本书针对CIM规划建设中存在关键技术难点，以BIM/IOT数据空间化、语义化为基础，建立城市级CIM搜索引擎，开展CIM要素高效查询与综合管理，推动VR/AR、数字孪生、可视化决策等应用。内容包括：1以GIS为基础的CIM管理、CIM轻量级目录索引与搜索引擎建设、BIM与视频数据轻量化、空间化、语义化处理，以有效解决数据存储、计算能力不足所导致CIM开发瓶颈；2结合国内外GIS、BIM、IOT主流产品（ESRI、AUTODESK、UNITY、超图、海康等）实际操作与编程开发，针对BIM-GIS一体化、视频-GIS一体化、三维视频地图等关键技术，给出可操作性方案，作为CIM建设实施之实用指南。
本书针对当前CIM建设热潮中诸多技术挑战与应用难点，以产业化、社会化为导向，以3D GIS为集成平台，以BIM/IoT超轻量化为必要手段，开发了CIM搜索引擎、视频地图、赛博地图、孪生楼宇、AR/VR等一系列关键技术与产品，服务于城市大数据综合治理。
本书内容包括：①通过BIM/IoT参数 语义超轻量化处理，融合3D GIS，建立城市级CIM目录索引与搜索引擎，实现CIM构件高效查询与定位导航；②基于深度学习，对海量监控视频开展空间标定、语义识别与轨迹提取，添加热点标签，开发三维视频地图，使地图逻辑从静态走向动态；③在Unity中导入BIM模型与IoT数据，开发动态场景，进行分析模拟，结合AR/VR探索数字孪生，实现监测诊断与仿真优化；④针对赛博虚拟空间管理，拓展IP，增加经纬度与高程，开展网络对象与资源空间测绘，建立虚实一体化三维赛博地图，使互联网成为新一代全球定位系统。
本书结合CIM主流软件GIS：Cesium | BIM：Revit | IoT：Unity开发了城市风险治理CIM一张图、三维视频地图、三维赛博地图、CIM搜索引擎、互联网空间定位、多媒体 灯光秀室内指引、二维码室内导航等专利产品，以此为基础，进行了孪生楼宇AR火灾应急、地铁人员VR疏散模拟、占道施工AR辅助挖掘等工程实践，为CIM开发者与应用者提供了务实解决方案与可操作指南。
在CIM实施策略方面，本书提出了：借鉴互联网地图成功经验，开发城市级CIM目录索引与搜索引擎；借鉴城市网格化管理成功经验，推动CIM集约开发与规模应用；借鉴区块链成功经验，建立CIM区域自治 安全共享产业化机制。
参与本书撰写工作的有修文群、戴明良、李晓明、齐文光、汪驰升、王新雨等，深圳城市公共安全技术研究院、深圳大学建筑规划学院提供了大力支持，本书学习借鉴了国内外同行诸多先进成果（可以扫描下方二维码获取参考文献），在此致以衷心感谢。
本书读者对象包括智慧城市规划建设与管理者，城市信息化系统开发人员与工程实施人员，地理信息、规划设计、建筑工程、设施监测、工业控制、城市安全等大专院校师生与科研人员，以及GIS、BIM、IoT、数字孪生等方向技术爱好者。
作者
2025年1月
修文群，博士/高工，任职于清华大学、中科院等, 专业方向为地理信息系统、大数据与云计算。作为负责人承担国家基金及部委院市科技课题15项，参与深圳、海口、厦门等智慧城市建设；作为第1作者，出版专著10部，发表SCI/EI/中文论文40篇；作为第1申请人，授权发明专利45项。
第1章 CIM关键技术与实施策略 1
1.1 CIM关键技术开发 3
1.2 借鉴网格化管理经验，推动CIM集约开发与规模应用 7
1.3 基于区块链技术的CIM开发应用 11
第2章 BIM超级轻量化 16
2.1 BIM模型轻量化编程实现 17
2.2 模型属性数据轻量化示例 21
第3章 视频轻量化与三维视频地图 53
3.1 基于3D GIS监控视频集成管理与目标搜索关键技术 53
3.2 基于3D GIS监控视频动态目标空间标定关键技术 60
3.3 基于城市天际线的遥感视频生产与交通信息提取 68
3.4 基于视频深度学习的密集人群安全监测 78
3.5 城市全景视频热点标签交互技术 85
3.6 三维视频地图专利组 90
第4章 互联网空间定位与三维赛博地图 99
4.1 基于IP测绘与GIS拓展的互联网空间定位系统 99
4.2 虚拟-现实一体化3D CyberGIS 108
4.3 互联网新型全球空间定位系统专利组 114
第5章 CIM搜索引擎开发 121
5.1 总体设计 121
5.2 关键技术与功能模块 123
5.3 基础平台搭建集成 131
5.4 主体功能开发 138
第6章 CIM数字孪生开发 161
6.1 孪生城市IoT设备 162
6.2 主流孪生方案及其IoT工具 163
6.3 常用物联网通信协议 166
6.4 Unity与IoT连接方式 170
6.5 孪生楼宇实施案例 180
第7章 基于CIM的AR/MR开发应用 220
7.1 基于SLAM 定位二维码的室内逃生指引系统 221
7.2 基于BIM AR的占道开挖辅助施工系统 231
7.3 基于HoloLens MR的三维电子沙盘 242
第8章 城市安全大数据综合治理综述 251
8.1 建立大数据联席会议机制，推进城市安全综合治理 251
8.2 以大数据CIM一张图为核心，建立公共安全综合治理新模式 253
8.3 建立闭环，提升质量，推动城市风险评估治理一体化 256
8.4 升级大数据呼叫中心，推动城市安全群防群治 261
8.5 宏观灾害大数据情景构建与应急优化 264
第9章 城市风险治理CIM一张图 267
9.1 系统概述 268
9.2 开发路线 270
9.3 程序实现 272
9.4 创新之处 280
9.5 风险治理CIM一张图版本迭代与功能实现 282
9.6 城市风险隐患举报微信公众号 296
第10章 基于CIM的高层楼宇火灾应急仿真 302
10.1 事故类型选定与模拟情景设计 303
10.2 模拟系统关键技术 305
10.3 楼宇灾害情景演化 311
10.4 全景视频VR逃生模拟 318
10.5 基于Pathfinder的高层楼宇疏散模拟 323
第11章 基于CIM的地铁人员模拟疏散 329
11.1 系统功能设计 330
11.2 事故情景设定 331
11.3 静态事故场景构建 331
11.4 VR事故场景构建 336
11.5 人员模拟疏散功能实现 346
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