获奖情况:2023年中国地理信息产业协会地理信息产业优秀工程金奖
项目来源:苏州市自然资源和规划局
承担单位:未来事业部(现规划新技术研究中心)
主审人:张如彬
主管所长:张堃
项目负责人:杨滔、李晶
主要参加人:李梦垚、田颖、张月朋、王维、刘佩奇、罗维祯、林旭辉、邓成汝、贾研、张晔理、鲍巧玲、刘颖、黄奇晴
研究背景
城市信息模型(City Information Modeling,简称CIM)是一个较为新兴的领域。党的二十大报告中提出“推动高质量发展,提高城市规划、建设、治理水平,加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市”,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年
规划和2035年远景目标纲要》中明确要完善城市信息模型,探索建设数字孪生城市。
苏州是住房和城乡建设部全国新型城市基础设施建设首批试点城市,苏州市城市信息模型(CIM)平台(一期)是落实“十四五”规划纲要和数字苏州建设的重要任务之一,也是“新城建”的重要基础。针对部门数据融合共享不足、信息系统欠缺打通、市区协同建设难等难点问题,以及古城保护、城市更新、土地供应和精细化治理等具体业务需求,研究探索以CIM平台支撑城市规建治全周期业务,助力苏州数字孪生城市建设与数字化转型发展。
研究内容
研究包括架构体系设计和平台建设实施两个层面。
1.架构体系设计
研究采用“1+10”分布式架构,“1”为1个市级平台和“10”为10个区县平台分节点;市级平台以“五层两体系”为总体架构,包含基础设施层、数据层、平台层、应用支撑层、应用层、标准规范和安全保障体系等内容。市级统一建设一个基础平台主节点,各区县形成本地的分节点,实现全市各区县、各部门统一的数据汇聚、管理、共享、分析和可视化,通过网络安全保障和运行管理规范保障平台的数据更新与管理运维,保障各区县、各部门都能在自身业务中灵活使用CIM平台的数据和功能。
2.平台建设实施
为保障平台建设的可行性、可用性,围绕“一套标准体系、一个数据库、一个基础平台、三个CIM+应用”展开建设。
(1)立标准——统一标准规范体系编制苏州市CIM平台数据标准、空间编码标准、指标体系、平台管理规范,形成统一的标准规范体系,为数据的跨部门协同、业务衔接和资源共享奠定基础。
(2)汇数据——构建城市三维时空底板通过数据汇聚、治理、融合等工作,形成包含时空基础数据、规划管控数据、工程项目数据、资源调查数据、公共专题数据、物联感知数据等在内的CIM基础数据库,为全市提供权威统一的数据底板。
(3)搭底座——搭建市区协同平台
体系搭建市级CIM基础平台,开发通用的数据管理、数据分析、数据可视化、服务共享等基础支撑能力,通过“1+10*分布式架构,实现全市各区县、各部门的数据汇聚、管理、共享、分析和可视化。
(4)建应用——业务驱动建设核心应用在基础平台之上,建设各类“CIM+”应用,一期以历史城区为试点,优先建设CIM+古城保护更新、CIN+驾驶舱、CIM+土地供应管理三个示范应用。
技术创新点
1.面向市区两级联动的CIM分布式传输与协同技术
研究率先采用“1+10”建设模式,搭建分布式平台架构,通过市区两级协同互动,实现城市级数据体量的分中心存储、调用、计算,促进市区”一体互联”推动数字经济发展。
2.基于场景应用与数据标准的多源数据连接和融合技术
基于CIM平台数据底板和统一的编码标准,实现多部门多条线数据关联融合,具有前瞻性、创新性和可推广性。平台融合了民政局和公安局168.7万条地名地址数据、113.5万条人口数据,自然资源和规划局48.6万条POI数据,市场监督管理局19.9万条法人数据等,同时实现住房和城乡建设局BIM模型的在线调用,满足人口、产权、建筑等各类数据根据场景进行智能治理与自动调用。
3.面向国产化的跨平台三维数据服务共享技术
通过混合多态的数据库存储方案以及跨平台空间数据库存储架构,解决了不同GIS引擎对于空间数据重复存储、不兼容的痛点,满足不同用户对图形数据统一管理的需求;通过“一库多引擎”,可分别提供S3M、3DTiles、I3S三种主流的三维数据格式服务,创新数据管理与共享方式,力测绘地理信息”两服务、两支撑”建设提供了数据解决方案。
4.基于空间大数据模拟分析的城市规建治智慧辅助決策技术
在规划阶段,通过“三维模型+计算推演+空间模拟”,支撑规划设计单位开展古城景观视廊分析、建筑高度管控与风貌规划研究、生态保护规划、气象雷达站选址等。在建设阶段,实现BIM模型在CIM平台的在线展示,为BIM的推广应用及重点场所、重点建筑的管理提供支撑环境。在治理阶段,以地上地下一体化数据底板为城市生命线建设与安全运行管理提供基础支撑、基层综合治理、规划实施与土地监管等提供支撑。
应用及效益情况
苏州市CIM平台于2022年12月经以郭仁忠院士为组长的专家评审后通过终验,正式上线运行。苏州市自然资源和规划局、住房和城乡建设局、大数据局联合发布了《苏州市城市信息模型(CIM)基础平台数据标准》等两项苏州数字孪生城市子标准。平台从建设以来受到了业内广泛关注。平台获得2023年度地理信息产业优秀工程金奖、2022年苏州市数字政府优秀案例、2023年苏州数字治理实践案例、2024年数字中国创新大赛•数字城市赛道百景方案;获得1项计算机软著,发表6篇相关论文;受人民日报、苏州日报、苏州新闻等媒体报道。
1.服务数字政府建设
面向政府部门,平台支撑城市规划、建设、治理数字化、智慧化创新。横向上深化CIM在城市规建治领域的智慧应用,为“数字苏州驾驶舱”及经济运行、数字交通、防汛防台、生态环境、应急管理等专题建设在线提供电子地图、高清影像、三维模型、各类专题数据等CIM成果,也为市农业农村局、市水务局等部门的智慧应用提供了相关数据和服务支撑。纵向上支持各区县通过CIM平台各分节点成功开展古城更新、三维地籍、城市综合治理、防洪排涝、安全应急、元宇宙漫游等多领域数字孪生场景。
2.服务数字经济发展
面向经济发展,通过集约化建设节约经济成本,助力数字化产业发展。通过市级对CIM平台一次性的数据工程和软件系统建设投入,避免各区县从零开始搭平台、建应用的高成本投入。未来可构建围绕CIM的数字产业生态圈,支持新型测绘、无人驾驶、智能社区服务等新产业。
3.服务数字社会发展
面向公众体验,强化数字孪生城市感知度、参与度。2022年9月中秋节前夕,发布字孪生古城阶段性成果,CIM平台选取部分非涉密数据,上线到“苏周到”APP,向公众开放数字古城栏目,可在线游览、体验三维园林古建,成为外界了解苏州、接触传统园林文化的新窗口。
(执笔人:李梦垚)