Amsterdamse Underground Challenge voor studenten
Drie studenten van de opleiding Built Environment aan de Hogeschool Utrecht lieten zich uitdagen in een BRO Underground Challenge van de gemeente Amsterdam. Zij keken met een frisse blik naar mogelijkheden om milieukwaliteit van bodem en ondergrond te visualiseren in 3D. Tom Blokland, Tristan Dekker en Pepijn Rietvelt presenteerden hun bevindingen aan een groep experts. Conclusie: 3D helpt om gecompliceerde opgaven beter in beeld te brengen en beslissingen te nemen, maar er is werk aan de winkel om de visualisaties nauwkeuriger te krijgen.
Opdrachtgever en BRO-coördinator, Marco Scheffers werkt bij de gemeente Amsterdam aan het op orde krijgen van informatie over de ondergrond. “In Amsterdam bouwen we aan een 3D-digitale stad. Hierin is de ondergrond nu nog grotendeels is plat (2D), donker en leeg. Dit in tegenstelling tot de werkelijkheid. Je moet natuurlijk ook onder de grond gaan zien wat er aan de hand is. Denk maar aan boomwortels, kabels en leidingen, opbouw van de ondergrond en bodemkwaliteit. Milieukwaliteit komt over een poosje ook in de Basisregistratie Ondergrond. Gegevens worden nu nog vaak als kaarten gepresenteerd. Maar mijn droom is ook dit in 3D te visualiseren. Dat heeft een bewustmakende werking. Daarom zochten we enthousiaste studenten die deze uitdaging aan wilden gaan.”
Slimme data in de stad
Deze enthousiaste studenten werden gevonden bij Bernard Raterman, GIS-docent op de Hogeschool Utrecht. Hij begeleidt studenten van de studierichting Built Environment met de specialisatierichting Slimme data in de stad. “Hier zijn ook studenten van andere hogescholen of opleidingen ICT van harte welkom. Zo leren ze van elkaar en maken ze gebruik van elkaars sterke punten. In deze specialisatie gaat het om de leefomgeving slimmer in te richten met het gebruik van data die in allerlei vormen over een stad beschikbaar zijn. Deze challenge van Amsterdam past daar perfect in.”
Doel van het project
Niet op de foto: Tom Blokland
Tristan Dekker is student bij de opleiding Klimaat en Management (Saxion) en koos voor de specialisatie bij de Hogeschool Utrecht (HU). “Onze opdracht was om met alle 2D-informatie die er ligt, een 3D-visualisatie te maken van milieuhygiënische gegevens van het projectgebied Buiksloterham. Dit is een oud industriegebied dat woon-werkgebied moet worden. Kennis over de milieukwaliteit hier is echt nodig. Voor de visualisering hebben we een klein deel van het gebied gebruikt en de meest gevaarlijke stoffen gevisualiseerd op basis van 74.000 datapunten.”
Pepijn Rietvelt volgt de richting Built Environment aan de HU en doet ook de specialisatie Slimme data in de stad. “Ik had tot nu toe alleen bovengrond gedaan. Wat betreft bodem zat daar ook een stuk bouwrijp maken bij, maar dan kostenberekening van hoeveel grond er afgezet moest worden. Dit Amsterdamse project is heel interessant, want we stonden voor de vraag: hoe ga je stoffen in de ondergrond visualiseren? We hebben daarvoor met heel veel verschillende mensen gesproken. Verder was in het project inmiddels ook 3D informatie nodig over funderingen. Dat heb ik opgepakt en dat zit nu ook in het systeem.”
Programmeren
Tom Blokland is ICT student aan de HU met richting Artificial Intelligence. Binnen het project heeft hij dan ook gestoeid met alle data. “We hebben twee methoden gebruikt om een 3D-visualisatie te maken van de Nazca dataset die de omgevingsdienst heeft: transformatie van 2D naar NetCDF via Python en interpolatie via een proces dat kriging heet. Transformatie kost veel computerkracht en ik heb heel wat uren zitten wachten tot het rekenen klaar was. Interpolatie gaat sneller, maar is minder nauwkeurig omdat de waarde tussen twee datapunten afgeleid moet worden. Verder moesten we ook de NAP hoogte bepalen om de diepte van de verontreinigingen weer te kunnen geven. Het omzetten naar 3D is wel gelukt, maar beide methoden hebben voor- en nadelen. Dat moet nog verder onderzocht en ontwikkeld worden. Dat is ook een van onze aanbevelingen.”
Waarde van 3D
Tristan: “De waarde van 3D voor beleids- en ontwerpprocessen staat wel vast. De mensen die we geïnterviewd hebben over de waarde van 3D, gaven aan dat dat gebruiksvriendelijkheid en betrouwbaarheid heel belangrijk zijn. Ze vonden ook dat er heel goed gekeken moet worden naar hoe het beeld wordt vormgegeven en dat zelfs met een 3D-visualisatie er altijd een bodemexpert bij projecten betrokken moet blijven. Vooral omdat de interpretatie van het beeld heel erg belangrijk is. Met een verkeerd beeld en zonder de juiste interpretatie van experts kan 3D-visualisatie tot hele verkeerde interpretaties leiden en daarmee juist een risico vormen.”
Vervolgopdracht
Tom en Tristan voeren momenteel een vervolgopdracht uit bij de gemeente Amsterdam. Tristan: “Er gebeurt al veel op het vlak van 3D: overal op de wereld worden 3D-steden ontwikkeld, ook in Amsterdam. We helpen daar graag aan mee. We zijn nu met open source software een 3D maaiveld aan het maken met de juiste nauwkeurige hoogte inclusief alle richeltjes enzo, zodat je ook afwatering kunt zien.”
Tom: “Dit maaiveld is de basis om ondergrond en de bovengrond te modelleren. Ik help bij de programmering hiervan. Dit staat even los van projecten als 3D Amsterdam. Dat is een van de mogelijke gebruikers.”
Toekomst
Wat nemen de studenten mee uit deze Underground Challenge?
Pepijn: “3D heeft zeker voordeel. Je kunt zien wat waar en op welke diepte zit. In 2D zit te veel informatie op 1 puntje. Dan moet je aan de kleur zien hoe diep er hoeveel verontreiniging zit. Er zijn veel bedrijven bezig met 3D en dat is hartstikke belangrijk, omdat er steeds meer gecompliceerde opgaven zijn. Die kun je beter in beeld brengen en dan verstandigere beslissingen nemen. Ik ben nog op zoek naar wat ik hierna wil gaan doen. Maar deze inzichten neem ik mee.”
“In mijn studie gaat het over klimaat en daar heb je ook de ondergrond bij nodig”, vertelt Tristan. “Ik merk dat er steeds meer vakken zijn die daarop ingaan. Ik heb ook al een opdracht gedaan voor het lectoraat Bodem en ondergrond over de rol van de ondergrond bij sturing van ruimtelijke planning. Hoe zorg je bij alle drukte in de ondergrond dat klimaatadaptatie, internet, energietransitie en ondergronds bouwen ieder hun plek krijgen in de ondergrond? Daar ga ik graag mee aan de slag.”
Tom: "Het soort en de hoeveelheid data maakt heel erg uit voor het visualiseren van bodem en ondergrond in 3D. Ik had er nog nooit bij stilgestaan dat verontreinigingen in de ondergrond goed gevisualiseerd moeten worden. Dat is wel van belang. Dit neem ik mee in mijn carrière en ik ben er nu al mee bezig door het programmeren van een 3D maaiveld voor Amsterdam.”
Positief
Docent Bernard Raterman is heel tevreden over het project: “Milieugegevens weergeven is erg belangrijk. En moeilijk. Kennis over de opbouw van de ondergrond en de processen daarin is nodig, daar zijn de jongens ook achter gekomen. Stoffen kunnen namelijk ook afbreken en zich van de ene plek naar de andere verplaatsen. Ook het proces om van 2D naar 3D te komen is niet gemakkelijk. Je moet veel stappen zetten en steeds weer nieuwe problemen tackelen. Ze hebben dat heel goed gedaan met elkaar, vanuit hun eigen disciplines. Ze hebben echt iets bereikt. Ik heb dan ook veel positieve reacties gehoord over hun werk van de gemeente, maar ook van anderen. Op onze hogeschool blijven we zeker aandacht besteden aan de ondergrond - in ruimtelijke vraagstukken, maar ook de data-kant ervan.”