Die Landschaft der Smart Cities und urbanen digitalen Zwillinge hat im Laufe der Jahre ein erhebliches Wachstum erlebt. Digitale Zwilling-Plattformen für Städte haben sich zu operativen, datenreichen und KI-optimierten Systemen entwickelt, welche von Städten, Gemeinden und Infrastrukturbetreibern aktiv eingesetzt werden. Die INTERGEO 2025 zeigte Fortschritte in einheitlichen Datenökosystemen, hochpräziser Realitätserfassung und praktischen Anwendungen, welche von Städten genutzt werden können.
Technologien zur Erfassung der bebauten Umwelt entwickeln sich kontinuierlich weiter, um genaue Darstellungen sowohl von Innen- als auch von Außenumgebungen zu ermöglichen. Innenraum-Punktwolken-Scans werden entweder durch Kontrollpunktausrichtung oder Cloud-zu-Cloud-Registrierung mit Straßen- und Luftpunktwolken integriert. SLAM-basierte Systeme gewährleisten zuverlässige Genauigkeit in komplexen Innenräumen, während Cloud-Plattformen die semantische Anreicherung in der Nachbearbeitung ermöglichen. Der native und vollständige Export semantischer Formate wie IFC und OGC CityGML ist jedoch weiterhin begrenzt, was unterstreicht, dass die Erreichung semantischer Interoperabilität (und damit die Vermeidung von Herstellerabhängigkeiten) weiterhin eine bedeutende Herausforderung für die Branche darstellt. Die Verwaltung hochauflösender Scans, einschließlich solcher von Gebäudeinnenräumen und sensibler Infrastruktur, wirft erhebliche Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre und der Sicherheit auf. Kommunen fordern einen stärkeren Datenverwaltungsrahmen, um den Schutz sensibler Informationen zu gewährleisten. Zu diesem Thema existieren in der Branche derzeit keine einheitlichen Standards.
Datenintegration und verbesserte Kompatibilität zwischen verschiedenen räumlichen Datensätzen, welche für die Entwicklung urbaner digitaler Zwillinge unerlässlich sind, gewinnen weiter an Bedeutung. GIS-Plattformen sind zunehmend in der Lage, eine breite Palette verschiedenartiger Datensätze zu verarbeiten, darunter 3D-Oberflächenvermaschungen („Realitätsmeshes“), Punktwolken, sowie BIM und semantische 3D-Stadtmodelle. Informationsreiche Formate wie OGC CityGML für semantische 3D-Stadtmodellierung und IFC für BIM werden zunehmend von GIS-Desktop-Anwendungen unterstützt. Derartige Plattformen können komplexe Objekthierarchien und Attribute direkt interpretieren und damit zur Minimierung semantischer Verluste beitragen. Obwohl die meisten Plattformen für digitale Zwillinge derzeit Möglichkeiten zur Repräsentation und Visualisierung von IoT-Daten bieten, stellt die vollständige Integration mit anderen räumlichen Datensätzen wie 3D-Stadtmodellen weiterhin eine Herausforderung dar. Zusätzlich werden die Bereitstellung und Verwaltung von IoT-Sensoren hauptsächlich von externen Anbietern übernommen, was die Integration und die Fähigkeit dieser Plattformen, umfassende End-to-End-Lösungen bereitzustellen, einschränkt.
Mit steigender Erwartungshaltung auf Seiten der Anwender, dass urbane digitale Zwillinge sowohl funktional als auch visuell immersiv sein müssen, werden Methoden zur Visualisierung fortlaufend weiterentwickelt. Die zunehmende Verbreitung von Visualisierungs- und Streaming-Standards sowie die Einführung neuer Technologien haben diese Entwicklung maßgeblich vorangetrieben. Typischerweise werden aktuell webbasierte Plattformen zur Visualisierung genutzt, wobei Qualität und Leistung dynamisch ausbalanciert werden. Es werden hierbei leichte Meshes und standardisierte Streaming-Formate wie OGC 3D Tiles oder OGC I3S verwendet, um urbane Umgebungen effizient zu rendern. Plattformen, welche immersive Visualisierung priorisieren, nutzen, wie exemplarisch in Abbildung 4 dargestellt, häufig etablierte Game-Engines wie Unreal Engine oder Unity für realistische Darstellungen von Stadtmodellen. Darüber hinaus ermöglicht das Aufkommen von 3D Gaussian Splatting eine realistischere Visualisierung urbaner 3D-Szenen mit größerem Detailreichtum.
