Unser Glossar bietet einen leichten Einstieg in die Themenfelder Urbane Datenplattformen und Digitale Zwillinge. Es umfasst die wichtigsten Begriffe und erläutert, wie wir sie im CUT-Projekt verwenden.
Eine IT-Infrastruktur zur Verwaltung und Bereitstellung von Algorithmen und digitalen Simulationsmodellen zur Analyse stadträumlicher Daten und Prozesse über standardisierte Schnittstellen. In Hamburg wird im Rahmen des CUT-Projektes an einer Urban Model Plattform gearbeitet, die als offene urbane Plattform diese Aufgaben übernehmen soll. Ein Prototyp ist bereits vom City Science Lab veröffentlicht.
Eine Anwendung (siehe auch: Applikationen, kurz: App) ist eine Software, die spezielle Funktionen direkt für einen Endnutzer ausführt. Sie kann in sich geschlossen oder Teil einer Gruppe von Programmen sein. Beispiele für Anwendungen oder Applikationen sind Kommunikationsplattformen, Datenbank-, Textverarbeitungs- oder Bildbearbeitungsprogramme.
Im Projekt CUT sind die Anwendungsfälle der Stadtentwicklungsplanung das methodische Kernelement: Konkrete Aufgaben und Herausforderungen der Stadtentwicklungsplanung werden in digitalen Anwendungsfällen abgebildet. Dabei werden verschiedene relevante Daten aus der Urbanen Datenplattform zusammengeführt. Oft ist das Ergebnis ein Urbaner Digitaler Zwilling. Beispiele für Anwendungsfälle im CUT Projekt sind der VR Prototyp aus Hamburg, die Leipziger Kitanetzplanung und die energetische Quartiersentwicklung aus München.
Eine Applikation (kurz: App) oder Anwendung ist eine Software, die spezielle Funktionen direkt für einen Endnutzer ausführt. Sie kann in sich geschlossen oder Teil einer Gruppe von Programmen sein. Beispiele für Applikationen sind Kommunikationsplattformen, Datenbank-, Textverarbeitungs- oder Bildbearbeitungsprogramme.
Baseline Assessment nennt man die Ausgangsbewertung einer Situation, die verändert beziehungsweise verbessert werden soll. Im Rahmen von CUT wurde die Erfassung, Überprüfung und Bewertung der vorhandenen Infrastrukturen (GDI/UDP) zu Projektbeginn vorgenommen.
Unter Beteiligung (auch Partizipation) verstehen wir im CUT-Projekt die Einbeziehung von Bürgerinnen und Bürgern in Fragen der Stadtentwicklung. Diese Teilhabe an Entwicklungsprozessen kann von Mitsprache bis hin zur Mitentscheidung bestehen und sowohl analog als auch digital durchgeführt werden. Analoge Beteiligung bedeutet, dass die Mitwirkenden am Ort präsent sind und ihre Fragen und Meinungen im Gespräch oder schriftlich ausdrücken, zum Beispiel bei Veranstaltungen oder Ortsbegehungen. Mit digitaler Beteiligung sind im Projekt alle digital- und internetgestützten Verfahren gemeint, die Bürgerinnen und Bürgern aktive Teilhabe ermöglichen, zum Beispiel Online-Beteiligungen, digitale Veranstaltungen, Umfragen, Chats oder Kommentarfunktionen beispielsweise in DIPAS.
Ein Dashboard (engl.: Armaturenbrett) ist eine grafische Benutzeroberfläche, in der Daten visualisiert und für die Verwaltung nutzbar gemacht werden, z.B. in Form von statistischen Auswertungen, Tabellen oder Karten. Dashboards können in der Verwaltung und in Urbanen Digitalen Zwillingen verschiedene Funktionen haben:
1. Echtzeitüberwachung: Echtzeitdaten aus Sensoren oder Messstellen in der Stadt werden eingebunden, überwacht und analysiert.
2. Analyse und Auswertung: z. B. von Trendanalysen, Statistiken, Prognosen und Karten.
3. Smarte Steuerung und Interaktion in einem Urbanen Digitalen Zwilling, beispielsweise indem Parameter verändert, Einstellungen angepasst und Prozesse gestartet werden.
4. Benachrichtigungen und Alarme bei kritischen Ereignissen oder Abweichungen von festgelegten Parametern.
5. Visualisierung und Grafiken: Geodaten werden grafisch und visuell aufbereitet, um sie leicht verständlich zu präsentieren.
Dashboards speisen sich in einem Urbanen Digitalen Zwilling aus der zugrunde liegenden IT-Infrastruktur wie einer Urbanen Datenplattform oder einer Geodateninfrastruktur. Für die Einbindung von Echtzeitdaten ist eine Sensordateninfrastruktur notwendig.
Alle datengetriebenen Prozesse der Stadtplanung und -entwicklung, von der Raumplanung mittels Geoinformationssystemen, über die Verkehrsüberwachung bis hin zu Analysen und Prognosen der Bevölkerungsentwicklung, benötigen den zuverlässigen Fluss relevanter Daten. Verwaltungsinterne Fachämter sowie externe Datenlieferanten stellen ihre Daten über Urbane Datenplattformen, z.B. für die Nutzung in Urbanen Digitalen Zwillingen über offene standardisierte Schnittstellen (WMS, WFS, OAF etc.) bereit.
Datengovernance bezeichnet eine Ansammlung von Regularien und Informationen, die dem Management solcher Daten dienen. Sie beinhalten beispielsweise Standards, Richtlinien, Prozesse, Verantwortlichkeiten und Technologien, die die Gliederung, Zugänglichkeit, Sicherheit und Verwertbarkeit der Daten möglich machen und garantieren. Ein Hauptanliegen guter Datengovernance besteht in der verantwortungsvollen Balance zwischen der Möglichkeit, Daten zu teilen, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, dem Schutz von Persönlichkeitsrechten sowie dem ethischen Umgang mit großen Datenmengen.
Datenintegration meint die Integration in Urbane Datenplattformen/Geodateninfrastrukturen. Bei der Bearbeitung komplexer Fragestellungen ist es häufig nötig, die erforderlichen Daten aus heterogenen Quellen zu entnehmen und sie in einem gemeinsamen Datenmodell zusammenzuführen. Weil sich die Struktur der Daten sowie deren Aufbau in verschiedenen Datenquellen häufig voneinander unterscheiden, müssen sie einen Angleichungsprozess durchlaufen, bevor sie aussagekräftig miteinander genutzt werden können. Dieser Prozess wird Datenintegration genannt.
Datenspeicherung meint die Datenspeicherung von Daten in der GDI/UDP. Um Daten langfristig abrufbar und reproduzierbar zu erhalten, werden sie auf einem Medium systematisch abgelegt.
Ein Digitaler Zwilling ist das virtuelle Abbild eines ausgewählten Teils der Realität, z.B. eines Produktes oder eines industriellen oder kommunalen Prozesses (Urbaner Digitaler Zwilling).
Da ein Großteil der Daten regelmäßig aktualisiert wird, verändert sich der Digitale Zwilling – idealerweise – dynamisch parallel zur Realität. Sämtliche Daten, die bezüglich des Realitätsausschnittes zur Verfügung stehen, können unter bestimmten Fragestellungen ausgewertet werden und tragen zum Erkenntnisgewinn über diesen spezifischen Aspekt der Realität bei. Darüber hinaus dienen die Daten als Grundlage für Prognosen und Modelle, um zukünftige Entwicklungen und Veränderungen vorauszusagen.
DIN SPEC bezeichnet die öffentlich verfügbare Spezifikation (Abkürzung: SPEC), z.B. einer neuen Technologie über das Deutsche Institut für Normung e.V. (DIN e.V.). Sie wird von freien Akteuren erarbeitet, z. B. von Unternehmen, Organisationen oder wissenschaftlichen Einrichtungen. Das so entstehende Standarddokument kann je nach Fall innerhalb weniger Wochen bis hin zu mehreren Jahren im PAS-Verfahren entwickelt werden und beschleunigt beispielsweise die Markteinführung eines Produktes. Das DIN stellt dabei sicher, dass die Spezifikation als öffentliche Anforderung nicht mit bestehenden Normen kollidiert und sorgt für eine nationale Veröffentlichung. Die inhaltliche Verantwortung liegt bei den Verfassern.
Das Digitale Partizipationssystem (kurz: DIPAS) wurde für die Bürgerbeteiligung entwickelt. Es bietet Bürgerinnen und Bürgern die Möglichkeit je nach Zuschnitt des Beteiligungsverfahrens digitale Karten, Luftbilder, Entwürfe, 3D-Modelle oder Geodaten zu kommentieren und zu diskutieren. Innerhalb eines Beteiligungsverfahrens können in DIPAS ortsgenaue Feedbacks an die Verwaltung kommuniziert werden. Es können die gesamte Stadt, einzelne Bezirke, Stadtteile oder sogar Einzelgrundstücke dargestellt und zu unterschiedlichsten Themen, beispielsweise Bauvorhaben, Infrastrukturprojekten, Grünraumplanungen oder Entwicklungskonzepten, Bürgermeinungen eingeholt werden.
siehe Sensordateninfrastruktur
Das Gebäude- und Wohnungsregister vereint Daten zu bestehenden und geplanten Gebäuden, die hauptsächlich Wohnzwecken dienen. Die spezifischen Daten basieren auf Volkszählungen, regelmäßigen statistischen Erhebungen und zukünftig auch auf Baugenehmigungsverfahren.
Unter Geobasisinformationen versteht man grundlegende Informationen über die Beschaffenheit eines bestimmten Geländeabschnitts sowie zum Teil auch dessen Nutzungs- und Eigentumsverhältnisse. Gewonnen werden diese Erkenntnisse beispielsweise durch Landvermessung, Kartographie und Fotogrammmetrie (Bildmessungsverfahren). Sie bilden die wesentliche Grundlage für Urbane Digitale Zwillinge einer datensouveränen Stadt und sind essentieller Teil des Geobasiszwillings.
Geobasisinformationen umfassen die Geobasisdaten des Bundes, der Länder sowie der Kommunen. Sie definieren den Raumbezug, ermöglichen eine persistente, fachübergreifende Informationsverknüpfung und schaffen damit einen eindeutigen Interpretationsraum. Die Zusammenstellung aller Ressourcen von städtischen Geobasisinformationen kann als Geobasiszwilling zusammengefasst werden.
Das inhaltliche Design eines Geobasiszwillings ist für jede Stadt oder Kommune anpassbar, aber muss im Rahmen des Konzeptes festgelegt werden. Minimalanforderung zur Sicherstellung des amtlichen Raumbezuges sind die vernetzten Geobasisinformationen, die eine Stadt oder Region definiert.
Raumbezogene Daten aus einem Fachgebiet (Demografie, Stadtplanung, Umwelt, Verkehr). Geofachdaten sind alle Geodaten, die nicht unter Geobasisdaten fallen.
Ein GeoPortal ist ein Kartenportal, das im Internet die Suche und den Zugriff auf geographische Daten einer definierten Region ermöglicht. Die Inhalte sind von Portal zu Portal verschieden.
Eine IT-Architektur beschreibt die Informationstechnologie in einer Organisation auf zwei Weisen:
Sie legt die Grundstrukturen fest und definiert Regeln, die das dynamische Zusammenspiel aller Komponenten koordinieren. Die IT-Architektur besteht aus verschiedenen Komponenten, darunter Hardware, Software, Netzwerke, Schnittstellen, IT-gestützte Funktionen und Prozesse und verschiedene Management-Tools (z.B. für Kapazitätsplanung, Lastverteilung, Datensicherheit). Die IT-Architektur ist daneben auch ein zentraler Leitfaden für alle Personen und Gruppen, die an der Errichtung und Instandhaltung der städtischen IT-Infrastruktur beteiligt sind. Sie stellt sicher, dass die Entwicklung der IT-Systeme einer Stadt in geordneten Bahnen erfolgt und den zur Verfügung stehenden Ressourcen Rechnung getragen wird.
Die IT-Infrastruktur bezeichnet alle realen und digitalen Komponenten, die Informationsverarbeitung ermöglichen, also Räumlichkeiten und Hardware ebenso wie Betriebssystem, spezielle Software etc. Die Umsetzung der IT-Infrastruktur einer Kommune erfolgt auf Basis der Regeln und Strukturen, die in der IT-Architektur festgelegt sind.
Das Masterportal ist eine modulare Open Source Geoportal. Das Masterportal wird von einer Implementierungspartnerschaft (46 Partner | Stand Jan 24) unter Federführung der FHH entwickelt. Die Software wird unter der MIT Open Source-Lizenz zur Verfügung gestellt.
Ein Datenkatalog ist eine detaillierte Bestandsaufnahme aller Datenbestände innerhalb einer Organisation bzw. Organisationseinheit. Er fungiert sowohl als Übersicht und ermöglicht es zudem mittels Metadaten (Daten über Daten), die am besten geeigneten Daten für das jeweilige Interesse zu finden. Über die Metadaten des Geodatensatzes Schulstammdaten und Schülerzahlen der Hamburger Schulen werden Informationen zu Inhalten, Nutzungsbedingungen, Aktualisierung, Schnittstellen oder Downloadressourcen uvm. im Metadatenkatalog MetaVer angezeigt.
Als Open Source Software werden Software-Anwendungen oder ihr Programmcode bezeichnet, die unter einer öffentlichen Lizenz frei zugänglich gemacht, veränderbar und nutzbar sind. Fachkundige Nutzer/-innen können dabei häufig auch den Programmcode der Software selbst bearbeiten, verändern und ergänzen. Die Nutzung und (Weiter-)Entwicklung von Open Source Software trägt dazu bei die digitale Souveränität von Städten zu stärken. Im Rahmen des CUT-Projekts kann selbst entwickelte oder genutzte Open Source Software zudem anderen Städten zu deren Nutzung zur Verfügung gestellt werden (siehe Replikation).
Im CUT-Projekt bedeutet Replikation, dass Anwendungen, Programmcode, Dokumentationen und andere Projektergebnisse dokumentiert, aufbereitet und anderen Kommunen zur Verfügung gestellt werden. Sie können diese übernehmen, müssen sie jedoch in der Regel auf ihre spezifischen Bedürfnisse anpassen. Einerseits teilen die im Projekt beteiligten Städte ihrer Ergebnisse untereinander und profitieren so gemeinsam von Lösungen der Projektpartner, andererseits ist es auch Ziel von CUT, zu ermöglichen, dass Projektergebnisse in anderen MPSC-Kommunen und Orten, die keine Modellprojekte sind, weitergenutzt werden können. Teil des Projektes ist deshalb auch die Erarbeitung und Verstetigung effektiver Wege und Prozesse der Replikation.
Eine Schnittstelle ist ein Verbindungs- oder Austauschpunkt zwischen verschiedenen Systemen, Anwendungen oder Geräten. Sie ermöglicht einen reibungslosen Datenaustausch und funktioniert wie ein Tor, über das sich ein Kommunikationskanal öffnet und ein Datenaustausch stattfinden kann. Schnittstellen sind Teile eines (IT-)Systems, welche zur Kommunikation und zum automatisierten Daten- und Informationsaustausch dienen.
Viele für städtische Belange wichtige Daten werden in Echtzeit durch Sensoren gewonnen, beispielsweise für Temperatur, Feinstaubwerte oder bei der Fahrgastzählung. Mit der passenden IT-Infrastruktur können diese Daten auch direkt verarbeitet, gespeichert und verschiedenen Anwendungen zur Verfügung gestellt werden.
Eine Simulation ist das Ausführen eines digitalen Modells, das die Funktionsweise eines bestehenden oder geplanten Systems nachahmt. Die Erstellung einer Simulation ist immer dann sinnvoll, wenn mit Systemen gearbeitet wird, deren Verhalten besonders komplex ist. Durch die Beeinflussung bestimmter Parameter können innerhalb der Simulation verschiedene Szenarien oder Prozessänderungen durchgespielt werden, was tiefere Einblicke in das reale System ermöglichen kann und damit die Entscheidungsgrundlagen für die Realität verbessert. Simulationen werden vielfältig bei Problemstellungen in der Praxis eingesetzt, z.B. in Modellen zu Wetter, Klima und in der Stadtentwicklung bei der Bau-, Mobilitäts- oder Energieplanung.
Eine Urbane Datenplattform integriert kommunale Daten (vgl. Datenintegration), speichert sie (vgl. Datenspeicherung) und stellt sie über standardisierte Schnittstellen bereit (vgl. Datenbereitstellung).
Urbane Datenplattformen können als Weiterentwicklungen von Geodateninfrastrukturen verstanden werden. Eine ausführliche Beschreibung der UDP/GDI in den CUT-Städten ist den Baseline Assessments zu entnehmen. Offene Urbane Plattformen werden in der DIN Spec 91357 beschrieben, die aktuell zu einer DIN Norm weiterentwickelt werden soll.
Urbane Digitale Zwillinge (UDZ) sind ein Konzept zur Organisation und Nutzbarmachung aller Daten, die innerhalb eines definierten Bereiches der Stadt anfallen. Diese städtischen Daten betreffen vielfältige Aspekte der Stadt, darunter ihre physischen Bestandteile (Gebäude, Verkehrswege, Parks etc.), ihre logistischen Strukturen (Bildungseinrichtungen, medizinische Einrichtungen, Energieversorgung etc.), ihre Akteure (Unternehmen, Gewerbe, Verwaltung, Bürgerschaft etc.) und deren Handlungsprozesse. Ein Urbaner Digitaler Zwilling bildet also die Digitalen Ressourcen einer Kommune ab, wobei technische, organisatorische und rechtliche Aspekte eine Rolle spielen. Den einen umfassenden Urbanen Digitalen Zwilling gibt es allerdings nicht: Aus den vielen zur Verfügung stehenden Datenbereichen werden je nach Bedarf und Anforderung aus Geobasisinformationen, Anwendungen, Fachdaten, Analysen usw. die erforderlichen Komponenten zu einer Instanz zusammengestellt (fachliche Zwillinge). Eine solche Instanz eines UDZ ergibt somit ein realitätsnahes digitales Abbild eines „Stadtausschnittes“. Sie ist vertrauenswürdig, zuverlässig und kann zur Auswertung und Simulation von spezifischen städtischen Abläufen verwendet werden.
Zur Standardisierung Urbaner Digitaler Zwillinge wurde vom CUT-Projekt die DIN Spec 91607 initiiert.
Wissenstransfer bedeutet die Übertragung von Informationen, d.h. Forschungs- und Projekterkenntnisse derart aufzubereiten, dass ihre Essenz auch von Menschen verstanden werden kann, die am CUT-Projekt nicht beteiligt sind und/oder nur über geringes Vorwissen verfügen. Dazu wurden verschiedene Formate entwickelt, mit denen wir für unterschiedliche Zielgruppen einen jeweils eigenen Zugang zur Vielfalt der Themen zu Digitalen Zwillingen bieten. Diese reichen von diesem niedrigschwelligen Glossar, über Wissenswertes für Kommunen, was einen allgemeinen Überblick für Kommunen liefert, bis hin zu den spezialisierten Akademiebeiträgen zu einzelnen Themen, die für ein informiertes Fachpublikum interessant sind. Weil beim CUT-Wissenstransfer ganz unterschiedliche Zielgruppen bedient werden, unterscheiden sich die Vermittlungsansätze nicht nur voneinander, sondern sie sind auch – je nach ermitteltem Bedarf – in einem ständigen Entwicklungsprozess begriffen.
