CIM引擎/轻量化引擎/三维图形引擎介绍
[*]CIM的内涵
01.CIM表达的“孪生城市空间信息模型”
城市是复杂的巨系统,涉及人口、土地、基础设施等多种元素,CIM模型主要体现在CIM对于城市空间全要素高精度模型的表达,以及城市级别海量多源数据和各类模型的汇聚和融合技术上。
从技术层面来看,CIM模型的本质是在云计算基础上实现“大场景的3DGIS数据+小场景的BIM数据+微观物联网IOT数据”的有机结合。
从模型层面来看,CIM模型要表达三个维度: 空间维度、时间维度、感知维度。
<hr/>02.CIM表达的“城市全生命周期管理平台”
CIM将城市全空间高精度的数据汇聚和融合至一个统一的平台,它是建构一个管理与城市空间相孪生的“信息空间”的基础平台。CIM平台的底层首先要建立一个数据治理的平台,完成城市海量多源异构数据从汇聚、融合、处理、分发为一体的数据治理。
这其中涉及到多种模型融合,模型轻量化,模型分类分级浏览等多项关键技术。其次,CIM平台将能够实现多场景模型的浏览与定位,使用户具有真实的视觉和地理体验感。
CIM能够在宏观到微观多种空间场景,从室外到室内不同视觉场景,从二维到三维不同空间维度中无缝衔接、切换和浏览,并且借助BIM技术,将传统以GIS技术为支撑的地理空间信息平台,走向部件、构件乃至零件级的微观信息管理平台,建立一个真正全息、综合的智慧城市所必需的基础性平台。
以上CIM的“平台”内涵可理解为CIM基础性平台,在此基础上可拓展丰富的“CIM+”应用,为各领域的智慧应用提供赋能。
[*]黑洞引擎在CIM中的应用
城市级别不同场景不同精度的模型具有各自的特征,黑洞引擎作为底层图形平台,可基于自研轻量化算法,分别针对不同场景的模型进行优化处理,从而实现城市级别的模型可在一个屏幕快速流畅的进行查看和管理。
01.多种格式的BIM模型
对于地上、地下多个维度多种类型的BIM模型,黑洞引擎在处理过程中,统一提取模型的几何信息及语义信息做实例化存储,以三角面为最小单位,基于GIS数据瓦片化渲染的思路对整个场景的三角面进行管理,从而可以做到在一个场景内实现近乎无上限的BIM模型加载和渲染。
02.三维实景模型
城市级别的三维实景模型例如OSGB格式的倾斜摄影,通常体量能达到上百G甚至TB级的体量,黑洞引擎在不改变模型原有拓扑结构的前提下,基于模型原有分层次细节模型,在渲染的过程中根据相机镜头的位置,实时的对当前渲染数据进行快速加载和卸载,在不影响模型渲染效果的同时,也可做到近乎无上限的实景模型加载和渲染。
03.GIS数据及服务
针对不同格式的遥感影像及高程数据,黑洞引擎基于多层级实景模型的数据组织方式,将原始GIS数据进行切片及多层级网格划分,统一发布为标准的WMTS地图切片服务,在渲染的过程中按需请求当前需要显示的瓦片即可。
04.数据整合
城市级三维模型通常包含多种类型的数据,不同类型的数据可能是基于不同的坐标系进行采集与建模,黑洞引擎平台内部集成了PROJ4坐标系和转换库,可支持多种通用的坐标系之间的互相转换,从而做到不同类型的模型的精准位置匹配。
[*]黑洞引擎助力雄安新区CIM平台建设
雄安CIM平台的建设核心是坚持数字城市与现实城市同步规划、同步建设,适度超前布局智能基础设施,推动全域智能化应用服务实时可控,建立健全大数据资产管理体系,打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市。建立城市智能治理体系,完善智能城市运营体制机制,打造全覆盖的数字化标识体系,构建汇聚城市数据和统筹管理运营的智能城市信息管理中枢。
雄安新区CIM城市信息系统采用“黑洞”三维图形引擎搭建了底层数据承载平台,将汇总所有信息化模型数据,通过对接IoT、云计算、AI智能等技术,对雄安新区建筑、道路、基础设施等实现数字化管理,并借此提升城市管理、智慧交通、公共安全、应急处理等城市综合管控能力,使得城市更安全、更绿色、更通畅、更宜居。
以黑洞引擎为数字底座的雄安cim平台数据展示
近日,CCTV10科教频道《智能中国》栏目围绕“智慧城市”建设进行详细解读,“雄安新区”作为世界罕见的超大智慧城市标志规划项目,《智能中国》对其展开了重点报道。报道中多次围绕“黑洞”三维图形引擎对雄安新区CIM城市信息系统进行重点描述,充分说明了 “黑洞”三维图形引擎作为数字底座,极大程度满足了雄安新区海量信息数据实时分析处理需求,在雄安新区的数字化建设中扮演着重要的角色。
黑洞引擎助力雄安数字孪生城市建设
基于数字孪生的城市信息模型(CIM)不仅是新时期城市全面信息化发展的必然,而且是支撑城市全面智慧化发展的信息底座。以人为本的新型智慧城市不仅是新型城镇化发展的主旋律,而且是实现数字中国、智慧社会的重要途径。
秉匠科技将继续专注于三维图形引擎和数字化智慧管理系统研发,为智慧城市CIM平台提供可视化综合管理解决方案,积极推动智慧城市数字化、高质量发展。
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