3D De dienende discipline

render_delta-Ravi-Peters bewerktPlattegronden en kaarten maken in rap tempo plaats voor ruimtelijke modellen. In de wereld van 3D geo-informatie speelt Nederland een voortrekkersrol. Dat heeft veel te maken met praktische diplomatie.

utonome autootjes rijden door de wijk en leggen alles vast. Camera’s in Amsterdam fotograferen elke paar dagen de straat als controle op de parkeervergunning. Laserscanners zetten de omgeving om in een 3D-puntenwolk en een drone met Lidar-apparatuur tast de omgeving af met tachtigduizend pulsen per seconde. Aan data geen gebrek in de wereld van 3D geo-informatie. Het vakblad GIM International sprak in januari 2015 over brontobytes aan data en kopte ‘Help! Wat doen we met al die 3D-punten?’. Ons kleine Nederland is met zes tot tien punten per vierkante meter geheel ruimtelijk vastgelegd. Die AHN2 (actueel hoogtebestand Nederland) dataset bevat niet minder dan 640 miljard hoogtepunten.

Tegenover die duizelingwekkende hoeveelheid aan data staat een groeiende lijst aan toepassingen van 3D-technologie. Maar omdat ieder vakgebied zijn eigen methoden en standaarden hanteert, wordt veel werk dubbel gedaan en maar weinig informatie gedeeld. “Als een geluidexpert gegevens nodig heeft voor een analyse over geluidoverlast, dan huurt hij een bedrijf in om specifieke 3D-data over de werkelijkheid in te winnen”, weet prof.dr. Jantien Stoter (44), hoogleraar 3D-geo-informatie aan de faculteit Bouwkunde. Niettemin twijfelt ze er niet aan dat over tien tot vijftien jaar alles wat nu nog met plattegronden en kaarten gebeurt, plaats zal maken voor ruimtelijke modellen in 3D. Dan is het handig als onderzoekers, gebruikers en de wetgever doelmatiger met data omgaan dan nu.

Succesvolle aanpak
Stoter zit met haar vakgroep als een spin in het web tussen producenten van 3D-data en gebruikers van allerlei pluimage. “We zijn een dienende discipline”, zegt ze met een vriendelijke glimlach. “Oplossingen die wij verzinnen moeten aansluiten op behoeften vanuit de praktijk. De experts waar wij voor werken komen uit heel andere domeinen. Mensen uit mijn groep worden er blij van om ruimtelijke oplossingen te verzinnen voor 3D-data waar anderen mee verder kunnen.”

Die dienende aanpak is uitermate succesvol gebleken. Zo ontving Stoter in 2010 een Vidi-beurs van STW voor haar onderzoeksproject 5D-geomodelling en zet ze dit jaar haar onderzoek voort met een beurs van de European Research Council onder de naam Urban Modelling in Higher Dimensions.

Alsof 3D nog niet ingewikkeld genoeg is, voegt Stoter er bij haar 5D-onderzoek nog twee dimensies aan toe: detailniveau en tijd. “Het is belangrijk te kunnen in- en uitzoomen binnen dezelfde dataset, en ook de tijd is belangrijk”, licht ze toe. “Kaarten moeten actueel zijn, maar je moet ook terug kunnen gaan naar, zeg, een jaar geleden.“

“Een 5D-geomodel laat je in- en uitzoomen op een ruimtelijk model en biedt de mogelijkheid om heen en terug te reizen in de tijd”, vervolgt ze.

Stoters onderzoek is erop gericht om 3D-geografische data slim te maken zodat er veel meer relevante informatie uit data kan worden gehaald voor verschillende toepassingen.

Logische voorwaarden, vastgelegd in de datastructuur, zorgen ervoor dat geografische data altijd correct zijn. Een voorbeeld van zo’n logische voorwaarde is dat er op een kadastrale percelenkaart geen overlap kan zijn (want dan zou je twee eigenaren hebben) en er mogen ook geen gaten vallen (grond die van niemand is). Ook moet er continuïteit zijn in de tijd. Gebouwen verdwijnen niet zomaar. Stoter: “Als je het concept van detailniveau en tijd opslaat als extra dimensie, dan kun je die correctheid simpelweg afdwingen. Anders moet je dat met aparte regeltjes inbouwen.”

Kloof overbruggen
Omstreeks 2009 kreeg Stoter een briljant idee. Ze was afgestudeerd in de fysische geografie aan de Universiteit Utrecht, had ruimtelijke analyses gemaakt voor milieueffectrapportages, was daarna in Delft gepromoveerd (2000-2004) op 3D-kadaster en werkte aansluitend bij de Universiteit Twente aan generalisatie van kaarten (het automatisch afleiden van kaarten op laag detailniveau vanuit kaarten met veel detail). Ze merkte dat veel academisch onderzoek ongebruikt bleef liggen. “Dan hadden we iets moois gemaakt, maar het werd niet opgepakt door de praktijk omdat het te ingewikkeld was of niet aansloot. Er was meestal net iets meer onderzoek nodig om die kloof te overbruggen.” Dus stapte ze in 2009 naar het Kadaster, naar Geonovum (maakt geo-informatie van de overheid toegankelijk) en de TU Delft. Door bij elk van die organisaties te gaan werken (twee dagen bij urbanism bij Bouwkunde, twee dagen Kadaster, één dag Geonovum) kon ze het academisch onderzoek zelf naar de praktijk brengen. Sindsdien koppelt ze onderzoekers aan gebruikers.

Het gevolg is dat landen als Singapore, China, Korea en Bahrein, Nederland nu om advies vragen. “Daar is het proces vaak gedreven door technologie. Dan is er een 3D-model gemaakt zonder de gebruikers erbij te betrekken. Ze vragen ons dan achteraf om de 3D-data te valideren, corrigeren of verrijken voor toepassingen zoals berekeningen over luchtstromingen of het energiegebruik.”

Verschuivende standaard
Tijdens haar promotieonderzoek, vijftien jaar geleden, stonden 3D-ontwerpprogramma’s nog in de kinderschoenen. Nu is het de standaard, zeker bij complexere gebouwen als het Delftse treinstation. Voor de overheid, in dit geval het Kadaster, bestaat de standaard nog uit platte kaarten, maar wel met de mogelijkheid om er 3D-modellen naadloos in te passen. Stoter verwacht dat over tien tot vijftien jaar 3D-stadsmodellen de standaard zijn. “Mensen die er nu over moeten besluiten zijn niet gewend aan 3D, maar dat is een generatie-dingetje.”
|

3d.bk.tudelft.nl 

ahn.nl

Blijf op de hoogte van het onderzoek

Ontvang de Delft Integraal nieuwsbrief 4 keer per jaar