由CIM到城市地下空间的数字孪生研究
基于CIM_的城市规划辅助决策系统研究与实现
Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第07期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.07.034基于CIM的城市规划辅助决策系统研究与实现谢梓威1，郭登亮2，赵遐龄3（1.湖南畅图信息科技有限公司，湖南长沙410221；2.湖南省地质地理信息所，湖南长沙410008；3.湖南省水文地质环境地质调查监测所，湖南长沙410100）摘要：研究了基于CIM（City Information Modeling，城市信息模型）的城市规划辅助决策系统实现的关键技术，包括模型轻量化、场景优化与加速绘制及基于空间的规划分析算法技术；介绍了系统的总体架构，以及一种适应规划业务需求的数据库设计。
在系统实现方面，介绍了场景组织浏览、景观视线分析、规划方案评审及规划辅助分析等模块的实现。
实践表明，该系统在城市规划决策中具有较高的可行性和实用性。
关键词：CIM；辅助决策系统；城市规划；地理信息系统中图分类号：TU984；TP311.52 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）07-0123-03城市规划的决策是一个复杂的过程，需要考虑环境、经济、社会等众多方面。
传统的城市规划决策方式主要依靠二维图纸和简单的工具，具有一定的局限性，难以满足复杂城市规划的需求。
CIM是以BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）、GIS（Geographic Information System，地理信息系统）、IoT（Internet of Things，物联网）为核心组成的信息技术综合体，可以对城市进行全时空、多尺度的数字化表达[1]。
CIM技术可以提供包括地理空间数据、建筑数据、环境数据等全面的数据支持，同时还可以通过虚拟可视化的方式，呈现城市规划的效果和影响，帮助决策者更好地理解城市的状态和发展趋势。
城市信息模型（CIM）在城市规划设计中的研究与探索
城市信息模型（CIM）在城市规划设计中的研究与探索摘要：本文通过城市信息模型，实现各级各类空间规划在编制、审查、决策、实施等全过程的数字化应用，利用大数据分析、计算、模拟，挖掘数据价值，为城市规划设计提供模拟支持，为规划实施提供检测评估，为政府决策提供科学依据。
关键词：城市信息模型；应用场景；城市规划一、前言近年来，党中央和国家部委在全面深化改革会议工作中要求统筹各类空间规划，全面推进“多规合一”战略部署。
按照“一张蓝图、一个平台、一套机制”总目标，将国民经济和城乡规划、土地利用规划、生态环境保护规划等多个规划，基于空间分布协调。
本文将按照“一张蓝图、一个平台、一套机制”的总体目标，探索城市信息模型（CIM）在城市规划设计中的应用。
通过CIM城市模型，实现各级各类空间规划在编制、审查、决策、实施等全过程的数字化应用，利用大数据分析、计算、模拟，挖掘数据价值，为城市规划设计提供模拟支持，为规划实施提供检测评估，为政府决策提供科学依据。
二、CIM概述为规范城市信息模型（City Information Modeling，CIM）基础平台建设和运维，推动城市转型和高质量发展，住房和城乡建设部在结合广州、南京、雄安新区、厦门、北京城市副中心五大CIM试点城市工作的基础上，2020年9月正式发布《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》，明确了CIM、CIM基础平台及相关概念的定义。
其中，城市信息模型指以建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IOT）等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、历史现状及未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。
城市信息模型基础平台是在城市基础地理信息的基础上，提供从建筑单体、社区到城市级别的模拟仿真能力，是城市规划、建设、管理、运行工作的基础性操作平台，是智慧城市的基础性和实体性信息基础设施。
三、基于CIM的城市规划设计基于城市信息模型基础平台，整合各级各类空间规划成果，形成空间规划“一张图”。
探讨智慧城市背景下城市信息模型(CIM)平台的建设发展策略
探讨智慧城市背景下城市信息模型 (CIM)平台的建设发展策略摘要：进入二十一世纪以来，随着我们国家经济社会的发展和科学技术的不断进步，数字经济已经成为全球经济发展的新动力。
在此背景下，催生新兴产业发展，已经成为加快传统产业转型升级的主要措施之一。
在现代数字化转型背景下，城市信息模型平台已成为收集城市全生命周期海量数据、服务城市精细治理、支持智慧城市建设的新手段。
笔者结合多年工作经验，深入分析和探讨了智慧城市背景下城市信息模型(CIM)平台的建设发展策略，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。
关键词：智慧城市；城市信息模型；发展策略1城市信息模型的基本内涵1.1城市信息模型的基本内涵2019年3月，住房和城乡建设部发布了《工程建设项目合作平台技术标准》（CJJ/T296-2019），作为CIM第一份公开提案。
本研究首先讨论了CIM的定义和内涵。
一般来说，CIM应该建立在城市基础地理信息的基础上，集成3D数字模型，如构建BIM模型和基础设施，以表达和管理城市的历史、现状和未来的3D空间综合模型。
从内涵上看，CIM既是一个模型，也是一个平台。
2020年9月，住房和城乡建设部发布了《基本CIM平台指南》，提出了“CIM”和“基本CIM平台”的定义，并将CIM分为“模型”和“平台”两个含义。
(1)CIM表达的“孪生城市空间信息模型”针对我们国家而言，城市是一个极为复杂的系统，涉及到了人口、土地和基础设施、政府资源等多种要素。
CIM模型主要体现在城市空间各要素的高精度CIM模型表达上，也体现在城市层面众多模型的多源集成分析技术上。
从技术上讲，CIM模型是基于云计算的大3DGIS+小数据BIM场景数据的有机组合。
在模型层面，CIM模型应该表达三个维度：空间维度、时间维度和感知维度。
空间维度。
空间维度应包括物理空间、社会空间、财产空间和基于空间定位环节的三个空间耦合系统。
除其他外，物理空间包括各种地表和地下物理空间数据模型，包括城市地下管道、综合管道廊道和其他地下空间数据，还包括基于城市地质地形的数据，如地表覆盖率、时间和空间利用率，以及建筑物和结构的三维模型，倾斜摄影城市如3D数据。
5G时代下基于城市信息模型(CIM)的智慧校园建设模式研究
5G时代下基于城市信息模型（CIM）的智慧校园建设模式研究摘要：在教育信息化2.0与智慧城市建设的双时代背景下，探讨CIM的特征与实质，以及在5G 时代CIM平台的物联网感知关键技术，提出基于CIM的智慧校园总体建设模式，旨在进一步推进智慧校园的服务能力，构建符合高校园区特色的平台化系统整合。
关键词：CIM，智慧校园，物联网，5G一、研究背景高校园区的日常工作和数据管理涉及高校各部门管理系统，以及众多外部管理部门。
以往的智慧校园平台建设，采用各自采购专业智能化系统、建设独立系统的模式，因重复采集、交叉维护造成数据条目的规范性和实用性差，跨系统、跨部门数据流通与工作流程不一致等问题，严重影响信息化效益的发挥。
此外，高校园区现有和正在建设的平台多种多样，专题数据量也十分庞大，如何集成这些平台和数据，丰富三维空间数据的属性内容，增强三维平台的功能集合活跃度，扩展应用领域，满足校园日常运营管理和应急保障服务需求，新型智慧校园平台建设势在必行。
二、CIM及应用CIM是对建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IOT）等新一代信息技术的集成和提升（耿丹，2017）。
CIM既可以存储城市规模的海量信息，又可以作为云平台提供协同工作与数据调阅功能；同时和物联网、大数据挖掘、云计算等技术结合，还能提供满足城市发展需求的集成性管理系统（ESRI，2019）。
CIM的构成是以GIS作为所有数据的承载，作为所有数据融合的功能性平台，同时，还会加入新的内涵；BIM数据，就是城市单体、城市细胞的数据。
由BIM到CIM，扩展成为智慧城市的底板，包含建筑物、构筑物、道路、地下管线、地址、水体和地表等7类基础数据资源，共同构成城市公共治理的物质底板。
2013年，我国设立了第一批智慧城市试点，引爆智慧城市在中国的落地进程。
截至2017年3月，我国95%的副省级城市、83%的地级城市，总计超过500座城市，均明确提出或正在建设智慧城市。
新形势下城市地下管线信息化的特点及对策
新形势下城市地下管线信息化的特点及对策发布时间：2023-01-11T09:20:51.806Z 来源：《建筑设计管理》2022年15期作者：王赫张文飞[导读] 近年来，随着城市建设的不断发展，地下管线的数量和种类越来越多，对管线的种类和数量提出了更高的要求。
王赫张文飞天津市测绘院有限公司天津 300381摘要：近年来，随着城市建设的不断发展，地下管线的数量和种类越来越多，对管线的种类和数量提出了更高的要求。
以往的市政基础设施建设缺乏系统性和全面性，各区域之间存在着相互独立、缺乏沟通、缺乏沟通、规范等问题，严重制约了城市的整体协调发展。
随着有关建设管理制度的逐步健全和行业发展的需要，以及城市管理的日益精细化，相关管理人员在开展工作时要具备更加规范的操作，确保整体的管理模式实现规范化和信息化，要对地下管线的铺设状况进行全面的分析和掌握，与此同时还要对雨污管网的建设情况进行确定，这样能够方便市政的建设，并且能够实现雨污的分流。
关键词：新形势；城市地下管线；信息化；特点；对策1城市地下管线信息化现状新中国成立70多年来，尤其是改革开放以来，国家高度重视地下管线管理工作。
1998年，原建设部下发了《关于加强城市地下管线规划管理的通知》(建规[1998]69号)，2005年，原建设部出台了《城市地下管线工程档案管理办法》(建设部令第136号)，2014年，国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发[2014]27号)，切实加强城市地下管线建设管理工作。
全国各地市因地制宜，积极探索地下管线信息管理办法和机制。
如出台《地下管线管理条例》，将地下管线普查、修补测以及地下管线信息系统建设维护经费纳入同级财政预算。
《南京市管线管理条例》在管线的规划、建设、维护、信息和管理方面进行规范，为加强城市地下管线管理、合理利用地下空间资源提供了法律依据。
在地下管线普查方面，我国从20世纪80年代末开始开展地下管线普查工作，特别是住房和城乡建设部等部门《关于开展城市地下管线普查工作的通知》(建城[2014]179号)下发以后，全国2000多家具有地下管线探测资质的单位参与到地下管线普查及信息化建设工作中，基本查清了我国县级以上城市市政道路范围的地下管线现状。
基于CIM的智能燃气、智能供水等系统研发及数据处理服务
基于CIM的智能燃气、智能供水等系统研发及数据处理一、项目概况本项目按照数字化改革要求，结合智能燃气、智能供水等应用需求，基于数字孪生技术，围绕地下管线应用场景，开展基于CIM的智慧城市应用集群建设，支撑城市地下“生命线”安全管理。
二、建设内容本次建设内容由包含基于CIM的智慧城市应用集群建设内容，具体包括基于CIM的管线一张图建设、基于CIM的智能井盖应用建设、基于CIM 的智能内涝应用建设、基于CIM的智能排水应用建设、基于CIM的智能供水应用建设、基于CIM的智能燃气应用建设、基于CIM的智能灯杆应用建设及部分地下管线BIM建模（150Km）等内容。
三、技术要求四、其他技术要求4.1、工期要求合同签订之日起90日（含法定节假日）内完成安装进入整体试运行，试运行30日（含法定节假日）且满足甲方使用要求后终验。
4.2、服务要求（1）质保与维护要求：质保期为最终验收通过之日起两年。
4.3、维护要求提供每天24小时、每周7天，即7×24小时的支持服务。
在接到采购人故障报告后响应时间不超过2小时，一般性故障4小时处理完成，对于复杂故障问题8小时内处理完成，保障系统正常运行。
故障排除后应出具书面故障诊断报告备案。
4.4、提供软件免费升级服务包括定期进行网络病毒及网络攻击安全保密检测及安全保密措施升级服务。
4.5、提供免费的纠错性维护（含软件版本打补丁）和其他技术支持，升级方式为上门服务（采购人另有要求的除外）。
4.6、须免费开放标准化的数据接口，以便整个系统将来升级及扩展。
4.7、驻场人员要求驻场人数至少2人，要求熟悉业务，沟通能力强；驻场地点为业主方指定地点；驻场时间直至本项目验收通过，且系统运行稳定后方可离场。
智慧城市CIM数字孪生体整体解决方案
国内外典型案例分析
新加坡“智能国”计划
通过全面感知、互联互通和智能化应用，实现城市管理和服务的智能 化。
中国杭州城市大脑
以城市数据为核心资源，利用云计算、大数据和人工智能技术，提高 城市治理效率和民众生活质量。
美国纽约智慧城市计划
通过智能交通、智能能源和智能公共安全等方面的应用，提高城市运 行效率和居民生活质量。
实时仿真技术
通过仿真软件对城市运行进行 实时模拟，预测城市未来的状
态和趋势。
交互技术
利用人机交互设备，如触摸屏 、鼠标、键盘等，实现与数字
孪生体的实时交互。
协同工作技术
支持多个用户同时在线操作， 实现协同工作和数据共享。
智能分析与决策支持技术
数据挖掘技术
通过数据挖掘算法，从海量数据中提 取有价值的信息和知识。
智慧垃圾分类与回收
推广智能垃圾分类回收设备和技术， 提高垃圾分类的准确性和回收利用率 。
智慧建筑与基础设施管理解决方案
智慧建筑运维管理
通过物联网和大数据技术，实现对建筑设 施的智能监测和远程管理，提高运维管理
的效率和服务水平。
04 03
智慧园区管理
通过数字化和智能化手段，实现对园区内 人流、物流、信息流等资源的全面管理， 提高园区的运营效率和管理水平。
效果评估指标体系构建
感知层评估
评估传感器、摄像头等设备的数 据采集能力和准确性。
平台层评估
评估数据处理、存储和分析能力 ，以及数据可视化效果。
网络层评估
评估数据传输的速度、稳定性和 安全性。
应用层评估
评估各应用场景的效果和实用性 ，如智能交通、智能能源等。
持续改进方向和目标设定
BIM CIM 数字孪生 元宇宙的关系
BIM CIM 数字孪生元宇宙的关系BIM、CIM、数字孪生、元宇宙，这些词语在建筑、工程、制造等行业中已经越来越常见。
它们代表着数字化、智能化、虚拟化的未来趋势，也是建筑行业数字化转型的方向。
本文将深入探讨这四个概念之间的关系，解释它们的内涵和作用，探索其在建筑行业数字化转型中的应用。
一、BIM与CIMBIM（Building Information Modeling）是建筑信息模型的缩写，它是一种数字化的建筑设计、施工、运营管理工具。
BIM将建筑物的各种数据、信息、参数以三维模型的形式进行集成，实现了建筑设计、施工、运营的全流程数字化。
BIM不仅能够提高建筑项目的设计效率、施工质量和运营效果，还能够减少建筑项目的成本和风险。
CIM（City Information Modeling）是城市信息模型的缩写，它是BIM的延伸和升级版。
CIM将BIM的概念扩展到城市规划和管理领域，将城市的各种数据、信息、参数以三维模型的形式进行集成，实现了城市规划、建设、管理的全流程数字化。
CIM不仅能够提高城市规划和管理的效率和质量，还能够促进城市可持续发展和智慧化。
BIM和CIM是建筑行业数字化转型的重要工具和手段。
它们能够实现建筑和城市的全流程数字化，提高效率、质量和可持续性，降低成本和风险，为建筑行业数字化转型提供了坚实的基础。
二、数字孪生数字孪生（Digital Twin）是一种虚拟的、数字化的、与实物相对应的模型。
它通过传感器、数据采集、模拟仿真等技术，将实物的各种数据、信息、参数以数字化的形式进行集成和模拟，实现了实物的虚拟化。
数字孪生不仅能够对实物进行远程监测、预测、优化和维护，还能够对实物进行仿真和模拟，提高决策的准确性和效率。
数字孪生是建筑行业数字化转型的重要手段和应用。
它能够将建筑物的实物模型与数字模型进行对应和比对，实现建筑物的虚拟化和数字化，为建筑物的设计、施工、运营提供了更加精确和可靠的数据支撑。
前沿｜广联达：基于CIM的城市规建管一体化解决方案（附具体案例）
前沿｜广联达：基于CIM的城市规建管一体化解决方案（附具体案例）导读广联达基于CIM规建管一体化平台，围绕城市建筑和市政基础设施全生命周期，以“数字孪生”城市为载体，以CIM时空一体化云平台为支撑，为城市建设、园区开发等提供规划、建设和管理全过程一体化解决方案和运营服务。
城市是社会经济发展和人们生产生活的重要载体，是现代文明的标志，高起点规划、高标准建设、精细化治理正成为未来城市建设发展的新方向。
坚持规划先行与建管并重相结合，构建以信息化为引领的绿色、智慧和韧性的城市发展新形态。
如何实现绿色、智慧、韧性的城市？产品篇围绕城市建筑和市政基础设施全生命周期，以“数字孪生”城市为载体，以CIM时空一体化云平台为支撑，为城市建设、园区开发等提供规划、建设和管理全过程一体化解决方案和运营服务。
打通规划、建设、管理的数据壁垒，改变传统模式下各阶段管理脱节的状况，支持城市管理需求在规划、建设的落实，积累城市数据资产并指导反馈规划建设，实现科学规划、高效建设和优质运营的智慧城市。
新理念——基于数字孪生的新理念数字化技术驱动城市规划、建设和管理全过程升级，“数字孪生”助推城市建设发展新理念。
新模式——基于数字化技术的新模式数字技术支撑“三个一体化“，创新城市建设管理新模式，将城市建设和管理提升至“细胞级”精细化治理水平。
空间一体化：以BIM+3DGIS为依托构建全方位城市信息模型（CIM），通过数字孪生的城市双体，构筑城市数字化基础设施，实现规建管业务集成、数据集成，支持城市可视化、可模拟和可分析的管理。
管理一体化：通过物联网、智能化、移动等技术实现管理业务纵向打通，数据实时互联。
全程一体化：形成规建管一体化业务数据融通及动态循环更新闭环。
新举措——基于一体化平台的新举措构建基于CIM的规建管一体化平台，是支撑数字城市的新举措。
方案篇通过基于CIM的规建管一体化平台，实现城市规划、建设、管理全生命周期管理，平台架构为“一个平台两大中心三朵云”。
CIM与数字孪生城市的关系
C IM与数字孪生城市的关系文、图/刘晓伦随着国家政策的陆续出台以及雄安等国家级新区的示范效应，数字孪生的理念已经从传统的制造业, 向智慧城市的各个环节渗透，极大地拓展了人们对未来城市形态的想象。
从CIM到数字孪生城市数字孪生一词最早诞生于工业界，但是其在智 慧城市方面的应用则来源于2018年通过的《雄安规 划纲要》，纲要提出：“坚持数字城市与现实城市 同步规划、同步建设，适度超前布局智能基础设 施，打造全球领先的数字城市”“建立健全大数据 资产管理体系，打造具有深度学习能力、全球领先 的数字城市”等建设内容。
中国信息通信研宄院智 慧城市首席专家高艳丽教授曾表示：“雄安新区是 数字城市与现实城市同步规划、同步建设的城市，两座城市将开展互动，打造数字孪生城市和智能城Ttr ，，市。
近年来，在城市建设的过程中，CIM通过BIM、三维GIS、大数据、云计算、物联网（IoT)、人工 智能等先进数字技术，同步形成与实体城市“孪 生”的数字城市，实现城市从规划、建设到管理的 全过程、全要素、全方位的数字化、在线化和智能 化，改变城市面貌，重塑城市基础设施。
数字孪生城市是融合统一数据标准、城市信息 模型、城市运行数据、共性支撑平台、数字孪生应 用等多个单元的复杂系统，其中CIM是最重要的环 节，实现将物理城市的实体模型构建为数字孪生 体。
CIM平台是数字孪生城市建设的数字化模型，也是城市建设管理全流程智慧应用的支撑性平台。
依托CIM平台三维城市数字底板，与实时感知、仿 真模拟、深度学习等信息技术高度融合，开展全方 位多维度智慧城市应用建设，将成为实现城市治理 能力现代化的重要驱动力。
CIM对于数字孪生城市的意义数字孪生城市分为物理实体孪生和运行机理孪 生，例如某建筑实体，通过BIM构建实体孪生模 型，通过IoT传感器感知建筑运行机理，所以需要 将模型与运行机理有效地结合才能更好地服务智慧 城市建设和治理，那么物理实体城市孪生的CIM就 变得十分重要。
CIM地下空间应用方案1
制风险，减少损失
程质量等问题
建设工程风险的评估
风险识别：对建 设工程可能存在 的风险进行全面 识别和分类
01
风险应对：根据 风险评估结果， 制定相应的风险 应对措施
03
02
04
风险评估：根据 风险识别结果， 对每种风险的可 能性和影响程度 进行评估
风险监控：对已 经实施的风险应 对措施进行持续 监控，及时调整 风险应对策略
4
地下空间开发协同管理
地下空间开发的协同管理理念
01 协同规划：各部门共同参与， 确保地下空间开发的整体性 和协调性
02 协同建设：各参与方协同推 进，提高建设效率和质量
03 协同运营：各参与方共同管 理和维护地下空间的运营， 确保其安全和高效运行
04 协同管理：建立统一的管理 体系，实现地下空间开发的 统一管理和协调
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汇报人：稻小壳
智能化管理：利用物联网、 大数据等技术实现地下空间 的智能化管理和监控
绿色环保：开发绿色环保的 地下空间，减少对环境的影 响
多功能开发：将地下空间开 安全性提升：提高地下空间
发成多功能区域，如停车场、 的安全性，包括火灾、地震
商业中心等
等突发事件的应对能力
与城市规划结合：将地下空间与城市规划相结合， 打造更加便捷、舒适的城市生活环境
CIM地下空间应用方案
演讲人
1
CIM地下空间应用方案概述
CIM的定义与应用
01 CIM（城市信息模型）：一 02 CIM的主要应用：城市规划、
种基于地理信息系统（GIS）
城市建设、城市管理等领域
和建筑信息模型（BIM）的
数字化城市模型
03 CIM的优势：提高城市规划 和建设的效率和质量，为城 市管理提供更好的决策支持
2023-智慧城市CIM数字孪生体整体解决方案-1
智慧城市CIM数字孪生体整体解决方案智慧城市是现代化城市建设的重要方向，而数字孪生体则是实现城市数字化转型的重要手段。
为了更好地实现智慧城市的建设目标，可以采用CIM（城市信息模型）数字孪生体整体解决方案，该解决方案可以实现城市各项信息的全面梳理、优化和管理，使城市变得更加智慧、便捷、高效。
实现智慧城市CIM数字孪生体整体解决方案，需要经过以下几个步骤：第一步：城市信息采集城市信息采集是数字孪生体整体解决方案的重要环节，全面、准确的城市信息采集是数字孪生体模型能否真实还原城市的关键。
对于城市信息采集，可以借助各种先进的市政设施、物联网传感器等设备，实现对城市环境、交通、人流等各方面信息数据的不间断采集和处理，形成全面的城市信息数据图谱。
第二步：建立数字孪生体模型建立数字孪生体模型是实现智慧城市解决方案的关键步骤，建立数字孪生体模型需要借助各种专业软件和技术，利用采集到的城市信息数据形成真实、可靠、可操作的数字孪生体模型。
数字孪生体模型将城市信息以三维图像的形式呈现出来，可以直观地展现城市的各项信息。
第三步：数字孪生体数据分析数字孪生体数据分析是提高城市信息利用效率的重要手段，数字孪生体数据分析可以利用先进的算法和技术，对数字孪生体模型中的各项信息进行深入分析和处理，探索出城市信息优化和管理的最佳策略和方案。
第四步：数字孪生体应用场景构建数字孪生体应用场景构建是数字孪生体整体解决方案的最终目标，数字孪生体应用场景构建可以实现对城市信息的全面管理和优化，并可以将数字孪生体模型与各种城市应用场景相结合，实现对城市的智慧化应用。
例如可以通过数字孪生体模型直观地展示城市环境的变化，帮助城市规划者制定更加科学的城市规划，同时也可以应用于城市紧急事件处置、交通疏导、环境污染治理等多个方面。
总之，“智慧城市CIM数字孪生体整体解决方案”是实现城市智慧化建设的最佳路径和手段，只有全面地采集和管理城市信息，并通过先进的技术手段形成数字孪生体模型，才能实现对城市信息的深入分析和利用，并通过数字孪生体应用场景的构建，将城市智慧化理念付诸实践。
浪潮数字孪生CIM_平台_精准数字画像让智慧城市触手可及
■国同光国家十四五规划中明确指出要完善城市信息模型平台和运行管理服务平台，构建城市数据资源体系，推进城市数据大脑建设，探索建设数字孪生城市。
住建部也在2021年5月下发《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》指导CIM 基础平台的建设。
近年来，CIM基础平台作为孪生城市实现的必不可少的基础性支撑平台，已经成为智慧城市的新型基础设施。
浪潮数字孪生CIM平台也乘着政策的东风，在智慧城市的赛道上急速奔驰。
基于此，浪潮盘点了浪潮CIM基础平台在城市发展建设中发挥的作用、典型应用场景以及实践案例。
在虚拟环境中，1:1还原一座城浪潮数字孪生CIM平台，是浪潮新基建综合应用数字孪生、物联网、5G、区块链、低轨卫星等新型信息技术，建立全程管控、智能协同的CIM基础平台，对强化城市全生命周期管理和促进城市治理模型创新发挥着重要作用，已经成为智慧城市的新型基础设施。
依托浪潮数字孪生CIM平台，利用数字孪生、物联网、大数据等关键技术，人们完全可以在虚拟环境中1:1的还原一座城，并且让这座“数字城市”与现实中的物理城市如影随形、同生共长。
基于这样的“还原”，城市管理者可以对城市进行管理、分析、预测，并且不断试错，调整优化得到最优解决方案，逐步实现数字城市与现实城市同步规划、同步建设，推动城市向智能化、智慧化的方向发展。
服务城市全生命周期，支撑多样智慧场景浪潮数字孪生CIM平台以CIM为核心，打通各系统割裂孤岛情况，进行数据共享服务，并整合基于建筑空间和位置信息的时空大数据平台，提供三维可视化数字孪生底板共享服务，为城市的规划、建设、管理、运营全流程赋能。
在城市规划建设方面，工程建设项目设计、施工、竣工等阶段制作的建筑信息模型（BIM）都可以通过平台实现信息融合、流转、共享，设计单位可以自检BIM模型是否符合报建要求，政府部门或审图单位可以实现智能化审查审批，提高办事效率。
在城市管理方面，平台可对分散在智慧城管、智慧社区、智慧交通、智慧水务、智慧园区等各业务系统中的数据进行集中和整合，形成统一视图，有效促进业务协同。
北斗网格码数字孪生城市CIM 时空网格框架
北斗网格码:数字孪生城市CIM时空网格框架李林1,3㊀程承旗2,3㊀任伏虎1,3(1.北京北斗伏羲科技有限公司,北京102218;2.北京大学工学院,北京100871;3.北京大学时空大数据协同创新中心,北京100871)摘要:数字孪生城市已成为新型智慧城市建设的主流技术路线与发展目标㊂数字孪生城市的核心是城市信息模型(City Information Modeling,CIM)㊂传统的GIS+BIM的建模方法存在明显的局限:面向对象的数据组织方式会因对象本身的纷繁复杂和对象ID的私有定义而难以解决数据组织汇聚的问题㊂北斗网格码技术(包括剖分时间码)提供了一个时空网格框架,可构建地球全域空间数字孪生网格数据模型,其实质是一个基于时空编码的开放性大数据架构,可通过网格关联组织城市多源异构时空数据,支撑数字孪生城市CIM建模㊂具体建模过程包括时空网格编码㊁网格关联数据㊁网格数据加载㊁数据驱动模型4个步骤㊂基于北斗网格码的时空网格框架对于CIM平台具有重要的赋能价值㊂关键词:时空网格框架;城市信息模型;数字孪生城市中图分类号:TU98;P208㊀㊀㊀㊀文献标识码:A引用格式:李林,程承旗,任伏虎.北斗网格码:数字孪生城市CIM时空网格框架[J].信息通信技术与政策,2021,47(11):1-5.doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2021.11.0010㊀引言当前,以大数据㊁云计算㊁人工智能㊁物联网㊁5G等新一代信息技术为代表的数字浪潮正席卷全球㊂以2018年12月中国信息通信研究院首次发布‘数字孪生城市研究报告(2018)“为标志,数字孪生城市的概念受到社会的广泛关注㊂在推动数字孪生城市的城市信息模型(City Information Modeling,CIM)建模过程中,传统的地理信息系统+建筑信息模型(GIS+BIM)方法存在明显局限㊂因此,有必要引入基于时空网格的数据组织技术体系,构建统一的时空框架,实现城市多源异构海量数据的融合㊂1㊀数字孪生城市与CIM1.1㊀数字孪生城市的浪潮所谓数字孪生是指通过对物理世界的人㊁地㊁物㊁事件等全部要素数字化,在网络空间再造一个与之对应的 虚拟世界 ,形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存㊁虚实交融的格局㊂ 数字孪生城市基于数字化标识㊁自动化感知㊁网络化连接㊁普惠化计算㊁智能化控制㊁平台化服务的信息技术体系和城市信息空间模型,在数字空间再造一个与物理城市匹配对应的数字城市,实现城市全要素数字化和虚拟化㊁全状态实时化和可视化㊁运行管理协同化和智能化,最终实现物理城市与数字城市虚实交互㊁平行运转 [1]㊂数字孪生城市是技术演进与需求升级驱动下新型智慧城市建设发展的一种新理念㊁新途径㊁新思路,目前已经成为新型智慧城市建设的主流技术路线与发展目标㊂2020年4月10日,国家发展和改革委员会和中央网信办联合发布‘关于推进 上云用数赋智 行动培育新经济发展实施方案“,将数字孪生㊁大数据㊁人工智. All Rights Reserved.能㊁5G等7项技术,视作数字化转型的 共性技术 和 关键技术 ,并提出 开展数字孪生创新计划 ,要求 引导各方参与提出数字孪生的解决方案 ,预示着数字孪生技术上升为国家科技战略的一部分㊂1.2㊀CIM:数字孪生城市的核心数字孪生城市的核心是高精度㊁多耦合的CIM[2]㊂通过加载其上的全量全域数据,在城市巨系统内汇集交融,实现对城市规律的识别,产生新的知识涌现,为改善和优化城市系统提供有效的指引㊂在实践中,城市信息模型构建正受到越来越大的重视㊂理论上,三维GIS模型实现了城市宏观大场景的数字化模型表达和空间分析,BIM则实现了对城市建筑物的物理设施㊁功能信息的精确表达,将这两者融合集成,可构建起CIM的初步框架㊂同时,从数据动态化的角度考虑,CIM还需要引接城市物联网(Internet of Things,IoT)智能感知数据㊂智能感知数据包括城市各种公共设施及各类专业传感器感知的具有时间标识的即时数据㊂智能感知数据可反映城市的即时运行情况,其与GIS+BIM空间数据相叠加,可将静态的数字城市模型升级为可感知㊁动态的数字城市模型㊂但传统的GIS+BIM的建模方法存在一个明显的局限:基于GIS图层的数据承载方式未能从本质上解决时空模型的数据动态化问题,GIS图层化的数据二维形态无法解决三维表达需求,也不能实现时态变化的表达;而BIM建模的单体性过强,难以在不同BIM 间实现融合,且同样无法实现时态变化的表达㊂究其本质,面向对象的数据组织方式会因对象本身的纷繁复杂和对象ID的私有定义而难以解决数据组织汇聚的问题,由此生成的模型难以实现模型数据的开放化和动态化㊂2㊀北斗网格码技术与标准北斗网格码是北斗网格编码与大数据组织利用技术体系的简称㊂它是一项中国自主原创㊁有望引领全球标准的时空大数据范畴基础性重大创新㊂北斗网格编码是一套新型全球空间位置框架和编码方法,因被国家北斗系统列为新的空间位置输出标准而得名㊂其理论基础是北京大学程承旗教授团队承担国家973项目发展的新型地球空间剖分理论和大数据网格组织参考框架(GeoSOT模型)㊂北斗网格码技术一方面是对全球全域空间的信息精准化编码表达,能为陆海空天电及地下的每一寸空间赋予可计算㊁易检索的全球唯一空间标识;另一方面也是基于空间的大数据组织框架,结合时间编码可为地球空间万事万物赋予时空数据属性,实现以时空编码为主索引的万物数据互联㊂基于北斗网格码的标准体系正逐步完善㊂国军标GJB8896-2017‘地球表面空间网格与编码“㊁国家北斗标准GB/T39409-2020‘北斗网格位置码“㊁国家标准GB/T40087-2021‘地球空间网格编码规则“已颁布;国家高分重大专项标准GFB30201-2018‘高分卫星遥感信息剖分组织参考框架“㊁海南地方标准Z/SGPT J21-2020‘管理要素北斗网格编码规范“也已发布㊂其他在编标准还包括:OGC/ISO等组织的3个国际标准;国家北斗标准‘北斗剖分时间码“㊁国家标准‘无人机三维空间标识编码“;公安㊁住建㊁自规㊁消防㊁邮政及智慧城市网格化管理等方面的十多个行业级标准㊂3㊀基于时空网格框架的CIM建模3.1㊀基本内涵北斗网格码技术(包括剖分时间码)提供了一个时空网格框架,可构建涵盖卫星空间㊁空域空间㊁城市空间㊁建筑空间以及地下空间在内的地球全域空间数字孪生网格数据模型,其实质是一个基于时空编码的开放性大数据架构,通过网格关联组织城市多源异构时空数据,形成统一化的城市大数据模型[3]㊂从数据逻辑看,网格成为数据承载的容器,所有数据的引接加载㊁提取分发以及计算分析均基于不同尺度的网格进行;从数据接入看,类型涵盖GIS+BIM+5G +IoT等全域空间全量数据,囊括陆海空天电及地下/水下各类场景,可按需分层加载各类数据;从技术融合看,北斗网格码技术可与新型测绘技术㊁标识感知技术㊁协同计算技术㊁全要素数字表达技术㊁模拟仿真技术㊁深度学习技术等创新技术深度融合,共同构成CIM 平台建设的技术支撑体系㊂基于北斗网格码的CIM平台具有全域空间三维立体化㊁数据时空编码标准化㊁全量数据动态可视化㊁数据服务按需灵活化以及架构开放性㊁数据继承性㊁更新动态性㊁交互实时性等基本特点,是支撑各行业各领. All Rights Reserved.域应用的统一通用时空数据模型基底㊂3.2㊀CIM建模过程3.2.1㊀时空网格编码作为北斗网格码理论基础的GeoSOT模型将地表以上52万km到近地心的地球全域空间剖分成最大为整个地球㊁最小1.5cm的32级网格体元,每个网格均有唯一的二进制整形编码㊂区别于传统技术以经纬度二维指标定义平面位置,北斗网格码技术以一维整形数定义三维空间及其位置,并发展出一套多尺度网格编码代数算法,具有多尺度立体性㊁高效计算性㊁良好包容交互性等优势㊂依托北斗网格码技术,物质世界全部实体要素及其物理活动被全球统一的时空数据组织框架所涵盖,而这些全部的数字化映射就构成了物质世界的镜像数字世界㊂映射具体实现形式包括:一位一码(网格+空间),空间精确标识;一物一码(网格+ID),事物精准映射;一事一码(网格+活动),事件动态监测㊂3.2.2㊀网格关联数据从原理上,地球空间万事万物在某一个时刻一定落在某个或某几个网格空间中㊂因此,不论是自然地理㊁气象环境㊁城乡空间等宏观尺度信息,还是房屋建筑㊁道路设施等中观尺度信息,以及城市部件㊁建筑构件等微观尺度信息,都可通过时空编码的体系化组织,形成一个网格化的城市时空 静态 底模㊂在此基础上还可进一步扩展将人/组织的行为活动信息纳入,甚至将社会经济等集合性数据通过个体关联到网格上,形成统一时空框架下的城市动态全景映射㊂从数据处理流程看,将各类数据与对应的网格编码建立关联,对原始数据不推倒不重来,本质上是新建一个网格编码索引数据库㊂该索引库的创新处在于以网格编码作为主键,而将对象ID和属性数据统一作为属性信息(可根据业务需要记录对象数据的原有部分或全部属性信息)㊂3.2.3㊀网格数据加载CIM建模要求实现从数据库到模型的映射转化,真三维㊁立体性㊁可视化是其基本要求㊂城市感知体系的发展使得城市全域全量大数据日渐成为现实,数据按需灵活加载和多细节层次显示(Levels of Detail, LOD)成为必然选择㊂对象数据进行网格关联后,离散化成为数据的新特征㊂在索引数据库基础上可利用网格数据引擎实现各类数据的灵活加载:可按网格或网格组合进行加载,也可按对象数据类型分层分类加载㊂实践中,通常在时空网格框架之上首先加载显示倾斜摄影数据,建立大尺度空间全景底图;再根据需要加载显示局部目标区域的三维楼体等信息,数据可以是倾斜摄影㊁BIM模型㊁CAD转化或是直接建立网格楼体白模等;接下来进入楼体后显示分层分户模型㊂而GIS类二维数据往往是作为背景信息调用㊂过程中网格显示与否根据需要可自由切换㊂3.2.4㊀数据驱动模型在网格数据模型中网格编码代表网格的位置,网格的属性用以关联多源外部数据㊂当外部数据变化时,网格索引数据库通过动态同步机制自动关联变化数据,实现数据实时更新和动态汇聚㊂这样,基于时空网格框架的城市信息模型就将城市多源异构数据进行了 定位㊁定性㊁定量 的全方位标注并动态关联,实现以时空编码为组织纽带㊁变化信息即时呈现的数字孪生城市全景动态一张图㊂更为重要的是,这一模型不但具有三维立体可视的显示特征,还具有数据可离散提取㊁可分发交互㊁可计算分析等方面的内在能力㊂通过网格承载数据的方式,城市信息模型真正成为 能看㊁能查㊁能算 的数据驱动模型㊂并且,网格化数据非常适合引入机器学习等AI技术,基于网格化数据的智能分析模型正在越来越多的领域得到应用㊂4㊀时空网格框架对于CIM的赋能价值4.1㊀对全要素数字化表达能力的增强北斗网格码技术可对全域空间每一寸土地进行精确标识,并将空间剖分思想扩展到时间领域,实现时空四维的一体化编码表达,适应了数字孪生动态化的需求;针对要素对象,利用其时空属性建立网格关联编码,实现对万事万物数据基于时空编码的互联互通㊂4.2㊀对CIM平台数据供给能力的增强北斗网格码技术一方面针对总体提供了数据组织融合框架,支撑城市海量多源异构数据的组织汇聚;另一方面针对局部/个体提供了网格化工具,可方便实现数据的 打码 ㊁ 装箱 ㊁分发及交互,特别是通过网格和网格组合可灵活实现面向用户的 切片 式块数据. All Rights Reserved.按需调用㊂4.3㊀对CIM平台空间计算能力的增强空间计算效率上网格编码匹配运算较经纬度点坐标方程计算有数量级上的提高;网格计算天然具备分布式计算特性,在海量数据并行计算㊁复杂场空间分析等方面优势明显;时空网格具有多层级性,可通过粒子网格及其内的数据属性值快速进行网格智能聚合,支持网格AI模型创新㊂4.4㊀对CIM平台众创扩展能力的增强北斗网格码技术提供了一个开放性的大数据组织架构,以时空网格的不变应对对象的千变万化,支持数据的分布式众筹创建和自治更新;还提供了以网格为单位的块数据利用通用工具,支持数据按需切片交互和个性化分发,有助于实现大数据资产的标准化,促进数据要素交易流通㊂5㊀当前实践中存在的问题及解决思路基于时空网格框架的CIM建模解决方案目前在实践中还存在如下困难和问题㊂(1)在认识层面,CIM建模乃至CIM的概念内涵并未清晰统一㊂不少人没有从时空数据内容的角度来理解和构建CIM,而主要从可视化的角度,追求实体对象的纹理材质等视觉逼真,由此带来数据量巨大㊁模型加载困难等弊病㊂(2)在技术层面,现阶段的时空网格技术仍停留在对实体对象数据的网格索引层面,尚不能从数据生产源头直接通过网格来组织实体对象三角面等素材数据,无法实现实体对象数据与网格编码的深度有机融合㊂解决上述问题的具体思路如下㊂(1)认识上明确:在大数据时代CIM建模要更多地立足于计算机的时空认知,通过大数据㊁智能化来解决城市建设运行中的问题,而不是过多地注重人的视觉认知(可视化)㊂进一步地,可通过遥感影像㊁倾斜摄影等图片类数据满足可视化需求,而通过网格化的内容性数据来分析解决问题㊂(2)技术上加强研发创新:在数据生产源头将时空网格嵌入到各类数据的组织体系中并形成行业性规则,特别是针对实景三维需求下倾斜摄影这一适应大规模作业㊁性价比相对突出的新兴技术,可优先研发实现这一目标㊂6㊀结束语数字孪生城市的浪潮正风起云涌㊂北斗网格码技术(包括剖分时间码)为数字孪生城市CIM建模提供了一个时空网格框架,建立起一个开放的时空大数据架构,有望形成 网格码+GIS+BIM+IoT 的CIM建模融合解决方案㊂进一步,网格化数据所具备的结构规整㊁计算高效㊁适合建模等优势对于CIM平台的应用价值挖掘具有极大支撑意义,值得后续深入研究㊂参考文献[1]中国信息通信研究院.数字孪生城市研究报告(2018年)[R],2018.[2]中国信息通信研究院.数字孪生城市研究报告(2019年)[R],2019.[3]程承旗,曲腾腾,李林.数字孪生城市空间网格框架与GDS数据平台技术研究[J].信息技术通信与政策, 2020,47(3):1-8.[4]程承旗,任伏虎,濮国梁,等.空间信息剖分组织导论[M].北京:科学出版社,2012.[5]李德仁,朱欣焰,龚健雅.从数字地图到空间信息网格 空间信息多级网格理论思考[J].武汉大学学报(信息科学版),2003,28(6):642-650.作者简介:李林㊀㊀北京北斗伏羲科技有限公司常务副总经理,北京大学时空大数据协同创新中心研究员,主要研究方向为时空大数据与数字经济㊁数字城市程承旗㊀北京大学工学院教授/博士生导师,北京大学时空大数据协同创新中心主任,主要研究方向为地球剖分网格㊁地球空间大数据组织㊁遥感与地理信息工程等任伏虎㊀北京北斗伏羲科技有限公司执行总经理,北京大学时空大数据协同创新中心执行主任,主要研究方向为遥感与地理信息系统㊁地球空间大数据组织等. All Rights Reserved.Beidou Grid Code :CIM spatio-temporal grid frameworkfor digital twin citiesLI Lin 1,3,CHENG Chengqi 2,3,REN Fuhu 1,3(1.Beidou Fuxi Technology Co .,Ltd .,Beijing 102218,China ;2.College of Engineering ,Peking University ,Beijing 100871,China ;3.Peking University Collaborative Innovation Center for Geospatial Big Data ,Beijing 100871,China )Abstract :Digital twin cities have become the mainstream technical route and development goal of the construction ofnew smart cities .The core of digital twin city is the City Information Model (CIM ).The traditional GIS +BIMmodeling method has obvious limitations :the object-oriented data organization method is difficult to solve the problem of data organization and aggregation due to the complexity of the object itself and the private definition of object ID .Beidou Grid Code technology (including Beidou Split Time Code )provides a spatiotemporal grid framework ,whichcan build the global spatial digital twin grid data model .Its essence is an open big data architecture based onspatiotemporal coding ,which can organize urban multi-source heterogeneous spatiotemporal data through gridassociation and support the CIM modeling of digital twin cities .The specific modeling process includes four steps :spatio-temporal grid coding ,grid associated data ,grid data loading and data-driven model .The spatio-temporal gridframework based on Beidou Grid Code has important enabling value for CIM platform .Keywords :spatio-temporal grid framework ;City Information Modeling ;digital twin cities(收稿日期:2021-09-22). All Rights Reserved.。
数字化测绘技术在构建CIM平台中的应用研究
数字化测绘技术在构建 CIM平台中的应用研究摘要：文章先分析了CIM技术和CIM平台，随后介绍了数字化测绘技术在构建CIM平台中的具体应用和平台数据，包括CIM分级、数据分类和构成、数据存储和更新，希望能给相关人士提供有效参考。
关键词：CIM平台；数字化测绘；平台服务引言：随着智能建筑和智能家居的广泛应用，以BIM技术为基础的城市信息模型CIM技术进一步促进了智慧城市的建设和发展，对人造智慧环境提出更高发展要求。
合理应用数字化测绘技术能够辅助CIM平台的建设和发展，为此需要对CIM技术进行深入分析，准确把握相关技术在CIM平台中的应用规律。
1.CIM技术分析CIM技术是以BIM技术为基础形成的，并超出BIM技术范围。
CIM在物联网、地理信息系统、数字孪生、BIM等技术支持基础上，对城市地上地下、历史现状未来、室内室外等多维数据信息以及城市感知数据进行全面整合，有效创建三维数字空间为载体的城市信息综合体，将其作为基础参考进行城市规划、管理和建造[1]。
1.CIM平台分析CIM平台需要严格按照因地制宜、能力提升、创新驱动、多方参与、政府主导、安全可靠、以用促建、安全可靠的基础原则开展建设活动，对城市数字化测绘所得各种二维、三维数据实施统一管理，为不同数据提供专门的应用、服务接口，满足信息联动和业务协同基础要求。
CIM平台主要可以分为三个层次和三大体系，涵盖运维保障体系、信息安全体系、技术规范体系，包括服务层、数据层和设施层。
横向层次方面，上层对下层具备依赖性，纵向体系中对于各个层次存在一定约束关系[2]。
1.数字化测绘技术在构建CIM平台中的具体应用1.数据整合与管理平台需要为工程建设不同阶段项目提供三维数据模型以及二维GIS数据，具备BIM数据整合能力，发挥出模型检测入库、多版本管理、碰撞检测、模型抽取、模型轻量化、差异分析、模型对比等功能。
平台需要具备元数据管理、资源目录管理、数据转化、数据清洗、数据更新、数据传导、数据备份、专题图制作、数据恢复等功能。
cim和数字孪生的关系
cim和数字孪生的关系CIM和数字孪生是两个相互关联的概念，它们都是现代制造业中的关键技术，在数字化转型中具有重要作用。
CIM，即计算机集成制造，是一种综合应用计算机、通信和控制技术的先进制造技术，其主要目的是构建一种高度自动化、信息化和智能化的制造环境，以提高生产效率、降低成本和提高产品质量。
数字孪生，即Digital Twin，是一种基于数学模型和计算机仿真技术构建的虚拟实体，它能够完全复制实体的结构、行为和功能，可以实时监测和预测实体在运行过程中的状态和性能，从而提高生产效率和降低生产成本。
CIM和数字孪生的关系可以从以下几个方面来探讨：1. 数据共享与整合CIM可以通过各种传感器和控制系统实时采集制造过程中的各种数据，如机器状态、仪表读数、工艺参数等，数字孪生可以将这些数据整合到数学模型中，形成一个高度精确、可靠的仿真模型，从而更好地理解和预测实体的性能和行为。
2. 协同设计与优化数字孪生可以在设计阶段就进行建模和仿真，优化设计方案并验证效果，避免试错和重复实验，从而缩短产品开发时间和降低开发成本。
CIM则可以配合数字孪生技术，实现不同时间和空间位置的设备之间的协作和优化，提高整个生产系统的效率和质量。
3. 智能运维与维修数字孪生可以对实体进行智能监测和预警，及时发现故障，预测维修周期，并给出维修方案。
CIM则可以通过数字孪生技术优化生产计划、调度和资源分配，提高生产效率，减少生产故障和停机时间，降低维修成本。
4. 个性化制造与灵活生产数字孪生可以为不同客户或用户定制不同的产品，通过数据共享和整合技术，实现生产工艺和工艺参数的实时调整和优化。
CIM则可以实现生产流程的自动化和灵活化，提高生产效率和质量，满足不同批量和周期的生产需求。
总的来说，CIM和数字孪生是相互依存、相互促进的技术，通过数据共享、智能监控和优化等方式，实现对生产过程的全面管理和控制，提高生产效率、质量和可靠性，加速数字化转型的进程，助力企业实现可持续发展。
数字孪生城市的时空信息底座城市信息模型CIM (1)
创新应用模式
CIM技术的应用模式也将不断创 新，例如通过CIM技术与VR技术 的结合，实现沉浸式的城市体验 和可视化决策支持，推动数字孪 生城市的创新发展。
产业推动与升级
01 02
产业协同发展
CIM技术的发展将促进数字孪生城市的产业协同发展，形成包括技术研 发、数据服务、应用推广等在内的完整产业链，推动数字孪生城市的快 速发展。
时空信息底座将城市实体对象与空间位置相结合，将城市中的各种信息与时间序列相结合，形 成连续、动态的时空数据模型，为城市信息模型的构建提供基础数据支持。
时空信息底座构成
时空数据模型
时空数据模型是时空信息底座的核心，它包括时空基准、时空数据表达和时空数据组织等 内容。时空基准是描述城市空间位置的基础框架，时空数据表达是城市实体对象、过程和 事件等时空信息的表现形式，时空数据组织是时空数据的存储和组织方式。
数字孪生城市的时空信息 底座城市信息模型CIM
汇报人：xx
2023-12-01
目录
• 数字孪生城市概述 • 时空信息底座概述 • 城市信息模型CIM概述 • 数字孪生城市时空信息底座城市信
息模型CIM技术实现
目录
• 数字孪生城市时空信息底座城市信 息模型CIM案例分析
• 数字孪生城市时空信息底座城市信 息模型CIM前景展望
城市管理执法
03
通过智慧城管系统，为城市管理部门提供实时监控和
执法依据，提高城市管理水平。
06
数字孪生城市时空信息底座
城市信息模型CIM前景展望
技术发展与趋势
标准化建设
随着数字孪生城市的发展，CIM技术的标准化程度将不断提高，相关标准和规范将逐渐完善，为数字孪生城市的构建 和管理提供更加可靠的技术支持。
基于CIM平台深度构建数字孪生城市
基于CIM平台深度构建数字孪生城市
张璐璐;罗向平;吕杨辉
【期刊名称】《智能建筑与智慧城市》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】数字孪生城市建设为城市精细化治理和服务提供了新的契机,现已逐渐成为各地智慧城市建设的主流模式。
城市信息模型(CIM)平台作为城市数字孪生底座平台的建设基础,对于构建城市空间数字化能力具有重要作用。
文章首先梳理了CIM的发展背景,辨析CIM与数字孪生城市之间的关系,并在此基础上说明CIM平台的建设重点,最后结合部分城市的创新实践,指出了CIM建设存在的问题与未来发展方向。
【总页数】3页(P25-27)
【作者】张璐璐;罗向平;吕杨辉
【作者单位】浙江嘉兴数字城市实验室有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU17;P208
【相关文献】
1.加快构建CIM平台,助力数字孪生城市建设
2.数字孪生城市与
城市信息模型(CIM)思辨——以雄安新区规划建设BIM管理平台项目为例3.基于CIM平台的工程项目数字孪生智能建造系统应用研究4.基于CIM平台的数字孪生园区建设探析
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由CIM到城市地下空间的
数字孪生研究
一BIM→CIM目 录
CONTENTS 二CIM→数字孪生
三城市空间数字孪生→地下空间数字孪生
四地下空间数字孪生的发展和应用
01
BIM相关概念
B I M是建筑信息模型（B u i l d i n g I n f o r m a t i o n
Modeling）的英文缩写，是一种利用数字化手段对建筑项目的实体与功能特性进行表达，通过多维仿真的数字化、可视化平台，将项目相关各种信息集成形成工程数据模型的方法。
02
BIM发展阶段
国内BIM经过十余年的发展，从 1998年-2005年的“概念导入期”，到 2006 年-2010年“理论研究
与初步应用阶段”，再到 2011 年至今的“快速发展及深度应用阶段”。
概念导入期主要是 IFC 标准研究和 BIM 概念产生；理论研究与初步应用阶段主要是针对 BIM 技术、标准及软件研究，并且 BIM 技术在大型项目中开始试用；快速发展及深度应用阶段表现为 BIM 开始大规模运用于工程实施中，政策大力支持 BIM发展，BIM 应用软件越来越多，围绕“BIM+”的深度应用越来越多。
BIM技术应用
03u 设计阶段：
方案比选；布局优化；环境模拟；能耗分析u 投标阶段：
模型创建；方案展示；施工模拟；提量计价
大型设备运输路径模拟
复杂节点模拟
土方开挖模拟
管线综合
碰撞检查&设计错误检查建筑模型u 施工阶段：三维场布；模架设计碰撞检查；管线综合；方案展示；进度管控模型算量；阶段核算u 运维阶段：运维模型创建；设备设施运行监控；隐蔽工程管理；应急管理
从理论和实证来看，“BIM+互联网”改变建筑业，已无悬念。
与此同时，随着智慧城市建设成为政府的重头戏，一个更宏大的技术概念——CIM（City Imformation Modeling）将开始兴起。
从之前20年以来的智慧城市建设经验来看，建设智慧城市要从将城市数字化或先建成一个数字化的城市开始，否则大
量的智慧城市应用无发展开，应用价值受限。
BIM
GIS IOT物联网云平台CIM
◆1 城市基础数据库
从这个数据库中可以快速定位一个园区、一栋建筑，快速查询建筑模型之中的所有相关数据。
◆2 可计算
对于城市量级可计算，才能产生高价值的应用，框选一个街区，有多少栋楼，有多少建筑面积，容积率多少，人口数量多少，有多少家单位，拥有多少车辆等数据等及时的统计出来。
◆3 定义城市和建筑的空间数据
BIM+GIS+IOT，将城市的空间数据库进行了准确的定义。
通过BIM-GIS将人所活动的城市进行数字化，通过IOT将人真正的同整个城市联系起来。
◆4 所有数据同CIM相关联
城市中所有的数据，人口、教育、管理都将同基础模型相关联，获取更高的城市运维效率。
◆5 可视化
提升城市运维效率和管理体验。
◆6 可感知
所有的物联网数据同城市空间关联，数据可视化，快速关联。
◆7 可开放
经过授权，可以让相关部门和使用人员进行关联，产生社会和经济价值。
06
BIM基础数据集成
从建设阶段采集BIM基础数据，节约成本、缩短工期、精细化管理 建筑是城市的组合单元，庞大数量的建筑单元构成城市，BIM模型不仅将建筑外观信息，结构信息进行可视化展示，同时也囊括了建筑在设计-施工-使用期间的所有数据，成为信息数据和可视化数据的载体。