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在数字化浪潮的推动下，城市的发展模式正发生深刻变革。从BIM到CIM，再到数字孪生，技术的演进为城市的规划、建设和管理带来了全新的视角和工具。今天，我们就来深入探讨这一技术发展脉络，以及它如何赋能城市地下空间的数字孪生建设。
一、从BIM到CIM：技术的跨越与融合BIM，即建筑信息模型，是一项利用数字化手段对建筑项目进行表达的技术。它通过多维仿真的数字化、可视化平台，将建筑项目的各种信息集成形成工程数据模型。自1998年引入我国以来，BIM经历了从概念导入到深度应用的三个发展阶段，目前已被广泛应用于设计、施工、运维等多个阶段，极大地提高了建筑行业的信息化水平。例如，在设计阶段，BIM可用于方案比选、布局优化、环境模拟等；在施工阶段，能进行三维场布、模架设计碰撞检查等；运维阶段则可实现设备设施运行监控、隐蔽工程管理等功能。
随着智慧城市建设的推进，CIM（City Information Modeling）应运而生。它是一种更宏大的技术概念，将BIM、GIS（地理信息系统）、IOT（物联网）等技术深度融合，形成一个三维城市空间模型和城市信息的有机综合体。与传统的数字城市相比，CIM不仅数据颗粒度更细，还能实现城市的可感知、动态在线和虚实交互，是数字孪生城市的关键基础。通过BIM+GIS+IOT的数据融合，CIM能够整合城市地理信息、物联网数据等，为城市治理提供全面、精准的数据支持。
二、数字孪生：城市智能化的新引擎数字孪生技术的概念最早由美国空军研究实验室提出，最初应用于军事领域。如今，它已拓展至智能制造和智慧城市等多个领域。数字孪生城市是数字孪生技术在城市层面的广泛应用，它基于数据驱动、软件定义、平台支撑，实现城市全状态的实时化、可视化，以及城市管理决策与服务的协同化和智能化。例如，雄安新区和北京副中心等城市已经率先应用CIM技术开展数字孪生城市建设。
数字孪生城市的总体架构涵盖了从感知层、网络层到应用层的多个层次。通过全域布局的智能设施，如传感器网络，实现对城市道路、桥梁等基础设施的全面数字化建模和动态监测。同时，高效运行的智能专网保障了物理城市与数字城市之间的虚实融合和并行运行。城市大脑则作为核心，汇聚和交融不同来源的数据，具备自主学习与集中调度能力，实现城市全要素数据治理和智能管控。
数字孪生城市的典型应用场景包括“规建管”协同管控、虚实互动以虚控实、情景交融以人为本等。这些场景不仅提升了城市的精细化管理水平，还为市民提供了更加个性化和主动的服务体验。
三、城市地下空间数字孪生：探索与实践地下空间作为城市的重要组成部分，其数字化和智能化管理对于提升城市运行效率和资源利用率具有重要意义。在“十三五”时期，我国就已开始建立和完善城市地下空间规划体系，推动地下空间开发利用规划的编制和审批工作。
目前，城市地下空间数字孪生的应用主要集中在轨道交通、地下管廊等领域。例如，在轨道交通勘察中，利用大数据和地质调查资料，结合BIM模型，构建地质、地表、建筑物一体化的全矢量三维岩土工程BIM模型。在地铁车站建设中，BIM技术可用于校核预留洞口尺寸、位置等信息，减少返工浪费，提高工程量统计的精准度和时效性。地铁隧道的数字孪生则通过三维激光扫描技术实现，能够提供隧道数字正射影像、环片收敛变形情况等多种成果，为隧道的安全运营提供数据支持。
此外，地下空间数据支撑管理平台的建设也为城市地下空间的智能化管理提供了有力保障。例如，安全隐患排查管理系统可对安全风险与隐患进行分级、分类、系统化管理，通过PC端和移动端相结合的方式，实时监控施工现场的隐患。
四、未来展望：数字孪生引领城市地下空间新发展随着技术的不断进步和应用的深入拓展，数字孪生技术将在城市地下空间领域发挥更为重要的作用。它将推动城市地下空间的规划、建设和管理向更加智能化、精细化的方向发展。未来，我们可以预见，在数字孪生技术的助力下，城市地下空间将变得更加安全、高效和可持续，为城市的高质量发展注入新的活力。让我们共同期待这一美好愿景的实现！
以下为方案部分截图：
