高標準打造青島數字城市底板

文︱ 牛永波 田力男 孫琦

青島市住房和城鄉建設局緊緊把握青島市成為全國新型城市基礎設施建設（簡稱“新城建”）試點城市契機，堅持新發展理念，貫徹落實黨中央、國務院關于“數字中國”建設的決策部署、青島市黨代會建設“六個城市”任務，積極發展數字經濟，推進以數字化、信息化支撐城市精準治理。2021 年以來，青島市住房和城鄉建設局加快打造青島市城市信息模型（CIM）基礎平臺，構筑數字城市底板，持續推動全市數字化變革與政治、經濟、文化、社會、生態文明建設全過程多層次深度耦合，為推動“數字青島”建設，打造宜居、韌性、智慧城市，加快社會治理現代化、提高社會治理能力，貢獻青島實踐。

一、平臺建設內容

青島市CIM 平臺（簡稱“Q-CIM”）主要建設內容可歸納為“標準引領下，自主安全可控的一中心、一平臺、三應用”（見圖1）。平臺建立了數據共享應用機制與規范，基于國產化軟硬件適配底座和青島政務云平臺，建設了融合全市多維多源異構數據的CIM 數據中心，打造了立體、高精的青島市一張數字底板；開創建設城市建設地址庫、城市立體空間單元、數據共享和對外應用服務保障系統，在保障數據安全情況下，實現城市全要素數據的互通互聯和集約共享；深度融入城市云腦建設，打造CIM 基礎平臺，成為青島市智慧城市重要支撐平臺；開發智能數字施工圖審查系統、城市更新項目申報管理系統、城市活力分析系統等三個CIM+示范應用，推動更加科學、精細、智能化的城市管理和政務服務。

圖1 青島CIM 平臺架構圖

2023 年3 月28 日，“青島市CIM 基礎平臺建設項目”順利通過驗收，專家一致認為項目整體達到了國內領先水平，并實現國內多個首次創新，為全國“新城建”試點做出了“青島示范”，貢獻了“青島經驗”。

（一）CIM 數據中心

CIM 數據中心提供數據支撐?；诔鞘性颇X平臺，青島CIM 數據中心匯聚了來自覆蓋全市的多源異構數據，通過匯聚中心、治理中心、成果中心進行結構化的匯聚接入、清洗治理、分級分類，實現青島市CIM 時空數據的精細化管理，形成可視化、可編輯、可追溯的“空間、人、事、物”一體化的CIM 數據資產目錄。同時通過提供數據實時共享、集成交換能力，極大的解決了“數據獲取難，數據融合煩，數據質量差”的痛點問題，切實消除“數據孤島”，為CIM 基礎平臺提供了堅實的數據支撐。目前CIM 數據中心數據匯聚、治理量達2 億條以上、生成315 個成果圖層（見圖2）。

圖2 青島市CIM 數據中心

（二）CIM 基礎平臺

CIM 基礎平臺提供能力支撐，包含全功能引擎、數字中樞、全息展示系統和后臺管理中心四大模塊。CIM 全功能引擎建設提高了海量CIM 數據的空間落圖、顯示與傳輸效率，全面支撐平臺展示應用。通過全息展示系統，可對數據中心管理維護的6 大類315 個“地上地下全空間、人地房全要素、規建管全鏈條”CIM 數據圖層進行全息展示。平臺通過開放平臺、開放賬號，為各委辦局以及市-區-鎮街三級“新城建”試點用戶提供開發接口API、應用模板、數據服務以及功能接口服務的全方位共享賦能，提升了CIM 基礎平臺支撐智慧化應用的能力（見圖3）。

圖3 青島市CIM 基礎平臺

（三）CIM+示范應用

平臺圍繞數字施工圖審查、城市更新、城市活力等場景，打造CIM+示范應用，豐富了數字青島智慧化應用場景。

智能數字施工圖審查系統應用BIM 技術，集成智能審查引擎，具備全專業229 條條文的智能審查功能，可將BIM 模型中錯、漏、碰、缺等各種設計問題快速、準確、全面地檢查出。系統創新性提出青島獨創的QDB 標準BIM 數據格式，通過數據引擎支持市場主流BIM 模型數據的統一轉換、接入（見圖4）。

圖4 智能數字施工圖審查系統

城市更新項目申報管理系統助力城市更新建設，根據《青島市城市更新和城市建設三年攻堅行動方案》總體工作部署，實現全流程線上辦理歷史建筑保護及老舊小區改造、電梯加裝等工作，提高了市民公眾對城市更新工作滿意度（見圖5）。

圖5 城市更新項目申報管理系統

城市活力分析系統包含城市經濟活力、樓宇活力、商圈活力3 個活力主題、74 項城市活力指標，從宏觀、中觀、微觀尺度對全市市場主體活力、區域發展活力、經濟發展潛力、科技創新潛力等5 個維度進行了全方位立體直觀分析展示，輔助全市經濟發展科學布局決策，助力建設現代化治理樣板城市（圖6）。

圖6 城市活力分析系統

二、建設亮點

（一）率先實現全市域白模覆蓋

基于青島市超過276 萬棟房屋災普數據，平臺構建了覆蓋青島全域的建筑白模,使青島市成為全國率先實現全市域白模覆蓋的地級及以上城市。其中，城鎮白模占地面積192.18km2，農村非住宅占地面積118.21km2，農村住宅占地面積149.08km2。相比普通商業地圖中白模數據而言，青島市全域白模數據特征含有建筑高度、建筑年代、建筑性質等43 個建筑屬性字段，可通過屬性信息進行建筑密度、建筑開發強度等分析，輔助識別超高建筑、危舊房調查等工作（見圖7）。

圖7 覆蓋青島全市域的白模數據

（二）率先建成城市建設地址庫

平臺率先建成城市建設地址庫，通過統一地名地址引擎與地名地址編碼規則，可實現地名地址數據的快速落圖與定位，并支持精細化匹配掛接至青島市房屋全生命周期唯一建筑物房屋編碼，建成面向城市建設的統一地址基礎庫和統一地址圖形庫。同時結合行業需求，平臺拓寬地址應用渠道，打通人口基礎數據庫、法人數據庫、宏觀經濟數據庫、自然資源與空間地理數據庫等四大基礎數據庫，開展各類業務數據落圖，促進跨部門政務數據融合（（見圖8）。

圖8 青島城市建設地址庫工作原理示意圖

（三）應用北斗技術，創新打造城市空間立體單元

為提升CIM 數據資源的安全應用與管理效率，平臺基于住房和城鄉建設部頒發的《城市信息模型（CIM）基礎平臺技術導則（修訂版）》模型分級標準，在全國創新性探索應用北斗網格碼技術，打造了城市空間立體單元（簡稱青島小Q）。所謂城市空間立體單元指的是通過將城市空間以城市地表向上向下各延展1 千米所形成的空間體。平臺按照國標《北斗網格位置碼》，對青島市全市域按照北斗一級直至北斗六級單元網格進行了網格劃分，并進行了唯一編碼賦值。通過將整個城市空間體多層級劃分，得到覆蓋城市空間的多個小立方體，以小立方體串聯建設空間內海、陸、空、天全空間、全要素城市信息模型數據信息，并進行融合和統一賦碼標識。城市空間立體單元實現了城市空間多要素信息的統一標識和表達，提升了CIM平臺多源數據的組織、共享和應用效率（見圖9）。

圖9 城市空間立體單元（青島小Q）示意圖

（四）全國首個陸海統籌CIM 平臺

為體現青島海洋中心城市特色，助力海洋經濟發展，青島高標準建成全國首個陸海統籌CIM 基礎平臺。平臺建成了海陸一體化的三維時空基準體系，創新提出對標城市信息模型標準，整合了覆蓋黃海和萊州灣36.64 萬km2的海底地形圖、電子海圖、洋流、鹽度等立體、高精、動態的海洋信息模型，打造了陸海融合的“全市一張數字底板”。青島陸海統籌CIM基礎平臺將為港口交通運輸、海洋防災減災、海洋牧場養殖等領域持續賦能，助力青島海洋經濟健康發展（見圖10）。

圖10 青島市CIM 平臺中的海洋地形數據

（五）全國首個完成國產化適配的城市級CIM 平臺

CIM 平臺的實踐表明，國產自主可控的保障體系才是 CIM 平臺助力中國式現代化實現的唯一可靠路徑。青島建設深入貫徹網絡強國戰略思想，堅持安全為先原則，以打造安全、自主、可控的智慧城市支撐平臺為目標，完成基于國產化PKS（P：飛騰芯片，K：麒麟操作系統，S：安全防護）一體機的適配工作，奠定CIM 國產化產業基礎，成為全國首個通過麒麟軟件國產化適配認證的城市級CIM 平臺，為CIM 平臺的安全穩定運行及業務長久發展奠定基礎。

（六）全國首個完成國產密碼服務應用的CIM 平臺

青島市CIM 基礎平臺全面采用了符合國密規范的密碼服務，包括在物理和環境安全、網絡和通信安全、設備和計算安全、應用和數據安全等領域開展全面保護，保證了數據完整性、機密性、真實性和不可否認性，滿足了密評三級和第三級系統網絡安全等級保護相關技術要求，保障了平臺數據傳輸與應用運行的安全性，具有重大的經濟價值和社會價值。

（七）創新實現城市數據資產登記確權

依托區塊鏈技術，平臺建立數據資產確權登記體系，創新實現CIM 原始數據資產在互聯網法院的登記確權，為數據對外共享提供安全保障。數據共享體系有效地協調了數據提供者與數據使用者之間的關系，通過數據評價、分發、交易等過程，實現了數據自我造血與自我提高，促進了數據要素交易的良性生態圈建設。

三、“新城建”青島模式

（一）堅持標準規范先行

青島市CIM 平臺堅持標準規范先行，積極探索CIM 標準規范建設。通過銜接國家、城市和行業數據標準與技術規范，建立了統一的標準規范體系，包含基礎類、業務類、應用類以及安全共計二十余項，以保障平臺快速、有序、健康和持續的發展，為在全市層面推廣以青島市CIM 平臺為基礎的政務數據共享與應用模式提供強力支撐。

（二）橫向互聯、縱向貫通，集約共享，效益顯著

為打破數據壁壘，避免重復建設，最大限度發揮CIM 平臺應用價值，平臺創新提出市、區、街三級聯動的統籌管理模式，實現了市級平臺的集約共享，取得顯著效益。

縱向上，平臺探索“新城建”試點垂直應用體系，推進市-區（綜合園區）-鎮（街）三級一體的CIM 基礎平臺建設，將嶗山區、上合示范區、環海灣郵輪母港區、膠州灣北岸（紅島、河套）等區域納入青島市“新城建”試點，探索CIM 縱向貫通，數據共享一體化機制，打造可復制可推廣的全國“新城建”試點青島模式。

橫向上，平臺提供基礎性、共性的有關功能和二次開發接口，具備向各部門各領域應用輸出服務能力，包括GIS 圖層服務、模型服務、仿真服務、數據接口服務、通用分析服務等，并開發統一的服務門戶，展示平臺的數據和服務目錄，為各委辦局CIM+應用提供支撐。其中，GIS 圖層共享服務借助CIM 基礎平臺，巧妙的使用GIS 圖層的特性，將平臺數據封裝至GIS 圖層中對外發布使用，大大減輕了重復的數據接入、匯聚、治理工作，同時保護數據實體，形成數據共享的新模式。目前，平臺向城市云腦通用服務能力平臺輸出80 余項服務，被全市各部門積極調用，為支撐相關業務開展“數字賦能”。截至2023 年6 月底，累計為青島市政府節省財政資金634.5 萬元。

（三）充分借力，融入數字青島建設大局

CIM 基礎平臺項目的成功實施得益于數字青島建設布局。在市數字青島領導小組辦公室統籌規劃下，建立了全市數據資源高效調度和共享更新機制，CIM 基礎平臺借力青島市政務信息資源交換共享平臺，獲取了物聯感知、企業法人、宏觀經濟、安全運行等45 類超26880 萬條城市信息共享數據，極大豐富了CIM 數據資源應用的廣度與深度，確保了數據的鮮活性和平臺生命力。對接市自然資源和規劃局時空大數據平臺，共享了實景三維青島項目成果，為CIM 基礎平臺構建了統一、權威、精準的二三維時空基礎底座，避免了重復建設。

（四）聚焦產業，推進新城建產業集聚發展

近年來，青島市加快培育發展新興產業鏈，青島市住房和城鄉建設局以CIM 基礎平臺建設為契機，聚焦于數字場景應用，積極推進上下游企業、產業集聚發展，在全國率先提出“安全為先、CIM 賦能、需求牽引、迭代發展”的理念，著力打造“兩鏈一群”“兩鏈”即數據安全產業鏈、CIM 國產化產業鏈，“一群”即時空要素產業集群。2022 年，發起成立青島市新城建領域產業聯盟，推動新城建項目、企業、產業落地。截至目前，聯盟在冊會員136 家，已推動新城建領域創新企業落地數據要素產業園22 家，正在深入對接企業50 余家，極大加快了青島數字產業化發展。

四、下一步計劃

下一步，青島市住房和城鄉建設局將深入落實“數字青島”建設規劃，積極推進CIM 基礎平臺良性運行、成果共享與數據長效更新機制，不斷充實完善城市全空間、全領域、全要素CIM數據資源，結合青島智能建造國家級試點，統籌推進CIM 基礎平臺底座、BIM 平臺、物聯網感知體系建設，聚焦市政基礎設施綜合管理、建設數字城建檔案館、提升互聯網應用能力等開展二期項目建設，不斷提升CIM 基礎平臺數字賦能能力。同時，圍繞數字住建、城市安全運行、智慧社區等領域構建豐富CIM+示范應用，盤活城市數字資產，探索城市數字資產確權、授權及安全運營體系，不斷推動數字產業化與數字經濟發展，為數字青島建設貢獻住建力量。