近日,由国地科技与多家单位联合完成的“特大城市CIM平台关键技术及示范应用”、“基于BIM、CIM的建设项目报建关键技术与应用”分别荣获“2021地理信息科技进步奖”一等奖和二等奖。本次获奖是国地科技坚持技术先行、自主创新、拼搏进取的结果,也是国地科技顺应时代技术发展应运而生的行业创新实践。
在“特大城市CIM平台关键技术及示范应用”项目中,国地科技承担了南京市BIM/CIM总体设计和片区示范应用工作,开展研究并形成CIM平台探索建设的行动大纲。该项工作提出了南京市CIM概念模型,深刻阐述了CIM演化发展的三种层次和状态,为基于CIM逐步实现智慧城市路径提供了指引。同时,设计构建了一个全域全空间、三维可视化的数字空间底座,围绕支撑CIM建设的数据、标准、平台等各项内容进行了前瞻性谋划、系统性布局,并面向城市决策者、管理者和体验者,设计形成了全面综合市区协同、自生长应用的CIM服务体系,为市区联动建设、进一步培育城市治理智慧化应用提供了方向和指引。
1、基于城市生命体理论,设计构建了CIM平台建设的三种层次和状态
以城市生命体理论为基础,创新诠释BIM/CIM试点建设理论体系,提出CIM I到CIMIII演化的概念模型,从技术发展角度解释不同阶段CIM的内涵,引导CIM由初级向高级形态演化和发展,从空间增长、业务应用及社会治理的角度,不断拓展CIM在行业智慧应用、社会治理等方面的应用场景。

CIM空间层次和状态概念模型
2、设计构建基于CIM的“决策一键达、治理一网通、服务一端享“服务体系
面向城市决策者、管理者和体验者,设计构建了决策一键达、治理一网通、服务一端享的服务体系,通过空间数字底板设计,城市监测体系设计,机器审查和人工智能等技术引入,城市智慧应用集成融合设计,强化BIM/CIM试点建设面向不同对象的服务支撑水平。
3、基于联动实施路径,设计形成市区协同、自生长应用的试点建设指引
基于统筹管理和联动实施路径,设计形成有机统一、市区协同试点建设指引,强化试点建设内容的有机统一,明确市区两级在数据治理、系统平台建设、软硬件环境搭建、智慧应用等方面建设分工,指导试点项目在各方面取得形成特色突出的建设成效。
在“基于BIM、CIM的建设项目报建关键技术与应用”中,国地科技结合在全国多地参与CIM项目的实际经验,针对建设项目报建过程中存在的图纸设计不直观、方案审查效率低、审查规则需量化等问题,依托城市信息模型(CIM)、建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)等技术及图形渲染、规则审查引擎,研究了面向建设项目报建全过程需求的多源异构数据融合、海量报建数据流畅加载和快速可视化、三维语义建模和智能审查等关键技术,开发了基于BIM/CIM的建设项目规划报建审批系统,推动规划设计条件的量化核提,改进建设项目的规划设计模式,实现规划报建方案的智能审查,促进规划实施精准化、智慧化,助力国土空间治理体系和治理能力现代化。

尽管当前国内外对BIM在建筑设计、施工和运营管理等方面都有较多的研究和应用,但将BIM技术应用到建筑以外的其他行业较少,且各地对“融入城市三维场景,进一步将单个或项目级建筑信息模型扩大到城市信息模型(CIM)”相关工作的探索更是处于初级阶段。本项目从解决BIM/CIM建设和报建审批应用的痛点、难点等实际出发,围绕多源异构数据融合、BIM模型轻量化加载、报建方案三维建模和智能审查等关键内容开展下列研究:
第一,针对报建审批全过程对三维场景下多源异构数据融合和快速可视化需求,提出了一种基于混合图形引擎的二三维一体化融合方法和一种基于多尺度特征优化的BIM模型极限压缩方法,构建多维联动、要素汇聚的规划成果底板,实现海量BIM报建数据的流畅加载和精细表达。
第二,提出了建筑物三维精细化语义建模和识别方法,利用耦合IFC的CityGML模型,实现报建方案的可视化设计、语义化表达,研究了基于语义表达的审查规则引擎,提高规划报建方案智能审查水平和效率。并在此基础上形成一套支撑CIM平台建设的关键技术体系,一套指导CIM建设与应用的标准体系,一个灵活配置拓展的智能审查规则库,一套面向建设项目规划报建审批全流程的平台软件等系列科技成果。
目前项目成果已应用在规划条件管理传导、规划报建方案设计、规划报建方案审查等面向建设项目规划报建全过程应用的系统开发建设中,提高了项目方案设计、审查的精准度和工作效率。
为推进国家治理体系和治理能力现代化,加速工程建设项目审批改革效能,实现从规划到工程建设项目规划报建全流程的精细化管控,促进建设项目规划报建审查提速增效,武汉市土地利用和城市空间规划研究中心组织开展了武汉市土地利用和空间规划信息平台建设项目。平台围绕武汉市规划报建方案审查需求,梳理上位规划、规划设计条件、规范技术标准等技术审查要求,形成灵活配置的指标审查库,支撑规划报建增速提效。

为实施国家大数据战略,适应新时代空间管控需求,推动规划方案编制模式从定性转向定量、从经验判断转向科学决策,加强方案成果的直观展示性,提高方案推导的合理性,湖南省建筑设计院有限公司开展湖南设计大数据平台项目建设。通过引入三维、大数据分析技术,打造了新技术在设计行业中的应用与展示窗口,有效提升方案成果加载和建筑材质渲染的速度,方便设计人员在城市大场景三维可视化视角下进行规划设计,同时提供智能化的辅助设计分析工具,加强对项目本身与周边建筑景观协调性的考虑,提高了设计方案成果的科学性,有效推动了传统设计思维和行为的“转型”。

运用移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术,聚焦济南高新区规划、建设、运营等管理环节,搭建高新区城市管理智慧化平台,实现城市管理全域全要素信息、全业务链条的科学管控。面向国土空间规划管控应用,以数字化、可视化实现对高新区土地资源的全生命周期监管,搭建规划方案展示分析模块,直观、全面地为规划业务管理人员提供规划方案在线查看、空间分析、方案比对等功能,辅助开展设计方案的磋商、预审和建设方案审查工作,形成“综合分析、科学决策、多方协同”的规划管理新模式。

4、廉江三维实景建模及规划信息平台(城市信息模型CIM平台)
为促进新型城镇化高质量发展,廉江紧跟智慧中国建设步伐,发挥资源整合优势,加快建设符合廉江市发展要求的智慧城市运行体系,廉江市自然资源局开展了智慧新型城市一期工程-三维实景建模及规划信息平台建设工作,开展包括三维实景建模、BIM数据建模,及二维数据的采集整理入库工作,平台基于三维城市全景一张图展示城市规划成果,通过混合图形引擎和BIM模型极限压缩方法实现海量数据的流畅加载和精细表达,为规划方案评审提供辅助决策支撑,强化城市设计辅助城市规划管理和决策能力,有效促进跨部门的数据成果纵横互联互通,助力廉江新型智慧城市发展。

5、荆州市空间规划信息管理平台(城市设计管理辅助决策系统)
平台运用先进的设计理念和技术,整合了荆州市现有城市设计编制成果,依据地方城市设计标准和设计编制管理技术要求,建立了总体、区段、专项、地块城市设计要素库,统筹管理多阶段、全时空的城市设计成果,突出强调了城市设计在空间规划体系中管理性指标及引导性要求的上下传导作用,通过规划成果的上位规划管控要素和设计要点,从宏观、中观和微观三个层面辅助指导下位城市设计的编制和建设方案设计和审查,加强城市设计的引导和设计方案的科学合理性。

原文始发于微信公众号(国地资讯):获奖成果展示|深耕BIM/CIM结硕果 助推城市治理智慧化