Die Luftbilder für das gesamte österreichische Bundesgebiet werden in einem Dreijahreszyklus aktualisiert, wobei jährlich rund ein Drittel der Staatsfläche neu beflogen wird. Diese Luftbild-Befliegungen werden im Rahmen einer Bund-Länder-Kooperation beauftragt und vorrangig dazu genutzt, zweidimensionale Orthofotos (entzerrte, maßstabsgenaue Luftbilder) für eine Vielzahl an Anwendungen zu erstellen. Die originalen Luftbilder werden mit einer Quer- und Längsüberlappung aufgenommen, die es ermöglicht, mit Hilfe der Methode des Image-Matching hochaufgelöste, dreidimensionale Daten (Punktwolken, Meshes, Oberflächenmodelle) der Erdoberfläche zu generieren, von dessen Ergebnissen sich zentrale räumliche Informationen – wie z.B. Vegetationshöhen, Vegetationsstrukturen, Geländeveränderungen und Gebäudehöhen – ableiten lassen, welche wertvolle Grundlage für zahlreiche Anwendungs- und Forschungsvorhaben bietet. Momentan dauert die Berechnung von einem Drittel des Staatsgebiets etwa ein Jahr an Rechenzeit und wird derzeit am Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) – optimiert für urbane Räume – und am Bundesforschungszentrum für Wald (BFW) – optimiert für Waldflächen (Waldinventur) – durchgeführt. Die bis dato erstellten Image-Matching Produkte werden auf Einzelplatzrechnern durchgeführt und stehen erst mit zeitlich großer Verzögerung zur Verfügung. Die beauftragten Flugfirmen liefern Luftbilddaten auf Festplatten, wobei jährlich etwa 150 Terabyte an Datenmengen generiert werden. Die Lebensdauer dieser Festplatten ist begrenzt und es fehlt bisher eine koordinierte langfristige Sicherung dieser aufwändig generierten, wertvollen Daten.
Zielsetzung
Hauptziel im Zuge dieses Projektes ist die Beschleunigung des Verfahrens zur Erstellung von hochaufgelösten Digitalen Oberflächenmodellen (DOM) mittels Image Matching. Diese Beschleunigung soll mit Hilfe einer auf Graphikprozessoren im Clusterbetrieb basierenden Serverarchitektur erreicht werden. Während mit den aktuell üblichen Verfahren etwa ein Jahr für die Berechnung notwendig ist, soll diese auf wenige Monate verkürzt werden, um berechnete Oberflächenmodelle schon im Folgejahr der Befliegung verwenden zu können. Ein weiteres Ziel ist das Eruieren von Einsparungsmöglichkeiten beim Aufbau der Verarbeitungsinfrastruktur (Hard- und Software). Zentral ist neben der Beschleunigung des Verfahrens auch die Optimierung der Prozessparameter und Ergebnisse für den Einsatz für die Land- und Forstwirtschaft (Eruieren der Nutzbarkeit der Ergebnisse für die landwirtschaftliche Förderabwicklung sowie weiterer Anwendungen und Forschungsvorhaben). Seitens des BML erging 2022 der Auftrag, einen einfachen Zugriff auf die Luftbilder zu gewährleisten sowie für eine langfristige Nutzbarkeit der Rohdaten zu sorgen – dafür werden die Luftbilder in Originalformat und -auflösung mittels LTFS-Magnetbänder für zukünftige Berechnungen und Forschungen langzeitarchiviert. Zudem wurde ersucht, die im Zuge des Projekts entstandene Test-Infrastruktur vorerst in Betrieb zu belassen und weiter zu warten. Im Sinne der Handlungsempfehlungen des Digitalisierungsberichtes des BMNT (2018), soll die methodische Kompetenz zur Nutzung neuer Geodatenquellen ausgebaut werden. Es ist nicht das Ziel des Projektes, aus den entwickelten bzw. getesteten Produkten und Verfahren einen Regelbetrieb bzw. Service bereitzustellen. Basierend auf der wertvollen Datengrundlage sowie der geschaffenen Infrastruktur und Methodik werden auch Berechnungs-Tests zur Erstellung und Auswertung von Folgeprodukten mit großem Zukunftspotenzial (3D-Mesh-Modelle und Punktwolken) durchgeführt. Das aufgebaute Know-how wird dem gesamten Ressort, der Ressort GIS Koordination des BML sowie kooperierenden Stellen zur Verfügung gestellt und im Rahmen von Präsentationen und einem Endbericht an Interessierte kommuniziert. Die Zielsetzung wurde im Laufe des Projektes und im Verlauf der Erkenntnisse in Absprache mit dem BML leicht adaptiert.
Stand der Arbeiten
Die Beschleunigung des Verfahrens zur Erstellung hochaufgelöster Digitaler Oberflächenmodelle sowie der Aufbau der Infrastruktur wurden erfolgreich abgeschlossen. Im Rahmen von Austauschtreffen wurden die Kooperationspartner in die Entwicklung und Evaluierung unseres Berechnungsverfahrens einbezogen. Der Workflow und die Prozessierungsparameter wurden optimiert, um bei vergleichbarer Qualität (maximale Qualität bei automatisiertem Ablauf, ohne Nachbearbeitung) zeitnahe Ergebnisse generieren zu können. Dafür wurden die Parameter für die Erstellung der Oberflächenmodelle optimiert und die Ergebnisse getestet (Vergleich mit bestehenden Produkten und Höhendaten). Zudem wurden Tests zur Berechnung von Punktwolken und Mesh-Modellen durchgeführt. Ein zentraler Luftbildspeicher wurde aufgebaut (derzeit geplante Nutzungsdauer von 5 Jahren). Die IKT-Infrastruktur der LTFS-Langzeitarchivierung wurde beschafft und in die bestehende Systemarchitektur integriert.
Geplante Arbeiten 2025
Die Kooperation mit dem Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) und dem Bundesforschungszentrum für Wald (BFW) zum Austausch von Erfahrungen und Weiterentwicklungen der Methoden wird fortgesetzt. Die Ergebnisse und Erkenntnisse des Projektes werden in einem Endbericht publiziert und im Rahmen des GIS-Jour-Fixe präsentiert. Ein Konzept zur Langzeitarchivierung der Luftbild-Rohdaten auf LTO Bänder wird entwickelt und die Archivierung der bisher erhaltenen original Luftbilder gestartet. Dabei ist mit erhöhtem Aufwand aufgrund der großen Anzahl von Datenträgern älterer Flugblöcke sowie älterer ggf. defekten Festplatten zu rechnen. Die Verwaltung der original Luftbild-Datenträger wird ins Bibliothekssystem überführt. Die laufende Übernahme neuer Flugblöcke in den Luftbildspeicher, sowie deren Übernahme in die BAB Bibliothek und Langzeitarchivierung wird in den Regelbetrieb der BAB übergehen.
Zeitplan
Projektbeginn: 01/2021
Projektende: 12/2025
