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★申报案例展示★
滨湖区城市信息模型(CIM)基础平台
姚欢 朱智威 吴姝涵
无锡市滨湖区区域社会治理现代化指挥中心
一、建设背景
从国家层面,对政府数字化履职能力、安全保障、制度规则、数据资源、平台支撑等数字政府体系框架基本形成,政府履职数字化、智能化水平显著提升,政府决策科学化、社会治理精准化、公共服务高效化取得重要进展作出了战略规划,推动数字技术广泛应用于政府管理服务,推动政府治理流程再造和模式优化,不断提高决策科学性和服务效率。
江苏省推进政府治理的流程再造、部门协同和数据共享;探索建设数字孪生城市,推行城市数据大脑建设,打造智慧城市运营指挥中心,围绕经济运行、应急指挥、消防救援、自然资源、生态环境、交通治理、基层治理等领域,积极探索建立“可感、可视、可控、可治”数字化治理新模式,形成智能感知态势、精准预警风险、高效决策指挥、快速协同处置等能力;省级统筹推进跨部门、跨层级、跨区域数据融合共享,提高数据赋能精准性和时效性。无锡市近期也出台了相关规划和方案,重点提到了利用数字孪生技术,重点打造城市大数据资源、视频资源共享、时空信息云、人工智能、区块链、城市物联网等功能性平台,构建完整的“智慧城市运行图”;进一步丰富数字业态应用场景,全面提升数据资源的汇聚、共享、开放和利用水平;利用信息技术推动政府数字化转型,促进政务服务的业务重组与流程再造,进一步推动政府职能转变,构建数字政府治理新模式。尤其在城市治理“一网统管”方面,要求统筹整合多部门的数据与系统,打破部门间的数据壁垒,建设无锡市城市运行管理中心,推动城市治理业务一体化,实现城市治理的高效联动,全面提升城市治理的精细化、智慧化水平。
2022年滨湖发布了《滨湖区进一步加快推进数字经济高质量发展的实施意见》《滨湖区推进“智改数转绿提”三年行动计划》《滨湖区城市运行“一网统管”三年行动计划》《滨湖区提升政务服务“一网通办”三年行动计划》《滨湖区推进网络安全高质量发展三年行动计划》等相关文件,形成了滨湖区推动数字经济提速和数字化转型“1个实施意见+4个三年行动计划”的政策文件体系和全链条工作推进模式。全面推进滨湖城市运行“一网统管”工作,统筹推进资源整合、系统平台建设、运行机制体制优化完善等各项工作,着力提高全区治理数字化水平,为建设高水平“数字滨湖”提供有力的城运支撑,助力基层社会治理体系和治理能力现代化。
二、建设内容
1、总体架构
总体架构包括用户层、应用层、支撑层、数据层和设施层,如图1 平台总体架构所示。

图1 平台总体架构
2、系统介绍
项目建设滨湖区全区CIM(城市信息模型)平台,在城市基础地理信息的基础上,建立建筑物、基础设施等三维数字模型,表达和管理城市三维空间的基础平台,应用于城市规划、建设、管理、运营全生命周期工作。
2.1、地形影像数据
建设滨湖区全区地形影像数据,包含基础影像、高程、水系、道路要素,展示城市基本地形地貌,如图2 地图影像所示。

图2 地图影像
2.2、建筑白膜体块
基于卫星影像、二维地形图提取建筑轮廓,生成滨湖区全域建筑白模体块,增强建筑物的立体感,可凸显模型转角线、楼层线和光影效果,用于快速展示滨湖区全域建筑轮廓。如图3 建筑白膜体块所示。

图3 建筑白膜体块
2.3、建筑贴图白膜
对滨湖核心区10平方公里区域建设建筑贴图模型,根据建筑的地面轮廓及建筑高度快速生成建筑模型,并且通过预设的纹理资源库为建筑物随机赋予纹理,确保临近区域的建筑不会出现纹理色彩杂乱无章的现象,还原滨湖区核心区建筑形态。如图4 建筑贴图白膜所示。

图4 建筑贴图白膜
2.4、重点区域精细模型
对滨湖区区政府所在办公楼、太湖鼋头渚风景区、影视基地等重点区域约5平方公里范围内建设手工精细模型,包含地形、建筑、交通、水系、植被、场地、景观小品及其他附属构筑物等要素。如图5 重点区域精细模型所示。

图5 重点区域精细模型
2.5、重点区域室内模型
CIM平台能够支撑大体量、多源数据格式的重点区域室内模型。如图6 重点区域室内模型所示。

图6 重点区域室内模型
2.6、数据对接
本着数据充分利用的原则,滨湖区城市信息模型(CIM)平台将对接滨湖区各委办局,获取各委办局中已有的多源异构空间模型数据,根据滨湖区城市信息模型(CIM)平台相关模型数据标准,对数据进行治理、入库等处理。
二维数据:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的城市规划、行政划分等DLG/矢量等二维数据,并对数据进行治理。
地形地貌:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区地形地貌数据,并对数据进行治理。
现状白模:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区现状白模数据,并对数据进行治理。
贴图模型:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区建筑贴图模型数据,并对数据进行治理。
人工模型:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区人工模型数据,并对数据进行治理。
BIM模型:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区BIM模型数据,并对数据进行治理。
地下管线:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区地下管线模型数据,并对数据进行治理。
倾斜摄影数据对接:通过离线拷贝/平台接口等方式,对接各委办局,接入已有的滨湖区倾斜摄影模型数据,并对数据进行治理。
2.7、城市数字空间平台
CIM高渲染引擎实现地形、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;实现对BIM模型的构件属性展示、构件统计、批注与管理、检索等;实现二三维联动、视点切换与漫游;实现基于CIM数据的视频融合。
(一)CIM高渲染引擎
CIM高渲染引擎实现地形、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;实现对BIM模型的构件属性展示、构件统计、批注与管理、检索等;实现二三维联动、视点切换与漫游;实现基于CIM数据的视频融合。
(二)多源数据加载
以目录树的形式组织地形、影像数据、三维模型数据、BIM模型数据、矢量数据、物联网数据等,支持对多源类型地图的展示、切换、浏览、图层的显示控制。
1.“多规合一”平台数据
加载滨湖区“多规合一”信息平台底图数据,包括滨湖区政务电子地图、遥感影像、行政区划、地名地址、道路、水系、交通、房屋、设施等。此外,涵盖全域数字化现状数据、滨湖区各部门各规划现有成果:包括公安局、环保局等部门数据,总体规划(含新一轮总体规划成果)、详细规划、专项规划以及历史规划等空间规划数据。
2.工程建设项目全生命周期数据
加载滨湖区各委办局工程建设项目审批结果数据,涵盖了项目从立项用地规划许可、工程建设许可、施工许可和竣工验收四大阶段,包括了不动产单元号、全生命周期项目编号、业务阶段名称、当前业务阶段审批文证号、前置业务阶段审批文证号、前置业务阶段业务类型,同时录入批准书文号、发证面积、用地单位、用地地点、用地项目、用地面积、合同位、用地地点、用地项目、用地面积、合同号、地块编号、起始价、出让金缴交号、地块编号、起始价、出让金缴交情况、土地取得方式、建筑面积等建设用地批准书、修建性详细规划、建设工程放线测量的详细信息。
3.地形、影像数据
实现本地地形、影像数据和网络基于OGC标准地形、影像数据服务加载。
4.三维模型数据
实现本地以及网络三维模型数据加载,包括倾斜摄影、激光点云数据等,支持不同格式的三维模型,括.gdb、.shp、.dae、.obj、.3ds、.osgb格式。
5.BIM模型数据
实现本地以及网络BIM模型数据加载,支持不同BIM软件生产的BIM模型,包括Revit、Bentley、CATIA和基于IFC数据标准的BIM模型。
6.矢量数据
支持本地矢量数据加载(shapefile、矢量切片等);支持网络基于OGC标准的各种矢量数据加载。
7.物联网数据
加载视频监控数据、单元/多元视频数据、语音数据等。
在三维场景中,展示区域监控设备的分布点位。
点击选择某个视频监控设备时,调用展示该监控设备的实时视频监控画面。
点击视频墙开关时,以视频墙的方式,展示所有监控设备的实时监控画面。
8.人眼视角漫游动态加载多源数据
以1.7米高的人的视角漫游某条道路或社区,系统自动加载当前视点周边的多源数据,包括摄像头实时视频、监测设备监测数据、房屋、灯杆、地下管线、业务数据等,方便叠加展示,对周边的情况一目了然,辅助决策。
9.图层管理
可以对图层进行按需进行组织,灵活应对大量图层的管理。支持图层显影、图层跳转、透明度控制等多个功能。
10.专题管理
用专题的方式灵活应对图层控制,可支持对各个部门定义不同的专题。
11.搜索框
按需在搜索框中输入关键字(如地名、门牌号),可跳转到目标位置。可切换选择桥梁隧道、公路街道、河流、湖泊、房屋、车站、重点企业、城建工地、公园等不同分类进行快速搜索。
(三)可视化渲染
实现对二三维地图数据的可视化加载与调度,包括LOD动态加载、图像渲染、BIM模型渲染等。
(四)基于BIM模型可视化操作
实现对BIM模型每一个构件属性的查看,用树状结构将模型所有的构件按类型展示,可筛选构件,可定位具体的构件并查看其详细属性。
CIM平台的支持模型单体化展示城市建筑信息模型,在图层列表搜索框中输入目标模型名称的关键字,即可检索出相关模型,方便用户快速查找城市信息模型。
(五)CIM数据标注与管理
实现CIM数据的标注与管理,包括对二维地图、三维模型、BIM模型等数据的批注和管理。
1.添加标注
可在线标注云状线(矩形云线框、自定义云线框)、形状(如箭头、索引线等多种样式)、文字注释等,可为标注添加描述信息、常用(特殊)符号、智能化插入时间戳,用户能自定义标注文字的大小、颜色、风格及线条的宽度、线型等。
2.标注管理
添加、组织、管理不同标注标签,当再次点击已保存的标注可以恢复、重现当时保存的内容和视角,方便定位查找问题。
3.共享标注
生成问题批注截图并发给相关专业人员,生成问题追踪列表同步到平台相应的项目管理问题列表,可将标注分享给他人,支持消息提醒业务,随时讨论问题并跟踪问题解决状态,实现协同。
3、应用场景
赋能打造高水平的数字应用场景,例如楼宇资产、领导驾驶舱、滨湖智脑、孪生商业街等,将库中的CIM模型与楼、房、企、人等进行关联,赋能应用业务场景,如下图7 湖滨商业街模型所示。

图7 湖滨商业街模型
三、创新应用
1、系统特点
本项目建立统一的标准规范,提供全方位数据服务,打破技术、环境、领域的制约,建立数据共享交换体系,实现数据的动态融合和模拟仿真,为一网统管城市运行管理平台应用提供数字底座。
滨湖区城市信息模型(CIM)平台以建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IOT)等技术为基础,通过对物理城市的数字化建模,并融合了城市治理数据和感知数据,构建起三维数字空间的城市信息有机数据体。是城市运行管理的数字空间底座,是对城市全空间全要素高精度的模型描述,是城市精细化空间管理的基础。
2、创新亮点
CIM平台支持多源数据汇聚融合,精准映射物理城市,三维GIS,构建可分析的三维数字底盘,地理实体的时空信息知识图谱;数据共享共建、游戏级的数字孪生“可视化”能力;围绕城市治理、经济治理、社会治理、安全治理、生态治理五大领域,规划领导驾驶舱、经济运行、文明城市创建等应用场景。通过城市信息模型CIM平台的数据能力和技术能力,赋能各应用场景基于CIM平台的落地,包含数据可视化能力、数据查询功能、数据分析能力和平台二次开发能力等。
四、推广价值
对滨湖区城市信息模型 CIM 平台多格式的空间数据进行数据清洗,实现数据类型一致、数据版本一致、数据坐标一致等,提升数据质量,提高数据利用价值。
赋能经济运行、文明城市创建、领导驾驶舱、数字孪生湖滨商业街的场景调用。
对滨湖区城市信息模型 CIM 平台中多源异构空间数据以及需要和空间关联上的所有数据进行再组织、再关联,实现多源异构数据的融合。
对滨湖区城市信息模型 CIM 平台中大体量空间数据在不降低数据质量、数据精度,不丢失数据属性等基础上对空间数据进行轻量化处理,实现数据在平台中高效、流程的加载与使用。
对模型进行精修、单体化等人工调整,确认后系统对导入数据进行处理,检查是否接触、包含、相交、包含于、交叉、重叠等。
人工模型优化实现对人工模型的优化处理,方便不同的系统、不同的终端可使用人工模型开展各类应用,实现了人工模型在WEB端、移动端的“轻量化”应用模式。
在服务器的云端进行实时渲染,将渲染画面通过视频串流的方式实时传输到终端,供用户使用。用户在终端的操作同时也可实时反馈给云端,达到无插件、跨平台、跨浏览器的浏览和操作的一致体验。
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