文/王穎初

數字城市系統建設中數據領域存在的問題

隨著經濟的發展和信息化水平的飛速提升，數字城市的系統建設也日益普及。數字城市涉及規劃、建設、城市管理、國土、交通、水利、安防、人防、環境保護、文物保護、能源燃氣等各大行業，及一切與智慧城市相關的領域。目前，這類系統的建設在數據領域普遍面臨以下問題：

涉及的各個行業的數據體系有其自身的業務獨特性，也有跨行業間的共通性，需要一個科學合理的立足于整體的宏觀數據模型體系，來實現對各類繁亂復雜的業務數據的統一表述、管理和使用。

每個細分領域都有各自獨立、分散的IT系統，在宏觀層面這些系統形成了一個個信息孤島，使用單一、大一統的業務信息系統取代這些信息孤島在技術上代價巨大，在業務上也不實際。

隨著智慧城市體系的完善和管理需求能力的提高，產生了越來越多的針對智慧城市整體的跨業務線的復雜數據分析需求，催生了時空一體化分析，多維度關聯數據分析以及探索性數據分析等新興業務領域。

為解決這些問題，城市信息模型(City Information Modeling，CIM)這一概念應運而生。

城市信息模型(CIM)

城市信息模型(CIM)，是以城市信息數據為基礎，建立起三維城市空間模型和城市信息的有機綜合體，從范圍上講是大場景的GIS數據+小場景的BIM數據+物聯網的有機結合。

城市信息模型是對一個城市級別建筑群組的物理和功能特征的數字表達，對城市地上地下、室內室外各種實體目標及其時空狀態的數字化描述。其目的是通過對信息的有效組織，形成城市的數字化鏡像，并依托這一鏡像，實現針對城市各專業領域的規劃、建設和運行管理的有效協同、精確分析、實時預警以及可視化管理。城市信息模型具有以下三個主要特征：

C(City):覆蓋城市尺度，對建模對象的描述能力是城市級別。

I (Information):能容納的信息覆蓋各種空間、時間維度；能夠支撐各種城市級別復雜度的應用。CIM中的信息能夠描述城市內各種物理或人文實體，具有多時態、多類型、多粒度級別、多來源等特點。

M (Modeling):對上述各類復雜信息能夠按照特定規則和方法建模，以統一、規范的方式進行組織歸納。

CIM模型提供的數字資源范圍

為使依托CIM的數字城市系統發揮最大價值，在數字層面必須能夠整合以下信息：

城市基礎信息-包括建筑模型、模型信息、建筑個體信息、交通、土地等信息。

建筑內部信息-重要的建筑內部結構和對應的建筑部件信息，包括材質、建造年限、造價、運維等信息，根據使用者權限進行權限劃分，提供安防、運維能力。

物聯網信息 - 包括視頻監控、測站信息、信號燈、停車場等信號信息。

由CIM提供的數字資源的類型和其在數字城市系統中的定位可知，在本質上CIM模型是一個多源異構的信息存儲、融合、訪問、分析的IT數據處理系統 ，是數字城市各類復雜業務需求的支撐和賦能系統。

在具體的IT系統應用與信息集成方面，CIM具有以下六大核心能力：

建模：以統一的方式定義面向各級顆粒度的實體對象，例如定義面向城市-場地-設施-構件-設備等各級顆粒度的實體對象。

復雜關聯：容納全維度語義信息，例如各種時態、各種數據形式、各種空間和時間維度、各種精度、各種粒度、各種語義表達類型以及實體對象本身的要素信息。

大數據：具備城市尺度的描述能力，能夠覆蓋城市的多空間維度(實體空間、各層級行政管理單元、自然形態單元)、多時間維度(城市信息的不同時態、城市生命期)，能夠對構成城市的實體化物理和人文要素進行描述。

可視化：支持空間維度上的可視化表達，可對所有實體對象實現三維級別的可視化表達與定量測量。

實時動態分析：基于多方協作共同建立維護CIM模型資源，支撐不同業務部門對城市運行的協同管理；基于對動態物聯感知信息的集成，支持各個業務領域的實時預警預測應用(IOT，流式數據分析)。

透明數據集成：與各種專項業務系統在數據層面高度融合，能夠無縫透明的集成各種類型的外部數據源(多源異構數據集成)。

廣聯達CIM數據平臺

基于對CIM的理解與實踐，廣聯達研發了符合自身需求的CIM模型產品：廣聯達CIM數據平臺，在數據組織與管理層面，廣聯達CIM數據平臺具有以下三個核心特點：

通過使用圖數據庫來構建CIM數據管理模型中的各個邏輯組件，實現靈活的CIM模型與關聯關系定義。

通過使用CIM數據模型將各種類型的異構數據源中的數據導入或映射到CIM數據平臺，實現對數據的管理和使用。

通過在各種不同CIM對象類型之間建立業務關聯關系映射，使IT系統在數據層面上再現真實世界中復雜的業務關聯(如時空一體化分析等)，從而對數據進行有效率有針對性的分析。

廣聯達CIM數據平臺技術架構

廣聯達CIM數據平臺具有其獨有的技術能力：

CIM數據模型：通過使用知識圖譜技術創建了CIM領域模型和建模方法，能夠使用同一套標準建模方式數字化的表達智慧城市中的所有事物以及不同事物之間的內在與外在聯系。

物聯感知數據集成：使用自研的物聯網數據接入與融合技術，能夠自動化的實現物聯感知數據與業務數據的無縫綁定，為靜態的業務數據提供實時的動態物聯感知信息。

多源異構數據融合：使用自研的數據集成技術，能夠實現透明的(對用戶屏蔽連接所需技術細節)數據融合，將各類異構數據源中的數據快速導入CIM數據平臺并建立數據關聯 ，形成業務數據系統。

時空一體化數據分析：通過結合使用知識圖譜技術，GIS地理空間分析技術和自研時間軸分析技術，能夠在所有的業務對象上實現統一的標準時空信息一體化分析功能，實現空間+時間+業務的全域統一分析。

廣聯達CIM數據平臺實例數據地理空間分析

廣聯達CIM數據平臺實例數據時間維度分析

除此之外，廣聯達CIM數據平臺還提供以下加速業務系統開發的標準數據定義與內置工具：

標準化的模型定義(規建管)：能夠構建標準化的行業解決方案。用戶可以直接使用標準定義或者微調修改定義，并導入數據，從而迅速構建出數據系統。

功能豐富的建模工具(圖形界面，Java和REST SDK)：通過使用這些建模工具用戶能夠迅速的建立符合自己需求的數據模型，導入數據，創建出數據系統。

標準化的全局時間軸與空間數據系統：能夠通過將業務對象與全局時空對象統一綁定的方式，構建出面向智慧城市應用的城市時空信息模型。

廣聯達CIM數據平臺可視化建模工具

廣聯達CIM數據平臺實例關聯關系分析

通過使用廣聯達CIM數據平臺內置的標準多源異構數據映射功能，可將各種現有智慧城市IT業務系統數據源中的數據直接導入或映射到CIM數據平臺。在不改變任何現有信息系統的前提下，即可透明、高效的實現對城市尺度所有不同來源數據的統一管理和使用，進而為數字城市業務系統提供所需的數據支持。

基于廣聯達CIM數據平臺構建數字城市業務系統信息源示例

總結

以上是生活随笔為你收集整理的多源异构数据_构建数字孪生城市的CIM数据平台哪家强？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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