Geo, BIM und digital twin. Alte und neue Begriffe, manchmal nur ein Marketing-Schlagwort oder sogar ein Hype. In welcher Beziehung stehen sie zueinander und wo überschneiden sie sich? Es ist an der Zeit, dies gemeinsam mit John Joosten und Freek Boersma von GeoBIMexperts genauer zu untersuchen. Zusammen mit IMAGEM sie derzeit an einem Projekt für das „Gegevenshuis“, eine staatliche Einrichtung, die verschiedene Registrierungsaufgaben für die Gemeinden in Limburg wahrnimmt.
Alle Begriffe und Anwendungsbereiche haben mit Standortdaten zu tun. Auch im Bereich Geodaten geschieht dies zunehmend in 3D. Seit kurzem steht ein flächendeckender 3DBAG-Datensatz zur Verfügung. Mittlerweile gibt es auch Standorttechnologie, die Daten, die im öffentlichen Raum oder in Gebäuden erfasst werden, in einen Kontext setzen kann, beispielsweise durch die Darstellung von Sensordaten auf einem Dashboard oder in einem 3D-Stadtmodell. Und was ist dann der nächste Schritt? Laut GeoBIMexperts lassen sich große Vorteile erzielen, wenn man Geodaten mit BIM kombiniert und umgekehrt.
Was ist der verbindende Faktor?
Was ist nun die Verbindung zwischen Geoinformatik, BIM und digital twin?Joosten: „In gewisser Weise befassen sich alle drei Fachgebiete mit denselben Objekten, allerdings aus unterschiedlichen Blickwinkeln.“
Geodaten beschreiben grundsätzlich alle sichtbaren Objekte, doch in den letzten Jahren haben 3D-Technologie und Standardisierung zu einer besseren Darstellung der Realität geführt.
Bei BIM geht es um den Bauprozess meist komplexer Projekte wie Gebäude, Tunnel oder Brücken und liefert hochdetaillierte 3D-Daten darüber, was gebaut wurde.
Digital twins die Erfassung all der Daten, die zur Verarbeitung von Betriebsdaten und zur Ermöglichung von Entscheidungsprozessen erforderlich sind, idealerweise natürlich auch dargestellt durch 3D-Darstellungen der wichtigen Objekte im Modell. So gehen Geo, BIM und digital twins Hand in Hand hin zu einer besser gesteuerten und vorhersehbaren Gesellschaft.“
Die Chancen
Mehrere Branchen profitieren von der Kombination aus Geo- und BIM-Technologien, erklärt Boersma. „Traditionell sind das vor allem der öffentliche Sektor und der NUTS-Markt. Der dritte Markt ist das Bauwesen, obwohl Geo-Technologien dort noch nicht als notwendig angesehen werden. Im Bereich des Informationsmanagements und des Datenaustauschs zwischen dem Bauwesen und der Flächenverwaltung gibt es viele Chancen, sagt Joosten: „Die Baubranche interessiert sich nicht für die Verwaltung. Wenn im Bauwesen ein neues Projekt beginnt, muss erneut vermessen werden, um Daten zu sammeln, die die Ausgangssituation für den Ingenieur abbilden, während diese Daten im Idealfall bereits beim Verwalter verfügbar sind.“
Wenn der Betreiber stärker in die frühe Phase eines Projekts eingebunden wird und die Bauindustrie den Informationsaustausch besser auf den Betreiber abstimmt, können sie sich gegenseitig unterstützen. Laut GeoBIM-Experten liegen die größten Chancen im Austausch zwischen diesen beiden Prozessen. In der Geo-Branche beschäftigt man sich schon seit Jahren mit Standardisierung, doch in der Baubranche spielte dies bisher eine geringere Rolle. Joosten: „Dort wird dem Thema nun viel mehr Aufmerksamkeit geschenkt, denn man erkennt, dass der Austausch standardisierter Daten große Vorteile mit sich bringt. Dadurch senkt man die Hürden für die Baubranche und steigert gleichzeitig die Effizienz.“
Der Informationsaustausch zwischen Bau und Betrieb befindet sich an der Schnittstelle von Geodaten und BIM. GeoBIMexperts ist der Ansicht, dass moderne Technologien wie digital twin Beitrag zu einem besseren Informationsfluss in der Kette leisten können. Wichtig ist dabei, dass man weiß, was BIM ist.
„Es ist viel mehr als nur ein 3D-Modell. Es handelt sich in erster Linie um Informationsmanagement, bei dem jede Partei eine klare Rolle hat. BIM begleitet den gesamten Bauzyklus und hat zum Ziel, die Interessen aller Beteiligten zu wahren. Allmählich zeichnet sich ein umfassenderes Bild davon ab, wie man im Bauwesen, aber auch als Auftraggeber mit BIM umgehen sollte. Ein weiterer Bestandteil eines guten Bauprozesses ist zudem die Nutzung von Geodaten. Die Bauunternehmer werden also zunehmend Geodaten in ihre Entwürfe einbeziehen, und die Verwalter möchten immer mehr Entwurfs- und Revisionsdaten erhalten und verarbeiten.“
Eine weitere Entwicklung der letzten Jahre ist der digital twin. Boersma: „Es gibt definitiv Überschneidungen zwischen digital twin GeoBIM. Ein digital twin vor allem für den Eigentümer der Daten interessant, während BIM noch zum Bauprozess gehört. Aber auch der digital twin der Erklärung und des Kontexts. Mit 3D allein ist man noch nicht am Ziel.“
Mit 3D noch kein digital twin
Joosten ist der Meinung, dass BIM und digital twin geworden sind. „Schauen Sie sich nur die Stellenanzeigen für BIM-Modellierer an. Dabei handelt es sich oft um die klassischen CAD-Zeichner/Ingenieure. Das gilt auch für einen digital twin. Wenn von einem digital twin Stadt die Rede ist, stellt sich heraus, dass es sich um ein 3D-Modell handelt. Aber ein 3D-Modell ist noch kein digital twin, und umgekehrt.“
Ein 3D-Modell kann zwar dabei helfen, sich eine Umgebung vorzustellen, doch auf der Informationsebene lässt sich ein Problem auch in 2D lösen. Joosten: „Ein digital twin Einblicke in die Lebensqualität der Umgebung bieten. Wenn jeder mit seinem Smartphone in die Stadt geht, wird er zu einem Sensor. Es entsteht ein kontinuierlicher Informationsfluss. Den kann man mit einem 3D-Modell verknüpfen, und schon wird er zum Input für eine Smart City. Ein digital twin über eine Rückkopplungsschleife verfügen, auf der man Entscheidungen basieren kann.“
So stellt man auf „datengesteuertes Arbeiten“ um. Ein 3D-Stadtmodell bildet die Grundlage für einen digital twin. Vorreiter, die diese Technologie nutzen und weiterentwickeln, sind laut GeoBIMexperts die größeren Gemeinden.
„Sie verfügen über die Größe, das Budget und den Spielraum für Innovationen. In erster Linie konzentrieren sie sich auf gesetzliche Aufgaben, aber sie erkennen die Entwicklungen im 3D-Bereich und führen Versuche durch, um zu prüfen, wie sie damit die Stadt verbessern können.“ Als zweiten Markt nennen sie die Versorgungsunternehmen. „Sie betrachten den Untergrund. Der ist voller Leitungen und Kabel. Da wird die dritte Dimension sehr wichtig. Es ist zum Beispiel nicht sinnvoll, wenn eine Heizungsleitung neben einer Wasserleitung verläuft. Dafür braucht man die Tiefenangabe. Auch die Erfassung muss stimmen.“
Technologie als Mittel
Boersma war vom Luciad beeindruckt. „Im Luciad Plattform wird von Anfang an direkt in 3D gedacht. Es handelt sich um eine vollständig realitätsorientierte 3D-Technologie, während sie bei anderen Marktteilnehmern erst später im Prozess hinzukommt und man versucht, sie auf Basis einer 2D-Plattform einzubinden. Außerdem ist es schön zu sehen, wie einfach man aus verschiedenen Blickwinkeln visualisieren kann und mit welcher Leichtigkeit man BIM-Daten laden kann.“ Joosten bestätigt dies: „Nicht nur BIM-Daten, sondern auch Punktwolken und Netze. Davon sind wir sehr angetan.“
Luciad auf dem Grundgedanken, dass eine 3D-Umgebung aus einer breiten Palette von Datenquellen und Live-Sensorinformationen aufgebaut wird. Damit eignet es sich viel besser als ein herkömmliches GIS-System, um einer großen Anzahl von Nutzern gleichzeitig ein Echtzeitbild zu liefern. Auch die Tatsache, dass Luciad auf einer API-Strategie Luciad , trägt dazu bei, da sie es Entwicklern ermöglicht, sehr spezifische Anwendungen zu entwickeln, ohne den Ballast von Standard-Benutzeroberflächen, die diese unnötig schwerfällig machen. Dabei wird besonders auf Faktoren geachtet, die das Nutzererlebnis und die Leistung der Anwendung verbessern können, wie beispielsweise der Einsatz von GPU-Verarbeitung und WebAssembly, was zu einer schnelleren Darstellung komplexer 3D-Welten in Standard-Browsern führt. Damit ist Luciad ideale Technologie, um digital twins einem breiten Publikum digital twins zu machen.“
Das Datenhaus
GeoBIMexperts und IMAGEM gemeinsam an einem Projekt für das Datenhaus. Joosten: „Sie sind gerade dabei, sich Gedanken darüber zu machen, was 3D für ihre internen Prozesse bedeutet. Unser gemeinsames Ziel ist es, die Auswirkungen der 3D-Implementierung zu untersuchen. Luciad da gut dazu, denn man muss nicht mehr mit anderen Anwendungen herumprobieren.“
Boersma ist ebenso begeistert: „Das Gegevenshuis befindet sich in einem Bereich, in dem 3D eine wesentliche Rolle spielt. Das Ziel ist es, innerhalb von drei bis vier Jahren alles, was derzeit in 2D erledigt wird, in 3D umsetzen zu können. Ich kann mir vorstellen, dass wir zu einer einzigartigen Lösung gelangen, die wir gemeinsam mit IMAGEM Zukunft beim Gegevenshuis und bei künftigen Projekten umsetzen können.“
