Geografie als platform voor Digital Twins

Geo-informatietechnologie, Bouwwerk Informatie Modellen (BIM) en interactieve 3D-omgevingen raken steeds meer met elkaar verweven. Dit roept de vraag op hoe Digital Twins van de fysieke omgeving een rol kunnen spelen in het simuleren van locaties, hele steden of zelfs grotere ruimtelijke systemen. Diverse organisaties zitten met vragen over welke rol GIS
speelt in de Digital Twin-strategie. In dit artikel leest u Esri’s visie daarop.

Als een Digital Twin tot doel heeft om inzicht te geven in een historische staat, performance of een toekomstig scenario, dan is er een direct voordeel om GIS-data over het object of de directe omgeving mee te nemen. GIS kan worden gebruikt om een Digital Twin te creëren van natuurlijke omgevingen en bebouwde omgevingen en kan gebruikt worden om verschillende representaties van de echte wereld met elkaar te integreren. 

Voor op zichzelf staande objecten, zoals technische onderdelen van een motor, kan het gehele object uitstekend gerepresenteerd worden in een alles omvattend datamodel waarin ook simulaties uitgevoerd worden om hypotheses te testen. Voor objecten in de fysieke leefomgeving of natuurlijke systemen geldt dat data over bodem, materiaal van assets, het weer, verkeer, onderhoud en kabels en leidingen allemaal opgeslagen wordt in verschillende datamodellen. Met verschillende detailniveaus, kwaliteit, resolutie en verschillend eigenaarschap. GIS is in deze context de enige technologie die een eenvoudige en begrijpelijke sleutel biedt om al deze informatie te verbinden, namelijk met locatie. Complexe analyses kunnen worden toegepast op uiteenlopende datamodellen en datasets. 

GIS biedt ook mogelijkheden voor het simuleren van diverse fenomenen en dynamieken in de wereld om ons heen. Voor het uitvoeren van eenvoudige analyses, zoals het verkennen van de schaduwwerking van nieuwe objecten in de bestaande context, geavanceerde geoprocessing-workflows om bijvoorbeeld veranderingen in grote utility netwerken te analyseren en de resultaten te presenteren in een overzichtelijk dashboard. Daarnaast biedt GIS een platform voor het integreren van diverse specialistische analyses van verkeerskundigen, hydrologen of geluidsmodelleurs met locatie als de gemeenschappelijke sleutel. GIS biedt daarmee ook een opstap naar een meer levendige manier van presenteren door integraties met game-engines voor mooie visualisatie, Virtual Reality en Augmented Reality-ervaringen. 

De mogelijkheden om geografische data te gebruiken in game engines voor het maken van mooie renderings, VR-ervaringen of AR-ervaringen worden steeds meer uitgebreid. Met de komst van de ArcGIS Maps SDK for Unity & Unreal Engine is uw Digital Twin direct als webservices te streamen naar deze twee bekende game engines. 

Op dit moment kunnen organisaties met behulp van GIS fotorealistische modellen, 3D, realtime-feeds en dynamische data combineren in interactieve Digital Twins van complexen, transportsystemen of steden. Tienduizenden organisaties wereldwijd werken al samen om een steeds betere basis te maken voor Digital Twins in de Levende Atlas van de Wereld. Rondom deze Levende Atlas ontstaat een ecosysteem waarin domeinexperts intelligentie toevoegen in de vorm van voorspellende modellen, simulaties, AI-algoritmes, Deep Learning-packages en nog veel meer content voor Digital Twins. Deze ontwikkelingen gaan enorm snel, de Levende Atlas wordt steeds rijker en het ecosysteem breidt zich steeds verder uit. De onderdelen van de Digital Twins in dit ecosysteem zijn benaderbaar via Open Standaarden, API’s, REST-services en dataformaten die integratie met andere enterprise-systemen zo laagdrempelig mogelijk maken. Op basis van deze services kunnen organisaties Digital Twins toepassen volgens een ‘total experience’-strategie – met verkenningen op mobiele devices, tablets, computers, VR-headsets en in andere vormen.

GIS helpt organisaties al tientallen jaren bij het modelleren, analyseren en beheren van assets en systemen, om de wereld te zien als één ecosysteem waarin we opgaven integraal kunnen bekijken. Nieuwe ontwikkelingen in technologie, zoals game-engines, realtime datafeeds en extended reality bieden aantrekkelijke nieuwe mogelijkheden om interactievere, rijkere ervaringen te creëren voor een breed publiek. Om zo de wereld om ons heen te verkennen en te analyseren. De komende jaren blijven we deze ontwikkeling verder brengen op het gebied van reality capture, integratie met BIM, IoT-ontwikkelingen, integratie met beheersystemen om zo een nog rijkere set aan mogelijkheden te bieden om Digital Twins te maken, beheren en analyseren met behulp van geografie. Dit biedt een platform dat helpt om te zoeken naar slimme oplossingen voor de opgaven waaraan we samen werken.     

Wat is een digital twin? 

Digital Twins (Digitale Tweelingen) zijn virtuele representaties van de echte wereld, zoals fysieke objecten, processen, relaties en gedragingen. Als we in relatie tot GIS of geografie spreken over Digital Twins, dan hebben we het over virtuele modellen van fysieke objecten of natuurlijke systemen in de wereld om ons heen. Deze virtuele modellen bestaan uit informatiemodellen, data, rapportages, analyses en een gebruikerservaring. Ze worden ingezet om de huidige situatie vast te leggen, de status te monitoren en toekomstige scenario’s te voorspellen. Daarnaast worden ze gebruikt om veranderingen over tijd te visualiseren. Een status in het verleden, een representatie van de huidige situatie of in de toekomst. Het hoeft niet perse een exacte kopie te zijn van de wereld op dit moment en ook niet alle elementen te bevatten.

“Dé digital bestaat niet, iedereen kan vanuit zijn eigen perspectief werken aan een Digital Twin voor de opgave waar zij voor staan om zo waarde toe te voegen”, aldus Niels van der Vaart, verantwoordelijk voor innovatie bij Esri Nederland.