CIM是城市發展新方向

從上世紀 90 年代開始，中國的城市管理信息化領域引入了 GIS 技術作為基礎工具，并以此提出了城市網格化管理的理念，緩解了城市管理粗放、公共領域缺少管理的局面，取得了良好的效果，極大推進了城市管理精細化和規范化。城市管理者們在城市網絡基礎上，將城市信息進行業務化分類，為城市信息的融合奠定了基礎，并開始地理信息共享平臺的探索與建設。

從 2010 年開始，城市信息化的概念也由“數字城市”向“智慧城市”升級，首先是 3DGIS 技術發展迅速，城市的空間表達由二維向三維化升級，通過 3DGIS 展現城市立體全貌，提供一個比二維地圖更加精細的時空應用支撐。城市信息關聯到精細的三維對象上，為多個行業提供了更加直觀與精細的應用場景。在應用維度升級的同時，隨著行業應用的深入和信息采集維度的豐富，行業應用逐步由單個應用向跨業務的綜合應用發展，應急救援等需要整合多個行業信息的綜合業務也可以快速構建，而支撐多行業綜合應用的時空信息云平臺也成為城市建設的新熱點和新方向。

近年來，隨著物聯網、大數據技術的興起，信息資產已經成為社會管理的核心，城市智慧化的管理愈發需要跨部門、跨領域的信息融合。無論在城市生活還是城市管理中，能夠支撐信息融合與信息挖掘的技術也愈發重要，城市的規劃、建設、運營都將基于新的信息技術，圍繞信息的采集、融合和應用而呈現新的發展動力與發展模式。

城市信息化發展信息的實時性提高與智能化程度提升，都推動城市由物理世界向虛擬世界映射，數字驅動實體向著新的發展方向前進。城市信息化形成全要素采集、全專業建模、全生命周期管理、全空間數字化管理、全場景支撐的建設理念，城市信息模型（City Information Modeling，CIM) 的概念也正是在這樣的行業發展中被提出。

CIM基礎平臺的政策來源與依據

2021年3月，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》第十六章中提出，“完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺，構建城市數據資源體系，推進城市數據大腦建設。探索建設數字孿生城市。”明確提出了數字城市建設中要重點發展城市信息模型平臺與數字孿生城市，CIM建設成為國家城市治理體系和治理能力現代化的目標和方向之一。

國家各部委近年來也發布政策標準，引導城市信息模型平臺的建設落地。

2019 年 9 月，住房和城鄉建設部、工業和信息化部和中央網信辦聯合頒布《關于開展城市信息模型（CIM）基礎平臺建設的指導意見》，對 CIM 基礎平臺建設的定位、建設原則、建設目標、建設內容、運營維護和服務保障等工作進行了全方位的指導。

2020年3月，發改委發布了《加快培育新型消費實施方案》，將 CIM 定義為新一代信息基礎設施建設，要推動城市信息模型（CIM）基礎平臺建設，支持城市規劃建設管理多場景應用，促進城市基礎設施數字化和城市建設數據匯聚。

2020 年 9 月，自然資源部發布了《市級國土空間總體規劃編制指南（試行）》，在文中提出“……基于國土空間基礎信息平臺，探索建立城市信息模型（CIM）和城市時空感知系統，促進智慧規劃和智慧城市建設，提高國土空間精治、共治、法治水平” 。2020 年 9 月 27 日，住建部發布《城市信息模型（CIM）基礎平臺技術導則》作為行業 CIM 基礎平臺建設的技術依據。

2021 年 4 月，住建部分別就 CIM 基礎平臺建設中的數據加工、規劃管理、工程報批、施工圖審查、竣工驗收備案等方面發布了相應標準規范的征求意見稿，對 CIM 平臺建設提供了行業標準的參照與保障。

CIM基礎平臺的建設理念

1、CIM是空間智慧引導城市發展的切入點

CIM通過支撐構建數字化虛擬城市實現對物理城市的映射、監管、分析和模擬，是我國數字社會建設中數字驅動發展的建設理念的具體落地實現。

CIM建設的目標是實現物理城市的全數字與空間化。將城市全要素信息資源在三維虛擬城市空間中進行融合。通過多源傳感器和持續勘測等技術手段，保持現實與虛擬的信息同步，可以近乎實時地在數字空間中反映現實世界的狀態與變化，實現物理世界與數字虛擬世界的完全映射，構造出一個反映現實世界的數字空間。

CIM借助對空間對象的分析與挖掘能力，在數字空間中構建城市的信息化模型，通過空間技術對信息的分析、挖掘，能夠在數字空間中對現實世界的狀態發展、變化趨勢、管理響應等進行判斷與預測，從而能夠準確地把握城市發展，指導制定城市運維管理政策與手段，減少現實中的試錯成本，實現將數字成果映射到現實世界，再將數字成果反哺現實世界的雙向驅動，達到城市數字驅動發展的戰略目標。

2、CIM基礎平臺是三維數字空間城市信息有機融合的載體

傳統的 GIS 技術支撐建設的數字城市，其城市信息管理粒度最大到城市的大型部件，在 BIM 信息引入后，城市信息管理的粒度從建筑整體延伸到了建筑構件，從而能夠構建從城市宏觀布局到微觀部件的完整全面的城市信息框架，為城市精細化治理提供了數據基礎。

住建部發行的《城市信息模型基礎平臺技術標準》中對CIM進行了明確的定義：城市信息模型，是以建筑信息模型（BIM）、數字孿生（Digital Twin）、地理信息系統（GIS）、物聯網（IoT）等技術為基礎，整合城市地上地下、室內室外、歷史現狀未來多維信息模型數據和城市感知數據，構建起三維數字空間的城市信息有機綜合體。

三維數字空間城市信息有機綜合體，就是將 BIM 在建筑領域設計、施工、運營一體化的全生命周期管理的理念應用到城市中，將以 BIM 技術提供的城市微觀信息與 GIS 技術為基礎的城市宏觀場景信息進行融合，并將城市交通、人群、資金等等動態信息進行結構化整合，形成一個能夠同步反映城市完整現狀，并且對城市發展進行預測與研究的信息巨系統。

城市現代化治理需要CIM的空間智慧服務

城市現代化治理中數字治理能力建設是核心和關鍵。數字治理能力是面向城市不同管理領域、管理模式和管理手段的信息化能力的全面升級，利用數字技術通過對城市信息的采集、存儲、計算和程序，實現監控城市運行狀態，預測城市發展動向，維護城市穩定運行。

城市數字治理能力的核心是城市空間數字化能力的構建。而 CIM 建設是城市空間數字化能力的基礎支撐與具體實踐。CIM 平臺的總體建設目標，是通過構建城市基礎設施數字化資源庫，城市設施與業務建模，城市時空信息分析與挖掘能力，在統一的框架下實現城市信息共享互通，支撐城市跨部門、跨層級、跨區域的整理能力，為城市現代化治理提供城市空間的全面表達能力，城市信息挖掘的空間分析計算能力，提升城市治理的數字化水平，最終服務于城市現代化治理的總體目標。

CIM基礎平臺是城市新一代信息基礎設施

CIM 目前重要的建設內容，是通過構建一個基于三維數字空間的現實城市數字化版本，成為連接城市現實世界與數字虛擬世界的橋梁。為城市提供全空間、全要素、全專業、全流程和全生命周期的城市數字化管理能力。這個數字化的版本，稱為 CIM 基礎平臺，也是未來新一代信息基礎設施。

CIM 基礎平臺通過 GIS+BIM 技術，能夠打通城市宏觀布局與微觀構件之間的空間數據壁壘，實現室內個體空間信息統一，地上城市構造空間信息與地下資源空間信息關聯，形成城市全空間數字化基礎：CIM 基礎平臺通過構建城市時空信息模型，能夠對城市土地、建筑、設施等各類要素進行全面描述，能夠在不同尺度不同級別下為各類要素提供適合計算與表達的信息形式，從而形成城市全要素數字化基礎。

CIM 基礎平臺通過對城市規建管各類業務信息構建業務數據與分析模型，能夠將全空間、全要素數據基礎進行融合，為各類城市業務提供信息展現、計算、業務管理等全方面的支撐，從而實現城市全專業的管理能力。

CIM 基礎平臺通過建立數據標準、數據模型和業務模型，支撐城市業務成果信息的綜合展現與計算，實現規劃數據對建設數據的審查與約束，建設成果信息對城市運維的支撐，形成城市全流程數字管理能力。

CIM 基礎平臺通過構建數據融合與共享，將城市不同階段的信息基于全空間基礎進行融合，形成城市規劃、建設、運營、管理整個生長過程的城市全生命周期信息管理能力。

CIM基礎平臺生命力的“3-4-5”

如果說 CIM 基礎平臺是三維數字空間城市信息有機綜合體，那么其必須要有健壯的機體、創新的思想和強大的能力。BIM+GIS+IoT 3 項關鍵技術是組成 CIM 平臺的基礎能力，共同構造了 CIM 平臺的健康機體；信息集成、狀態表達、管理方法和信息共享是城市數字治理的 4 個中心環節，也是 CIM 平臺這一新事物中對理念、技術、模式創新的推進方向。城市信息聚合、表達、服務、呈現與分析是城市數字治理的 5 項核心能力，是 CIM 基礎平臺強大能力的建設切入點。“3-4-5”為 CIM 基礎平臺提供旺盛持續的生命力。

CIM平臺生命力的“3-4-5”

1、三項關鍵技術

BIM+GIS+IoT 是 CIM 平臺建設的基礎能力支撐。GIS提供城市大尺度空間內的地形地貌、構造布局信息的管理與應用能力，BIM提供城市微觀尺度下的部件與構件信息的構造與管理能力。通過 BIM+GIS，整合城市地上 / 地下、室 內 / 室外的空間數據體系，實現宏觀 / 微觀一體化的管理、展現與分析應用，結合 IoT 技術對城市信息的多維度實時采集，實現歷史現狀未來多維多尺度信息模型數據和城市感知數據和融合，最終構建起三維數字空間的城市信息有機綜合體，并依此推動城市規劃、建造、管理的新模式。

2、四項創新理念

CIM 平臺是城市數字治理現代化管理理念的落地和創新。城市信息集成創新，通過構建城市全生命周期的數據，記錄與挖掘城市成長信息，形成跨行業、跨領域的城市信息集成新模式與新理念。城市狀態表達創新，通過構建城市全時空數據模型，讓城市多維度信息能夠在三維數字空間中進行融合，實現城市信息的新的表達形式。城市管理方法創新，通過采集構建城市全要素、全專業數據，為城市搭建“建-管-養-運”的信息化模型與業務規則，實現城市數字化精確管控。城市信息共享創新，通過采集城市運營全過程數據，支撐成果管理各項業務的開發與協同，促進城市支持信息的全面開放。

3、五項核心能力

在關鍵技術支撐和創新理念的指導下，CIM 形成聚合、表達、服務、呈現與分析 5 項核心能力，為城市數字孿生建設提供了基礎和支撐：全要素數字化表達能力：對城市空/天/地、室內/室外、 地上/地下的全要素采集、數字化建庫，實現二三維一體化、時空一體化城市數字底板。數據融合與建模能力：在城市全要素數字化基礎上，以城市時空數據為主要索引，建立跨行業數據模型，實現城市全要素、全過程、一體化的時空數據體系。

可視化呈現能力：對城市全貌大場景到城市細節的一體化多級別渲染；提供空間分析、大數據分析、仿真結果等多主體可視化能力，支持大屏、網頁、移動端等多種顯示場景。

空間分析計算能力：是指基于城市三維模型，針對具體業務指標建立分析模型，進行空間數據相關計算、分析、展示的能力。

數據服務共享能力：基于 CIM 的全要素時空數據資源和跨行業建模與分析能力，以數據信息服務的方式提供各業務使用，支持更為精確全面的呈現和表達，更準確地實現動態監測、趨勢預判等功能。

三項關鍵技術與四項創新理念，形成了 CIM 五項基礎核心能力，支撐城市構建數字孿生，為城市管理數字化與智慧化提供持續的生命力。

CIM的建設組成

CIM 是城市全空間、全周期、全場景的時空信息整合，并為城市規劃、建設、管理提供智慧化服務的過程和結果的總稱。其建設是一個長期不斷迭代發展的過程，建設內容也包括核心能力的構建和應用服務體系的搭建推廣。CIM 的建設分為 CIM 基礎平臺和 CIM+ 應用體系兩個部分。

CIM的建設組成

CIM 基礎平臺（簡稱 CIM 平臺）是 CIM 建設的基礎與核心。CIM基礎平臺是城市全空間數據整合的載體，城市信息全場景呈現的基礎支撐，是城市空間信息分析與挖掘的能力之源和城市全生命周期管理過程的信息循環底盤，為智慧城市與數字孿生城市提供全面的能力來源。

CIM+ 是 CIM 價值在城市生產、管理與城市生活中的延伸，在 CIM 基礎平臺之上，將城市全空間、全要素、全專業、全流程、全生命周期的數據管控與分析、服務能力，向城市各類業務開放，支撐智慧化能力在城市管理中全面落地，形成數字孿生城市，是 CIM 最終價值的體現。

在當前 CIM 平臺建設中，需要基于 GIS 軟件、BIM 軟件和 IoT 信息源，在整體設計框架下，實現對各類空間數據進行對接、轉換與建模，對 CIM 基礎能力進行研發，和對外服務支撐能力的封裝，在通用能力之上，還需要面向不同城市的需求，開發定制更有針對性的功能。

針對 CIM 平臺試點快速推進，需要不斷迭代升級嘗試的需求，超圖提出了 CIM 開發支撐平臺的理念。基于SuperMap GIS對于空間數據處理、展現挖掘的能力，將 CIM 基礎平臺中的通用能力進行封裝，能夠支撐 CIM 平臺開發者快速高效地搭建一套具有基礎展現、指標計算能力的 CIM 基礎平臺，并且提供靈活的擴展性，能夠為不同用戶提供更多的定制服務和能力探索的支持。CIM平臺的整體技術框架如下：

CIM平臺的整體技術框架

CIM開發支撐平臺

超圖公司的 SuperMap CIM開發支撐平臺，是在 GIS 豐富的數據功能和強大的三維空間能力之上，融合多源 BIM 信息與動態時空信息資源，為合作伙伴提供構建 CIM 基礎平臺空間數據建模、指標分析與數字呈現能力的基礎框架。SuperMap CIM開發支撐平臺提供了城市全空間全要素數據資源池建設管理能力、城市數字化表達與城市指標智能化自動計算能力，可以全面支撐 CIM 基礎平臺建設和 CIM+ 應用。CIM開發支撐平臺的核心服務能力，主要包括：

1、城市信息模型時空數據庫建設

CIM 開發支撐平臺，依據行業標準規范，封裝定制了全面的城市信息資源庫，覆蓋了從空間基礎數據、規劃管控數據、工程建設數據到城市調查數據、公共感知數據和物聯感知數據的城市全要素數據框架，滿足 CIM 基礎平臺搭建所需要的各類數據信息與數據模型構建需求，能夠幫助用戶構建 CIM 基礎平臺 數據庫。并且借助SuperMap GIS 對二三維時空數據的兼容能力，提供了三維 BIM 數據的自動化解析與入庫能力，實現城市三維數據模型的快速批量導入。數據的全面兼容能力是構建 CIM 基礎平臺全數字化表達能力和數據融合與建模的基礎，也是信息服務共享能力的核心內容，是 CIM 開發支撐平臺的核心基礎。

2、城市模型的空間管理、分析與計算能力

CIM 開發支撐平臺將 GIS 對空間數據的兼容性，封裝為針對城市模型數據的工具，能夠提供空間模型數據的接入、編輯、融合、入庫等技術能力，提供構建完整的城市信息數據管理流程與模塊。

CIM 開發支撐平臺的指標分析工具，將 GIS 空間分析功能針對城市信息模型進行封裝，提供了自動化指標分析的技術流程與分析功能。

CIM 開發支撐平臺提供用地紅線、容積率、建筑高度、地下建筑范圍、總建筑面積、貼線率等剛性規則和貼線率、開敞度、可視域、天際線、道路高寬比等柔性規則的計算模型與自動化計算流程。支持 CIM 基礎平臺構建城市智慧管理與分析決策模塊，并可以實現更多行業指標的建模與分析能力擴展。

3、多樣的城市數字化呈現能力

基于 SuperMap GIS 二三維一體化的技術能力，CIM 開發支撐平臺能夠提供門戶系統快速搭建，實現對各類城市模型的一體化展現與渲染能力。CIM 開發支撐平臺提供一套定制化、可擴展的電子沙盤框架，支持VR/AR/MR等更多的三維交互體驗。電子沙盤框架基于 GPU 和體模型表達等不同的先進技術優勢，對三維空間對象應用場景更加直觀、易用性強，提高信息利用價值。提供了基于游戲引擎的對象渲染能力，支持 CIM 平臺提供高仿真的展示結果。城市數字化呈現能力，是 CIM 基礎平臺可視化呈現能力與全要素數字化表達能力的實現，也是 CIM 開發支撐平臺為 CIM 開發提供的快速構建成果的強大工具。

CIM基礎平臺

基于 CIM 開發支撐平臺搭建的 CIM 基礎平臺，通過為城市建造、城市安全、城市市政和城市體檢等當前重點的 CIM 應用領域提供更有針對性的空間信息智慧服務能力，逐步形成城市數字化底盤框架，并完善業務空間建模、指標審核、空間表達的空間服務能力和服務流程，最終形成可以支撐更多業務領域應用的城市數字化治理空間信息基礎設施。

CIM 基礎平臺作為一個完整的信息平臺系統，應當具有完善的平臺運維管理和安全保證的功能，此外，平臺的核心能力主要包括：

1、空間建模：城市治理的基本功

城市信息模型是將城市多源信息基于空間進行再組織，進而能夠實現對城市建設、運行和管理的數字洞察與預測分析。因此，如何將多業務信息、多格式數據在統一的空間尺度下進行融合，構建表達城市狀態的信息模型，就成為了城市數字治理的基礎。CIM 基礎平臺提供了城市信息建模的功能流程與數據模板。基于對空間數據的兼容能力，實現對城市空間與業務信息的融合與建模，逐步構建并完善城市各類對象、業務、行為的模型庫，是城市可視化呈現與城市智慧化分析決策的基礎。

2、數字呈現：城市治理的多樣表達

城市信息模型是城市多源異構信息的空間融合與再構，通過空間關系和業務信息的建模，不但是城市設施等靜態信息的空間數字化表達，也是對城市交通等城市動態信息的空間數字化表達，更是通過建模分析，能夠實現對城市未來發展的數字化表達。因此，CIM 基礎平臺需要能夠提供覆蓋全區域、功能完善、模式齊全的數字可視化呈現界面，不但能夠在高仿真虛擬空間中展現城市的物理空間，并且能夠以多種模式展現城市的運行動態，并且對城市的發展和變化也可以以直觀的方式進行展現，能夠讓專業人員和城市公眾一起對城市信息進行全面了解，增強城市治理的參與度。

城市電子沙盤

3、指標分析：城市治理的價值導向

對城市各類業務和行為進行指標設置和指標計算分析，是城市管理者和運維者對城市運行狀態的解讀和分析，代表著城市管理者和運維者對城市的判斷和預測，是城市治理價值觀的具體表現。CIM 基礎平臺的核心能力也是對城市業務進行指標建模與指標分析流程與服務的構建，實現對城市各類業務信息的計算模型和判斷閾值，實現通過指標的計算評估，形成對城市狀態的測算與掌握，為城市治理提供更加準確的數字化的決策依據。

因此，CIM 基礎平臺的分析能力不是對不同信息來源的簡單統計與計算，它對原始信息進行業務解析后的數據模型進行挖掘與分析，是面向城市治理需求對城市信息的重組，代表著城市管理的理念與對城市發展的推進方向。這就要求 CIM 基礎平臺能夠擁有完備的全面的空間建模、數據解析、數據編輯與空間分析能力，保證城市信息的一致和分析計算結果的正確。

用地控高分析

“CIM+”應用

CIM 建設，是以CIM基礎平臺為基礎支撐城市各業務領域的智慧化應用，實現城市治理的智慧化全面落地。通過 CIM 基礎平臺的支撐，實現城市領域治理空間化與智慧化的業務應用，都屬于“CIM+”應用。“CIM+”包括城市建設、城市管理、城市體檢、城市安全、住房、管線、交通、水務、規劃、自然資源、工地管理、綠色建筑、社區管理、醫療衛生、應急指揮等領域的應用。應用通過 CIM 基礎平臺獲取城市信息模型的服務支撐，實現對業務指標的計算與分析能力支持，實現對業務信息在三維空間的直觀表達。“CIM+”的應用推進也是要配合 CIM 基礎平臺的建設周期。首先應當是在城市城建設管理領域的示范應用推廣，通過城市建設領域，逐步完善整個城市的三維模型基礎，構建 CIM 基礎平臺的數字底盤。在此基礎上將推動城市各行業、各部門的信息共享，構建根據專業和豐富的城市信息模型，提升整個城市治理的數字化與智慧化水平。

CIM基礎平臺建設的兩級路徑

CIM 基礎平臺的建設，是在 CIM 開發支撐平臺之上，分期分批地逐步完善平臺資源與服務能力，通過城市規建領域的應用，逐步構建城市三維數據空間框架，再逐步實現城市動態數據的接入，將 CIM 基礎平臺的服務能力向更多領域擴展。首先構建 CIM 基礎平臺對城市數字化建模呈現與規建指標分析的能力。

以工程建設項目審批制度改革為契機，推進 CIM 平臺在工程建設項目審批管理系統的交互，支撐工程建設項目 BIM 報建及計算機輔助審批。提升城市管理信息化、數字化、智能化水平。逐步完善城市數字化模型體系，并形成符合城市治理需要的指標設定與分析決策的技術路線。

積極推動 CIM 基礎平臺為城市治理各領域提供的分析決策能力。將 CIM 基礎平臺作為城市基礎性、開放性的信息平臺，推動城市各行業、各部門的數據共享和業務協同，逐步深化 CIM 基礎平臺在其他各行業領域的應用，提升 CIM 基礎平臺中模型分析的專業性與準確性，提高數字化模型在規則設計與管理決策中的可靠度，真正將數字治理變成城市治理現代化的核心。

基于CIM開發支撐平臺的全數字化資產

基于 CIM 開發支撐平臺構建城市全數字資產，是通過 CIM 開發支撐平臺，構建 CIM 平臺的數據融合能力，通過對城市建設管理領域的示范應用，逐步將城市從規劃、建設、施工等多個環節進行交互，構建城市全空間、全要素的統一數據模型， 形成城市數字化資產，并形成數字資產可視化呈現、數據更新、數據分析挖掘能力。為下一步 CIM 平臺的服務搭建基礎。

基于CIM開發支撐平臺的全場景貫通

基于 CIM 開發支撐平臺提供城市各業務應用場景全面貫通，是通過 CIM 開發支撐平臺的服務能力，向各業務應用場景提供一體化的信息資源服務和空間能力服務，使得不同業務的應用能基于統一的時空數據模型構建業務模型進行分析、挖掘功能實現， 在不同業務中實現一致的信息精度與時效性，獲得統一的城市管理結果，貫通城市管理的全業務場景。

基于CIM開發支撐平臺的雙向驅動

基于 CIM 開發支撐平臺的雙向驅動，是通過 CIM 開發支撐平臺的搭建數據采集更新能力和業務數據建模與指標分析能力，構建城市管理的檢驗與分析框架，為城市建設發展、運營管理、安全應急等全面管理業務提供計算、統計與分析判斷的工具。形成城市信息持續采集迭代增強，并對城市管理業務提供決策管理依據與標準的雙向驅動能力。