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Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第07期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.07.034基于CIM的城市规划辅助决策系统研究与实现谢梓威1，郭登亮2，赵遐龄3（1.湖南畅图信息科技有限公司，湖南长沙410221；2.湖南省地质地理信息所，湖南长沙410008；3.湖南省水文地质环境地质调查监测所，湖南长沙410100）摘要：研究了基于CIM（City Information Modeling，城市信息模型）的城市规划辅助决策系统实现的关键技术，包括模型轻量化、场景优化与加速绘制及基于空间的规划分析算法技术；介绍了系统的总体架构，以及一种适应规划业务需求的数据库设计。
在系统实现方面，介绍了场景组织浏览、景观视线分析、规划方案评审及规划辅助分析等模块的实现。
实践表明，该系统在城市规划决策中具有较高的可行性和实用性。
关键词：CIM；辅助决策系统；城市规划；地理信息系统中图分类号：TU984；TP311.52 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）07-0123-03城市规划的决策是一个复杂的过程，需要考虑环境、经济、社会等众多方面。
传统的城市规划决策方式主要依靠二维图纸和简单的工具，具有一定的局限性，难以满足复杂城市规划的需求。
CIM是以BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）、GIS（Geographic Information System，地理信息系统）、IoT（Internet of Things，物联网）为核心组成的信息技术综合体，可以对城市进行全时空、多尺度的数字化表达[1]。
CIM技术可以提供包括地理空间数据、建筑数据、环境数据等全面的数据支持，同时还可以通过虚拟可视化的方式，呈现城市规划的效果和影响，帮助决策者更好地理解城市的状态和发展趋势。
都市圈三维地图数据建设
基础地理信息数据集是数字城市地理信息服务应用的前提，是数字城市地理信息公共服务平台建设的基础，是城市地理空间框架建设的基础性与必备性工作，遵循国家元数据规范、地理实体数据规范、地名地址数据规范、电子地图规范等标准从对数据的采集、预处理、质检、入库、运维，进行二维、三维建模，生产的多尺度、多类型、多内容的三维地理空间数据构成，能够真实、客观地反映城市地表各种自然和社会要素的几何和属性信息。
主要特色
二维数据：建设统一规范、行业专题数据齐全、内容丰富、质量权威完整。
仿真三维数据：虚拟逼真、仿真度高、美观可视化、网络应用性能媲美二维电子地图。
真三维数据：自动化快速建模、真实美观、全方位多角度可视化、辅助决策价值高。
来源：广州都市圈网络科技有限公司（）。
浅析数字城市向智慧城市发展的必然趋势和理论技术摘要：本文从目前数字城市的发展和建设概述入手，通过介绍随着现代信息化技术发展而兴起的物联网，传感器网络技术，云计算等技术，浅谈了数字城市发展向智慧城市发展过渡和转变的必然趋势和理论技术支撑。
关键字：数字城市；智慧城市；物联网；传感器网络技术；云计算随着科学技术的发展，人类赖以生存的地球在不断发生着变化，自1998年“数字地球”理念的提出，各国政府以及专家学者对数字地球给予了高度重视及关注。
人口聚集化程度较高的城市，则作为研究对象单元出现，因此在数字地球的背景下，“数字城市”的概念应运而生。
随着现代信息技术的进一步发展，ibm公司于2008年提出了“智慧的地球”这一理念，当“智慧”二字成为热点的同时，“智慧城市”的建设和发展为“智慧地球”奠定了实践基础。
一、数字地球和数字城市1.数字地球“数字地球”最早来源于美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表的题为“数字地球—认识21世纪我们这颗星球”的演讲。
它是一个关于整个地球、全方位的，与gis、虚拟现实技术、网络技术等高新技术密切相结合的产物。
即一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。
数字地球要解决的技术问题，包括计算机科学、宽带网络、海量数据存贮、互操作性、元数据、卫星遥感技术、城市gis、全球定位技术等。
2.数字城市自1999年在北京召开了首届国际“数字地球”大会之后，与数字地球相关的概念层出不穷，例如数字中国、数字城市、数字社区等。
若说“数字地球”的系统过大，难以实现，那么“数字城市”则是进入了实质性的启动实践阶段。
在数字城市的概念上，与其相关的各个领域都有各自的表述。
归纳起来主要有四种观点：①以建设部为代表的城市建设领域、②以测绘局为代表的测绘领域、③以3s企业为代表的3s领域、④以信息产业部为代表的it领域[1]。
由全国科学技术名词审定委员会审定公布的数字城市的定义为：以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。
如何进行栅格地图生成和地理空间数据分析栅格地图生成和地理空间数据分析是现代地理信息系统（GIS）中的重要环节。
随着遥感技术和数字地图技术的发展，栅格地图成为了地理信息处理和分析的重要工具。
本文将介绍如何进行栅格地图生成和地理空间数据分析的基本步骤和方法。
栅格地图生成是将现实世界的地理空间数据转化为栅格数据的过程。
栅格数据是由像素组成的矩阵，每个像素对应现实世界中的一个区域。
栅格地图生成的第一步是选择适当的栅格分辨率。
分辨率决定了栅格地图的精度，高分辨率可以提供更详细的信息，但需要更大的存储空间和计算资源。
在选择分辨率时，需要根据具体的研究目的和数据来源进行权衡。
栅格地图生成的第二步是数据预处理。
地理空间数据通常来自不同的来源，具有不同的格式和投影系统。
因此，首先需要将不同的数据源整合到同一坐标系统下，并进行投影转换。
其次，还要处理数据的空缺和异常值，以保证栅格地图的质量和准确性。
栅格地图生成的第三步是栅格化过程。
栅格化是将矢量数据转化为栅格数据的过程。
这个过程可以利用插值方法来实现，最常用的插值方法有反距离加权和克里金插值。
插值方法可以根据已有的点数据估算出整个区域的值，从而生成栅格数据。
地理空间数据分析是利用栅格地图进行各种地理问题的研究和分析。
该过程通常涉及到空间统计、多尺度分析、遥感影像分析等方法和技术。
空间统计是研究地理现象在空间上的分布和相关性的方法。
通过空间统计分析，可以揭示地理现象的空间规律和模式，为规划和决策提供支持。
多尺度分析是将地理现象在不同尺度上进行比较和分析的方法。
地理现象常常是具有多个尺度的，而不同尺度上的地理现象又具有不同的特征和规律。
通过多尺度分析，可以将地理问题从不同的角度进行研究，提高研究的全面性和准确性。
遥感影像分析是利用遥感技术获取的影像数据进行地理分析的方法。
遥感影像数据提供了丰富的地理信息，可以从不同的角度和尺度对地理现象进行分析。
遥感影像分析可以用于土地利用分类、植被覆盖度估算、城市扩张监测等领域，为地理问题的研究提供强大的工具和支持。
贝尔信3DCity-Engine平台在智慧城市管理中的应用随着智慧城市建设的不断扩展和深入，3DGIS技术逐渐登上历史舞台。
从二维向三维升级时城市化的要求。
测绘地理信息发展“十二五”总体规划纲提出“构建数字中国，监测地理国情，发展壮大产业，建设测绘强国”总体战略。
到2015年，全国所有的地级城市和县级城市都将完成地理信息公共平台的建设，推进数字中国的建设，为智慧城市的发展垫下坚实的基础。
地理信息涉及广泛的空间相关信息，如高程、卫星遥感、道路交通、POI（餐饮商店等兴趣点）、城市部件、地下管网以及各种与地理位置相关的社会事件等。
在大规模城市三维建模完成的基础之上，二维电子地图向三维电子地图升级，最终实现城市的三维可视化管理就是必然的大趋势，也是城市智能交通发展的必然选择。
贝尔信的3DCity-Engine的软件平台正是在此背景下应运而生的。
贝尔信3DCity-Engine的软件平台3DCity-Engine三维引擎是贝尔信软件公司所有三维软件系统的的三维渲染核心部分，基于Direct3D和C++开发，高效稳定。
采用可编程Vertex顶点和Pixel像素的Shaders着色技术实现实时反射、实时折射、动态阴影等高品质、逼真的实时渲染3D图像，支持HDR（高动态光照渲染）将传统烘焙贴图的灯光效果。
模型数据使用贝尔信软件公司自主知识产权的CGM文件格式，该文件格式以地址索引可快速定位和加载有关数据资源，为动态加载模型资源提供高效支持，通过动态加载和管理模型资源以及LOD等技术，3DCity-Engine实现了在PC机上进行城市级的海量模型场景的加载和渲染，而保持运行流畅。
基于3DCity-Engine三维引擎形成的三维软件平台是贝尔信软件公司自主研发并拥有知识产权的新一代大型三维空间地理信息软件平台，其功能强大、三维表达尺度全面，实现了地上、地表、地下、水下信息一体化集成表达，可以在国防军事信息化、石油石化、电力、数字海洋、安全应急、林业、地矿、地理教学等领域广泛应用。
浙江省人民政府办公厅关于加快数字城市地理空间框架建设促进地理信息公共服务平台应用的通知文章属性•【制定机关】浙江省人民政府•【公布日期】2012.08.24•【字号】浙政办发[2012]105号•【施行日期】2012.08.24•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】商标与相关标识正文浙江省人民政府办公厅关于加快数字城市地理空间框架建设促进地理信息公共服务平台应用的通知（浙政办发〔2012〕105号）各市、县（市、区）人民政府，省政府直属各单位：数字城市地理空间框架是国家空间信息基础设施建设的重要内容，是“数字中国”、“数字浙江”地理空间框架建设的组成部分，为“数字城市”和“智慧城市”建设提供统一、权威、标准的地理信息公共服务平台和信息服务环境，以实现城市自然、经济、社会等各种信息资源的整合、共享和应用。
当前，我省正处于经济社会发展的重要时期，推动产业转型升级、新型城市化建设、社会管理创新和电子政务工作等，都需要数字城市地理空间框架为其提供基础支撑。
为加快推进数字城市地理空间框架建设，促进地理信息公共服务平台应用，提升我省城市信息化水平，经省政府同意，现就有关事项通知如下：一、总体要求和目标任务（一）总体要求。
深入贯彻落实科学发展观，以满足城市经济社会发展需求为导向，以地理信息服务和交换共享为核心，以科技创新为动力，以提高城市信息化水平和地理信息应用服务水平为宗旨，加快数字城市地理空间框架建设，切实发挥地理信息公共服务平台在经济社会发展中的重要作用，促进经济社会持续较快健康发展。
（二）目标任务。
到2015年底，全面完成市、县（市、区）数字城市地理空间框架建设，构建统一、权威、标准的地理信息公共服务平台，为“数字城市”、“智慧城市”建设奠定坚实的基础。
二、加快数字城市地理空间框架建设（一）加快现代化测绘基准体系建设步伐，建成全省陆海统一、三维、动态的现代测绘基准体系和覆盖全省的卫星定位综合服务系统。
地理信息公共平台及示范应用系统建设技术方案2015年1月目录1项目背景数字城市地理空间框架是数字中国的宏伟目标中国家、省（直辖市、自治区）、城市三级地理空间框架的重要组成部分，是市域范围内自然、社会、经济、人文与环境等各种信息的定位基础、集成工具和交换平台。
三级地理空间框架的建设应整体规划、渐进实施、相互协调，并遵循相应的标准和规范，从而实现在分布式环境下多源、异质、异构地理空间数据的流通、共享以及互操作。
为贯彻国家信息化发展战略，提升城市信息化建设水平，保障国家安全，促进城市地理空间信息的共享和广泛应用，减少重复投入，加快城市信息化进程充分，发挥测绘在经济社会发展中的保障作用，2006年国家测绘局启动了数字城市地理空间框架建设试点工作。
2013年4月，广东省21个地级市的“数字城市地理空间框架”工程建设项目全部顺利建设完成，其中数字XX在2012年4月通过省厅组织的专家验收。
数字县（区）地理空间框架建设是数字城市建设的重要组成部分，也是数字广东、数字中国建设的基础，是经济社会信息化发展的基础平台。
根据国家测绘地理信息局和省国土资源厅的部署，目前全省数字城市建设工作基本完成，下一步工作将全力推进全省数字县（区）地理空间框架的建设工作。
截至2013年，全省已有34个县（区）开始进行数字县（区）地理空间框架试点建设，正在抓紧组织实施。
根据《广东省国土资源厅关于加快数字城市推广应用和数字县（区）建设工作的通知》（粤国土资测绘电[2013]21号）精神，《XX市发展改革委、国土房管局关于报送我市2014年基础测绘项目的通知》（穗发改规划[2013]3号）和《市国土房管局关于开展我市数字县（区）地理空间框架建设工作的通知》（穗国房办字[2013]179号）明确要求各区将数字区县地理空间框架建设工作，纳入2014年度基础测绘项目，由各区落实经费、组织实施。
2总体目标及需求2.1总体目标充分运用地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、计算机信息处理以及网络通信等技术，依据国家的政策法规和标准体系，建设多尺度、多分辨率、多种类和多时相的城市基础地理信息数据体系，实现空间数据的高度统一、集成建库，并以此为基础构建XX区权威、标准、唯一的地理信息公共平台，为政府各部门提供统一的基础地理信息服务，提升政府各部门信息资源的开发利用效率，实现信息共享。
