Die Stadt Landsberg am Lech hat gemeinsam mit drei Nachbargemeinden und der 3D RealityMaps GmbH ein Förderprojekt gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines realitätsnahen, virtuellen 3D-Modells, welches die Basis für einen Digitalen Zwilling der Stadt bilden soll. Zum Einsatz kommt dabei eine neue Technologie von 3D RealityMaps.
Wie viele Bäume befinden sich im Stadtgebiet und wie ist deren Zustand? Und welche Dachflächen eignen sich für die Installation eines Photovoltaik-Moduls? Antworten darauf gibt das virtuelle 3D-Modell der Stadt Landsberg am Lech. Foto: 3D RealityMaps GmbH
Wie können Stadt- und Verkehrsplanung bei der voranschreitenden Digitalisierung ausreichend angegangen werden? Wie die (ambitionierten) Klima- und Umweltziele eingehalten? Und wie kann eine Stadt die Bedürfnisse unterschiedlichster Bewohner und Zielgruppen befriedigen? Antworten auf die und viele weitere für die heutige Stadtplanung relevante Fragestellungen liefert der Digitale Zwilling. Er ist ein Abbild von Gebäuden, Straßenzügen, Stadtteilen und der natürlichen Umgebung in einem digitalen 3D-Stadtmodell und kann komplexe Szenarien einfach und klar verständlich darstellen. „3D-Modelle helfen beispielsweise dabei, die Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen und Stadtplanungen zu simulieren und zu analysieren“, berichtet Prof. Dr. Florian Siegert, CEO und Gründer der 3D RealityMaps GmbH, einem Anbieter von 3D-Geodaten und 3D-Echtzeit-Visualisierungen aus München.
Realitätsnahes und virtuelles 3D-Modell
Das hat auch die Stadt Landsberg am Lech erkannt und gemeinsam mit den drei Nachbargemeinden Apfeldorf, Unterdießen und Fuchstal sowie 3D RealityMaps im Rahmen der mFUND-Innovationsinitiative des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) das dreijährige Förderprojekt „TwinCity3D – Entwicklung einer geodatenbasierten ‚TwinCity3D‘-Plattform und KI-Analysetools zur Unterstützung einer umweltfreundlichen Stadt- und Verkehrsplanung“ gestartet. „Ziele des Forschungsprojekts sind die kostengünstige Erhebung ultrahoch aufgelöster Multisensor-Luftbilddaten auf Basis einer neuen Technologie, ihre raum-zeitliche und KI-basierte Analyse sowie die Entwicklung eines realitätsnahen, virtuellen 3D-Modells, das die Grundlage zum Aufbau eines Digitalen Zwillings darstellen soll“, so Siegert. Durch die Anreicherung und Verschneidung mit kommunalen Geobasis- und Geofachdaten solle zudem eine „TwinCity3D“-Plattform entwickelt werden, welche Planungsprozesse im städtischen und ländlichen Raum wesentlich verbessern solle.
Doch worum genau geht es im Einzelnen? Siegert erklärt: „Städte von morgen brauchen Platz für eine vielfältige Mobilität: Autoverkehr soll zugunsten von Fahrrad, E-Scooter und E-Roller, Fuß- und öffentlichem Nahverkehr reduziert werden. Zugleich braucht es mehr Platz für Grünflächen und Parkanlagen als Frischluftschleusen, da sich mit dem Klimawandel in urbanen Gebieten Hitzeinseln mit Auswirkungen auf den mikroklimatischen Umgebungsbereich bilden.“ Um diese Herausforderungen angehen zu können, fehle es oftmals jedoch an flächendeckenden Informationen oder die vorhandenen Daten seien lückenhaft, so der 3D RealityMaps-CEO weiter.
Auf Basis des realitätsnahen 3D-Modell will Landsberg am Lech gemeinsam mit 3D RealityMaps einen Digitalen Zwilling der Stadt entwickeln. Foto: 3D RealityMaps GmbH
Aus diesem Grund kommt im „TwinCity3D“-Projekt eine neue Technologie der 3D RealityMaps GmbH zum Einsatz, mit der flächendeckend ultrahoch aufgelöste Senkrecht- und Schrägluftbilder erhoben werden können. „Auf dieser Basis kann ein virtuelles 3D-Stadtmodell mit einer 5-Zentimeter-Auflösung berechnet werden, welches einerseits wichtige räumliche Informationen über das Stadtgebiet liefert und andererseits als Basis für den Digitalen Zwilling dient“, erklärt Siegert. Zudem werden im gleichen Bildflug Multispektralbilder aufgenommen, anhand derer etwa der Baumbestand sowie der Vegetationszustand erfasst werden kann. Zusätzliche Wärmebilder charakterisieren das Stadtklima. „Um verschiedene Aspekte und zeitliche Veränderungen für eine nachhaltige Stadt-, Verkehrs- und Klimaplanung erfassen und analysieren zu können, wird das Stadtgebiet mehrfach und zu verschiedenen Jahreszeiten überflogen“, so Siegert, der ausführt: „Aus den Wärmebildaufnahmen, die im Sommer gemacht werden, können Hitzeinseln identifiziert werden. Aus Wärmebildaufnahmen, die im Winter gemacht werden, können hingegen Rückschlüsse auf die Isolierung von Dachflächen gezogen, Wärmeverluste identifiziert und mit gezielten Maßnahmen Energieeinsparungen erzielt werden.“
Verkehrsplanung und Stadtgrünmanagement
Der Digitale Zwilling soll auch bei Fragen rund um die Verkehrsplanung unterstützen. So können eine multitemporale Analyse des ruhenden und fließenden Verkehrs im Stadtgebiet sowie eine Bilanzierung des Parkflächenverbrauchs neue Informationen für die künftige Mobilitätsplanung liefern. Dr. Daniel Broschart vom Landsberger Referat für Stadtplanung und Mobilität erklärt: „Dafür werden die verschiedenen Daten über Schnittstellen zu Verkehrszählungspunkten in Near-Realtime in einer Umgebung zusammengeführt, anhand derer die Mobilitätsdynamik untersucht und Planungsszenarien simuliert werden können.“ Ähnliches gelte für das Stadtgrün – auch hier könnten KI-basierte Analysen und ein mehrjähriges Monitoring zu neuen Erkenntnissen mit Blick auf Stadtklima und CO2-Klimabilanz führen. „Wir sehen nicht nur, an welchen Stellen durch die Anpflanzung von Bäumen und Baumgruppen das Mikroklima verbessert und der kühlende Effekt durch Stadtgrün genutzt werden kann, sondern haben auch gleich die wissenschaftlichen Daten dazu“, berichtet in diesem Zusammenhang Michael Siller, Leiter des städtischen Forstamtes in Landsberg am Lech.
Darüber hinaus soll der im Projekt entwickelte Digitale Zwilling aber noch weitere Einsatzmöglichkeiten mit sich bringen. Dr. Daniel Broschart skizziert: „Im Rahmen des Förderprojekts werden Werkzeuge entwickelt, die es künftig möglich machen werden, Planungsszenarien und -alternativen als 3D-Modell in die virtuelle Umgebung einzusetzen. Durch das realitätsnahe virtuelle Umgebungsmodell wird gleichzeitig der Abstraktionsgrad herabgesetzt.“ Die TwinCity3D-Plattform biete damit in Zukunft die Möglichkeit, geplante Bauvorhaben hinsichtlich ihrer räumlichen Dimension und Wirkung auf das Umfeld besser beurteilen zu können, was etwa bei Bürgerbeteiligungsprozessen nützlich sein könne. (jr)