Penentuan visualisasi warna heatmap pada game edukasi simulasi urban heat island kota Malang berbasis VR menggunakan fuzzy Logic

INDONESIA:

Fenomena Urban Heat Island (UHI) merupakan dampak negatif dari urbanisasi yang ditandai oleh peningkatan suhu di area perkotaan dibandingkan dengan wilayah sekitarnya. Kota Malang sebagai salah satu kota besar di Jawa Timur mengalami percepatan pembangunan yang signifikan dan berpotensi memperparah efek UHI. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem visualisasi intensitas UHI berbasis Virtual Reality (VR) melalui pendekatan Fuzzy Logic untuk mengolah variabel meteorologi menjadi apparent temperature (suhu yang dirasakan). Data diperoleh secara real-time dari Open-Meteo API mencakup enam variabel: suhu udara, titik embun, kelembapan relatif, kecepatan angin, evapotranspirasi, dan defisit tekanan uap. Selanjutnya, apparent temperature dihitung menggunakan sistem inferensi Fuzzy Mamdani dan divisualisasikan ke dalam bentuk heatmap dengan skema warna perceptually-uniform. Sistem ini diimplementasikan dalam game edukasi “Malang Heat” dan mengakomodasi mekanisme interaktif untuk meningkatkan kesadaran pengguna terhadap fenomena UHI. Evaluasi model menunjukkan akurasi prediksi yang baik dengan nilai MAE sebesar 0,7959°C dan RMSE sebesar 0,9181°C dari 1331 titik pengukuran. Selain itu, pengujian usability melalui System Usability Scale (SUS) terhadap 21 responden menghasilkan skor rata-rata 81,42 yang berada dalam kategori “A”. Temuan ini menunjukkan bahwa metode fuzzy mampu menangani ketidakpastian data cuaca dengan efektif dan visualisasi heatmap dalam lingkungan VR dapat meningkatkan pemahaman pengguna terhadap isu lingkungan urban. Penelitian ini memberikan kontribusi teoritis dalam penerapan Decision Support System berbasis fuzzy untuk lingkungan dinamis, serta manfaat praktis sebagai media pembelajaran interaktif bagi masyarakat umum.

ENGLISH:

The Urban Heat Island (UHI) phenomenon is a negative impact of urbanization which is characterized by an increase in temperature in urban areas compared to the surrounding areas. Malang City as one of the big cities in East Java is experiencing significant acceleration of development and has the potential to worsen the UHI effect. This study aims to develop a Virtual Reality (VR)-based UHI intensity visualization system through the Fuzzy Logic approach to process meteorological variables into apparent temperature (perceived temperature). Data obtained in real-time from the Open-Meteo API includes six variables: air temperature, dew point, relative humidity, wind speed, evapotranspiration, and vapor pressure deficit. Furthermore, apparent temperature is calculated using the Mamdani Fuzzy inference system and visualized into a heatmap with a perceptually-uniform color scheme. This system is implemented in the educational game “Malang Heat” and accommodates an interactive mechanism to increase user awareness of the UHI phenomenon. Model evaluation shows good prediction accuracy with an MAE value of 0.7959°C and an RMSE of 0.9181°C from 1331 measurement points. In addition, usability testing through the System Usability Scale (SUS) on 21 respondents resulted in an average score of 81.42 which is in the “A” category. These findings indicate that the fuzzy method is able to handle weather data uncertainty effectively and heatmap visualization in a VR environment can improve user understanding of urban environmental issues. This study provides theoretical contributions in the application of fuzzy-based Decision Support Systems for dynamic environments, as well as practical benefits as an interactive learning medium for the general public.

ARABIC:

ظاهرة جزيرة الحرارة الحضرية (UHI) هي أثر سلبي للتحضر، وتتميز بارتفاع درجة الحرارة في المناطق الحضرية مقارنةً بالمناطق المحيطة بها. وقد شهدت مدينة مالانغ، إحدى المدن الكبرى في جاوة الشرقية، تسارعًا ملحوظًا في التنمية، ومن المحتمل أن تُفاقم تأثير جزيرة الحرارة الحضرية. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نظام تصور لشدة جزيرة الحرارة الحضرية قائم على الواقع الافتراضي (VR) من خلال نهج المنطق الضبابي لمعالجة المتغيرات الجوية وتحويلها إلى درجة حرارة ظاهرة (درجة حرارة مُدركة). تتضمن البيانات المُحصلة آنيًا من واجهة برمجة تطبيقات Open-Meteo ستة متغيرات: درجة حرارة الهواء، ونقطة الندى، والرطوبة النسبية، وسرعة الرياح، والتبخر والنتح، وعجز ضغط البخار. علاوة على ذلك، تُحسب درجة الحرارة الظاهرة باستخدام نظام الاستدلال الضبابي مامداني، وتُعرض في خريطة حرارية ذات نظام ألوان موحد إدراكيًا. يُطبق هذا النظام في اللعبة التعليمية "حرارة مالانغ"، ويشتمل على آليات تفاعلية لزيادة وعي المستخدمين بظاهرة جزيرة الحرارة الحضرية. أظهر تقييم النموذج دقة تنبؤ جيدة، حيث بلغت قيمة MAE 0.7959 درجة مئوية وRMSE 0.9181 درجة مئوية من 1331 نقطة قياس. إضافةً إلى ذلك، أسفر اختبار قابلية الاستخدام من خلال مقياس قابلية استخدام النظام (SUS) على 21 مشاركًا عن متوسط درجة 81.42، وهو ما يُعدّ ضمن فئة "ممتاز". تُظهر هذه النتيجة أن الطريقة الضبابية قادرة على معالجة عدم اليقين في بيانات الطقس بفعالية، وأن تصور الخرائط الحرارية في بيئة الواقع الافتراضي يُحسّن فهم المستخدمين للقضايا البيئية الحضرية. تُقدّم هذه الدراسة مساهمات نظرية في تطبيق أنظمة دعم القرار القائمة على البيانات الضبابية في البيئات الديناميكية، بالإضافة إلى فوائد عملية كوسيلة تعليمية تفاعلية لعامة الناس.