本文系中国城市规划设计研究院遥感应用中心的系列研究成果。自2018年以来，遥感应用中心支撑行业主管部门推进CIM工作，牵头编制了CIM行业标准，主持国家重点研发计划等多项科研任务，在CIM的顶层设计和关键技术突破中积累了丰富的研究成果。感谢遥感应用中心城市遥感与信息化工作组的授权发布！
推进城市数字化转型、智慧化发展，是面向未来构筑城市竞争新优势的关键之举，也是推动城市治理体系和治理能力现代化的必然要求。为深入贯彻落实党中央、国务院关于网络强国、数字中国、智慧城市建设的决策部署，建设宜居、韧性、智慧城市，自2018年以来，住房城乡建设部联合多个部门协力推进城市信息模型（City information model，简称CIM）基础平台工作，并以此为基础建设城市数字底座，推进数字住建的整体建设布局。
CIM基础平台的建设是新时期解决城市建设管理运行的基础性、关键性的信息化工程。改革开放四十多年来，我国城镇化率从1978年的17.92%上升至2023年的66.16%。城市发展已由大规模增量建设转为存量提质改造和增量结构调整并重的城市更新时期。我国城市的发展特点也发生了巨大的转变，超大规模城市数量增多，城市要素越来越复杂，这给传统的城市建设、管理、运行带来了巨大的挑战，例如需要实现更加科学合理的需求预测、更加灵活准确的资源空间配置，更加前瞻动态的决策模拟、更加灵敏高效的风险监测、更加精准有力的安全监管等。当前新一代信息技术快速崛起，数字经济和人工智能的新产品、新服务、新业态大量涌现，为城市建设运营管理提供了新的思路和新的技术方法。
将城镇化与信息化工作深度融合是新时期城市工作的迫切需求，建立实体城市与数字城市的映射是关键的一步，CIM提供了对城市对象进行数字化描述和表达的方法，综合应用GIS、BIM、IoT等技术，并融合城市业务、物联感知等信息，构建城市信息有机综合体。CIM基础平台可管理和表达CIM模型及其相关数据。CIM基础平台是建设智慧城市、数字孪生城市、数字住建的数字底座，是发展低空经济的基础空间设施。
广州市CIM基础平台（数据来源：试点城市平台界面）
CIM基础平台承载了城市海量多源异构量信息和多种模型，一方面基于CIM基础平台的数据汇聚和数据治理能力，可以有序精准地构建城市数据资产库，形成有时序、有位置、有关联的城市数据要素库，助力产业生态和数字经济，实现数据要素的乘数效应。另一方面，搭载各类行业大模型和人工智能技术，CIM基础平台可以构建起“信息”和“智慧”的关键桥梁，为各类技术落地提供丰富的应用支撑能力。
中新天津生态城CIM平台（数据来源：试点城市平台界面）
自2018年以来，在住房城乡建设部等相关部门的大力推动下，我国CIM基础平台建设得到了快速发展。据统计，截至2023年底已有10个省、120个城市启动了CIM基础平台建设，累计招投标金额已突破了16亿元。
（1）统一CIM的内涵认识。CIM是城镇化与信息化深度融合的产物，2018年前后CIM 尚属于刚起步的新生概念，国际国内可参考借鉴的理论和实践较少。不同于单一的信息化工程建设，推进CIM工作涉及到技术的变革、业务的融合、管理方式及制度的转变等，涉及到政府、科研、企业等多个主体，需要在试点中不断摸索。如何统一各界对于CIM的理解，提高对于CIM的认识，提出基本统一的工作模式，是推进CIM工作的难点问题。
（2）突破系列关键技术。CIM涉及城市级别海量数据和模型的汇聚融合，一方面需要基础平台的承载和运行能力，另一方面需要强大的数据治理和安全保障。这就涉及到自主可控的平台软件研发、科学高效的数据治理工艺流程和软件工具、安全可靠的数据脱密脱敏技术、强大的应用支撑能力等系列关键技术的研发。
（3）构建标准体系。CIM在国内外均处于探索阶段，可供参考借鉴的标准规范较少，为了尽快统一认知，规范平台建设，指导落地应用，需要最大程度的求同存异，尽快形成一套统领全局的 CIM 基础平台标准体系，开展急用优先的标准编制，避免各地标准的重复建设，为国家-省-市三级CIM基础平台的构建提供参考。
（4）实现应用赋能。CIM基础平台发挥了城市数字底座的基础性作用。在实践中，如何让数据要素流动起来，赋能各类CIM+应用，展现CIM基础平台的强大生命力。需要攻关数据更新、数据共享、场景决策模型等技术层面的难点，还需要研究建立打破部门行政壁垒，消除数据孤岛的制度体系。
自2018年住房和城乡建设部推进CIM有关工作以来，中国城市规划设计研究院作为重要的智库支撑力量，在CIM基础平台顶层设计、标准构建、关键技术研发和项目实践方面积累了系列工作成果。其中，遥感应用中心在工业互联网专项“BIM软件与CIM平台集成开发公共服务平台”项目、十四五国家重点研发专项“CIM结构化治理关键技术”、住房和城乡建设部科学技术计划、住房和城乡建设部委托课题研究等30多项研究项目的支持下，在我国率先开展了城市信息模型（CIM）平台顶层设计、共性技术和标准规范的系统性研究。
围绕国家、省、市各级城市信息模型（CIM）基础平台建设需求，构建了城市信息模型的总体架构、共性技术体系和标准体系，研发了标准版CIM基础平台软件和一批CIM+应用系统，在住建部、省住建厅、城市（城区）开展示范应用，总结示范实践经验，形成可全面推广的CIM基础平台建设和应用的政策建议。
CIM系统性研究成果（图片来源：遥感应用中心及相关研究团队）
为推进CIM基础平台建设工作，住房城乡建设部分批在广州、南京、厦门、北京城市副中心、雄安新区、中新天津生态城等6个城市开展CIM基础平台专项试点工作，在重庆、贵阳、深圳等21个城市开展新型城市基础设施建设试点工作。受住房和城乡建设部建筑节能与科技司的委托，自2018年3月起，遥感应用中心作为支撑单位负责试点的跟踪工作，全程跟踪了广州、南京、厦门、北京城市副中心、雄安新区、中新天津生态城试点城市的建设追踪，完成42期试点工作简报（初稿）的撰写，经过总结试点城市在工作组织、平台搭建、数据积累、标准制定、CIM+应用等方面的主要做法和典型经验，为部进一步总结试点经验、出台全面推广CIM基础平台建设的政策文件提供了重要参考。
CIM基础平台建设关键环节（数据来源：遥感应用中心）
CIM基础平台建设经验总结（数据来源：遥感应用中心）
CIM基础平台建设涉及数据治理、平台搭建、应用支撑、应用开发等方面，技术链条长，涉及众多技术的研发、适配和融合。中国城市规划设计研究院基于牵头的2019工业互联网软件工程项目《BIM软件与CIM平台集成开发公共服务平台》、十四五国家重点研发计划《城市信息模型（CIM）数据结构化治理关键技术》，构建了CIM基础平台建设与应用的技术体系，攻克了CIM分级分类数据组织及治理、模型轻量化、场景调度与可视化技术等共性关键技术，形成了较为完备的CIM共性关键技术体系，支撑了数百项CIM应用。
表达城市各类要素的数据类型十分丰富，例如基础地理信息数据、三维模型数据、BIM数据、IOT数据等，格式十分多样，如何将海量多源异构数据有序组织到CIM模型中，中国城市规划设计研究院首次提出了CIM1-7级分类分级的数据组织模型，用以组织并联合相关单位定义了一种ACIM数据格式，并基于十四五重点研发计划《城市信息模型（CIM）数据结构化治理关键技术》项目，研发系列自动化数据治理软件，实现了从“多源输入”到有序“体系化输出”的多源数据存储技术，可支撑多个场景的应用。
CIM分级示意（数据来源：遥感应用中心）
CIM分级模型（数据来源：遥感应用中心）
CIM数据结构化治理技术路线
多场景应用支撑（图片来源：遥感应用中心）
传统三维建模中，单个房屋建筑型仅可作为一个建筑单体来构建，无法按照“户”进行物理分割，难以将空间管理的单元从建筑单体向分层分户延伸，这样在房屋的租售管理、水电管理、人口管理等精细化管理场景中难以发挥模型的支撑作用。中国城市规划设计研究院研究团队基于建筑的轮廓、功能、建成年代等信息，在CIM2级以上模型级别中均实现了建筑单体的自动分层分户技术。
建筑模型自动分层分户技术（图片来源：遥感应用中心）
CIM模型是城市级别的海量信息模型，为了满足更加高效的应用，需要根据应用场景需求，实现数据的有序组织和模型的快速加载。其中，BIM模型包含构件级精准信息，一个BIM模型数据包含的信息量巨大，以深圳春笋建筑为例，春笋BIM包含了结构、机电、建筑等专业信息，部件数大概64万，数据量达7G。当其融入CIM模型之后，如何实现快速的加载，就需要根据使用需求不同，实现模型的快速“瘦身”，中国城市规划设计研究院研究团队联合有关单位研发了BIM自动抽壳技术、三维网格模型轻量化技术、BIM数据自动简化技术等模型轻量化技术，可大幅提升模型的加载效率。
CIM平台根据应用场景来组织和渲染特定应用的三维空间中的所有对象。中国城市规划设计研究院研究团队按照创建场景、数据配置、功能配置、可视化配置的技术路径研发了CIM基础平台场景调度技术，同时研发了模型高精度优先显示技术、场景高逼真渲染技术、场景瓦片化加速技术等，可实时渲染出逼真场景并通过视频流支持前端应用，支持基于现实物理材质的质感表现，快速搭建三维场景，提高三维场景的可视化表现能力。
模型视效增强技术（图片来源：遥感应用中心）
模型高精度优先显示技术（图片来源：遥感应用中心）
高逼真渲染技术（图片来源：遥感应用中心）
基于系列研究成果，中国城市规划设计研究院研发了具有自主知识产权并与国产软硬件适配的CIM基础平台（标准版）。该软件为服务于广大起步城市建设CIM基础平台而推出的标准版软件，具备CIM基础平台技术标准确定的基本功能，标准版的主要功能有基础数据管理、模型管理、场景管理、运维管理、二次开发等。
CIM基础平台（标准版）可基于国产高分遥感数据和房屋普查数据自动生成CIM1级、2级模型标准数据，实现CIM1级至CIM4级模型数据的接入和管理，同时按照应用场景需求，提供场景的组装调用，并提供了二次开发接口（API）、开发指南或示例等说明文档，支撑多种CIM+应用的开发。
CIM基础平台标准版界面（图片来源：遥感应用中心）
平台基础功能（图片来源：遥感应用中心）
平台提供的GIS、BIM、IOT、云渲染有机协同（图片来源：遥感应用中心）
平台场景赋能（图片来源：遥感应用中心）
自2020年12月起，受住房和城乡建设部建筑节能与科技司委托，中国城市规划设计研究院联合相关单位开展CIM平台标准体系框架专题研究。通过系统梳理CIM、CIM 平台与相关平台的关系，并充分借鉴和融合测绘和地理信息、建筑信息模型 BIM、数字孪生城市、计算机和IoT等领域原有的标准，从CIM基础平台全生命周期的角度，构建了总体类、数据类、平台工具类、安全运维类、应用类五大类设计了标准体系内容，每类按照上下层标准的通用性与特殊性关系，又分为基础层、通用层和专用层，最终提出由52项标准共同构成CIM基础平台的标准体系，并进一步凝练形成22项与CIM基础平台直接相关需新增的标准，供有关部门参考。
CIM标准体系框架（图片来源：遥感应用中心）
目前，在标准体系的指引下，《城市信息模型数据加工技术标准》《城市信息模型应用统一标准》等一批标准已公开实施，中国城市规划设计研究院（住房城乡建设部遥感应用中心）参与了所有CIM相关行业标准的编研工作，并牵头编制了《城市信息模型应用统一标准》《城市信息模型数据加工技术标准》两项核心标准，目前这两项标准已公开实施，并指导了全国120多个城市的CIM基础平台建设工作。
《城市信息模型应用统一标准》（CJJ/T318-2023）于2023年9月公开发布，是CIM领域的纲领性标准，旨从基础性、统一性标准的角度出发，统一和规范各界对于CIM和CIM应用的认识。该标准分为基本规定、数据、基础平台、应用四个部分，所提出的CIM的总体架构、数据架构、技术架构和应用体系架构，为我国城市信息模型应用及相关标准研究和编制提供了统一指引。
CIM统一架构（图片来源：遥感应用中心）
《城市信息模型数据加工技术标准》（CJJ/T319-2023）于2023年9月公开发布，是CIM领域首本CIM数据加工处理的技术指引。创新性地提出了CIM1-CIM7的模型分级方法，对各级CIM的要素构成、表达精度、位置精度、属性信息深度和关系信息深度进行了规定，明确了数据加工各环节（数据准备、模型构建、轻量化处理、数据更新）的技术要求，以满足不同应用场景需求，指导了百余个城市的 CIM 建设和应用。
CIM数据加工处理技术流程（图片来源：遥感应用中心）
依托工业互联网项目成果，基于自主研发的CIM基础平台，中国城市规划设计研究院联合有关单位探索了城市设计、城市体检、历史文化名城保护等一系列CIM+应用，引导城市以业务需求为驱动积累有效数据资产，为城市规划、建设、管理、运营全生命周期管理赋能，助力城市数字化转型，提升城市治理体系和治理能力现代化。
近年来，随着城市设计工作的不断完善，加强对城市的空间立体性规划和管控，实现从整体平面和立体空间上共同统筹城市建筑布局成为城市规划新需求。依托工业互联网研究项目，中国城市规划设计研究院联合相关单位搭建了长沙市城市设计管理系统、厦门市城市设计系统，以城市CIM建设为基础，在城市规划管控及三维仿真工作基础上，运用三维仿真技术深入表达城市设计管控要素，建设基于城市设计管控要求的三维仿真评估体系，实现城市规划建设情况的多层次、多维度全面展示，以及对建设项目“批前可视化要点下达——批中可量化景观分析——批后精细化规范管理”的全过程把控，有效提升城市空间形态和建设项目管控的工作效率，对规范引导和精细管理城市建设具有重要意义。
厦门市城市设计系统（图片来源：试点单位）
2021年以来，党中央国务院、住建部等先后发文，提出“加强对城乡历史文化遗产数据的整合共享，提升监测管理水平”，“开展历史建筑数字化信息采集和测绘建档，鼓励有条件的地区探索历史建筑数据库与城市信息模型（CIM）平台的互联互通”的任务要求。依CIM基础平台软件（标准版），中国城市规划设计研究院开展了商丘市CIM+古城智慧平台项目建设。
商丘CIM+古城智慧平台（图片来源：遥感应用中心）
商丘是国家级历史文化名城，为进一步提升古城人居环境品质，于2022年启动商丘古城保护更新项目，对古城1.12 km2 范围进行系统规划建设。考虑到多专题研究以及规划方案论证需要统一的数据底座，且以往工作中积累的大量历史资源普查等档案数据急需系统化、可视化管理，商丘在整体项目中设置“CIM+名城”智慧管理平台专题，并委托住房和城乡建设部遥感应用中心具体承担。
平台首先完成了古城保护“一张图”三维电子沙盘建设，实现了对于古城历史建筑等的数字化测绘建档。在城市基础地理信息基础上，利用航飞技术、激光扫描和BIM、3Dmax等多重技术，搭建了CIM1-CIM4级模型，并融合历史建筑、历史文化街区等信息，搭建了古城二三维一体化空间数据库，形成古城保护“一张图”三维电子沙盘，实现商丘古城的影像、地形、地图、矢量、手工建模数据、倾斜摄影模型等海量、多源、异构数据的高性能加载与显示。
CIM3建筑单体化成果数据（图片来源：遥感应用中心）
建筑功能现状（图片来源：遥感应用中心）
平台还研发了古城数字档案管理功能，实现对商丘古城档案数字资料的管理，为古城保护决策提供可视化依据。
档案管理（图片来源：遥感应用中心）
CIM+名城智慧化管理平台的搭建，统一了规划环节古城风貌、道路交通、市政设施等专题内容的数据底板，也为规划方案的比选、论证、预演提供了可视化平台，对进一步推动商丘名城精细化管理起到了重要支撑。
推动我国新型智慧城市建设、推进城市全域数字化转型是一个信息化过程，也是城镇化过程，最终还将是深化改革的过程。实践证明，CIM基础平台是城市重要的信息基础设施、新型城市基础设施，是推进新型城镇化、信息化融合的重要举措，也为数据要素的生产流通提供了广阔的城市舞台。过去五年以来，中国城市规划设计研究院相关研究团队厚积薄发，产学研用政共同发力，在软件研发、技术创新、制度创新等方面发挥了中规智库的力量。下一阶段，将继续在新赛道扬帆起航，为城市的数字化转型培育新的数智生产力，建设宜居、韧性、智慧城市。
团队领衔人：杨柳忠，季珏
作者：季珏，王新歌，袁学森
CIM基础平台建设关键环节（数据来源：遥感应用中心）
CIM基础平台建设经验总结（数据来源：遥感应用中心）
CIM标准体系框架（图片来源：遥感应用中心）
CIM数据加工处理技术流程（图片来源：遥感应用中心）
厦门市城市设计系统（图片来源：试点单位）
CIM3建筑单体化成果数据（图片来源：遥感应用中心）
档案管理（图片来源：遥感应用中心）
