Pembangkitan lingkungan perkotaan 3D secara otomatis berbasis polygonal modelling dan data geospasial pada game

INDONESIA:

Pembuatan lingkungan virtual tiga dimensi secara manual menghadapi kendala efisiensi akibat volume data geometri yang masif. Penelitian ini bertujuan mengimplementasikan dan mengevaluasi sistem pembangkitan geometri bangunan 3D secara otomatis menggunakan metode Automatic Polygonal Modelling berbasis pendekatan titik sudut (vertex-oriented) dengan data OpenStreetMap (OSM) pada engine Unity. Pengujian dilakukan dengan radius 200 meter pada empat kluster lintang geografis: Kluster Lintang Rendah (Malang dan Jakarta), Kluster Lintang Sedang-Rendah (Tokyo dan Osaka), Lintang Menengah (Greenwich), dan Lintang Tinggi/Sub-Arktik (Greenland) guna menguji konsistensi algoritma. Hasil pengujian menunjukkan nilai kelayakan poligon (Validity Rate) berada di atas 90% pada seluruh kluster wilayah uji. Namun, akurasi spasial (RMSE) menunjukkan degradasi bertahap akibat distorsi proyeksi bumi datar (Equirectangular), dengan nilai RMSE sebesar 0,3600 meter dan 0,3643 meter di sekitar ekuator, merangkak naik menjadi 2,8841 meter dan 2,9410 meter di Jepang, meningkat di Greenwich menjadi 4,4544 meter serta 10,1562 meter, dan terbesar di Greenland mencapai 27,1976 meter dan 32,3127 meter. Metode ini menunjukkan potensi kesesuaian implementasi yang tinggi untuk pemodelan tata letak bangunan presisi terbatas pada wilayah di sekitar garis khatulistiwa

ENGLISH:

The manual creation of three-dimensional virtual environments faces efficiency constraints due to massive geometric data volumes. This research aims to implement and evaluate an automated 3D building geometry generation system using the Automatic Polygonal Modelling method based on a vertex-oriented approach with OpenStreetMap (OSM) data within the Unity engine. Testing was conducted with a 200-meter radius across four geographic latitude clusters to examine algorithmic consistency: the Low-Latitude/Equator Cluster (Malang and Jakarta), the Low-Medium Latitude/Subtropical Cluster (Tokyo and Osaka), the Medium-Latitude Cluster (Greenwich), and the High-Latitude/Sub-Arctic Cluster (Greenland). The evaluation results indicate that the polygon feasibility value (Validity Rate) consistently remains above 90% across all evaluated sample locations. However, spatial accuracy (RMSE) exhibits gradual degradation due to flat-earth projection distortions (Equirectangular), with RMSE values of 0.3600 meters and 0.3643 meters near the equator, climbing to 2.8841 meters and 2.9410 meters in Japan, increasing to 4.4544 meters and 10.1562 meters in Greenwich, and peaking at 27.1976 meters and 32.3127 meters in Greenland. This method demonstrates a high potential for implementation compatibility regarding precision building footprint modeling, specifically restricted to regions surrounding the equator.

ARABIC:

يواجه إنشاء البيئات الافتراضية ثلاثية الأبعاد يدويًا تحديات تتعلق بالكفاءة نتيجة الحجم الكبير للبيانات الهندسية المطلوب معالجتها. تهدف هذه الدراسة إلى تنفيذ وتقييم نظام للتوليد الآلي للهندسة ثلاثية الأبعاد للمباني باستخدام طريقة Automatic Polygonal Modelling القائمة على منهجية موجهة نحو الرؤوس (vertex-oriented) بالاعتماد على بيانات OpenStreetMap (OSM) داخل محرك Unity. أُجريت الاختبارات ضمن نصف قطر قدره 200 متر عبر أربع مجموعات من دوائر العرض الجغرافية، وهي: مجموعة دوائر العرض المنخفضة (مالانغ وجاكرتا)، ومجموعة دوائر العرض المتوسطة الدنيا (طوكيو وأوساكا)، ومجموعة دوائر العرض المتوسطة (غرينيتش)، ومجموعة دوائر العرض العليا/شبه القطبية (غرينلاند)، وذلك لتقييم اتساق الخوارزمية. أظهرت النتائج أن معدل صلاحية المضلعات (Validity Rate) تجاوز 90٪ في جميع مجموعات الاختبار. ومع ذلك، أظهرت الدقة المكانية (RMSE) تدهورًا تدريجيًا نتيجة التشوه الناجم عن الإسقاط الخرائطي المستوي (Equirectangular)، حيث بلغت قيم RMSE ‏0.3600 متر و0.3643 متر بالقرب من خط الاستواء، ثم ارتفعت إلى 2.8841 متر و2.9410 متر في اليابان، وإلى 4.4544 متر و10.1562 متر في غرينيتش، لتصل إلى أعلى القيم في غرينلاند، وهي 27.1976 متر و32.3127 متر. وتُظهر هذه الطريقة إمكانات كبيرة للتطبيق في نمذجة توزيع المباني مع الحفاظ على مستوى مقبول من الدقة في المناطق الواقعة بالقرب من خط الاستواءوحدها.