青勘院:基于实景三维多源数据融合的市县一体CIM基础平台

发布时间:2021 年 08 月 03 日  文/青岛市勘察测绘研究院 周圣川
导读:CIM作为各类信息资源和信息技术的新型承载体,将支撑智慧城市更好、更快发展,将在我国城乡治理体系的不断完善过程中发挥更加重要的作用。
      城市信息模型(CIM)是以建筑信息模型(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 / 未来等多维度、多尺度信息模型数据和城市感知数据,构建起的三维数字空间的城市信息有机综合体。
 
      CIM 基础平台,是在城市基础地理信息的基础上,建立建筑物、基础设施等三维数字模型,表达和管理城市三维空间的基础平台,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、关键性和实体性信息基础设施。
 
      各地方在建设 CIM 基础平台的过程中,会依据区域的信息化基础建设情况,以及基础数据资源的储备情况和应用需求,制定不同的建设方案。但是,在 CIM 基础平台架构、重点数据的融合治理,以及应用推广方面有很多共性问题和需求。
 
市县一体CIM基础平台架构
 
•CIM 基础平台架构设计
 
      作为新一代的智慧城市信息化基础设施,青岛市 CIM基础平台的建设,本着数据融合、平台融合、应用融合的思路,实现基于三维立体空间环境的多源智慧城市数据融合治理。建设整合基础测绘、空间规划、工程建设、园区运行等数据资源,构建数字化设计、建设、管理操作环境,同时结合自然资源部三维立体“一张图” 和住建部 CIM 平台技术导则要求,实现三维立体时空数据库和城市信息模型库的两库、两平台整合。构建二三维一体、陆海一体、地上地下一体、室内室外一体的信息化基础操作环境。支撑国土空间规划、“新城建”等各类智慧城市应用领域的信息服务。
 
 
• 基于实景三维的多源 CIM 数据融合
 
      2020 年 6 月,自然资源部印发《2020 年自然资源部网络安全与信息化工作要点》,提出要集成整合地下空间、地表基质、地表覆盖、业务管理等各类自然资源和国土空间数据,按照统一的标准,构建自然资源三维立体“一张图”,全面真实地反映自然资源现实状况自然地理格局,为国土空间规划、用途管制、耕地保护、审批监管等自然资源管理和决策提供重要支撑和保障。
 
      近年来,国内一些省市相继开展了实景三维建设,并在规划审批、城市管理、自然资源确权登记等方面取得显著应用成效,其中重庆市、上海市走在了全国前列,杭州、深圳、广州、成都、南京、武汉等城市也展开不同形式的建设和应用,应用前景广阔。以青岛市为例,目前青岛市正在开展实景三维青岛建设,将获取全市域约 1.2 万平方公里的 15CM 精度的倾斜摄影数据,以及约 1800 平方公里的实体化倾斜摄影数据,并构建多维地理信息公共服务平台,作为全市智慧城市建设的 GIS 基础支撑平台。在建设区市 CIM 基础平台的过程中,也充分考虑测绘地理信息数据和 CIM 其他要素数据的融合与相互支撑,基于测绘地理信息数据,尤其是实景三维底图进行 CIM 数据资源的融合。
 
• 市县一体应用服务架构设计
 
      市县一体的 CIM 基础平台架构,需要充分考虑智慧城市建设体系中的数据与服务互联互通,可由市级统筹建设 CIM 基础数据与服务资源,面向各区县提供基础底图和重要信息服务。例如,在市级平台上提供二三维电子地图、实景三维底图、地名地址、感知网络等资源的共享与服务。区一级 CIM 基础平台,主要接入市级提供的共享数据资源,并进行本区域内的政务信息资源的清洗、治理与管理服务,市级平台并不托管区县数据。另一方面,基于市级底图,区县CIM基础平台中,可以进行电子地图、BIM 模型、地名地址等重要数据资源的精化,根据实际应用拓展升级数据资源服务,满足区域治理需求。
 
重点应用领域思考
 
      CIM 基础平台作为新型智慧城市的信息底座,整合地下空间、公共安全、社会治理、公共服务等政务和社会服务大数据资源,作为支撑智慧城市建设的重要数字化基础设施,有广泛的应用前景。
 
      目前,青岛市勘察测绘研究院主要致力于构建基于实景三维多源数据融合的市县一体 CIM 基础平台,并将 CIM 平台应用于城市治理、国土空间规划、历史城区保护更新、城市防汛、森林防火等智慧城市服务领域。
 
      例如,CIM 基础平台可以为城市规划建设,提供立体化的操作和分析环境。在 CIM 基础平台中进行国土空间规划推演分析。基于白模数据,进行城市建筑年代、老旧小区改造分析。CIM 基础平台中,可提供城市基础环境的实景三维信息,用于城市精准化治理和“地 - 楼 - 房 -人”一体化管理。
 
      此外,CIM 基础平台还可以支撑森林防火、城市防汛等城市管理工作。CIM 基础平台支撑的森林防火电子沙盘,通过在三维环境中计算山峰的坡度、坡向,获取可达性和相关应急资源的分布与调度信息。
 
      通过接入雨量站、水库库容、气象预报等 IoT 信息,进行可视化管理与展示分析,在 CIM 基础平台的支撑下,建立防汛推演模型,实现灾害预警、汛情评估、径流分析、指挥调度等辅助决策功能。
 
 
总结与展望
 
      CIM 是三维城市空间模型和城市信息的有机综合体。由大场景的 GIS 数据 + 小场景的 BIM 数据 + 城市动态物联网 IoT 数据 + 城市业务运行相关政务数据等多种数据及数字技术的有机结合,作为各类信息资源和信息技术的新型承载体,将支撑智慧城市更好、更快发展,将在我国城乡治理体系的不断完善过程中发挥更加重要的作用。
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