智慧城市CIM解决方案

1、构建智慧城市空间数字基础设施C目录ontents背 景 需 求解 决 方 案 建 设 内 容技 术 特 点 一、背景需求智慧城市建设各阶段的主要工作：城市设计仿真与可视化MBD三维模型全景还原管理可视 数学模型数据驱动决策支持管理可视数据清洗算法挖掘机器学习基于空间实体模型的数字孪生体Model Based Database线上还原空间实体一、背景需求CIM GIS BIM物联网数据海量空间数据多要素空间分析多行业交叉融合场景一：随着GIS普遍使用在自然资源调查、国土空间规划、高 分辨率对地观测、实景中国建设，PB级的高分遥感影像，城市实景三维、数亿条的地理空间要素，数百亿构件级BIM数据场景

2、四：随着大数据、云计算、人工智能、AR/VR的发展，基于 空间、时间、事件、属性之间的关联已经成为各种空间数据挖矿 的新的要求，数据可视化分析、展示的新要求场景三：随着BIM数据已经越来越多的应用到工程建设项目的各 个环节，基于体块的拓扑追踪，基于GPU的遥感图像识别监测， 基于策略、任务的分布式计算技术的并行处理算力场景二：物联网时代的海量传感器产生大量的位置服务数据如人 员定位、车辆定位导航、轨迹分析等场景实时动态更新，每天新 增数据量在十亿条级别，需实时动态的展示、分析和应用传统架构 的GIS软 件、建筑 行业的 BIM软件 平台已不 适应大数 据和云环 境的挑战！一、背景需求2018年

3、11月住建部起草的“多规合一”业务协同平台技术 标准（征求意见稿）定义了CIM的概念，即城市信息模型 City information model (CIM)，以“多规合一”业务协同平台为核心， 支撑“多规合一”一张图、项目符合性审查、以及建筑信息模型数据的。2019年9月CJJT296-2019工程建设项目业务协同平台技术标准定义了工程建设项目业务协同平台的业务范畴、数据 库标准和平台技术标准；强调BIM与CIM成为协同平台重点，有 条件的城市可在BIM应用的基础上建立城市信息模型（CIM）。2019年12月的全国住房和城乡建设工作会议提出着力提 升城市品质和人居环境质量，建设“美丽城市”。

4、把城市作为 “有机生命体”，从解决“城市病”突出问题入手，统筹城市规 划建设管理，明确提出要加快部、省、市三级 CIM平台建设。一、背景需求2019年2月20日李 克强主持召开国务院 常务会议，决定再取 消和下放一批行政许 可事项、。主要是 将住建和自然资源两 个部门涉及的数据进 行共享。一、背景需求C目录ontents背 景 需 求解 决 方 案 建 设 内 容技 术 特 点 基础地理信息 数据(GIS)建构筑物信息 模型（BIM）物联网实时感 知数据自然资源基础 数据自然人、法人、 信用数据离线拷贝实时采集数据资源数据引擎：全息时空模型管理系统系统设置用户管理服务管理系统监控云端管理系统

5、资源发布服务资源池服务管理引擎业务流引擎知识赋能引擎云 中 心应用层（SAAS）平台层（PAAS）数据层（DAAS）基础设施 服务层（IAAS）政 策 标 准 保 障 体 系制 度 安 全 保 障 体 系采集、清洗、转换、编目比对、融合、关联、分析审计、脱敏、加密存储、检索、共享ERP、支付、社交、交易、人工智能、 安全防御、物联网等第三方服务计算资源存储资源物联网（NBIoT,LORA）网络资源（专网、互联网）云计算中心Web端桌面端移动端自然资 源管理国土空 间规划工程建设 项目审批不动产 登记市政设 施管理智慧社 区园区智慧工 地管理建筑工 程设计二、解决方案总体框架卫星航空遥感、RFI

6、D、安防监控、环境监测、门禁闸机、定位设备、气象水文、烟感报警、扬尘噪声等智能设施终端数据共享相关的其他 数据应急指 挥调度政务云服务平台数据库服务应用软件服务系统支撑服务计算存储服务网络安全服务系统运维服务企事业单位 (可离线)市级政府部门二、解决方案CIM云服务模式介绍全自主可控技术，免除多重授权、减轻用户负担 标准化的GIS和BIM服务接口、适应多种应用场合CIM GIS BIM私有云2B业务工程项目审图系统审核规则知识库政务云2G业务自然资源、住建、水利、城管、公安等部门CIM GIS BIM采用CIM混合云应用场景采用混合云部署方式，将对公业务子系统部署在政务私有云，满足电子政务系统

7、保密要求对于企业打包脱密数据，规则库，二次开发部，基础软件的方式，方便非政务云的用户使用二、解决方案CIM云服务模式介绍C目录ontents背 景 需 求解 决 方 案 建 设 内 容技 术 特 点 CIM GIS BIM01历史、现状、规 划数据梳理智慧城管系统02 软件系统开发定制标准规范 03机制模式三、建设内容CIM GIS BIM宜采用的数据格式时空基础 数据一级名称二级名称 数据类型 行政区矢量数据切片数据WMS、WMTS、WFSWMS、WMTS数WMS、WMTS、WCS或I3S、3Dtiles、k3d地理空间要素三维模型测绘遥感 数据数字正射影像图激光点云数据、倾斜影像I3S、3

8、Dtiles、k3dWMS、WMTS、WCSI3S、3Dtiles，k3d可量测实景影像实景地图服务资源调查 与登记数 据地质调查、国土调查、耕地资源、水 资源、城市部件和不动产登记数据字高程模型三维数据 影像数据 三维数据 实景数据矢量数据WMS、WMTS、WFS规划管控开发评价、重要控制线、国土空间规 数据划、专项规划、已有相关规划工程建设 项目数据立项用地规划数据、运行与维护数据、改造或拆除数据矢量数据矢量数据WMS、WMTS、WFSWMS、WMTS、WFS项目规划报建BIM、施工审查BIM、竣 工验收BIM三维数据I3S、3DTiles、k3d数据社会数据、宏观经济数据WMS、WMTS

9、、WFS行政关联兴趣点数据区的结构化数据位置或行政区的 结构化数据 矢量数据WMS、WMTS、WFSWMS、WMTS、WFS地名地址数据地 关联名地址数据 到坐标或地块 三维数据WFS-G WMS、WMTS、WFSI3S、3Dtiles，k3d关联关联行政区的结构化数据 到坐标或城市部WMS、WMTS、WFSWMS、WMTS、WFS三、建设内容历史、现状、规划数据梳理数据格式、服务形式电子地图序号一级名称数字高程模型二级名称共享与交换共享与交换 方式1时空基础数据行政区共享与交换实时共按需享，交换电子地图脱图密电子地方式共享共享三维模型涉共密不交换享与交换实时共享，测绘遥感数据共按需享与交换实

10、时共交换享，按需交换2资源调查与登记数据土调查、耕地资地质调查、国 源、森林资源资源和不、草原动产登资源、水记数据共享按需共享3规划管控数据开发评价、重要控制线、国土空间规划、专项规划、已有相关规划共享实时共享工程建设项立项用地规划数据共享与交换实时共享，BIM、BIM、竣工验收BIM施工审查共按需享与交换实时共交换享，按需交换社会数据、法人数据数据、社会化大数据、宏观经兴趣点数共享与交换实时共按需享， 交换、气象、交通、利、灾据害监测数共享与交换实时共享数据或类服务型类、型应用方式梳理级别分辨率（米/ 像素）显示比例尺数据源比 例尺模型可含信息178,271.521:295,829,355.

11、451:500万世界平面地图，全球大洲大洋239,135.761:147,914,677.731:500万同上一级319,567.881:73,957,338.861:500万增加重要山脉、水系等49,783.941:36,978,669.431:100万增加国家疆界54,891.971:18,489,334.721:100万增加重要地形等62,445.981:9,244,667.361:100万增加大型山脉、水系等71,222.991:4,622,333.681:100万同上一级8611.501:2,311,166.841:50万增加国家一级行政区、山脉、水系等9305.751:1,155,

12、583.421:50万同上一级增加工程建设项目规划、建设和竣工C频IM次 数据分级公共专题法人数据、人口数据4目数据项目规划报建10152.871:577,791.71增加国家二级行政区，山脉、水系、1:25万重要地理实体等。社会化大数据5公共专题数济数据、人口190.301:1,128.501:1000等信息建筑空间据据、地名地址200.151:564.251:500增加其它城市要素，标准三维模型物联网感气象、交通、生态环境、排水、水利、建筑空间模型210.0751:282.125/项目级BIM或标准三维模型知数据灾害监测数据6物联网感知生态环境、水220.0451:141.0625/功能级

13、BIM或精细三维模型城市管理事件数据数据230.0151:35.2656/构件级BIM或精细三维模型件240.0031:17.6328/零件级BIM或精细三维模型数据源汇聚 方式基础地理 信息数据（GIS）建构筑物信息 模型（BIM）自然资源基础 数据时空 标识属性标识资源 汇聚C I M 数 据 资 源 池工程建设项目 规划审批数据物联网实时感 知数据粤省事、国测 局等系统共享 的数据离线拷贝在线共享离线共享动态追加推送调取时间标识CIM GIS BIM空间标识三、建设内容资源汇聚系统遗漏值处理噪音数据处理不一致数据处理数据清理模式匹配数据值冲突 检测与处理数据集成名称统一格式转换数据泛化规

14、范化属性构造平滑/聚数数据变换数据方聚集维规约数据压缩概念分层数值规约数据规约数据融合方式数据清理数据转换属性融合数据检查三、建设内容数据融合系统CIM GIS BIM三、建设内容数据分布式管理系统HDFSElasticSearchMongoDB高效计算高效分析高效处理多任务多进程多线程F-RDD扩展异步缓存算法分布式任务调度分布式计算分布式存储分布式GIS算法分布式空间索引空间临近分区多节点多层次CIM GIS BIMMPP架构的新型数据库集群基于Hadoop的技术扩展和封装有效支撑PB级别的结构化数据管理擅长非结构、半结构化数据的管理列存储、粗粒度索引等技术Pig、Hbase、NoSQL等

15、技术大数据存储方式大数据展示三、建设内容大数据管理系统CIM GIS BIM三、建设内容模拟仿真系统控高分析方案编辑方案编辑对比预案仿真地下空间市政管线退线分析模拟仿真活动推演CIM GIS BIMCIM GIS BIM大数据可视化系统将时空大数据进行处理、整合后进行可视化表达，为时空大数据进行空间分析提供处理能力。OD分析图动态热力图出租车实时位置图汇聚轨迹图公交轨迹记录图微博用户分布图三、建设内容大数据可视化系统5、数据服务服务资源池主要包括知识服务、基础设施服务、功能服务、接口服务、数据服务1、知识服务时空信息分布规律时空信息关联规则时空演变规律2、基础设施服务集群服务数据库服务桌面服务

16、服务器服务3、功能服务地图必选服务地图可选功能地图专用功能非地图类功能4、接口服务基本API地图类API控件类API三、建设内容服务资源池地理实体数据服务三维模型数据服务新型测绘产品数据服务BIM分析服务影像数据和高程模型数据服务地名地址数据服务实时感知与在线数据服务服务地址编目规则建立服务地址可扩展、开放 式的编目规则，开发自动统一编 目功能服务地址转换与编目对自主发布和第三方发布服 务的地址按照编目规则进行转换， 实现统一、自动化编目服务围栏通过服务地址编目与解析实 现服务的注册与共享服务通信对申请的服务，解析物理服 务地址三、建设内容服务引擎开发服务引擎是指以灵活的方式实现服务彼此通信和

17、转换的连接中枢，并且这种连接与开发环境、编 程模型或者消息格式具有支撑在线调用现有服务和知识，实现将其他资源上传、注册与发布等功能。过程定义组织/角色 模型数据业务流 引擎应用业务流 控制数据业务流 相关数据业务流 应用数据应用任务表任务表管理器用户界面生成引用引用被解 释引用调用用户更新操纵更新使用维护管理员交互监控管理调用调用业务流建模流程过程 建模工具三、建设内容业务流引擎三、建设内容物联网平台厂商A设备厂商B设备系统1系统2公安应用商地灾应用商软件供应商设备供应商物联网云平台统一通讯 协议多种通讯 链路统一应用 开发接口国家省 市 县优势：1、一致性：统一设备类型定义、统一通信协议；2

18、、扩展性：根据地质灾害监测通讯协议即可完成与平台对接；3、移植性：厂商设备一次适配，多地适用。N+1系统+协议层面统一MQTT HTTP COAP北斗环境应用商气象应用商门禁闸机摄像头报警器充电桩消防栓烟感智能垃圾桶 智能路灯环境监测网络监测水质建立统计分析、特征提取、变化发现，以及神经网络、聚类分析、链接分析、 网络分析、判别分析、逻辑分析、人工智能等在线分析模型库以时空大数据挖掘分析为基础，建立决策树、群集侦测、基因算法等预测推演 模型库，并且这些模型库都可以进行分布式加速业务 知识链推演模型 库分析 模型库根据用户需求，形成定制化、流程化的知识链，根据反馈情况，自适应调整知 识链和原子工

19、具，并在运行过程中实现知识链丰富扩充主要包括：标准规范翻译、 法律法规结构化、配图打印模板三、建设内容知识库引擎开发CIM GIS BIM系统设置服务管理资源发布用户管理系统监控三、建设内容云端管理系统CIM GIS BIM在线地图在线应用智能地 图数据服务平台数据服务资源库功能服务平台功能服务资源库平台应用平台应用模式与示范应 用云服务云GIS自服务共享交换时空大数据共享交换目 录我的资源个人资源管理我的样式在线地图制图样式资源 库三、建设内容CIM访问门户对于灾害监测点进行普查，并强化隐患调查排查和风险评价，完善群测群防，推进群专结合，对于 城市塌方、泥石流隐患点，以及重大桥梁、隧道、水坝

20、进行监测，提高预警预测准确性和时效性，增强全 民防灾减灾意识，提升群众自救互救技能，切实减少人民伤亡和财产损失。三、建设内容自然资源调查与城市监测地 质 灾 害 点 调 查 监 测 、 重 大 工 程 的 监 测 预 警灾害调查管理、经济发展 数据，法人无数据、危化 品企业数据、仓库数据、 数据报送、群防群测、地 质灾害监测、灾害气象预 测、应急指挥、资金/项 目管理、云门户实现调查 评价、监测预警、信息共 享、决策分析.服务对象：市高分中心、自然 资源局、住建局解决问题：1、高分中心：综合运用多种观测技 术，开展地质灾害隐患点普查，重 点地区高精度遥感地质调查。2、自然资源局规划：多手段开展

21、重 点地区和重大典型隐患的综合监测 预警3、住建局：重特大建筑监测核心价值：基于北斗和实景三维数据来 接入、管理、分发各种终端获取的 数据，提升决策及时性，科学性泥石流滑坡地表沉降塌方总体规划规 划 编 制控规专项规划城市设计辅规辅助划助规 划 审 批划 实 施督国土空间规划在组织上纳入原国土、住建、发改、环保等各政府部门规划职能；规划业务上融合了 土地规划、城乡规划、发展规划等各种类型规划业务；数据上整合现状数据、规划数据、管理数据和社会 经济数据等各类数据。因此需要调用本系统实现海量数据高效计算分析，复杂业务快速搭建的能力。三、建设内容国土空间规划应用成利 用 C I M 提 供 的 全

22、量 数 据果， 地 块 城 市 设 计 管 控 要 素入 库服务对象：详设细计院规/划自然资源局（规（划街）区深化阶段）地形地貌地物、地质、水 文、环境、气象、公共服 务设施配套图形叠加检查、 退让用地边界、城市道路、 铁路干线、河道、高压电 力线退距要求、停车指标、 建筑风貌的要求、居住人 口，人均面积等的现状、 规划、管理数据.解决问题：1、规划设计院：项目辅助选址，项 目合规审查、。 2、自然资源局规划：项目辅助选址 项目合规审查、规划差异，动态监 控，耕地保有量、城镇布局、建设用地审批、土地供应、占补平衡、批后监管以及趋势分析规核心价值：提供平台级各部门认监同的基础数据和计算模型在满足

23、国土空间规划的基础上，与城市各类基础设施、公共设施配套协调，满足环保、通讯、能 源、安全、综合防灾的要求，满足风景名胜、自然生态、历史文化保护的要求对建设用地的，并且测 制大比例尺勘测定界图，获得建设用地规划许可证。三、建设内容建设用地规划应用控制性详细规划、周边现状规划要素、历史文化要求解决问题：1、设计院：获取快速获取规格化 的控规和引导性条件，并且将这 些限制条件与设计方案做比对2、自然资源局：审图工作量大，需要考虑的因素多核心价值：城市设计合规性指标自动 化、智能化审查，一键生成审 查 报告服务对象：设计院/自然资源 局地块位置、用地性质、 开发强度(密度、控高、 容积率、绿地率等)、

24、用 地红线、道路红线、主 要出入口方位、停车场 泊位等；山、水地形和 四邻的建设情况及空间 环境要求，净空控制、 排水方向、人防、防洪建设单位组织建立BIM设计模型，主管部门在报建图审批、初设方案审查事项中模拟项目建造的 过程，深化设计图纸、方案交底、方案对比等方面开展工作，加快审批进度。在二维地图上一键生成 三维环境，按照国家规范，自动检测用地规划的选址、投资、用地审批是否满足。三、建设内容建设工程规划管理应用利 用 C I M 提 供 的 全 量 数 据 ， 地 块 城 市 设 计 管 控 要 素核心价值：城市设计合规性指标自动化、智能化审查，一键生成审查报告服务对象：设计院/自然资源局

25、解决问题：1、规划设计院：地块城市设计管控 要素多， 自资局对此类管控要素审 查严格， 导致报批报建方案通不过项目需求变化快，方案设计修改工 作量大，时间紧，任务重，经常导 致设计成果得不到甲方的认可。2、自然资源：修建性详细规划，消防、人防、气象、环卫、房管多部 门联审不协同问题突出建筑物使用性质、容积 率、密度、建筑层数和 高度、建筑间距、绿地 率、道路等级、线型、 路幅、基地出人口，停 车和交通组织、基地标 高控制、建设环境、各 类公建用地指标和无障 碍设施的控制服务对象：住建部门/设 计院三、建设内容建筑工程施工管理应用净距、净高、净宽 疏散距离、安全出口 窗口位置、防火门位 置、高度

26、、截面积、 边长比、高宽比、宽 度、高宽比、直径、排水系统、给水设施、防烟分区利用工具进行BIM智能化检查技术，实现对设计成果的自动校对与审核。按照相关规范和国家标准，将各类 BIM模型转换为自主可控的统一数据模型。实现对建筑、结构、机电、人防、消防和节能等专业的智能审查。审查 成果的BIM模型将对接智慧城市的其他平台解决问题：1、规划设计院：从传统的二维逐 步转变为三维设计和审核，从而 建设建筑、结构、消防、上下水 等多个部门的联合审查，缩短审 查设计时间，从而提升设计的科 学性核算短设计的时间。住建部门：审图工作大，效率低核心价值：提升建筑设计合规性指标自动化、协同性施工图BIM审查，协同

27、性设计修改三、建设内容精细化管理应用应急指挥调度、细化人防关联可视化展现分析市政设施地上地下一体化管理智慧社区园区小镇、智能化改造网格化管理棚改拆迁老旧小区改造拆违执法灾害监测预警法院、民政、税务、公积金中心等三维智能辅助审批AI企业不动产分布状况人口流动情况外来人员居住行踪扩大三维登记成果应用范围：附加人口、法人等信息的三维不动产登记数据，共享给其他部门，为数字中国、实景中国、 智慧社会构建提供三维数据支撑。三、建设内容其他示范应用CIM GIS BIM源共 调用市CI市C 口深度定理专题CIM知与市CIM对接M平台接政务外网通畅，制开发各符应用系统， 共合保密要求，享保密协议，较紧密业务联

28、平台实时有系包，离线拷贝 拷贝 授权下载 维数 用开发包建CIM应或前置机 政 数据，利 企 定制或自 特务外网不通， 业或公众用户 殊申请CIM数， 据用系统或平台开发包推广应用模式数据标准三、建设内容标准规范机制模式推广应用模式共享内容对接方式适用条件授权使 用模式授权访问相应功能与 数据利用浏览器登录市 CIM平台系统使用政务外网通畅，符合保密要求， 注册用户资源共 享模式访问市CIM平台的底图 与三维模型等资源， 上传专题二三维数据自建或定制开发各专题CIM应用系统， 在线调用市CIM平 台接口访问资源政务外网通畅， 符合保密要求， 共享保密协议CIM模型业务协 同模式访问市CIM平台

29、资享的基础上，调用 IM平台接口协同办 业务、上报物联感 数据等模型类型级级级级地形DEMDEM+DOM高精度DEM+高精度DOM精细模型水利符号模型基础模型标准模型精细模型发建筑符号模型基础模型（建筑外表 面）标准模型（建筑功能分 区）精细模型（内部细节建模表 达）平台自 建模式申请市CIM平台开在线下载或离线 指定范围的二三据交通设施道路中心线道路面道路面+附属设施精细模型管线管廊管线中心线管线体管线体+附属设施精细模型场地及地下空间分层平面三维空间功能分区分块的标准模型精细模型植被通用符号基础模型标准模型精细模型其它通用符号基础模型标准模型精细模型三、建设内容运营机构建设CIM运营机构采

30、用公司化运营，CIM管理常务办公室负责运营，下属于政府领导的联席会议委员会，负责各个部门的协调， IT运维中心负责系统为梅州辖区的相关委办局信息化对接及公司服务，大数据中心负责CIM相关的数据维护更新，智慧服务中 心负责系统的服务收费管理、应用情况考核。C目录ontents背 景 需 求解 决 方 案 建 设 内 容技 术 特 点 多视 倾斜 相机倾斜影像+POS数据自动匹配空三人工干预纠错实景三维自动建模实景三维建模（多视倾斜摄影、激光雷达+影像）生产白模、实景模型四、技术特点全空间多维空间数据采集兼容OGC/IFC/ISO的统一数据模型Natural Asset线性构造Linear Str

31、ucture结构Structure建筑 /BuildingFacility / BuiltSystem SpaceSub-Systems Level地块 /SiteReal Property AssetNode SegmentRoomSub-Systems LevelRoomWater / SeaLand / ParcelAir / Space UndergroundOverlaySystem Space OverlayComponentsComponents地球 / World国家/Country地区 / Region省 / Province县 /County市/CityGISISO/TC 211 OGCIFCISO/PAS 16739 TC184/SC4ISO 15926 TC184/SC4四、技术特点国内外多标准兼容DEM大数据DLG矢量白模DOMDRGSKP点云全景地质体素实景模型BIMCAD管网四、技术特点兼容数据类型丰富微观场景浏览模型图纸关联宏观场景浏览模型属性查询全面支持RVT、DGN、CATIA、DWG等格式保留BIM属性信 息实现GIS+BIM空间坐标匹配支持百万级构 件支持真实、着色、AO、X光等多种特效四、技术特点GIS+BIM深度结合最佳路径分析追溯分析缓