MapGIS CIM平臺:構建數字孿生城市四維空間底座
為滿足實景三維中國建設需求,MapGIS在全空間、大數據、人工智能方面進行技術創新和研發,突破“BIM+GIS+IOT”技術瓶頸,融合城市地上下、室內外、歷史現狀未來多尺度、多粒度信息模型,形成了具備全空間特性的MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺。實現了城市過去可追溯、現在可感知、未來可推演的“超能力”,助力城市高質量可持續發展。
MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺總體架構包括四個層次兩個體系:包括設施層、數據層、CIM平臺層,服務應用層,以及標準規范體系和信息安全與安全保障體系。橫向層次的上層對其下層具有依賴關系,縱向體系對于相關層次具有約束關系。
基礎設施層:對接各種智能感知數據源,獲取CIM 平臺需要的各種IoT數據。通過虛擬化組件,搭建云服務基礎平臺,形成MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺運行需要的軟硬件環境資源池。
數據資源層:數據資源層為城市數據的存儲、管理提供支持。通過建庫、數據服務共享、數據接口等方式,匯聚、聯接和融合地上地下、室內室外等多源數據,通過轉換形成CIM 數據,包括時空基礎數據、資源調查數據、規劃管控數據、建設項目數據、物聯感知數據、公共專題數據等,為MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺提供支撐,為智慧應用提供數據基礎。
CIM平臺層:CIM平臺層是MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺的核心。由CIM數據管理平臺、CIM統一服務門戶、CIM可視化分析“一張圖”、運維管理平臺和平臺開發接口組成,依托MapGIS時空大數據與云平臺提供的高性能服務引擎、大數據計算引擎和云應用集成引擎,實現了從數據匯聚、模型單體化、輕量化、數據檢查、數據融合、服務共享、決策分析等功能,為上層應用提供服務支撐。
CIM+應用層:基于MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺提供的數據資源和服務資源,通過二次開發擴展建立桌面端、Web端和移動端的智慧應用,如城市規劃、城市建設、城市運行管理、城市更新等,為政府、企業、公眾用戶提供智慧城市業務應用支持能力,提高城市科學化、精細化、智能化管理水平。
核心能力
MapGIS城市信息模型(CIM)基礎平臺能夠匯聚城市建設、運行、發展與更新的多源實時全量大數據,對城市海量多源異構進行數據統一管理,構建數字孿生城市四維空間底座,全面掌控城市的運行狀態,實現對城市的一體化、精細化管理,提高城市智慧治理能力。其具有3大核心能力:全時空數據融合、大場景分析模擬、跨行業融合應用。
目前,MapGIS CIM基礎平臺的三大核心能力已同步集成到對應MapGIS產品中,通過集成現有二三維通用功能及工具,擴展了MapGIS產品的各項能力。
● 增強MapGIS 3D SceneBuilder產品的模型生產與模型融合能力
● 增強MapGIS DataStore和MapGIS IGServer-X產品對于非結構化數據及IoT數據的存儲管理能力
● 增強MapGIS IGServer產品的數據服務發布能力(新增M3D服務和地形服務、增強場景服務)
● 增強MapGIS Cloud Manager產品的服務資源目錄管理能力
● 增強MapGIS Pan-Spatial Map對各種類型三維模型的綜合可視化與分析能力
基于CIM的全時空數據匯聚管理
CIM支持全時空數據匯聚管理,通過將BIM、IOT實時數據與GIS無縫集成,實現全空間數據快速匯聚和融合。
(一)部件級BIM數據匯聚導入
1. 在三維場景構建工具中,支持多種BIM數據導入:如revit、ifc、fbx、dwg、CityGML等。
2. 針對導入的實體模型,支持創建M3D緩存,緩存結果保留數據庫的結構,可在緩存目錄樹中展開查看。
3. 通過構建多級、多層次的實例化、非實例化緩存來生成場景數據調度優化后的金字塔緩存數據,從而快速實現模型數據輕量化,提高模型渲染效率。
(二)激光點云數據導入
1. 三維場景構建工具,新增多種點云數據轉換:新增支持導入xyz/off/ply/pcd/pts/obj格式數據。
2. 新增支持las點云文件直接轉換為M3D緩存,快速實現點云數據輕量化。
3. 為提高點云加載效率,新增優化了多種渲染策略,如增加八叉樹、逆向合并、保持地物形態抽稀、lod層級組織等技術方案,通過多種途徑實現點云數據的順暢預覽。
(三)物聯網感知數據動態匯聚
DataStore集成了Hive、kafka、Hadoop集群環境,增強了kettle-ETL工具能力,支持矢量文件(shp/geojson)、IOT存檔數據、公共專題數據、地名地址數據、互聯網數據、表格數據等多種類型的動態數據的匯聚、解析、轉換和存儲。
1. IGServer-X集成實時數據ETL工具easydarwin,支持RTSP視頻設備接入,轉發為Web服務,供Web前端疊加可視化。
2. IGServer-X集成實時數據ETL工具thingsboard,支持IOT傳感器設備管理、設備接入、規則引擎、監控運維。
數據管理是CIM基礎平臺的基礎,基于這強大的數據支撐和現有的MapGIS 平臺產品體系,快速構建了滿足基本需求的MapGIS CIM基礎平臺,其產品組織結構如下:
這些產品已發行上架smaryun,大家可前往
(http://www.smaryun.com/)訪問下載。
中地數碼將繼續踐行“平臺+生態”發展戰略,在致力于GIS基礎軟件創新升級的同時,秉承融合發展的生態合作理念,實現GIS技術與BIM、IoT、人工智能等技術的融合創新,以MapGIS CIM基礎平臺構建數字孿生城市四維空間底座,提高城市科學化、精細化、智能化管理水平。