城市信息模型（CIM）的建設(shè)思考

城市信息模型（CIM）的建設(shè)思考摘要：當(dāng)前世界正處在“百年未有之大變局”之中，世界格局風(fēng)云變化，科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展。隨著信息時(shí)代的深入，人類社會(huì)正在從以工業(yè)文明為中心向以信息文明為中心轉(zhuǎn)變，信息技術(shù)正在給各行各業(yè)帶來深刻變革。城市作為現(xiàn)代人類生活的基礎(chǔ)，其建設(shè)方式、運(yùn)行方式同樣在發(fā)生變革，近幾年國(guó)家各級(jí)政府部門多次提出了智慧城市和新型智慧城市的建設(shè)要求，為城市的發(fā)展建設(shè)指明了方向。在信息技術(shù)的普及和推動(dòng)下，城市信息模型（CIM）的概念應(yīng)運(yùn)而生，從物理城市的數(shù)字化鏡像角度，為城市各級(jí)數(shù)據(jù)的有效協(xié)同、計(jì)算分析、事件預(yù)警、動(dòng)態(tài)演化和仿真可視化等提供支持，為智慧城市建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐?；诖耍酒恼聦?duì)城市信息模型（CIM）的建設(shè)思考進(jìn)行研究，以供參考。關(guān)鍵詞：城市信息模型（CIM）；現(xiàn)狀；建設(shè)思考建議引言近年來，我國(guó)的一些省市以大力推進(jìn)CIM平臺(tái)建設(shè)為抓手，促進(jìn)城市智慧化建設(shè)。2016年，我國(guó)在“十三五”規(guī)劃中進(jìn)一步明確了智慧城市建設(shè)的目標(biāo)，隨后CIM理念逐漸得到了業(yè)界重視。作為解決智慧城市建設(shè)中信息集成以及業(yè)務(wù)協(xié)同工具，CIM對(duì)政府在城市的數(shù)字化治理以及數(shù)字孿生理念的落實(shí)起著重要作用。2019年12月，住建部在全國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會(huì)議中指出：要開展“美麗城市”建設(shè)試點(diǎn)，加快構(gòu)建部、省、市三級(jí)CIM平臺(tái)建設(shè)框架體系；在2019年國(guó)家發(fā)展改革委頒布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中將CIM相關(guān)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用納入城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施類的鼓勵(lì)性產(chǎn)業(yè)。由此可見，CIM平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)以及CIM相關(guān)技術(shù)的普及將是我國(guó)未來智慧城市發(fā)展的一個(gè)重要著力點(diǎn)。1CIM:數(shù)字孿生城市的核心數(shù)字孿生城市的核心是高精度、多耦合的CIM。通過加載其上的全量全域數(shù)據(jù)，在城市巨系統(tǒng)內(nèi)匯集交融，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市規(guī)律的識(shí)別，產(chǎn)生新的知識(shí)涌現(xiàn)，為改善和優(yōu)化城市系統(tǒng)提供有效的指引。在實(shí)踐中，城市信息模型構(gòu)建正受到越來越大的重視。理論上，三維GIS模型實(shí)現(xiàn)了城市宏觀大場(chǎng)景的數(shù)字化模型表達(dá)和空間分析，BIM則實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市建筑物的物理設(shè)施、功能信息的精確表達(dá)，將這兩者融合集成，可構(gòu)建起CIM的初步框架。同時(shí)，從數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化的角度考慮，CIM還需要引接城市物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings，IoT)智能感知數(shù)據(jù)。智能感知數(shù)據(jù)包括城市各種公共設(shè)施及各類專業(yè)傳感器感知的具有時(shí)間標(biāo)識(shí)的即時(shí)數(shù)據(jù)。智能感知數(shù)據(jù)可反映城市的即時(shí)運(yùn)行情況，其與GIS+BIM空間數(shù)據(jù)相疊加，可將靜態(tài)的數(shù)字城市模型升級(jí)為可感知、動(dòng)態(tài)的數(shù)字城市模型。但傳統(tǒng)的GIS+BIM的建模方法存在一個(gè)明顯的局限:基于GIS圖層的數(shù)據(jù)承載方式未能從本質(zhì)上解決時(shí)空模型的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化問題，GIS圖層化的數(shù)據(jù)二維形態(tài)無法解決三維表達(dá)需求，也不能實(shí)現(xiàn)時(shí)態(tài)變化的表達(dá);而BIM建模的單體性過強(qiáng)，難以在不同BIM間實(shí)現(xiàn)融合，且同樣無法實(shí)現(xiàn)時(shí)態(tài)變化的表達(dá)。究其本質(zhì)，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)組織方式會(huì)因?qū)ο蟊旧淼募姺睆?fù)雜和對(duì)象ID的私有定義而難以解決數(shù)據(jù)組織匯聚的問題，由此生成的模型難以實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的開放化和動(dòng)態(tài)化。2CIM發(fā)展現(xiàn)狀2007年Khemlani首次提出城市信息模型（CityInformationModeling，CIM)概念。城市智能信息模型在城市信息模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了智能(Intelligent)的目標(biāo)，其內(nèi)涵不僅是指城市模型中海量數(shù)據(jù)的收集、儲(chǔ)存和處理，更強(qiáng)調(diào)基于多維模型解決發(fā)展過程中的問題”。各類技術(shù)在這一階段逐漸應(yīng)用在CIM當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT)技術(shù)逐漸與BIM、GIS一并成為CIM建設(shè)的核心技術(shù)支撐。至此，CIM在我國(guó)由概念階段正式開始進(jìn)入到實(shí)施階段。自2019年起，國(guó)家國(guó)務(wù)院辦公廳、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、自然資源部、國(guó)家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)信辦相繼出臺(tái)政策文件，加快推動(dòng)CIM基礎(chǔ)平臺(tái)的建設(shè)工作。2020年9月21日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《CIM基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則》，提出了在平臺(tái)構(gòu)成、功能、數(shù)據(jù)、運(yùn)維等的具體技術(shù)要求。2021年3月25日，國(guó)家發(fā)展改革委、自然資源部等28部門聯(lián)合印發(fā)《加快培育新型消費(fèi)實(shí)施方案》。方案明確提出要“加強(qiáng)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括推動(dòng)城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)，支持城市規(guī)劃建設(shè)管理多場(chǎng)景應(yīng)用，促進(jìn)城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化和城市建設(shè)數(shù)據(jù)匯聚”。目前，CIM的內(nèi)涵不限于模型概念，而引申為城市基礎(chǔ)底板平臺(tái)而存在。CIM致力于建立一個(gè)城市信息和數(shù)據(jù)匯聚的中心，實(shí)現(xiàn)城市海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合，是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)映射城市運(yùn)行狀態(tài)、挖掘洞悉城市運(yùn)行規(guī)律、模擬仿真城市未來趨勢(shì)的綜合信息載體與核心平臺(tái)。CIM憑借其全面的信息集成特征，已成為智慧城市和數(shù)字孿生城市的重要建設(shè)基礎(chǔ)，是新型智慧城市建設(shè)過程中一項(xiàng)重要的專項(xiàng)工作。3CIM是智慧城市建設(shè)的重要技術(shù)支撐手段3.1CIM匯聚城市全生命周期的各類多源異構(gòu)數(shù)據(jù)城市是數(shù)據(jù)的最大載體和產(chǎn)生體，包括連接人與人的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，連接人與社會(huì)組織的公共數(shù)據(jù)，連接人與物或者物與物的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以及記錄城市地形、地貌、建筑物等地理信息的時(shí)空數(shù)據(jù)，特別是經(jīng)過多年的電子政務(wù)和智慧城市建設(shè)，各政府部門、行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)+的企業(yè)積累了一定具有價(jià)值的數(shù)據(jù)，同時(shí)建立了收集這些數(shù)據(jù)的技術(shù)能力。但是，這些數(shù)據(jù)多為條狀化、塊狀化，形成了新形式的數(shù)據(jù)碎片、數(shù)據(jù)孤島和數(shù)據(jù)壁壘。CIM技術(shù)正是借助大數(shù)據(jù)、BIM、IOT和5G技術(shù)的發(fā)展，以國(guó)家正在開展的工程建設(shè)項(xiàng)目審批制度改革為契機(jī)，將上述海量城市數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、融合、治理、分析，并構(gòu)建基于CIM技術(shù)的大數(shù)據(jù)庫(kù)，為城市治理、產(chǎn)業(yè)服務(wù)和民生服務(wù)提供數(shù)據(jù)賦能服務(wù)。具體來講，CIM數(shù)據(jù)包括但不限于基礎(chǔ)地理信息類、規(guī)劃信息類、建設(shè)信息類、感知信息類、經(jīng)濟(jì)社會(huì)類、政務(wù)信息類、主題數(shù)據(jù)類等數(shù)據(jù)類型，覆蓋了從宏觀到微觀、從室外到室內(nèi)、從地上到地下、互聯(lián)到物聯(lián)的數(shù)據(jù)，基于此建立城市物理實(shí)體空間及其各類信息的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)模型，形成城市物理實(shí)體空間的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。3.2CIM為實(shí)現(xiàn)城市精細(xì)化治理提供監(jiān)測(cè)預(yù)警功能CIM技術(shù)在實(shí)現(xiàn)上述決策分析功能的同時(shí)，還具備高效處理各類突發(fā)事件的能力。如在城市內(nèi)澇、冰凍災(zāi)害、臺(tái)風(fēng)地震等突發(fā)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可以通過接入氣象、水文等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨時(shí)掌握實(shí)時(shí)情況，進(jìn)行基于CIM技術(shù)的模擬推演、應(yīng)急指揮、聯(lián)動(dòng)處理等場(chǎng)景應(yīng)用，提升政府部門的應(yīng)急事件處理效率和能力。結(jié)束語(yǔ)隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)與建筑業(yè)的深度融合，使得使用CIM進(jìn)行城市管理成為了可能，而目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺失是阻礙信息技術(shù)推廣的原因之一。促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善對(duì)中國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展以及增強(qiáng)我國(guó)參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編制話語(yǔ)權(quán)具有重要意義。本文結(jié)合目前CIM標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)情況，為CIM標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)給出了建議。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的建設(shè)離不開技術(shù)的支撐，所以BIM的數(shù)模分離、BIM與GIS的數(shù)據(jù)融合、CIM的輕量化等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將對(duì)減少CIM實(shí)施流程中的非增值活動(dòng)、提高標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用具有重要意義。參考文獻(xiàn)[1]推進(jìn)CIM平臺(tái)建設(shè),構(gòu)建鵬城“新城建”智能體數(shù)字底座,助力智慧化綜合管理[J].中國(guó)建設(shè)信息化,2019(21):12-13.[2]基于CIM平臺(tái)的數(shù)字孿生園區(qū)建設(shè)探析[J].中國(guó)建設(shè)信息化,2019(21):46-49.[3]武鵬飛,李建鋒,胡子航.城市信息模型（CIM）的建設(shè)思考[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2