Gent in 3D

“Gent in 3D” bouwt de Stad Gent digitaal in 3 dimensies volledig na. Op verschillende schaalniveaus worden gebouwen, straten, pleinen, bomen, enz in een digitale 3D-stad ingepast. Van publieke gebouwen worden zelfs interieurs mee opgenomen in 3D. “Gent in 3D” wil allesomvattend zijn: het gebruik van dat digitaal 3D-model beperkt zich niet tot één groep specialist-gebruikers, maar alle actoren van burger tot beleid, van ontwerper tot ambtenaar moeten er optimaal gebruik van kunnen maken. Het is zowel een technisch als een artistiek instrument. 

De Stad Gent bouwde als enige stad in België een belangrijke palmares op inzake gebruik van 3D-technologie in Ruimtelijk beleid. Als pionier in het gebruik van 3D-modellen krijgt Stad Gent daarvoor al sinds 2009 subsidie van Europa via het innovatieprogramma van EFRO (Europees Fonds voor Regionale Onwikkeling), dit loopt nog tot 31 maart 2014. En er is ook een nauwe samenwerking met Digipolis, AGIV (Agentschap Geografische Informatie Vlaanderen), Universiteit Gent en Luca Arts (Hogeschool Wetenschap en Kunst).

Voorgeschiedenis

Stad Gent begon al in de jaren 80 van vorige eeuw met digitaal tekenen (C.A.D. Computer Aided Design) in de stadsdiensten. De eerste wijk die volledig in AutoCAD (2D) op perceelsniveau werd ingetekend was de Sas- en Bassijnwijk in 1988, in het stedenbouwkundig onderzoeksrapport als basis voor de aanvraag tot erkenning van herwaarderingsgebied. In 1987-1988 werd wel al eens geëxperimenteerd met 3D-tekeningen voor de Sas- en Bassijnwijk, maar computers en software waren toen niet krachtig genoeg om daar vlot mee om te gaan.  De eerste 3D-modellen voor de volledige stad werden al in 1989 gemaakt door de topografische kaarten hoogtes mee te geven.

In 1991 startte in Gent het eerste proefproject G.I.S. (Geografisch Informatie Systeem) waarbij allerlei informatie over ruimtelijke objecten zoals huizen, bomen, straten, in een databank kon gebruik worden voor ruimtelijke analyses en inkleuringen van digitale kaarten.  Bij de opmaak van het R.O.S. (Ruimtelijke ontwikkelingsstructuur) werd voor het eerst een vrij gedetailleerde digitale 2D-kaart gemaakt van de stad die in 1993 ook het eerste goedgekeurde digitale grafische beleidsinstrument zou worden. In 1996-1997 werd voor het eerst gebruik gemaakt van Virtuele Realiteit. Er werd toen een 3D-model gemaakt dat moest aantonen hoe het centrum van Gent er zou uitzien na het verkeersvrij maken van de binnenstad met het nieuwe mobiliteitsplan. In 1999 werd 3D ingezet voor de beleidskeuze tussen het Rodenhuizetraject en het Siffertraject voor de noordelijke sluiting van de R4. Voor het eerst bepaalde een 3D-model mee de beslissing van de conceptuele trajectkeuze die nadien in Structuurplan Vlaanderen en Structuurplan Gent werd opgenomen.

In het jaar 2000 werd ook de volledige omgeving tussen Dampoort en Muide digitaal in 3D nagebouwd ter voorbereiding van het Stadsonwikkelingsproject Scharnier, nu gekend als project “Oude dokken”.  De eerste embryonale en visonaire ontwerpen voor het gebied en van de Handelsdokbrug en de reconversie van de “blauwe kraan” werden in het 3D-model ingepast. Rond 2001 werd beslist het volledige projectgebied voor het openmaken van de Oude Nederschelde ook in een 3D-model na te bouwen. In 2003 was Gent ook de eerste Vlaamse stad die met 3D-GIS experimenteerde. Dat is de 3D-voorstelling van “attributen”, of kenmerken van ruimtelijke objecten. Bijvoorbeeld het in de hoogte uitzetten van het kadastraal inkomen van een perceel geeft een 3D-beeld, da niet fotorealistisch is, maar wel meer informatie geeft over waarde van percelen.  

De stad Gent besefte dat inzetten op digitaal 3D-tekenen een pak voordelen bood. Daarom werd in het College van Burgemeester en Schepenen in 2003 een stedelijke werkgroep “Gent in 3D” opgericht. Een aantal vertegenwoordigers van verschillende stadsdiensten hadden regelmatig overleg om 3D-initiatieven in verschillende beleidsdomeinen op elkaar af te stemmen.

Data-inwinning en verwerking

Er werd resoluut gekozen om 3D-scan technieken te gebruiken bij het opmaken van de digitale stadsmaquette. Een 3D-scanner gebruikt een laser-straal die vanuit het toestel vertrekt en botst op het eerste object dat die straal tegenkomt. Dat kan een gevel van een gebouw zijn, een lantaarnpaal, een stuk wegdek of een boom. In 2008 en 2009 werden al testen uitgevoerd met een gehuurde 3D-scanner, en in 2010 was Stad Gent de eerste gemeente in de Benelux die zélf een eigen terrestrische 3D-scanner aankocht. Sindsdien zijn heel veel 3D-scans van de stad gemaakt met soms millimeternauwkeurigheid. Het toestel van stad Gent kan tot 50.000 punten per seconde inscannen, waardoor met hele hoge resolutie en op korte tijd een groot gebied in 3D kan geregistreerd worden.   

In 2009 werden 14 km² van de Stad Gent (de ruime binnenstad, dus ongeveer binnen de kleine stadsring) van uit de lucht ingescand. Hierdoor ontstond een gigantisch grote puntenwolk met informatie over het maaiveld, (straten, pleinen, groen) en de eropstaande gebouwen.  Een beperkt deel van de stad werd via een externe opdracht ook via mobile scanning in beeld gebracht. Daarvoor rijdt een speciaal uitgeruste auto rond die openbaar domein en voorgevels van gebouwen in 3D opmeet. Dit zijn dus geen gewone foto’s maar echte xyz-punten. Dat betekent dat elk punt dat wordt geregistreerd exact in de ruimte bepaald wordt, centimernauwkeurig.

Nadat een 3D-scanner miljoenen en miljarden punten heeft verzamelt, ontstaat een soort puntenwolk, een wolk van al die afzonderlijk opgemeten puntjes van een gebouw, een wegdek, of een boom. Om daar vlot mee te kunnen werken maken we van vele punten die bijvoorbeeld deel uitmaken van één muur of één dakvlak, ook digitaal een vlak… Dat neemt minder digitale plaats en kan makkelijker worden ingekleurd. 

Voor de digitale reconstructie van de bodem wordt meestal met een TIN gewerkt, dat is een triangulatienetwerk, waarbij allemaal driehoeken aan mekaar worden gehangen die zo de hellingen in het landschap digitaal kunnen nabouwen. Voor de digitale reconstructie van gebouwen of andere objecten die op de grond staan worden volumes gemaakt door al die digitale vlakken aan mekaar te hangen.  Zo krijgen we een vectorieel volumemodel. Eens die digitale volumes zijn samengesteld herken je de vorm van een gebouw. Aanvullend worden dan ook nog digitale foto’s van die gebouwen met digitaal knip en plakwerk als het ware op die digitale vlakken geprojecteerd. Zo ontstaan digitale objecten die er identiek uitzien als de echte gebouwen. Niet alleen de vorm, maar ook de kleur is identiek aan de werkelijke toestand. Je kan natuurlijk de kwaliteit verhogen door alle details van een gevel ook in detail na te tekenen. Dat heet het optimaliseren van de morfologie.

Gent in 3D bekijken

De resultaten van deze vele jaren voorbereiding zijn ondertussen op diverse manieren te bekijken. De stad Gent beschikt ondertussen over 3 variante  3D-C.A.V.E.’s.  Een 3D-C.A.V.E. (Computer Aided Virtual Environment) is een box van 3,2 meter bij 3,2 meter. Eén zijwand is open en op de andere drie wanden wordt met retro-projectie (dus van àchter de schermen) een 3D-model levensgroot geprojecteerd. Als je midden de kubus gaat staan of zitten, kan je met een joystick doorheen de digitale stad navigeren (vliegen, wandelen varen). Het instrument wordt aangestuurd met specifieke software met behulp van 3 computers en 3 projectoren. De vaste installatie op verdieping 1, van AC Portus, Keizer Karelstraat 1, 9000 Gent is een hybride versie. Dat betekent dat 2 flanken kunnen open plooien onder 45° of 90° graden zodat 2 extra varianten ontstaan. De “geknikte” versie laat toe om met een 10-tal mensen IN de 3D-C.A.V.E. te vergaderen, dus alsof je IN het 3D-model overleg pleegt en makkelijker kan oordelen over bijvoorbeeld nieuwe projectontwikkeling in de Stad. De volledig opengeplooide versie laat toe om voor de volledige zaal tot 160 mensen door een 3D-model te navigeren. Zo ontstaat een videowall van 10 meter lengte op 2,4 meter hoogte.  Er is ook een mobiele versie beschikbaar (in een omgebouwde oude lijnbus) én een miniatuur tafelmodel van deze 3D C.A.V.E. 

Stad Gent experimenteert ook al van bij de start van het EFRO-project met een 3D-game engine. De technologie die in games wordt gebruikt kan namelijk ook perfect worden ingezet om nieuwe projectvoorstellen in de stad op fotorealistische wijze te communiceren. Vogeltjes die rondvliegen, water dat kabelt, patine op de gevels, bewegende mensen, … het hoort er allemaal standaard bij …

De digitale maquette van de binnenstad die al in 2009 dankzij het EFRO-project klaar was, werd gebruikt voor de 3D-geprinte maquette die in het STAM (Stadsmuseum) bovenop de hele grote luchtfoto staat die op de vloer ligt. Het gaat over 14km² binnenstad die op een schaal van 1/10.000 in een analoge maquette werd geprint van 3,2 bij 4 meter. In een witte kleur zweeft ze een meter boven de luchtfoto van de Stad. Zo liet “Gent in 3D” zijn sporen van bij de start van het Stam.

Begin 2014 zal je via de website in alle modellen van 'Gent in 3D' kunnen rondwandelen. Van zodra de toepassing actief is wordt dit via de pers kenbaar gemaakt. Alles is in voorbereiding ...

3D-Data Stad Gent ook voor architecten

Een groot probleem bij het opmaken en bijhouden van een digitaal 3D-model is de actualisatie. De stad is continu in beweging. Er worden objecten afgebroken (oude huizen, of infrastructuur) maar er komen ook elke dag objecten bij. Om te vermijden dat Stad Gent steeds de werkelijkheid achterna moet hollen en steeds het 3D-model moet aanpassen als al iets gebouwd is, heeft de Stad Gent als pionier een richtlijn goedgekeurd, waarbij architecten hun nieuwe projecten digitaal in 3D kunnen inpassen.  Dit biedt voor zowel de architect als de Stad Gent een meerwaarde. 

Na een overeenkomst tussen de architect en Stad gent, krijgt de architect gebruiksrecht op een deel van de 3D-stadsmaquette in een straal van vijftig meter rond het bouwperceel bij een bepaald project. De architect krijgt ook bruikleen van een extract uit het GRB (Grootschalig Referentie Bestand), en kan gebruik maken van een gedetailleerde puntenwolk in 3D (xyz-punten) van het bouwperceel. Zo kan de architect het architectuurontwerp intekenen in het 3D-stadsmodel waarbij hij bijstand kan krijgen van de Stad Gent. De architect kan ook met de bouwheer gebruik maken van de 3D-C.A.V.E. van de Stad Gent. Deze maatregel van de Stad Gent optimaliseert het voorbereidend werk van architecten bij het inwinnen van data over de omgeving van de bouwplaats. Het betekent tijdswinst om niet eerst zelf de omgeving in 3D te moeten natekenen bij de uitwerking van een nieuw project.

In ruil voor deze voordelen garandeert de architect dat de 3D-bouwplannen van een nieuw project in bruikleen worden gegeven aan de Stad Gent mits bepaalde voorwaarden. Zo zullen bijvoorbeeld interieurs van digitale 3D-tekeningen niet worden opgenomen in het stadsmodel onder meer omwille van privacyredenen.

De uitwisseling van digitale 3D-data tussen architecten en de Stad Gent is enkel een vereenvoudiging en optimalisering van wederzijds gebruik van 3D-tekeningen. De architect blijft intellectueel eigenaar van de 3D-tekening en de Stad Gent van het 3D-stadsmodel. Men deelt met mekaar strikt gereglementeerde gebruiksrechten. De technische randvoorwaarden op digitaal vlak worden geregeld in de richtlijn 3D-bouwtekeningen (zie Aanverwante info). De digitale randvoorwaarden zijn simpel gehouden en met een hele lage drempel. Het 3D-team van de Stad Gent staat ook ter beschikking voor digitale ondersteuning.

de brochure "Richtlijn 3D-bouwtekeningen" van Stad Gent kan je via DEZE LINK in pdf-formaat downloaden.

De toekomst

De 3D-maquette van de Stad Gent zal in de toekomst een heel belangrijke rol vervullen als 'parallelle digitale stad'. Geen enkel infrastructuurwerk, bouwwerk, of landschapsonderdeel zal nog gerealiseerd worden in de werkelijke wereld zonder dat het eerst geanalyseerd, ontworpen, geëvalueerd en gecommuniceerd zal zijn via de digitale maquette. Elk beleidsdomein zal gebruik maken van deze parallelle wereld, zowel beleidsvoorbereidend, als uitvoerend als evaluerend. 'Gent in 3D' zal ook aan iedereen de kans geven om digitale ideeën mee in te passen. Daarenboven zullen er heel veel nieuwe toepassingen ontstaan in samenwerking met de academische en de bedrijfswereld.

Verdere info:

Departement Strategie en Coördinatie - Gent in 3D

Mario Matthys, projectleiding 

Keizer Karelstraat 1, 9000 Gent. tel. 09 266 82 64

e-mail mario.matthys@gent.be

e-mail 3D-bouwtekeningen@gent.be

website : http://www.gent.be/gent3D