1.2 CIM的发展演变历程

1.2.1 CIM在国外的发展

CIM的概念首先出现在学术界。2007年，Khemlani在Autodesk University 2007大会上首次提出“城市信息模型”（CIM）的概念，希望能够将日渐成熟的建筑信息模型（BIM）技术广泛应用于城市规划领域。2009年，Isikdag和Zlatanova在 Towards Defi ning a Framework for Automatic Generation of Buildings in City GML Using Building Information Models 一书中提到各种BIM的集合构成城市级别的信息模型。

2013年，Stojanovski从建筑学、地理学、交通运输学、社会学等多个角度对城市信息模型（CIM）进行了概念化描述，认为CIM是一个可以不断被更新定义、动态连接各对象的“块”系统，它由GIS发展演化而来，将自然地理变成关系地理，使城市中的各离散对象之间有了属性关联。

2014年，Xun Xu和Lieyun Ding提出将小型工程中应用广泛的BIM集成到大范围GIS（即IFC和CityGML）中构建CIM的方法框架，希望以集成BIM和GIS为发展趋势，以CIM新概念为城市建设和城市管理带来巨大的效益。

近几年国际学术界对CIM的研究没有局限于对其概念的描述和定义，也有学者对CIM理论的具体实施与落实开展了研究。例如，AL Furjani等研究了CIM如何利用Open street map（OSM）数据提供的地理信息和空间数据集并应用于三维城市模型构建，以规避遥感数据集在城市区域数字化过程中的局限性；H. C. Melo等将CIM的概念应用于巴西城市污水处理基础设施管理，利用Python开发工具和GIS软件建立地下污水处理管网系统立体化模型，该模型不仅可以对污水处理数据进行记录和实时反馈，而且可以智能化地纠正管网运行状态。

伴随着CIM概念的出现与发展，国外工业界也在同步推进CIM技术的研发与应用。如Autodesk公司通过开发智能建模工具InfraWorks构建了哥伦布市区模型；Bentley通过提供集成城市环境的地上和地下信息数据与模型，收集城市公用事业基础设施模型，提供了3D城市解决方案；德国的virtualcity SYSTEMS公司开发的产品Cityzenith可用于收集、管理、分发和使用3D城市和景观模型；瑞士的Smarter Better Cities公司聚焦于可视化城市模型，开发在线平台Cloud Cities，用于共享和展示智能3D城市模型。

在政府层面，欧美发达国家的CIM研究与应用主要是围绕BIM、智慧城市开展。如英国政府发布“数字建造英国”（Digital Built Britain）战略计划，将BIM与智慧城市相结合。该战略计划沿用英国BIM Task Group主席Mark Bew给出的“BIM成熟度”（BIM Levels of Maturity）的模型，由低到高划分为BIM Level 0—BIM Level 3四个层面。其中，BIM Level 3让城市的框架——基础设施与建筑彻底数字化，结合物联网，成为智慧城市的载体。BIM Level3成为英国建筑行业数字化以及参与智慧城市的根基。

在亚洲，日本、韩国、新加坡等国家都将通过CIM技术打造智慧城市作为城市发展新路线，例如新加坡一直以来都将建立“智慧国家”的目标置于国家战略高度上，顶层设计推动并设立长期发展规划。“虚拟新加坡”实际上就是基于数字孪生理念，完全依照真实物理世界中的新加坡，建造一个可感知动态信息的三维城市模型和协作平台。

总体而言，CIM在国际上的发展正处于从概念向应用落地的研究探索阶段，尽管国际上对CIM尚无权威的定义，但将CIM概念与智慧城市相结合，将CIM应用于智慧城市已成为趋势。

1.2.2 CIM在国内的发展

CIM在国内起源于对BIM的概念延展，发展演变的时间不长，其内涵和外延一直处于探索期。基于2010年上海世博会的规划设计实践，2010年吴志强院士首创世博园区智能模型（Campus intelligent model），并于2011年正式提出了“城市智能模型”（City intelligent model）的概念。他认为CIM中间的“I”是指“intelligent”（智能），CIM不仅包括对城市数据的收集、存储和处理，更应强调基于多维模型的数据应用，以解决城市发展过程中的问题。吴院士提出的CIM概念，把视野从单体建筑提升到建筑群、城市级，从微观建筑个体信息研究升级为宏观信息集成。

2016年后，随着智慧城市、大数据、物联网等新型关键技术的大量涌现和不断发展，国内相关学术界、行业专家也结合智慧城市、数字建筑、数字孪生城市等理念从多个角度给出对CIM概念的理解。大部分行业专家学者形成一个较为主流的观点，认为CIM是在BIM的基础上发展演变而来，结合当前的技术水平和城市发展现状，CIM从范围上被界定为“由宏观的地理信息空间数据（Geo-spatial data）、微观的建筑信息模型（BIM）以及物联网（IoT）组成的城市信息有机综合体”，意为“城市信息模型（City information modeling）”。

在CIM概念和理论发展的过程中，为了落实CIM实践应用，推进BIM智能化报建审批和CIM平台落地，住房和城乡建设部于2018年选取了广州、南京、厦门、雄安新区和北京城市副中心5个试点城市，率先开展运用建筑信息模型（BIM）进行工程项目审查审批和城市信息模型（CIM）平台建设工作，结合工程建设审批、国土空间规划、城市治理等业务，推进审批程序和管理方式的变革，探索CIM应用的价值，以期从实践中收获CIM理论经验。

上述迹象标志着我国正式从CIM概念探索阶段跨入CIM试点建设阶段。通过总结各地的CIM试点经验，住房和城乡建设部在2020年9月印发《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》，正式明确了CIM、CIM基础平台及其他CIM相关术语的定义，将CIM基础平台定位成智慧城市的基础平台，对CIM基础平台的功能、数据、运维和性能作出详细的规定和要求。2021年，住房和城乡建设部又印发《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》（修订版）以及一系列和CIM 相关的数据和技术标准规范，由此结束了我国对CIM定义界定模糊的探讨期，CIM在国内进入快速发展阶段。

在CIM领域，目前国内已经形成理论探索、标准编制、技术研发、实际项目落地同步进行的局面。在项目实践上，据不完全统计，2021年1月—2022年5月的50项CIM相关招标项目信息见表1.1。从项目覆盖区域来看，从国家、省（自治区、直辖市）、市、区县到新城新区甚至社区都有涉及，不仅北京、广州、深圳、苏州、杭州等基础较好的发达地区在开展CIM建设，随着CIM概念的不断拓展，中西部等信息化基础较薄弱的地区也都开始进行CIM建设探索。从项目应用类型来看，CIM项目也在持续增加，呈现多样化的发展趋势。