一、概述
MapGIS城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺（以下簡稱“MapGIS CIM平臺”），突破“BIM+GIS+IOT”技術(shù)瓶頸，融合城市地上下、室內(nèi)外、歷史現(xiàn)狀未來多尺度、多粒度信息模型，匯聚城市建設(shè)、運行、發(fā)展與更新的多源實時全量大數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字孿生城市四維空間底座。
MapGIS CIM平臺采用開放和敏捷擴展的云端一體化軟件架構(gòu)，能充分銜接利用現(xiàn)有智慧城市建設(shè)成果，提供BIM構(gòu)件、二三維空間數(shù)據(jù)和物聯(lián)感知實時數(shù)據(jù)的大規(guī)模場景化承載渲染能力，全空間地上下一體化空間分析能力和地理大數(shù)據(jù)智能仿真決策能力，賦能城市“規(guī)、建、運、管、服”跨行業(yè)多場景應(yīng)用融合與業(yè)務(wù)協(xié)同，實現(xiàn)城市過去可追溯、現(xiàn)在可感知、未來可推演的“超能力”，助力城市高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
二、軟件架構(gòu)
MapGIS CIM平臺以數(shù)字孿生城市總體規(guī)劃為藍圖，搭建業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)、技術(shù)、應(yīng)用有機耦合的開放可擴展架構(gòu)；以數(shù)據(jù)融合為主線，實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息、三維模型數(shù)據(jù)、規(guī)劃現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、運管業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、實時感知數(shù)據(jù)等城市全量信息的匹配關(guān)聯(lián)與組織管理；立足全空間GIS，聚合“GIS+BIM+IOT”服務(wù)，構(gòu)建全域全時全空間、動態(tài)立體、信息豐富的智慧城市數(shù)字底座。MapGIS CIM平臺主要由CIM數(shù)據(jù)管理平臺、CIM統(tǒng)一服務(wù)門戶、CIM可視化分析“一張圖”、運維管理平臺和平臺開發(fā)接口組成，平臺總體架構(gòu)如下圖所示成。
三、特色功能
BIM與GIS無縫融合，支持三維場景一體化高效渲染和空間分析
提供多種BIM數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式，實現(xiàn)BIM模型和地理空間場景的精準匹配，屬性的無損集成
針對BIM數(shù)據(jù)紋理精細復(fù)雜的特點，提出了模型輕量化、LOD、實例化與分塊結(jié)合的渲染策略，實現(xiàn)BIM模型高性能渲染
基于BIM數(shù)據(jù)自身的特性，提供專業(yè)的的射線分析、動態(tài)剖切、屬性查詢等功能
IOT數(shù)據(jù)動態(tài)匯聚，提供多樣化實時計算、分析挖掘和動態(tài)展示能力
支持多終端多協(xié)議傳感器信息的動態(tài)接入，如視頻攝像頭、手機信令、GPS/北斗、RFID、SCADA等
支持監(jiān)測目標的實時態(tài)勢感知和歷史數(shù)據(jù)分析，包括監(jiān)測信息讀取、統(tǒng)計、位置追蹤、分布、判定等
基于三維場景，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的多樣化動態(tài)展示，如視頻投放、動態(tài)聚合和實時軌跡等
城市信息全量接入，構(gòu)建“空中+地上+地表+地下”的全空間數(shù)據(jù)體系
具備城市全量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚融合能力，兼容國內(nèi)外多種時空數(shù)據(jù)標準（M3D、BDS、GPS、IOT協(xié)議標準等），全面支持智慧城市“全空間”、“二三維”、“動靜態(tài)”的基礎(chǔ)地理、公共專題、行業(yè)專題、物聯(lián)感知、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入 ，通過多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲一致化、結(jié)構(gòu)一致化、時空一致化以及規(guī)則一致化，構(gòu)建“空中+地上+地表+地下”的全空間數(shù)據(jù)體系，為城市提供完整統(tǒng)一的三維空間數(shù)字底板。
數(shù)據(jù)引擎以“空間碼“為鏈，通過同一空間單元全時序追蹤、全業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)城市數(shù)字空間 “一碼智治”。
創(chuàng)新三維數(shù)據(jù)服務(wù)，支持城市級海量三維數(shù)據(jù)的高效渲染和多維可視化表達
創(chuàng)新三維數(shù)據(jù)交換格式M3D，針對全空間數(shù)據(jù)范圍廣、類型多、體量大、精度高的特點，對海量三維數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格劃分與分層組織，采用流式傳輸模式，實現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)多端一體的高效解析和渲染。
支持差異化渲染優(yōu)化策略，基于場景裁剪、紋理壓縮、幾何紋理合并，多級LOD等策略，實現(xiàn)大場景下三維數(shù)據(jù)的快速可視化。
支持GIS+VR/AR，提供身臨其境的全空間三維瀏覽和互動，支持空間查詢、量算、導(dǎo)航等功能。
基于虛幻引擎，實現(xiàn)地理場景三維特效展示，為城市規(guī)劃仿真和模擬，提供沉浸式的高質(zhì)量渲染體驗。
地上下一體化分析，助力跨行業(yè)多場景應(yīng)用融合
支持地上下一體化的通用分析功能，如天際線分析、陰影率分析、射線分析、動態(tài)剖切等，為城市規(guī)劃建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施管理等提供立體、動態(tài)的空間輔助決策。
同時，融合地學(xué)大數(shù)據(jù)智能提供專業(yè)的三維分析工具，實現(xiàn)地下空間適宜性評價、資源量估算、地溫地?zé)岱治觥⒌孛娉两的M、水流向分析、水污染模擬等，輔助城市空間規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測和保護與資源的開發(fā)利用和保護。
四、典型應(yīng)用場景
城市智能運營中心（IOC）
城市智能運營中心基于CIM平臺提供三維實景、室內(nèi)外、地上下一體化的地圖場景，實時接入?yún)R聚各部門業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、實時感知數(shù)據(jù)，動態(tài)監(jiān)測城市運行指標，實時感知城市運行狀態(tài)，實現(xiàn)城市運行一張圖態(tài)勢感知、 一張網(wǎng)監(jiān)測預(yù)警、一鍵式應(yīng)急聯(lián)動、一盤棋管理決策，有效提升城市綜合治理水平。
智慧園區(qū)
以BIM、GIS、IOT等技術(shù)為基礎(chǔ)，整合地上、地下、室內(nèi)、室外、現(xiàn)狀、未來、多維的信息模型數(shù)據(jù)以及園區(qū)安防、能源、交通、倉儲等感知數(shù)據(jù)，構(gòu)建起三維數(shù)字空間的園區(qū)信息有機綜合體，支持園區(qū)安全生產(chǎn)態(tài)勢實時感知、基礎(chǔ)設(shè)施智能化運維、產(chǎn)業(yè)配套精細化服務(wù)。
智慧規(guī)劃
以三維地理場景為基礎(chǔ)，以人-地-房空間關(guān)聯(lián)大數(shù)據(jù)為核心，計算學(xué)位壓力、床位壓力、車位壓力等，分析公共配套設(shè)施需求，開展地塊篩選和合規(guī)性審查，模擬公共服務(wù)建設(shè)成效，實現(xiàn)智能化規(guī)劃選址。
數(shù)字建造
融合城市地上建筑景觀模型、地下地質(zhì)構(gòu)造模型、管線模型等構(gòu)建透明城市，實現(xiàn)城市建筑設(shè)施、資源、地質(zhì)環(huán)境的準確三維立體表達，輔助建設(shè)工程從規(guī)劃建設(shè)用地選址、工程勘察評估、建設(shè)工程監(jiān)管，到建成后建筑資產(chǎn)管理、樓宇運行監(jiān)測等全生命周期的精細化、智能化監(jiān)管決策支撐。
基礎(chǔ)設(shè)施管理
依托CIM基礎(chǔ)平臺，匯聚和整合城市管網(wǎng)管廊、燃氣熱力、供水排水、城市照明等市政基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對市政基礎(chǔ)設(shè)施的一張圖運行、一張表監(jiān)測、智能化巡檢。提供管線漫游、開挖分析、流量分析和隧道分析等三維模擬分析方法，輔助基礎(chǔ)設(shè)施動態(tài)監(jiān)管、精細維護和決策分析。
城市公共安全態(tài)勢感知
依托CIM平臺，接入多渠道安全感知數(shù)據(jù)，全面掌握城市安全相關(guān)信息，實現(xiàn)公共安全事件的可視化指揮調(diào)度與應(yīng)急處置。同時，結(jié)合大數(shù)據(jù)研判分析、人臉識別、大數(shù)據(jù)比對分析、AR實景指揮等多種手段提升公共安全管控智慧化水平。
五、應(yīng)用案例
武漢天河機場智慧機場
天河機場AGIS平臺基于MapGIS CIM平臺將機場航站樓、機坪、管線等機場建筑物、構(gòu)筑物、基礎(chǔ)設(shè)施基于真實空間位置進行數(shù)字化呈現(xiàn)，并實現(xiàn)實時信息的監(jiān)測與展示，以二三維一體化展示方式，實現(xiàn)數(shù)字機場管理，提供方便快捷的機場設(shè)施運維管理，暢通旅客流和航班流，使得旅客出行體驗、運營效率得到大幅度提升，高效支撐機場數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)，使機場變得“智慧”。
北京亦莊智慧園區(qū)數(shù)字化支撐平臺
北京亦莊智慧園區(qū)項目已建成安防、能源、消防、物業(yè)、設(shè)施、安全生產(chǎn)等數(shù)十種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨立運行，中地數(shù)碼為亦莊建設(shè)基于GIS的數(shù)字化支撐平臺，構(gòu)建園區(qū)樓宇、設(shè)施二三維空間數(shù)據(jù)體系，為園區(qū)所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)、物聯(lián)感知系統(tǒng)提供統(tǒng)一的空間技術(shù)底座，實現(xiàn)園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)的可視、可管、可控。
濟南城區(qū)軌道交通四維可視化信息服務(wù)平臺
濟南城區(qū)四維可視化信息系統(tǒng)平臺融合地表地形、地鐵模型、建筑模型、水流模型、管線模型等，突破了20余種大規(guī)模三維模型構(gòu)建在同一場景下展示的難題，實現(xiàn)全空間一體化、實時動態(tài)、人機互動、虛擬現(xiàn)實（AR/VR）的多維場景展示和分析，為濟南軌道交通全域線網(wǎng)編制、規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營維護等各階段工作提供動態(tài)、立體決策支持，助力濟南建成以泉水保護和地下空間利用為特色的智慧城市。
