夏海兵:CIM数据的组成及对底层基础图形平台的要求

来源丨 CIM媒体访谈

目录

1. BIM与GIS的关系,基于这两者如何构建CIM模型?

2. CIM 与数字孪生城市的关系?

3. 如何解决CIM模型中需要集成多源异构数据的问题?

4. 听说秉匠科技有一款完全国产自主研发的“黑洞”图形引擎,可以承载CIM级数据,请问性能如何?并简单介绍一下是如何实现的。

本期访谈人物介绍

夏海兵:CIM数据的组成及对底层基础图形平台的要求-BIMBANK


夏海兵,上海秉匠信息科技有限公司总经理,长安大学交通BIM研究中心技术研发部主任,上海市交通委员会专家库专家,上海市BIM推广中心专家库专家,上海市建筑学会BIM专业委员会委员,中国图学学会BIM专业委员会委员。近几年主要致力于三维审图、数字建造、CIM等领域的应用研究,牵头了多项省部级以上课题研究,在多个大型交通基础设施类项目上整合应用BIM、GIS、物联网等技术,搭建了工程全生命期信息化应用整体解决方案。

1、BIM与GIS的关系,基于这两者如何构建CIM模型?

夏海兵

BIM是建构筑物单体模型,表现的是单体外观及内部构造信息,而GIS表现的是建构筑物外部广域空间尺度上的空间信息数据,两者从位置及空间上是完全互补的关系,这两者也是构成CIM模型的主要组成部分。在2015年的规划实务论坛上,吴志强院士将CIM解读为城市智慧模型(City Intelligent Model)。吴院士指出,BIM是单体,CIM是群体,BIM是CIM的细胞。基于这种比喻,那么GIS就可以看成是CIM这个群体里面填充在细胞之间的对象。

值得注意的是,BIM模型和GIS数据的格式及种类繁多,数据结构形式也各不相同,如何将这些多源异构的数据进行解析并融合是非常关键且至关重要的基础性工作。

夏海兵:CIM数据的组成及对底层基础图形平台的要求-BIMBANK

2、CIM 与数字孪生城市的关系?

夏海兵

CIM(City Information Modeling,城市信息模型),是以三维模型为载体,在虚拟环境中构建的建构筑物、地理信息以及相关信息的有机整合。数字孪生城市是现实世界的物理城市映射到虚拟环境中的数字城市。从字面上看,区别在于CIM包含的是静态模型数据,而组成数字孪生城市的还有动态的海量非模型数据,比如现实中的交通流、楼宇的能耗、物联网采集的实时状态、视频监控等数据。联系在于CIM是数字孪生城市的一个重要的组成部分,CIM给数字孪生城市提供了基础的三维空间模型及属性信息。

夏海兵:CIM数据的组成及对底层基础图形平台的要求-BIMBANK
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3、如何解决CIM模型中需要集成多源异构数据的问题?

夏海兵

这个问题确实关键,BIM模型、GIS还有激光点云、图像、视频及多源传感器数据,这些数据格式多样,几何精度不一致,还存在跨度大、数据不确定性等问题。这就需要研究多层次通用空间数据标准,并建立数据存储标准,实现多模态数据的融合表达。需要在既有空间坐标框架、时间框架等标准的基础上,进行扩展,并结合对象类型、高程、内部结构、时序信息等信息,建立不同类型、不同信息系统所需的信息资源统一的时空框架,做到空间定位、编码一致并在城市信息模型中建立起有机联系,实现多源信息准确集成与定位,满足CIM系统信息资源共享与空间定位查询的需要。同时,在数据层要建立多源数据接入服务标准,基于云平台,构建微服务架构的跨行业数据实时接入服务。

夏海兵:CIM数据的组成及对底层基础图形平台的要求-BIMBANK

4、听说秉匠科技有一款完全国产自主研发的“黑洞”图形引擎,可以承载CIM级数据,请问性能如何?并简单介绍一下是如何实现的。

夏海兵

“黑洞”图形引擎是秉匠科技花费多年时间基于标准C++潜心打造的三维实时渲染引擎,没有基于任何开源或商业化的产品。目前有两款产品:BlackHole(适用于IE浏览器)和BlackHole Plus(跨浏览器、跨平台)。

黑洞引擎的几大特点如下:

1) 可承载任意超大场景模型,且不损失原有模型精度;

2) 可以实现任何体量模型在网页端的秒级加载;

3) 渲染逼真,支持光照、阴影、水面、植被、烘培等效果;

我们研发了高扩展性的三维空间瓦片数据结构及渲染算法,可将自动建模的倾斜摄影、点云等数据以及其它的GIS数据,与高精度BIM数据映射为层级化瓦片,以同一套瓦片调度策略集成了多源异构空间数据,再利用拓扑结构可变的网格简化方法,为不同的应用场景创建连续的分层次细节模型,这样即可实现在不影响模型渲染效率的同时,可达到近乎无上限的模型承载能力。

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