CIM论文 │ 崂山区“慧”思考的城市信息模型（CIM）基础平台

当今时代，以信息技术为代表的新一轮科技革命和产业变革加速推进，加强数字政府建设是建设网络强国、数字中国的先导性工程，对加快建设服务性政府意义重大。目前，云计算、大数据、大运算、人工智能、5G等前沿信息技术的迅猛发展，为政府信息化建设的推进提供了坚实的技术基础和广阔的实现空间。基于数字孪生的城市信息模型（CIM）不仅是新时期城市信息化发展的必然要求，更是支撑城市全面智慧化发展的信息底座，是实现数字中国、智慧社会的重要途径[1]。十八大以来习近平总书记多次强调加强信息基础设施建设，强化信息资源深度整合，打通经济社会发展的信息“大动脉”。通过信息资源的整合与优化，建设基础性、关键性CIM基础平台，进而构建城市三维空间数据底板。推进CIM基础平台在城市建规管一体化和其他行业领域的应用，推进信息化与城镇化在更广范围、更深程度、更高水平融合。

崂山区电子政务和大数据中心响应相关政策要求，结合崂山区现实需求打造崂山区CIM基础平台，为城市信息在三维空间和时间交织构成的四维环境中提供时空基础。平台以涵盖人、地、物、事、企等内容的综合数据库为底座，为各部门管理服务提供数据交换共享基础，实现基于统一时空基础下的国土空间规划全链条管理，包括城市增量建设区域的全生命周期管理与城市已有区域的精细化协同管理。平台以数据“管家”、运营“中枢”的身份为社会管理与服务提供强大支撑，符合中央提出的“加快完善数字基础设施，推进数据资源整合和开放共享，保障数据安全，加快建设数字中国”总体要求，以崂山区CIM基础平台为基础实现从重物质向重人本转变、从重规模向重质量转变、从重速度向重效率转变，为崂山区的智慧城市建设奠定基础。

全息展示基础应用是崂山区CIM基础平台资源可视化展示分析的主要载体，提供二三维基本地图操作，呈现基础地理信息、专题地理信息及用户自定义显示信息等（见图4）。平台基于目录树的形式组织海量多源异构数据，并支持对多源地图的展示、切换、浏览等显示控制。

地理信息技术经过长时间的发展，涉及到地理信息数据等相关数据标准、格式和应用多种多样。为实现多格式数据的统一管理，崂山区CIM基础平台数据接入系统对各类空间关联数据再组织和再关联，将城市数字化过程中会产生海量的多源异构三维数据及不同的设计软件产生的多格式数据文件转换为统一的数据模型，为上层应用提供更好的支撑。

崂山区CIM基础平台多源数据融合转换系统集三维数据融合、轻量化和发布能力于一体，实现对多源数据的统一管理与一键式导入导出多源数据（见图5），并实现不动产、法人、自然资源与规划三大领域的数据融合上图，涵盖基础地理信息、地名地址、行业专题、不动产和三维单体模型等数据内容，涉及数据清洗、比对、整合、关联和产品加工等处理环节。

平台数据可视化实现地形、影像、三维模型、BIM模型等海量多源异构数据的加载和高效渲染，支持对多源类型地图的展示、切换、浏览、图层的显示控制（见图6）。

通过数据服务和开发API接口管理实现平台数据的集成与扩展，并提供二次开发接口、开发指南和示例DEMO，以便其他委办局可以基于CIM平台的数据和功能根据自身业务特点定制开发基于CIM的应用。

崂山区CIM基础平台具备将各种信息与三维模型进行挂接的功能，管理人员可以根据其业务需求，将不同类型的信息与三维模型进行关联（见图8），实现物联网感知数据、公共专题数据、业务数据等与三维模型的集成[8]。管理人员可以根据自身需求自由选择并挂接各种数据源，实现更加智能化和个性化的数据分析与展示。通过将这些信息与三维模型进行关联，管理人员可以更直观地了解数据之间的关系，提高数据的分析和决策效率。

崂山区CIM基础平台具备从CIM 1 级到CIM 7 级的仿真模拟能力，能覆盖建筑单体到城市全域各种规模和层次，支撑城市设计、智慧社区、智慧园区和智慧管线等多种典型场景应用（见图9）。以CIM辅助城市设计为例，崂山区CIM基础平台支持地形开挖、天气模拟、行车模拟和天际线模拟等多种仿真功能，让设计师和管理者更加直观地理解和分析城市空间关系，预测未来城市的发展趋势，从而制定出更加科学合理的规划方案。同时，平台还可以提供多种数据分析和模拟工具，帮助设计师们快速准确地评估不同设计方案的效果和可行性，提高设计效率和质量。

崂山区CIM基础平台应用自动投影、校准和纠正等摄像算法以及视频拼接技术，为智慧城市更多应用场景夯实基础。基于自动投影功能，平台可以快速且准确地将视频中的内容投影到模型上进行分析和展示，提高数据的有效利用率（见图10）；校准功能保证视频内容与实际场景的一致性，并确保数据的真实性和准确性；通过对视频中出现的形变和畸变进行修正，提高数据的质量和可靠性；融合摄像测量学算法和多视频衔接技术，平台实现对多个视频数据的联动处理和整合展示。