3D-Visualisierung

mit Cesium, REST API und Open-Source-GIS-Software

Einsatz von GeoAI zur Modellierung von Energiebedarf, -verbrauch und CO₂-Emissionen im Stadtumbau

Da Städte nach einer nachhaltigen Zukunft streben, ist die Gebäudesanierung zu einer Schlüsselstrategie für die Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO₂-Emissionen geworden. Aber wie können wir die Auswirkungen dieser Bemühungen effektiv messen? Hier kommt eine neue Generation von Geospatial-Technologien ins Spiel, die Open-Source-GIS, GeoAI, REST-APIs und immersive 3D-Visualisierung kombinieren, um die datengestützte urbane Transformation Wirklichkeit werden zu lassen.

Diese Anwendung wurde von der STEG Stadtentwicklung GmbH konzipiert und entwickelt, einem in Stuttgart ansässigen Unternehmen, das für seine führende Rolle bei der Stadtsanierung, der Stadtplanung, dem Projektmanagement und den Klimaschutzinitiativen in ganz Deutschland bekannt ist. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Gestaltung resilienter Städte bringt STEG praktisches Wissen und Innovation an die Schnittstelle von Klimaschutz und digitaler Transformation.

GeoAI-gestützte Einblicke für städtische Gebäude

Das Herzstück dieser Lösung ist eine GeoAI-gestützte Anwendung, die den Energiebedarf, den Energieverbrauch und die CO₂-Emissionen von Gebäuden vor und nach der Renovierung schätzt. Dieses intelligente Modell analysiert kritische Attribute wie:

●      Baujahr

●      Anzahl der Stockwerke

●      Dachart

●      Nutzungskategorie

●      Gebäudefläche

●      Mangelhaftigkeitsgrad

Anhand dieser Informationen berechnet das KI-System die Emissionen und den Energieverbrauch und hilft den Planern, die Kohlenstoffeinsparungen und Effizienzgewinne von Renovierungsszenarien zu visualisieren.

Die Anwendung ist in hohem Maße anpassbar, so dass die Benutzer die Komplexität des Modells und die Anforderungen an die Dateneingabe je nach den spezifischen Genauigkeitsanforderungen eines Projekts anpassen können - von schnellen Machbarkeitsstudien bis hin zu detaillierten Sanierungsplänen.

GIS-fähig und vollständig kompatibel mit Open-Source-Tools

Dieses System wurde mit Blick auf Flexibilität entwickelt und lässt sich nahtlos in jede GIS-Umgebung integrieren. Unabhängig davon, ob Sie mit QGIS oder einer anderen Open-Source-GIS-Plattform arbeiten, funktioniert das Modell mit räumlichen Ebenen, die mit PostgreSQL/PostGIS-Datenbanken verbunden sind.

Planer und Analysten können Gebäudedaten direkt in ihre GIS-Tools eingeben, bearbeiten und verwalten - so bleiben Arbeitsabläufe einfach und effizient. Nach der Verarbeitung werden die Erkenntnisse dynamisch über eine Django REST API an das Frontend weitergeleitet.

Von 2D-Karten zu 3D-Städten: Die Visualisierung der Zukunft

Die eigentliche Neuerung? Die 3D-Visualisierung. Mit der Leistungsfähigkeit von CesiumJS und Leaflet werden städtische Energiedaten in intuitive, interaktive digitale Zwillinge verwandelt. Gebäude werden nach CO₂-Emissionen, Nachrüstungspotenzial oder Energieverbrauch farblich gekennzeichnet, und die Beteiligten können Stadtteile im Detail erkunden - sogar bis hin zu einzelnen Gebäuden.

Ein herausragendes Merkmal ist die dynamische Berechnung der Wärmedichte. Bei Änderung von Gebäudeparametern - wie Fläche, Nutzungsart oder Renovierungsstatus - aktualisiert die Anwendung sofort den Wärmebedarf in den einzelnen Stadtteilen und ermöglicht so eine Wärmebedarfsanalyse und -planung in Echtzeit.

Mit dieser Live-Verbindung können Planer, Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit:

● Ansicht der Ausgangsleistung im Vergleich zur Leistung nach der Renovierung

● Identifizieren Sie vorrangige Nachrüstungskandidaten

● Energieszenarien in Echtzeit simulieren und vergleichen

● Kommunikation der Ergebnisse durch visuell ansprechende 3D-Karten

Ein RESTful-Backbone für Smart Cities

Mit Django erstellte REST-APIs bilden die Brücke zwischen Backend-Daten und Frontend-Erlebnissen. Sie stellen sicher, dass alle Änderungen in der GIS-Datenbank sofort auf der webbasierten 3D-Karte angezeigt werden, was dynamische Interaktion, sofortige Aktualisierungen und eine skalierbare Bereitstellung ermöglicht.

Dieser modulare Ansatz bedeutet, dass das System auf Bezirks-, Stadt- oder nationaler Ebene eingesetzt und in umfassendere Klimaplanungsrahmen integriert werden kann.

Konzipiert für Fachleute aus allen Sektoren

Diese Lösung ist für ein breites Spektrum von Fachleuten und Interessengruppen konzipiert:

● Energieexperten, die eine datengestützte Energie- und Emissionsmodellierung wünschen

● Bauingenieure, die die Machbarkeit von Nachrüstungen bewerten

● Stadtplaner, die effizientere und nachhaltigere Gemeinden entwerfen

● Anbieter von Smart-City-Lösungen, die raumbezogene Informationen in Plattformen integrieren

● Öffentliche Einrichtungen und Entwickler, die eine erste Folgenabschätzung benötigen

Es ist auch ein leistungsfähiges Werkzeug für alle, die eine erste Einschätzung der CO₂-Emissionen und der Energiebilanz vor und nach der Renovierung benötigen. Es hilft den Nutzern zu verstehen, wo sie investieren sollten, welche Prioritäten zu setzen sind und wie die Auswirkungen zu kommunizieren sind.

Der Weg nach vorn: Stadtplanung trifft auf GeoAI

Diese Verschmelzung von GeoAI, Open-Source-GIS, 3D-Visualisierung und Webtechnologien ermöglicht es Städten, die Kontrolle über ihre ökologische Zukunft zu übernehmen. Durch die Modellierung und Visualisierung der Auswirkungen von Gebäudesanierungen können Stadtplaner intelligentere, schnellere und umweltfreundlichere Entscheidungen treffen - gestützt auf echte Daten.

Es ist mehr als nur eine Software. Es ist ein Rahmenwerk für handlungsfähige Erkenntnisse, gesellschaftliches Engagement und Klimaresilienz - entwickelt von der STEG Stadtentwicklung GmbH, die damit eine intelligentere und nachhaltigere urbane Zukunft gestaltet.