Wie Urbane Digitale Zwillinge bei der Stadtentwicklung helfen
Ein Urbaner Digitaler Zwilling oder Digital Twin bildet die reale Stadt mittels Daten ab, macht somit Zusammenhänge klar und erleichtert die Stadtentwicklung und Entscheidungsfindung, wie der Deutsche Städtetag beschreibt.
Der Entdecker Alexander von Humboldt hat bei der Vermessung der Welt, so auch der Titel eines Buches über ihn und Carl Friedrich Gauß, sehr schnell erkannt, dass viele der damaligen Karten von Europa und Südamerika ungenau waren. Aber wer ist heute noch mit einem Atlas oder einem Faltplan unterwegs? Die meisten verlassen sich auf ihr Navigationsgerät oder Apps. Diese helfen auch bei der Standortsuche von Sharing-Angeboten oder Parkplätzen. Dahinter steckt oft akribisches Sammeln von Daten, mit denen sich ein Digitaler Zwilling der Umgebung erstellen lässt.
Es gibt keine Blaupausen, aber Best Practices
Immer mehr Städte entdecken für sich, welchen Mehrwert ein solcher Urbaner Digitaler Zwilling haben kann. Denn damit lässt sich die Stadt digital abbilden, was auch die Planung, Verkehrssteuerung und die Entscheidungsfindung erleichtert, wie Helmut Dedy, Hauptgeschäftsführer des Deutschen Städtetages, in einem Vorwort zu einem Expertenpapier über Urbane Digitale Zwillinge erläutert. Dedy zufolge gibt es aber keine Blaupause für diesen Urbanen Digitalen Zwilling. Daher sei es so wichtig, sich auszutauschen, gute Ideen oder Best Practices zu teilen und gemeinsam Lösungen zu finden.
Eine entscheidende Grundlage der Urbanen Digitalen Zwillinge ist eine geeignete Geodateninfrastruktur. Wie in dem entsprechenden Geodatenzugangsgesetz (GeoZG) von 2012 dargelegt, besteht diese aus Geo- und Metadaten, Geodaten- und Netzdiensten, Netzwerktechnologien, gemeinsamen Nutzungsvereinbarungen und anderen Komponenten, um Geodaten interoperabel verfügbar zu machen.
Einheitliche Basis über Urbane Datenplattformen
Auf kommunaler Ebene erfolgt der Datenaustausch seit vielen Jahren über kurz UDP genannte Urbane Datenplattformen, die wiederum die Basis für Urbane Digitale Zwillinge (UDZ) bilden. Und mit der DIN SPEC 91357 gibt es seit 2017 auch ein „Referenzarchitekturmodell Offene Urbane Plattform“ (OUP). Daran mitgewirkt haben unter deutscher und niederländischer Beteiligung etwa BMW, die Deutsche Telekom, Microsoft und SAP.
Wichtige Beiträge haben aber auch Städte wie München, Berlin, Köln, Bad Hersfeld und Hamburg sowie das Förderprojekt „Connected Urban Twins“ (CUT) geleistet. Ebenso wichtig ist die Zusammenarbeit mit Dienstleistern wie Axians Infoma, Treiber der Digitalisierung von Verwaltungen in Deutschland und aktiv im Bereich Smart Cities. Aber zurück zu Urbanen Digitalen Zwillingen.
Ein Urbaner Digitaler Zwilling ist dem Expertenpapier des Städtetages zufolge
● intelligent, weil er datenbasiert Fragen beantworten und auf Methoden des Machine Learning zugreifen kann,
● offen und modular, weil er auf Standards und vorhandene Referenzmodelle basiert,
● realitätsnah, weil er ein möglichst bedarfsorientiertes und realitätsnahes Abbild der Kommune bildet,
● niedrigschwellig, weil leicht zugänglich und ohne große technische Hürden,
● zuverlässig und vertrauenswürdig, weil er wahrhaftige Informationen liefert, geltendes Recht und lokale Daten-Governance-Strukturen berücksichtigt.
Das Konzept der Urbanen Digitalen Zwillinge ergibt sich aus dem Zusammenspiel der betreffenden digitalen Plattformen (UDP) und der UDZ-Instanzen einer Stadt. Dazu gehören Geobasisinformationen, Fachdaten, Analyse, Anwendungen und ein Geobasiszwilling (GBZ). Letzterer bildet den geodätischen Rahmen für alle Urbanen Digitalen Zwillinge und schließt die intelligente Vernetzung von gebietsbezogenen Geobasisinformationen ein. Änderungen im GBZ haben auch Auswirkungen auf andere Urbane Digitale Zwillinge. Das Ganze ist ein Zusammenspiel von GBZ, Fachzwillingen, UDP-Plattformen, städtischen IT-Fachverfahren und externen Informationsquellen.
Von der Theorie in die Praxis
Viele Smart-City-Projekte leben von Urbanen Digitalen Zwillingen, zum Beispiel in München. Die bayerische Landeshauptstadt nutzt diese digitalen Abbilder auch für Analysen, Simulationen und Was-Wäre-Wenn-Szenarien. Federführend ist dabei der GeodatenService München. Die Urban Data Platform (UDP) fungiert als Drehscheibe des Urbanen Digitalen Zwillings.
Die Stadtverwaltung kann damit ihre Prozesse digitalisieren, neue, innovative Wege beschreiten und die Bürger:innen besser in die Entscheidungsprozesse einbinden.
Dabei sollen auch Zukunftsthemen wie Klimaschutz und neue Formen der Mobilität sowie eine integrierte Stadtentwicklung zum Tragen kommen, wie auf dem International Forum on Urban Digital Twins in München am 12. September 2023 diskutiert wurde. Wichtig ist vor allem auch der Austausch mit anderen Städten nicht nur in Europa, sondern weltweit.
Eine ganze Stadt, digital abgebildet
Google hat mit kamerabestückten Autos so manchen Beitrag geleistet, die städtischen Geodaten zu verbessern, dafür als vermeintliche “Datenkrake”, die vor nichts Halt macht, aber auch viel Kritik geerntet. Damit Smart City aber Realität wird, sind solche 2D- und 3D-Aufnahmen wichtig. Das hat auch Köln erkannt. Im Januar 2024 sind eine Reihe von solchen Autos mit Kameras und Laserscannern unterwegs gewesen, um systematisch die Rheinmetropole zu durchfahren und digital zu erfassen.
Das Ganze geschah im Auftrag der Stadtverwaltung bereits zum achten Mal. 2023 konnten die Verwaltungsangestellten 250.000-fach entsprechende Panoramabilder aus dem städtischen Geoinformationssystem aufrufen, um an der Verbesserung der Infrastrukturen und Stadtplanung zu arbeiten. Die Daten dienen auch dazu, Verkehrssituationen einzuschätzen oder Streitigkeiten um Beschilderungen und andere städtische Maßnahmen zu klären. Ein Kritikpunkt bei Google war, dass viele Menschen sich in ihrer Privatsphäre gestört fühlten. Um diese zu schützen, hat man in Köln beschlossen, alle Gesichter und Kfz-Kennzeichnen in den Aufnahmen unkenntlich zu machen und die Daten ausschließlich intern zu nutzen.
Fazit: Viele Projekte im Bereich Smart Cities leben bereits von Urbanen Digitalen Zwillingen, die ein digitales Abbild der Stadt sind und bei der Planung und Entwicklung der Kommunen oder Metropolen helfen. Wichtige Wegbegleiter und treibende Kräfte dieser Entwicklung sind Dienstleistungsunternehmen wie Axians für den ICT-Bereich sowie Actemium und Omexom für die Schaffung der nötigen Infrastrukturen, alle drei Teil von VINCI Energies und dem französischen Baukonzern VINCI S.A. Dazu gehört auch Axians Infoma, ein Unternehmen, das gerade 35 Jahre Exzellenz und Erfolg in der Entwicklung von ganzheitlichen Software-Lösungen für die smarte Verwaltung und Smart Cities feiert.
Über 1.500 bundesdeutsche Verwaltungen der unterschiedlichsten Größe haben bereits mit Axians Infoma zusammengearbeitet und sich von der Kompetenz des Partners überzeugen können. Mehr über Axians Infoma, die Software-Produkte und Lösungsbausteine für die Beschleunigung digitaler Prozesse erfahren Sie hier. Wie Axians selbst zu Smart Cities in Deutschland beiträgt, zeigen Projekte im Bereich LoRaWan und neue, Trenching genannte, Verfahren zum „nicht invasiven“ Verlegen von Glasfaserkabeln.
Quelle Titelbild: Adobe Stock / GreenOptix
