Die oberösterreichische Landeshauptstadt Linz gilt als einer der Vorreiter im Bereich der 3D-Stadtplanung. Bereits seit 2007 arbeiten die Planer hier mit mehrdimensionalen Modellen. Seit etwa einem Jahr ist die Software PlexMap der Firma Geoplex im Einsatz.
Moderne Städte entwickeln sich städtebaulich stetig weiter. Die Verkehrsinfrastruktur wird ausgebaut, alte Gebäude abgerissen und neue errichtet. Dabei spielen zahlreiche Faktoren und Fragestellungen entscheidende Rollen: Wie soll sich das Bild der Stadt in Zukunft entwickeln? Welche Erwartungen und Anforderungen haben die Bürgerinnen und Bürger? Wie können Smart City-Anwendungen gewinnbringend eingebracht werden? Welche Auswirkungen hat es, wenn das Gebäude zwei Stockwerke höher gebaut wird? Wäre es sinnvoll das Objekt breiter zu bauen, dafür aber etwas niedriger? Fragen, die sich auch die Städteplaner der österreichischen Stadt Linz tagtäglich stellen.
Mit etwa 100 Metern Höhe wird derzeit das höchste Gebäude der Stadt Linz gebaut. Der Standort wurde auch mithilfe der Verschattungsanalyse überprüft. Foto: Stadtplanung Linz
Die Landeshauptstadt Oberösterreichs gilt als einer der größten Ballungsräume der Alpenrepublik. Auf etwa 96 Quadratkilometern leben hier rund 205.000 Einwohnerinnen und Einwohner, circa 210.000 Arbeitsplätze zeugen zudem von der wirtschaftlichen Kraft der Stadt. Die Bebauungsdichte mit etwa 130 Einwohnern pro Quadratkilometer ist also sehr hoch. In diesem Zusammenhang ist es kein Wunder, dass der für die Stadtplanung zuständige Magistrat schon früh mit der Visualisierung von Projekten in 3D begonnen hat, um sowohl die Umsetzbarkeit als auch die Folgen von städtebaulichen Maßnahmen besser abschätzen zu können. Darüber hinaus ergeben sich auch für Anwohnerinnen und Anwohner Mehrwerte durch das 3D-Stadtmodell: So kann etwa den Bedenken von Bürgerinnen und Bürgern sowie betroffenen Parteien mit den erstellten Modellen nachgegangen werden. Befürchtungen wie zum Beispiel ungünstiger Schattenwurf lassen sich mit Simulationen schnell aus der Welt schaffen.
Visualisierung von geplanten Bauprojekten
Mit der Umsetzung des 3D-Stadtmodells begannen die Linzer bereits im Jahr 2007. „Wir haben schon frühzeitig damit angefangen, ein digitales Modell der Stadt anzufertigen – zunächst allerdings nur auf zwei Quadratkilometern in LoD3 (Level of Detail)”, sagt Günther Perchthaler vom zuständigen Magistrat aus Linz. „Vor etwa fünf bis sechs Jahren haben wir dann begonnen, die restliche Stadtfläche in LoD2 komplett texturiert sowie untexturiert aus Laserrasterdaten und Schrägluftbildern zu erstellen. Seit etwa einem Jahr arbeiten wir nun mit PlexMap von der Firma Geoplex“, berichtet der Stadtplaner. Dabei basiert das 3D-Stadtmodell auf einem sehr detaillierten Geländemodell. Aus GIS-, CAD- und Rasterdaten, die zentral durch das Geodatenmanagement verwaltet werden, wurde das 3D-Stadtmodell erstellt – ein vorhandenes digitales Oberflächenmodell, fotogrammetrische Dachauswertungen und Gebäudegrundrisse wurden außerdem in 3D-Modelle umgewandelt. Bei der Größe von Linz sind das etwa 60.000 Einzelgebäude beziehungsweise Gebäudeteile. Diese wurden in der richtigen Höhe auf das Gelände projiziert.
Foto: Stadtplanung Linz
Die 3D-Modelle werden in Linz vorwiegend für städtebauliche Planungen genutzt. Perchthaler dazu: „Wir nutzen das Stadtmodell einerseits etwa während der Planung von Gebäuden für Verschattungsanalysen. Aber auch die Visualisierung von geplanten Bauprojekten im Kontext des städtischen Gesamtbildes ist durch das digitale Abbild der Stadt möglich.“ Welchen Nutzen die Verschattungsanalyse hat, stellt der Stadtplaner besonders heraus: „Wenn wir ein Gebäude planen, können wir durch PlexMap bereits vor Baubeginn objektiv feststellen, inwieweit dieses Gebäude die Sicht von bestimmten Punkten beeinträchtigt. So können wir – auch in Abstimmung mit unseren Bürgerinnen und Bürgern – abwägen, ob das Bauprojekt zumutbar ist oder nicht.“
Einen konkreten Anwendungsfall für eine solche Verschattungsanalyse in Linz gibt es auch: Ein privater Investor plante die Errichtung eines Hochhauses im Stadtzentrum – mit rund 100 Metern Höhe sollte das Gebäude das höchste der Stadt werden. Allerdings waren sich die Stadtplaner uneins über den Standort. „Rein gefühlsmäßig hatten wir bei der Planung die Befürchtung, dass das Hochhaus die Wohnsituation der dort ansässigen Bürgerinnen und Bürger beeinträchtigen könnte. Durch die Softwarelösung PlexMap konnten wir uns jedoch die genaue Beschattung ansehen und somit abschätzen, welche Folgen für das Stadtbild und die Einwohnerinnen und Einwohner entstehen werden. Letztlich wurde so deutlich, dass das Gebäude objektiv betrachtet keine Beeinträchtigungen nach sich ziehen wird“, erklärt Perchthaler. Dabei erfolgte die Messung der potentiellen Verschattung während der Sonnenwende am 21. März zwischen 9 und 17 Uhr im Zweistundenrhythmus.
Von Autodesk zu PlexMap
Neben einer solchen Verschattungsanalyse bietet PlexMap für die Stadt Linz weitere Mehrwerte. Arbeitete die Stadt zunächst noch mit InfraWorks von Autodesk, greifen die Planer seit etwa einem Jahr auf PlexMap zurück. „Einer der Hauptgründe für die Umstellung war, dass PlexMap browserbasiert arbeitet“, erklärt Perchthaler. Somit werden nicht mehr spezielle Programme oder Plug-Ins benötigt, die aufwändig auf jedem Rechner installiert werden müssen. „InfraWorks ist vor allem im Bereich der Infrastrukturplanung ein hervorragendes Werkzeug. Da wir in Linz jedoch keine größeren Straßenbauprojekte mehr planen, weil die Straßen der Stadt bereits bestehen, haben wir andere Ansprüche.
Die Softwarelösung muss zudem lokal auf sehr leistungsstarken Rechnern installiert werden. Somit steht das Modell den Entscheidungsträgern letztlich nicht zur Verfügung. Das ist gerade im zweiten Anwendungsgebiet unserer 3D-Modelle problematisch: Dem Visualisieren von geplanten Bauprojekten im Kontext des Stadtbildes. Weil PlexMap ein browserbasierter Viewer ist, der keine lokale Softwareumgebung benötigt, muss ich einfach nur einen Link an die Entscheidungsträger übermitteln, damit diese sich ein genaues Bild der Planung machen können“, so Stadtplaner Perchthaler.
Die Umstellung von InfraWorks zu PlexMap lief dabei unproblematisch. Da die Daten durchgehend im CityGML-Format abgespeichert worden sind, konnten sie einfach in PlexMap integriert werden. Die Datenmigration lief dabei nach Angaben der Stadt Linz unproblematisch. Perchthaler dazu: „Der Aufwand hielt sich für eine Umstellung in Grenzen und war innerhalb von zwei, drei Tagen erledigt.“ PlexMap dient nun als Datendrehscheibe in der Stadt und sorgt nun dafür, dass alle betroffenen Mitarbeiter Zugriff auf das wertvolle Gut der Daten haben können.