 0,8507 0,0011 0,8529 0,00090 0.965 0,0005

8 Batuan 0,7865 0,7896 0,0020 0,7860 0,00175

9 Lenteng 0,7375 0,7489 0,0026 0,7412 0,00220 0.669 0,0109

10 Ganding 0,7556 0,7634 0,0023 0,7575 0,00189 0.851 0,0066

11 Guluk Guluk 0,6696 0,6812 0,0023 0,6767 0,00186 0.928 0,1210

12 Pasongsongan 0,6489 0,6643 0,0029 0,6589 0,00226 0.881 0,0813

13 Ambunten 0,6750 0,6916 0,0029 0,6842 0,00251 0.812 0,0460

14 Rubaru 0,7010 0,7141 0,0022 0,7068 0,00200 0.863 0,0726

15 Dasuk 0,8372 0,8274 0,0034 0,8285 0,00282 0.866 0,0754

16 Manding 0,8837 0,8691 0,0016 0,8752 0,00119 0.937 0,1241

17 Batuputih 0,3950 0,4413 0,0093 0,4184 0,00213 0.510 0,0153

18 Gapura 0,6429 0,6609 0,0032 0,6544 0,00253 0.789 0,0273

19 Batang Batang 0,6437 0,6609 0,0031 0,6548 0,00244 0.665 0,0140

20 Dungkek 0,6471 0,6644 0,0031 0,6581 0,00248 0.765 0,0172

21 Nonggunong 0,8462 0,8327 0,0037 0,8352 0,00297 0.611 0,0091

22 Gayam 0,8806 0,8637 0,0020 0,8702 0,00154 0.679 0,0131

23 Ra'As 0,8977 0,8809 0,0014 0,8883 0,00106 0.897 0,00006

24 Sapeken 0,9412 0,9194 0,0008 0,9299 0,00063 0.981 0,0001

25 Arjasa 0,9874 0,9625 0,0004 0,9778 0,00016 0.825 0,0043

26 Kangayan 0,8919 0,8622 0,0033 0,8726 0,00257 0.757 0,0063

27 Masalembu 0,8108 0,8085 0,0042 0,8055 0,00352 0.832 0,0045

Page 134: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

112

Lampiran 9. Hasil Pendugaan Paramater pi (proporsi penduduk berusia 10 tahun ke atas yang bisa baca tulis) dan KTG untuk masing-masing kecamatan di Kabupaten Pasuruan

Kecamatan

Pendekatan Klasik

Pendekatan Bayes Beta Logit (direct) Model Logit

KM pEB Beta

KTG Brta

pEB Logit

KTG logit

pEB Model

KTG Model

10 Purwodadi 0.912 0.9116 0.0007 0.9152 0.0009 0,966 0,00109 20 Tutur 0.927 0.9214 0.0012 0.9229 0.0018 0,933 0,11890 30 Puspo 0.756 0.7990 0.0029 0.8138 0.0042 0,785 0,04028 40 Tosari 0.935 0.9306 0.0006 0.9304 0.0007 0,968 0,00052 50 Lumbang 0.923 0.9187 0.0013 0.9209 0.0020 0,958 0,13149 60 Pasrepan 0.843 0.8537 0.0012 0.8601 0.0016 0,849 0,00584 70 Kejayan 0.982 0.9645 0.0005 0.9521 0.0006 0,984 0,16321 80 Wonorejo 0.958 0.9526 0.0003 0.9485 0.0003 0,970 0,00000 90 Purwosari 0.985 0.9762 0.0002 0.9655 0.0002 0,979 0,00040 100 Prigen 0.926 0.9236 0.0006 0.9249 0.0008 0,958 0,00168 110 Sukorejo 0.931 0.9294 0.0003 0.9295 0.0004 0,978 0,00023 120 Pandaan 0.944 0.9413 0.0003 0.9399 0.0003 0,973 0,00090 130 Gempol 0.969 0.9635 0.0002 0.9580 0.0002 0,982 0,00024 140 Beji 0.942 0.9379 0.0004 0.9366 0.0004 0,980 0,00042 150 Bangil 0.971 0.9637 0.0002 0.9567 0.0003 0,980 0,00036 160 Rembang 0.815 0.8382 0.0020 0.8490 0.0028 0,857 0,07384 170 Kraton 0.880 0.8821 0.0005 0.8863 0.0006 0,928 0,00343 190 GondangWetan 0.924 0.9225 0.0004 0.9237 0.0005 0,946 0,00173 200 Rejoso 0.961 0.9474 0.0008 0.9409 0.0009 0,984 0,15661 210 Winongan 0.879 0.8894 0.0020 0.8987 0.0032 0,914 0,10660 220 Grati 0.886 0.8891 0.0007 0.8944 0.0008 0,881 0,00392

230 Lekok 0.755 0.7707 0.0011 0.7781 0.0016 0,842 0,00752 240 Nguling 0.714 0.7508 0.0023 0.7596 0.0030 0,725 0,00531

Page 135: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

113

Lampiran 10. Hasil pendugaan proporsi pada tiap tingkat pendidikan tertinggi di Kabupaten Sumenep

Kecamatan Proporsi penduduk berusia 10 tahun keatas tiap

kategori jenjang pendidikan Rata-rata

Lama Sekolah 1 2 3 4 5 6

10 Pragaan 0,1504 0,0417 0,4259 0,2708 0,0628 0,0484 5,77

20 Bluto 0,1134 0,0603 0,3943 0,1947 0,1967 0,0405 6,40

30 Saronggi 0,2819 0,1111 0,3317 0,1420 0,1039 0,0295 4,59

40 Giligenteng 0,0869 0,0679 0,6062 0,1003 0,0846 0,0540 5,68

50 Talango 0,3472 0,0859 0,2525 0,1277 0,1141 0,0726 4,76

60 Kalianget 0,0937 0,0397 0,3430 0,1769 0,2141 0,1325 7,49

70 Kota Sumenep 0,0747 0,0382 0,2240 0,1659 0,3331 0,1640 8,57

80 Lenteng 0,3419 0,0336 0,3378 0,1144 0,1209 0,0515 4,75

90 Ganding 0,2558 0,1030 0,4063 0,0918 0,0996 0,0436 4,70

100 Guluk Guluk 0,6860 0,0906 0,0918 0,0371 0,0586 0,0358 2,10

110 Pasongsongan 0,1603 0,0341 0,5457 0,1012 0,1178 0,0408 5,49

120 Ambunten 0,1952 0,0343 0,5893 0,0993 0,0460 0,0359 4,84

130 Rubaru 0,2655 0,0625 0,5239 0,0553 0,0502 0,0425 4,36

140 Dasuk 0,2706 0,0266 0,5994 0,0477 0,0266 0,0292 4,15

150 Manding 0,1067 0,0399 0,2999 0,3403 0,1678 0,0454 6,81

160 Batuputih 0,5146 0,0467 0,3448 0,0287 0,0344 0,0308 2,87

170 Gapura 0,2785 0,0868 0,3960 0,1074 0,0724 0,0588 4,66

180 Batang Batang 0,3418 0,1032 0,3852 0,0582 0,0766 0,0349 3,95

190 Dungkek 0,3004 0,0594 0,3132 0,1575 0,1239 0,0456 4,97

200 Nonggunong 0,3791 0,0326 0,4807 0,0326 0,0425 0,0326 3,67

210 Gayam 0,3244 0,0308 0,5327 0,0350 0,0445 0,0326 3,97

220 Ra'As 0,0550 0,0364 0,3971 0,3552 0,0352 0,0301 5,72

230 Sapeken 0,0520 0,0337 0,2146 0,5168 0,1367 0,0463 7,45

240 Arjasa 0,2071 0,0257 0,1120 0,3133 0,3138 0,0280 6,98

241 Kangayan 0,2194 0,0267 0,5757 0,1091 0,0425 0,0267 4,66

250 Masalembu 0,1494 0,0814 0,5228 0,0463 0,1538 0,0463 5,51

Page 136: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

114

Lampiran 11. Hasil pendugaan KTG untuk pendugaan proporsi penduduk pada tiap tingkat pendidikan tertinggi di Kabupaten Sumenep

Kecamatan KTG dari penduga area kecil untuk tiap kategori

1 2 3 4 5 6

10 Pragaan 6,33E-10 1,29E-10 2,92E-09 1,27E-09 1,69E-10 1,29E-10

20 Bluto 3,14E-10 1,78E-10 3,53E-09 4,07E-10 5,29E-10 1,07E-10

30 Saronggi 1,39E-09 3,97E-10 1,70E-09 4,67E-10 3,08E-10 8,75E-11

40 Giligenteng 6,32E-10 4,20E-10 5,39E-09 4,18E-10 3,18E-10 2,05E-10

50 Talango 1,77E-09 2,96E-10 1,31E-09 4,98E-10 2,19E-10 1,40E-10

60 Kalianget 4,88E-10 3,37E-10 2,99E-09 2,02E-09 2,28E-09 1,40E-09

70 Kota Sumenep 3,40E-10 2,15E-10 1,71E-09 1,35E-09 2,59E-09 1,29E-09

90 Ganding 1,96E-09 9,12E-11 2,05E-09 4,37E-10 2,78E-10 1,30E-10

100 Guluk Guluk 1,40E-09 3,06E-10 2,92E-09 3,36E-10 3,42E-10 1,53E-10

110 Pasongsongan 9,88E-09 1,50E-09 1,64E-09 2,07E-09 1,97E-09 1,22E-09

120 Ambunten 1,78E-10 8,62E-10 5,64E-09 5,47E-10 5,01E-10 1,74E-10

130 Rubaru 7,50E-10 1,94E-09 6,68E-09 1,59E-09 1,88E-09 2,40E-09

140 Dasuk 9,75E-10 7,28E-10 5,32E-09 7,67E-10 7,82E-10 6,57E-10

150 Manding 9,16E-10 1,65E-09 6,36E-09 1,55E-09 1,65E-09 1,76E-09

160 Batuputih 1,28E-09 1,73E-09 1,51E-09 2,23E-09 4,48E-10 1,20E-10

170 Gapura 3,03E-09 6,95E-11 1,55E-09 3,76E-11 4,27E-11 3,81E-11

180 Batang Batang 1,77E-09 1,77E-11 2,99E-09 3,53E-10 1,81E-10 1,49E-10

190 Dungkek 1,50E-09 2,47E-10 2,15E-09 2,29E-11 1,14E-10 5,42E-11

200 Nonggunong 1,51E-09 8,04E-11 1,62E-09 6,58E-10 4,40E-10 1,67E-10

210 Gayam 4,80E-09 5,24E-10 2,42E-08 5,87E-11 6,58E-09 5,05E-09

220 Ra'As 1,67E-09 9,88E-10 5,21E-09 9,73E-10 9,35E-10 6,90E-10

230 Sapeken 1,85E-10 7,79E-11 2,03E-09 1,87E-09 6,86E-11 5,82E-11

240 Arjasa 4,73E-10 1,97E-10 1,05E-09 5,14E-09 5,72E-10 1,86E-10

241 Kangayan 7,44E-10 4,20E-11 2,40E-10 1,20E-09 1,23E-09 1,10E-10

250 Masalembu 7,72E-10 4,04E-11 3,75E-09 2,36E-10 6,19E-11 3,90E-11

Page 137: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

115

Lampiran 12. Hasil pendugaan proporsi penduduk pada tiap tingkat pendidikan tertinggi di Kabupaten Pasuruan

Kecamatan

Proporsi penduduk berusia 10 tahun keatas tiap kategori jenjang pendidikan

Rata-rata

Lama Sekolah 1 2 3 4 5 6

10 Purwodadi 0,0461 0,0387 0,5549 0,1466 0,0500 0,1637 5,92 20 Tutur 0,0621 0,0557 0,6654 0,1325 0,0547 0,0296 6,95 30 Puspo 0,2393 0,0969 0,5685 0,0311 0,0311 0,0330 5,53 40 Tosari 0,0525 0,0669 0,6066 0,1192 0,0391 0,1156 4,11 50 Lumbang 0,0851 0,0760 0,6528 0,0959 0,0537 0,0363 6,23 60 Pasrepan 0,1561 0,1602 0,4562 0,0775 0,0419 0,1081 5,30 70 Kejayan 0,1111 0,1167 0,6709 0,0496 0,0245 0,0271 5,25 80 Wonorejo 0,0434 0,0933 0,2721 0,1760 0,0666 0,3485 4,65 90 Purwosari 0,0413 0,0713 0,3673 0,1516 0,1290 0,2396 8,74 100 Prigen 0,0659 0,0459 0,3456 0,0737 0,1267 0,3422 8,08 110 Sukorejo 0,0342 0,0827 0,2998 0,1743 0,1905 0,2184 8,76 120 Pandaan 0,0431 0,0571 0,2177 0,1337 0,1300 0,4184 8,32 130 Gempol 0,0422 0,0487 0,2319 0,2897 0,3358 0,0516 9,77 140 Beji 0,0516 0,0359 0,3694 0,2352 0,2330 0,0749 8,02 150 Bangil 0,0245 0,0351 0,1555 0,1165 0,1429 0,5255 10,07 160 Rembang 0,1821 0,1274 0,4123 0,1470 0,1046 0,0267 10,97 170 Kraton 0,1053 0,0832 0,6053 0,1228 0,0497 0,0336 5,03 190 Gondangwetan 0,0769 0,1388 0,3590 0,1649 0,1631 0,0972 5,21 200 Rejoso 0,0320 0,0964 0,4698 0,2832 0,0891 0,0295 6,60 210 Winongan 0,1179 0,1863 0,5229 0,0773 0,0549 0,0408 6,21 220 Grati 0,1125 0,0776 0,6230 0,1001 0,0424 0,0444 4,80 230 Lekok 0,1651 0,1130 0,5396 0,1166 0,0366 0,0290 5,18 240 Nguling 0,2486 0,1554 0,4245 0,1019 0,0337 0,0358 4,68

Page 138: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

116

Lampiran 13. Hasil pendugaan KTG untuk pendugaan proporsi penduduk pada tiap tingkat pendidikan tertinggi di Kabupaten Pasuruan

Kecamatan KTG dari penduga area kecil untuk tiap kategori jenjang

pendidikan (10-10)

1 2 3 4 5 6

10 Purwodadi 2,65E-10 2,09E-10 5,14E-09 3,38E-10 3,11E-10 1,06E-09

20 Tutur 8,84E-10 9,64E-10 8,54E-09 6,40E-10 1,01E-09 5,26E-10

30 Puspo 6,61E-10 6,01E-10 5,77E-09 8,93E-10 8,93E-10 9,39E-10

40 Tosari 4,84E-10 1,03E-09 1,20E-08 8,33E-10 2,03E-10 4,66E-10

50 Lumbang 5,56E-10 6,08E-10 8,02E-09 7,00E-10 8,47E-10 5,71E-10

60 Pasrepan 1,67E-09 1,57E-09 3,44E-09 5,34E-10 3,31E-10 8,21E-10

70 Kejayan 7,78E-10 7,98E-10 8,48E-09 1,24E-09 1,32E-09 1,55E-09

80 Wonorejo 6,22E-10 8,01E-10 3,57E-09 2,04E-09 5,85E-10 2,89E-09

90 Purwosari 2,06E-10 3,98E-10 2,87E-09 9,23E-10 3,22E-10 5,91E-10

100 Prigen 7,53E-10 6,68E-10 4,20E-09 1,16E-09 1,16E-09 3,39E-09

110 Sukorejo 1,30E-10 2,45E-10 1,29E-09 9,59E-10 1,04E-09 1,21E-09

120 Pandaan 1,93E-10 2,26E-10 9,67E-10 6,36E-10 5,88E-10 1,96E-09

130 Gempol 3,20E-11 4,69E-11 4,15E-10 8,80E-10 1,07E-09 1,69E-10

140 Beji 1,45E-10 8,17E-11 2,44E-09 9,84E-10 4,58E-10 1,42E-10

150 Bangil 2,45E-02 3,51E-02 1,55E-01 1,17E-01 1,43E-01 5,26E-01

160 Rembang 6,06E-10 1,01E-09 2,50E-09 9,06E-10 1,19E-09 2,84E-10

170 Kraton 2,13E-10 1,16E-10 3,96E-09 3,06E-10 8,44E-11 5,94E-11

190 Gondangwetan 2,59E-10 7,67E-10 1,87E-09 5,59E-10 8,26E-10 5,52E-10

200 Rejoso 1,81E-09 1,40E-09 3,98E-09 9,85E-10 1,46E-09 4,74E-10

210 Winongan 3,64E-10 1,03E-10 5,13E-09 8,47E-10 9,76E-10 7,29E-10

220 Grati 5,43E-10 2,68E-10 5,64E-09 1,50E-10 6,85E-11 1,18E-10

230 Lekok 3,69E-10 2,30E-10 3,50E-09 2,29E-10 5,19E-11 4,08E-11

240 Nguling 8,37E-10 7,11E-10 3,01E-09 4,15E-10 1,12E-10 1,18E-10

Page 139: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

117

Lampiran 14. Hasil pendugaan angka melek huruf di tiap kecamatan berdasarkan model campuran logit normal terbobot dan model campuran logit normal terbbot di Kabupaten Sumenep

Kecamatan p-Populasi pEB Bias

Pragaan 0.8458 0.922 0,0762 Bluto 0.8542 0.903 0,0488 Saronggi 0.8104 0.758 -0,0524 Giligenteng 0.7700 0.960 0,19 Talango 0.6610 0.849 0,188 Kalianget 0.8358 0.943 0,1072 Kota Sumenep 0.9404 0.962 0,0216 Guluk Guluk 0.7524 0.663 -0,0894 Pasongsongan 0.8522 0.750 -0,1022 Ambunten 0.8621 0.928 0,0659 Rubaru 0.7093 0.810 0,1007 Dasuk 0.6478 0.811 0,1632 Manding 0.7136 0.938 0,2244 Batuputih 0.7710 0.866 0,095 Gapura 0.7506 0.937 0,1864 Batang Batang 0.5866 0.478 -0,1086 Dungkek 0.6568 0.728 0,0712 Nonggunong 0.5769 0.649 0,0721 Gayam 0.5299 0.790 0,2601 Ra'As 0.7459 0.611 -0,1349 Sapeken 0.7104 0.692 -0,0184 Arjasa 0.8655 0.815 -0,0505 Kangayan 0.8834 0.974 0,0906 Masalembu 0.9212 0.825 -0,0962 Pragaan 0.9243 0.757 -0,1673 Bluto 0.7706 0.832 0,0614

MSE 0.01498

Page 140: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

118

Lampiran 15. Hasil pendugaan angka melek huruf di tiap kecamatan berdasarkan model campuran logit normal terbobot di Kabupaten Pasuruan

Kecamatan Populasi pEB Bias

Purwodadi 0,9212 0,96 0,0388 Tutur 0,9243 0,933 0,0087 Puspo 0,7706 0,785 0,0144 Tosari 0,831 0,968 0,137 Lumbang 0,78 0,958 0,178 Pasrepan 0,8038 0,811 0,0072 Kejayan 0,8706 0,984 0,1134 Wonorejo 0,8622 0,87 0,0078 Purwosari 0,9329 0,971 0,0381 Prigen 0,9248 0,902 -0,0228 Sukorejo 0,9104 0,987 0,0766 Pandaan 0,9618 0,936 -0,0258 Gempol 0,9513 0,94 -0,0113 Beji 0,9684 0,436 -0,5324 Bangil 0,9804 0,959 -0,0214 Rembang 0,8634 0,857 -0,0064 Kraton 0,8937 0,975 0,0813 Gondangwetan 0,9345 0,87 -0,0645 Rejoso 0,959 0,984 0,025 Winongan 0,8877 0,914 0,0263 Grati 0,9124 0,87 -0,0424 Lekok 0,803 0,768 -0,035 Nguling 0,8834 0,579 -0,3044

MSE 0.02020

Page 141: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

119

Lampiran 16. Hasil pendugaan proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan berdasarkan model campuran logit multinomial terbobot di Kabupaten Sumenep

Kecamatan Proporsi Rata-

rata 1 2 3 4 5 6 Pragaan 0.1039 0.0462 0.4106 0.2741 0.1217 0.0435 6.309 Bluto 0.0936 0.0657 0.2666 0.1676 0.0966 0.3099 8.362 Saronggi 0.1124 0.2176 0.3504 0.1629 0.1124 0.0442 5.368 Giligenteng 0.0869 0.0679 0.6062 0.1003 0.0846 0.0540 5.683 Talango 0.6046 0.0886 0.2169 0.0890 0.0658 0.1353 4.660 Kalianget 0.1634 0.0503 0.4462 0.1651 0.2399 0.0648 7.231 Kota Sumenep 0.0410 0.0261 0.6453 0.0566 0.0414 0.1895 6.936 Batuan Lenteng 0.2367 0.0243 0.2297 0.0952 0.0808 0.3333 7.681 Ganding 0.0664 0.0664 0.5168 0.0927 0.0664 0.2018 7.114 Guluk Guluk 0.1650 0.1244 0.2733 0.1347 0.1989 0.1037 6.385 Pasongsongan 0.0558 0.0460 0.5792 0.0893 0.0561 0.1737 6.837 Ambunten 0.1955 0.0343 0.5889 0.0994 0.0460 0.0360 4.835 Rubaru 0.1593 0.0506 0.3617 0.0606 0.0665 0.3013 7.495 Dasuk 0.2707 0.0266 0.5994 0.0477 0.0266 0.0292 4.146 Manding 0.1067 0.0399 0.2999 0.3403 0.1678 0.0454 6.806 Batuputih 0.4107 0.0345 0.2533 0.0222 0.0246 0.2547 5.477 Gapura 0.2838 0.0624 0.3424 0.0775 0.0487 0.1851 5.677 Batang 0.2390 0.0686 0.2736 0.0301 0.0567 0.3320 7.184 Dungkek 0.0648 0.0655 0.5039 0.0903 0.0648 0.2106 7.140 Nonggunong 0.3490 0.0374 0.5039 0.0427 0.0471 0.0373 3.995 Gayam 0.1897 0.0172 0.3559 0.0228 0.0360 0.3785 7.880 Ra'As 0.0629 0.0483 0.3562 0.2218 0.0346 0.1852 6.719 Sapeken 0.0502 0.0375 0.1905 0.4548 0.1681 0.0989 7.949 Arjasa 0.2071 0.0257 0.1120 0.3134 0.3137 0.0280 6.976 Kangayan 0.2193 0.0267 0.5756 0.1091 0.0425 0.0267 4.659 Masalembu 0.1494 0.0814 0.5229 0.0463 0.1537 0.0463 5.510

Page 142: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

120

Lampiran 17. Penduga KTG untuk penduga proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan berdasarkan model campuran logit multinomial terbobot di Kabupaten Sumenep

Kecamatan MSE

1 2 3 4 5 6 Pragaan 3.18E-07 8.31E-09 5.19E-08 2.66E-08 2.94E-09 1.14E-09 Bluto 3.13E-09 5.47E-09 5.52E-09 3.55E-09 1.89E-09 4.32E-09 Saronggi 1.29E-06 4.85E-06 1.24E-05 2.70E-06 1.29E-06 5.08E-07 Giligenteng 8.16E-07 5.02E-07 3.69E-05 1.04E-06 7.41E-07 4.73E-07 Talango 3.51E-07 4.51E-08 1.08E-07 4.31E-08 2.94E-08 6.82E-08 Kalianget 2.82E-06 1.02E-06 1.53E-05 1.00E-05 7.46E-06 1.95E-06 Kota Sumenep 6.61E-09 1.32E-10 1.06E-08 5.58E-10 3.87E-10 1.42E-09 Batuan Lenteng 5.46E-09 1.40E-09 1.81E-09 2.64E-10 7.07E-10 2.71E-09 Ganding 1.21E-05 2.04E-07 2.09E-05 3.68E-07 2.37E-07 3.02E-07 Guluk Guluk 2.89E-06 1.66E-06 7.73E-06 1.99E-06 4.14E-06 2.16E-06 Pasongsongan 6.62E-09 4.63E-10 8.86E-09 9.41E-10 5.32E-10 1.58E-09 Ambunten 4.45E-08 1.89E-09 3.66E-07 1.18E-08 3.09E-09 2.98E-09 Rubaru 4.90E-09 5.23E-10 3.87E-09 6.47E-10 6.34E-10 2.62E-09 Dasuk 1.41E-09 7.46E-11 4.39E-09 1.32E-10 7.46E-11 7.89E-11 Manding 3.62E-10 1.31E-10 1.81E-09 2.19E-09 8.01E-10 2.16E-10 Batuputih 5.94E-09 4.33E-10 1.79E-09 2.81E-10 2.44E-10 2.46E-09 Gapura 1.35E-06 2.04E-07 3.91E-07 8.86E-08 4.29E-08 1.38E-07 Batang 1.59E-09 7.53E-10 1.07E-09 2.13E-10 6.93E-10 3.76E-09 Dungkek 2.32E-09 1.04E-09 3.86E-09 1.82E-09 1.41E-09 8.98E-09 Nonggunong 4.03E-09 2.46E-10 4.79E-09 2.46E-10 3.15E-10 2.42E-10 Gayam 4.21E-09 1.52E-10 5.80E-09 2.25E-10 4.06E-10 4.14E-09 Ra'As 0.00E+00 8.37E-05 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 Sapeken 8.50E-10 4.79E-10 1.64E-09 5.65E-09 1.03E-09 5.85E-10 Arjasa 7.43E-10 4.19E-11 2.40E-10 1.20E-09 1.23E-09 1.10E-10 Kangayan 7.72E-10 4.04E-11 3.75E-09 2.36E-10 6.19E-11 3.90E-11 Masalembu 5.99E-10 3.01E-10 4.10E-09 1.56E-10 6.26E-10 1.85E-10

Page 143: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

121

Lampiran 18. Hasil pendugaan proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan berdasarkan model campuran logit multinomial terbobot di Kabupaten Pasuruan

Kecamatan Proporsi

1 2 3 4 5 6 Purwodadi 0,0512 0,0450 0,6220 0,0935 0,1099 0,0783 6,293

Tutur 0,0621 0,0557 0,6654 0,1325 0,0547 0,0296 5,530

Puspo 0,2396 0,0968 0,5684 0,0311 0,0311 0,0330 4,106

Tosari 0,2068 0,1125 0,3179 0,2758 0,0700 0,0573 5,622

Lumbang 0,0852 0,0760 0,6528 0,0959 0,0537 0,0363 5,301

Pasrepan 0,0774 0,3935 0,3765 0,0542 0,0261 0,0734 4,455

Kejayan 0,1112 0,1167 0,6708 0,0496 0,0245 0,0271 4,647

Wonorejo 0,1020 0,0563 0,3593 0,0829 0,0159 0,3836 8,309

Purwosari 0,0451 0,0767 0,5024 0,2352 0,1827 0,0482 7,256

Prigen 0,1302 0,0761 0,5135 0,1207 0,2581 0,1205 8,272

Sukorejo 0,0285 0,0511 0,2106 0,2989 0,2973 0,1135 8,463

Pandaan 0,0385 0,0535 0,2828 0,2507 0,2991 0,0807 7,986

Gempol 0,0259 0,0368 0,1704 0,2306 0,3495 0,1868 9,323

Beji 0,0618 0,0360 0,4025 0,2685 0,1017 0,1294 6,607

Bangil 0,0299 0,0693 0,6312 0,0833 0,0586 0,1277 6,458

Rembang 0,1821 0,1274 0,4123 0,1470 0,1045 0,0267 5,029

Kraton 0,0646 0,0706 0,5000 0,2204 0,0957 0,0488 6,164

GondangWetan 0,1276 0,1920 0,2978 0,1035 0,1049 0,1741 6,380

Rejoso 0,0321 0,0964 0,4698 0,2832 0,0891 0,0295 6,215

Winongan 0,0012 0,0158 0,1289 0,8002 0,0503 0,0038 7,685

Grati 0,1254 0,1450 0,6303 0,0289 0,0261 0,0442 4,602

Lekok 0,1207 0,0936 0,5520 0,1495 0,0406 0,0567 5,412

Nguling 0,1314 0,1053 0,4887 0,0925 0,0205 0,1623 5,973

Page 144: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

122

Lampiran 19. Penduga KTG untuk penduga proporsi penduduk di tiap jenjang pendidikan berdasarkan model campuran logit multinomial terbobot di Kabupaten Pasuruan

Kecamatan KTG

1 2 3 4 5 6 Purwodadi 4,22E-04 4,22E-04 5,26E-06 1,26E-07 2,75E-05 1,97E-05 Tutur 8,84E-10 9,64E-10 8,54E-09 6,40E-10 1,01E-09 5,26E-10 Puspo 6,63E-10 6,02E-10 5,77E-09 8,93E-10 8,93E-10 9,39E-10 Tosari 6,42E-04 4,71E-05 6,07E-06 3,01E-06 9,40E-06 1,18E-05 Lumbang 5,56E-10 6,08E-10 8,02E-09 7,00E-10 8,47E-10 5,71E-10 Pasrepan 1,37E-03 2,25E-03 1,03E-06 1,15E-06 2,14E-06 6,44E-06 Kejayan 7,77E-10 7,99E-10 8,48E-09 1,24E-09 1,32E-09 1,55E-09 Wonorejo 2,27E-05 5,90E-06 3,75E-05 5,41E-06 9,67E-07 1,53E-05 Purwosari 1,50E-09 2,73E-09 2,54E-08 9,02E-09 1,59E-08 4,26E-09 Prigen 4,28E-06 1,21E-05 1,80E-04 1,15E-05 8,03E-03 3,61E-03 Sukorejo 1,59E-09 2,35E-09 2,00E-08 2,70E-08 3,01E-08 5,25E-09 Pandaan 9,16E-09 2,62E-08 5,84E-08 3,68E-08 6,00E-08 2,51E-08 Gempol 2,66E-09 1,82E-09 2,50E-08 3,64E-08 6,45E-08 3,36E-08 Beji 3,63E-10 1,90E-10 4,03E-09 2,55E-09 7,28E-10 8,85E-10 Bangil 2,26E-07 3,22E-08 7,37E-08 1,45E-07 1,95E-08 5,00E-08 Rembang 6,06E-10 1,01E-09 2,50E-09 9,06E-10 1,19E-09 2,85E-10 Kraton 3,73E-09 3,07E-10 4,94E-09 1,28E-09 2,66E-11 1,31E-11 GondangWetan 8,87E-10 3,09E-09 4,92E-09 1,69E-09 7,23E-10 1,23E-09 Rejoso 1,81E-09 1,40E-09 3,98E-09 9,85E-10 1,46E-09 4,74E-10 Winongan 1,21E-09 1,20E-09 8,52E-10 1,12E-08 1,15E-09 9,27E-11 Grati 2,44E-09 1,86E-09 5,90E-09 5,59E-10 8,39E-10 2,22E-09 Lekok 6,41E-08 5,40E-08 6,12E-07 1,14E-07 2,48E-08 5,10E-08 Nguling 2,46E-05 1,77E-06 1,10E-05 1,32E-06 2,63E-06 2,26E-05

Page 145: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

123

Lampiran 20. Prediksi Indeks Pendidikan di Kabupaten Sumenep menggunakan model SAE

Kode Kecamatan Indeks Melek Huruf

Indeks Rata-rata Lama Sekolah

Indeks Pendidikan

Rata-rata Lama

Sekolah 10 Pragaan 92.2 42.058 75.486 6.31 20 Bluto 90.3 55.743 78.781 8.36 30 Saronggi 75.8 35.789 62.463 5.37 40 Giligenteng 96 37.888 76.629 5.68 50 Talango 84.9 31.064 66.955 4.66 60 Kalianget 94.3 48.204 78.935 7.23 70 Kota Sumenep 96.2 46.237 79.546 6.94 80 Lenteng 66.3 51.203 61.268 7.68 90 Ganding 75 47.428 65.809 7.11 100 Guluk Guluk 92.8 42.564 76.055 6.38 110 Pasongsongan 81 45.583 69.194 6.84 120 Ambunten 81.1 32.235 64.812 4.84 130 Rubaru 93.8 49.965 79.188 7.49 140 Dasuk 86.6 27.643 66.948 4.15 150 Manding 93.7 45.373 77.591 6.81 160 Batuputih 47.8 36.514 44.038 5.48 170 Gapura 72.8 37.848 61.149 5.68 180 Batang 64.9 47.891 59.230 7.18 190 Dungkek 79 47.598 68.533 7.14 200 Nonggunong 61.1 26.632 49.611 3.99 210 Gayam 69.2 52.533 63.644 7.88 220 Ra'As 81.5 44.794 69.265 6.72 230 Sapeken 97.4 52.995 82.598 7.95 240 Arjasa 82.5 46.505 70.502 6.98 241 Kangayan 75.7 31.061 60.820 4.66 250 Masalembu 83.2 36.733 67.711 5.51

Page 146: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

124

Lampiran 21. Prediksi Indeks Pendidikan di Kabupaten Pasuruan menggunakan model SAE

Kode Kecamatan Indeks Melek Huruf

Indeks Rata-rata Lama Sekolah

Indeks Pendidikan

Rata-rata Lama

Sekolah 10 Purwodadi 96 41.953 77.984 6.29 20 Tutur 93.3 36.864 74.488 5.53 30 Puspo 78.5 27.371 61.457 4.11 40 Tosari 96.8 37.483 77.028 5.62 50 Lumbang 95.8 35.343 75.648 5.30 60 Pasrepan 81.1 29.697 63.966 4.45 70 Kejayan 98.4 30.982 75.927 4.65 80 Wonorejo 87 55.396 76.465 8.31 90 Purwosari 97.1 48.375 80.858 7.26 100 Prigen 90.2 55.145 78.515 8.27 110 Sukorejo 98.7 56.418 84.606 8.46 120 Pandaan 93.6 53.240 80.147 7.99 130 Gempol 94 62.152 83.384 9.32 140 Beji 43.6 44.049 43.750 6.61 150 Bangil 95.9 43.053 78.284 6.46 160 Rembang 85.7 33.524 68.308 5.03 170 Kraton 97.5 41.094 78.698 6.16 180 Pohjentrek 87 42.534 72.178 6.35 190 GondangWetan 98.4 41.431 79.410 6.38 200 Rejoso 91.4 51.230 78.010 6.21 210 Winongan 87 30.677 68.226 7.68 220 Grati 76.8 36.079 63.226 4.60 230 Lekok 57.9 39.819 51.873 5.41 240 Nguling 96 41.953 77.984 5.97

Page 147: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

125

Lampiran 22. Hubungan antara Proprosi Penduduk untuk tiap jenjang pendidikan dengan Usia dan jenis kelamin di kabupaten Sumenep

0,02

0,09

0,23

0,310,35

0,03

0,09

0,27 0,26

0,36

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

0 tahun (tidak sekolah)

laki-lakiperempuan

0,34

0,25 0,24

0,11

0,06

0,40

0,30

0,19

0,08

0,030,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Lulus SD

laki-lakiperempuanusia

0,41

0,11

0,20 0,20

0,09

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Putus SD (3 tahun)

laki-laki

perempuanUsia

0,57

0,22

0,130,08

0,02

0,66

0,22

0,080,04 0,01

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Lulus SMP

laki-lakiperempuan

Usia

0,60

0,21

0,10 0,070,02

0,59

0,25

0,110,05 0,01

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

SMA

laki-laki

perempuan

Usia

0,42

0,30

0,140,08 0,06

0,69

0,13 0,16

0,03 0

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

PT

laki-lakiperempuanUsia

Usia

Page 148: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

126

Lampiran 23. Hubungan antara Proprosi Penduduk untuk tiap jenjang pendidikan dengan Usia dan jenis kelamin di kabupaten Pasuruan.

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

0 tahun (tidak sekolah)

laki-lakiperempuan

0,37

0,11

0,20 0,21

0,12

0,22

0,16

0,260,23

0,12

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Putus SD

laki-lakiperempuan

0,36

0,25

0,20

0,13

0,06

0,45

0,27

0,14

0,10

0,040,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Lulus SD

laki-laki

perempuanUsia

0,52

0,27

0,100,07

0,03

0,66

0,18

0,100,06

0,01

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

SMP

laki-laki

0,62

0,21

0,120,04 0,01

0,65

0,28

0,04 0,02 0,01-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

Lulus SMA

laki-lakiperempu…

Usia

0,37 0,37

0,24

0,03 0

0,60

0,200,17

0,03 0

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

10-30 tahun

31-40 tahun

41-50 tahun

51-60 tahun

> 60 tahun

PT

laki-laki

perempuanUsia

Usia Usia

Usia

Page 149: MODEL BAYES UNTUK PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN PENARIKAN ... · peluang penarikan contoh dalam bentuk fungsi eksponensial memberikan rata-rata bias relatif yang rendah namun memberikan

99

Daftar Istilah dan Singkatan

NO Bahasa Indonesia Bahasa Inggris

1 Angka melek huruf Literacy rate

2 Akar dari Rata-rata Kuadrat Bias Relatif

(ARKBR)

Relative root mean square error

(RRMSE)

3 Bayes empirik (BE ) Empirical Bayes (EB

4 Bayes berhirarki (BH) Hierarchical Bayes (HB).

5 Bias relatif Relative bias RB)

6 Fraksi Percontohan Sampling fraction

7 Indeks Pembangunan Manusia (IPM) Human Developmen Index (HDI)

8 Kemungkinan Maksimum (KM) Maximum likelihood (ML)

9 Kemungkinan Maksimum Berkendala (KMB) Restricted maximum likelihood ( REML)

10 Kuadrat Tengah Galat (KTG) Mean square error (MSE)

11 Pendugaan Area Kecil Small area estimation (SAE).

12 Peubah penyerta Auxiliary variable

13 Prediksi tak-bias linier terbaik (PTLT ) Best linear unbiased predictor: (BLUP)

14 Prediksi tak-bias linier terbaik empirik

(PTLTE).

Empirical best linear unbiased predictor

(EBLUP)

15 Prediksi tak-bias linier terbaik semu Pseudo EBLUP

16 Kelompok yang saling terpisah Mutually exclucive and exhoustive

17 Model Campuran Logit Multinomial Multinomial logit mixed model.

18 Model Campuran Linier Terampat/MCLT Generalized linear mixed model

(GLMM)

19 Kemungkinan Maksimum Semu (KMS) Pseudo maximum likelihood (PML).

20 Kemungkinan Quasi Berpenalti (KQB) Penalized Quasi-likelihood (PQL)

21 Pengambilan contoh acak sederhana Simple random sampling (SRS)

22 Pengambilan contoh berstrata Stratified sampling

23 Pengambilan contoh bergerombol Cluster sampling

24 Pengambilan contoh sistematik Systematic sampling.

25 Rata-rata lama sekolah (RLS) Mean year of schooling (MYS)