Ta primer uporabe prikazuje, kako mora biti robusten digitalni dvojček za upravljanje tveganj nesreč zgrajen na usklajeni in preverjeni geoprostorski osnovi, preden ga je mogoče smiselno uporabiti napredne simulacije. V okviru projekta Digital Twin Slovenia – Precursor Applications (DTSI-P Apps) je bil prvi korak sistematična priprava in usklajevanje visokokakovostnih prostorskih podatkovnih nizov, vključno z digitalnimi modeli reliefa (DTM), ortofoto posnetki, klasificiranimi LiDAR oblaki točk, tlorisnimi obrisi stavb, 3D modeli stavb LoD2.2 in izbranimi posnetki zemeljskega opazovanja. Štirje LiDAR podatkovni nizi z različnimi ločljivostmi in značilnostmi zajema so bili obdelani, preverjeni in usklajeni v dosleden koordinatni referenčni sistem, kar zagotavlja interoperabilnost in geometrijsko doslednost vseh slojev. Ta usklajena prostorska osnova je bila nato integrirana v DTSI-P-Core (platforma LIFT), s čimer je bila vzpostavljena zanesljiva izhodiščna točka za simulacijo, vizualizacijo in podporo odločanju.

Na podlagi te pripravljene osnove se primer uporabe osredotoča na regijo Savinje, kjer sta bila sprva analizirana in modelirana dovzetnost za zemeljske plazove ter njihov doseg in premeščanje. Napovedani doseg zemeljskih plazov je bil nato vključen v hidrološko modeliranje poplav za boljše razumevanje scenarijev tveganja, kjer lahko nestabilnost pobočij preoblikuje morfologijo terena in posledično vpliva na smer vodnega toka ter vzorce poplavljanja.

Obdelani so bili štirje podatkovni nizi LiDAR, vsak z različnimi ločljivostmi in značilnostmi zajema:

Vsi podatkovni nizi so bili preverjeni glede popolnosti in usklajeni v smislu koordinatnega referenčnega sistema (CRS), kar zagotavlja dosledno usklajenost med DTM, ortofoto posnetki in klasificiranimi oblaki točk.

Pravi ortofoto iz avgusta 2023 in oktobra 2023

Na tej harmonizirani osnovi smo uvedli avtomatiziran potek dela za izluščanje tlorisov streh in 3D rekonstrukcijo stavb LoD2.2. Iz podatkov LiDAR so bile izolirane točke strešnih površin, izpeljani in topološko popravljeni so bili strešni poligoni, nastali 3D-modeli stavb pa so bili obogateni s ključnimi geometrijskimi atributi, kot so kote slemena in kapa, najmanjše/največje višine ter višina stavbe.

Ti modeli in tlorisi stavb služijo kot ključni sloj za podporo pri odločanju v primeru poplav, kar omogoča bolj informirano oceno tveganja in vpliva pred naravnimi nesrečami, med njimi in po njih. Zagotavljajo geometrijsko osnovo za simulacije poplav na ravni posameznih objektov, analizo izpostavljenosti stavb in jasno 3D-vizualizacijo prizadetih območij – s čimer nudijo podporo organom civilne zaščite, vladnim deležnikom, zavarovalnicam in prostorskim načrtovalcem.

Vsi usklajeni prostorski podatkovni nizi in izpeljani produkti so bili uspešno uvoženi v okolje DTSI-P-Core (platforma LIFT), kar zagotavlja njihovo takojšnjo razpoložljivost za nadaljnje simulacije, validacijo in operativno uporabo.

Vhodni podatkovni sloji:

Hidrološke simulacije so bile izvedene za kritični odsek dolvodno (vroča točka) reke Savinje pri Solčavi z uporabo programske opreme za hidravlično modeliranje HEC-RAS. Simulacije so temeljile na visoko ločljivih vhodnih podatkih za zagotovitev realističnega prikaza pretočnih razmer. Kot robni pogoji dolvodno so bili uporabljeni izmerjeni podatki o pretoku iz avgusta 2023, pridobljeni z avtomatizirane hidrološke merilne postaje pri Solčavi, ki jo upravlja Agencija Republike Slovenije za okolje (ARSO). Ti podatki so zagotovili zanesljivo osnovo za predstavitev dejanskih hidroloških razmer v obdobju študije.

Razvita sta bila dva ločena scenarija simulacije za oceno hidravličnega vpliva nedavnega dogodka zemeljskega plazu. V prvem scenariju je bil uporabljen obstoječi (nespremenjen) digitalni model reliefa (DTM) za predstavitev izhodiščnih razmer struge in poplavne ravnice. Ta simulacija je služila kot referenčni primer, ki odraža naravno dinamiko pretoka brez kakršne koli ovire.

V drugem scenariju je bil DTM spremenjen tako, da vključuje geometrijo in volumen materiala zemeljskega plazu, odloženega v rečnem koridorju. Ta prilagoditev je omogočila simulacijo spremenjenih razmer v strugi, natančneje delno ali popolno zaporo struge Savinje, ki jo je povzročil zemeljski plaz. S primerjavo rezultatov obeh scenarijev je analiza omogočila oceno sprememb v vzorcih pretoka, vodostaju in potencialni poplavni nevarnosti, povezani z zaporo.

Primerjava hitrosti reke Savinje in obsega poplavljanja v primeru neoviranega in z zemeljskim plazom oviranega rečnega korita.

Integrirani koncept simulacije zemeljskega plazu in poplave je pokazal močno zmožnost učinkovitega vrednotenja kompleksnih scenarijev »kaj-če«. Z združevanjem procesov spreminjanja terena s hidravličnim modeliranjem pristop omogoča hitro oceno, kako lahko nenadne geomorfološke spremembe vplivajo na dinamiko rečnega toka in obnašanje poplav. Ta integrirana metodologija je še posebej dragocena v časovno občutljivih situacijah, kjer je hitra razumevanje potencialnih vplivov bistveno za sprejemanje informiranih odločitev.

Pristop uporabnikom omogoča sistematično preiskavo potencialnih nevarnih točk vzdolž rečnih koridorjev, vključno z območji, ki so nagnjena k oviranosti toka, učinkom zajezitve ali povečani poplavi poplavnih ravnic. Z simulacijo več scenarijev z različnimi obsegi materiala zemeljskega plazu in hidroloških vnosov lahko uporabniki bolje razumejo razpon možnih izidov in prepoznajo kritične mejne vrednosti, ki lahko sprožijo neugodne pogoje.