Ga door naar hoofdcontent
ArtikelenDigitale twin voor stedelijke ontwikkeling
Stad van morgen vergt slimmere plannen

Digitale twin voor stedelijke ontwikkeling

Vrijdag 17 december 2021Afbeelding Digitale twin voor stedelijke ontwikkeling

Iedereen kent de opgaven waar onze steden voor staan. Onder meer het woningtekort, klimaatadaptatie, de energietransitie, vergrijzing en de herstructurering van oude wijken vragen om daadkracht, wendbaarheid en creativiteit. Digital Twins, of digitale tweelingsteden, helpen beleidsmakers, ontwerpers en bouwers grip te krijgen op deze complexe vraagstukken, en zo slimmere plannen te maken voor een duurzame stedelijke ontwikkeling. Steden innoveren hun wijze van planning en stadsontwikkeling door digitalisering en maximaal gebruik van alle beschikbare data. Datagedreven dynamische 3D-stadsmodellen vormen een Digital Twin van de stad. Dat is het fundament voor een ontwerpomgeving die uitgaat van inzicht in de stad, verkregen uit data. Analyses maken patronen en verbanden

De waarde van een digital twin

Onze leefomgeving en onze steden veranderen heel snel. In die veranderende wereld leggen gegevens in registraties en beheersystemen de stad zo goed mogelijk vast, in de vorm van objecten met hun kenmerken. Sensoren voegen daar dynamische, realtime gegevens aan toe. Gegevens uit verschillende bronnen en van verschillende bronhouders worden verbonden in de Digital Twin. De digitale modellen van de stad winnen zo aan kwaliteit en worden betrouwbaarder, en zijn zo de basis voor betere en beter onderbouwde beslissingen.

‘Slimmere plannen beginnen met begrijpen hoe de stad beweegt’

De Digital Twin geeft – in een 3D-model – ‘realtime’ inzicht in de toestand van de stad. In de fysieke stad en de sociale stad, in de ondergrond en in wat boven de grond zichtbaar is. In de gebouwen, infrastructuur, netwerken, bodem, groen, waterhuishouding, bevolking, economie en alle andere aspecten. Een goede Digital Twin heeft vanuit verschillende perspectieven veel toegevoegde waarde voor steden. Allereerst voor de ruimtelijke planning en het toekennen van bestemmingen. Het afwegen van functies en locaties kan met een Digital Twin vorm krijgen in een iteratief proces, dat in 3D meerdere scenario’s naast elkaar doorrekent en vergelijkt. Daarnaast voor burgers en belanghebbenden. Zij vragen transparantie in planprocessen. Transparantie gaat over de feiten en over criteria; de Digital Twin toont die. Dat legt de basis voor het actief betrekken van inwoners, die projectinformatie kunnen opvragen, reageren op voorgenomen projecten of zelf ideeën kunnen aandragen. In de Digital Twin van de stad is alle projectinformatie beschikbaar. Het overzicht van alle plannen en projecten wordt duidelijk gevisualiseerd in een werkelijkheidsgetrouw 3D-stadsmodel; de voorgenomen projecten zijn zichtbaar in een herkenbaar digitaal model. Door dit stadsmodel te delen met alle betrokken partijen zorgt dit voor een ‘gelijk speelveld’ in het complexe proces van stedelijke planontwikkeling.

ArcGIS Urban gebaseerde Digital Twin voor Ontwikkelperspectief Centrumgebied Eindhoven. 3D-visualisaties en gekoppelde dashboards tonen de integrale impact van verschillende scenario’s voor stedelijke ontwikkeling op de woningvoorraad, het stedelijk groen en de mobiliteit.

Digital twin en stedenbouw

Een veelbelovend toepassingsgebied van een Digital Twin is stedenbouw of stadsontwikkeling. Met ArcGIS Urban kan een gemeente, een projectontwikkelaar of een stedenbouwkundig ontwerpbureau een Digital Twin voor stedenbouw inrichten. Dat werkt als volgt: een 3D-model van de stad (de gebouwen) vormt de basis. Daar bovenop geven thematische data in de Digital Twin context voor het ontwerp, vaak tegen de achtergrond van (bestuurlijke) uitgangspunten en doelstellingen. Ontwerpcriteria, geoperationaliseerd met diezelfde data, geven de ontwerper richting. De effecten van een ontwerpvariant, afgezet tegen de gestelde doelen, laten zien wat een plan betekent voor de stad.

Stedenbouwers en ontwerpers hebben in verschillende praktijksituaties de meerwaarde van een op ArcGIS Urban gebaseerde Digital Twin beproefd en aangetoond. Een Digital Twin in ArcGIS Urban ondersteunt verschillende processen van stedenbouwers. In het 3D-stadsmodel ontwerpen zij plannen, met verschillende varianten. De software rekent de varianten door op vooraf in te regelen aspecten. Zo ontstaat een instrument voor scenarioplanning, dat de afwegingen en de consequenties van keuzes inzichtelijk maakt.

Aan de basis staat een geografisch 3D-stadsmodel, dat met alle beschikbare data zoals huidige bouwvolumes, kenmerken, functies en gebruik, verrijkt is. De ontwerper voegt zijn plan en voorgenomen ontwikkelingen toe. Dat kunnen ook gebouwmodellen zijn (BIM). Die zijn direct te integreren. Uiteindelijk ontstaat er een soort ‘digitale maquette’ van de stad en het plan. Door de planscenario’s te visualiseren in een 3D-model en geïntegreerde dashboards, wordt het complexe proces van afwegen voor iedereen transparant. Bestuurders raken daarmee goed geïnformeerd en maken onderbouwde keuzes.

Afhankelijk van de rol en de fase in het planningsproces heeft een Digital Twin andere waarde. Voor de programmamanager en de bestuurders telt dat de Digital Twin alle plannen en projecten visueel inzichtelijk maakt in een 3D-model van de stad. Door te filteren op status, plantype en andere kenmerken toont de Digital Twin de projecten geografisch en cijfermatig, in relatie tot de ambities. Stedenbouwkundigen ontwerpen voor projecten en de invulling van locaties verschillende varianten, met andere combinaties van functies, dichtheden en bouwvolumes. Voor die varianten rekent de Digital Twin prestatie-indicatoren door. Dashboards tonen de confrontatie van de impact met de doelen, en vergelijken scenario’s.

‘Digitale tweelingsteden geven het noodzakelijke inzicht voor de ontwerpopgaven van de stad’

Digital Twin is een logische stap binnen GIS Een Digital Twin van een stad is geen nieuw, opzichzelfstaand systeem, maar wordt opgebouwd uit de aanwezige 2D en 3D geografische informatie, en sluit aan op de bestaande infrastructuur van data, softwaretechnologie en applicaties. Juist moderne cloud- of webgebaseerde GIS-technologie leent zich hier bij uitstek voor. Ook omdat daar alle voorzieningen voor het integreren van bronnen en het delen van informatieproducten met verschillende groepen belanghebbenden, al by design aanwezig zijn. In mijn visie is een Digital Twin ook niet een monolitisch systeem, maar is het veel meer een ecosysteem, een samenspel van software, rekenmodellen en verschillende applicaties op basis van standaarden, API’s en services. Daar hoort ook de koppeling met game engines bij.

Stappen zetten met digital twin

Voor de opgaven waar onze steden voor staan en die alle aspecten van de samenleving raken, maakt een Digital Twin met behulp van geografie inzichtelijk hoe dingen met elkaar samenhangen, elkaar onderling beïnvloeden en welke patronen en relaties er zijn. Daarmee is een Digital Twin een onmisbaar hulpmiddel voor het maken van duurzame plannen voor de toekomst van de stad. De beste stap voorwaarts is om dit zelf te ervaren. Ga aan de slag, experimenteer en leer. Begin niet te groot maar met kleine, overzichtelijke stapjes. Zoek de samenwerking met andere organisaties. Maar wacht niet af!

Iedereen zijn of haar eigen digital twin

Digital Twins zijn virtuele weergaven van de echte wereld en omvatten fysieke objecten, processen, relaties en gedrag. Met de geografische benadering kunnen we Digital Twins maken van de fysieke leefomgeving en daarin verschillende opgaven modelleren – waarvan stedenbouw één voorbeeld is.

Denk daarbij aan Digital Twins van:

  • Steden
  • Vegetatie in een natuurgebied
  • Ventilatiesystemen in gebouwen
  • Telecomnetwerken
  • Bouwprojecten
  • Productielocaties
  • Enzovoort

Kortom, de Digital Twin bestaat niet. Afhankelijk van het perspectief, kan iedere regio, stad, organisatie of afdeling een eigen Digital Twin maken voor de opgave waaraan gewerkt wordt. Deze Digital Twins kunnen op verschillende manieren toegepast worden bij het werken aan opgaven:

  • Vastlegging, om te zien hoe het nu is, en te reizen door de tijd.
  • Monitoring, om een beeld te geven van de actuele situatie met realtime gegevens.
  • Voorspelling, om ontwerpen te kunnen zien in context en te experimenteren met oorzaak en gevolg.

Het concept van Digital Twins is hiermee meer dan een willekeurige digitale kaart. Digital Twins bieden een platform voor innovatie. Meer lezen Meer over de visie van Esri op Digital Twins: www.esri.nl/ digitaltwin Keynote over een geografische benadering voor Digital Twins: bit.ly/keynoteDigitalTwin

Auteurs

Afbeelding voor Bert Verwij

Bert Verwij

is senior business developer.

Reacties

    Plaats een reactie

    Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.