高标准打造青岛数字城市底板

文︱ 牛永波 田力男 孙琦

青岛市住房和城乡建设局紧紧把握青岛市成为全国新型城市基础设施建设（简称“新城建”）试点城市契机，坚持新发展理念，贯彻落实党中央、国务院关于“数字中国”建设的决策部署、青岛市党代会建设“六个城市”任务，积极发展数字经济，推进以数字化、信息化支撑城市精准治理。2021 年以来，青岛市住房和城乡建设局加快打造青岛市城市信息模型（CIM）基础平台，构筑数字城市底板，持续推动全市数字化变革与政治、经济、文化、社会、生态文明建设全过程多层次深度耦合，为推动“数字青岛”建设，打造宜居、韧性、智慧城市，加快社会治理现代化、提高社会治理能力，贡献青岛实践。

一、平台建设内容

青岛市CIM 平台（简称“Q-CIM”）主要建设内容可归纳为“标准引领下，自主安全可控的一中心、一平台、三应用”（见图1）。平台建立了数据共享应用机制与规范，基于国产化软硬件适配底座和青岛政务云平台，建设了融合全市多维多源异构数据的CIM 数据中心，打造了立体、高精的青岛市一张数字底板；开创建设城市建设地址库、城市立体空间单元、数据共享和对外应用服务保障系统，在保障数据安全情况下，实现城市全要素数据的互通互联和集约共享；深度融入城市云脑建设，打造CIM 基础平台，成为青岛市智慧城市重要支撑平台；开发智能数字施工图审查系统、城市更新项目申报管理系统、城市活力分析系统等三个CIM+示范应用，推动更加科学、精细、智能化的城市管理和政务服务。

图1 青岛CIM 平台架构图

2023 年3 月28 日，“青岛市CIM 基础平台建设项目”顺利通过验收，专家一致认为项目整体达到了国内领先水平，并实现国内多个首次创新，为全国“新城建”试点做出了“青岛示范”，贡献了“青岛经验”。

（一）CIM 数据中心

CIM 数据中心提供数据支撑。基于城市云脑平台，青岛CIM 数据中心汇聚了来自覆盖全市的多源异构数据，通过汇聚中心、治理中心、成果中心进行结构化的汇聚接入、清洗治理、分级分类，实现青岛市CIM 时空数据的精细化管理，形成可视化、可编辑、可追溯的“空间、人、事、物”一体化的CIM 数据资产目录。同时通过提供数据实时共享、集成交换能力，极大的解决了“数据获取难，数据融合烦，数据质量差”的痛点问题，切实消除“数据孤岛”，为CIM 基础平台提供了坚实的数据支撑。目前CIM 数据中心数据汇聚、治理量达2 亿条以上、生成315 个成果图层（见图2）。

图2 青岛市CIM 数据中心

（二）CIM 基础平台

CIM 基础平台提供能力支撑，包含全功能引擎、数字中枢、全息展示系统和后台管理中心四大模块。CIM 全功能引擎建设提高了海量CIM 数据的空间落图、显示与传输效率，全面支撑平台展示应用。通过全息展示系统，可对数据中心管理维护的6 大类315 个“地上地下全空间、人地房全要素、规建管全链条”CIM 数据图层进行全息展示。平台通过开放平台、开放账号，为各委办局以及市-区-镇街三级“新城建”试点用户提供开发接口API、应用模板、数据服务以及功能接口服务的全方位共享赋能，提升了CIM 基础平台支撑智慧化应用的能力（见图3）。

图3 青岛市CIM 基础平台

（三）CIM+示范应用

平台围绕数字施工图审查、城市更新、城市活力等场景，打造CIM+示范应用，丰富了数字青岛智慧化应用场景。

智能数字施工图审查系统应用BIM 技术，集成智能审查引擎，具备全专业229 条条文的智能审查功能，可将BIM 模型中错、漏、碰、缺等各种设计问题快速、准确、全面地检查出。系统创新性提出青岛独创的QDB 标准BIM 数据格式，通过数据引擎支持市场主流BIM 模型数据的统一转换、接入（见图4）。

城市更新项目申报管理系统助力城市更新建设，根据《青岛市城市更新和城市建设三年攻坚行动方案》总体工作部署，实现全流程线上办理历史建筑保护及老旧小区改造、电梯加装等工作，提高了市民公众对城市更新工作满意度（见图5）。

图5 城市更新项目申报管理系统

城市活力分析系统包含城市经济活力、楼宇活力、商圈活力3 个活力主题、74 项城市活力指标，从宏观、中观、微观尺度对全市市场主体活力、区域发展活力、经济发展潜力、科技创新潜力等5 个维度进行了全方位立体直观分析展示，辅助全市经济发展科学布局决策，助力建设现代化治理样板城市（图6）。

图6 城市活力分析系统

二、建设亮点

（一）率先实现全市域白模覆盖

基于青岛市超过276 万栋房屋灾普数据，平台构建了覆盖青岛全域的建筑白模,使青岛市成为全国率先实现全市域白模覆盖的地级及以上城市。其中，城镇白模占地面积192.18km2，农村非住宅占地面积118.21km2，农村住宅占地面积149.08km2。相比普通商业地图中白模数据而言，青岛市全域白模数据特征含有建筑高度、建筑年代、建筑性质等43 个建筑属性字段，可通过属性信息进行建筑密度、建筑开发强度等分析，辅助识别超高建筑、危旧房调查等工作（见图7）。

图7 覆盖青岛全市域的白模数据

（二）率先建成城市建设地址库

平台率先建成城市建设地址库，通过统一地名地址引擎与地名地址编码规则，可实现地名地址数据的快速落图与定位，并支持精细化匹配挂接至青岛市房屋全生命周期唯一建筑物房屋编码，建成面向城市建设的统一地址基础库和统一地址图形库。同时结合行业需求，平台拓宽地址应用渠道，打通人口基础数据库、法人数据库、宏观经济数据库、自然资源与空间地理数据库等四大基础数据库，开展各类业务数据落图，促进跨部门政务数据融合（（见图8）。

图8 青岛城市建设地址库工作原理示意图

（三）应用北斗技术，创新打造城市空间立体单元

为提升CIM 数据资源的安全应用与管理效率，平台基于住房和城乡建设部颁发的《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则（修订版）》模型分级标准，在全国创新性探索应用北斗网格码技术，打造了城市空间立体单元（简称青岛小Q）。所谓城市空间立体单元指的是通过将城市空间以城市地表向上向下各延展1 千米所形成的空间体。平台按照国标《北斗网格位置码》，对青岛市全市域按照北斗一级直至北斗六级单元网格进行了网格划分，并进行了唯一编码赋值。通过将整个城市空间体多层级划分，得到覆盖城市空间的多个小立方体，以小立方体串联建设空间内海、陆、空、天全空间、全要素城市信息模型数据信息，并进行融合和统一赋码标识。城市空间立体单元实现了城市空间多要素信息的统一标识和表达，提升了CIM平台多源数据的组织、共享和应用效率（见图9）。

图9 城市空间立体单元（青岛小Q）示意图

（四）全国首个陆海统筹CIM 平台

为体现青岛海洋中心城市特色，助力海洋经济发展，青岛高标准建成全国首个陆海统筹CIM 基础平台。平台建成了海陆一体化的三维时空基准体系，创新提出对标城市信息模型标准，整合了覆盖黄海和莱州湾36.64 万km2的海底地形图、电子海图、洋流、盐度等立体、高精、动态的海洋信息模型，打造了陆海融合的“全市一张数字底板”。青岛陆海统筹CIM基础平台将为港口交通运输、海洋防灾减灾、海洋牧场养殖等领域持续赋能，助力青岛海洋经济健康发展（见图10）。

图10 青岛市CIM 平台中的海洋地形数据

（五）全国首个完成国产化适配的城市级CIM 平台

CIM 平台的实践表明，国产自主可控的保障体系才是 CIM 平台助力中国式现代化实现的唯一可靠路径。青岛建设深入贯彻网络强国战略思想，坚持安全为先原则，以打造安全、自主、可控的智慧城市支撑平台为目标，完成基于国产化PKS（P：飞腾芯片，K：麒麟操作系统，S：安全防护）一体机的适配工作，奠定CIM 国产化产业基础，成为全国首个通过麒麟软件国产化适配认证的城市级CIM 平台，为CIM 平台的安全稳定运行及业务长久发展奠定基础。

（六）全国首个完成国产密码服务应用的CIM 平台

青岛市CIM 基础平台全面采用了符合国密规范的密码服务，包括在物理和环境安全、网络和通信安全、设备和计算安全、应用和数据安全等领域开展全面保护，保证了数据完整性、机密性、真实性和不可否认性，满足了密评三级和第三级系统网络安全等级保护相关技术要求，保障了平台数据传输与应用运行的安全性，具有重大的经济价值和社会价值。

（七）创新实现城市数据资产登记确权

依托区块链技术，平台建立数据资产确权登记体系，创新实现CIM 原始数据资产在互联网法院的登记确权，为数据对外共享提供安全保障。数据共享体系有效地协调了数据提供者与数据使用者之间的关系，通过数据评价、分发、交易等过程，实现了数据自我造血与自我提高，促进了数据要素交易的良性生态圈建设。

三、“新城建”青岛模式

（一）坚持标准规范先行

青岛市CIM 平台坚持标准规范先行，积极探索CIM 标准规范建设。通过衔接国家、城市和行业数据标准与技术规范，建立了统一的标准规范体系，包含基础类、业务类、应用类以及安全共计二十余项，以保障平台快速、有序、健康和持续的发展，为在全市层面推广以青岛市CIM 平台为基础的政务数据共享与应用模式提供强力支撑。

（二）横向互联、纵向贯通，集约共享，效益显著

为打破数据壁垒，避免重复建设，最大限度发挥CIM 平台应用价值，平台创新提出市、区、街三级联动的统筹管理模式，实现了市级平台的集约共享，取得显著效益。

纵向上，平台探索“新城建”试点垂直应用体系，推进市-区（综合园区）-镇（街）三级一体的CIM 基础平台建设，将崂山区、上合示范区、环海湾邮轮母港区、胶州湾北岸（红岛、河套）等区域纳入青岛市“新城建”试点，探索CIM 纵向贯通，数据共享一体化机制，打造可复制可推广的全国“新城建”试点青岛模式。

横向上，平台提供基础性、共性的有关功能和二次开发接口，具备向各部门各领域应用输出服务能力，包括GIS 图层服务、模型服务、仿真服务、数据接口服务、通用分析服务等，并开发统一的服务门户，展示平台的数据和服务目录，为各委办局CIM+应用提供支撑。其中，GIS 图层共享服务借助CIM 基础平台，巧妙的使用GIS 图层的特性，将平台数据封装至GIS 图层中对外发布使用，大大减轻了重复的数据接入、汇聚、治理工作，同时保护数据实体，形成数据共享的新模式。目前，平台向城市云脑通用服务能力平台输出80 余项服务，被全市各部门积极调用，为支撑相关业务开展“数字赋能”。截至2023 年6 月底，累计为青岛市政府节省财政资金634.5 万元。

（三）充分借力，融入数字青岛建设大局

CIM 基础平台项目的成功实施得益于数字青岛建设布局。在市数字青岛领导小组办公室统筹规划下，建立了全市数据资源高效调度和共享更新机制，CIM 基础平台借力青岛市政务信息资源交换共享平台，获取了物联感知、企业法人、宏观经济、安全运行等45 类超26880 万条城市信息共享数据，极大丰富了CIM 数据资源应用的广度与深度，确保了数据的鲜活性和平台生命力。对接市自然资源和规划局时空大数据平台，共享了实景三维青岛项目成果，为CIM 基础平台构建了统一、权威、精准的二三维时空基础底座，避免了重复建设。

（四）聚焦产业，推进新城建产业集聚发展

近年来，青岛市加快培育发展新兴产业链，青岛市住房和城乡建设局以CIM 基础平台建设为契机，聚焦于数字场景应用，积极推进上下游企业、产业集聚发展，在全国率先提出“安全为先、CIM 赋能、需求牵引、迭代发展”的理念，着力打造“两链一群”“两链”即数据安全产业链、CIM 国产化产业链，“一群”即时空要素产业集群。2022 年，发起成立青岛市新城建领域产业联盟，推动新城建项目、企业、产业落地。截至目前，联盟在册会员136 家，已推动新城建领域创新企业落地数据要素产业园22 家，正在深入对接企业50 余家，极大加快了青岛数字产业化发展。

四、下一步计划

下一步，青岛市住房和城乡建设局将深入落实“数字青岛”建设规划，积极推进CIM 基础平台良性运行、成果共享与数据长效更新机制，不断充实完善城市全空间、全领域、全要素CIM数据资源，结合青岛智能建造国家级试点，统筹推进CIM 基础平台底座、BIM 平台、物联网感知体系建设，聚焦市政基础设施综合管理、建设数字城建档案馆、提升互联网应用能力等开展二期项目建设，不断提升CIM 基础平台数字赋能能力。同时，围绕数字住建、城市安全运行、智慧社区等领域构建丰富CIM+示范应用，盘活城市数字资产，探索城市数字资产确权、授权及安全运营体系，不断推动数字产业化与数字经济发展，为数字青岛建设贡献住建力量。