Door klimaatverandering neemt de kans op extreme warmte, droogte en neerslag toe. Dit biedt grote uitdagingen, met name voor dichtbebouwde steden waar de ruimte schaars is. Bij de herontwikkeling van stedelijke gebieden moeten klimaatadaptieve vraagstukken goed worden afgewogen tegen andere opgaven. 

 

Het stationsgebied Amersfoort

Amersfoort werkt aan de herontwikkeling van het stationsgebied. Bij de afweging van verschillende opties, maakt de gemeenten gebruik van data en technologie. Bijvoorbeeld om verschillende opties inzichtelijk te maken. Uiteraard is technologie nooit leidend, maar ondersteunend in het proces. Want ook niet-meetbare doelen en resultaten belangrijk bij het herontwikkelen van gebieden.

Het stationsplein wordt als ‘entree naar de stad’ aantrekkelijker gemaakt om in te wonen, werken en recreëren. Het gebied moet aantrekkelijker worden voor fietsers en voetgangers en de gemeente neemt ook klimaatafwegingen mee in de herontwikkeling.

De casus

De gemeente Amersfoort experimenteert vanuit het Smart City programma in verschillende pilots en projecten met nieuwe technologieën en de inzet van data. Eén van de projecten waaraan zij deelneemt is het Europese project SCOREwater – een samenwerking tussen drie Europese steden waarbij de inzet van data en technologie voor klimaatadaptie centraal staat. Vanuit het project wordt in Amersfoort onder meer bodemvocht gemeten en is een voorspelmodel ontwikkeld om tijdig te waarschuwen voor wateroverlast, en meer tijd overblijft om maatregelen te nemen.

Daarnaast is samenwerking gezocht met de provincie Utrecht voor het ontwikkelen en inzetten van een digital twin. De provincie Utrecht werkt al een aantal jaren aan de ontwikkeling en inzet van digital twins, als hulpmiddel om een gezonde, veilige en duurzame leefomgeving te realiseren. Ook bij de provincie neemt de wens toe om bij gebiedsontwikkelingen slim om te gaan met data. Een digital twin kan hierbij ondersteunen, door data samen te brengen, gebieden te visualiseren en veranderingen door te rekenen. Provincie Utrecht heeft een eigen ‘model’ ontwikkeld, waarmee zij aansluit bij de ‘decentrale afwegingsruimte’ rond omgevingskwaliteit die de Omgevingswet provincies en gemeenten biedt en de kwaliteitsambities die de organisatie heeft bij gebieds-ontwikkelingen. In dit model worden verschillende gebiedstypen onderscheiden, zoals ‘Centrum Stedelijk’, ‘Groen Stedelijk’ en ‘Industrie’, waarvoor verschillende kwaliteitsambities gelden. Er is een vooraf gedefinieerd aantal kwaliteitsindicatoren (o.a. voor ‘luchtkwaliteit’, ‘geluidbelasting’ en ‘groen in de wijk’) opgenomen waarop gescoord wordt. De combinatie van deze twee geeft bij gebiedsontwikkeling aan wat de kwaliteitsscore voor elk van de thema’s is, zowel voor huidige situatie, als voor mogelijke plannen. Meer weten over deze aanpak? Klik dan op deze link.

De provincie wil dit middel graag samen met gemeenten inzetten en doorontwikkelen. Voor de gemeente Amersfoort bood de herontwikkeling van het stationsgebied een uitgelezen kans, omdat er meerdere opgaven spelen en een digital twin kan ondersteunen om goede integrale afwegingen te maken. Om tot een virtuele 3D presentatie van het stationsgebied te komen zijn openbare databronnen gecombineerd met gemeentelijke en provinciale data (zie figuur 1). 

Recept Stationskwartier Amersfoort Figuur1

Figuur 1 - Visualisatie gebiedsvisie van het stationskwartier Amersfoort in een digital twin (vrij naar Tygron).

 

De voorbereiding

De Amersfoortse digital twin heeft als doel te helpen bij het beantwoorden van de vragen: hoe ‘scoort’ het gebied nu? Welke thema’s zijn het meest urgent om op te pakken? Welk scenario zorgt voor het meest optimale stationsplein?

Voor de ontwikkeling van de digital twin zijn een aantal sessies georganiseerd. Tijdens de eerste twee sessies stond de opbouw van het model centraal. Tijdens deze sessies zijn keuzes gemaakt over de te gebruiken data, het gebiedsprofiel en welke indicatoren relevant zijn voor dit gebied. Ook is gekeken naar hoe het gebied momenteel scoort op die indicatoren. Normaal gesproken kost het veel tijd om alle betrokkenen op hetzelfde kennisniveau te brengen van de huidige staat van het gebied. De digital twin leverde hier snel meerwaarde. Op basis van standaard gekoppelde databronnen gaf de digital twin iedereen snel inzicht in de huidige staat van het gebied.

Vervolgens is gekeken naar de belangrijkste thema’s voor de herontwikkeling van het gebied. Deze zijn vooral gericht op milieu-eisen en klimaatadaptatie. Dat waren luchtkwaliteit, geluidsbelasting, hittestress en wateroverlast. Met het Tygron design platform werd zowel de huidige situatie inzichtelijk gemaakt en konden deze thema's worden doorgerekend. Dit is een functionaliteit waar de gemeente veel waarde in ziet; een digital twin maakt het tegelijk berekenen van het effect van keuzes op verschillende indicatoren mogelijk. Zo kan een digital twin ondersteunen bij het maken van integrale afwegingen.

Omdat het te verwachten effect op luchtkwaliteit van de verschillende ontwerpen niet erg groot zou zijn, is hiervan geen scenario gemaakt. Voor het doorrekenen van de effecten op de geluidsbelasting waren niet alle nodige data beschikbaar. Ook dit thema is daarom niet verder geanalyseerd met een digital twin.

Op het thema hittestress bleek meer mogelijk. Hierbij is onder meer gekeken naar de verschillen in PET-scores (een gestandaardiseerde weergave van de mate van hittestress die een gemiddeld persoon ondervindt), hoe schaduw zich over de dag ontwikkeld en het verkoelende effect van fonteinen. Deze input is gebruikt om te kijken naar het verschil in scenario’s, en of deze aan de verwachtingen voldoen. In figuur 2 is te zien hoe de visualisatie van PET-scores er in Tygron uit ziet.

Recept Stationskwartier Amersfoort Figuur2

Figuur 2 - Hittestress gesimuleerd met het Tygron Geodesign platform

Daarnaast is gekeken naar de mogelijkheid om het effect van regenbuien door te rekenen. De gemeente gebruikt hiervoor normaliter gedetailleerde modellen, die erg nauwkeurig zijn in het voorspellen van wateroverlast. Het doorrekenen van de effecten kost wel veel tijd. Een poging om dit in de digital twin op te nemen bleek niet eenvoudig, omdat veel handmatig werk nodig was om het rioleringsmodel goed te importeren. Daarbij ontstaat wateroverlast buiten het plangebied, waardoor de scenario’s weinig verschillen als het gaat om het voorkomen wateroverlast. Hierdoor is besloten om het importeren uit te stellen en bij een toekomstige herinrichting alsnog goed in te bouwen in de digital twin. Daarom is besloten om het toepassen van deze scenario’s door te schuiven naar een vervolgtraject.

In de digital twin is wel gekeken naar groenvoorzieningen en hittestress. Uit de ontwerpscenario’s kwamen verschillende PET-scores, schaduw en verkoeling naar voren. De uitkomsten van deze analyses zijn als input meegegeven aan de projectgroep en de betrokken landschapsarchitect. Zij hebben dit meegenomen bij het opstellen van het voorlopige ontwerp van het gebied.

Ingrediënten

Om deze digital twin te maken heeft de gemeente Amersfoort samen met de provincie Utrecht haar beschikbare data ontsloten en gevisualiseerd. Hierbij is geput uit een aantal databronnen. Denk aan 3D gebouwen (LOD2), een aantal referentielagen en gegevens uit het stelsel van basisregistraties zoals BAG, BGT en BRK. Ook is provinciale en gemeentelijke omgevingskwaliteitsdata gebruikt, onder meer over bomen, omgevingsveiligheid, geluidsbelasting en ondergrond. En daarnaast de verschillende ontwerpscenario’s van de gemeente. De berekeningen voor hittestress, luchtkwaliteit, wateroverlast en geluidsbelasting, en visualisaties zijn gemaakt met Tygron (zie figuur 3).


Recept Stationskwartier Amersfoort concept v1-1
Figuur 3 Overzicht van de ingrediënten voor de digital twin Stationsgebied Amersfoort

In de digital twin komen beschikbare datastromen op een overzichtelijke manier bij elkaar. Met behulp van het Tygron Geodesign Platform kunnen gebruikers het gehele gebied simuleren. Hierdoor is een relatief groot gebied herkenbaar en in samenhang te bekijken. Om de data eenvoudig en gestandaardiseerd beschikbaar te maken voor de reken- en simulatiemodellen zijn standaard interfaces en/of dedicated API’s aangeroepen.

De waarde

Met de digital twin kunnen de gemeente en provincie veel gerichter te werk gaan. Zo levert de inzet van een digital twin aan de voorkant van gebiedsontwikkelingen op dat betrokken beleidsmedewerkers eenvoudiger en sneller een scherp beeld krijgen van de huidige kwaliteit en de kansen en beperkingen voor het gewenste ruimtelijke plan. Dit zorgt voor betere gesprekken over welke thema’s urgent en minder urgent zijn, en aan welke maatregelen prioriteit moet worden gegeven.

Als later in het proces nieuwe ontwerpen beschikbaar zijn, kan een digital twin worden gebruikt om verschillen inzichtelijk te maken. Zo krijg je inzicht in het effect van bepaalde keuzes, en kan je deze integraal afwegen. Ook kan je eenvoudiger rekenen met en aan verschillende scenario’s. Met de schaarse ruimte die er is en de meervoudige opgaven waar steden de komende jaren mee te maken krijgen, wordt dit alleen maar belangrijker. Daarbij is het een uitdaging om modellen zo in te richten dat deze en kwalitatief goed zijn, en op zo’n manier ingericht zijn dat zij voldoen aan de behoeftes van de verschillende betrokken partijen; van overheid tot markt, en van inwoners tot beleidsprofessionals.

Tot slot levert een digital twin betere samenwerking op tussen verschillende overheden. Voor de gemeente Amersfoort en provincie Utrecht heeft de samenwerking een structureel karakter heeft gekregen. Zij werken inmiddels samen met onder andere het RIVM en de gemeente Hilversum onder de vlag van de Data en Kennis Hub Gezond Stedelijk Leven, gericht op het ontwikkelen van instrumenten die bijdragen aan een gezonde leefomgeving. Door samen te werken aan Digital Twins en door hier kennis en inzicht over te delen wordt de waarde vergroot.

 

Meer informatie

Naschrift: Deze 'best pracise' is uitgevoerd in 2021 en als pilot ‘digital twin stationsgebied Amerfoort inmiddels afgerond.