TwinCity 3D
Forschungsprojekt für Digitalisierung, Stadt-, Verkehrs- und Klimaplanung
Die Stadt Landsberg am Lech hat gemeinsam mit drei Nachbargemeinden und 3D RealityMaps das Forschungsprojekt “TwinCity3D” gestartet, das im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) über 3 Jahre gefördert wird (2022 – 2025).
Mithilfe eines solarelektrischen Ultraleichtflugzeugs und eines Multi-Sensor-Systems wird ein hochpräzises 3D-Stadtmodell erstellt. KI erkennt automatisch relevante Objekte wie Solaranlagen, Bäume und Fahrzeuge. Im Geoinformationssystem (GIS) werden daraus Analysen zum Stadtklima, zur Infrastruktur und zu zeitlichen Veränderungen abgeleitet – visualisiert als modulare Layer im digitalen Zwilling. Eine smarte Grundlage für nachhaltige Stadtplanung.
Problem
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, fehlt es oft an flächendeckenden Informationen oder die vorhandenen Daten sind lückenhaft.
Projektziel
Ziele des Forschungsprojekts sind die Erhebung ultrahoch aufgelöster Multisensor-Luftbilddaten, ihre raumzeitliche und KI-basierte Analyse sowie die Entwicklung eines realitätsnahen, virtuellen 3D-Modells, das die Grundlage zum Aufbau eines Digitalen Zwillings darstellen soll. Durch die Anreicherung und Verschneidung mit kommunalen Geobasis- und Geofachdaten wird eine „TwinCity3D“-Plattform entwickelt, die Planungsprozesse im städtischen und ländlichen Raum wesentlich verbessern wird.
Durchführung
Mit einem Ultraleichtflugzeug und einem neu entwickelten Multi-Sensor-Kamerasystem werden über mehrere Jahre hinweg hochauflösende Luftbilddaten erfasst. Aus diesen Daten wird zunächst ein 3D-Stadtmodell erstellt, das den Kern der „TwinCity3D“-Plattform bildet.
Durch speziell trainierte KI-Algorithmen erfolgt eine automatisierte Auswertung der Bilddaten. Diese erkennen mit hoher Präzision relevante Objekte wie Solaranlagen, Bäume, Grünflächen und Fahrzeuge.
Die identifizierten Objekte und die zugehörigen Geodaten bilden die Grundlage für umfassende Analysen im Geoinformationssystem (GIS). Neben der Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Versiegelungsgrad, Vegetation, Wärmeverteilung und Verkehrsinfrastruktur werden auch temporale Analysen durchgeführt, um Veränderungen im Stadtbild und Klimaverhalten über die Zeit hinweg sichtbar zu machen.
Die Analyseergebnisse fließen als modulare Layer in den digitalen Zwilling der Stadt ein. So entsteht ein interaktives, dreidimensionales Stadtmodell, das gezielte Auswertungen und Visualisierungen ermöglicht – eine wertvolle Grundlage für Planungsprozesse in Verwaltung, Stadtentwicklung und Klimaanpassung.
Verkehrsplanung
Der Digitale Zwilling soll 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.”
Stadtklima
Infolge des Klimawandels bilden sich Hitzeinseln mit negativen Auswirkungen auf die Gesundheit der Bürger und den Energieverbrauch bei der Kühlung der Gebäude. Mit Hilfe von Multispektral- und Thermaldaten werden flächendeckende Informationen zur Temperaturverteilung und Vegetation erfasst, um den Einfluss von Bäumen, Alleen und Parkgruppen auf das Mikroklima zu analysieren. Anhand dieser Daten soll dann untersucht werden, wie der kühlende Effekt durch Stadtgrün künftig besser genutzt werden kann. Aus Wärmebildaufnahmen, die im Winter gemacht werden, können wiederum Rückschlüsse auf die Isolierung von Dachflächen gezogen, Wärmeverluste identifiziert und mit gezielten Maßnahmen Energieeinsparungen erzielt werden.
Stadtgrün-Management
Im Zusammenhang mit dem Stadtgrün sollen KI-basierte Analysen das vorhandene Baumkataster vervollständigen. Ein mehrjähriges Monitoring soll zu neuen Erkenntnissen mit Blick auf Stadtklima und CO2-Klimabilanz führen.
„Thermcity3D“ wird im Rahmen der Förderrichtlinie Modernitätsfonds („mFUND“) durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert.
