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Starkregen-App für Dresden

Antje Pohl
20.09.2024

Ex­trem­wet­ter­er­eig­nis­se, wie sie im Zu­ge des Kli­ma­wan­dels in­zwi­schen re­gel­mä­ßig auf­tre­ten, stel­len Städ­te und Kom­mu­nen vor gro­ße Her­aus­for­de­run­gen. In Dres­den ent­wi­ckelt das In­sti­tut für Was­ser­bau und Tech­ni­sche Hy­dro­me­cha­nik (IWD) ei­nen „Ur­ba­nen Di­gi­ta­len Stark­re­gen­zwil­ling“ für die säch­si­sche Lan­des­haupt­stadt. Mit­tels App kön­nen Nut­zen­de künf­tig Stark­re­gen­er­eig­nis­se si­mu­lie­ren, In­for­ma­tio­nen über Ge­fähr­dungs­la­gen er­hal­ten und auf die­ser Grund­la­ge Schutz­maß­nah­men vor­be­rei­ten. Der Pro­to­typ auf Ba­sis frei­er und of­fe­ner Soft­ware liegt nun vor.

Im Rah­men des Mo­dell­pro­jekts Smart Ci­ty Dres­den ar­bei­ten For­schen­de am IWD seit Mai 2024 an der tech­no­lo­gisch-me­tho­di­schen Er­stel­lung des so­ge­nann­ten Stark­re­gen­zwil­lings: ein vir­tu­el­les Mo­dell der Stadt, in dem geo­gra­fi­sche Da­ten (die To­po­gra­fie Dres­dens) und städ­ti­sche In­for­ma­tio­nen (et­wa Stra­ßen- und Ge­bäu­de­ty­pen) zu­sam­men­ge­führt wer­den. Nach In­te­gra­ti­on von Fach­in­for­ma­tio­nen aus der Hy­dro­lo­gie und Hy­dro­dy­na­mik kön­nen im di­gi­ta­len Zwil­ling Ab­fluss­si­mu­la­tio­nen d

„Ziel des Pro­jekts ist es, ein leis­tungs­fä­hi­ges Sys­tem zu schaf­fen, das so­wohl als Früh­warn­sys­tem für Stark­re­gen­er­eig­nis­se so­wie auch als Pla­nungs­in­stru­ment zur An­pas­sung an den Kli­ma­wan­del ge­nutzt wer­den kann“, er­klärt Ent­wick­ler Lars Back­haus.

 

er Pro­to­typ bie­tet ei­ne voll­au­to­ma­ti­sier­te Er­stel­lung von 2D-Si­mu­la­ti­ons­mo­del­len, die durch Nie­der­schlags­pro­gno­sen des Deut­schen Wet­ter­diens­tes er­gänzt wer­den kön­nen. 3D-Kar­ten­mo­dell von Tei­len Dres­dens, in dem ein Hoch­was­ser si­mu­liert ist. Die Si­mu­la­ti­ons­er­geb­nis­se lie­fern de­tail­lier­te In­for­ma­tio­nen zu Was­ser­tie­fen und Fließ­ge­schwin­dig­kei­ten in über­flu­te­ten Ge­bie­ten und kön­nen mit städ­ti­schen In­fra­struk­tur­ele­men­ten wie Stra­ßen und Ge­bäu­den ver­schnit­ten wer­den, um po­ten­zi­el­le Ge­fähr­dun­gen ge­nau zu ana­ly­sie­ren.

Über ei­ne für Desk­top- so­wie Mo­bil­ge­rä­te ver­füg­ba­re 3D-Web-App kön­nen grund­le­gen­de Kar­ten- und Flä­chen­da­ten vi­sua­li­siert und ab­ge­ru­fen wer­den. An­wen­den­de er­hal­ten die Mög­lich­keit, Stark­re­gen­si­mu­la­tio­nen in ma­nu­ell aus­ge­wähl­ten Stadt­be­rei­chen zu star­ten und die Er­geb­nis­se in Echt­zeit zu ver­fol­gen. Da­bei lässt sich das Hoch­was­ser­ri­si­ko für den ge­sam­ten Stadt­be­reich bis hin zum ein­zel­nen Ge­bäu­de be­wer­ten um schluss­end­lich Be­trof­fen­heits- und Scha­dens­po­ten­tia­le zu be­rech­nen. Die­se kön­nen die zu­stän­di­gen Be­hör­den und Pri­vat­per­so­nen bei der Ent­schei­dungs­fin­dung der Hoch­was­ser­vor­sor­ge un­ter­stüt­zen.

Ei­ne be­son­de­re Fä­hig­keit des Sys­tems, so Back­haus, sei es, dass man die Si­mu­la­ti­ons­mo­del­le schnell und ein­fach auf Ba­sis des im Ur­ba­nen Di­gi­ta­len Zwil­ling ver­knüpf­ten kom­mu­na­len und lan­des­wei­ten Da­ten­be­stand ge­ne­rie­ren kön­nen. Bild von ei­nem 3D-Kar­ten­mo­dell Dres­dens. In der Mit­te des Bil­des be­fin­det sich ein ver­ti­kal aus­ge­rich­te­ter Schie­be­reg­ler. Lin­ker­hand ist ein Jahr­hun­dert-Hoch­was­ser der si­mu­liert, recht­erhand ein Ex­trem-Stark­re­gen­er­eig­nis. So lie­ßen sich so­wohl klas­si­sche 2D hy­dro­dy­na­misch-nu­me­ri­sche Si­mu­la­tio­nen für Stadt­ge­bie­te als auch dar­aus ab­ge­lei­te­te 3D-Si­mu­la­tio­nen von Bau­wer­ken wie Brü­cken er­stel­len. Dies er­laubt es der Stadt, prä­zi­se Da­ten zur Über­flu­tungs­ge­fähr­dung zu er­hal­ten und so im Ka­ta­stro­phen­fall schnel­ler re­agie­ren zu kön­nen.

Im 2. Quar­tal 2025 soll die Platt­form öf­fent­lich zu­gäng­lich ge­macht wer­den. Die voll­stän­di­ge Ent­wick­lung des Ur­ba­nen Di­gi­ta­len Stark­re­gen­zwil­lings ist für En­de 2026 vor­ge­se­hen. Ei­ne Wei­ter­ent­wick­lung dar­über hin­aus wird an­ge­strebt.

Hin­ter­grund

Die Pro­jekt­lei­tung der Lan­des­haupt­stadt (Ei­gen­be­trieb IT-Dienst­leis­tun­gen) ar­bei­tet im Mo­dell­pro­jekt Smart Ci­ty Dres­den an meh­re­ren Stel­len mit der TU Dres­den zu­sam­men. So ist das WIS­SENS­AR­CHI­TEK­TUR – La­bo­ra­to­ry of Know­ledge Ar­chi­tec­tu­re für die wis­sen­schaft­li­che Lei­tung zu­stän­dig. Ein For­schungs­team der Wirt­schafts­in­for­ma­tik un­ter­sucht die Wert­ge­ne­rie­rung des städ­ti­schen Open-Da­ta-Por­tals. Die Maß­nah­me „Um­welt­mo­ni­to­ring/Di­gi­ta­ler Stark­re­gen­zwil­ling“ ent­steht un­ter Lei­tung des Um­welt­am­tes der Lan­des­haupt­stadt Dres­den (Dr. Kat­ja Maer­ker) und setzt das BMU-För­der­pro­jekt WA­WUR (Wild ab­flie­ßen­des Was­ser in ur­ba­nen Räu­men) fort.

 

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