一、城市信息模型（CIM）的基礎(chǔ)認(rèn)知：從概念到技術(shù)的立體解碼演講人01城市信息模型（CIM）的基礎(chǔ)認(rèn)知：從概念到技術(shù)的立體解碼02面向未來的CIM素養(yǎng)培養(yǎng)：技術(shù)之外的“城市溫度”目錄2025高中城鄉(xiāng)規(guī)劃之城市信息模型課件各位老師、同學(xué)們：作為一名深耕城鄉(xiāng)規(guī)劃教育十余年的一線教師，我始終認(rèn)為，高中階段的城鄉(xiāng)規(guī)劃教學(xué)不應(yīng)局限于理論灌輸，而要讓學(xué)生觸摸到城市發(fā)展的“脈搏”。近年來，隨著智慧城市建設(shè)加速，“城市信息模型（CIM）”逐漸從專業(yè)領(lǐng)域走向公眾視野。2025年，當(dāng)我們將CIM納入高中城鄉(xiāng)規(guī)劃課程時，不僅是響應(yīng)“數(shù)字中國”戰(zhàn)略的需求，更是為學(xué)生打開一扇“用數(shù)字讀懂城市”的窗口。接下來，我將從基礎(chǔ)認(rèn)知、核心應(yīng)用、教學(xué)實踐、素養(yǎng)培養(yǎng)四個維度，與大家深入探討這一主題。01城市信息模型（CIM）的基礎(chǔ)認(rèn)知：從概念到技術(shù)的立體解碼城市信息模型（CIM）的基礎(chǔ)認(rèn)知：從概念到技術(shù)的立體解碼要理解CIM在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的價值，首先需要建立清晰的概念框架。在日常教學(xué)中，我常發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易將CIM與BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系統(tǒng)）混淆，因此，我會從“是什么—為什么—怎么來”三個層面展開講解。1概念解析：CIM的核心內(nèi)涵CIM（CityInformationModeling）是“城市級的信息模型”，官方定義為“以三維地理信息為基礎(chǔ)，整合城市地上地下、室內(nèi)室外、歷史現(xiàn)狀未來多維多尺度信息模型數(shù)據(jù)和城市感知數(shù)據(jù)，構(gòu)建起的城市三維空間數(shù)字底板”。這個定義有三個關(guān)鍵詞需要重點理解：城市級：區(qū)別于BIM的“建筑級”，CIM覆蓋范圍是整個城市或區(qū)域，小到社區(qū)道路、大到流域生態(tài)，所有空間要素都被納入模型；全要素：不僅包含建筑、道路等物理實體，還整合人口、經(jīng)濟、環(huán)境等社會數(shù)據(jù)，甚至包括歷史文化、政策法規(guī)等非空間信息；全周期：不同于傳統(tǒng)靜態(tài)規(guī)劃模型，CIM支持從規(guī)劃編制、建設(shè)實施到運營維護(hù)的全生命周期管理，數(shù)據(jù)隨城市發(fā)展動態(tài)更新。1概念解析：CIM的核心內(nèi)涵舉個例子，我曾帶領(lǐng)學(xué)生用某城市的CIM平臺觀察老城區(qū)更新項目——模型中不僅能看到現(xiàn)狀建筑的三維形態(tài)，還疊加了人口密度、商業(yè)活力、歷史建筑保護(hù)等級等20余項數(shù)據(jù)，學(xué)生直觀感受到“城市不是鋼筋水泥的堆砌，而是多要素交織的生命體”。2技術(shù)特征：CIM的底層邏輯CIM的“強大”源于其技術(shù)集成性。它以三維地理信息系統(tǒng)（3DGIS）為基礎(chǔ)，融合了BIM、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)、人工智能（AI）等技術(shù)，形成三大核心能力：三維可視化：通過高精度建模，將抽象的規(guī)劃指標(biāo)轉(zhuǎn)化為直觀的三維場景。比如，學(xué)生在做“校園周邊交通優(yōu)化”課題時，用CIM模擬不同道路拓寬方案下的車流變化，紅色（擁堵）、綠色（暢通）的動態(tài)熱力圖讓方案對比一目了然；數(shù)據(jù)融合性：打破“信息孤島”，將規(guī)劃、國土、交通、環(huán)保等多部門數(shù)據(jù)“拉通”。我曾指導(dǎo)學(xué)生分析某新區(qū)“職住平衡”問題，CIM平臺同時調(diào)取了就業(yè)崗位分布（人社局）、住宅空置率（住建局）、通勤時間（交通局）等數(shù)據(jù)，多維度驗證規(guī)劃合理性；模擬推演性：通過算法模型預(yù)測城市發(fā)展趨勢。例如，在“應(yīng)對暴雨內(nèi)澇”的探究中，學(xué)生輸入降雨強度、地表滲透率等參數(shù)，CIM能模擬不同下墊面改造方案（如增加透水鋪裝、建設(shè)海綿設(shè)施）的內(nèi)澇緩解效果，為規(guī)劃決策提供科學(xué)依據(jù)。3與相關(guān)技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系為幫助學(xué)生厘清邊界，我會用“金字塔”模型類比：BIM是“建筑細(xì)胞”，聚焦單棟建筑的細(xì)節(jié)（如管線布局、結(jié)構(gòu)安全）；GIS是“城市骨架”，側(cè)重地理空間的分析（如選址、流域劃分）；而CIM則是“城市生命體”，將BIM的微觀數(shù)據(jù)、GIS的宏觀框架，與物聯(lián)網(wǎng)的實時感知、大數(shù)據(jù)的趨勢預(yù)測結(jié)合，形成“從微觀到宏觀、從靜態(tài)到動態(tài)”的完整城市數(shù)字鏡像。二、CIM在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的核心應(yīng)用：從“紙上規(guī)劃”到“數(shù)字治理”的跨越理解CIM的技術(shù)邏輯后，我們需要回到城鄉(xiāng)規(guī)劃的本質(zhì)——解決城市問題。在教學(xué)中，我常引導(dǎo)學(xué)生思考：“如果讓你用CIM優(yōu)化所在城市的某一規(guī)劃環(huán)節(jié)，你會從哪里入手？”通過案例分析，學(xué)生逐漸認(rèn)識到，CIM正推動城鄉(xiāng)規(guī)劃從“經(jīng)驗驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)型，具體體現(xiàn)在以下三大場景。1規(guī)劃編制：讓“藍(lán)圖”更科學(xué)1傳統(tǒng)規(guī)劃編制依賴抽樣調(diào)查和經(jīng)驗判斷，而CIM能提供“全量數(shù)據(jù)+精準(zhǔn)模擬”的支持。以“城市中心區(qū)功能布局”為例：2現(xiàn)狀診斷：CIM整合現(xiàn)狀用地性質(zhì)（是否存在“工業(yè)用地插花”）、人口熱力（哪些區(qū)域人氣最旺）、交通可達(dá)性（地鐵站點500米覆蓋范圍）等數(shù)據(jù)，快速識別“功能混雜區(qū)”“服務(wù)盲區(qū)”；3方案比選：學(xué)生設(shè)計3種功能布局方案（如“商業(yè)主導(dǎo)”“商住平衡”“產(chǎn)城融合”），CIM可模擬每種方案下的交通流量、就業(yè)崗位匹配度、碳排放量等指標(biāo)，量化對比優(yōu)劣；4風(fēng)險預(yù)警：通過AI算法預(yù)測方案實施后的潛在問題，比如高密度開發(fā)是否會導(dǎo)致周邊小學(xué)學(xué)位超載？大型商業(yè)體是否會加劇高峰時段擁堵？這些預(yù)判能幫助規(guī)劃師提前調(diào)整方案。1規(guī)劃編制：讓“藍(lán)圖”更科學(xué)我曾帶學(xué)生參與某縣城“歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃”，CIM平臺不僅展示了街區(qū)建筑的歷史風(fēng)貌（如清代院落的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)），還疊加了游客承載量、居民生活需求等數(shù)據(jù)，最終學(xué)生提出的“核心區(qū)保護(hù)+外圍功能疏解”方案，因兼顧文化傳承與民生需求，被當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門采納。2實施監(jiān)管：讓“落地”更精準(zhǔn)規(guī)劃“紙上畫畫、墻上掛掛”曾是行業(yè)痛點，而CIM通過“數(shù)字孿生”實現(xiàn)了“規(guī)劃—建設(shè)—運營”的閉環(huán)監(jiān)管。例如：建設(shè)階段：CIM與施工現(xiàn)場的BIM模型實時對接，可監(jiān)測建筑高度、退線距離是否符合規(guī)劃要求。我?guī)W(xué)生參觀某工地時，看到管理人員通過CIM平臺發(fā)現(xiàn)某住宅樓比規(guī)劃多建了一層，及時叫停了違規(guī)施工；運營階段：CIM接入物聯(lián)網(wǎng)傳感器（如空氣質(zhì)量監(jiān)測、垃圾桶滿溢報警），可動態(tài)評估規(guī)劃目標(biāo)是否實現(xiàn)。比如，某生態(tài)園區(qū)規(guī)劃要求“綠地率不低于40%”，CIM通過衛(wèi)星影像和地面?zhèn)鞲衅鲗崟r計算綠地覆蓋情況，一旦低于閾值便觸發(fā)預(yù)警；動態(tài)調(diào)整：當(dāng)城市發(fā)展超出預(yù)期（如人口激增、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型），CIM可快速模擬規(guī)劃調(diào)整的影響。我參與的某新區(qū)規(guī)劃評估中，因新能源產(chǎn)業(yè)落地導(dǎo)致就業(yè)人口增加20%，CIM模擬顯示原規(guī)劃的公服設(shè)施（學(xué)校、醫(yī)院）將短缺，最終推動了規(guī)劃的動態(tài)修編。3公眾參與：讓“決策”更包容城鄉(xiāng)規(guī)劃的核心是“以人為本”，但傳統(tǒng)公眾參與常因信息不對稱流于形式。CIM的可視化、交互性特點，讓公眾能“看懂規(guī)劃、參與規(guī)劃”。例如：低門檻展示：通過CIM的“輕量化”網(wǎng)頁或APP，市民無需專業(yè)知識，就能在三維場景中查看規(guī)劃方案（如“我家樓下會不會建變電站？”“小區(qū)旁邊的公園多大？”）；沉浸式體驗：結(jié)合虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)，市民可“走進(jìn)”規(guī)劃中的社區(qū)，感受步行道寬度、日照時長等細(xì)節(jié)。我曾組織學(xué)生用CIM+VR開展“社區(qū)微更新”公眾參與活動，一位老人在虛擬場景中“走”了規(guī)劃中的無障礙步道后說：“這個坡太陡，輪椅不好推”，直接推動了方案修改；數(shù)據(jù)化反饋：公眾提出的意見（如“希望增加兒童活動空間”）可通過CIM平臺量化分析——比如，在某個區(qū)域增加500㎡兒童設(shè)施，會占用多少綠地？對周邊交通影響多大？這些數(shù)據(jù)能幫助規(guī)劃師更理性地吸納民意。3公眾參與：讓“決策”更包容三、2025年高中CIM教學(xué)的實踐路徑：從“知識傳授”到“能力培養(yǎng)”的轉(zhuǎn)型明確了CIM的價值后，關(guān)鍵是如何將其融入高中教學(xué)。考慮到高中生的認(rèn)知水平和課程容量，教學(xué)設(shè)計需遵循“從感性到理性、從工具使用到思維培養(yǎng)”的邏輯，我在實踐中總結(jié)了“三階遞進(jìn)”模式。1第一階：興趣激發(fā)——用“身邊的CIM”打開認(rèn)知高中階段的學(xué)生對抽象概念敏感，但對“身邊的案例”充滿好奇。因此，教學(xué)起點應(yīng)是“用CIM解釋學(xué)生熟悉的城市現(xiàn)象”。例如：案例導(dǎo)入：展示學(xué)生所在城市的CIM應(yīng)用成果，如“某條擁堵道路的改造前后對比”（CIM模擬顯示拓寬2米可降低30%擁堵）、“學(xué)校周邊公園的選址過程”（CIM綜合了學(xué)生上下學(xué)路徑、居民活動需求）；體驗活動：引入輕量化CIM工具（如部分城市開放的公眾版平臺），讓學(xué)生自主操作——比如，用鼠標(biāo)拖動調(diào)整“虛擬校園”的操場位置，觀察對周邊交通和日照的影響；問題驅(qū)動：拋出“如果用CIM優(yōu)化我們的校園周邊環(huán)境，你最想解決什么問題？”等問題，激發(fā)學(xué)生的探索欲。我曾在課堂上展示某學(xué)生用CIM分析“校門口早高峰擁堵”的小項目，他通過模型發(fā)現(xiàn)，擁堵主因不是車多，而是家長停車區(qū)域離校門過遠(yuǎn)，建議增設(shè)即停即走通道，這種“用技術(shù)解決身邊問題”的成就感，比單純講概念更有效。2第二階：技能奠基——從“工具操作”到“數(shù)據(jù)思維”興趣激發(fā)后，需要逐步培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)技能，但需避免陷入“軟件操作”的誤區(qū)。我的教學(xué)策略是“輕工具、重思維”：工具選擇：優(yōu)先使用低門檻、可視化的CIM平臺（如部分教育版軟件），重點讓學(xué)生掌握“數(shù)據(jù)調(diào)取—關(guān)聯(lián)分析—可視化表達(dá)”的流程，而非復(fù)雜建模；數(shù)據(jù)素養(yǎng)：引導(dǎo)學(xué)生理解“數(shù)據(jù)從哪里來、有什么用”。例如，在“社區(qū)公共服務(wù)設(shè)施規(guī)劃”課題中，我會帶學(xué)生從政府公開數(shù)據(jù)平臺（如統(tǒng)計年鑒、規(guī)劃公示網(wǎng)）獲取人口、用地等數(shù)據(jù)，再導(dǎo)入CIM平臺關(guān)聯(lián)分析，讓學(xué)生明白“數(shù)據(jù)是規(guī)劃的‘原材料’”；跨學(xué)科融合：CIM涉及地理（空間分析）、數(shù)學(xué)（統(tǒng)計建模）、信息技術(shù)（平臺操作）等多學(xué)科知識。我會設(shè)計“問題鏈”引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用——比如，“如何用CIM判斷某區(qū)域是否需要建幼兒園？”需要地理（人口分布）、數(shù)學(xué)（人口出生率計算）、信息技術(shù)（平臺操作）的協(xié)同，這種融合能打破學(xué)科壁壘，培養(yǎng)系統(tǒng)思維。3第三階：實踐創(chuàng)新——用“真實項目”提升綜合能力高中教學(xué)的最終目標(biāo)是培養(yǎng)“解決真實問題”的能力。我會通過“項目式學(xué)習(xí)（PBL）”，讓學(xué)生以“準(zhǔn)規(guī)劃師”身份參與CIM實踐：選題貼近生活：選擇學(xué)生關(guān)心的議題，如“老舊小區(qū)加裝電梯的空間可行性分析”“校園周邊500米生活圈完善方案”等，確保學(xué)生有參與熱情；過程模擬專業(yè)：按照“問題診斷—數(shù)據(jù)收集—模型構(gòu)建—方案比選—成果展示”的專業(yè)流程推進(jìn)，我會邀請規(guī)劃師、GIS工程師作為校外導(dǎo)師，為學(xué)生提供技術(shù)指導(dǎo)；成果可視化輸出：要求學(xué)生用CIM平臺生成三維方案圖、數(shù)據(jù)報表、動態(tài)模擬視頻等，甚至鼓勵將優(yōu)秀方案通過“市長信箱”“規(guī)劃公眾平臺”提交，讓學(xué)生感受“規(guī)劃的社會價值”。我?guī)У膶W(xué)生曾用CIM分析本地“菜市場布局優(yōu)化”，提出的“在新建社區(qū)配套15分鐘便民菜站”建議，被寫入?yún)^(qū)“十四五”商業(yè)網(wǎng)點規(guī)劃，這種“被看見”的體驗，是最好的學(xué)習(xí)動力。02面向未來的CIM素養(yǎng)培養(yǎng)：技術(shù)之外的“城市溫度”面向未來的CIM素養(yǎng)培養(yǎng)：技術(shù)之外的“城市溫度”在教學(xué)中，我始終強調(diào)：CIM是工具，但其背后的核心是“對城市的理解與關(guān)懷”。因此，除了技術(shù)技能，更要培養(yǎng)學(xué)生三種素養(yǎng)。1數(shù)據(jù)思維：從“信息接收者”到“問題發(fā)現(xiàn)者”CIM時代的規(guī)劃師，需要具備“用數(shù)據(jù)說話”的能力。我會引導(dǎo)學(xué)生跳出“數(shù)據(jù)好看就行”的誤區(qū)，學(xué)會質(zhì)疑數(shù)據(jù)、驗證數(shù)據(jù)。例如，在分析“某區(qū)域人口增長”時，學(xué)生不僅要調(diào)取統(tǒng)計數(shù)據(jù)，還要結(jié)合實地調(diào)研（如觀察周邊新建小區(qū)入住率）驗證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；在使用CIM模擬結(jié)果時，要思考“模型假設(shè)是否合理？”（如是否考慮了政策變動、突發(fā)事件的影響）。這種“批判性數(shù)據(jù)思維”，能讓學(xué)生避免被“漂亮的模型”誤導(dǎo)，更接近城市的真實邏輯。2人文情懷：技術(shù)理性與社會價值的平衡CIM的“精準(zhǔn)”可能讓學(xué)生陷入“唯數(shù)據(jù)論”，因此必須強調(diào)規(guī)劃的人文屬性。我常舉的例子是：某老城區(qū)改造中，CIM顯示拆除一片舊宅建商場能帶來更高經(jīng)濟效益，但這些舊宅是居民的“記憶載體”，最終規(guī)劃選擇了“微改造+功能更新”。我會讓學(xué)生討論：“如果數(shù)據(jù)和情感沖突，你會如何選擇？”通過這類辯論，學(xué)生逐漸理解：“規(guī)劃不僅是技術(shù)問題，更是社會問題；CIM的價值，在于讓我們更科學(xué)地權(quán)衡‘效率’與‘公平’‘發(fā)展’與‘傳承’。”3責(zé)任意識：未來城市的“共建者”而非“旁觀者”CIM教學(xué)的終極目標(biāo)，是讓學(xué)生意識到“每個人都是城市的主人”。我會通過“代際視角”引導(dǎo)學(xué)生思考：“你們現(xiàn)在設(shè)計的社區(qū)，可能在20年后成為你們生活的地方；你們保護(hù)的歷史建筑，可能成為子孫后代的文化根脈?！边@種“未來代入感”能激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感。我曾帶學(xué)生用CIM模擬“2050年城市應(yīng)對老齡化”，他們在方案中加入了“適老化步道”“社區(qū)共享廚房”等設(shè)計，有學(xué)生說：“現(xiàn)在多考慮一點，未來父母養(yǎng)老會更方便?！边@種從“為作業(yè)設(shè)計”到“為生活設(shè)計”的轉(zhuǎn)變，正是素養(yǎng)培養(yǎng)的體現(xiàn)。結(jié)語：用CIM連接“數(shù)字城市”與“人文城市”回顧今天的課程，我們從CIM的基礎(chǔ)概念出發(fā)，探討了它在規(guī)劃編制、實施監(jiān)管、公眾參與中的應(yīng)用，分享了高中階段的教學(xué)實踐路徑，最終落腳于“技