Stadtklima-Simulation

Kennen Sie Ihr Stadtklima?

Klimawandel und Handlungsdruck in Städten

Europäische Großstädte, aber auch mittelgroße und kleinere Kommunen, sind zunehmend von den Folgen des Klimawandels betroffen. Besonders Hitzeinseln sowie eine eingeschränkte Versorgung mit Kalt- und Frischluft stellen die Stadtplanung vor neue Herausforderungen.

Um geeignete Maßnahmen zur Klimaanpassung zu entwickeln, müssen die Auswirkungen geplanter Veränderungen frühzeitig bewertet werden. Ebenso ist eine anschauliche Darstellung stadtklimatischer Zusammenhänge wichtig, um Planungsprozesse transparent zu machen und die Akzeptanz kommunaler Entscheidungen zu fördern.

Bisher sind Städte und Kommunen mit sehr aufwändigen und damit teuren und langwierigen Verfahren zur Simulation von Temperatur, Temperaturindizes, Wind- und Luftschadstoffverteilung konfrontiert.

Lösung

GEOSYSTEMS stellt eine webbasierte SaaS-Lösung bereit, mit der Kommunen wesentliche stadtklimarelevante Parameter simulieren können - flächendeckend für ganz Deutschland.

Die für die Simulation erforderlichen Geodaten werden bereits innerhalb der Anwendung zu einem simulationsfähigen Datenbestand aufbereitet. Grundlage sind aktuelle amtliche Geodaten sowie speziell entwickelte, teilweise KI-gestützte Algorithmen. Eine aufwändige Datenintegration durch den Anwender entfällt.

Die Simulationsberechnungen erfolgen in einer Cloud-Umgebung und werden über wenige Eingabeparameter gestartet. Die Ergebnisse stehen sowohl im integrierten Webportal als auch über standardisierte Schnittstellen für bestehende Fachanwendungen zur Verfügung.

Die Modellierung ist VDI-zertifiziert und wird wissenschaftlich begleitet. Dadurch stehen belastbare Ergebnisse für unterschiedliche Anwendungsfälle in Planung und Verwaltung zur Verfügung – unabhängig davon, ob bereits Erfahrung mit Simulationsverfahren besteht.

Mithilfe projektbezogener Was-wäre-wenn-Szenarien lassen sich die Auswirkungen geplanter Maßnahmen auf Luftströmungen, Temperaturverteilungen und planungsrelevante Indizes wie HIP, PET, UTCI oder WBGT analysieren und visualisieren.

So können Klimaanpassungsmaßnahmen fachlich fundiert bewertet und Planungs- sowie Entscheidungsprozesse wirkungsvoll unterstützt werden.

Web-Interface zur Definition des Analysegebietes und der stadtklimatischen Ausgangsparameter. Hier am Beispiel "Windfeld".

Simulationsviewer zeigt die simulierten Windströmungen.

Ergebnisse

Klima- und Gesundheits-Indikatoren

HIP (Heat Island Potential), PET (Physiological Equivalent Temperature), UTCI (Universal Thermal Climate Index) und WBGT (Wet-Bulb Globe Temperature)
Luftzirkulation / Windfeld
Lufttemperaturen
Sonnenstunden
Schadstoffkonzentration und -verteilung (geplant)

Simulationsviewer zeigt WBGT (Wet Bulb Globe Temperature)

Rechts: Sentinel 3 LST Daten der Stadt Essen. Deutlich erkennbar die erhöhten Temperaturen (dunkles Rot) im Bereich der Bahngleise und bei dichter Bebauung.

Funktionen

SaaS Browser-Frontend: einfache Bedienung - individuelle Nutzung

Gemäß VDI Richtlinie 3783 (Fall C5)
Freie Auswahl des zu simulierenden Bereiches (quadratische Ausdehnung)
3D-Voxel-Auflösung für die Simulation: 1 m
Optionaler Layer: Deep Learning Super Resolution aus Sentinel 3 LST-Daten mit 10 m Auflösung zur Erkennung von Hitzeinseln
Einfache Bedienung über grafische Benutzeroberfläche
Webbasierte Lösung, daher kein Installationsaufwand
Vollautomatisierte Simulation als Solution-as-a-Service (SaaS) in der Cloud
Visualisierung der Ergebnisse im Web-GIS bzw. Übergabe an kundeneigene GI-Systeme
Integration der Ergebnisse im Digitalen Zwilling
Berücksichtigung vorhandener Grünflächen
Amtliche Geodaten, flächendeckend für Deutschland als Datenbasis

Planen Sie heute die Stadt von morgen – mit präzisen Stadtklima-Simulationen. Gestalten Sie urbane Räume, die den Menschen in den Mittelpunkt stellen.

- Armin Hoff, Geschäftsführer GEOSYSTEMS GmbH