3DNL - Nederland vanuit elke hoek

Slimme digitale tweelingen die real-life geo-informatie weergeven, bieden waardevolle inzichten en ondersteunen de analyse en interpretatie van een oneindige hoeveelheid data uit de echte of digitale wereld. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om de workflow en planning voor commerciële en overheidsklanten te verbeteren. 3DNL is de eerste fotorealistische digitale tweeling van heel Nederland. Het is gebaseerd op een combinatie van luchtfoto's en LiDAR-data, ingewonnen met een Leica CityMapper-2 airborne sensor, en toegankelijk gemaakt via Cyclomedia's Street Smart-webviewer die wordt gehost op HxDR, het cloudgebaseerde opslag-, visualisatie- en samenwerkingsplatform van Hexagon. 

3D Digitale realiteit is een echte game-changer

Cyclomedia levert al tientallen jaren 360-graden visualisaties op straatniveau, verzameld met een gepatenteerde, op een voertuig gemonteerde camera. Sinds 2018 is er een LiDAR-sensor toegevoegd aan de eigen mobiele kaartoplossing. Deze uitgebreide datasets op de grond maken de extractie van lichtmasten, rioolputten en tal van andere objecten mogelijk, waardoor inzicht wordt verschaft in een groot aantal gemeentelijke beheer- en planningstoepassingen en voor commerciële activiteiten.

Cyclomedia is zich bewust van de toenemende vraag naar 3D data en wil haar positie als voorkeurleverancier van luchtfoto's behouden. Daarom heeft cyclomedia de voordelen ingezien van het creëren van een innovatieve hybride dataset, die zowel prijs- als productvoordelen biedt. Met de creatie van 3DNL heeft het bedrijf een veelzijdige digitale tweeling geproduceerd. Naast het directe gebruik in Street Smart, kunnen de 3D-gegevens ook worden gestreamd of gedownload voor gebruik in applicaties van derden.

"We maken een grote impact door een nieuwe manier te creëren om met data om te gaan en inzichten te ontwikkelen om slimmere steden te creëren, efficiëntere bouwprojecten te realiseren en informatie uit de data af te leiden om kennis te verschaffen", zegt Thomas Pelzer, product manager, Cyclomedia. "Nederland is onze primaire markt voor het maken van een fotorealistisch 3D-model met een perspectief vanuit de lucht en voor het testen van de reactie van de markt op deze nieuwe propositie."

3DNL mesh van de Oude Kerk in Delft.

Leica CityMapper-2, de state-of-the-art hybride airborne sensor, is perfect geschikt voor het efficiënte en nauwkeurig in kaart brengen van steden. De gelijktijdige acquisitie van oblique beelden en LiDAR puntenwolken produceert perfect geregistreerde consistente gegevens. Het smalle gezichtsveld minimaliseert occlusies terwijl het schuine scanpatroon gevels van gebouwen vanuit alle hoeken vastlegt. Eén vlucht in plaats van twee vermindert de milieu-impact, verlaagt de kosten van gegevensverwerving en maakt gebruik van beperkte vliegvensters.

Het belangrijkste voordeel van het gebruik van een hybride systeem ligt echter in de kwaliteit van de eindresultaten. Systemen die uitsluitend op beelden zijn gebaseerd, hebben moeite om nauwkeurige gegevens te verstrekken in schaduwen, nauwe stedelijke passages en onder vegetatie. LiDAR-gegevens vormen een perfecte aanvulling op beeldgegevens om de leemten op te vullen. Omdat het een actieve sensor is, is er geen licht nodig om nauwkeurige meetpunten te creëren en kan het data leveren onder vegetatie. Tegelijkertijd zijn de beeldgegevens van cruciaal belang voor het genereren van 3D-modellen met textuur. Een hybride sensor levert meer informatie, nauwkeurigere metingen en gladdere oppervlakken in de mesh. 

"Het toevoegen van een LiDAR sensor aan een oblique camera, zoals aanwezig in de Leica CityMapper-2, is een game changer. Wij hebben een sterke voorkeur voor hybride gegevens en er zijn veel voordelen verbonden aan het bundelen van onze krachten op het gebied van acquisitie en ontwikkeling met een groot wereldwijd bedrijf als Hexagon", zegt Pelzer. "Wij zijn altijd op zoek naar nieuwe manieren om best-in-class producten op de markt te brengen en Hexagon deelt ons enthousiasme voor innovatie."

3DNL-afstands- en hoogtemetingen

Ongeëvenaarde 3D Mesh kwaliteit

Om Nederland in zijn geheel onder gunstige omstandigheden in beeld te brengen, is Cyclomedia een samenwerking aangegaan met Hexagon om elk jaar tussen februari en oktober luchtfoto's te maken en een zo goed mogelijke dataset te produceren. Na verwerking met de Leica HxMap software zijn de luchtfoto's en LiDAR data als input omgezet in een mesh en toegevoegd aan 3DNL. De 3D data wordt gehost op HxDR en volledig geïntegreerd in Street Smart. HxDR maakt het mogelijk de geospatiale data en software te visualiseren door gebruikers wereldwijd. 

"De geometrisch nauwkeurige 3D kaarten en modellen binnen 3DNL kunnen worden gebruikt in vele toepassingen door gebruik te maken van Street Smart's functionaliteit," zegt Chantal Brick, marketing manager, Cyclomedia. "HxDR voegt flexibiliteit toe door met ons samen te werken om aan de technische behoeften van Cyclomedia te voldoen."

Cyclomedia's Street Smart viewer biedt een eenvoudige manier om toegang te krijgen tot de gehoste dataset en omvat een visualisatietool plus andere belangrijke functies en functionaliteit zoals schaduwanalyse, BIM-modellen, doorsneden en metingen. Het ondersteunt ook de virtuele samenwerking van projectbetrokkenen op elk gebied.

De hoogwaardige 3DNL-dataset is direct beschikbaar voor gebruikers. Cyclomedia biedt klanten toegang tot de complete uitgebreide 3D database via een abonnement. De gegevens zijn dus niet alleen virtueel, maar ook economisch toegankelijk voor iedereen die met 3D-gegevens wil of moet werken. Het product is zeker goedkoper dan het uitbesteden van inwinnen op maat en het maken van 3D mesh.

3DNL netwerk van station Utrecht

Praktische toepassingen

Hexagon en haar partners hebben grote stappen gezet in het creëren van een digitale omgeving waarin belanghebbenden en burgers ontwikkelingen kunnen plannen, visualiseren en simuleren. Taken zoals het importeren van CAD en BIM gegevens, het importeren van reality capture gegevens, automesh van reality capture gegevens, virtuele rondleidingen en flythroughs, annotaties en fotosfeerlocaties zijn mogelijk.

De brede waaier van toepassingen spreekt zowel de overheid als commerciële klanten aan. Een zonne-energiebedrijf kan bijvoorbeeld het model van een specifiek huis downloaden, de helling berekenen, een zonneplan maken en een voorstel aan de huiseigenaar voorleggen. Bouw- en engineeringbedrijven kunnen een interessant gebied downloaden, een nieuw gebouw ontwerpen en de meest efficiënte toegang en logistiek voor de bouwfase bepalen. Een overheidsinstantie kan berekenen hoeveel bomen er in een buurt staan, warmteplekken in kaart brengen en een schaduwanalyse uitvoeren. 

"Het is heel waardevol om elk aspect van een nieuw bouwwerk te kunnen visualiseren en te zien hoe het past in de bestaande omgeving voordat met de bouw wordt begonnen", legt Brick uit. "Lokale burgers kunnen bijvoorbeeld zien hoe een windturbine eruit zal zien en de impact ervan op de gemeenschap beter begrijpen terwijl ze het goedkeuringsproces doorlopen."

3DNL mesh van Utrecht

De samenwerking tussen Cyclomedia en Hexagon in dit baanbrekende 3D digitale tweelingproject demonstreert de mogelijkheden voor het op grote schaal gelijktijdig verzamelen van beelden en puntenwolken met de Leica CityMapper-2. 

"We zien 3D als een deel van een oplossing voor gebruikers in een verscheidenheid aan werkprocessen die zeer nauwkeurige gegevens nodig hebben, zoals we die aanbieden via reality capturing," zegt Pelzer. "We blijven werken aan de verbetering van de kwaliteit van zowel de input- als de outputgegevens, en aan het gebruik van de classificatie van de puntenwolken om objecten in de meshmodellen te identificeren. Door het produceren van multi-use datasets profiteren verschillende sectoren, zoals lokale overheid, bouw en techniek, infrastructuur, en wind- en zonne-energie allemaal van betere informatie. Ons doel op lange termijn bij Cyclomedia is om uit te breiden naar andere geografische gebieden met 3D, terwijl een volgende mijlpaal zal zijn om systematisch lucht- en straatniveau-inhoud te combineren."

Deze casestudy werd voor het eerst gepubliceerd in GIM International als onderdeel van de Aerial Mapping & Earth Observation Weeks 2022.