散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?

前言

这两天在看最近刚发布的《城市信息模型基础平台技术标准》,技术标准在平台架构部分要求CIM基础平台分为国家级、省级和市级,而且要求这三个级别之间能够进行数据共享,这边没有明确要求建设区县建设CIM平台,但是在一些地方的招标结果上看,有很多开发区是建设了相应的CIM平台,这也就意味着在实际应用的过程中还可能存在区县平台和市级平台的互通共享。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图

在数据共享以及服务的部分,标准要求矢量、栅格服务采用OGC标准的二维服务,包括WMS、WMTS、WFS和WCS等标准,但是在三维数据的标准上,标准规定了S3M、3D-Tiles、I3S标准。乍一看标准还挺开放,对目前国际上主流的两种和国内主流的一种都包含进来的,但是这种“开放性”其实在一定程度上是增加了实践中互操作的复杂性和碎片化。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图1

这个问题我打算用如下几张图来表达这个在互操作层面上会造成的问题:

1、OGC一个二维标准保证了下游应用在互操作性性上实现的很好

过往的时空大数据平台由于建设的比较早,三维建设的内容其实并不是重点,其核心内容还是在二维数据的建设上,当时二维空间服务的标准其实只有OGC的一套地图服务规范,对于各个厂商而言,大家只要支持这个标准即可,现在的情况也是如此,支持OGC的二维地图服务标准已经成为了基本要求,如果不支持该标准,大量的现状数据是无法被通过服务利用和集成的,所以在应用端无论选择哪个地图框架其实数据互通问题是不大的。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图2

当然当时也有一些特殊性,比如当时固定视角的2.5D的仿真三维地图其实是比真三维更流行,但是仿真地图没有事实上的标准,每个厂商的实现方式也不相同,所以当时这些数据就很难以标准的方式集成以及使用,如果要使用就需要使用专用的地图API接口,或者是在标准的地图框架下使用插件接口,但是数据还是很难叠合。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图3

2、推荐的标准多就意味着下游应用框架都需要支持这三个标准。

这是一种理想的标准和应用框架的互操作情况。标准在产业链上是平台厂商的上游,虽然标准大部分在实践上都有一定的滞后性,因为大多标准是通过事后总结的方式而来的,这种后总结然后再从源头上引导和规范下游的生态是需要一定时间和过程的,而CIM技术标准正是在这个传导还没有完全结束的过程中发布了。

在项目构建的过程中如果严谨点可以要求每份数据都发布成三种格式,这样下游厂商无论选择哪个GIS应用框架基本上都可以使用平台的数据,但是在实践过程中承建的厂商更会倾向去选择自己特有的一些标准,只在单一标准上构建一个完整的通路就必然会导致了后期数据接入的困难,因为平台下游的应用以及平台本身的应用框架也是大不相同,尤其是应用端有些是新建的系统,也有的是利旧的系统。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图4

3、当前互操作的进程还在继续,但是还不够成熟

下面这张图表示的是目前情况下数据标准和框架的“连通性”情况,实线表示的是“完全支持”,虚线表示的是“不完全支持”或者“还处在发展中”,比如Cesium开源社区中已经有人开始提交支持I3S的代码,loader.gl现在也在致力于I3S 和3D Tiles解析,以向上层渲染层提供支持。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图5

但是目前尚未出现一个框架能够完全支持三种格式,其实还存在一个情况就是有些框架对于开放的数据可以在一些基础的层面上提供支持,比如可视化,但是在深度的应用分析接口还是只是在自己格式的服务下才能实现,对于其他类型的数据服务则无法支持,这也是我们在实践中发现的问题。

还有的就是目前开源的体系中大家更倾向于支持已经被OGC收纳的标准,对于国内的团体标准则没有相应的支持。这边也多说一下,国内维护的厂商对于自己标准生态的构建还需要更开放和更积极一些,不然很容易在生态上就会被边缘化。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图6

4、在数据端提供互转换工具也是一个路径,但是还不完全畅通

我觉得标准的支持最好还是要在下游生态上都能够完全支持,如果下游不支持,就只能考虑一个策略就是在平台层面提供更多的数据标准支持来适应这种比较碎片化或者不完全支持的前端发展情况,目前在一些CIM基础平台试点的城市,我看到有的是采用这种方案,有商用的平台来支持,角色很类似FME做的事情。

但是在开源工具的选择上,目前loader.gl提供了一个开源的tile converter工具,用于3DTiles 和I3S的数据格式互转换,超图开源了S3M ConverterTool用于支持 S3M到3D Tiles互转换,三种完全互操作目前还没有非常直通的途径,可能可以通过中间格式再过渡一下是可以的,比如2018年OGC发布了《OGC Testbed-13: 3D Tiles and I3S Interoperability and Performance ER》的转换路径和性能测试情况,中间就谈到了通过CityGML再转换到不同的格式,但是总体的过程都比较复杂,也不都是完全开源的。

散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?插图7

在当前的技术环境下,如果想实现这种平台的共享互通,在三种三维标准的支持上需要全部支持而不能只是单一标准支持是目前一个建设方案的选择,否则在后期异构数据互通上就会存在比较大的问题,毕竟在应用中换前端应用框架的可能性不是很大,开发商在一开始就要做好这块技术的储备。


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文章名称:散装的框架和标准,CIM要如何保证互操作性?

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