Helsinki bouwt een digitale tweeling van de stad

De hoofdstad van Finland testte voor het eerst stadsmodellering al in 1987. Maar het meest recente model van het Kalasatama-district demonstreert de nieuwe state-of-the-art mogelijkheden van deze technologie: het creëren van een zeer nauwkeurige digitale tweeling van de stad.

Mijn gastheren, de stadsmodelleringsspecialisten Jarmo Suomisto en Enni Airaksinen van Helsinki, lieten me hun nieuwste projecten zien. Een van hen bood een kijkje in de geschiedenis door een lens van de toekomst.

Met een 3D-bril op kon ik het niet-gerealiseerde stadsplan van Eliel Saarinen , de vader van de wereldberoemde architect Eero Saarinen, ervaren. Het virtuele model in kwestie was een gedigitaliseerde versie van een enorm fysiek model uit 1915. Doordat ik door de straten kon slenteren en over de daken van de ingebeelde stad kon vliegen, begreep ik echt hoe geweldig het oorspronkelijke ontwerp was. Ik had een schaalmodel van hetzelfde plan gezien terwijl het jaren geleden in de foyer van het Museum voor Finse Architectuur werd gelegd, maar deze ervaring was heel anders.

De makers van het virtuele Saarinen-model, het Helsinki 3D + -team, gebruikten dezelfde techniek als bij een stad op ware grootte. Ze namen 3000 foto's en veranderden ze programmatisch in een puntenwolk en verder in een driehoekig gaas. In het geval van het digitaliseren van het echte Helsinki, nam een vliegtuig meer dan 42.000 foto's op 1,2 kilometer hoogte, allemaal met verbazingwekkende nauwkeurigheid. De lengte van een pixel in die foto's komt overeen met 7,5 centimeter (3 inch) op de grond.

De gedigitaliseerde versie van het schaalmodel van Eliel Saarinen uit 1915

Het Helsinki 3D + Team

Helsinki 3D + is een ICT-ontwikkelingsproject dat in 2015 is gestart. Het is nu een fulltime baan voor een team van drie mavens.

Architect Jarmo Suomisto en Kari Kaisla hebben samen meer dan 60 jaar ervaring in 3D-modellering en geospatiaal informatiebeheer. Kaisla creëerde het eerste uitgebreide model van Helsinki in 2001. Enni Airaksinen, City Model Specialist en MSc, kwam onlangs bij het team na zijn afstuderen aan de Aalto University. Ze is een van de weinige CityGML-specialisten in Finland.

Helsinki 3D + is geen traditionele dienst voor stadsonderzoek of planning. Het is een tool die kan samenwerken in alle verschillende functies van de stad, voor wanneer het gebruik van een stadsmodel waarde zou kunnen bieden. Suomisto noemt onderwijs en sociale dienstverlening als twee voorbeelden. “Stadsmodellen zijn niet alleen PR. Ze spelen een rol bij het oplossen van universele stedelijke problemen ”, zegt hij.

Van links: Kari Kaisla, Enni Airaksinen, Jarmo Suomisto

Het Kalasatama-project

Kalasatama is een nieuwe kustwijk die in Helsinki wordt ontwikkeld. Een smart city-project genaamd Fiksu Kalasatama experimenteert met slimme diensten in samenwerking met de bewoners, bedrijven en andere belanghebbenden in het gebied. Helsinki 3D + en Forum Virium, een innovatie-eenheid van de stad, hebben hun krachten gebundeld om aan de behoeften van de onderzoekers te voldoen door de ontwikkeling en het gebruik van digitale tweelingen.

Het digitale tweelingproject Kalasatama kreeg financiering van KIRA-digi, het nationale digitaliseringsprogramma van de Finse overheid. Het projectteam heeft meer dan een half jaar fulltime gewerkt om vijf kritieke taken uit te voeren, namelijk:

  1. Creëer een digitale tweeling van de Kalasatama-ontwikkeling.
  2. Deel de modellen als open data.
  3. Bied een virtueel platform voor de experimenten die deel uitmaken van het Fiksu Kalasatama-project.
  4. Test nieuwe technologieën, vooral die gerelateerd aan CityGML.
  5. Bevorder het gebruik van digitale tweelingen in de processen en diensten van de stad.

“We hebben twee stadsmodellen gemaakt, waarvoor we de allernieuwste beschikbare technologieën hebben gebruikt. De eerste is een driehoekig gaas dat gedetailleerder is dan het uitgebreide Helsinki-model. De andere is een CityGML-model. We hebben verschillende nieuwe thema's toegevoegd, zoals geplande gebouwen en bruggen, ”legt Airaksinen uit. "Het is mogelijk om dezelfde processen in de toekomst uit te breiden naar de hele stad."

CityGML is een wereldwijde standaard die is opgesteld door OGC (Open Geospatial Consortium). Het is een semantisch, uitbreidbaar informatiemodel dat objecten – bijvoorbeeld gebouwen en gebouwdelen – en hun relaties in een hiërarchische structuur kan beschrijven. CityGML maakt het model 'intelligent' in plaats van alleen een driedimensionale weergave van de werkelijkheid.

CityGML-architectuur CityGML-architectuur
Kalasatama CityGML-architectuur

Digitale tweelingen zijn ook een hot topic in de bouw en exploitatie van gebouwen. Stad combineren en digitale tweelingen bouwen in hetzelfde model zou logisch zijn, maar is niet eenvoudig. De huidige BIM- en GIS-standaarden ondersteunen deze unie niet, en Suomisto voorspelt dat het jaren kan duren voordat het gebeurt.

Een van de belangrijkste resultaten van het KIRA-digi-project was de documentatie van het proces voor het maken en gebruiken van modellen. Het projectteam heeft het proces en de use cases beschreven in een uitgebreid projectrapport dat online beschikbaar zal worden gesteld, zowel in het Fins als in het Engels .

Veel toepassingen

Ons primaire doel was niet om virtueel entertainment of mooie plaatjes te creëren. Ons doel was om het begrip van verschillende verschijnselen en problemen te vergroten; simuleren, anticiperen en optimaliseren, ”zegt Suomisto.

Omdat de digitale dubbele gegevens voor iedereen toegankelijk zijn, kunnen zowel de stad als het bedrijfsleven op basis daarvan nieuwe diensten creëren. De Energie- en Klimaatatlas van Helsinki gebruikt bijvoorbeeld de miljoen semantische oppervlakken van 80.000 gebouwen om het zonne-energiepotentieel van de stad te berekenen en te visualiseren.

Mijn gastheren lieten ook zien hoe ze digitale windanalysesoftware gebruikten om het effect van wind op de hoogbouw van Kalasatama te beoordelen. De software kan kostbare windtunnelanalyses vervangen en wordt al gebruikt in de auto-industrie.

Windanalyses Windanalyses
Kalasatama windanalyse

Helsinki 3D + had eerder een portaal gemaakt om Kalasatama-ontwikkelingsprojecten te visualiseren. Burgers konden het gebied in 3D bestuderen en feedback toevoegen met een mobiel apparaat. Hetzelfde systeem wordt nu ook in andere projecten gebruikt.

Wat we hier in Helsinki hebben gedaan, heeft interesse gewekt in steden over de hele wereld. We staan voor dezelfde uitdagingen van klimaatverandering en de kwaliteit van leven als zij, ”zegt Suomisto. “We zijn geen concurrenten in zakelijk opzicht. In plaats daarvan netwerken en werken we samen met andere steden en delen we ons werk met open datastandaarden en open source-tools met iedereen. "

Ga voor meer informatie over Helsinki 3D + en om de stadsmodellen te ervaren naar https://www.hel.fi/helsinki/en/administration/information/general/3d/3d

UPDATE: U kunt nu het rapport The Kalasatama Digital Twins Project downloaden.

De afbeeldingen zijn met dank aan de stad Helsinki.

Via: AEC