Plan de wereld in 3D

Past een windmolen straks in het omringende landschap? En welk afvoerputje overstroomt het eerst bij een extreme hoosbui? 3D-informatie dicht de kloof tussen theorie en werkelijkheid.

Wie Jantien Stoter (43) hoort spreken, zal zich eerder afvragen wat er níet dan wat er wél mogelijk is met een driedimensionale benadering van onze leefomgeving. Zo oneindig lijken de toepassingsmogelijkheden van 3D-gegevens. De nieuwe Delftse hoogleraar geo-informatie is er dan ook van overtuigd dat 3D de toekomst is, waar het gaat om het begrijpen, ontwerpen, plannen en beheren van de wereld om ons heen. "De wereld is in 3D, dus laten we de complexe werkelijkheid ook op die manier modelleren."

Nederland is een van de bestbemeten landen ter wereld, maar het merendeel van al die meetgegevens is opgeslagen in 2D. Een topografische kaart bijvoorbeeld kan nog zo gedetailleerd zijn, het is de ruimtelijke dimensie die eraan ontbreekt. Hoe hoog een gebouw, een boom of een trottoir is, is er niet op te zien. Evenmin kun je in het platte vlak berekenen hoeveel schaduw een nieuw flatgebouw op de omgeving zal werpen, hoe de wind om een gebouw zal waaien, hoe geluid zich beweegt, hoe fijnstof zich door een stad verspreidt en hoe het water afstroomt van daken en door straten.

"Toevoeging van de derde dimensie zet", aldus Stoter, "de in 2D-modellen platgeslagen werkelijkheid weer in de ruimte en verandert een geografische kaart in een digitale maquette, die veel meer informatie biedt en waarop je allerlei analyses en berekeningen kunt loslaten die zonder de ruimtelijke component onmogelijk zijn."

De impact van grote infrastructurele en in het landschap ingrijpende projecten zoals de plaatsing van windmolens kan ook voor burgers inzichtelijker worden gemaakt, als de plannen in 3D worden gepresenteerd.

Laserstralen

"Op een platte kaart ingetekend, is het moeilijk je een voorstelling te maken van hoe een windmolenpark er in werkelijkheid in het landschap uit zal zien. Ook kun je op een 2D-kaart niet het verschil zien tussen het effect van een molen van 90 meter en een van 130 meter. Hoe vallen straks de slagschaduwen van de molenwieken? En hoeveel lawaai zullen de molens maken? Een topografische kaart geeft daar geen antwoord op, maar in een driedimensionaal model kan dat, met softwaresimulaties, wel worden berekend", vertelt Stoter enthousiast.

In maart van dit jaar is er een landsdekkende digitale hoogtekaart van Nederland als open data beschikbaar gekomen. Een internationaal unicum, zegt Stoter, dat voor een heel land en in zo'n hoge resolutie - 8 hoogtepunten per vierkante meter - hoogtedata zijn ingewonnen. "Rijkswaterstaat, de waterschappen en de provincies hebben de data verzameld. Hoe? Met laserstralen vanuit vliegtuigen. Zodra de laser een gebouw raakt of een boom of het maaiveld, kaatst hij terug. Uit al die meetpunten tezamen, waarvan de hoogte met kleur kan worden weergegeven (de laagste punten zijn blauw, de hoogste rood) kun je de hoogte en zelfs de vorm van een object aflezen."

Stoeprandje

De voorbeelden die Stoter op haar laptop laat zien, zijn verbazingwekkend: op de pieren van Schiphol zie je de vliegtuigen staan, de bijzondere stervormige architectuur van vesting Bourtange in Groningen tekent zich scherp af en het ecoduct over de A2 is niet voor iets anders te verslijten: het lijken wel luchtfoto's.

Door deze metingen te combineren met bestaande 2D-informatie van gemeenten, provincies en bijvoorbeeld nutsbedrijven - hier staan gebouwen, daar bomen, hier loopt een weg, dit is een afvoerput - kan een 3D-weergave van de werkelijkheid worden opgebouwd. Het Kadaster, waaraan Stoter ook is verbonden, is daarmee bezig in samenwerking met bedrijfsleven en universiteiten. Het hoopt een eerste proefversie van een 3D-kaart van Nederland eind november klaar te hebben.

De meetmethode met laserstralen is zo nauwkeurig dat zelfs de hoogte van een stoeprandje ermee kan worden bepaald. Ook laat de hoogtemeting zien of een weg hol of bol is, een dak plat of schuin, waar het laagste punt is in een stad, enzovoorts. "Dat is erg nuttige informatie, onder andere ook met het oog op klimaatverandering", benadrukt Stoter. "Naar verwachting zullen weersextremen in de toekomst toenemen. Tegelijkertijd asfalteren steeds meer burgers hun achtertuintjes. Dan is het voor een gemeente wel belangrijk om te weten hoe het water afstroomt in haar stad, waar het laagste punt is, welke put het eerst overstroomt. Met alleen 2D-gegevens zonder hoogte-informatie is daar onmogelijk achter te komen, maar in een digitaal 3D-model lukt dat wel. Daarin kun je met software een overstroming simuleren en zo voorspellen wat er zal gebeuren bij echte wateroverlast. Met dergelijke simulaties kun je eveneens visualiseren hoe fijnstof of geluid zich verspreidt door de stad."

"Ook kun je in een 3D-model het effect van nieuwbouwplannen bekijken. Maximale bouwhoogtes worden vastgelegd in 2D. Maar pas als je een bouwplan in 3D bekijkt, kun je net als bij een windmolenproject zien hoe dat nieuwe flatgebouw past in de bestaande omgeving en welke gebouwen erdoor in de schaduw komen te liggen. Nog een voordeel van een 3D-model van de werkelijkheid is dat informatie over wat bovengronds en ondergronds ligt, erin gecombineerd kan worden. Zijn er onderdoorgangen in gebouwen, nuttige informatie voor hulpdiensten, of met welke grondsoort heb je te maken? Als je bijvoorbeeld een tunnel wilt graven, kan uit een 3D-analyse blijken dat de gekozen locatie niet gunstig is en het tunneltracé beter verlegd kan worden."

3D is natuurlijk allang geen onbekend verschijnsel meer: gamers weten niet beter en veel mensen hebben al eens met zo'n brilletje op in de bioscoop naar een 3D-film gekeken. Maar toegepast op het ruimtelijke domein is 3D lange tijd alleen in onderzoek bestudeerd. Inmiddels gaan steeds meer overheidsorganisaties aan de gang met de opbouw van een 3D-datamodel van hun gebied. Zo hebben de gemeenten Eindhoven, Rotterdam en Den Haag al een 3D-model gemaakt van hun stad.

Tour de France

"Rotterdam heeft daarmee bijvoorbeeld berekend hoeveel platte daken de stad heeft waarop tuintjes zouden kunnen worden aangelegd. Belangrijke informatie, want groene daken kunnen regenwater langer vasthouden en zijn van invloed op de temperatuur, isolatie en het comfort in het onderliggende gebouw. De gemeente geeft subsidie voor begroeide daken en ook de waterschappen doen mee.

Rotterdam heeft zijn 3D-model ook gebruikt om in 2010 te laten zien op welke plaatsen de mooiste camerabeelden vanuit helikopters konden worden gemaakt. Zo wist de Tour de France-organisatie vooraf al welke beelden live zouden worden gebracht. Het is één van de redenen geweest waarom de Tour Rotterdam uitkoos als stad van de proloog. Het 3D-model van Rotterdam wordt eveneens veelvuldig gebruikt voor stedelijk ontwerp en het beheer van de openbare ruimte."

Stoter ziet nog veel meer mogelijkheden van 3D. "Realtime informatie uit de stad, gemeten met sensoren, kan worden gecombineerd met het 3D-stadsmodel, waardoor meteen zichtbaar is op welk plein of in welke straat het bijvoorbeeld heel druk is of waar veel fijnstof of een hoge geluidsbelasting wordt gemeten."

Belangrijke ontwikkelingen, al die 3D-activiteiten, vindt Stoter. "Maar ze zijn nog erg versnipperd. Zo kopen overheden (gemeenten, provincies, ProRail, Rijkswaterstaat) afzonderlijk in en zijn technieken en standaarden niet op elkaar afgestemd." Daarin wil de hoogleraar verandering brengen. "Ik wil toe naar één 3D-model van Nederland, met data op verschillende detailniveaus en bruikbaar voor een veelheid aan toepassingen. Een model waarvan iedereen gebruik kan maken, zowel overheid, wetenschap en bedrijfsleven als de burger."

De eerste stap op weg naar een 3D-doorbraak is gezet. Voorafgaand aan het uitspreken van haar oratie 'Geo-informatie van en voor iedereen' op 29 oktober in Delft, ondertekenden tijdens het symposium 'Doorbraak 3D' meer dan zestig personen uit de overheid, de wetenschap en het bedrijfsleven het 'Manifest 3D: De doorbraak naar Nederland in 3D'. Stoter is vol vertrouwen: "Binnen nu en tien jaar plannen we onze leefomgeving in 3D."

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden