评论丨试析实景三维、CIM、孪生城市、智慧城市之间的区别与联系

来源：中国测绘学会

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科技日新月异，新概念层出不穷，我们行业也不例外，有时也会让人犯糊涂，搞不清楚它们之间的区别与联系，比如近年出现的实景三维、城市信息模CIM、孪生城市、智慧城市这几个概念，我就搞不太懂了，似乎差不多，又似乎不一样，为此查了一些资料，也琢磨了一下，试图理一下，看能否弄明白之间的异同。

首先看一下实景三维，我看中国测绘科学研究院李成名院长给的定义是：现实世界的数字孪生表达，具有实体化、三维化、语义化、结构化、全空间和人机兼容理解的显著特点，与原“一张皮”式的地形与地表的三维场景尽管形式上相似，但本质不同（见首图）。

百度里的定义是：

运用数码相机对现有场景进行多角度环视拍摄然后进行后期缝合并加载播放程序来完成的一种三维虚拟展示技术。这显然是太陈旧了，能看出来完全不能代表现在的认知。

而城市信息模型呢，据说首次定义是出自广州市住房和城乡建设局，在BIM审图标准里直接给出了CIM的官方定义。

城市信息模型 city information modeling（CIM）：以建筑信息模型（BIM）、数字孪生（Digital Twin）、地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维信息模型数据和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体，并依此规划、建造、管理城市的过程和结果的总称。

百度里的定义几乎也是照抄上面的。

数字孪生城市在百度没有找到定义，有专家的描述，是指通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。

智慧城市在百度有比较长的论述，是指利用各种信息技术或创新概念，将城市的系统和服务打通、集成，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。是把新一代信息技术充分运用在城市中各行各业基于知识社会下一代创新（创新2.0）的城市信息化高级形态，实现信息化、工业化与城镇化深度融合，有助于缓解“大城市病”，提高城镇化质量，实现精细化和动态管理，并提升城市管理成效和改善市民生活质量。

有关定义我想就到此了，今天不是讨论概念的，尽管首先要定义清楚概念，但现在也没很权威的说法，以上的描述似乎也不是太恰当，只是人们心目中大致能理解是个什么概念，虽然还很模糊，朦胧中还是可以有认识的。

那它们之间到底是什么关系呢，有何区别和联系呢？

我认为，实景三维就是对真实世界的三维表达，三维实体是我们地图里最小颗粒度的数字化展现，是实景三维的最小单元，核心点就是“三维”与“真实”，如果是理想化的话，应该逼真到在电脑里看到的跟真实完全一样，比如一个电线杆、一棵树、一栋房子，看起来是一模一样的，而BIM算是其中一种表现形式——是建筑物的实景三维，而实景三维城市则是城市的三维实景展现。

而城市信息化模型（CIM）呢，则是一个个实景三维（实体）组成的虚拟城市，而且增加了最小实景三维个体的联系信息，比如一所学校，是坐落哪里、是由哪些实体组成的，相互间是什么关系，而学校又跟外界什么关联，从属于哪里，甚至还有学校的介绍，反映全面真实却又有内在联系的虚拟城市。核心点是“完整”与“关联”，是一个城市的整体，而每个三维实体间是有关联的，可分可合。

而数字孪生城市呢？则更进了一步，如果说城市信息化偏静态的话，那么我所理解的理想数字孪生城市则是实时的真实虚拟城市，甚至应该是有生命的，实时动态的，真到什么程度呢，人在走动、车在行驶都能感知到、看得到，甚至树叶的抖动也能看得清，每时每刻都是有不一样的景象，完完全全跟现实世界是镜像化的对应，只是一个在现实中，一个在虚拟中，核心点在“实时动态”，但又跟视频有极大区别，可想而知难度是相当的大。

那么智慧城市呢，则是有了人脑的技能，具备一定程度的人的思维、决策、判断行为去运营城市，在虚拟城市里起到模拟现实世界、指导人们行为的作用，核心点在“像人一样”聪明，因此才叫“智慧”，而不仅仅是智能（可戳：你搞清楚智能和智慧的区别吗），而且目的也是基于如何给人带来更多的便利和幸福，目前的城市大脑应该是智慧的雏形，而将来还得靠孪生城市建造好后，才能更加智慧，目前只能是局部性的智慧，还不是广泛性的智慧。

可以看到，智慧城市也不是非要等数字孪生城市建好后才开始的，只要大数据共享足够充分，实际上即便二维世界里也是可以体现智慧的，但受到很大限制。所以智慧城市还不算跟数字孪生是递进关系，而是相互叠加的，数字孪生城市是一种形态，而智慧城市则是一种聪明程度，没有直接逻辑和依赖关系，但可以互为促进。

简单归纳一下，三维实体组成实景三维，实景三维构建城市信息化模型，城市信息化模型构建孪生数字城市，而智慧城市则是贯穿从二维到三维的人性化设计，使得城市运营更加智慧。

需要补充说明一下的是，自然资源部是测绘主管部门，是负责制定测绘标准的，以前是制定二维地图的标准，那么现在到了三维了，同样需要制定三维的标准，算是一个国家标准，今后所有部门都要依照这个唯一标准，而且跟实施基础测绘一样，需要实施基础实景三维，而整个社会就可以在这个基础上去构建城市信息模型乃至数字孪生城市，这样才是最节约和高效的做法，应当说目前各方在努力中吧，时间也很紧迫了。

来源：GIS菌；作者：杨震澎