Jährlich wird ein Drittel des österreichischen Bundesgebietes im Rahmen von Luftbildbefliegungen für die Erstellung aktueller Orthofotos erfasst. Die dabei entstehenden Aufnahmen ermöglichen es, mittels Image-Matching hochaufgelöste, dreidimensionale Daten der Erdoberfläche zu berechnen. Daraus lassen sich zentrale räumliche Informationen wie Vegetationsstrukturen, Vegetationshöhen, Geländeveränderungen und Gebäudehöhen ableiten. Die Prozessierung dieser Daten erforderte bisher etwa ein Jahr, die Höhenmodelle wurden noch nicht auf ihre Eignung für landwirtschaftliche Fragestellungen untersucht und ein Konzept zur langfristigen Sicherung der originalen Luftbilddaten fehlte.
Ziel des Projektes war die Beschleunigung der Erstellung von Digitalen Oberflächenmodellen (DOM) mittels einer GPU-basierten Serverarchitektur im Clusterbetrieb. Darüber hinaus sollten die Ergebnisse für Anwendungen in der Land- und Forstwirtschaft optimiert sowie weitere höhenbasierte Folgeprodukte – darunter 3D-Meshes, True-Orthofotos und Punktwolken – erstellt und auf ihre Nutzbarkeit analysiert werden.
Durch den Einsatz der GPU-gestützten Architektur konnten die Berechnungszeiten erheblich reduziert und großflächige Daten effizient verarbeitet werden. Gezielte Parameteroptimierungen ermöglichten die Erstellung qualitativ hochwertiger DOM im automatisierten Workflow. Die abgeleiteten Folgeprodukte konnten erfolgreich berechnet werden, wobei der Fokus auf Open-Source-Lösungen lag. Qualitative Einschränkungen bestehen vor allem in Schattenbereichen und im Hochgebirge. Die Produkte sind interdisziplinär nutzbar und unterstützen Anwendungen in Landwirtschaft, Raumplanung, Katastrophenschutz und Forstwirtschaft. Ihre besondere Stärke liegt in der Kombination aus hoher räumlicher Auflösung mit Spektral- und Höheninformationen.
Ergänzend wurde ein österreichweites Langzeitarchivierungskonzept entwickelt, um die etwa 4 Petabyte umfassenden originalen Luftbilddaten nachhaltig zu sichern. Das Konzept basiert auf der 3 – 2‑1 – 1‑0-Regel und setzt auf das LTO-Bandformat mit dem Dateisystem LTFS. Bis Februar 2026 wurden zehn Flugjahre in die Bibliothek aufgenommen. Damit steht erstmals ein zukunftssicheres Archivierungskonzept für unkomprimierte Luftbilddaten zur Verfügung, dies bildet eine solide Grundlage für zukünftige Analysen und Forschungsarbeiten.
Image matching of aerial imagery using graphics processors to create up-to-date surface models – final project report
Each year, aerial imagery is captured for one third of Austria’s territory to produce up-to-date orthophotos. The cross-track and along-track overlap of these images enables the computation of high-resolution, three-dimensional surface data through image matching. From this data, key spatial information such as vegetation structures, vegetation heights, terrain changes, and building heights can be derived. Previously, data processing required approximately one year, the suitability of the derived elevation models for agricultural applications had not yet been assessed, and no concept for the long-term preservation of the original aerial imagery existed.
The project therefore aimed to accelerate the generation of Digital Surface Models (DSM) using a GPU-based cluster server architecture. Additionally, the results were to be optimised for applications in agriculture and forestry, and further elevation-based products – including 3D meshes, true orthophotos, and point clouds – were generated on a test basis and evaluated for their usability.
Through the deployment of GPU-supported server architecture and scalable software, processing times were significantly reduced and large-scale data could be processed efficiently. Targeted parameter optimisation enabled the creation of high-quality DSMs within an automated workflow without manual post-processing. Point clouds, meshes, and true orthophotos were successfully computed, with a focus on open-source solutions. Qualitative limitations exist primarily in shadow areas and in high mountain terrain. The products are suitable for interdisciplinary use in agriculture, spatial planning, disaster management, and forestry. Their particular strength lies in the combination of high spatial resolution with spectral and elevation information.
In addition, a nationwide long-term archiving concept was developed to sustainably preserve the approximately 4 petabytes of original aerial imagery from the Federal-State Orthophoto Cooperation. The concept is based on the 3 – 2‑1 – 1‑0 backup rule and employs LTO tape format with the platform-independent LTFS file system. By February 2026, ten flight years had been incorporated into the library. This marks the first nationwide long-term archiving concept for uncompressed aerial imagery in Austria, providing a solid foundation for future analyses and research.
https://dafne.at/projekte/dlb-image-matching
