Ein Digitaler Zwilling für das Landschafts-management am Neckar

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Das HLRS entwickelt einen digitalen Zwilling der Neckarlandschaft in der CAVE.

In Zusammenarbeit mit dem Landkreis Ludwigsburg simuliert das HLRS Steilhänge entlang des Neckars, um Naturschutz- und Planungsmaßnahmen zu unterstützen.

Zu den charakteristischen Merkmalen der Neckarlandschaft im Landkreis Ludwigsburg gehören spektakuläre Weinberge, die auch wichtige Elemente der lokalen Kultur und Geschichte bewahren. An mehreren Stellen befinden sich die steilen Terrassen und die damit verbundene Landwirtschaft jedoch in einem prekären Zustand.

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Am 9. April 2024 präsentierten Wissenschaftler des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS) den Verantwortlichen der Kommunen in Ludwigsburg einen neuen digitalen Zwilling der Neckarterrassen. Der digitale Zwilling wird verwendet, um mögliche Veränderungen in dieser Kulturlandschaft zu simulieren und sie sichtbar zu machen. Die daraus resultierenden Modelle werden die Entscheidungsfindung im Hinblick auf eine nachhaltige Bewirtschaftung unterstützen.

Der Ludwigsburger Landrat Dietmar Allgaier begrüßte in einer Pressemitteilung zum Projekt den neuen Ansatz: „Wenn wir das Problem stringent in Angriff nehmen wollen, brauchen wir im Landkreis einen praktikablen und vollständigen Überblick über die Entwicklung in unseren Steillagen. Dazu müssen wir auch moderne Technologie einsetzen... Wir werden einen dramatischen Landschaftswandel erleben, wenn wir jetzt nicht handeln."

Portrait of attendees of Neckarterrassen digital twin kickoff event.

Bei einer Bootsfahrt auf dem Neckar stellte das HLRS Landrat Dietmar Allgaier sowie den Bürgermeisterinnen und Bürgermeistern im Landkreis Ludwigsburg den „Digitalen Zwilling“ vor. Foto: Landratsamt Ludwigsburg.

Claus-Peter Hutter, Präsident der Stiftung NatureLife-International und Initiator des Projekts: „Es geht darum, aus einer ganz anderen Perspektive als gewohnt einen besonderen Eindruck über den in Teilen schon weit fortgeschrittenen sowie drohenden Wandel der lieb gewonnenen Landschaft zu ermöglichen".

Simulation bietet datengestützte Werkzeuge für die Entscheidungsfindung

Digitale Zwillinge bieten detaillierte Modelle von physischen Orten in der virtuellen Realität. Dadurch integrieren sie verschiedene Arten von Datensätzen und erleichtern ihre Interpretation. In den vergangenen Jahren haben Visualisierungsexpert:innen am HLRS gezeigt, wie digitale Zwillinge die Entscheidungsfindung in Städten und Gemeinden unterstützen können. Digitale Zwillinge liefern ein datenreiches, realistisches Modell eines Ortes, ermöglichen effektivere, partizipative, datenbasierte Diskussionen und erlauben es, Szenarien virtuell zu simulieren.

Der digitale Zwilling der Neckarterrassen deckt die Länge des Flusses zwischen Stuttgart und Besigheim ab. Obwohl der digitale Zwilling sich noch in der Entwicklung befindet, rechnet das HLRS-Team mit unterschiedlichen Anwendungen. So könnten beispielsweise Starkregenereignisse oder Erdrutsche simuliert werden, um mögliche Risiken zu ermitteln. Wenn im Laufe der Zeit neue Vermessungsdaten zur Verfügung stehen und in den digitalen Zwilling eingespeist werden, könnten auch Erosion und anderer Verfall an den Steilhängen durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz dokumentiert werden.

Darüber hinaus lässt der digitale Zwilling Planungsszenarien virtuell simulieren. Mithilfe der daraus resultierenden Informationen könnten Akteuren in lokalen Kommunen besser absehen, wie sich mögliche Entscheidungen auf die Landschaft auswirken. In einigen Fällen könnte der digitale Zwilling die Bewertung von Nutzungsmöglichkeiten für die großen, exponierten Flächen unterstützen, z.B. für die Erzeugung von Solarenergie. Im Idealfall könnten die so gewonnenen Erkenntnisse auch dazu beitragen, eine neue Generation von Weinbauprojekten heranzuziehen, die optimal an die örtlichen Gegebenheiten angepasst sind. Auf diese Weise wird der digitale Zwilling des HLRS die Bemühungen unterstützen, das lokale Erbe zu erhalten und sich gleichzeitig auf die Zukunft vorzubereiten.

Christopher Williams