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3D-GIS in der Stadtplanung - das EU-Projekt VEPS

Das Projekt "3D-GIS in der Stadtplanung - das EU-Projekt VEPS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik Stuttgart, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt. Durch die rasante Entwicklung der Datenbanktechnologie, der Computergrafik und Virtuellen Realität, vor allem aber durch Fortschritte in der (semi-)automatischen Datenerfassung ist es möglich geworden, raumbezogene Objekte in ihrer dreidimensionalen Ausdehnung zu erfassen, effektiv zu verwalten und zu analysieren und den Datenbestand in Echtzeit zu visualisieren und interaktiv zu erkunden. Mithilfe dreidimensionaler Modelle können Auswirkungen auf Umwelt und Klima simuliert und für den Bürger verständlich präsentiert werden. Sowohl in der Landschaftsplanung, als auch in der Stadtplanung wird der eigentliche Planungsprozess durch die Verfügbarkeit dreidimensionaler Computermodelle stark unterstützt. Alternativen können besser beurteilt werden, und auch Laien können die Folgen der vorgeschlagenen Änderungen nachvollziehen. Der Bürger kann virtuelle Welten leicht verstehen und auf sie über das Internet zugreifen, was neue Formen der Bürgerbeteiligung ermöglicht. Ziel von VEPS ist es einerseits, komplexe Informationen eines Planungsprozesses auf ein allgemein verständliches Level herunter zu brechen, so dass auch Bürger/Innen, die über keinerlei planerische Kenntnisse verfügen, die Inhalte der Planung verstehen können. Andererseits soll VEPS den Planern als Informationsplattform und Datenpool dienen, worüber verschiedene Planungsbedingungen und Absichten ausgetauscht werden können. Zudem kann die Akzeptanz von Planungsvorhaben erhöht werden, weil durch die 3D-Darstellung von Planungsinhalten im Vorfeld ein konkretes, räumliches Bild vermittelt und diskutiert werden kann. Im Rahmen des Projekts Virtual Environmental Planning Systems (VEPS), das von der EU im INTERREG IIIB Programm gefördert wird, soll ein System zur Bürgerbeteiligung an Planungsprozessen entwickelt werden, das die Technologie von 3D-GIS über das Internet nutzt und weiterentwickelt. Die Ziele des Projektes sind insbesondere1. Technische Kompetenzen im Bereich der 3-dimensionalen Visualisierung, der Verwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien für die Bürgerbeteiligung, der Umweltmodellierung und der Datenerfassung sowie der Datenverwendung für e-Planning in der Raumentwicklung zwischen den Partnern aus Nord-West Europa (NWE) austauschen.2. Entwicklung einer einheitlichen Architektur und Methodik für eine Bürgerbeteiligung an Planungsprozessen via Heim-PC.3. Aufbau und Weiterentwicklung eines Testumfelds mit verschiedenen Beispielapplikationen in NWE, mit dessen Hilfe die Architektur und Methodik evaluiert und verbessert werden kann. Das Virtual Environmental Planning System soll als Informations- und Austauschplattform im Internet für Bürger, Planer, Investoren und weitere Interessierte zur Verfügung stehen. Mögliche Einsatzgebiete für VEPS sind beispielsweise Verfahren zur formellen und informellen Bauleitplanung, Regionale Entwicklungskonzepte oder Stadtentwicklungspläne/Stadtleitbildprozesse.

EnEff:Stadt, EnEff:Campus: RoadMap RWTH Aachen - Phase 2

Das Projekt "EnEff:Stadt, EnEff:Campus: RoadMap RWTH Aachen - Phase 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, E.ON Energy Research Center, Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik durchgeführt. Für den Campus der RWTH Aachen soll ein ganzheitliches und innovatives Gesamtkonzept für die energetische Sanierung entwickelt werden. Ziel ist eine Reduktion des nutzflächenbezogenen Primärenergieverbrauchs um 50 % bis 2025 (Bezugswert Messdaten 2013/14). Der Ansatz berücksichtigt eine Änderung der Nutzung, die Sanierung und den Neubau von Gebäuden als auch die Potentiale der verschiedenen Erzeugungs- und Verteilsysteme für Strom, Wärme und Kälte. Zu Beginn des Projekts werden die relevanten Daten gesammelt und zusammengeführt. Dazu wird das Konzept des Building Information Modeling (BIM) auf ganze Quartiere zum Quartier Information Modeling ausgeweitet. Mit Hilfe der Daten wird eine dynamische Simulation der gesamten Energieversorgungskette aufgebaut. Auf Basis von Messdaten und Simulationsergebnissen werden einzelne Verbesserungsmaßnahmen abgeleitet. Nach der Bewertung möglicher Einzelmaßnahmen werden daraus schlüssige Optimierungsstrategien erarbeitet. Im begleitenden Monitoring werden die Verbrauchsdaten und Energieströme aufbereitet. Die Messwerte werden dazu den Beteiligten über eine Web-Nutzerschnittstelle zugänglich gemacht und übersichtlich dargestellt. Als Datenaufbereitung soll ein CAD basiertes dreidimensionales grafisches Modell des Campus entwickelt werden, das die dynamischen Energieströme und ihre Emittenten rückblickend und vorausschauend simulierend darstellt. Die Erfahrungen des Projektes und die entwickelte Methodik werden nach Projektabschluss zu einem Leitfaden zusammengefasst.

3D-GIS im Staedtebau

Das Projekt "3D-GIS im Staedtebau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Fachbereich Landeskultur und Umweltschutz, Institut für Geodäsie und Geoinformatik durchgeführt. Erforschung der grundlegenden 3D-Konzepte in GIS und deren Einsatz fuer staedtebaulichen Planungszwecke. Innerhalb des 3D-GIS sind mehrere Detailliertheitsstufen zu realisieren hinsichtlich verschiedener Massstaebe, Interessensgebiete oder der Darstellungsgeschwindigkeit. Eine Minimierung der intern benoetigten Datenbasis im Zusammenspiel mit der Gesamtdatenbasis in einer Datenbank ist notwendig. Konzepte zur Umsetzung eines 3D-Stadtmodells in eine Datenbank werden in einer Diplomarbeit untersucht. Schwerpunkt der Arbeiten in Rostock wird die Datenfusion sein, d.h. die Integration verschiedenster Datenquellen und Erfassungsmethoden von der Erfassung bis zur Verwaltung, waehrend darauf aufbauend in Stuttgart Untersuchungen zur Eignungsfaehigkeit der GIS-Technik und GIS-Daten im staedtebaulichen Entwurf stattfinden. Fuer den Stadtplaner sind EDV-gestuetzte dreidimensionale Analysen und Planungen noch Neuland. Die beteiligten Institutionen sind jeweils mit einer Workstation SGI Indy nebst Software ausgestattet.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EWR Netz GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Software für die interaktive Entscheidungsunterstützung zur Auswahl der besten Betriebsführung vorhandener und Planung neuer Trinkwasseranlagen auf der Grundlage von mehrkriteriellen Optimierungsverfahren. Die Modularität der Software erlaubt die Einschränkung der Planung auf einzelne Teilanlagen ebenso wie eine integrierte Analyse. Im Rahmen des Projektes wird mit der Software die Anlage der EWR Netz GmbH modelliert und die Betriebsführung optimiert. Die EWR Netz GmbH unterstützt bei der Gestaltung der Fragebögen für die Betreiberumfrage (AP2) und berät während des Projektes bei der Modellierung des Wasserwerks (AP3) und des Rohrleitungsnetzes (AP4) die Partner SAM und ITWM. Hierzu werden technische Details und Kosten der eigenen Anlage weitergegeben. Durch Messungen im Wasserwerk und im Rohrleitungsnetz wird das mit der Software erstellte Modell der Anlage validiert (AP5). EWR berät bei der Definition von Optimierungszielen und der graphischen Gestaltung der Software (AP6 und AP7). Durch die Analyse von verschiedenen Szenarien (AP7) wird die Betriebsführung der Anlage von EWR mit der erstellten Software optimiert.

AMBI

Das Projekt "AMBI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Leistungsbeschreibung AMBI-Nordsee: Der Vertragspartner passt den AMBI-Index den Erfordernissen der WRRL (5-stufige Klassifizierung, Bezug zu Referenzbedingungen, Anpassung der Klassengrenzen) und die zugrundeliegende Artenliste mit ihren Zeigerwerten den Gegebenheiten der Nordsee im Bereich des Wattenmeeres an. Anschließend sollen historische Daten sowie rezente Daten aus dem Monitoring des LANU, von Beprobungen durch die GKSS sowie die Makrozoobenthosdaten des NPA-Muschelmonitorings verwendet werden, um diese Stationen anhand des ermittelten Bewertungsverfahren zu beurteilen. Hierbei soll der AMBI auf Korrelationen mit abiotischen Begleitparametern getestet werden. Ferner soll für alle Stationen der AMBI einmal für alle einzelnen Proben sowie für deren jeweiligen Mittelwerte berechnet werden, um auch Aussagen über die kleinräumige Variabilität zu erhalten.

Teilprojekt 4: Urbane Chemie und Luftreinhaltung für den LES-Modus

Das Projekt "Teilprojekt 4: Urbane Chemie und Luftreinhaltung für den LES-Modus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) durchgeführt. Das Ziel der Fördermaßnahme ist die Entwicklung eines innovativen Stadtklimamodells, welches in der Lage sein soll, das Stadtmikroklima in Großstädten wie Berlin mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 10m zu simulieren. Das Modell soll als benutzerfreundliches Werkzeug entwickelt werden, welches von Anwendern in der Stadtplanung eingesetzt werden kann. In Modul A (Verbundprojekt MOSAIK) der Fördermaßnahme soll das neue Stadtklimamodell entwickelt werden. Das Modell wird auf dem Large-eddy Simulationsmodell PALM basieren, welches an der Leibniz Universität Hannover entwickelt wird. PALM soll um diverse Module erweitert werden, um als Stadtklimamodell einsetzbar zu sein. Dazu zählt die Implementierung einer RANS-Turbulenzparametrisierung und die Implementierung eines Energiebilanzlösers für städtische Oberflächen (inkl. Innenraumklimamodell) und die Entwicklung eines Chemiemoduls. Darüber hinaus wird ein Nesting-Verfahren implementiert, welches Simulationen für kleinere Teilgebiete von Städten bei extrem hoher Auflösung ermöglichen wird. Das Modell wird zudem mit einem Multiagentenmodell ausgestattet, bei dem sich Agenten auf Basis eines Bewegungsalgorithmus (basierend auf sozio-ökonomischen Daten) durch die Stadt bewegen können, wobei die Agenten den meteorologischen Wirkungsmechanismen wie Wärmestress, Windkomfort und Strahlungsexposition ausgesetzt sind. Die Modellsteuerung soll über eine grafische Oberfläche erfolgen und sich an den Bedürfnissen typischer Anwender orientieren. Dies umfasst auch die Bereitstellung von Standarddatenprodukten. Das Teilprojekt entwickelt und testet das Chemiemodul für die hochauflösende (LES) Version des Stadtklimamodells. Außerdem bereitet es die Antriebsdaten dafür auf.

Teilprojekt 9: Urbane Chemie und Luftreinhaltung für den RANS-Modus

Das Projekt "Teilprojekt 9: Urbane Chemie und Luftreinhaltung für den RANS-Modus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Meteorologie WE03 durchgeführt. Das Ziel der Fördermaßnahme ist die Entwicklung eines innovativen Stadtklimamodells, welches in der Lage sein soll, das Stadtmikroklima in Großstädten wie Berlin mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 10 m zu simulieren. Das Modell soll als benutzerfreundliches Werkzeug entwickelt werden, welches von Anwendern in der Stadtplanung eingesetzt werden kann. In Modul A (Verbundprojekt MOSAIK) der Fördermaßnahme soll das neue Stadtklimamodell entwickelt werden. Das Modell wird auf dem Large-eddy Simulationsmodell (LES) PALM basieren, welches an der Leibniz Universität Hannover entwickelt wird. PALM soll um diverse Module erweitert werden um als Stadtklimamodell einsetzbar zu sein. Dazu zählt die Implementierung einer RANS-Turbulenzparametrisierung, die Implementierung eines Energiebilanzlösers für städtische Oberflächen (inkl. Innenraumklimamodell) und die Entwicklung eines Chemiemoduls. Darüber hinaus wird ein Nesting-Verfahren implementiert, welches Simulationen für kleinere Teilgebiete von Städten bei extrem hoher Auflösung ermöglichen wird. Das Modell wird zudem mit einem Multiagentenmodell ausgestattet, bei dem sich Agenten auf Basis eines Bewegungsalgorithmus (basierend auf sozio-ökonomischen Daten) durch die Stadt bewegen können, wobei die Agenten den meteorologischen Wirkungsmechanismen wie Wärmestress, Windkomfort und Strahlungsexposition ausgesetzt sind. Die Modellsteuerung soll über eine grafische Oberfläche erfolgen und sich an den Bedürfnissen typischer Anwender orientieren. Dies umfasst auch die Bereitstellung von Standarddatenprodukten. Das Teilprojekt entwickelt die Chemiefunktionalität für die niederauflösende (RANS) Version des Stadtklimamodells und bereitet die Eingangsdaten dafür auf.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Wasserwerksgesellschaft mbH durchgeführt. RWW entwickelt im REINER - Teilantrag neue Berechnungsansätze und Bewertungsmethoden zur Charakterisierung des Reinigungsbedarfs von Rohrnetzen, um diese in Analyse- und Nachweistools zu implementieren. Ziel ist die energetische Rohrnetzanalyse für Wasserversorgungsunternehmen als eigene Dienstleistung aufzubauen. Im AP1 arbeitet RWW mit den Kooperationspartnern an der Ermittlung der Parameter, die für die Anpassung der Steuerungs-, Mess- und Regelungstechnik sowie für die Entwicklung der Berechnungsansätze und Bewertungsmethoden notwendig sind. Im AP2 entwickelt RWW neue Berechnungsansätze, die die mögliche Energieeinsparung durch die Reinigung von Rohrleitungen aufzeigen und quantifizieren. Hierfür werden Rohrleitungsparameter und grafische Darstellungen für die Beschreibung und Bewertung der hydraulischen Situation erstellt. Im AP4 simuliert RWW mit der Open-Source-Software EPANET die hydraulischen Verhältnisse in der Versuchsanlage des Kooperationspartners Hammann GmbH und in einem weiteren Schritt realer Rohrleitungsabschnitte. Für weitere Erprobungen in der Versuchsanlage stellt RWW reale Rohrleitungsabschnitte zur Verfügung. Die Analyse- und Nachweistools werden im AP7 durch die gewonnen Erkenntnisse der Versuche in den vorangegangenen AP überprüft, angepasst und erweitert.

Integrierte Strukturüberwachung für Onshore-Windparks (ISO.Wind)

Das Projekt "Integrierte Strukturüberwachung für Onshore-Windparks (ISO.Wind)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme, Standort Bremerhaven durchgeführt. Ziel des Projekts ISO.Wind ist die Entwicklung eines datengetriebenen Überwachungssystems, das den 'Gesundheitszustand' von Windturbinen in Windparks auf einer Benutzeroberfläche wiedergibt und zur Reduktion von Wartungskosten beiträgt. Sowohl Messdaten interner Sensorik als auch Messdaten externer radarbasierter Sensorik sollen als Basis dieses autonomen, lernfähigen Überwachungssystems dienen. Die interne Sensorik umfasst dabei sowohl analageninterne Sensorik, als auch ein Messsystem des Fraunhofer IWES zur umfassenden Beanspruchungsmessung in Anlehnung an die Norm IEC 61400-13 und ein neuartiges, intelligentes Sensornetzwerk des Fraunhofer LBF. Die externe Sensorik basiert auf der Messung von passiv durch die Struktur der Windenergieanlage rückgestrahlter Radarstrahlung durch das Fraunhofer FHR und deren Auswertung. Möglicher Vorteil dieses Verfahrens wäre die personalreduzierten Fernwartung. Die erfassten Messdaten werden dann mittels einer Datenbank dem lernfähigen, datengetriebenen Analyseverfahren zugeführt. Dieses Analyseverfahren bildet wiederum die Grundlage für eine grafische Benutzeroberfläche, die den aktuellen ganzheitlichen Zustand von Windturbinen in Windparks darstellt und Abweichungen vom Normalbetrieb signalisieren kann.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SWK Stadtwerke Kaiserslautern Versorgungs-AG durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Software für die interaktive Entscheidungsunterstützung zur Auswahl der besten Betriebsführung vorhandener und Planung neuer Trinkwasseranlagen auf der Grundlage von mehrkriteriellen Optimierungsverfahren. Die Modularität der Software erlaubt die Einschränkung der Planung auf einzelne Teilanlagen ebenso wie eine integrierte Analyse. Im Rahmen des Projektes wird mit der Software die Anlage der SWK Stadtwerke Kaiserslautern Versorgungs-AG modelliert und die Betriebsführung optimiert. In einem Pilotprojekt (AP8) wird mit der Software ein Konzept zur Betriebsführung des Brunnengebietes Kaiserslautern-Ost erarbeitet und experimentell validiert. SWK unterstützt bei der Gestaltung der Fragebögen für die Betreiberumfrage (AP2) und berät während des Projektes bei der Modellierung des Wasserwerks (AP3) und des Rohrleitungsnetzes (AP4) die Partner SAM und ITWM. Hierzu werden technische Details und Kosten der eigenen Anlage weitergegeben. Durch Messungen im Wasserwerk und im Rohrleitungsnetz wird das mit der Software erstellte Modell der Anlage validiert (AP5). SWK berät bei der Definition von Optimierungszielen und der graphischen Gestaltung der Software (AP6 und AP7). Durch die Analyse von verschiedenen Szenarien (AP7) wird die Betriebsführung der Anlage von SWK mit der erstellten Software optimiert. Im Brunnengebiet Kaiserslautern-Ost wendet SWK die entwickelte Betriebsstrategie an und validiert die Simulationsergebnisse experimentell.

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