Digitaler Zwilling für Baurechtsmanagement und erlebbare Stadtentwicklung

Wie lässt sich Wachstum effizient und nachhaltig gestalten, ohne dass der Charakter eines Ortes verloren geht? Genau diese Frage stellt sich Kirchheim als wachsende Gemeinde im Landkreis München: Quartiere werden entwickelt, die Infrastruktur ausgebaut, immer mehr Menschen ziehen zu. Der digitale Zwilling hilft hier in zwei zentralen Projekten: die Zukunft des Ortes intelligent und vorausschauend zu planen.

1. Digitalisierung des Baurechts:

Der digitale Zwilling ist für die Verwaltung ein zentrales Werkzeug zur Planung, Analyse und Simulation. Er erleichtert die Steuerung von Bauleitplanverfahren, die digitale Prüfung von Bauanträgen und liefert politischen Gremien durch 3D-Visualisierungen und Echtzeitsimulationen fundierte Entscheidungsgrundlagen.

So lassen sich verschiedene Szenarien – etwa zur Gestaltung öffentlicher Räume – vorab durchspielen, Wechselwirkungen besser verstehen und die Auswirkungen geplanter (Bau-)Projekte vor der tatsächlichen Umsetzung sichtbar machen. Ziel ist es, das bestehende Baurecht transparenter zu machen und Planungs- und Genehmigungsprozesse effizienter zu gestalten.

2. Bürgerbeteiligung und Transparenz:

Über eine interaktive Visualisierungs- und Informationsplattform erhalten Bürger und Bürgerinnen anschauliche Einblicke in städtische Entwicklungsprojekte. Funktionen wie Points of Interest (POIs – relevante Orte oder Datenpunkte in urbanen digitalen Zwillingen) und die Visualisierung von Umweltdaten sorgen für einen transparenten Informationsfluss und machen komplexe Themen verständlich.

Dank der intelligenten Nutzung öffentlich zugänglicher Daten – sogenannter Smart Public Data – wird die Stadtplanung nachvollziehbarer und die Beteiligung aktiver als in herkömmlichen partizipativen Verfahren. Durch die Kombination von Bestandsdaten (zum Beispiel Katasterdaten, XPlan- und amtlicher Geodaten) mit Echtzeitdaten aus Sensoren für Bäume und Luftqualität eröffnen sich neue Perspektiven für datenbasierte Entscheidungen. So können Kommunen Verkehrsströme, Umweltbedingungen und viele andere Aspekte des Lebens frühzeitig erkennen, fundierte Entscheidungen treffen und dadurch vorausschauend handeln.

Ein besonders greifbarer Einsatz des digitalen Zwillings in Kirchheim war die Landesgartenschau 2024: Hier diente der digitale Zwilling als Erlebnis- und Informationsplattform. Über analoge Angebote – etwa einen Erlebnisraum in der Gemeindebibliothek oder QR-Codes auf dem Gelände – sowie digitale Beteiligungsformate wie die Konsul-Plattform oder Social Media konnten Besucherinnen und Besucher geplante kommunale Projekte direkt vor Ort entdecken und deren Auswirkungen besser nachvollziehen.

Gemeinde Kirchheim

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Erfolgsfaktoren zur Zielerreichung

Innovatives Team mit gemeinsamer Vision
Der Erfolg des Projekts basierte auf der engen Zusammenarbeit eines interdisziplinären Teams, das gezielt unterschiedliche Kompetenzen einbrachte.

Die kommunale Verwaltung Kirchheims steuerte den Prozess, definierte Anforderungen und stellte sicher, dass die Lösung passgenau auf die Verwaltungsbedürfnisse zugeschnitten ist.
Urbanistic übernahm als innovatives junges Unternehmen die technische Umsetzung des digitalen Zwillings, entwickelte die Plattform und integrierte die relevanten Datenquellen.
Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI, Forschungsinstitut) unterstützte mit seiner Expertise im Bereich Künstliche Intelligenz und brachte methodisches Wissen zur Analyse und Automatisierung von Datenprozessen ein.
Aconium, ein Beratungsunternehmen für Fördermittelmanagement und Finanzierungsstrategien, übernahm die Beratung zur Fördermittelakquise und -verwaltung.

Diese enge Zusammenarbeit führte zu kreativen Lösungsansätzen und der Entwicklung einer gemeinsamen Vision für Kirchheims digitale Zukunft.

Frühe Sichtbarkeit und erlebbare Anwendung im realen Kontext
Die Gemeinde Kirchheim setzte frühzeitig darauf, das Thema digitaler Zwilling nicht nur zu erklären, sondern auch erlebbar zu machen. Ziel war es, das Bewusstsein für den Mehrwert der Technologie zu stärken und breite Akzeptanz zu schaffen.

Durch die Integration in die Landesgartenschau konnte man ein breites Publikum ansprechen – der digitale Zwilling wurde so auf anschauliche Weise in den Alltag der Menschen gebracht. Interaktive Formate und eine dauerhaft zugängliche Anlaufstellet, etwa ein Informationsdisplay in der Gemeindebücherei, ermöglichen seither kontinuierliche Einblicke in aktuelle Entwicklungen und fördern sowohl Verständnis als auch Identifikation mit dem Projekt.

Greifbare Einstiegsprojekte zur Aktivierung unterschiedlicher Zielgruppen
Um den Einstieg in das komplexe Thema zu erleichtern, wurden in Kirchheim gezielt leicht zugängliche und praxisnahe Teilprojekte umgesetzt. Beispiele dafür sind Sensoren von TreeSense, die die Gesundheit von Bäumen überwachen, oder interaktive Points of Interest im digitalen Stadtmodell.

Solche niedrigschwelligen Maßnahmen machten die Potenziale des Digitalen Zwillings schnell sichtbar, weckten gezielt das Interesse verschiedener Zielgruppen und bildeten eine wichtige Grundlage für den weiteren Ausbau – insbesondere im Bereich des digitalen Baurechtsmanagements.

Erfolgsfaktoren zur Übertragbarkeit

Erfolgreicher Wissenstransfer in Netzwerken
Kirchheim setzt gezielt auf Austausch und Vernetzung mit anderen Kommunen und Fachinstitutionen, um die Erfahrungen mit dem digitalen Zwilling weiterzugeben und dazuzulernen. Über Veranstaltungen, Schulungen, Fachpublikationen und Plattformen wie das kommunalwirtschaftliche Netzwerk KommunalDigital sowie durch aktive Beiträge in der Arbeitsgemeinschaft Urbane Digitale Zwillinge (UDZ) der Modellprojekte Smart Cities teilt die Gemeinde ihr Know-how mit anderen Kommunen und Institutionen. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem praxisnahe Erkenntnisse zur Digitalisierung von Funktionen und Prozessen im Bereich des Baurechts.

Best-Practice-Modelle als Grundlage für lokale Lösungen
Langfristig verfolgt Kirchheim das Ziel eines intelligenten, lernfähigen Gesamtsystems, das Kommunen aller Größen mit minimalem Aufwand nutzen können – auch wenn die technische Umsetzung weiterhin anspruchsvoll und komplex bleibt.

Mit jedem neuen Anwendungsfall und jeder entwickelten Funktion näherst sich der digitale Zwilling diesem Ziel schrittweise weiter an. Die in Kirchheim erarbeiteten Ansätze dienen dabei als übertragbare Modelle für andere Städte und Gemeinden: Sie bieten eine praxisnahe Grundlage für eigene Lösungen – auch wenn technische Details stets an lokale Gegebenheiten angepasst werden müssen.

Beispiele für gelungene Kooperationen sind unter anderem Partnerschaften mit Schulen in Mainz und Aalen zum Thema Baumgesundheit oder die Zusammenarbeit mit Ulm, bei der ebenfalls die Landesgartenschau an einen digitalen Zwilling angebunden wurde. Ergänzend wurden praxisorientierte Szenarien und Handlungsanweisungen entwickelt, die anderen Kommunen als Leitfaden dienen und Orientierung geben können.

Erfolgsfaktoren zur Verstetigung

Verstetigung durch Bürgerprojekte, Fachintegration und nachhaltige Mehrwerte
Durch die Verbindung von digitalen und analogen Veranstaltungsformaten wird der digitale Zwilling für Öffentlichkeit und Verwaltung gleichermaßen erlebbar und greifbar. Entscheidend dabei ist, dass sowohl Bürgerinnen und Bürger als auch politische Gremien – wie der Gemeinderat – den konkreten Mehrwert des Projekts als vielseitiges Instrument erkennen.

Die nachhaltige Wirkung entsteht aus der Kombination von Innovationsbereitschaft, technischer Verlässlichkeit und aktiver Beteiligung – etwa durch Bürgerprojekte wie die Partnerschaft mit Schulen.

Langfristig soll der digitale Zwilling verstärkt in die Fachverfahren der Verwaltung integriert werden. Besonders im Bauamt kann er die Planungs- und Genehmigungsprozesse effizienter, transparenter und nachvollziehbarer machen.

Digitales Innovationslabor für die Forschung
Als offenes Innovationslabor ein sogenanntes Living Lab – steht der digitale Zwilling auch Forschungseinrichtungen und anderen Interessengruppen zur Verfügung. In Zusammenarbeit mit Partnern wie TreeSense wird zum Beispiel die Gesundheit von Bäumen überwacht, während Projekte mit lokalen Hochschulen praxisnahe Forschung ermöglichen.

Diese Kooperationen fördern die kontinuierliche Weiterentwicklung des Systems und schaffen die Basis für die Integration neuer Technologien wie Künstlicher Intelligenz oder Sensornetzwerke. Weitere Investitionen, etwas aus Landes- und Bundesförderungen, sollen helfen, den digitalen Zwilling langfristig als zentrales Werkzeug für moderne Verwaltung und Stadtplanung zu etablieren.

Position eines „Digitalmanagers“ für Aufgaben der Weiterentwicklung und Vernetzung
Um den langfristigen Betrieb des digitalen Zwillings zu sichern, ist die Einführung einer zentralen Rolle vorgesehen: Die oder der Digitalmanager koordiniert die technische Weiterentwicklung, bringt neue Technologien ein und knüpft Netzwerke für Kirchheim mit relevanten Akteuren aus Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft.

Diese Schlüsselposition bildet die Schnittstelle zwischen den Fachabteilungen der Kommune und externen Partnern – und stellt so einen strukturierten, kontinuierlichen Innovationsprozess sicher.

Weitere Informationen

Ausgangsbedingungen und Ziele

Lokale Herausforderungen
Kirchheim steht vor großen Veränderungen: Die Gemeinde wächst, neue Wohngebiete entstehen, die Einwohnerzahl steigt spürbar. Mit der Strategie „Kirchheim 2030“ verfolgt die Kommune ein zentrales Ziel: Die beiden Gemeindeteile Kirchheim und Heimstetten sollen räumlich und strukturell stärker zusammenwachsen. Dafür braucht es durchdachte Lösungen und eine enge Abstimmung in den Bereichen Wohnen, Verkehr und Infrastruktur – stets mit dem Anspruch, die Lebensqualität der Bürgerinnen und Bürger zu erhalten und weitere zu verbessern.

Gleichzeitig sieht sich Kirchheim als Teil der Metropolregion München auch mit überregionalen Herausforderungen konfrontiert: Zunehmender Pendlerverkehr belastet die Infrastruktur, soziale Einrichtungen stoßen an ihre Kapazitätsgrenzen und der Schutz von Umwelt- und Freiflächen gewinnt an Bedeutung.

Um diesen komplexen Anforderungen zu begegnen, braucht es eine integrierte, datenbasierte Planung, die komplexe Wechselwirkungen sichtbar macht und fundierte Entscheidungen ermöglicht. Genau hier kommt der digitale Zwilling ins Spiel: Er unterstützt die Gemeinde dabei, Entwicklungen vorausschauend zu gestalten und den Wandel hin zu einem zukunftsfähigen, lebenswerten Wohn- und Arbeitsort aktiv zu steuern.

Planungsziele
Der digitale Zwilling ist ein Schlüsselwerkzeug, um die Strategie „Kirchheim 2030“ Wirklichkeit werden zu lassen:

Mit seiner Hilfe können Planungs- und Genehmigungsverfahren beschleunigt, Entscheidungen transparenter gemacht und Bürgerinnen und Bürger stärker einbezogen werden.
Durch präzise Datensimulationen unterstützt der digitale Zwilling eine nachhaltige Stadtplanung, den Ausbau moderner Infrastrukturen und die Umsetzung der Klimaziele der Gemeinde.
Gleichzeitig bringt er Verwaltung, Wissenschaft und Wirtschaft zusammen, um innovative Lösungen für die Herausforderungen und Chancen des Wachstums in Kirchheim zu entwickeln.

Ansatz zur Wirkungsmessung
Kirchheim nutzt verschiedene Kennzahlen, um die Nutzungsintensität und Akzeptanz des digitalen Zwillings innerhalb der Verwaltung und in der Bevölkerung zu erfassen:

Nutzung und Akzeptanz innerhalb der Bevölkerung

Nutzungsdaten der digitalen Plattformen (Webseite, urbaner digitaler Zwilling) als Indikator für die Wahrnehmung und Reichweite des Projekts
Klickzahlen und QR-Code-Scans zur Nutzung der Baumgesundheitsdaten, um das Interesse an Umweltprojekten zu messen
Teilnehmendenzahlen bei Beteiligungsveranstaltungen sowie Feedback aus Beteiligungsverfahren (zum Beispiek Umfragen, Kommentare) zu Bauprojekten und Planungsprozessen als Maß für die Einbindung und Akzeptanz der Bürgerinnen und Bürger

Nutzung und Akzeptanz innerhalb der Verwaltung

Häufigkeit und Intensität des Einsatzes des digitalen Zwillings in der kommunalen Verwaltungsarbeit als Indikator für die Integration in Fachverfahren und für die Akzeptanz bei den Mitarbeitenden der Verwaltung
Erstellung und Nutzung von Visualisierungen zur Darstellung von Bauvorhaben und Infrastrukturprojekten, um zu bewerten, wie effektiv der digitale Zwilling Planungsprozesse unterstützt

Langfristige Wirkungsmessung (intendiert)

Reduzierung von Planungszeiten und Optimierung von Genehmigungsprozessen
Steigerung der Akzeptanz und Transparenz bei der Umsetzung von Bauprojekten

Entwicklung und Umsetzung

Prozessschritte
1. Strategische Grundlage und Priorisierung der Teilprojekte

Festlegung von Projektzielen und Handlungsschritten basierend auf der Strategie „Kirchheim 2030“
Priorisierung relevanter Teilprojekte aus dem Strategiepapier Kirchheims
frühzeitige Einbindung des Landratsamts als Entscheidungsbehörde

2. Vergabevorbereitung und rechtliche Begleitung

Einleitung des Vergabeverfahren des digitalen Zwillings
Begleitung durch einen Anwalt für Vergaberecht zur rechtssicheren Umsetzung (Dauer: ca. 6 Monate)

3. Umsetzung erster Teilprojekte

Start mit praxisnahen Projekten: Implementierung der TreeSense-Baumsensorik und der Luftsensorik

4. Integration und Erweiterung der Datenbasis und technischer Grundlagen

Zusammenführung von Grundlagendaten, georeferenzierten Daten und deren Verwaltung in einem zentralen Datenmanagement-Tool
Aufbau einer umfassenden Datenbasis durch die Integration von Katasterdaten, XPlan-Daten (eigene Beauftragung) und Sensordaten sowie Einrichtung der erforderlichen technologischen Infrastruktur-Nutzung eines LoD2-3D-Stadtmodells zur realitätsnahen Visualisierung und zur Integration verschiedener Datenschichten

5. Parallelentwicklung des Baurechts-Zwillings

Entwicklung des Baurechts-Zwillings in Zusammenarbeit mit dem Planungsverband
frühzeitige Einbindung des Landratsamts als Entscheidungsbehörde für Genehmigungsprozesse

6. Visualisierung und Simulation

Einsatz von 3D-Software zur Visualisierung und Simulation von Bau- und Infrastrukturprojekten

7. Beteiligung und Öffentlichkeitsarbeit

Umsetzung von Beteiligungsformaten und einer gezielten Kampagne zur Einbindung der Öffentlichkeit
Ausstellungs- und Erlebnisraum im Rahmen der Landesgartenschau zur Präsentation des digitalen Zwillings
kontinuierliche Öffentlichkeitsarbeit zur Steigerung von Akzeptanz und Transparenz

Governance
Die Hauptverantwortung für die Umsetzung des digitalen Zwillings liegt in Kirchheim im Bereich der Wirtschaftsförderung. Hier wird intern eng mit anderen Fachbereichen wie dem Bauamt und der Archäologie Kirchheim sowie externen Partnern zusammengearbeitet. Perspektivisch soll der digitale Zwilling für den Regelbetrieb an die Fachabteilung übergeben werden.

Das DFKI leistet beratende und operative Unterstützung. Die Aconium GmbH betreut die Abrufung und Planung der Fördermittel, die Urbanistic GmbH war für die technische Umsetzung verantwortlich. Darüber hinaus hat eine externe Rechtsberatung die Ausschreibungen sowohl für die Landesgartenschau Kirchheim 2024 als auch für die Bürgerbeteiligung begleitet.

Abstimmungen mit dem Landratsamt München und die regionale Kooperation stellten die Integration rechtlicher und technischer Standards sicher.

Kosten bei Beschaffung

Personalkosten

Sachkosten

Investive Kosten

Phase A

Anschaffung

Phase B

Umsetzung

Betrieb

480.040,55 €

664.475,96 €

Partizipation und Kommunikation
Um den digitalen Zwilling bedarfsgerecht umzusetzen, griff Kirchheim auf eine Kombination aus digitalen und analogen Beteiligungsformaten über den gesamten Projektzeitraum zurück. Diese werden auch nach dem Förderzeitraum weitergeführt:

Bürgerversammlungen und Präsenz bei Gemeindeveranstaltungen (zum Beispiel mit Informationsständen)
Nutzung der bereits eingeführten Konsul-Plattform für Umfragen und digitale Beteiligung
Präsenz auf dem Wochenmarkt zur direkten Ansprache von Bürgerinnen und Bürgern
Social Media, Gemeindeblatt und Pressearbeit zur Informationsverbreitung
Integration von Bürgerprojekten, zum Beispiel TreeSense-Baumsensorik als erlebbares Projekt
Erlebnisraum im Rahmen der Landesgartenschau zur anschaulichen Präsentation des Projekts
aktive Projekteinbindung von Schulen, Unternehmen und Bürgerinnen und Bürger

Technische Infrastruktur
Der digitale Zwilling Kirchheim umfasst folgende technische Infrastruktur und Funktionen:

webbasierte Plattform (Urbanistic Plattform) mit Zwei-Perspektiven-Ansatz (integrierte Nutzerstruktur, die eine verwaltungsinterne Planungsumgebung mit einer öffentlichen Informations- und Beteiligungsplattform verbindet)
- Smart Public Data-Funktionen: automatisierte Datenanalysen und Echtzeitsimulationen zur Entscheidungsunterstützung sowie Kommentarfunktionen zur Abstimmung zwischen Fachabteilungen
- Verwaltungszugang: speziell für die Verwaltung entwickelte Oberfläche zur Planung, Analyse und Simulation von Bauprojekten, inklusive Integration von XPlan-Daten zur digitalen Prüfung von Bauanträgen
- Bürgerzugang: interaktive Visualisierungsplattform für verständliche Einblicke in Bauvorhaben und städtische Entwicklungen und mit interaktiven Elementen, zum Beispiel Points of Interest und Projektdarstellungen
3D-Visualisierung und Simulation
- Einsatz eines LoD2-3D-Stadtmodells zur realitätsnahen Darstellung von Gebäuden und Infrastrukturprojekten
- Simulationen zur Analyse von Auswirkungen geplanter Vorhaben (zum Beispiel Verkehrsfluss, Umweltbelastungen)
zentrale Datenintegration mit Datenmanagement-Tool
- Zusammenführung von Katasterdaten, XPlan-Daten, Sensordaten (zum Beispiel TreeSense-Baumsensoren, Luftqualitätssensorik)
- Nutzung standardisierter APIs zur Anbindung weiterer Datenquellen
Beteiligungsplattform (Konsul)
- digitale Plattform für Umfragen, Feedback und aktive Bürgerbeteiligung
- Verknüpfung mit der Gemeindehomepage und Social Media für eine breite Reichweite

Datengrundlagen
Die Datengrundlage des digitalen Zwillings basiert auf einer Kombination von Bestands- und Echtzeitdaten, die erweitert und integriert wurden:

Bestandsdaten aus öffentlichen Datenquellen
- Katasterdaten und amtliche Geodaten (Open Data Bayern) für die bauliche und infrastrukturelle Darstellung
- Daten des Bayerischen Landesamts für Denkmalpflege zur frühzeitigen Berücksichtigung von Bodendenkmälern
- Planung von Bauvorhaben und Infrastrukturprojekten
- Fotomontagen der Landesgartenschau
- historische Bilder und Archivbilder (in Planung)
neu erhobene Daten
- XPlan-Daten zur digitalen Einbindung von Bebauungsplänen (eigene Beauftragung)
- Satellitendaten zur explorativen Analyse von Grünflächen und Umweltveränderungen
Sensordaten
- TreeSense-Baumsensoren zur Überwachung der Baumgesundheit
- Luftqualitätssensorik zur Erfassung von Umweltparametern
erweiterbare Datenstruktur
- eigenständige Einpflege von Points of Interest durch die Gemeinde (zum Beispiel für einen digitalen Tourismusguide)
- cloudbasierte Infrastruktur für skalierbare Datenspeicherung und
  -verarbeitung
Schnittstellen und Standards
- Nutzung von offenen Standards wie XPlanung zur Interoperabilität
- Integration über standardisierte APIs zur flexiblen Erweiterung durch weitere Use Cases