一文读懂CIM和数字孪生智慧城市的关系-

近年来，城市信息模型（CIM）理论体系和相关技术正处于飞速发展时期。《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，首次以专章专节对数字化转型作出全面部署，提出完善城市信息模型（CIM）平台和运行管理服务平台，构建城市数据资源体系，推进城市数据大脑建设。从中可以看出CIM和数字孪生城市有着千丝万缕的关系，那么两者到底有何区别和联系呢？

１.什么是CIM

CIM的概念就是以城市信息数据为基数，建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体。它由BIM（建筑信息模型）衍生而来，将BIM的作用对象从建筑物扩大到了城市范畴。简单理解就是BIM是单体，CIM是群体，BIM是CIM的细胞。要解决智慧城市的问题，仅靠单个细胞的BIM还不够，需要大量细胞再加上各种连接网络构成的CIM才可以。

２.CIM平台架构

CIM核心其实还在于模型，以及基于CIM 的仿真推演。从架构上看,CIM平台主要由数据采集、模型构建、数据呈现与渲染三大部分构成次（见图1 ）。

２.１多源数据采集是模型构建的基础

从二维到三维，从地理空间信息到时空高精度多源信息，是大势所趋，也是CIM的关键要求。模型数据采集对象主要包括地理空间信息、建筑物、道路、地下空间管线、城市地质、地表高程等。数据类型主要为城市街景数据、GIS数据、BIM数据、CAD（计算机辅助设计）数据、激光点云数据、倾斜摄影数据等。要建立时空融合的数据管理系统，实现时空信息的有效组织、清洗处理结构化存储、特征化提取。

２.2模型平台是数字孪生城市的“骨架”

一是基于城市GIS底图，利用影像多视匹配技术、 点云构TIN技术、纹理映射技术等三维建模技术，按照地形层、道路层、建筑层、绿化层、水域层等顺序逐层加载数据，形成结构化的城市分层模型;二是针对建筑物、 桥梁、停车场、绿地等城市部件进行单体化处理;三是利用语义化技术，形成一个量化并可索引的城市单体信息 模型，并同步接入人口、房屋、公安警务、水电燃气、交通运行、公共医疗等诸多关联语义数据,最终形成全域、全 时、全程三维可视、附带丰富属性信息的CIM模型。

２.3实时数据呈现与渲染是赋能业务的核心

一是物联网感知数据实时在模型平台上快速加载、融合和呈现，实现实时运行监测数据、经济社会事件的可视化，如实时视频图像、空气污染指数、交通流量、行人轨迹等；二是根据不同精度标准呈现应用场景,如根据城市地理信息数据源、模型精度、业务场景需求，可以按百米级或十米级呈现城市管理应用场景; 按照米级或厘米级呈现交通、应急等特殊场景的模拟仿真;

三是对数据模拟和真实场景进行效果渲染，比如根据天气动态数据（云层高度、风向、边缘噪波尺寸等）对阴、晴、雨、雪等多种真实天气进行模拟;运用动态光追踪距离场阴影技术，实时计算阴影状态,最终模拟还原物理世界的运行情况。

３.CIM与数字孪生的区别

从涵盖范畴看,数字孪生城市是面向智慧城市未来发展的新模式新路径，其新增量主要是“CIM平台”以及CIM对城市业务系统的重构效应。

从核心概念看,数字孪生城市的关键词是“模型仿真”，是基于高精度连续时空数据的仿真模拟、预测反演,降低实体城市的试错成本。

从发展阶段看，数字孪生城市是智慧城市的中远期实现，要以点带面，逐步推行;随着技术的不断演进,城市大脑将会逐渐与CIM平台融合发展，共同推动数字孪生城市落地。

综上所述,CIM平台作为数字孪生城市建设的基础支撑，总体组成架构已较为成熟，随着数字孪生应用场景需求的不断深化，将会持续释放未来城市模拟仿真价值。

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