浅析《CIM基础平台技术导则》

浅析《CIM基础平台技术导则》插图

背景

住房和城乡建设部于2021年5月印发了《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》修订版(以下简称《导则》),修订后的导则适用于城市信息模型(CIM)基础平台及其相关应用的建设和运维,共分为6章,包括总则、术语和缩略语、基本规定、平台数据、平台功能、平台安全与运维。也是城市信息模型(CIM)基础平台建设的指导准则。其实住建部印发《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》修订版已经有很长一段时间了,最近终于抽出时间来仔细解读一下这个技术导则,把个人的一些不成熟的理解拿出来跟大家一起探讨研究。

修订稿版本差异

住房和城乡建设部曾于2020年9月印发了《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》(征求意见稿),修订稿与征求意见稿相比,从文档结构内容上主要有以下变化:

  • 增加了”缩略语“

  • 调整了”平台数据“和”平台功能“的章节顺序

  • 将”平台分析与模拟“修改为”平台分析"

  • 将“平台运维”修改为“平台安全与运维”

  • “一般规定”中删除了“CIM基础平台的联通性”

  • 将“一般规定”中“CIM基础平台的可扩展性”移到“基础平台特性”章节

  • 在CIM基础平台总体架构的服务层中删除了“物联监测和模拟仿真”,增加了“数据查询与可视化、平台分析、平台运行与服务、平台开发接口”

  • 在“基础平台特性”中增加了“CIM基础平台的可扩展性

  • 简化了模型分级,“CIM数据分级”中按数据精细度由原来的24级调整为7级,并规定“CIM基础平台的模型精细度应不低于2级”

  • CIM分类将原有从模型特征考虑的七类扩展为五大维度19种分类方式

  • 优化数据构成,细化明确“一标三实”相关数据要求,增加房屋建筑普查、市政设施普查等大类数据,简化规划管理数据要求

  • 删除了“平台性能要求”章节,只在文中提到“性能指标应根据实际需求确定”

从以上变化来看,《导则》修订版更注重实用性和可操作性。简化了CIM数据分级,细化了CIM分类,删减一些平台非核心要求描述,突出了CIM平台核心内容和功能服务的部分。

内容解读

CIM基础平台的定义和定位

《导则》中对于CIM基础平台给出了一个明确的定义:

城市信息模型基础平台(CIM基础平台)是管理和表达城市立体空间、建筑物和基础设施等三维数字模型,支撑城市规划、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关键性信息基础设施。

《导则》中关于CIM基础平台的定位是城市智慧化运营管理的基础平台,是智慧城市的三维数字底座。推进城市信息模型(CIM)基础平台建设,打造智慧城市的三维数字底座,推动

城市物理空间数字化和各领域数据融合、技术融合、业务融合。

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。
CIM基础平台应定位于城市智慧化运营管理的基础平台,遵循“政府主导、多方参与,因地制宜、以用促建,融合共享、安全可靠,产用结合、协同突破”的原则,统一管理CIM数据资源,提供各类数据、服务和应用接口,满足数据汇聚、业务协同和信息联动的要求。

CIM基础平台的内容

CIM基础平台的内容可以从CIM数据、平台功能和平台支撑三个方面来分析。关于这三部分我们先从《导则》中对于CIM基础平台的架构可以看出CIM基础平台在CIM应用体系中的位置和内容,CIM基础平台主要涉及到部分硬件基础设施数据层服务层三个层次,以及包括标准规范体系和安全与运维保障体系的平台支撑。从此架构再次说明CIM基础平台在基于城市基础地理信息构建的,在3DGIS的基础上融合BIM和IOT数据,并且融合BIM服务和物联网服务功能。

浅析《CIM基础平台技术导则》插图1

CIM基础平台总体架构图

CIM数据

《导则》中规定CIM数据包括时空基础数据、资源调查数据、规划管控数据、工程建设项目数据、公共专题数据和物联感知数据等门类数据。其中除工程建设项目数据和物联感知数据,其它均属于3DGIS数据范畴。CIM基础平台对CIM数据进行分级、分类管理。CIM按精细度分为7级,分别为地表模型、框架模型、标准模型、精细模型、功能级模型、构件级模型、零件级模型,而CIM基础平台的模型精细度应不低于2级。CIM从成果、进程、资源、属性和应用5 大维度分类。

从CIM数据层面来看,CIM基础平台是在城市物理空间各种城市要素数字化的过程中,将各领域数据资源汇聚、融合、管理,形成城市级数字底座。其中数据融合也是CIM基础平台的核心能力,融合不是堆砌,关键是要把数据要素的不同维度的数据集关联起来,并将不同数据要素的空间关系建立起来,用于支撑CIM基础平台的资源汇聚及共享应用。

CIM平台功能

《导则》中规定了CIM基础平台功能主要包括数据汇聚与管理数据查询与可视化平台分析平台运行与服务平台开发接口等。

数据汇聚与管理功能主要考虑CIM基础平台汇聚的信息资源庞杂,涉及的数据量庞杂、交换文件大、数据入库和更新频率快等问题,其实对海量空间数据的汇聚和管理就是GIS系统的主要功能之一,而CIM基础平台是在GIS系统基础上面对城市空间要素的多源异构数据进行管理。

数据查询功能是利用空间索引机制从数据库中找出符合该条件的CIM数据;包括地名地址查询、空间查询、关键字查询、模糊查询、组合条件查询、要素查询、模型查询、模型元素查询、关联信息查询、多维度多指标统计、查询统计、结果输出等功能,这些查询功能也基本属于传统GIS系统的必备功能。可视化主要考虑模型数据加载、可视化渲染、图形变换、场景管理、相机设置、灯光设置、特效处理、交互操作等能力,城市级三维大场景的可视化也是CIM基础平台的核心能力之一,涉及多种类型城市二/三维模型的格式转换与轻量化处理。

平台分析主要包括二三维缓冲区分析、叠加分析、空间拓扑分析、通视分析、视廊分析、天际线分析、绿地率分析、日照分析等功能,这些分析功能也都是3DGIS系统的常用功能,在很多城市规划管理系统中都有涉及。

平台运行与服务功能,为了保证业务的协同以及数据的安全,CIM基础平台应提供系统管理功能。而在平台运行并对外提供物联感知数据动态汇聚与运行监控等CIM数据服务的过程中,需对平台中所有的服务进行管理和维护,包括服务的发布、注册、浏览、启动与停止、编辑与更新、版本刷新、服务聚合和服务监控等。

平台开发接口充分考虑平台的扩展使用,CIM基础平台以网络应用程序接口(Web API)提供的12类开发接口,便于CIM平台的使用方根据自身的业务特点,定制开发基于CIM基础平台功能的业务应用。而平台开发接口能力也体现了CIM基础平台作为城市智慧化运营管理的基础平台的定位。对平台服务层能力的开放程度决定了CIM基础平台对应用层各CIM+应用系统的支撑能力,也是构建整个CIM应用体系的关键。

浅析《CIM基础平台技术导则》插图2

CIM基础平台与其它系统的关系

《导则》中关于CIM基础平台集成性一节中规定,CIM基础平台应利用城市现有政务信息化基础设施资源,支撑城市规划、建设、综合管理和社会公共服务等多领域应用,实现与相关平台(系统)对接或集成整合。CIM基础平台宜对接智慧城市时空大数据平台和国土空间基础信息平台,应对接或整合已有工程建设项目业务协同平台(即“多规合一”业务协同平台)功能,集成共享时空基础、规划管控、资源调查等相关信息资源。

浅析《CIM基础平台技术导则》插图3

CIM基础平台与其它系统关系

《导则》中明确CIM基础平台是作为智慧城市提供的信息基础设施的定位,其作用是管理数据和提供服务接口,是作为底层基础平台来建设的。从CIM基础平台总体架构也说明了CIM +应用是在CIM基础平台之上开发的应用,对CIM基础平台应是数据和服务调用的方式,各类CIM +应用产生的城市基础数据可以沉淀和回流至CIM基础平台,共同形成城市的数据资产。CIM基础平台将涉及规划设计模型报建与审查、施工图模型审查和竣工验收模型备案等工程建设项目审批过程以及其他的政府管理相关诸多应用,而各业务系统的建设现状和管理权属单位也都存在一定的多样性、复杂性,因此平台的开放性平台的扩展性也是对CIM基础平台比较大的挑战,需要支撑起城市建设、城市管理、城市运行、公共服务、城市体检、城市安全、住房、管线、交通、水务、规划、自然资源、工地管理、绿色建筑、社区管理、医疗卫生、应急指挥等领域的应用,以及对接工程建设项目审批管理系统、一体化在线政务服务平台等系统,支撑智慧城市其它应用的建设与运行。

来源:Quirky


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文章名称:浅析《CIM基础平台技术导则》

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