无人机在测绘飞行作业过程中，会采集许多的飞行数据，随着飞行项目的增加，这些飞行数据量会变得非常庞大。对于大部分用户而言，无人机飞行数据直接用于正射影像拼接，然后基于正射影像再做其他应用；而飞行数据本身基本采用文件夹的方式手动管理，这样不利于原始数据管理和资源共享。
本文通过分析无人机飞行数据类型及特征，建立飞行项目关系数据库，基于POS数据恢复飞行照片的地理位置，基于项目管理的方式对飞行数据进行属性和空间管理，实现无人机飞行数据快速入库、数据检查和综合展示，为无人机飞行数据管理、数据检查、信息发现和数据分析等提供高效的辅助工具。
1、无人机数据分析
本文涉及到的无人机数据仅指无人机用于航空摄影测量获取的数据。无人机飞行数据通常包括无人机影像数据和POS数据，无人机影像数据即使用无人机搭载的相机拍摄的照片；无人机POS数据即记录无人机拍照瞬间的三维坐标（经度、纬度、飞行高度）及飞行姿态（航向角、俯仰角和翻滚角）。
下表为无人机飞行POS数据示例。
对于无人机测绘项目而言，每个项目通常包括一个或多个飞行任务（即飞行架次），每个飞行架次会采集M张无人机照片和M条无人机POS记录。
下图为无人机项目与无人机任务及无人机数据之间逻辑关系。
2、无人机数据管理系统设计
2.1 基于POS的无人机照片位置计算
无人机照片包含宽度(W0)、照片高度(H0)、相机焦距(F)等信息；POS数据包含经度(L0)、纬度(B0)、飞行高度(A)、航向角(κ)、俯仰角(ψ)和侧偏角(ω)等信息；另外飞行时地面平面高程(A0)已知。基于以上信息可以计算无人机照片投影到地面后的地理位置。
相机旁向开角θ和航向开角δ
侧偏（左）和俯仰（右）时照片在地面覆盖范围示意图
飞行照片侧偏、俯仰和航向角改正示意图
经过俯仰、侧偏及航向角改正后的飞行影像中心点平面坐标（X，Y）、左上角平面坐标（X1，Y1）、右上角平面坐标（X2，Y2）、右下角平面坐标（X3，Y3）和左下角平面坐标（X4，Y4）可以通过以下公式计算得到：
说明：POS数据记录的拍摄点坐标为经纬度坐标（L0，B0），进行俯仰、侧偏和航向角改正之前需要经纬度坐标换算成WGS84坐标系下进行投影后的平面坐标（X0，Y0）。
根据上述计算公式，可以得到无人机照片四个角点投影到地面的平面坐标，由此可对飞行影像进行地理配准、坐标系定义和投影计算，并生成无人机照片（JPG格式）对应的*.jgw文件和*.JPG.aux.xml文件。将这几个文件放在同一个目录下能够被ArcGIS等GIS软件识别，并能获取无人机照片的空间参考信息和地理位置信息。
以上计算仅对地形起伏较小的区域有效，且俯仰和侧偏角度偏大时，计算的无人机照片范围偏差较大。简单应用可以参考 原创程序|大疆无人机照片定位神器。
2.2 无人机管理数据库设计
根据无人机项目、无人机任务及无人机数据之间逻辑关系，建立无人机项目、无人机任务和无人机数据关系表，通过项目ID、任务ID与飞行POS数据关联。另外，无人机照片按照飞行项目和飞行任务路径存放在指导目录，飞行POS数据通过文件路径与对应的飞行照片关联。
3、无人机数据管理系统实现
3.1 系统整体介绍
该系统采用Visual Studio C# 2010对ArcGIS Engine 10.2二次开发而成，主要用于无人机飞行数据的入库、查询、展示、数据检查及数据导出等。系统主要功能如下：
无人机飞行数据入库、查询及删除、恢复；
影像数据浏览查看、数据叠加展示、缩略图生成以及直方图计算等处理；
飞行质量检查、航摄漏洞检查、影像质量检查等数据检查；
检查后的飞行数据导出。
3.2 无人机数据入库
先添加飞行项目和飞行任务，然后再对飞行数据自动入库，并自动计算飞行照片地理位置信息。
3.3 无人机数据展示
支持单张/多种照片信息查看，支持照片直方图生成。
支持恢复地理位置后的照片叠加展示。
支持飞行照片与Google影像的叠加展示。
3.4 无人机数据检查
基于飞行POS数据检查像片倾角、像片旋角、航高保持和像片重叠度等。对于飞行质量不符合要求的数据会突出显示，并提供照片选择和删除功能。
通过生成影像覆盖范围查看是否存在航摄漏洞。
3.5 无人机数据导出
数据检查完成后，导出满足正射拼接的无人机照片和POS数据，支持导出多种正射拼接软件直接支持的POS数据格式。
