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Digitaler Zwilling

Als „digitalen Zwilling“ bezeichnet man ein virtuelles bzw. digitales Abbild eines physischen Objektes.
Das Konzept wurde schon vor Jahrzehnten im Bereich der Raumfahrt angewendet.
Inzwischen wird es auch im Bereich der Stadtentwicklung eingesetzt.

Urbane digitale Zwillinge beinhalten oft ein 3D-Stadtmodell in dem städtebauliche Entwicklungen oder Planungen visualisiert werden. Auch der Kreis Mettmann hat einen 3D- und Schrägluftbildviewer zur Nutzung bereitgestellt.

Im Rahmen der Luftbildbefliegung wurden mittels Schrägluftbildern in alle vier Himmelsrichtungen sog. 3D-Gittermodelle (englisch: textured 3D-Mesh) abgeleitet. Das ergibt ein nahezu realistisches Abbild des Geländemodells, der Gebäude, Vegetation, Straßen und Fahrzeuge u.v.m.

3D-Stadtmodell mit Blick auf das Velberter Rathaus
Das Velberter Rathaus. Mausklick auf das Bild springt in das 3D-Stadtmodell.
Haben Sie etwas Geduld …

Das Laden der 3D-Gitter und der Bilddaten von Fassaden und Dächern (sog. Texturen) nimmt im Browser einige Zeit in Anspruch. Es kann durchaus eine Minute dauern, bis genügend Karteninhalt zum Navigieren geladen wurde. Mit gedrückter Maustaste verschieben Sie die Kameraposition, mit zusätzlicher Strg-Taste kippen Sie den Betrachtungswinkel.

Die 3D-Gebäudemodelle des Landes NRW bestehen hingegen aus Daten im CityGML-Format und beinhalten jedes einzelne Gebäude als Objekt (sog. „Klötzchenmodell“). Dies umfasst beim Detaillierungsgrad LOD2 (Level of detail) auch die Dachform.

Die gleiche Kartenansicht mit Gebäude- statt 3D-Gittermodell

Befördert wird die Entwicklung von 3D-Stadtmodellen insbesondere durch quelloffene Software (Open Source) und offene Standards für 3D-Dateiformate:
So nutzt z.B. mein freies Kartentool MapStore2 im 3D-Modus die freie JavaScript Programmbibliothek CesiumJS.
Die dreidimensionalen Daten der Stadtlandschaft werden im Dateiformat 3D-Tiles geladen und zusätzliche 3D-Objekte können im glTF/glb-Format in der Karte positioniert werden.

Dankenswerterweise sind die 3D-Kartendaten des Kreises Mettmann frei verfügbar und können in MapStore2 in wenigen Minuten eingebunden werden.

Ein paar prominente Gebäude im 3D-Stadtmodell:

Interessant ist die Möglichkeit, neue landschaftsbildprägende Objekte wie z.B. Windkraftanlagen virtuell in die Karte einzufügen:

Solche 3D-Modelle werden oft in CAD-Programmen konstruiert und können mit der freien Software Blender in das passende Format exportiert werden.

ENERCON E70 WKA-Modell in Blender

Quelle des 3D-Modells: app.sketchup.com/app?3dwid=97b59526ebb628bfa81f15c36fe2c8e1

fiktiver Standort einer Windkraftanlage Enercon E70 (Nabenhöhe rd. 114m)
MapStore2 erlaubt die Integration beliebiger 3D-Modelle in die Karte

3D-Gittermodelle können so zu weit mehr genutzt werden, als die Gegend zu erkunden.