De veelzijdigheid van 3D Stadsmodellen

Avineon Tensing heeft een 3D Stadsmodel ontwikkeld van de Spoorzone in ‘s Hertogenbosch, bij wijze van proof of concept (POC). Op deze pagina gaan we uitgebreid in op de behoeften waarin dit 3D Stadsmodel heeft voorzien, de grote uitdagingen van dit project en de toekomstplannen van ‘s Hertogenbosch in relatie tot 3D visualisaties.

De uitdaging: waarde halen uit 3D

Meerdere afdelingen binnen de gemeente ‘s Hertogenbosch zijn het erover eens: 3D heeft een grote meerwaarde. 2D spreekt minder tot de verbeelding. Het is moeilijker om een toekomstige (of bestaande) situatie voor te stellen op basis van een ‘platte kaart met een bovenaanzicht’.

Op basis van een uitgebreid intern vooronderzoek wordt er een selectie gemaakt van mogelijke onderwerpen om de toegevoegde waarde van een 3D Stadsmodel te testen. Avineon krijgt de opdracht om het model te ontwikkelen vanwege onze ruime ervaring met alle stappen in het proces van het bouwen van 3D Stadsmodellen:

Data Engineering (met FME);
Textureren van gebouwen op basis van luchtbeelden;
Visualiseren van het 3D stadsmodel in ArcGIS Online.

De doelen van het 3D Stadsmodel

De gemeente ‘s Hertogenbosch wil het 3D Stadsmodel gaan gebruiken voor meerdere doeleinden:

Communicatie met (professionele) stakeholders;
Informatievoorziening richting burgers;
Datagedreven besluitvorming;
Betere interne communicatie tussen afdelingen.

Een proof of concept moet aantonen in hoeverre een 3D Stadsmodel een geschikt middel is om deze doelen te bereiken. Er wordt besloten om de proof of concept te richten op twee objecttypen: gebouwen en gemeentelijke assets. De projectgroep is samengesteld uit medewerkers die in de praktijk werken met één van deze objecttypen.

Tijdens de proof of concept-fase worden de volgende objecten en assets van 2D naar 3D geconverteerd:

Wegen;
Oppervlaktewateren;
Gemeentebomen;
Maaiveldhoogten;
Rioleringsobjecten;
Gebouwen.

Level of Detail :

Het Level of Detail (LOD) bepaalt hoeveel details er in het model zichtbaar worden. Bij het bouwen van een 3D Stadsmodel is het bepalen van het LOD cruciaal omdat het de kosten, prestaties en toepasbaarheid van het model beïnvloedt. LOD kent vier niveau's:

LOD1: Toont gebouwen als simpele blokkenmodellen, ideaal voor grootschalige analyses zoals schaduw- of geluidsstudies.
LOD2: Voegt realistische dakvormen toe, wat essentieel is voor het herkennen van gebouwtypes.
LOD3: Biedt fotorealistische gevels met architectonische details, perfect voor gedetailleerde visualisaties en participatietrajecten.
LOD4: Omvat een volledig gemodelleerd interieur (kamers, deuren, trappen), cruciaal voor gebouwbeheer en indoor navigatie. BIM (Building Information Modelling) is het bekendste voorbeeld van een LOD4-model.

Binnen de LOD-niveau's zijn er nog subniveau's, weergeven in een cijfer achter de punt. De meeste 3D Stadsmodellen worden in de reikwijdte tussen LOD 2 en 3 gebouwd.

Level of Detail 3D Stadsmodel

Het 3D Stadsmodel van 's Hertogenbosch wordt gebouwd met een LOD van 2.2. In een model met LOD 2.2 worden grote gebouwelementen op accuraat geometrisch niveau weergegeven. Daarnaast zijn er voor het stadsmodel ook een aantal kleinere gebouwelementen zoals overkappingen en luifels gemodelleerd. Deze elementen hebben een meerwaarde voor analysedoeleinden, en worden daarom als aanvulling op de standaard 2.2-elementen meegenomen in het model.

De modellering van soortgelijke elementen valt onder LOD 2.3, maar er is geen sprake van een volledige modellering op dat detailniveau. Avineon Tensing biedt een maatwerk model voor ‘s Hertogenbosch, iets wat de 3D BAG (Basisregistratie Adressen en Gebouwen) bijvoorbeeld niet kan bieden.

Voor de uitvoering van dit project heeft ‘s Hertogenbosch voor het project alle software en data in huis. Geovisia wordt gebruikt om assetdata te registreren. Tijdens de proof of concept-fase wordt er een datadump uit dit systeem gemaakt om het 3D Stadsmodel te voeden. De grote uitdaging van dit project is het modelleren van een grote hoeveelheid gebouwen en assets in een korte periode.

Tot slot is er de behoefte om de POC-data voor meerdere afdelingen binnen de gemeente beschikbaar te maken. Het 3D Stadsmodel wordt daarom opgeleverd in meerdere formaten:

CityGML (met texturen);
Esri (met texturen);
.3DM (bestandstype dat breed bruikbaar is met 3D software, met texturen).

Het resultaat

De spoorzone van ‘s Hertogenbosch is aan het einde van de POC-fase volledig gemodelleerd en getextureerd. Gebruikers kunnen het 3D model gebruiken zoals ze zelf willen. Ze kunnen texturen aan en uit zetten, filters en lagen aan- en uitzetten zodat ze zien wat ze zelf kunnen gebruiken voor hun dagelijkse werk.

Het betrekken van verschillende afdelingen bij de pilot leidt tot diverse inzichten. Het 3D Stadsmodel blijkt bijvoorbeeld heel goed bruikbaar om plannen omtrent ruimtelijke ontwikkelingen te visualiseren. De invloed van schaduwinval is in 3D in één oogopslag zichtbaar. Tijdens de PoC-fase blijkt dat het 3D Stadsmodel in de praktijk een inspirerende werking heeft op iedereen die betrokken is bij het project.

In een 3D Stadsmodel is het mogelijk om ook onder de grond te kijken. it is een voorbeeld van een toepassing die in de praktijk zeer gewaardeerd wordt. Bijvoorbeeld voor boombeheerprocessen. Een boom is zichtbaar boven de grond, maar de wortels hebben een aanzienlijke invloed op de ondergrondse ruimte. Dit kan zowel bestaande als nog te plaatsen assets beïnvloeden. Wortels die te veel uitgroeien kunnen schade berokkenen aan leidingen. Bij het plaatsen van een nieuwe ondergrondse container kunnen ze de beschikbare ruimte verminderen.

Het 3D Stadsmodel visualiseert een wortelpakket per boom met dezelfde breedte als de boomkroon. Door in het model onder de grond te kijken, kan de gebruiker een zeer reële inschatting maken van de ruimte die er onder de grond beschikbaar is. Bij het plaatsen van een nieuwe boom is het ook mogelijk om de groei van de wortels van een nieuwe boom te voorspellen en daarmee de toekomstige invloed op ondergrondse assets. Tijdens de proof of concept blijkt dat elke betrokkene een andere toepassing kan bedenken. De voornaamste conclusie is dat de ontdekkingstocht naar de mogelijkheden begint bij het inrichten van een 3D Stadsmodel.

Conclusies na afronding PoC

De proof of concept-fase is inmiddels afgerond. De gemeente ‘s Hertogenbosch en Avineon Tensing trekken samen conclusies over de waarde van het 3D Stadsmodel voor de gemeentelijke bedrijfsvoering. De voornaamste conclusies:

Het visualiseren van data in 3D heeft een positieve invloed op de datakwaliteit (omdat kleine handmatige foutjes direct zichtbaar zijn);
Stedenbouwkundigen zijn minder tijd kwijt aan het verzamelen van data en kunnen meer tijd besteden aan hun kerntaak;
Het betrekken van verschillende disciplines binnen de gemeente levert nieuwe ideeën over de meerwaarde van 3D;
De echte ontdekkingstocht van de mogelijkheden begint pas als je een 3D Stadsmodel tot je beschikking hebt.

Het vervolg

De gemeente ‘s Hertogenbosch is erg onder de indruk van de mogelijkheden van 3D Stadsmodellen in de praktijk. Het is nu de vraag wat de volgende stap is. Eén van de wensen is om de datadump te vervangen door een live-koppeling tussen Geovisia en het 3D Stadsmodel. Deze koppeling kan met FME gerealiseerd worden en kan zorgen voor een altijd actuele status van assets.

Een dergelijke live koppeling is een hele belangrijke stap in de richting van een digital twin van de stad. Een 3D Stadsmodel is vooral een visueel middel. Een digital twin leeft en combineert sensordata met andere datavormen om datagedreven besluitvorming te bedrijven. Maar de eerste stap in die richting is het maken en in beheer nemen van een 3D Stadsmodel. ‘s Hertogenbosch gaat intern op zoek naar een opdrachtgever die het aan durft om het model te gebruiken in de dagelijkse bedrijfsvoering.

Nieuwsgierig naar de mogelijkheden voor 3D Stadsmodellen?

Neem dan contact op met Vince Doelman, onze digital twin ambassadeur. Wij testen graag je wensen met een proof of concept!

Een innovatieve ontdekkingsreis in 3D