一、 总则：项目目标、铁律与核心决策

1.1 项目目标

为某中亚国家首都环线公路项目，提供全长25公里、中线两侧各100米范围的1:500带状地形测绘成果。核心要求：在完全免除像片控制点的前提下，确保成果精度全面满足并优于国家及行业相关规范。

1.2 项目铁律
西安试验场全流程验证是本项目启动的绝对前提。 

所有技术流程、设备参数、人员操作及最终精度，必须在西安5公里模拟测区内完成闭环测试并达标。试验结论为“通过”前，境外项目不得启动。

1.3 技术路线终审决策
经综合论证，摒弃传统航测立体法及二维测图法，最终确定技术路线为：

“GNSS/水准控制网 + 大疆M300无人机搭载数字绿土X3-H雷达PPK免像控航飞 + 激光点云与实景三维模型融合生产 + CASS 3D三维智能测图”

此路线一次性解决了外业效率瓶颈与内业复杂地物采集精度难题，是技术最优解。

1.4 决策依据矩阵

1.5 执行规范与设计精度

本项目执行以下规范，并实施内部加严设计：

二、 西安试验场：外业全流程验证

2.1 第一阶段：高精度三维控制网建立（平面与高程基准）

本阶段目标是获取每个控制点精确的平面坐标（X, Y）和正常高（H），为后续所有工作提供唯一、可靠的绝对基准。

2.1.1 GNSS平面控制测量

布网：沿5公里试验线，布设KX01至KX05共5个四等控制点，构成带状附合网，并强制联测2个已知控制点作为起算基准。

观测：使用4台及以上双频GNSS接收机进行同步静态观测，每个时段有效观测时长≥60分钟，采样间隔5秒，卫星高度截止角10°。

数据处理 (科傻GPS或HBC、TBC软件)：

1.数据下载与预处理，检查数据完整性。

2.导入已知CORS点坐标。

3.进行三维无约束平差，检查基线向量解算质量与重复性。

4.以已知点为固定点，进行二维约束平差，解算获得KX01-05点在工程坐标系下的平面坐标（X, Y）。

交付物：GNSS平差报告及初步平面坐标成果。

2.1.2 四等水准高程控制测量（强制性工序）

目的：将国家高程基准精确传递至每一个GNSS控制点，获取其正常高（H），实现平面与高程基准的统一。

执行规范：严格依照 《国家三、四等水准测量规范》GB/T 12898-2009 中四等水准要求执行。

主要技术指标：

仪器等级：DS3级及以上电子水准仪（如天宝DINI03）与配套铟瓦编码尺。

观测方法：采用中丝读数法，进行往返测或附合路线测量。

视线长度：≤80米。

前后视距差：≤5米；累计差：≤10米。

闭合差限差：≤ ±20√L mm（L为路线长度，单位公里）。这是质量控制的核心指标。

作业流程：

从测区附近已知水准点出发，沿KX01-KX05控制点布设附合水准路线。

进行外业观测，使用电子手簿记录，实时检核各项限差。

完成闭合环或附合路线的测量。

数据处理：

对外业观测高差进行各项必要改正（如尺长改正、正常位水准面不平行改正）。

使用专业平差软件（如科傻COSA）或严密手工方法，对水准网进行平差计算。

平差后，获得所有KX01-05控制点基于国家高程系的正常高（H）。

最终交付：《西安试验场控制点成果表》（包含点号、X坐标、Y坐标、H高程、点位略图及说明）。此表是后续所有工作的基石，必须经两人独立校核。

2.2 机载LiDAR数据采集：差异化航线设计

设备检校：飞行前必须完成X3-H系统在M300平台上的杆臂值、偏心角检校飞行，并导入处理软件。

航摄分区与参数：

分区：根据地形将5公里划分为3-4个飞行分区。

绝对航高设定：
分区绝对航高 = 110米 (相对航高) + 分区最低点海拔 + 25米 (安全裕度)

核心飞行参数（为达到≥16点/㎡及0.25m高程精度）：

飞行速度(V)：8.0米/秒

扫描频率：200线/秒

目标旁向重叠率：≥ 75%

航带间距（D）：为满足≥75%重叠，D ≤ SW * (1 - 0.75) = 154 * 0.25 = 38.5米。为便于规划，建议取 D = 40米。

此时实际重叠率 = (154 - 40) / 154 ≈ 74%，接近目标。

航线数量重算：

在200米扫描宽度内，所需平行航线数为：N = 取整(200 / 40) + 1 = 5 + 1 = 6条。

点云密度最终验算：
密度 ≈ (200 × 600) / (8.0 × 40) = 375 点/平方米。
执行原则：

平行航线：每个分区基础飞行 6条 航线（航向重叠≥75%），作为地形与地物顶部数据获取的标准配置。

井字形航线：在重点复杂区域，增加一组垂直方向的6条航线，航带间距同样为40米。

航线执行原则详细说明

1. 平行航线：基础数据获取层

定位与目的：这是每个航摄分区的强制性基础飞行。目的是获取测区完整、高重叠的地形表面及地物顶部的高密度激光点云与影像数据，为生成高精度DEM、DOM及三维模型的顶部纹理提供基础数据。

执行标准：

航线方向：沿线路走向（即带状测区的长轴方向）规划。

航线数量：6条。

航带间距：40米。

旁向重叠率：≥74%（计算值）。此高重叠是保证点云密度均匀、模型几何精细的核心，任何区域不得降低此标准。

输出：完成此步骤后，即可获得满足1:500地形图基本要求的数据。

2. 井字形航线（交叉航线）：复杂地物增强层

定位与目的：这是在基础飞行之上的针对性增强飞行。主要目的是解决因单一扫描角度导致的建筑物立面、桥墩、陡坎等垂直或倾斜特征面点云稀疏或缺失的问题，确保实景三维模型的几何完整性与立面纹理质量，为内业三维测图提供无死角的可视化环境。

触发条件：在飞行规划阶段，根据最新卫星影像或前期勘测资料，将分区内符合以下条件的区域标记为 “复杂地物区” ：

连续成片的密集居民区。

独立的大型构造物（如桥梁、水塔、大型厂房）。

地形突变区（如高陡边坡、深挖路堑）。

执行标准：

航线方向：与基础平行航线航向垂直（即大致垂直于线路走向）。

航线数量与间距：为保证效率，规划2-3条平行航线，航带间距保持40米。确保对复杂地物从垂直方向进行同样高重叠率的覆盖。

覆盖范围：垂直航线组仅需覆盖被标记的 “复杂地物区” 及其周边适当缓冲带（建议外扩50-100米），无需对全分区进行二次覆盖，以优化效率。

工作流程：

规划阶段：在航飞规划图上明确标出各分区内需执行“井字形”飞行的具体范围。

外业执行：

首先，完成该分区全部范围的6条平行航线飞行。

然后，在不移动PPK基站的情况下，无人机飞至“复杂地物区”上空，执行该区域的6条垂直航线飞行。

数据记录：两次飞行的数据应明确标记（如分区A_平行、分区A_垂直），但在后续PPK解算时使用同一基站数据，确保坐标系统一。

决策流程图如下：

PPK基站架设：

基站必须架设在 已精确测定的控制点上，精确量取仪器高，注意斜高与相位高等，量取三次，取三次平均值。

设置数据记录：采样间隔1秒，高度截止角15°。

提前10分钟开始记录，晚于无人机10分钟结束记录。

三：内业处理全流程详解

3.1 数据预处理与PPK解算（随雷达预处理软件）

操作：

1.创建工程，坐标系选“自定义”，输入坐标系参数及高程基准。

2.导入基站文件，并在软件中再次确认基站坐标无误。

3.导入机载GNSS数据，执行PPK处理。

强制质检点：解算报告中的 “固定率”>99.5%， “高程残差RMS”<0.05米。不合格必须重飞。

3.2 点云解算与精分类（LiDAR360/TerraSolid）

自动分类（PTD算法）：参数设置：迭代角=8°，迭代距离=0.5米（采用严格参数）。

人工编辑（质量核心，必须投入30%工时）：

使用剖面视图，逐公里检查。

编辑重点：① 建筑物轮廓，确保墙体点与屋顶点分离，墙脚点归为地面。② 陡坎、田埂，手动分割上下面。③ 低矮植被区，使用“穿透选择”工具保留下方地面点。

输出：纯净的“地面点”分类LAS文件，用于DEM生成；完整的“分类点云”用于三维建模。

3.3 三维实景模型生产（ContextCapture Center）

输入数据：

1.所有航拍原始照片。

2.精分类后的点云（.las） 作为“约束几何”。

3.控制点KX01, KX02, KX04, KX05的坐标（KX03留作验证）。

处理流程：

1.提交空三计算（点云约束能有效防止模型扭曲）。

2.新建重建项目，设置坐标系，输出格式为 OSGB，瓦片大小设为200米 x 200米，纹理分辨率设置为3厘米/像素。

3.提交生产。

模型质检：在预览器中量测KX03点坐标，与实测值对比，误差应<5厘米。

3.4 地形图生产：CASS 3D三维测图新规范

加载：在CASS 3D中加载OSGB模型。

新操作范式培训：

房屋绘制：旋转至侧面（快捷键：按住中键拖动） -> 使用“一般房屋”工具 -> 光标精准捕捉房角底部 -> 单击绘制。

陡坎绘制：旋转至剖面 -> 使用“陡坎”工具 -> 沿真实坡顶线绘制第一条线 -> 沿坡脚线绘制第二条线。

等高线修饰：基于地面点云生成TIN和初版等高线。在三维模型环境中，对照真实地形，直接拖动等高线节点使其“落地”。

接边：在三维空间中检查相邻图幅的地物和等高线是否在空间上无缝衔接。

四：精度验证、质量保证与风险管理

4.1 闭环精度验证流程（西安试验场）

1.独立检核点测量：由质检组使用RTK，在已完成的试验场三维模型和DLG成果之外，实测50个特征点坐标。此数据对内业测图组保密。

2.精度比对与分析：

将检核点坐标与三维模型上同名点坐标进行比对。

计算中误差：

平面中误差：Mxy = ± sqrt( [Σ(ΔX²+ΔY²)] / n )

高程中误差：Mh = ± sqrt( [Σ(ΔH²)] / n )

3.合格裁决：必须同时满足 Mh ≤ 0.25米 且 Mxy ≤ 0.20米。达标则方案通过；不达标则必须召开技术归零会，分析原因并整改后重新验证。

4.2 中亚项目特殊风险管理

风险：境外GNSS信号或环境差异导致PPK固定率低。

预案：在西安试验阶段实行“结对竞赛”，设立“三维测图能手”奖，将掌握新技能与绩效考核挂钩。

4.3 项目组织、分工与交付物

组织架构：项目指挥部 -> 外业控制组 -> 飞行作业组 -> 内业处理中心（模型组/测图组/质检组）。

核心交付物清单：

1.技术设计书与总结报告。

2.控制点成果表、精度验证报告。

3.1:500数字线划图（DWG）。

4.分类点云（LAS）、数字高程模型（DEM）、正射影像图（DOM）。

5.三维实景模型（OSGB）。

6.完整的项目元数据及过程质检记录。

本技术方案已通过公司内部评审，是指导本项目实施的唯一技术标准文件。全体项目成员必须严格遵守，并在西安试验中熟练掌握，确保技术路线转型成功，为境外项目的顺利实施奠定坚实基础。