前端gis开发用什么框架-android 前端开发框架

来源 本文发表于2021年7月第74期《超图通讯》

CIM基础平台提供城市多尺度时空数据管理与服务支持、城市时空建模与分析计算支持、城市场景2D、3D综合展示支持，可快速构建城市多层次CIM系统省、市和县。 根据CIM在各试点城市的示范应用，构建基于SuperMap GIS的CIM基础平台的总体建设思路可归纳为五个主要环节：制定标准、搭建基板、搭建平台、制定规则、和扩展应用。

设定标准

目前，各地CIM建设仍处于上升期，尚未形成相对统一、规范的建设体系模式，缺乏成熟的经验积累和知识积累。 对于发展趋势，“因地制宜”方案的综合评价不能一概而论。 根据所需业务、数据、服务应用类型乃至行业范围的差异，严格规范项目各阶段的工作和交付成果，确保CIM建设周期可期。 有一些标准来判断可以预期和交付的结果。

根据热点城市CIM建设相关经验的积累，按照标准类型分为数据标准、技术标准、评审标准等几大方向。 按项目周期流程，CIM标准可分为：规划前期，施工指导意见和招投标管理意见作为参考； 项目实施过程中，基于工作流程、数据标准、技术标准、智能审核标准； 、运维管理标准为核心。 SuperMap GIS通过CIM项目的前中后阶段实现交付标准部署。

▲ 图项目流程标准制定

搭建地板

基于SuperMap GIS的CIM基础平台融合了BIM、GIS、IoT等先进技术。 通过数据接入、数据处理、数据融合等GIS技术，实现城市海量多源异构数据的统一汇聚和管理，实现地上地下“六位一体”的城市空间表达，室内与室外、动态与静态、二维与三维、历史现状、宏观与微观等，便于城市管理者全面掌控城市运行状态。

基于SuperMap 3D数字底盘，可为全国、区域、城市、园区、车站、楼宇等不同层次的场景空间构建空间全覆盖、全周期管控、全业务协同的空间治理应用。等，从而提升城市管理和社会治理水平，促进城市高质量发展。 建设城市CIM数字背板，是城市各行业开展智慧应用的基础，实现城市一体化精细化管理，为全过程管控提供可靠依据和指导城市规划、设计、建设和运营。

城市地理空间数据的获取主要包括新测绘和旧数据利用两部分。 随着互联网、移动互联网、物联网等高科技技术的发展，城市数据的采集变得更加高效便捷。

• 数据访问

基于SuperMap GIS的CIM基础平台，基于不同的数据采集方式，可以集成不同类型、不同数据结构、不同分辨率甚至不同粒度的数据，如时空基础、资源调查、规划控制、工程建设项目、物联网感知和公共话题。 多源数据聚合形成CIM数据资源系统。

时空基础数据包括二维矢量、网格、地形等； 3D倾斜摄影建模数据、激光点云、人工建模等； 依托BIM模型数据，实现工程建设项目信息的表达和描述； CIM智能感知数据包括环境感知和社会感知。 环境感知主要包括光学、声学等传感技术。 社交感知是指通过交易信息、位置和移动信息、通话通信信息以及访问互联网上的社交媒体信息而产生的信息流。 其他公共专题数据通常是非结构化数据。

在CIM时空数据聚合过程中，除了基础地理信息数据、BIM和物联网感知数据等重要组成部分外，还需要各种专题数据的支持，涉及各行业调查结果等，广泛来源于区域规划、自然资源、公共监管等领域。

• 数据库建设

由于各种数据库层出不穷，各种存储引擎的特点各不相同，海量城市大数据的融合需要丰富的存储机制和多种存储引擎的支持。 基于SuperMap GIS的CIM基础平台为多源数据融合提供了多种数据存储机制，为各类数据的高效存储提供支持。 构建时空数据类型，选择不同的存储系统进行统一的数据管理。

MongoDB数据库主要用于存储栅格瓦片、矢量瓦片、三维瓦片等海量城市数据，为CIM平台缓存库的建设提供技术支持。 HBase支持城市多源数据存储，包括栅格数据（如GeoTIFF）、矢量数据（如UDB/UDBX、Shapefile、GDB等）和各种文件数据，实现基于城市时空数据的高性能存储在 HBase 数据库上。

Elasticsearch主要用于城市各种流数据的高效存储。 它提供了一个具有分布式多用户功能的全文搜索引擎。 主要应用于云计算环境，可实现海量动态物联网数据的实时搜索、稳定可靠。 ，快速的功能需求。 HDFS支持大数据在非结构化空间的存储，主要用于存储更新较少的存量数据。 它的设计基于“一次写入，多次读取”的任务，满足了CIM平台中非结构化数据库的普遍需求。

• CIM分类

城市信息模型采集存储完成后，必须按照《城市信息模型平台应用统一标准》的相关规定对城市信息模型进行分类。 在不同的管理范围和展示层面，需要依赖异构的数据组织进行表达。

根据《城市信息模型与数据处理规范》的要求，基础CIM平台应融合2D地理信息、3D模型、BIM等，实现2D、3D一体化数字模型，集成各种粒度的信息。 因此，在CIM资源整合框架下，城市信息应按照范围从大到小分为七个资源层次，即CIM ​​1级模型为表层模型，CIM 2级模型为框架模型，CIM级别 3 模型是框架模型。 模型为标准模型，CIM 4级模型为详细模型，CIM 5级模型为功能模型，CIM 6级模型为组件模型，CIM 7级模型为零件模型。

不同粒度的信息由不同维度的数字模型支撑。 采用金字塔式分级管理，将不同层级的信息和模型进行整合，通过不同模型在不同展示层级表达支持。 需要根据场景需求提供多种类型的轻量化机制。 保持多尺度场景的无缝切换和浏览缩放。

1. CIM 一级

CIM level 1侧重于对数千平方公里城市级数字化管理的表面支持。 在这个层次上，主要对城市总体分布进行粗粒度、归纳和骨架的趋势分析和呈现。 因此，CIM平台采用由DEM、DOM、DLG等组成的宏观GIS数据，主要用于表达地形、行政区划、水系分布、主干道步幅等，通常用于以下场景：作为区域和城市群的规划建设。

▲图CIM1水平面模型

2. CIM 2级

CIM level 2主要是构建城市某区域地物信息的框架模型。 显示范围小于城市级别，模型精度略大于地表级别。 主要添加交通、植被、建筑、详细规划等信息。 框架模型主要用卫星图像、房屋和不动产清单、标准地址等数据来表示。 它用DEM和DOM表示区域地形起伏，用符号表示行政区域模型，用表面表示水系模型和植被模型，用符号表示交通模型。 将城市地表对象升级为实体对象进行三维管理，对象管理更细粒度。 CIM level 2主要用于城市的城乡规划建设。

3. CIM 3级

CIM level 3主要管理低于街区级别的标准模型信息，细化到社区级别，重点表达元素、室内外表面的三维框架，主要增加站点等信息、管道、地质和城市组成部分。 因此，主要通过倾斜摄影建模数据、地质模型、专题图、房地产分层住户图、标准地址等的组合呈现，如高精度DEM和高精度DOM表达的地形、建筑模型、交通模型、水系模型、植被模型、场地模型、管道模型、城市构件和各种设施，通过符号或详细的建模数据来表达。 CIM3级主要用于城市建成区的规划、建设和管理。

4. CIM 4级

CIM 4级主要管理单体建筑模型的详细模型信息，细化到LOD1.0级别，重点对建筑内外功能及各类设施模型进行详细属性管理，主要增加项目级BIM、精度模型和房屋建筑工程CAD图纸用于补充和完善详细信息，表达元素、室内外表面及其细节的三维框架。 因此，单体BIM主要是对建筑内部构件进行细化，通过精细化模型对地形、水利设施、交通设施、管线、地下及地面信息、植被等进行细化和补充，主要用于中心城区、重点区域的规划建设、管理和运营。

▲图CIM4级精度模型

5. CIM 5级到CIM 7级

CIM level 5到CIM level 7是在CIM level 4的基础上进一步细化模型管理前端gis开发用什么框架，分别是功能模型、构造模型和零件模型。 CIM level 5和level 6主要依靠激光扫描室内模型、地下空间模型、房屋建筑CAD图纸等数据表达，实现LOD2.0和LOD3.0的数据精度，CIM level 7通过组件实现LOD4.0级 BIM 模型精度。 CIM 5级至CIM 7级主要支持和表达小场景范围内的建筑、交通、场地、地下空间等要素的室内外，以及主要功能分区、主要构件、主要设备部件。 其应用场景涉及建筑结构管理、结构设施管理和精细部件管理。

• CIM分级加工优化

基于CIM分层多源数据融合的数据质量要求，需要对源数据进行预处理以满足CIM平台整体数据要求。 SuperMap GIS基于不同的数据类型，提供多种数据分析算子，满足多场景下不同数据的处理需求。 对于矢量数据，平台提供拓扑检查、数据追加、场计算、数据集裁剪等，栅格数据处理算子包括重采样、重分级、数据集裁剪、像素格式转换等，3D数据处理方式根据不同的数据划分类型。 典型的运算符是纹理压缩、分割和合并根节点。

同一区域根据不同的CIM进行分类，模型构建方法也不同。 因此，模型处理也采用了异构策略，对各个层次的2D和3D模型的输入需求、数据处理需求、输出需求都需要相关的GIS能力支持。

1. CIM 1级优化处理

CIM Level 1主要是时空基础数字底盘数据，主要基于DEM、DOM、DLG等大比例尺地形数据，以及空间位置登记、高程数据校正、叠加计算等相关处理操作需要形成整体的CIM1层次模型以通用栅格格式存储后，提供包括空间投影和文件目录结构的模型描述文件。

2. CIM 2级优化处理

CIM level 2数据是在时空底盘的基础上，增加了标准的地址数据库、房产信息等相关的微观宏观地理信息数据，对DEM等做了更细化的要求，DLG中包含的属性字段也更多详细，包括建设目的、结构等信息。 因此，需要对CIM 2级数据做分层户、校正水面高程值、识别码、关系映射等数据处理工作，并以通用的三维数据格式存储和输出。

3. CIM 3级优化处理

CIM level 3在level 2的基础上增加了倾斜摄影建模数据、地质数据、管线专题图、城市成分专题图等数据。 对倾斜摄影、地质体、专题图进行分割、分块建模、符号建模等处理操作。 生成的CIM level 3模型以通用的3D数据格式存储，并提供包括空间投影和文件目录结构的模型描述文件。

▲地图分为层和户

4. CIM 4级优化处理

CIM 4级定义了DEM、DOM、DLG、专题图等基础模型的精细化分辨率和比例尺，定义了城市三维人工精细模型、激光组合倾斜摄影模型、地质模型等的平面精度和高程精度，管廊模型。 分米级规定BIM模型应包含建筑模型。 CIM 4级模型以通用的3D数据格式存储，提供模型描述文件，包括空间投影和文件目录结构。 CIM4级多源数据组合机制要求平台具备不同模型的分类编码和3D模型转换功能，不仅可以转换单个模型，还可以实现批量转换。

5、CIM 5级到7级优化处理

CIM 5级要求BIM模型应包括建筑物、交通、场地、地下空间等模型，精度应达到LOD2.0。 CIM 6级要求BIM模型应包括建筑、交通、场地、地下空间等模型，精度应达到LOD3.0。 CIM 7级要求BIM模型应包括主要设施设备及其零部件，精度应达到LOD4.0。 CIM 5-7级主要对BIM各LOD层级下的数据进行不同机制的处理，如基于BIM模型提取壳、删除无用子节点、实例化、简化三角网络等。

• 基于分布式技术的数据优化处理

面对海量异构数据，常见的传统处理方式效率低下，存在存储管理耗时等问题。 基于以上问题，为真正实现空间大数据的分布式计算能力，SuperMap GIS引入分布式技术，从平台内外与Spark技术进行全方位深度集成，实现空间大数据的高效处理。大规模多源数据。 海量多源数据的融合提供了前提和保障。

例如292GB的倾斜摄影建模数据，在单机单机上对相同的处理操作（合并根节点、切分、压缩纹理、转S3M、存入MongoDB）采用不同处理方式的性能对比测试线程（8CPU，64GB内存），单机多线程（4CPU，64GB内存），分布式（6节点*（4CPU，16GB内存））情况。 相比之下，传统多步执行方式3天的处理时间在分布式方式下只需要3小时，分布式技术方案大大提高了倾斜摄影的处理效率。

• 基于GP的数据优化处理

在CIM孪生数据库的构建过程中，需要进行大量复杂的数据处理工作，通常需要多步处理以优化数据质量。 随着数据类型的不断增加，传统的多步数据处理方式会增加工作量，消耗大量时间。 通过SuperMap GIS提供的地理处理GP工具，可以将600多种数据处理算子，包括200多种分布式算子，打包集成到SuperMap GIS中，通过统一的接口选择算子和关系部署，实现数据处理。 处理过程建模。 该平台只需要一个I/O，可以轻松处理多种类型的数据。 可提供从仓储、加工到出版的服务。 它还可以为各种场景提供预定义的数据处理模型，以避免相同流程的重复。 建模便于模型重用。 同时，可以在Web和PC上进行模型互操作，简化工作流程，提高任务效率。

• 多源数据融合

CIM基础平台是城市信息化的基础。 通过GIS技术与各种物联网、人工智能等的有机结合，打通数据资源的融合、共享、开发利用。 其中，突破信息孤岛、区块分割等问题，实现数据互通互联，形成多维度的综合分析和决策能力，是推进智慧城市建设的必由之路和重要条件。

基于SuperMap GIS的CIM基础平台主要依托以下共享和交换机制，实现2D、3D一体化数字孪生平台的构建：一方面，通过开放地理空间数据库连接（OGDC）标准实现数据互操作。 , 而不同的是将结构化GIS平台中的数据写入SuperMap GIS平台； 另一方面，城市2D数据、3D数据，尤其是Revit、Bentley、Catia等BIM数据，可以原生写入或通过插件转换，以UDBX的形式存储。

为了便于服务发布和访问性能的优化，UDBX中的2D和3D数据可以以“空间3D模型数据格式”标准（S3M）的形式进行整合和统一前端gis开发用什么框架，也可以转换成一个开放的3D 瓷砖规范。 服务发布基于数据融合。 一方面，UDBX中的二维数据可以以OGC服务的形式发布。 CIM平台支持WMS、WFS、WCS、WPS、CSW、KML、WMTS、GeoSS等服务类型； 另一方面，2D和3D一体化的S3M以“空间3D模型数据服务接口”的形式发布，3D Tiles规范数据作为3D Tiles对应的服务发布。 可视化展示可实现全城大场景从多源数据接入融合到服务发布全流程集成的数字孪生基础，为城市空间数据的统一标准和共享交换提供技术支撑.

• CIM互动体验

为满足各类用户需求，满足多种应用场景的便利性，基于SuperMap GIS的CIM基础平台将面向大屏、PC屏、移动终端等不同分辨率、尺寸的显示媒体，自适应地进行多终端轻量级表情交互使用。 同时，利用最新的IT可视化和交互技术，如WebGL\VR\AR，提高城市地理环境的真实表达，为人们提供身临其境的体验。

基于SuperMap GIS的CIM基础平台综合应用了各种终端的优势：

1. 融合PC端体验，主要构建城市场景等，结合HyperMap 3D GIS游戏引擎开发包效果优化，拥有强大的3D数据承载能力，展现城市全貌以及各行业多终端媒体多维度运营现状。

2、WebGL通过提供硬件3D加速渲染能力，实现城市场景和模型在浏览器中使用显卡显示，支持城市时空数据的可视化表达。

3、领导者驾驶舱通过整块超大屏幕展示关键数据内容，支持城市管理中心和指挥调度中心的全球体验。

4、CIM基础平台利用用户角色机制实现移动端的任务协同，在移动巡检、现场采集等场景下获得轻量化体验。

5、通过与VR设备的结合，使城市展示在人机交互方面具有更丰富的视觉感和体验感。

6、CIM基础平台提供AR功能支持，实现真实环境与虚拟环境的融合，在工程建设、水利水电勘察设计、航海等行业实现城市三维协同设计能力。

搭建平台

基于SuperMap CIM基础开发支撑平台先进的技术体系，在城市CIM建设中提供高效的边界时空信息服务能力，包括城市多源异构时空数据融合与治理能力、城市二维和3D一体化全要素时空信息表达能力，城市规划、建设与管理全过程指标建模与分析能力，高性能时空信息服务能力。

▲图CIM基础平台城市沙盘

SuperMap CIM基础开发支撑平台应在项目建设的各个阶段提供基础能力保障，实现多源数据“逻辑集中和物理分布”的一体化和全过程管理，具体体现在模型校验、碰撞检测、多版本管理、模型轻量化、模型提取、模型比较和差异分析等功能。

SuperMap CIM基础开发支撑平台支持通过资源展示系统对模型数据进行全面集成，支持资源查询、检索、集成和管理能力。 基于完整的模型体系，实现真实城市的全空间数字化表达，可以在此基础上进行城市计算，包括二维空间分析、三维空间分析和复杂的空间计算。 基于不同的数据类型，平台提供了多种空间分析算子。

其中，构建城市规则存储、指标体系建设、项目计划审核、计划体检表管理等流程化项目管控管理体系，是平台建设的重点发展方向。 它将是核心环节，将在下一章详细阐述。

此外，SuperMap CIM基础开发支撑平台提供基础服务支撑体系，主要包括门户建设、运维管理服务、资源中心、安全中心、开发中心、应用中心等模块。

设定规则

在规划、建设工程、自然资源等城市建设的许多领域，都将对历史、现状和未来阶段进行严格规定，细则细则细则细则。 因此，必然涉及到指标体系、指标服务能力、建设思路。 和指标类型等业务流程建设方面。

• 技术路线

SuperMap CIM基础开发支撑平台基于数字孪生场景构建，数字化翻译城市规划中的各种管控规定，运用多种GIS 2D和3D集成降维计算、规则建模、场景表达、3D空间计算, 支持3D空间关系判断和3D空间查询分析功能，实现索引库的构建。

SuperMap CIM基础开发支撑平台支持用地红线、容积率、建筑高度、地下建筑范围、总建筑面积、线路铺设率等刚性规则，以及线路铺设率、开阔度、可视面积、天际线、道路高度和宽度。 与其他柔性规则相比，这些规则以数字三维形式内置于平台，形成指标计算规则库，自动计算城市建筑和设施的全规划审批指标，快速检测现存和空间矛盾。计划的项目。 有效避免重复拆建。 用户将项目设计方案导入平台后，平台可根据待批项目类型及相应的审核指标自动计算审核。

▲图文高解析（硬性规定）

• 知识沉淀与重用

SuperMap CIM基础开发支撑平台采用DIKW金字塔（Data-Information-Knowledge-Wisdom，即数据、信息、知识和智慧）：根据现实世界的构成结构，对三维孪生数据进行分类组合，即以数据形式在虚拟世界中对实物进行数字化翻译，称为实体图书馆； 通过一定的分析统计算法挖掘出基础数据，将数据信息称为索引库； 通过提取的信息中的规律，进行数学建模，以反映现实世界，利用探索到的知识评估当前情况的影响因素，并利用变化规律的模型来预知未来，即模型图书馆; 通过对未来的检测来优化现状，做出相关资源调整等变化，体现智慧。

例如，利用物理数据库中某个城市或地区的住房、人口等基础专题数据进行信息挖掘，查看该地区人和物在时空范围内的分布和变化规律，从而得到人均住房面积、区域时间段人流量等指标数据； 然后利用挖掘出的信息进行定期的“二次挖掘”分析和建模，得到不同影响因素和事件之间的复杂关联关系，判断区域土地开发强度、资源承载能力等因素，从而得到模型库； 然后根据构建的模型进行图像分析、状态预测、未来模拟推演，得到未来规划设施的时空分布，如规划地铁后的未来客流分析； 最后，根据推演结果，合理调整政策导向和资源调整，以达到区域发展的优化设施和稳定效果。

The whole process is reused and recycled, and the model is constantly adjusted to improve the prediction results, so as to achieve the purpose of knowledge accumulation and reuse. This is also the process of continuous self-optimization of the system. At present, the application of this method is relatively mature, including traffic flow forecasting, population forecasting, and land type forecasting.

• build process

First of all, according to the management and control regulations of various local governments and planning departments on the overall urban design, it is necessary to classify the rules and regulations according to the dimensions of basic information, design attributes, location indicators, space occupancy, spatial layout, and spatial impact to form a rule base . According to different types, the textual regulations are stored in a unified template, and the platform automatically performs index dictionary correspondence and index configuration according to the template and field information, and aligns and arranges algorithms according to the index configuration to form an index library. At the same time, configure the precipitation model according to various business scenarios and indicators to achieve reuse. When users need to conduct project review, they can upload the project project file, create or select relevant rules, and the system will automatically map to the corresponding index process and complex operator arrangement, start the automatic review process, and finally generate the physical examination form from the analysis results , submit it to the user, and realize the rapid engineering compliance review task in the way of unattended machine review of the whole process.

• Indicator type

Based on the classification types in the index system, including construction engineering, road engineering, water supply and drainage engineering, comprehensive pipe gallery, gas engineering, thermal engineering, electric power engineering, communication engineering, sanitation engineering, garden engineering, forestry engineering, wetland engineering, etc. There are more than 500 index algorithm models in different industry projects, mainly divided into basic information, design attributes, location indicators, space layout, height control, space influence and other index types. The SuperMap CIM basic development support platform provides a general index system, empowers various industries to automatically review tasks, and supports functions such as index editing, updating, and batch deletion. Users can flexibly expand index types and parameters according to needs, and customize flexibly.

• Indicator automation application

The SuperMap CIM basic development support platform combines urban design with 3D GIS technology, digitally translates urban design management and control rules into multiple electronic rules, converts 3D space into 3D digital space, and realizes the application of the entire link from urban design to planning management.

The red line of the road is a core rule in urban road planning, and the construction of each project must be strictly followed. According to relevant regulations, no permanent buildings are allowed within the red line, and three-dimensional objects such as balconies, exterior walls, and stairs along the street cannot occupy the three-dimensional space of the road. The SuperMap CIM basic development support platform supports stretching and constructing the red line of the road as a solid model and performing Boolean operations on the building model. It can not only judge whether the building exceeds the road, but also accurately calculate the area and volume of the exceeding part. The buffer zone is constructed through the red line of the road combined with the distance of the retreat line, and the control box based on the volume object is generated by linear stretching based on the surface of the buffer zone, and then the three-dimensional spatial relationship with the objects along the street is judged to determine which buildings do not conform to the rules.

Expand application

CIM integrates IT, BIM, GIS, IoT and other technologies. Through the various data management, data processing, analysis and mining, and visual display capabilities provided by the CIM basic platform, it provides basic GIS capabilities for application systems in various industries, and carries out 1 +N application, serving multiple scenarios such as urban planning, construction and governance, and helping cities tap the value of data.

In the CIM+ application system, based on the capabilities of the SuperMap CIM basic platform, it can assist business applications in multiple industries such as planning and construction, urban management, urban operation monitoring and comprehensive decision-making, and assist multi-directional intelligent development of natural resources and urban refined management.

Combining the construction experience of the pilot cities and the continuous exploration of SuperMap GIS in CIM, this paper proposes the idea of ​​building a CIM platform based on the SuperMap CIM basic development support platform from the aspects of setting standards, building a base, building a platform, setting rules, and expanding applications. Explain in detail the content of each level of construction.

By building a CIM basic platform based on SuperMap GIS, different collaborators in various disciplines and fields who are committed to urban development can develop, build, operate, and maintain cities effectively, rationally, and sustainably. Optimize the city management model.

SuperMap Group

Writer: Wu Mengyao, Product Consulting Department Editor: Wang Jingjing Wang Yuwei Reviewer: Li Shaohua Wu Xiaoyan

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