高標(biāo)準(zhǔn)打造青島數(shù)字城市底板

文︱ 牛永波 田力男 孫琦

青島市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局緊緊把握青島市成為全國(guó)新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（簡(jiǎn)稱“新城建”）試點(diǎn)城市契機(jī)，堅(jiān)持新發(fā)展理念，貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于“數(shù)字中國(guó)”建設(shè)的決策部署、青島市黨代會(huì)建設(shè)“六個(gè)城市”任務(wù)，積極發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，推進(jìn)以數(shù)字化、信息化支撐城市精準(zhǔn)治理。2021 年以來，青島市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局加快打造青島市城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)，構(gòu)筑數(shù)字城市底板，持續(xù)推動(dòng)全市數(shù)字化變革與政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)、生態(tài)文明建設(shè)全過程多層次深度耦合，為推動(dòng)“數(shù)字青島”建設(shè)，打造宜居、韌性、智慧城市，加快社會(huì)治理現(xiàn)代化、提高社會(huì)治理能力，貢獻(xiàn)青島實(shí)踐。

一、平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

青島市CIM 平臺(tái)（簡(jiǎn)稱“Q-CIM”）主要建設(shè)內(nèi)容可歸納為“標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)下，自主安全可控的一中心、一平臺(tái)、三應(yīng)用”（見圖1）。平臺(tái)建立了數(shù)據(jù)共享應(yīng)用機(jī)制與規(guī)范，基于國(guó)產(chǎn)化軟硬件適配底座和青島政務(wù)云平臺(tái)，建設(shè)了融合全市多維多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的CIM 數(shù)據(jù)中心，打造了立體、高精的青島市一張數(shù)字底板；開創(chuàng)建設(shè)城市建設(shè)地址庫(kù)、城市立體空間單元、數(shù)據(jù)共享和對(duì)外應(yīng)用服務(wù)保障系統(tǒng)，在保障數(shù)據(jù)安全情況下，實(shí)現(xiàn)城市全要素?cái)?shù)據(jù)的互通互聯(lián)和集約共享；深度融入城市云腦建設(shè)，打造CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)，成為青島市智慧城市重要支撐平臺(tái)；開發(fā)智能數(shù)字施工圖審查系統(tǒng)、城市更新項(xiàng)目申報(bào)管理系統(tǒng)、城市活力分析系統(tǒng)等三個(gè)CIM+示范應(yīng)用，推動(dòng)更加科學(xué)、精細(xì)、智能化的城市管理和政務(wù)服務(wù)。

圖1 青島CIM 平臺(tái)架構(gòu)圖

2023 年3 月28 日，“青島市CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目”順利通過驗(yàn)收，專家一致認(rèn)為項(xiàng)目整體達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)多個(gè)首次創(chuàng)新，為全國(guó)“新城建”試點(diǎn)做出了“青島示范”，貢獻(xiàn)了“青島經(jīng)驗(yàn)”。

（一）CIM 數(shù)據(jù)中心

CIM 數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)支撐。基于城市云腦平臺(tái)，青島CIM 數(shù)據(jù)中心匯聚了來自覆蓋全市的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，通過匯聚中心、治理中心、成果中心進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的匯聚接入、清洗治理、分級(jí)分類，實(shí)現(xiàn)青島市CIM 時(shí)空數(shù)據(jù)的精細(xì)化管理，形成可視化、可編輯、可追溯的“空間、人、事、物”一體化的CIM 數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄。同時(shí)通過提供數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享、集成交換能力，極大的解決了“數(shù)據(jù)獲取難，數(shù)據(jù)融合煩，數(shù)據(jù)質(zhì)量差”的痛點(diǎn)問題，切實(shí)消除“數(shù)據(jù)孤島”，為CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。目前CIM 數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)匯聚、治理量達(dá)2 億條以上、生成315 個(gè)成果圖層（見圖2）。

圖2 青島市CIM 數(shù)據(jù)中心

（二）CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)

CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)提供能力支撐，包含全功能引擎、數(shù)字中樞、全息展示系統(tǒng)和后臺(tái)管理中心四大模塊。CIM 全功能引擎建設(shè)提高了海量CIM 數(shù)據(jù)的空間落圖、顯示與傳輸效率，全面支撐平臺(tái)展示應(yīng)用。通過全息展示系統(tǒng)，可對(duì)數(shù)據(jù)中心管理維護(hù)的6 大類315 個(gè)“地上地下全空間、人地房全要素、規(guī)建管全鏈條”CIM 數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行全息展示。平臺(tái)通過開放平臺(tái)、開放賬號(hào)，為各委辦局以及市-區(qū)-鎮(zhèn)街三級(jí)“新城建”試點(diǎn)用戶提供開發(fā)接口API、應(yīng)用模板、數(shù)據(jù)服務(wù)以及功能接口服務(wù)的全方位共享賦能，提升了CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)支撐智慧化應(yīng)用的能力（見圖3）。

圖3 青島市CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)

（三）CIM+示范應(yīng)用

平臺(tái)圍繞數(shù)字施工圖審查、城市更新、城市活力等場(chǎng)景，打造CIM+示范應(yīng)用，豐富了數(shù)字青島智慧化應(yīng)用場(chǎng)景。

智能數(shù)字施工圖審查系統(tǒng)應(yīng)用BIM 技術(shù)，集成智能審查引擎，具備全專業(yè)229 條條文的智能審查功能，可將BIM 模型中錯(cuò)、漏、碰、缺等各種設(shè)計(jì)問題快速、準(zhǔn)確、全面地檢查出。系統(tǒng)創(chuàng)新性提出青島獨(dú)創(chuàng)的QDB 標(biāo)準(zhǔn)BIM 數(shù)據(jù)格式，通過數(shù)據(jù)引擎支持市場(chǎng)主流BIM 模型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換、接入（見圖4）。

城市更新項(xiàng)目申報(bào)管理系統(tǒng)助力城市更新建設(shè)，根據(jù)《青島市城市更新和城市建設(shè)三年攻堅(jiān)行動(dòng)方案》總體工作部署，實(shí)現(xiàn)全流程線上辦理歷史建筑保護(hù)及老舊小區(qū)改造、電梯加裝等工作，提高了市民公眾對(duì)城市更新工作滿意度（見圖5）。

圖5 城市更新項(xiàng)目申報(bào)管理系統(tǒng)

城市活力分析系統(tǒng)包含城市經(jīng)濟(jì)活力、樓宇活力、商圈活力3 個(gè)活力主題、74 項(xiàng)城市活力指標(biāo)，從宏觀、中觀、微觀尺度對(duì)全市市場(chǎng)主體活力、區(qū)域發(fā)展活力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Α⒖萍紕?chuàng)新潛力等5 個(gè)維度進(jìn)行了全方位立體直觀分析展示，輔助全市經(jīng)濟(jì)發(fā)展科學(xué)布局決策，助力建設(shè)現(xiàn)代化治理樣板城市（圖6）。

圖6 城市活力分析系統(tǒng)

二、建設(shè)亮點(diǎn)

（一）率先實(shí)現(xiàn)全市域白模覆蓋

基于青島市超過276 萬棟房屋災(zāi)普數(shù)據(jù)，平臺(tái)構(gòu)建了覆蓋青島全域的建筑白模,使青島市成為全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)全市域白模覆蓋的地級(jí)及以上城市。其中，城鎮(zhèn)白模占地面積192.18km2，農(nóng)村非住宅占地面積118.21km2，農(nóng)村住宅占地面積149.08km2。相比普通商業(yè)地圖中白模數(shù)據(jù)而言，青島市全域白模數(shù)據(jù)特征含有建筑高度、建筑年代、建筑性質(zhì)等43 個(gè)建筑屬性字段，可通過屬性信息進(jìn)行建筑密度、建筑開發(fā)強(qiáng)度等分析，輔助識(shí)別超高建筑、危舊房調(diào)查等工作（見圖7）。

圖7 覆蓋青島全市域的白模數(shù)據(jù)

（二）率先建成城市建設(shè)地址庫(kù)

平臺(tái)率先建成城市建設(shè)地址庫(kù)，通過統(tǒng)一地名地址引擎與地名地址編碼規(guī)則，可實(shí)現(xiàn)地名地址數(shù)據(jù)的快速落圖與定位，并支持精細(xì)化匹配掛接至青島市房屋全生命周期唯一建筑物房屋編碼，建成面向城市建設(shè)的統(tǒng)一地址基礎(chǔ)庫(kù)和統(tǒng)一地址圖形庫(kù)。同時(shí)結(jié)合行業(yè)需求，平臺(tái)拓寬地址應(yīng)用渠道，打通人口基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、法人數(shù)據(jù)庫(kù)、宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、自然資源與空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)等四大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，開展各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)落圖，促進(jìn)跨部門政務(wù)數(shù)據(jù)融合（（見圖8）。

圖8 青島城市建設(shè)地址庫(kù)工作原理示意圖

（三）應(yīng)用北斗技術(shù)，創(chuàng)新打造城市空間立體單元

為提升CIM 數(shù)據(jù)資源的安全應(yīng)用與管理效率，平臺(tái)基于住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒發(fā)的《城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則（修訂版）》模型分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在全國(guó)創(chuàng)新性探索應(yīng)用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)，打造了城市空間立體單元（簡(jiǎn)稱青島小Q）。所謂城市空間立體單元指的是通過將城市空間以城市地表向上向下各延展1 千米所形成的空間體。平臺(tái)按照國(guó)標(biāo)《北斗網(wǎng)格位置碼》，對(duì)青島市全市域按照北斗一級(jí)直至北斗六級(jí)單元網(wǎng)格進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，并進(jìn)行了唯一編碼賦值。通過將整個(gè)城市空間體多層級(jí)劃分，得到覆蓋城市空間的多個(gè)小立方體，以小立方體串聯(lián)建設(shè)空間內(nèi)海、陸、空、天全空間、全要素城市信息模型數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行融合和統(tǒng)一賦碼標(biāo)識(shí)。城市空間立體單元實(shí)現(xiàn)了城市空間多要素信息的統(tǒng)一標(biāo)識(shí)和表達(dá)，提升了CIM平臺(tái)多源數(shù)據(jù)的組織、共享和應(yīng)用效率（見圖9）。

圖9 城市空間立體單元（青島小Q）示意圖

（四）全國(guó)首個(gè)陸海統(tǒng)籌CIM 平臺(tái)

為體現(xiàn)青島海洋中心城市特色，助力海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，青島高標(biāo)準(zhǔn)建成全國(guó)首個(gè)陸海統(tǒng)籌CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)。平臺(tái)建成了海陸一體化的三維時(shí)空基準(zhǔn)體系，創(chuàng)新提出對(duì)標(biāo)城市信息模型標(biāo)準(zhǔn)，整合了覆蓋黃海和萊州灣36.64 萬km2的海底地形圖、電子海圖、洋流、鹽度等立體、高精、動(dòng)態(tài)的海洋信息模型，打造了陸海融合的“全市一張數(shù)字底板”。青島陸海統(tǒng)籌CIM基礎(chǔ)平臺(tái)將為港口交通運(yùn)輸、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖等領(lǐng)域持續(xù)賦能，助力青島海洋經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展（見圖10）。

圖10 青島市CIM 平臺(tái)中的海洋地形數(shù)據(jù)

（五）全國(guó)首個(gè)完成國(guó)產(chǎn)化適配的城市級(jí)CIM 平臺(tái)

CIM 平臺(tái)的實(shí)踐表明，國(guó)產(chǎn)自主可控的保障體系才是 CIM 平臺(tái)助力中國(guó)式現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的唯一可靠路徑。青島建設(shè)深入貫徹網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略思想，堅(jiān)持安全為先原則，以打造安全、自主、可控的智慧城市支撐平臺(tái)為目標(biāo)，完成基于國(guó)產(chǎn)化PKS（P：飛騰芯片，K：麒麟操作系統(tǒng)，S：安全防護(hù)）一體機(jī)的適配工作，奠定CIM 國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，成為全國(guó)首個(gè)通過麒麟軟件國(guó)產(chǎn)化適配認(rèn)證的城市級(jí)CIM 平臺(tái)，為CIM 平臺(tái)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及業(yè)務(wù)長(zhǎng)久發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（六）全國(guó)首個(gè)完成國(guó)產(chǎn)密碼服務(wù)應(yīng)用的CIM 平臺(tái)

青島市CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)全面采用了符合國(guó)密規(guī)范的密碼服務(wù)，包括在物理和環(huán)境安全、網(wǎng)絡(luò)和通信安全、設(shè)備和計(jì)算安全、應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全等領(lǐng)域開展全面保護(hù)，保證了數(shù)據(jù)完整性、機(jī)密性、真實(shí)性和不可否認(rèn)性，滿足了密評(píng)三級(jí)和第三級(jí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)相關(guān)技術(shù)要求，保障了平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸與應(yīng)用運(yùn)行的安全性，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

（七）創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)資產(chǎn)登記確權(quán)

依托區(qū)塊鏈技術(shù)，平臺(tái)建立數(shù)據(jù)資產(chǎn)確權(quán)登記體系，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)CIM 原始數(shù)據(jù)資產(chǎn)在互聯(lián)網(wǎng)法院的登記確權(quán)，為數(shù)據(jù)對(duì)外共享提供安全保障。數(shù)據(jù)共享體系有效地協(xié)調(diào)了數(shù)據(jù)提供者與數(shù)據(jù)使用者之間的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)、分發(fā)、交易等過程，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自我造血與自我提高，促進(jìn)了數(shù)據(jù)要素交易的良性生態(tài)圈建設(shè)。

三、“新城建”青島模式

（一）堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范先行

青島市CIM 平臺(tái)堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范先行，積極探索CIM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)。通過銜接國(guó)家、城市和行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范，建立了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，包含基礎(chǔ)類、業(yè)務(wù)類、應(yīng)用類以及安全共計(jì)二十余項(xiàng)，以保障平臺(tái)快速、有序、健康和持續(xù)的發(fā)展，為在全市層面推廣以青島市CIM 平臺(tái)為基礎(chǔ)的政務(wù)數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用模式提供強(qiáng)力支撐。

（二）橫向互聯(lián)、縱向貫通，集約共享，效益顯著

為打破數(shù)據(jù)壁壘，避免重復(fù)建設(shè)，最大限度發(fā)揮CIM 平臺(tái)應(yīng)用價(jià)值，平臺(tái)創(chuàng)新提出市、區(qū)、街三級(jí)聯(lián)動(dòng)的統(tǒng)籌管理模式，實(shí)現(xiàn)了市級(jí)平臺(tái)的集約共享，取得顯著效益。

縱向上，平臺(tái)探索“新城建”試點(diǎn)垂直應(yīng)用體系，推進(jìn)市-區(qū)（綜合園區(qū)）-鎮(zhèn)（街）三級(jí)一體的CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)，將嶗山區(qū)、上合示范區(qū)、環(huán)海灣郵輪母港區(qū)、膠州灣北岸（紅島、河套）等區(qū)域納入青島市“新城建”試點(diǎn)，探索CIM 縱向貫通，數(shù)據(jù)共享一體化機(jī)制，打造可復(fù)制可推廣的全國(guó)“新城建”試點(diǎn)青島模式。

橫向上，平臺(tái)提供基礎(chǔ)性、共性的有關(guān)功能和二次開發(fā)接口，具備向各部門各領(lǐng)域應(yīng)用輸出服務(wù)能力，包括GIS 圖層服務(wù)、模型服務(wù)、仿真服務(wù)、數(shù)據(jù)接口服務(wù)、通用分析服務(wù)等，并開發(fā)統(tǒng)一的服務(wù)門戶，展示平臺(tái)的數(shù)據(jù)和服務(wù)目錄，為各委辦局CIM+應(yīng)用提供支撐。其中，GIS 圖層共享服務(wù)借助CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)，巧妙的使用GIS 圖層的特性，將平臺(tái)數(shù)據(jù)封裝至GIS 圖層中對(duì)外發(fā)布使用，大大減輕了重復(fù)的數(shù)據(jù)接入、匯聚、治理工作，同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)實(shí)體，形成數(shù)據(jù)共享的新模式。目前，平臺(tái)向城市云腦通用服務(wù)能力平臺(tái)輸出80 余項(xiàng)服務(wù)，被全市各部門積極調(diào)用，為支撐相關(guān)業(yè)務(wù)開展“數(shù)字賦能”。截至2023 年6 月底，累計(jì)為青島市政府節(jié)省財(cái)政資金634.5 萬元。

（三）充分借力，融入數(shù)字青島建設(shè)大局

CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)項(xiàng)目的成功實(shí)施得益于數(shù)字青島建設(shè)布局。在市數(shù)字青島領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室統(tǒng)籌規(guī)劃下，建立了全市數(shù)據(jù)資源高效調(diào)度和共享更新機(jī)制，CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)借力青島市政務(wù)信息資源交換共享平臺(tái)，獲取了物聯(lián)感知、企業(yè)法人、宏觀經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行等45 類超26880 萬條城市信息共享數(shù)據(jù)，極大豐富了CIM 數(shù)據(jù)資源應(yīng)用的廣度與深度，確保了數(shù)據(jù)的鮮活性和平臺(tái)生命力。對(duì)接市自然資源和規(guī)劃局時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，共享了實(shí)景三維青島項(xiàng)目成果，為CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)建了統(tǒng)一、權(quán)威、精準(zhǔn)的二三維時(shí)空基礎(chǔ)底座，避免了重復(fù)建設(shè)。

（四）聚焦產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)新城建產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展

近年來，青島市加快培育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)鏈，青島市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局以CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)為契機(jī)，聚焦于數(shù)字場(chǎng)景應(yīng)用，積極推進(jìn)上下游企業(yè)、產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，在全國(guó)率先提出“安全為先、CIM 賦能、需求牽引、迭代發(fā)展”的理念，著力打造“兩鏈一群”“兩鏈”即數(shù)據(jù)安全產(chǎn)業(yè)鏈、CIM 國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈，“一群”即時(shí)空要素產(chǎn)業(yè)集群。2022 年，發(fā)起成立青島市新城建領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，推動(dòng)新城建項(xiàng)目、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)落地。截至目前，聯(lián)盟在冊(cè)會(huì)員136 家，已推動(dòng)新城建領(lǐng)域創(chuàng)新企業(yè)落地?cái)?shù)據(jù)要素產(chǎn)業(yè)園22 家，正在深入對(duì)接企業(yè)50 余家，極大加快了青島數(shù)字產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

四、下一步計(jì)劃

下一步，青島市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局將深入落實(shí)“數(shù)字青島”建設(shè)規(guī)劃，積極推進(jìn)CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)良性運(yùn)行、成果共享與數(shù)據(jù)長(zhǎng)效更新機(jī)制，不斷充實(shí)完善城市全空間、全領(lǐng)域、全要素CIM數(shù)據(jù)資源，結(jié)合青島智能建造國(guó)家級(jí)試點(diǎn)，統(tǒng)籌推進(jìn)CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)底座、BIM 平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)感知體系建設(shè)，聚焦市政基礎(chǔ)設(shè)施綜合管理、建設(shè)數(shù)字城建檔案館、提升互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力等開展二期項(xiàng)目建設(shè)，不斷提升CIM 基礎(chǔ)平臺(tái)數(shù)字賦能能力。同時(shí)，圍繞數(shù)字住建、城市安全運(yùn)行、智慧社區(qū)等領(lǐng)域構(gòu)建豐富CIM+示范應(yīng)用，盤活城市數(shù)字資產(chǎn)，探索城市數(shù)字資產(chǎn)確權(quán)、授權(quán)及安全運(yùn)營(yíng)體系，不斷推動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化與數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為數(shù)字青島建設(shè)貢獻(xiàn)住建力量。