Planungsbeschleunigung für die Klimaanpassung mit Urbanen Digitalen Zwillingen
Wie können Maßnahmen zur Klimaanpassung effektiver und schneller in die Stadt- und Regionalplanung integriert werden? Dazu fördert das BMBF die Entwicklung einer neuen Software für Urbane Digitale Zwillinge. Diese soll Städte und Regionen künftig dabei helfen, Maßnahmen besser planen und schneller umsetzen zu können.
Städte, Gemeinden und ländliche Regionen stehen vor der Aufgabe, die Folgen des Klimawandels bei der Stadtentwicklung und Landschaftsplanung zu berücksichtigen. Dies erfordert von den Akteuren, mit spezifischen Maßnahmen die Menschen und Infrastruktur vor den Folgen von Hitzeinseln, Dürren oder Starkregen zu schützen. Die Herausforderung besteht darin, die verschiedenen Aspekte der Klimaanpassung – zum Beispiel Maßnahmen zur Reduzierung von Hitzestress durch eine Kombination von Bepflanzung, Fassadenbegrünung und weiterer baulicher Verfahren – für verschiedene Szenarien gleichzeitig zu berücksichtigen und in die Planung einzubringen, ohne dabei die Prozesse zu verlangsamen.
Die Fördermaßnahme „Planungsbeschleunigung für die Klimaanpassung mit Urbanen Digitalen Zwillingen" des Bundeministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) soll den vielfältigen Folgen des Klimawandels entgegenwirken, in dem die Planung von Klimaanpassungsmaßnahmen unmittelbar in die Stadtentwicklung und Landschaftsplanung integriert wird. Die Grundlage für die geförderten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind Urbane Digitale Zwillinge. Sie sind dynamische, virtuelle Abbilder einer realen Stadt oder eines städtischen Gebiets (siehe Infobox). Das Ziel ist es, in enger Zusammenarbeit von Forschung, Kommunen, Unternehmen und Behörden eine innovative und benutzerfreundliche Software zu entwickeln. Mit dieser Software sollen verschiedenste Daten, Softwareanwendungen und Analysen für kommunale Klimaanpassung verknüpft werden und im Kontext von Urbanen Digitalen Zwillingen nutzbar gemacht werden. So können wissens- und datenbasierte Was-wäre-wenn-Szenarien von Anfang an abteilungsübergreifend in kommunale Planungsprozesse eingebunden werden.
Aktuelle Fortschritte im Bereich der Künstlichen Intelligenz und Big-Data-Technologien eröffnen hierfür neue Ansätze und sollen in den Projekten aufgegriffen werden, um beispielsweise eine schnellere Erstellung und Verarbeitung der notwendigen Planungsdaten zu ermöglichen.
Ein Begleitforschungsvorhaben wird die Software-Entwicklungen in Bezug auf technische, organisatorische und rechtliche Aspekte koordinieren.
Beitrag zur Zukunftsstrategie und der BMBF-Dachmarke „Stadt-Land-Zukunft"
Die Grundlage der Fördermaßnahme bildet die „Zukunftsstrategie Forschung und Innovation" der Bundesregierung, worin das Ziel „einfach anwendbare digitale Produkte und Dienstleistungen für die kommunale/regionale Klimaanpassung" zu entwickeln in der Mission 2 verankert ist. Darüber hinaus ist die Maßnahme Teil der Dachmarke „Transformationsinitiative Stadt-Land-Zukunft" des BMBF.
Die Fördermaßnahme knüpft an die BMBF-Fördermaßnahmen „Stadtklima im Wandel" und „Regionale Informationen zum Klimahandeln (RegIKlim)" an. Bei der neu zu entwickelnden Software für Urbane Digitale Zwillinge können Ergebnisse und Produkte dieser Fördermaßnahmen – wie zum Beispiel hochaufgelöste Klimadaten – aufgegriffen werden.
Was sind Urbane Digitale Zwillinge?
Urbane Digitale Zwillinge sind virtuelle Abbilder einer realen Stadt. Sie dienen der Visualisierung, Auswertung und Simulation von städtischen Prozessen und vermitteln komplexe Zusammenhänge der Stadtentwicklung. Urbane Digitale Zwillinge können als individuelle Baukastensysteme verstanden werden, deren Bausteine für jede Fragestellung neu miteinander kombiniert werden. Diese Bausteine umfassen alle digitalen Ressourcen einer Stadt und können zum Beispiel über digitale Planungstische oder Virtual Reality visualisiert werden. Für die Bearbeitung einer spezifischen Fragestellung mit einem Urbanen Digitalen Zwilling werden aus dem Baukasten aller zur Verfügung stehenden digitalen Ressourcen einer Kommune die Bausteine ausgewählt, die zur Beantwortung der Fragestellung notwendig sind.
Die Basisdaten für Urbane Digitale Zwillinge sind beispielsweise Daten zu Gebäuden, Infrastrukturen und Grünflächen sowie Geländemodelle, Satelliten- oder Luftbilder und demografische Informationen einer Stadt oder Region. Diese können um weitere, fachspezifische Bausteine erweitert und ergänzt werden – wie zum Beispiel um Echtzeit-Sensordaten zu Temperatur-, Bodenfeuchte- oder Wasserstandsmessungen.
Nutzt eine Kommune beispielsweise eine spezielle Stadtplanungssoftware, um 3D-Modelle von Gebäuden und städtischer Infrastruktur zu erstellen, können diese Softwareanwendungen im Urbanen Digitalen Zwilling integriert werden. Auch Ergebnisse aus bereits bestehenden Analysen können in einen Urbanen Digitalen Zwilling eingebunden werden. So wird ein noch präziseres virtuelles Abbild der realen Stadt ermöglicht.
Der Vorteil eines Urbanen Digitalen Zwillings besteht unter anderem darin, dass er neben der reinen Visualisierung einer Stadt oder Region die Daten miteinander verknüpfen und so verschiedene Szenarien für unterschiedliche Anwendungsfälle simulieren kann.
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