Virtuelle 3D-Welten sind ein Bestandteil des alltäglichen Lebens und ein praktischer Helfer zur Orientierung und Planung im privaten sowie beruflichen Umfeld vieler Menschen. Dabei dienen virtuelle 3D-Stadtmodelle wie www.virtual-berlin.de längst nicht mehr nur zur Visualisierung im Rahmen von Urlaubsplanung, Stadtplanung und Marketing, sondern erlauben völlig neue und komplexe Anwendungen wie Umgebungslärmkartierung, Simulaton von Detonationen in urbanen Gebieten oder die Analyse von Solarpotenzialen, welche wiederum hochwertige semantische 3D-Stadtmodelle voraussetzen. Diese Modelle repräsentieren ein vielschichtiges und umfassendes digitales Abbild der Stadt und dienen unter anderem zur Erstellung der von der Europäischen Union vorgeschriebenen Lärmkarten sowie in der Umwelt- und Energieplanung als Basis für Analysen und Simulationen.
Zur Speicherung und zum Austausch von virtuellen 3D-Stadtmodellen arbeitet Prof. Dr. Thomas Kolbe vom Lehrstuhl für Geoinformatik an der Technischen Universität München (TUM) mit seinem Team seit 2002 an dem Anwendungsschema GML (Geography Markup Languange). CityGML ist mittlerweile ein internationaler Standard des Open Geospatial Consortiums (OGC), der ein anwendungsunabhängiges räumliches Informationsmodell für semantische 3D-Stadt- und Landschaftsmodelle spezifiziert. Version 2.0.0 des Standards wurde vom OGC im März 2012 verabschiedet. Der Lehrstuhl für Geoinformatik ist aktiv an der Entwicklung der nächsten Version von CityGML beteiligt. Dabei beinhaltet der gesamte Arbeitsumfang von CityGML 3.0 unter anderem Änderungen am Level-of-Detail-Konzept von CityGML, zusätzliche semantische Modellstrukturen wie Stockwerke, Grundrisse, Netzpläne, sowie neue komplexe Attribute wie Zeitreihen und Metadaten.
Simulation der Energieversorgung
Ein wesentliches Ziel bei der Umgestaltung der Infrastruktur im Rahmen der Energiewende ist, die Energieversorgung der Gebäude zu gewährleisten. Informationen über den Energieverbrauch während der Planung und der Optimierung von Maßnahmen sind daher von großer strategischer Bedeutung, da die Infrastrukturen auf aktuelle und zukünftige Verbräuche und Lastspitzen ausgelegt sein müssen. Auf der Basis semantischer 3D-Stadtmodelle können die für die Planungen erforderlichen theoretischen Energiebedarfe sowie die Einsparpotenziale durch eine Gebäudesanierung entsprechend EnEV-konformer Simulationsmethoden berechnet werden.
Dynamische Entscheidungsunterstützung
Die Methoden zur energetischen Bewertung von Gebäuden werden in einem dynamischen Entscheidungsunterstützungssystem implementiert. Dadurch wird eine Schnittstelle zwischen den komplex strukturierten semantischen 3D-Stadtmodellobjekten und den damit verbundenen rechenintensiven Simulations- und Berechnungsverfahren auf der einen Seite und den für Planer und Entscheider vertrauten und einfach strukturierten Modellen der Text- und Tabellenverarbeitung auf der anderen Seite geschaffen. Die Berechnungen erfolgen dynamisch, um Korrekturen beziehungsweise gebäudespezifische Anpassungen der Eingangswerte durchführen zu können sowie Auswirkungen potenzieller Gebäudesanierungsmaßnahmen in Form von Einsparungen, Kosten und Amortisierung direkt ablesen zu können.
