广东省电信规划设计院有限公司 广东广州 510630
摘要：目前，随着经济发展，城市化建设的发展也有了一定的提高。截至2016年，中国城市化率已经达到了57.4%，并且预计在未来将持续增长，年复合增长率超过1%，在2050年将有望超过80%。随着城市化进程加快，城市面临的问题也逐渐增多，如何在城市管理过程中解决日益严峻的种种挑战，成为了政府首要考虑的问题，包括人口、医疗、交通、环保和资源短缺等挑战。智慧城市的出现就是为了给城市发展中遇到的问题提供一个一体化的解决方案。据统计，在投资了智慧科技和基础设施的城市中，失业率可以降低1.0%，GDP增长率提高0.7%;投资智能电网、科技、基础设施会使得当地办公用房比例提高2.5%;并且每提高20%的ICTs(InformationandCommunicationTechnologies，信息通信技术)设施，该城市的GDP增长会提高1.0%。美国、欧洲和日本等国作为城镇化水平相对较高的先进发达国家，早已相继开始了智慧城市的相关研究，并取得了一定的进展。
关键词：智慧城市背景；城市信息模型；相关技术发展综述
引言
改革开放以来中国城市化发展速度迅猛，据统计到2050年我国城市化率有望达到80%。在城市化快速发展的同时，不免暴露的问题也日益显现，智慧城市概念的出现可以有效应对城市发展中暴露的例如人口增长，交通拥挤，资源短缺，医疗教育分配不均等各种难题。如果把智慧城市信息模型(CityInfor-mationModeling)比喻为一个有机体，建筑信息模型(BuildingInformationModeling)就相当于把单个建筑作为城市的细胞。
1重要性
各类城市基础设施基于移动物联网等技术，逐步实现大范围智能化升级，将大幅提升城市承载能力。目前基于Nb-IoT的智能抄表、智能停车、智能井盖等应用层出不穷，而对未来影响最大的智能基础设施当属多功能智能杆柱和道路设施智能化升级。随着城市级感知基础设施的建设需求快速增长，感知设施统筹部署需求愈加迫切，多功能智能杆柱集无线通信、信息交互、智慧照明、视频监控、交通管理、环境监测、应急求助等多功能于一体，可能成为新型感知设施的集成载体，逐步全面安装、统筹部署和共建共享。2018年深圳市出台《深圳市多功能杆智能化系统技术与工程建设规范》，开展多功能智能杆建设行动，全市范围全面铺开安装。无人驾驶技术带动城市道路设施智能化升级，多个城市抢先部署试验场地设施。如北京亦庄建设全国首条无人驾驶试点道路，对信号、标志、标线等进行改造，便于自动驾驶车辆识别;上海2018年将无人驾驶开放道路从5.6公里扩大到12公里，并积极研发全国首套新型道路标志标线系统;武汉部署了首批260套基于NB-IoT的智慧交通标志牌，为无人驾驶奠定道路设施基础条件。
2发展现状
当前BIM已经开始从建筑逐步向城区各领域中应用。以上海为例，2016年1～6月底，共5批62个项目入选上海市建筑信息模型技术应用试点项目。涵盖了城区各类型建设项目，其中电力设施2项，民防设施1项，交通基础设施19项，商业、商住、办公、保障房项目12项，市政工程5项，水利设施6项，文化教育、体育9项，医疗卫生、养老8项。在智慧城市、智慧管网等新型技术应用于各地城市建设时，推广云计算、物联网、大数据、地理信息等全新产品技术，通过大数据时代地理信息云平台建设关键技术、三维GIS软件技术进展、智慧城市改变未来生活、无人机倾斜摄影在测绘中得到应用，各地政府也可以相互分享智慧城市建设的新理念、新模式、成功的经验，共享云计算、大数据等智能化前沿科技的创新应用成果。目前各城市正在着手建设例如电子政务云平台、市民综合服务平台、完善和加强无线城市等智慧应用项目。以山东省枣庄市为例，实现政府引导与市场运作有化结合充分发挥政府引导作用，在重大工程、项目建设等方面给予引导，在组织和制度保障方面设计完善，为智慧枣庄庄建设创造良好发展环境，逐步更新城市建设理念，合理有效整合城市资源，采用新技术，新方法建设智慧城市，实现城市信息资源共享。
3智慧城市背景下城市信息模型建设措施
3.1GIS在CIM中的应用
GIS(GeographicInformationSystem，地理信息系统)被定义为可以通过空间或地理坐标来处理数据的信息系统，可以抓取、储存、修改、分析、管理和展示所有地理信息，GIS中的信息可以用于城市规划、气象防灾、农业管理、统计分析、交通出行等多个方面。GIS的定义可以分为两个部分，外在来说GIS是一个城市的数字模型，内在来说GIS是承载了城市大量信息数据的平台。当把GIS作为一个软硬件支持下建立的城市数字模型来分析，从建模的角度来说，由于GIS软件的通用语言是CityGML(CityGeographyMarkupLanguage)，它有以下几个特点:(1)采用绝对坐标系;(2)CityGML的几何表达方式是边界描述(BoundaryＲepresentation，B-Ｒep)。即当描述一个几何体的时候，这种几何表达方式是通过分别描述几何体的每个面来实现的。通俗的讲，GIS的三维模型是面状的，而不是体状的，故而GIS不可以存储建筑物内部构件的具体信息;(3)作为语义丰富的数据标准，CityGML能够支持城市对象从LoD0-LoD4共五个层次的细节建模。这里可以理解为，当不断放大GIS模型的时候，模型能够自动载入更细节的信息，但是当不需要细部信息的时候，模型又能以较为轻量的模式运行。这个特点对于大规模的城市级信息存储有着至关重要的作用，也直接决定了GIS在CIM系统中作为基本载体。
3.2规划—建设—管理的智慧化三步走策略
在智慧城市的建设过程中存在项目离散性大，发展水平两极分化严重等问题。其中一方面是由于在建设过程中没有顶层规划意识所导致的，另一方面则是因为在智慧城市的建设过程中，由于面向的对象是已经较为成熟的城市，城市管理者如果单纯从现有的短期实际需求出发，就容易跳脱出城市固有的发展逻辑，造成部分项目建设如同“空中楼阁”。譬如，硬交通领域没有推行BIM标准，却先要求建设城市软交通大数据模型，导致多次大量建模，重复输入数据，浪费人力物力。在CIM平台建设的过程中，要尽可能地还原城市建设过程，贯彻规划智慧化—建设智慧化—管理智慧化的三步走策略，最终CIM平台的建设将呈现一种树状的发展模式，其主要特点如下:CIM模型作为树根，是智慧城市建设的基础，它包含了城市发展过程中必要的信息和数据;在城市建设的过程中，既可以利用CIM模型已有的数据进行智慧规划设计，又可以将新建成的项目模型作为CIM模型的补充和更新，两者相辅相成;在城市基础设施建设智慧化的基础上，结合城市的经济和人文信息(往往已经包含在GIS中)，政府各部门就可以实现智慧化的城市管理。通过CIM平台，城市的社会、自然、人文资源被集成起来，这使得政府可以高效、方便地完成日常工作;但CIM平台建设的最终目的不止于政府的管理，它应该为在城市中生活的居民和城市中的产业经济发展服务，故而在智慧管理中，政府可以通过CIM平台为居民提供更好的服务和生活环境，为城市经济发展助力，最终实现智慧服务和智慧产业。
结语
城市三维城市模型的研究是近年来一个研究热点，它的出现为各行业研究的深入与综合提供了基础。由于各方面原因，有时模型需要研究者自己建立，并且各方面基础资料也难以获取。文中提出了一种基础资料缺乏、不具备现场采集条件的情况下快速建立城市信息模型的方法。
参考文献:
［1］冯琰，郭容寰，程远达．基于机载LIDAＲ技术快速建立三维城市模型研究［J］．上海城市规划，2007，(5):54－57．
［2］余璨，谢俊如．基于GIS的三维地形建模及应用研究［J］．软件导刊，2015，(1):132－133．
［3］魏翔、吴熙．基于等高线的三维地形建模方法［J］．城市勘测，2011，(1):40－43．
［4］李军，胡非，程雪玲．CFD在复杂地形风能开发中的应用研究［J］．太阳能学报，2013，(7):140－146．