Ga door naar hoofdcontent
ArtikelenOp weg naar een nationale digitale tweeling

Op weg naar een nationale digitale tweeling

Vrijdag 17 december 2021Afbeelding Op weg naar een nationale digitale tweeling

De Nationale Geo-informatie Infrastructuur (NGII), die in het afgelopen decennium is gemaakt, is aan een upgrade toe vanuit het toenemend besef dat data niet langer slechts een bijproduct zijn van werkprocessen en mogelijk geschikt zijn voor hergebruik. Ze vormen juist essentiële grondstoffen voor het oplossen van complexe, maatschappelijk opgaven.

Er is behoefte aan een NGII die vraaggericht is opgezet, gebruikers ondersteunt bij hun vragen en die een betrouwbare basis biedt voor datagedreven oplossingen voor maatschappelijke opgaven. Deze gebruikers- of vraaggerichte benadering zien we internationaal terug in de ontwikkeling van een nieuwe generatie standaarden, die drempels wegneemt om data te gebruiken.

Het concept van de digitale tweeling is een typisch vraaggerichte technologie die gebruikers helpt om inzicht te krijgen in maatschappelijke vraagstukken. De digitale tweeling wordt daarmee een belangrijke toevoeging bovenop de huidige NGII. In opdracht van het GI-beraad (het adviesorgaan dat deminister van Binnenlandse Zaken adviseert over de inzet van geo-informatie) hebben we een investeringsvoorstel geschreven voor de ontwikkeling van een Nationale Digitale Tweeling als onderdeel van de modernisering van de NGII.

Grote maatschappelijke opgaven

Nederland staat voor grote maatschappelijke opgaven, die ingrijpende gevolgen hebben voor de inrichting van onze fysieke leefomgeving. In figuur 1 zijn vijf van deze opgaven genoemd, die opvallen door hun onderlinge verwevenheid, urgentie en tijdsdruk. Ze zijn bovendien complex en doen een beroep op datgene wat in Nederland schaars is: de fysieke ruimte. Om deze opgaven in onderlinge samenhang en complexiteit aan te pakken, zijn vele partijen aan zet: overheden, burgers, kennisinstellingen en het bedrijfsleven.

Deze partijen werken reeds met een gemeenschappelijke informatiebasis aan de opgaven. Ze gebruiken daarbij het instrument van de digitale tweeling, een concept afkomstig uit de industrie waarin een exacte digitale kopie van een product, proces of systeem wordt ingezet voor productie- en de onderhoudscyclus. Met de Digitale Tweeling van de Fysieke Leefomgeving (DTFL) gaat het om een digitale representatie van de fysieke leefomgeving, waarmee scenario’s gecreëerd kunnen worden met diverse statische en (near) realtime informatiebronnen, rekenmodellen en visualisatietools. Het is een hulpmiddel bij beeld- oordeels- en besluitvorming voor complexe ontwikkelingen in de fysieke leefomgeving, doordat je mogelijke gevolgen van ingrepen vooraf kunt doorrekenen en inzichtelijk maken, en in de onderhoudsfase kunt monitoren (zie figuur 2).

Figuur 1. De vijf grote maatschappelijke opgaven.

Publieke waarden voorop

De maatschappelijke opgaven zijn zo ingrijpend dat elke burger hiermee te maken krijgt. Dat dit ook mis kan gaan, weten we door de discussie over stikstof met boeren en bouwbedrijven, maar ook in Culemborg, waar bewoners niet zaten te wachten op windmolens. Het creëren van draagvlak is daarom van groot belang. De realisatie van deze ruimtelijke opgaven vraagt dus om participatie encocreatie met burgers en bedrijven. DeDTFL ondersteunt bij dit proces. Daarbij zijn spelregels nodig, gebaseerd op publieke waarden die onze samenleving reflecteren. De belangrijkste overweging hierbij is de gelijkwaardigheid van de informatiepositie van alle betrokkenen. Dit komt overeen met EU-beleid en EU-wetgeving rondom het gebruik van data en technologie. Een raamwerk van ontwerpprincipes is daarvoor in de maak. Deze principes zijn onder andere rechtmatigheid, doelgerichtheid, openheid en transparantie, inclusiviteit, betrokkenheid, controleerbaarheid en soevereiniteit.

Vraaggericht werken vanuit Fieldlabs

Het is onze ambitie om in tien fieldlabs een specifieke DTFL te creëren, om slimme oplossingen te verbeelden rondom de grote maatschappelijk opgaven (zie figuur 3). Zo moeten er in Flevoland 100.000 woningen worden gebouwd, voorzien van duurzame energie. De toekomstige bewoners moeten ook gebruik kunnen maken van wegen, en openbaar vervoer hebben om zich te verplaatsen. Rondom een dergelijk opgave vormen we coalities van overheid, bedrijven, kennisinstellingen en maatschappelijke organisaties, die in staat zijn om gezamenlijk tot oplossingen te komen en deze op te schalen. Zij maken gebruik van data en modellen uit verschillende informatiedomeinen. Voor Flevoland zijn dat de bebouwde omgeving, energie en mobiliteit.

Maar de woningbouwopgave is groter dan Flevoland, het is een opgave voor alle regio’s en steden, groot en klein. De slimme oplossingen die met de DTFL voor Flevoland ontwikkeld worden, worden daarom via een adoptie-impuls opgeschaald, en hergebruikt in andere delen van Nederland. Fieldlabs vormen daarmee de motor van de ontwikkeling van kennis en inzichten voor het oplossen van de maatschappelijke opgaven met behulp van de DTFL. Daaruit ontstaan bouwstenen en afspraken die elders in Nederland hergebruikt worden. Met tien fieldlabs werken we zo vraaggericht aan de vernieuwing van de nationale geo-informatie- infrastructuur.

Figuur 2. Procesmodel van de digitale tweeling fysieke leefomgeving

Nationale digitale tweeling fysieke leefomgeving

Dé nationale digitale tweeling bestaat niet. Maar wat is dan de Nationale Digitale Tweeling? In de eerste plaats is de nationale DTFL de optelsom van regionale, stedelijke en landelijke digitale tweelingen, die specifieke vraagstukken in beeld brengen van de leefomgeving en onderling met elkaar verbonden zijn. In de tweede plaats worden deze specifieke digitale tweelingen ondersteund door een nationale infrastructuur met bouwstenen en afspraken, die hergebruikt kunnen worden. In de derde plaats ontstaat er een ecosysteem van gebruikers van de DTFL, die met elkaar best practices ontwikkelen in de toepassing van de bouwstenen en afspraken.

Databronnen

  • Geobasisregistraties (vormen fundament)
  • Sectorspecifieke data
  • Beeldmateriaal (nationaal ingekocht)
  • atellietbeelden (verrijkt door Copernicus-datadiensten)
  • Sensordata (realtime metingen voor verkeer, geluid, fijnstof, stikstof et cetera)
  • Nationale registraties (RIVM, Nationaal Dataportaal Wegverkeer)
  • Private data en burgerinitiatievenDATA,

Data, rekenmodellen en visualisatietools

De bouwstenen van een digitale tweeling zijn data, rekenmodellen en visualisatietools. Vanuit nationaal oogpunt zijn veel bouwstenen al beschikbaar en in gebruik. Data vormen grondstof voor een digitale tweeling, en zijn vanuit diverse bronnen beschikbaar (zie kader).

Figuur 3. Fieldlabs als aanjager van maatschappelijke adoptie-impuls en het versterken van
de nationale geo-informatie-infrastructuur.

Data die gevormd worden vanuit de aardobservatie-discipline en geo, vormen een backbone voor de diverse gerelateerde informatiedomeinen die een belangrijke rol in de fysieke leefomgeving spelen, zoals: de gebouwde omgeving, energie, mobiliteit, landbouw, water en klimaat.

Naast data worden rekenmodellen gebruikt om de gevolgen van ingrepen in de leefomgeving te simuleren en alternatieven te ontwikkelen. Dit is niet nieuw. In MER-procedures wordt al decennialang gerekend met rekenmodellen die een wettelijke basis hebben, ook in Europa. Voor een DTFL-ontwikkeling is het van belang dat kan worden aangetoond dat er wordt gewerkt conform de in de wet vastgelegde methoden. Voor een DTFL wordt het visualiseren in 3D essentieel geacht om het begrip te vergroten en helder te krijgen wat de (on)mogelijkheden zijn, zowel boven als onder de grond. Een 3D-beeld van de omgeving ondersteunt de participatie van burgers en andere stakeholders. Virtual Reality, Augmented Reality en Serious Gaming kunnen worden gebruikt en toegepast in het visualiseren van veelal enorme datasets, die een uitkomst representeren van complexe processen. Hiermee ontstaat een intuïtief beeld van de werkelijkheid, dat de basis legt voor de cocreatie van gezamenlijke oplossingen en eerlijke beeld- oordeels- en besluitvorming.

Ons land beschikt over een nationale Geo Informatie Infrastructuur van wereldniveau. Deze bestaat uit geo-basisregistraties, kernregistraties en een nationaal knooppunt PDOK, dat in 2020 meer dan 20 miljard keer werd bevraagd. Ze fungeren als een onmisbare nutsvoorziening voor de Nederlandse samenleving. Zonder deze registraties valt ons maatschappelijk en economisch verkeer letterlijk stil. Zonder deze gegevens wordt geen vergunning verleend, geen huis verkocht en geen adres bereikt.

Delen en beschikbaar maken bouwstenen

Het delen en gebruiken van zowel publieke als private data en modellen vraagt om spelregels. Om hiertoe te komen zal de overheid het voortouw moeten nemen, om met publieke en private partijen tot afspraken te komen die gebaseerd zijn op publieke waarden. We voorzien dat op dit punt verschillende data-deel-coalities zullen ontstaan voor de ontsluiting van publieke en private data en modellen rondom eerdergenoemde informatiedomeinen. Met de Nationale DTFL voorzien we in een infrastructuur en een stelsel van afspraken, waarin specifieke DTFL’s aan elkaar verbonden worden en bouwstenen als diensten beschikbaar worden gesteld. Iedere partij kan diensten toevoegen, waarbij afspraken gemaakt worden over hoe dit gebeurt en volgens welke criteria. De infrastructuur wordt beheerd en voldoet blijvend aan de afgesproken spelregels.

Samenwerking noodzakelijk

De Nationale DTFL vereist samenwerking van alle sectoren, en het optimaal delen van kennis. Het resultaat is uiteindelijk het succes van samenwerking van alle sectoren, en biedt een krachtige voorziening voor iedereen. Overheden krijgen een krachtig instrument om maatschappelijke opgaven te lijf te gaan. Kennisinstellingen maken gebruik van een infrastructuur om hun in modellen uitgekristalliseerde kennis efficiënt te exploiteren, en voor bedrijven ontstaan nieuwe vormen van dienstverlening.

Samenvatting

Het is van belang de maatschappelijke opgaven in samenhang op te pakken met de beschikbare en herbruikbare kennis, data, rekenmodellen en visualisatietools. Al deze elementen komen terug in het gestandaardiseerde Nationale DTFL. Dit model leidt mogelijk tot een brede maatschappelijke adoptie..  

Referentie

Investeringsvoorstel Nationale Digitale Tweeling Infrastructuur: bit.ly/InvesteringsvoorstelNDTI

Auteurs

Afbeelding voor Jan Bruijn

Jan Bruijn

Jan Bruijn is eigenaar van Nest4Innovation en adviseur bij Geonovum.

Afbeelding voor Michel Grothe

Michel Grothe

Michel Grothe is senior adviseur Nationale GeoData Infrastructuur bij Geonovum.

Reacties

    Plaats een reactie

    Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.



    Gesponsorde berichten