基于CIM平臺的數字城市三維可視化平臺功能設計

曹恒 雷號

摘? 要：結合GIS、BIM等信息技術，開展數字城市三維可視化平臺建設，形成 “一站式” 管理平臺，實現全生命周期的數據管理、二三維成果展示及工程信息管理。在空間維度上實現地上、地下、地面，在時間維度上實現對“過去”（歷史影像）、“現在”（建設現狀）、“未來”（規劃用地）的展示，進而實現數字城市“一張圖”的管理與展現等，實現城市各業務部門各層次業務人員能夠快速獲取與崗位工作相關的業務專題信息參考，為科學決策提供可視化數據支撐。

1.項目背景

為更加科學有效的開展高質量、高水平的城市規劃和建設，基于CIM城市信息模型（City Information Modeling）的數字城市三維可視化平臺的建設是城市智慧運營中心研究建設的核心工作目標之一，是城市規劃建設全生命周期數據管理的重要手段，是城市建設階段對外宣傳展示的新名片，是掌握城市大數據資源的重要戰略。

本次平臺建設，在現有城市信息化成果和規劃設計建設數據資源的基礎上，將各種信息資源集成在二三維一體化平臺上，進行統一的數據管理、規建展示和工程信息管理，實現規劃信息資源的整合集成、充分共享和有效利用，更深層次的規劃信息價值挖掘和規劃管理規律探究奠定堅實基礎，為對外展示和工作匯報提供平臺載體，為工程信息管理和工程推進提供輔助決策支撐。

2.總體設計

數字城市三維可視化平臺建設包含業務應用系統（包括數據管理系統、規劃綜合展示系統、產業服務系統、建設工程管理系統和運維管理系統等）、數據整理與建庫（包括現狀、規劃、設計、施工以及系統等數據的整理、技術標準編制（平臺施工圖設計BIM標準、BIM施工模型交付標準、BIM模型BIM對象數據交付標準、平臺編碼手冊等）、標準規范（數據入庫標準、數據庫建設標準等）、基礎軟硬件建設（軟硬件設施、通信網絡等）。

系統的總體框架設計由五層結構、兩大保障體系構成，采用了層次化設計思想，以實現不同層次間的相互獨立性，保障系統的高度穩定性、實用性和可擴展性，體現了“一個中心、一個平臺、兩大保障”的思想[1][2-3]。如圖一所示。

（1）表現層

通過大屏、web、移動三種方式供相關用戶訪問應用系統。

（2）業務應用層

業務應用層是平臺的軟件實現層。該層建立在“應用開發集成框架”基礎之上，與具體應用需求相組合，開發并集成所需的各類綜合應用功能，通過單點登錄的統一門戶為用戶提供人性化的應用界面。該層主要包括數字城市三維可視化平臺、數據管理系統和運維管理系統三個應用系統，各系統整合在統一的應用集成框架中運行，為城市內部規劃、建設工作提供全方位的應用支持，實現業務系統和信息共享。

（3）平臺服務層

平臺服務層負責提供應用系統的開發和一體化集成。在中間件基礎框架的支持下，開發支持規劃建設向各類應用的公共組件，解決規劃、建設過程中對GIS、BIM、CAD、項目協同管控系統、智慧工地的集成要求，為各類應用系統的開發提供統一的應用框架，提供數據服務、專題圖服務、規劃數據服務、輔助規劃分析服務、工程監管服務、設備對接服務、系統管理服務、數據管理服務、地圖服務、多維查詢服務、方案數據服務、視頻對接服務、人員和設備位置服務、運維管理服務等，以實現各類業務的系統運行。

（4）數據資源層

數據資源層是整個平臺的信息資源中心。數字城市三維可視化平臺信息基礎數據庫在統一的數據標準與規范的規定下，由基礎地理數據庫、規劃數據、建設數據以及管理數據組成。

（5）基礎設施層

該層提供數字城市三維可視化平臺的服務器、基本網絡操作系統、桌面操作系統及企業級數據庫系統等基礎軟件環境，提供信息化系統運行所依賴的存儲設施、計算設施、網絡設施、安全設施等，以及展示大廳，是平臺運行必須的軟硬件基礎設施。

（6）兩大保障體系

在上述五層結構之外，還必須建立相應的信息化技術標準、安全保障體系、組織保障體系，以保障平臺建設和運行有章可循、規范有序。

3數字城市三維可視化平臺子系統設計

3.1數據管理系統

通過數據管理系統，將各類數據（總體規劃、控制性詳細規劃、專項規劃、開地拆遷、安置房建設等重大工程項目建設數據）通過掃描、導入轉換、在線采集、服務調用等各種方式對數據進行采集，并對采集的數據進行空間、屬性質量檢查，將其進行規整，按照不同的數據特點進行不同的數據入庫，實現規劃成果數據、重大項目建設數據進行“圖、文、表、屬、檔”一體化管理[4]。

數據管理系統的功能包括：數據配置建庫、數據采集入庫及更新、數據資源目錄管理、查詢檢索、統計分析、成果輸出、元數據管理等模塊，該系統將各類數據統一進行管理，實現統一數據目錄管理，為專業數據服務系統及其他業務系統提供有力的數據支撐。可通過該系統對招商管理歸集的數據進行分類管理，支持對招商數據目錄的新增、修改、刪除等功能。

3.2 規劃展示系統

根據規劃綜合展示業務需求，基于二三維地理信息技術，在空間維度上實現總體規劃展示、控制性詳細規劃展示、專項規劃展示、指標體系展示，并在時間維度上實現對“過去”（歷史影像）、“現在”（建設現狀）、“未來”（規劃用地）的展示，進而實現 “一張圖”的管理與展現等。同時對外接入土地開發成本模型。

3.3 產業服務系統

產業服務系統主要通過展示全區產業布局、核心區產業布局、招商項目、招商樓宇等信息，以輔助招商選址。

3.4 工程管理系統

建設項目包含兩大部分，分別為項目總體監控和重大項目展示。項目總體監控主要包括綜合展示、進度監管、質量監管、勞務監管、視頻監控、塔吊監控、環境監控。重大項目主要包括安置房項目、新能源工廠項目、河道改線、河景觀提升項目、市政管廊工程項目等。

3.5 運維管理系統

運維管理系統是管理維護人員全面掌握、管理、監控各類用戶對平臺使用情況的工具，主要包括用戶管理、組織機構管理、安全認證管理、角色權限管理、監控管理、系統日志管理等功能。

4 結語

本次平臺建設，在現有城市信息化成果和規劃設計建設數據資源的基礎上，將各種信息資源集成在二三維一體化平臺上，進行統一的數據管理、規建展示和工程信息管理，實現規劃信息資源的整合集成、充分共享和有效利用，更深層次的城市信息價值挖掘和規劃管理規律探究奠定堅實基礎，為對外展示和工作匯報提供平臺載體，為工程信息管理和工程推進提供輔助決策支撐。通過數字城市三維可視化平臺的建設，檢驗城市4大類、49個二級綜合指標體系的實施情況，為后期智慧運營奠定基礎;通過建設數字城市三維可視化平臺，掌握城市建設過程中的規劃和建設數據，為后期精細化運營運維提供數據支撐。

參考文獻

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[3] 成紀俊，王富力.空間規劃信息_多規合一_平臺建設實踐_以泰州市為例_成紀俊[C]//江蘇省測繪地理信息學會2018年學術年會論文集，[出版地不詳]：《現代測繪》編輯部，2018：42-43.

[4] 孫玉婷，吳掠桅，秦蕭._多規合一_信息平臺架構設計_以南京市為例_孫玉婷[J].測繪通報，2017，489（12）：117-121.