3D stadsmodeller för mindre kommuner - vad är behoven och vilka standarder krävs?

Abstract

A 3D city model is commonly used by Swedish municipalities in for example city planning or building permit assessment. There are however various kinds of 3D city models of which some are described in this report, for example a semantic 3D object model, mesh model, CIM model or a digital twin model. Even though a 3D city model is common and there are standards available, there are no nationwide
recommendations for the specifications of a 3D city model in Sweden. This leaves municipalities with the option to structure the 3D city model mostly by forming their own specifications, which hopefully fit their needs. In the study some of the known 3D city model standards where examined such as CityGML, Lantmäteriets nationella specifikationer för byggnad and 3CIM. The aim was partly
to study municipalities and their need for the models, while also identifying which standards and specifications that could meet their needs.
Among Sweden’s 290 municipalities, a majority are countryside city municipalities. In this work a case study was conducted where three municipalities were interviewed, two small ones and one large.
The case study were conducted to investigate which type of 3D city models are being used and what the different sized municipalities needs and applications are. The case study showed that two smaller municipalities foremost need for a 3D city model is as a tool to assess building permits.
The study also describes some of the most common applications for a 3D city model in Sweden, for example, the application as a visualization tool in the planning process or to study the amount of shadow casting in the city. A small-town city block was restructured to follow the new 3CIM standard, 3CIMver1. This was done
to investigate the amount of work it takes to adapt a small-town 3D city model to 3CIMver1. The study showed that it is possible to restructure a small part of the city model to 3CIMver1, but it also shows that it might prove difficult when managing a bigger amount of data. The study also formulates recommendations on specifications for a 3D city model according to the needs and applications studied. One recommendation is modelling the building footprint after the building
facade and not the exterior roof edge, especially if the model is to be used in building permit assessment.

Abstract (Swedish)

Allt fler svenska kommuner utformar eller införskaffar 3D stadsmodeller för att möta behov exempelvis inom planeringsarbete eller bygglovsbedömning. Det finns flera typer av 3D stadsmodell varav några beskrivs i denna rapport, exempelvis en semantisk 3D objektsmodell, meshmodell, CIM modell eller en digital tvilling. Trots att flera kommuner sedan länge nyttjat 3D stadsmodeller finns ännu inga nationellt enhetliga specifikationsrekommendationer. Det medför att kommuner på egen hand och efter egna behov utformar specifikationer för 3D stadsmodellen, med risk för att upprepa de misstag andra kommuner kanske redan gjort. Vidare finns även risken att flera kommuner i framtiden behöver omstrukturera sina stadsmodeller vid anpassning till nya standarder som just nu är under uppbyggnad. I arbetet studeras några av de standarder som finns för 3D stadsmodeller nämligen CityGML, Lantmäteriets nationella specifikationer för byggnad och 3CIM. Syftet med studien var bland annat att studera mindre kommunernas behov av 3D stadsmodeller samt vilka standarder som finns och som kan stödja behoven.
Sverige har 290 kommuner och många av de är just mindre kommuner. I arbetet intervjuas därför två mindre kommuner och en större kommun i en fallstudie, för att undersöka vilka 3D stadsmodeller, behov och tillämpningar som finns. Den stora kommunen inkluderades för att eventuellt upptäcka skillnader mellan olika stora kommuner. Fallstudien visade bland annat att några mindre kommuners främsta behov av en 3D stadsmodell är som underlag vid bygglovsbedömning. I arbetet studerades även de tillämpningar som är allmänt vanliga i det svenska kommunala nyttjandet av en 3D stadsmodell, exempelvis som underlag i planarbetet eller vid en skuggstudie.
I studien anpassades även ett kvarter av en mindre kommuns 3D stadsmodell till 3CIMs första version, 3CIMver1. Syftet med anpassningen var att undersöka vilken arbetsinsats som kan krävas när en mindre kommun vill ansluta sin stadsmodell till 3CIMver1, en standard som utvecklats av stora kommuner och aktörer inom 3D stadsmodellering. Undersökningen visade att det är möjligt att anpassa en del av en mindre kommuns 3D stadsmodell till 3CIMver1. Undersökningen visade även att just omstrukturering av transportlinjer till transportytor, vilket är obligatoriskt i 3CIMver1, kräver en större arbetsinsats. I arbetet utformades även specifikationsrekommendationer utifrån de behov och specifikationer som studien visat. En rekommendation var bland annat att en byggnads husliv karteras utifrån fasadlivet om 3D stadsmodellen skall användas som underlag vid bygglovsbedömning.

Popular Abstract (Swedish)

I Sverige finns ännu inga nationellt enhetliga rekommendationer för en 3D stadsmodell och dess utformning trots att 3D stadsmodeller används på ett liknande sätt av många kommuner runtom i landet. Det medför att de kommuner som vill skapa en 3D stadsmodell själva komponerar modellens struktur. Det handlar bland annat om att bestämma vilken data modellen skall byggas av och hur precis den behöver vara. Kommuner använder 3D stadsmodeller i flera ändamål. I studien intervjuas några specifika kommuner för att undersöka hur deras modeller är uppbyggda och vilken användning kommunerna har för modellerna. Även allmänna användningsområden studeras för att undersöka vilka tillämpningar som förekommer generellt i Sverige. De kommuner som intervjuas i studien använder främst modellerna som visuellt stöd i planarbetet, vid plankommunikation samt som bedömningsunderlag i bygglovsärenden. Kommunerna som intervjuades nyttjar även modellerna för tekniska analyser såsom skuggstudier samt sol- eller dagsljusanalyser.
I arbetet studeras även standarder och specifikationer för 3D stadsmodeller för att kunna länka samman tillämpningarna med lämpliga standarder och specifikationer. För att främja nationellt enhetlig utformning av stadsmodeller arbetar flera stora aktörer just nu med att ta fram nya standarder och specifikationer. Projektet 3CIM är ett sådant arbete där Stockholms stad, Göteborgs stad, Malmö stad och Lunds universitet samarbetar för att framställa nya standarder och specifikationer. En framtagning av standarder och specifikationer kan ge en rad fördelar inte minst för de mindre kommunerna, som då lättare kan skapa 3D stadsmodeller genom att följa en färdig mall. En fråga som uppkommer i studien är om de mindre kommunerna kan anpassa sina befintliga modeller till att följa de standarder som just nu utformas. I en liten del av en kommun tas en 3D stadsmodell fram för att användas i ett experiment. Där uppskattas arbetsinsatsen för att omforma modellen utefter en ny standard som är under utveckling, nämligen 3CIMs första version. Det visar sig att det i nuläget är möjligt att anpassa modellen efter 3CIM, men det visar sig även att det krävs en väldigt stor arbetsinsats om en hel kommuns 3D stadsmodell skall anpassas till standarden i framtiden. Den potentiellt stora arbetsinsatsen beror framför allt på omstrukturering av geometriska data vilket kommer att krävas när stadsmodellen enligt standarden skall anpassas till externa verksamhetssystem.
Hur kan då stadsmodellen utformas för att stödja den kommunala verksamheten och de nya standarder och specifikationer som är på intåg? I studien framkommer bland annat vikten av att kartera stadsmodellernas byggnation utifrån byggnadsfasad, något som samtliga kommuner anser vara viktigt. Det betyder att byggnationen karteras utefter fasadens avtryck på markytan i stället för en förenklad metod som ibland används där byggnation karteras utifrån den vertikala takprojektionen på markytan. Det är viktigt för kommuner att förstå vilka nackdelar den förenklade metoden kan medföra. I studien ges även andra rekommendationer som är viktiga för särskilda tillämpningar av stadsmodellen som till exempel vilken detaljnivå som är passande när en stadsmodell skall användas som bedömningsunderlag i bygglovsärenden. När det gäller anpassningen av modellerna till den nya standarden 3CIM är det dessvärre en lång väg kvar för de mindre kommunerna som omfattades i studien innan deras modeller helt kan följa standarden, trots att 3CIM ämnar vara ett stöd även för mindre kommuner.

• author: Ahlström, Andreas
• supervisor: Lars Harrie
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science; Surveying (M.Sc.Eng.)
• course: EXTM05 20221
• year: 2022
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering; Earth and Environmental Sciences
• keywords: 3D, stadsmodell, 3D stadsmodell, standard, kommun, 3CIM, Nationella specifikationer, CityGML, CIM
• publication/series: Examensarbete i geografisk informationsteknik
• report number: 33
• language: Swedish
• id: 9089826
• date added to LUP: 2022-06-17 11:24:20
• date last changed: 2022-06-17 11:24:20