CIM论文 │ 基于青岛 CIM 平台的城市空间立体单元与房屋编码关联研究

随着城市化进程的加快，政府需要管控的区域越来越多，为高效管理与日俱增的城市基础地理数据和规划数据，需要对城市划分规模合理、无缝全覆盖的规划单元。由于涉城市规划的业务系统众多，且长期以来分散建设，存在数据割裂和孤立等现象，异构业务系统之间的管理十分困难等问题。

本文以青岛CIM平台为基础，详细阐述城市空间立体单元与房屋建筑统一编码之间的串联关系，旨在为青岛市城市空间划分合理单元，同时通过CIM+施工图审查、CIM+城市更新以及CIM+城市活力分析的具体应用场景分析，对CIM平台与城市空间立体单元数据之间的互相赋能进行论述，以打通“规、建、管、运、服、检”的全要素数据，打造全市一张数字底板，全面赋能城市更新、城市管理等数字城市建设和智慧管理手段。

2.1.城市空间立体单元概念

城市空间立体单元是指城市空间以城市地表向上向下各延展1千米所形成的空间体，利用多层级的三维空间立体单元将整个城市空间体划分为多个小立方体，以小立方体为载体承载区域内的社会、经济、政治、文化、地下设施、气象等多种要素信息并进行融合、赋码。

《城市信息模型数据加工技术标准》中明确说明：城市信息模型宜分为7级，CIM1级模型为地表模型，主要内容包括地形、行政区、水系、主要道路等；CIM2级模型为框架模型，主要内容包括地形、行政区、建筑内外、交通、水系、植被等；CIM3级模型为标准模型，主要内容包括地形、行政区、建筑内外、交通、水系、植被、场地、管线、地质、城市主要部件等；CIM4级模型为精细模型，主要内容包括地形、行政区、建筑内外、交通、水系、植被、场地、管线管廊、地质、城市部件等；CIM5级模型为功能模型，主要内容包括建筑内外、交通、场地、地下空间等要素及主要功能分区；CIM6级模型为构件模型，主要内容包括建筑内外、交通、场地、地下空间等要素及主要构件；CIM7级模型为零件模型，主要内容包括主要设备零件。

城市空间立体单元能够将CIM1到CIM7的所有数据很好地检索和组合使用起来，使原本分割独立的数据在立体空间中通过关联图谱进行融合展示，实现城市空间多要素信息的统一标识和表达，为大数据条件下的各种业务应用提供更便捷、安全的CIM信息基础服务，提升CIM平台多源数据的组织、共享和应用效率。

2.2.房屋建筑统一编码概念

房屋建筑统一编码是每一个房屋建筑在全国范围内唯一的、永久的身份识别码，其基础性数据主要包含三类：一是已建类项目：既有房屋在房屋建筑调查或者其他需要时进行编码；二是在建类项目：尚未进行编码的需在办理建筑工程施工许可证以及竣工验收备案时进行编码；三是新建类项目：工程建设项目办理建设工程规划许可证以及乡村建设规划许可证时进行编码。

房屋建筑统一编码作为房屋建筑的统一身份标识，可以用于房屋建筑的信息归集、关联和共享，在时间和空间上具有唯一性，并贯穿房屋建筑的设计、采购、施工、交易、运行维护和拆除等全生命周期。《房屋建筑统一编码与基本属性数据标准》规定房屋建筑统一编码由18位数字组成，包含县级行政区划代码、年月分类码、许可年月或建成年月代码以及序列码四类数字编码，其中县级行政区划代码是房屋建筑所在行政区划代码，规定房屋建筑的大体位置，年月分类码与许可年月或建成年月代码相关联，区分建设工程规划许可年月、建筑工程施工许可年月、竣工验收年月、竣工年以及竣工年代五种房屋建筑类型代码，序列码由计算机程序自动产生，确保房屋建筑代码的单一性。

2.3.城市空间立体单元与房屋建筑统一编码数据的关系

城市空间立体单元是通过整合城市地上地下、室内室外等多维信息模型数据和城市感知数据，构建起来的三维数字空间的城市信息有机综合体。城市空间立体单元是物理世界的数字化，在建设过程中，能够将现实世界中的建筑、桥梁、管线、市政部件等人们需要管理的对象数字化，数字化的过程即是编码的过程，同时这些数字化的设施并不是独立存在的，它们有着业务数据和物联数据的连接。而房屋建筑作为其中一项重要的管理对象，也与城市空间立体单元的建设密切相关。房屋建筑统一编码通过与城市空间立体单元的关联，能够与其他数字化设施进行融合，实现数据的互联互通，推动城市的精细高效管理。

城市空间立体单元数据与房屋建筑统一编码在应用层和数据层进行串联：在应用层，上层的业务应用，如CIM+城市更新、CIM+城市活力分析等，都基于CIM底板进行位置信息的标注，从而与城市空间立体单元数据产生关联；在数据层，房屋建筑编码数据与城市空间立体单元数据进行串联，通过地名地址或房屋建筑编码数据等信息的查询可以显示城市空间立体单元的城市信息图谱数据。

聚焦“规、建、管、运、服、检”城市全生命周期应用场景，以城市空间立体单元为支撑、CIM基础平台为载体，全方位拓展“城市空间立体单元管空间”综合应用。

通过建立CIM+施工图审查系统、CIM+城市更新系统、CIM+城市活力分析系统等一系列示范应用，一方面融合城市体检数据，联动城市更新行动，优化城市规划方案，实现“无体检不更新”，另一方面使用CIM基础平台服务能力，对城市进行系统化、精细化、智能化地分析，用数据准确地反映城市运行存在的问题，为城市决策智能化、建设管理数字化提供支撑，实现CIM平台与城市空间立体单元数据的互相赋能：

一方面，CIM平台对城市空间立体单元进行数据的补充：其中CIM+施工图审查系统在审图过程中产生的工程、模型等数据，补充进入城市空间立体单元数据，助力城市空间立体单元空间网格数据的鲜活度。施工图审查系统通过BIM软件国产化适配手段实现数据私有化，可以将大量自主可控的数据汇入CIM平台，补充城市空间立体单元数据，让城市建设管理更加数字化，运行维护更加精细化，设备设施建设更加绿色化；而CIM+城市更新系统则是将历史城区、老旧小区、停车设施、市政设施数据补充进入城市空间立体单元，助力城市空间立体单元空间网格数据的丰富度，实现工程建设项目全过程闭环，同时结合房屋普查变形损坏数据，辅助城市更新指挥部快速找出问题房屋，保护市民生命财产安全。

 

图1 城市空间立体单元架构

 

 

图2 CIM+示范应用架构

 

另一方面，城市空间立体单元对CIM平台进行数据的赋能：CIM+施工图审查系统实现施工图审查从二维平面向三维立体模型的技术跨越和改革转型，在审图阶段，基于该工程的位置信息，可以通过城市空间立体单元获取与该工程产生空间图谱关系的实体数据，包括人、地、物、地下空间等，利用BIM轻量化创新技术将建筑物及附近的构筑物进行整体展示，以及通过高质量的BIM模型持续更新和丰富CIM场景，提升CIM数字孪生应用能力，促进城市精细化治理水平；CIM+城市更新系统融合城市体检数据，联动城市更新行动，优化城市规划方案，实现“无体检不更新”。在城市更新项目规划和实施过程中，基于该工程的位置信息，可以通过城市空间立体单元获取周边的对象实体，查询服务的市场主体以及民众群体，实现老旧小区改造、电梯加装等业务的全流程线上办理，实现平台服务于民，提高政府效率、方便民众办事，提升人民幸福感；CIM+城市活力分析系统从顶层设计规划，包含城市经济活力、城市商圈活力、城市楼宇活力三方面设计了74项指标展示城市活力，结合企业数据、个体户数据、手机信令数据、常住人口规模数据、重点项目数据、区市生产总值等30余类数据，通过企业预警模型、企业挖掘模型、商圈分析模型等专业算法模型支撑三个主题数据分析，在其中增加空间维度，可以通过城市空间立体单元使各类信息和要素空间位置唯一、拓扑关系正确、信息挂接精准，构建业务数据与三维模型的关联关系，基于多源异构城市活力相关大数据进行动态的融合展示分析，并且运用CIM基础平台底层支撑，结合城市建设地址库，立体直观呈现市场主体快速高质量发展的活力，为城市活力分析提供支撑，辅助领导进行高质量决策。

基于青岛CIM平台的城市空间立体单元，整合房屋编码、海洋基底、工程建设以及物联感知等数据，构建城市三维空间对象和关系全面数字化的城市信息模型，形成地上地下、室内室外、人地房全要素、陆海统筹的城市数字底板，实现城市的精细化管理。

4.1.整合房普数据，打造建筑数据资源中心

使用超过276万栋房屋普查数据形成了10个区（市）的CIM2级别的全域白模，实现青岛市建成区全覆盖，走在全国最前列。平台将继续利用房屋普查和抗震普查工作池中产生的数据，丰富和完善建筑类数据，打造“建筑大数据中心”。

4.2.结合底层数据，助力三色空间城市建设

针对城市发展过程的城市更新活动，打造全国首个以“黄绿蓝”表达三色空间的城市建设，管理城市建区、城市绿地和海洋。青岛市城市建成区（黄）约占陆地面积的34.5%，城市绿地（绿）约占陆地面积的65.5%，用色彩的方式展示城市发展过程，以底层数据分析城市发展需求与人民生活和环境保护要求的衡点，践行可持续发展的规划理念，实施先体检后更新的城市更新行动。

4.3.建设海洋专题，建设首个陆海统筹平台

针对青岛海洋中心城市特色，在汇集城市基础模型数据的同时，完成青岛海域基础数据底座建设，依托海洋数据存储与处理体系，提供海面、海底、关键节点剖面等的海洋观测、调查与预报数据模型，实现自海岸带向海10海里，约7000平方公里的近海岸带海图，建设1:300000、1:90000、1:45000等多种比例尺，实现在不同需求下的数据精细化需求，助力青岛打造宜居宜业宜游的高品质湾区城市，实现海域信息与岸上信息的融合，共发布40张海洋数据图层，提供海域水文气象、区域海洋本底、海洋生态、航运等数据的可视化，创新提出对标城市信息模型标准的海洋模型标准，建立全国首个海洋城市特色的陆海统筹CIM平台。

4.4.融合地址信息，夯实智慧城市数据基础

通过划分青岛行政区划、自然地理以及城乡建设等地址体系，明确地名编号、标准编码以及地理空间数据等地址要素，建立起以地址为主键的综合性城市管理数据库，囊括自然地理、城乡建设、社会经济、气象环境等数据信息，利用地址引擎为政府部门和市场主体服务，建立地址发现机制，实现地址实时更新，打造城市地址库，通过地址信息打通融合四大公共基础数据库（人口库、法人库、地理信息库、宏观经济库），为青岛市智慧城市建设夯实数据基础。

4.5.整合数据成果，构建数字城市发展格局

青岛市级数据成果覆盖北斗一级到北斗六级6个图层，专题数据覆盖海洋专题、规划、行政区、交通线、公共专题等图层，并与区市的数据成果进行共享共用、互利互补，数据汇聚、治理量达2亿条以上、共计1.3TB数据大小，生成基于CIM平台的300+成果图层。同时贯彻《网络安全法》、《数据安全法》，加大数据安全和隐私保护的监管力度，实现国产化适配，在数据安全、技术创新、数据算力、服务水平等方面提供全方位保障，赋能智慧城市发展。

青岛市CIM数据中心建立统一数据的标准，集成调查监测、规划、经济等共享时空资源层不少于300个数据图层，满足“文明典范考核”；融合8大维度、73项体检指标，以及8个城市体检GIS图层，形成闭环工作体系，城市体检先行，坚持“无体检不更新”，推动城市空间结构优化和品质提升，增进民生福祉，提高人民生活品质。通过白模建筑年代、层高，结合房屋普查变形损坏数据，辅助城市更新指挥部快速找出问题房屋，保护市民生命财产安全。将老旧小区改造、电梯加装等业务，实现全流程线上办理，实现平台服务于民，方便政府、民众办事，提升人民幸福感，坚持“以人为本”；高举中国特色社会主义伟大旗帜，基于青岛CIM平台加快构建青岛全市新时代发展格局，深化“二十大”会议精神。

青岛市城市空间立体单元的建设利用城市信息图谱，实现了空间信息的整合，将具体区域内的道路信息、绿化信息、检测数据等信息关联起来，并实现了与房屋建筑统一编码的串联，同时城市空间立体单元数据与CIM平台互相赋能，打破了原有业务数据单一信息关联管理的瓶颈，实现了CIM平台数据的多源融合，推动城市“规、建、管、运、服、检”全流程决策信息化、智能化、数字化和科学化，对城市智慧化治理和科学化决策以及整个城市的数字化进程具有重要作用。