Klagenfurt in 3D - der digitale Zwilling der Landeshauptstadt

Einen Meilenstein in der Digitalisierung setzt die Abteilung Vermessung & Geoinformation der Stadt Klagenfurt: Auf Basis umfangreicher Geodaten und mittels des Einsatzes von künstlicher Intelligenz (KI) wurde ein digitaler Zwilling, also ein virtueller Nachbau, der Landeshauptstadt entwickelt. Klagenfurt nimmt damit eine Vorreiterrolle ein – österreichweit einzigartig dient der Nachbau für Analysen, Simulationen und „was wäre wenn“-Szenarien.

Das Team der Abteilung Vermessung und Geoinformation, welches den digitalen Zwilling der Stadt erschaffen hat: Reinhard Odrei, Abteilungsleiter DI Günter Koren mit Stadträtin Mag. Corinna Smrecnik sowie Michael Unterweger, Philipp Burgstaller und DI Gerhard Ressler. (v.l.) Foto: Helge Bauer

Wie hoch ist die Baumbeschaffenheit in Klagenfurt? Wie viele verbaute Flächen gibt es? Welche Flächen sind versiegelt? Wie fällt der Schatten eines Baumes oder eines Gebäudes im Tages- oder Jahresverlauf? Auf welchen Dächern sind Photovoltaikanlagen möglich und wie viel Energie könnte auf den Dächern produziert werden? Wie heiß wird der Asphalt an Hochsommertagen durch die Sonneneinstrahlung? Antworten auf all diese Fragen liefert der digitale Zwilling der Stadt Klagenfurt, dargestellt in 2D oder 3D.

Seit geraumer Zeit arbeitet die Abteilung Vermessung und Geoinformation an diesem Mammutprojekt. Das komplette Klagenfurter Stadtgebiet wurde mit speziellen Luftbildkameras bildlich erfasst, die mittels Flugzeug die Stadt „abgescannt“ haben. Die künstliche Intelligenz sorgt für eine automatisierte Klassifizierung der Bodennutzung und die Erzeugung eines photorealistischen 3D-Abbildes des gesamten Stadtgebietes. Ein kleines, aber interessantes Detail der KI ist, dass sich bewegende Objekte (fahrende Fahrzeuge, etc.) und Personen automatisch ausgeblendet werden.

Der digitale Zwilling ist öffentlich zugänglich – über den Link

www.klagenfurt.at/digitaler-zwilling

können die verschiedenen virtuellen Karten aufgerufen werden. 5 Applikationen stehen zur Auswahl, die insgesamt drei große Themen abdecken:

Expertenmodus 3D-Modell
Landnutzung / Bodennutzung
Solarpotenzial (Photovoltaik und Solarthermie) in 2D und 3D

Der Expertenmodus 3D bietet einen allgemeinen Überblick, es werden sämtliche verfügbaren Themen (Photorealistisches 3D-Modell, Landnutzung/Bodennutzung, Solarpotential, Luftbilder) in einer Applikation dargestellt und der User muss die einzelnen Themen selbst ein- / ausschalten bzw. aktiv schalten.

Die Landnutzung / Bodennutzung stellt die Land- bzw. Bodennutzung und die grüne Vegetation (Sträucher und Bäume) dar, zusätzlich wird auf Grundstücksbasis ein Grundstücksindex (durch Anklicken) dargestellt, der die zusammengefassten Bodennutzungsklassen, das 3D-Grünraumvolumen und die Versiegelungsgrad (= Prozent der versiegelten Flächen am Grundstück in Bezug zur gesamten Grundstücksfläche) am Grundstück anzeigt.

Das Solarpotential zeigt für jede Dachfläche im Stadtgebiet das Potential für die Erzeugung von Solarstrom (Photovoltaik) bzw. von Warmwasser (Solarthermie) unter Berücksichtigung der atmosphärischen Bedingungen und des Schattenwurfes durch andere Objekte über das Jahr an. Für Flachdächer bis 10° Neigung werden 3 verschiedene Aufstellungsvarianten abgebildet, für alle anderen die dachparallele Aufstellungsvariante. D.h. denkt man über die Installierung einer solchen Anlage auf dem eigenen Dach nach, stellt die Karte die mögliche Fläche sowie die potenziellen Energiewerte dar.

Der digitale Zwilling ist in dieser Form österreichweit aktuell einzigartig, so detailliert und genau werden Grundstücke, Flächen und Gebäude einer Stadt bisher nur in Klagenfurt abgebildet.

Fakten

19.000 hochauflösende Bilder werden mit einer Befliegung gemacht
Das ergibt ein Datenvolumen von 13 Terrabyte
Eine Befliegung dauert in etwa 4.5 Stunden, das Flugzeug ist mit einer hochauflösenden Kamera ausgestattet, die Flughöhe beträgt etwa 1.200 Meter, die Bodenauflösung (Anmerkung: dabei handelt es sich um die Distanz am Boden, die durch ein Pixel abgedeckt wird) liegt bei 5 cm
Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Firma Hexagon und dem Frauenhofer Institut (KI4life) durchgeführt
Die Befliegung erfolgt alle zwei Jahre, nächster Termin: Juni 2023

Damit ist die Kärntner Landeshauptstadt digitaler Vorreiter! Es gibt viele Anfragen und ein großes Interesse an diesem Projekt von anderen Städten. Die nächsten Erweiterungen sind auch bereits in Planung, wie z.B. die Darstellung von Planungsvarianten im 3D-Stadtmodell (man wird sich spezielle Gebäude und Infrastrukturprojekte bereits vorab in der virtuellen Umgebung ansehen können). Diese werden gesondert präsentiert, Informationen dazu folgen rechtzeitig.

„Die ideale Stadt ist nachhaltig, lebenswert und liebenswert. Wie aber können wir das erreichen? Woher wissen wir, wie sich unsere Grünflächen entwickeln, welche Hitzeinseln es gibt usw. Der Digitale Zwilling hilft uns dabei. Das Projekt gilt österreichweit als „Best Practice Beispiel“ in diesem Bereich. Es bietet die Grundlage für weitere professionelle Planungen und die Zukunft Klagenfurts.“
Stadträtin Mag. Corinna Smrecnik

„Klagenfurt ist ja bekanntlich Klimavorzeigestadt. Der digitale Zwilling bietet uns die Basis zur Klärung weiterer wichtiger Fragstellungen (Simulationen, Analysen, Projekte,..) in klimarelevanten Themen wie Versiegelung, Hitzeinseln, Boden- und Landnutzung, Grünflächen aber natürlich auch in vielen anderen Aufgabengebieten der Landeshauptstadt Klagenfurt wie Stadtplanung, Verkehr, Infrastrukturmanagement, usw. Durch diese innovative Basis des Digitalen Zwillings haben wir auch bessere Möglichkeiten Projekte mit Förderungen auf EU- bzw. FFG-Ebene aufstellen zu können."
DI Günter Koren (Leiter der Abteilung Geoinformation & Vermessung)

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