Die Luftbildarchäologie … Bodenfundtechnik mit kritischem Augenmaß

Die Luftbildarchäologie …  Bodenfundtechnik mit kritischem Augenmaß

 

 

Inhaltsverzeichnis

 

Einleitung

Die Interpretation von Luftbildern

Grundlagen der Photogrammetrie

Das Hillefeld

Schlussbetrachtungen

Anhang

Quellen- und Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Einleitung

Der Archäologe ist stets auf der Suche nach Verborgenem und Unentdecktem. Ob nun Bibliotheken, Verdecke, Feldfluren, tatsächliche oder angebliche Spuren, so ist doch allen gemein, dass die Zeit die Ausdauer und die Nerven des Archäologen auf die Probe zu stellen sucht. Jede zeitökonomische Strategie zur Auffindung von Überresten ist da willkommen. Und jede Prospektionsmethode untersteht in der Regel einer Budgetlimitierung. Die Luftbildarchäologie kann – der kritischen Interpretationsfähigkeit unter– und oberirdischer Störungen im Bodenrelief befähigt – eine tragende Säule im Kosten- und Zeitmanagement archäologischer Untersuchungen sein. Die Vogelperspektive kann den Luftbildarchäologen dort zu Grabhügeln, alten Wegenetzen oder verdeckten Wüstungen führen, wo der persönliche Boden lediglich Färbungen oder Terrainunebenheiten preisgibt. Der den Überresten zusetzende natürliche Zerfall oder der durch Menschenhand verursachte Terraineingriff erhalten in zügigeren und großflächigeren Bearbeitungen archäologischer Areale ein wirksames Gegengewicht.

LiDAR-Systeme und UAVs[1] bilden die Grundlage für Vermessungen und archäologische Dokumentationen, zumindest erfreuen sie sich seit geraumer Zeit großer Beliebtheit.

  1. Vom LiDAR aus werden Lichtstrahlenbündel Richtungen Erdoberfläche geschickt, deren Echo aufgefangen wird. Wenige Zentimeter Höhenunterschiede können im Gelände dadurch erfasst werden.
    Abbildung 1

    Die Konstruktion eines Punktwolkenbildes mit exakten GPS-Daten ermöglicht die Dokumentation, Vermessung, Kartographierung und Topographierung archäologischer Ausgrabungsstätten. Digitale Oberflächen- und Geländemodelle können erstellt und archäologisch ausgewertet werden. Und der besseren Anschauung ist mit dem LiDAR-System auch Genüge getan.

  2. Die UAVs liefern durch die Orthorektifizierung Orthophotos. Aus dem bildlichen Rohmaterial werden die geometrischen Verzerrungen entfernt.
    Abbildung 2

    Die Photogrammetrie realisiert die Oberflächenbeschaffenheit, und ein bildrealistisches 3D-Modell kann mittels der Texturinformationen erzeugt werden. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber dem LiDAR-Verfahren. Ohne zusätzliche Bildkamera würde das „Überzugmodell“ nicht funktionieren.

Im Anschluss werde ich die Grundlagen der Luftbildinterpretation unter Berücksichtigung eines Regionalbezuges und klassischer Interpretationsfehlerquellen erläutern.  Orthobilder, charakteristische Merkmale von Steinzeitbauten bis zu Gemäuern während der antiken Römerzeit oder ein Exkurs in die Vorteile bei der Auswertung von Satellitenbildern sind thematisch in die Interpretation von Luftbildern eingefügt, damit mehr Plastizität Eingang findet. Grundlegendes zur Photogrammetrie und eine Ackerparzelle namens „Hillefeld“ in der Scheidinger Gemarkung im Landkreis Soest reihen sich thematisch in die Luftbildausarbeitung ein. Gerade das Hillefeld wird sich dabei als Musterspielwiese für den Luftbildarchäologen vorstellen, und mein besonderes Interesse an dieser Parzelle wird der Leser zwischen den Zeilen herausarbeiten können.

Interpretation von Luftbildern

Die Erfahrung und das Fachwissen sind unentbehrliche Faktoren für die Interpretation von Luftbildern. Terrainstörungen sind hinsichtlich der Ursachen vielschichtig. Wetterlagen,

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Sonnenlichtaktivitäten, Sichtwinkel oder Jahreszeiten können weitreichende visuelle Fehlschlüsse verursachen. Bei schräger Sonneneinstrahlung aus der Luft können Reste von Gräben, Mauern oder Wällen gut erkannt werden. Durch den Schattenwurf der einfallenden Sonnenstrahlen werden Flächen, die den Strahlen mehr zugeneigt sind, stärker als vom Umfeld reflektiert. Geringste Unebenheiten im Bodenrelief sind so erkennbar, auf dem Foto ist ein Reststück einer alten Landwehr in der Werler Vöhde zu erkennen. Im Winter verstärkt sich dieser Effekt durch die starken Kontraste der tiefer stehenden Sonne. Entscheidend bei allen Aufnahmen sind der Aufnahmewinkel und die Aufnahmerichtung. Ebenfalls im Winter zeichnen sich durch

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gleichmäßige, geschlossene Schneebedeckung die Strukturen im Gelände aus. Die Licht- und Schattenspiele bringen Wälle oder Grabhügel zum Vorschein. In Bodensenken oder auf Wällen bleibt der Schnee länger liegen. Feuchtes Material hält Wärme länger gespeichert. Diese gespeicherte Wärme führt bei beginnendem Frost im Spätherbst dazu, dass auf verfüllten Gräben der Schnee schneller schmilzt und so die Strukturen besser sich aus dem Schneebett herausheben[2].

 

Abbildung 5

Ganz allgemein resultieren Feuchtigkeitsmerkmale aus dem unterschiedlichen Speichervermögen der gestörten Bodenstrukturen. Archäologisch interessante Beobachtungen können nach Niederschlägen wenige Stunden während der Trocknungsphase auf unbebauten/unbewachsenen Flächen gemacht werden[3]. Selbst auf Feldern ohne Bewuchs lassen sich unter besonderen Bedingungen auf einer Ackerfläche Merkmale herauslesen für die Existenz von Überresten. Flächige, bandförmige Farbunterschiede im umgebenden Boden geben ein Indiz für Überreste. Die Pflugvorrichtungen in der Landwirtschaft können verfüllte Gräben und Gruben aufwühlen und so das Füllmaterial an die Oberfläche

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befördern[4]. Verfärbungen sind jedoch nicht grundsätzlich ein Indiz für Überreste. Die Trennung von belanglosen Schatten und vielversprechenden Erdreichverfärbungen ist nicht einfach und bedarf eines genauen Blickes bei der Bildauswertung. Aber grundsätzlich dienen Verfärbungen auf Bildern zur Kenntlichmachung von Wällen und Grabhügeln. Ein Beispiel für diese Erdreichverfärbungen ist ein Soldatenmassengrab aus dem Siebenjährigen Krieg auf der Flur „Totenkamp“ in meiner Heimatgemeinde Scheidingen.

Auch der Pflanzenwuchs kann als Kriterium herangezogen werden bei der Suche nach archäologischen Strukturen. Raps, Rüben oder Kartoffeln gelten als eher ungeeignet für archäologische Untersuchungen, da die Pflanzenabstände ungenau sind. Günstig sind Getreidesorten mit ihren tiefen Wurzeln, mit denen sie Nahrung aus dem Untergrund aufnehmen. Unter deren Oberflächenbewuchs können verborgene Eintiefungen und Mauerzüge das Wachstum der Feldfrüchte beeinflussen und Auffälligkeiten verursachen im engen Pflanzenteppich. Die Ursache ist eine Veränderung der Feuchte und des Nährstoffhaushaltes im üblicherweise gleichmäßigen Erdreich durch die natürliche oder von Menschenhand getätigte Einfüllung von feinen Oberflächenmaterialien. Nicht unwahrscheinlich ist auch die mechanische Auflockerung von festen Erdschichten, so dass das spätere Wurzelwachstum gefördert wird, dann unmittelbar am kräftigeren Pflanzenbau erkennbar. Stoßen die Wurzeln aber in geringer Tiefe auf einen massiven Mauerzug, so bleibt es nicht ohne negative Auswirkungen auf das

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Wachstum der Pflanzen. Gerste ist von allen archäologiefreundlichen Getreidesorten die Pflanze mit dem größten Potenzial für die Suche nach Überresten. Auf dem Foto ist negativer Bewuchs zu erkennen, Mauerreste von Gut Auhl befinden sich hier. Die Bildung eines starken Wurzelwerkes über Auffüllungen ist bedingt durch die längere Feuchtigkeitsspeicherung der Gräben, Siedlungs- und Grabgruben. Gut durchgelüftetes, humoses Erdmaterial macht sich eben stets bemerkbar. Hemmende Wachstumsfaktoren verursachen verschiedenfarbige Raster auf den Anbauflächen, je nach Getreidesorte mehr oder weniger feingliedrig. Der Nährstoffgehalt des Erdreiches ist bekanntlich auch über Mauerreste geringer, da das

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Wasser schneller abfließen kann. Das satte Grün einer reifeintensiven Pflanze ist in der Regel bei solchen Bodenbeschaffenheiten nicht zu beobachten. Matte Farben, geringerer Wuchs und vorgezogener Reifegrad zeichnen diese auf Überresten stehenden Pflanzen aus. Exemplarisch für diesen verringerten Bewuchs steht der Auszug aus der Bergstraßer Weg in Werl. Der negative Bewuchs auf dem Zuckerrübenfeld lässt nicht

 

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nur Überreste vermuten, sondern hier liegen tatsächlich Mauerreste. Die Gefahr der Fehlinterpretation besteht aber auch hier. Versuchspflanzungen, auf dem Bild zu erkennen, eine Versuchspflanzung auf dem Hilldefeld,  im Feld oder Traktorleitlinienführungen bei der landwirtschaftlichen Bearbeitung, auf dem Bild vom Aulfeld in Scheidingen, zu erkennen, haben in der Regel keinen archäologischen Hintergrund. Die Bildmotive auf dem Aul- und Hillefeld in

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der Scheidinger Gemarkung verdeutlichen die unbeabsichtigte Nähe zu vielversprechenden Mustern auf der Suche nach archäologischen Überresten. Durch die Luftbildarchäologie können Bodendenkmäler geschützt werden, sie können genauer und schneller erfasst werden und es können Informationen über sie bekommen werden, ohne Eingriff in das Bodendenkmal. Der Fund kann im Kontex seines Umfeldes betrachtet werden, es 

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ergeben sich andere Perspektiven im Gesamtbild über seine Ausdehnung, z.B. Gräber, Siedlungen[5].  Auf dem Foto erkennt man Überreste eines alten Bunkers aus dem Dritten Reich bei Werl. Auf sumpfigen Untergrund oder in Überschwemmungsgebieten können Flutmerkmale entstehen[6].

Abbildung 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um Luftbilder zielführend und –unterstützend einsetzen zu können, müssen diese Objekte der Vogelperspektive zunächst einmal entzerrt werden. Die softwareunterstützten Verfahren wie GIS oder CAD[7] werden hierfür verwendet. In der Regel wird eine Karte als Grundlage genommen, und das entsprechende Luftbild erhält eine Abstimmung mit der Grundlagenkarte. Das Ergebnis ist ein Senkrechtluftbild mit topographischer Karte, wobei das Luftbild auch als Orthofoto[8] Verwendung finden kann. Das Orthofoto ist anschließend nutzbar für weitere Kartenübereinanderlegungen oder dienlich für digitale Geländemodelle. Der Vorteil dieser Orthokarten ist, dass sie als Vermessungskarten – und hier liegt auch die gute Nützlichkeit für den Archäologen – dienen können. Die Zusammenführung und der Vergleich mit anderen Bildern ist problemfrei, so dass spätere Prospektionen zielführend umgesetzt werden können. Es ist also ein wichtiges Element in der Gesamtplanerstellung. Die 3D-Koordinaten beschreiben in GIS die räumliche Form der Erdoberfläche. Über das Laserscanning werden diese Daten zur Verfügung gestellt. Bekanntlich tastet der Laserstrahl mittels Flugzeug oder Satellit die Erdoberfläche ab. Das Verfahren sichert dabei – handwerkliche Laienfehler außen vor – eine Regelgenauigkeit in Höhe und Breite, bei der eine Spannweite von 30 Zentimetern nicht überschritten wird. Die Aussagekraft dieser Laserscanningobjekte hängt aber ganz wesentlich davon ab, ob die Punktwolkenmasse säuberlich differenziert wird nach Boden- und Vegetationspunkten. Sowohl dichte als auch spärliche Vegetation können die zu einem Teilrelief gehörenden Punkte vermengen, also zu Ungenauigkeiten führen. Außerdem finden die digitalen Geländemodelle Anwendung bei Höhenlinienplänen, Quer- und Längsprofilen, Hangneigungen oder 3D-animierten Archäologiefunden. Und die Anschaulichkeit ist dabei bei korrekter Nutzung stets gewährleistet. Aber auch hier muss die Anschaulichkeit kritisch in die Interpretation eingebaut werden. Zum Beispiel führen Agrarspuren häufig – wie bereits erwähnt –  zu Fehlschlüssen. Luftbilder müssen auf Form, Größe oder Topographie hin genau und auch zeitaufwendig interpretiert werden. Die Prospektionsdauer kann den Planungsrahmen sprengen. Funde, die über klassische Parzellierungsgrößen gehen, bedürfen einer größeren Interpretationsdauer zwecks Einbindung in den Gesamtzusammenhang. Als Paradebeispiel für die Prospektionsdauer gilt hinlänglich die Heuneburg in Baden-Württemberg. Das beständige Überfliegen mit einer Vielzahl an Luftbildern führte zur Entdeckung von Grabhügeln, die sich in Beziehung zur Heuneburg setzen ließen.[9] Auch die Form von Fundamentüberresten führt zu verschiedenen Interpretationsansätzen und damit zu einer zielgerichteten Orientierung auf der Zeitleiste. Steinzeitliche Bauten sind u. a. neolithische Langhäuser, in den Individuen der bandkeramischen Kultur wohnten. Die Bauten umfassten dabei eine Länge von 20 bis 40 Metern mit einer Breite von ungefähr sieben Metern. Pfeiler und Pfosten stützten die Langhäuser, so dass in der Regel der Innenraum vierschiffrig unterteilt war. Von der Kupfer- bis zur Eisenzeit waren diese Langhäuser von Palisadenreihen umgeben. Zudem gab es Höhensiedlungen in diesen Kulturepochen. Wer Grabhügel als Überreste entdeckt, kann sich auf der Zeitleiste mit großer Wahrscheinlichkeit bei den Kelten eintragen. Fürstengrabhügel hatten bis zu 100 Meter Durchmesser und sogar eine Höhe von bis zu 14 Metern. In der Endphase der Keltenzeit kommt der markante Murus Gallicus hinzu, der schon im De bello Gallico Erwähnung findet:

Muri autem omnes Gallici hac fere forma sunt. trabes derectae perpetuae in longitudinem paribus intervallis, distantes inter se binos pedes, in solo conlocantur. (7,23,2) hae revinciuntur introrsus et multo aggere vestiuntur, ea autem, quae diximus, intervalla grandibus in fronte saxis effarciuntur. (7,23,3) his conlocatis et coagmentatis alius insuper ordo additur, ut idem illud intervallum servetur, neque inter se contingant trabes, sed paribus intermissae spatiis singulae singulis saxis interiectis arte contineantur. (7,23,4) sic deinceps omne opus contexitur, dum iusta muri altitudo expleatur. (7,23,5) hoc cum in speciem varietatemque opus deforme non est alternis trabibus ac saxis, quae rectis lineis suos ordines servant, tum ad utilitatem et defensionem urbium summam habet opportunitatem, quod et ab incendio lapis et ab ariete materia defendit, quae perpetuis trabibus pedes quadragenos plerumque introrsus revincta neque perrumpi neque distrahi potest.[10]

Auch keltencharakteristisch waren die bis zu 100 Hektar großen Siedlungen, Oppida genannt oder die Vierecksschanzen, die bis zu einem Hektar Fläche einnahmen. Charakteristisch für die Römer ist die Spielkartenform der Marschlager, also rechteckige Formen mit abgerundeten Kanten. Ergänzend wurde eine ca. 1 Meter hohe Palisade um die „Spielkarte“ angelegt, die durch eine Grabenaushebung entstand. Je nach Aufenthaltsdauer, Funktion oder Truppenstärke waren die „Spielkarten“ flächenmäßig zwischen 0,4ha und 3,6ha. Die Siedlungsstruktur im Mittelalter war wesentlich geprägt durch Einzelhöfe, die an Straßen mit anderen Höfen lagen, wobei auch hier pro Hof mehrere Gebäude für verschiedene Nutzungen zur Verfügung standen.  Wenn es der Dringlichkeit bedarf, werden während der Flugbeobachtungen vorkommende verdächtige Spuren in Baustellen unmittelbar nach der Landung durch den Piloten den Außenstellen der archäologischen Denkmalpflege gemeldet. Anschließend werden die notwendigen Schritte zur Nachprüfung am Boden eingeleitet und – wo angebracht oder möglich – die ehrenamtlichen Beauftragten einbezogen. Hochalpine Gebiete besitzen den Nachteil, dass sie weniger intensiv beflogen werden können, da sonst die Bilder zu große Verzerrungen aufweisen. Satellitenbilder dienen hier als wirksame Ergänzung oder gar als Ersatz, um die Suche nach archäologischen Überresten in diesen Höhenlagen durchzuführen. Die Vorteile liegen klar auf der Hand, denn durch den größeren Abstand zur Erdoberfläche sind die Satellitenbilder – wie bereits erwähnt – weniger verzerrt als Drohnenbilder. Satellitenbilder erhalten sofort eine Georeferenz und Raumverortung. Nachfolgende Bearbeitungen können zeitökonomisch erfolgen. Auch die zu untersuchende Fläche kann entweder mit weniger Bildern erfolgen oder einzelne Bilder decken ein größeres Areal ab. Die 3D-Geländemodelle lassen sich aus diesen Bildern mit Hilfe der Photogrammetrie errechnen, und damit kann die Topographie des Untersuchungsgebietes abgebildet werden. Die Satellitenkameras verfügen über einen Kanal im nahen Infrarotlicht und können daher nicht nur im sichtbaren Licht ablichten. Ein klares Plus gegenüber den konventionellen Luftbildern liegt darin, dass sich im nahen Infrarotlicht die Wachstumsunterschiede in der Vegetation deutlicher abzeichnen als im sichtbaren Licht. Das Internet bietet zudem verschiedenste Bilderdienste an wie Google Earth, TIM-Online oder Bing maps, um Zugang zu den Satellitenbildern zu erhalten. Ausgewertet werden die Satellitenbilder archäologisch, indem visuell die Bilder nach möglichen Befunden abgesucht werden. [11] Der Wissenschaftler Markus Oster hat zudem ein kartographisches Informationssystem entwickelt, welches es dem Archäologen ermöglicht, virtuelle Zeitreisen zu unternehmen. Es dient auch als Kartierwerkzeug. Luftbildpläne können über eine Zoomfunktion in verschiedenen Detailstufen ausgewertet und auf einem geteilten Bildschirm multitemporal verglichen werden.  Über das Internet können mehrere Nutzer diese Kartierungsbank austauschen.[12]

Photogrammetrie

Die Photogrammetrie[13] ist der übergeordnete Sammelbegriff für Messmethoden und Analysefernerkundungen, um aus Fotografien und genauen Messbildern eines Objektes seine räumliche Lage oder dreidimensionale Form zu bestimmen. Im Regelfall werden die Bilder mit speziellen Messkameras aufgenommen. Das Fachgebiet hat seinen Ursprung in der Geodäsie und wird seit etwa zwei Jahrzehnten auch der Fernerkundung zugeordnet. Die Photogrammetrie ein passives Fernerkundungs- und Vermessungsverfahren, da sie die berührungslose Rekonstruktion von räumlichen Objekten aus deren fotografisch festgehaltener Strahlung ermöglicht. Die Objekte werden meist im natürlichen Licht und von mehreren Standpunkten der Kamera aufgenommen. Das vom Objekt in die Messkamera kommende Licht kann reflektierte oder emittierte Strahlung sein, künstliche Beleuchtung wird aber meist nur bei kleinen Objekten verwendet. Das Ziel der Photogrammetrie besteht in der Wiederherstellung der räumlichen Lage von Bildern zueinander, in der sie sich zum Zeitpunkt der Bildaufnahme befunden haben. Die Zentralprojektion unter Einhaltung der Komplanaritätsbedingung ist dabei die Fachgrundlage. Folgender Ablauf hinsichtlich des Rechenvorgangs ist einzuhalten:

  • Absolute Orientierung: Der Modellverbund aus der relativen Orientierung entspricht bereits der Geometrie der Punkte in der Örtlichkeit, allerdings stimmt die räumliche Orientierung des Modellverbundes noch nicht mit der Örtlichkeit überein und der Maßstab ist noch unbekannt. Im Zuge einer dreidimensionalen Helmert-Transformation werden die Modellkoordinaten des Modellverbundes auf die bekannten Passpunkte in der Örtlichkeit transformiert. Die Helmerttransformation passt die Punkte so in das bestehende Punktfeld ein, dass die Restklaffungen in den Koordinaten minimal werden. Bei Verwendung einer Restfehlerinterpolation lassen sich auch diese Klaffungen beseitigen.[14]
  • Relative Orientierung: Hier wird die relative Lage zweier Bilder im Raum zueinander wiederhergestellt und das Modell berechnet.
  • Äußere Orientierung: Die äußere Orientierung ermöglicht die räumlich eindeutige Rekonstruktion der Bildlage bei der Aufnahme. Voraussetzung dazu ist allerdings, dass man über im Bild sichtbare Passpunkte in der Örtlichkeit verfügt, auf die man die Bildkoordinaten im Zuge eines räumlichen Rückwärtsschnittes iterativ einrechnet.
  • Innere Orientierung: Um innerhalb eines Bildes messen zu können muss bekannt sein, wo sich sein Bildhauptpunkt befindet. Dieser Punkt wird durch den Strahl gebildet, der senkrecht auf der Objektivebene, stehend durch den Brennpunkt in das Bild verläuft. Dieser Punkt, und hinzukommend, auch noch die Kammerkonstante und die Objektivverzeichnung, wird messtechnisch und erlaubt die Transformation eines gemessenen Punktes in das Bildkoordinatensystem.

( x , y , c ) {\displaystyle (x,y,c)} Früher erfolgte die Auswertung zweier Luftbilder in Luftbildauswertegeräten, die die relative und absolute Orientierung durch physische Wiederherstellung der Strahlenbündel erreichte. Heute erfolgt die Auswertung in der Regel in Komparatoren, in denen Bildkoordinaten direkt gemessen werden. Die weiteren Arbeitsschritte sind dann Verfahrensgänge der numerischen Photogrammetrie, wobei Modellblock- und Bündelblockausgleichungsverfahren zum Einsatz kommen. Bei bekannter innerer und äußerer Orientierung und bekannten 3D-Koordinaten der Objektpunkte lassen sich daraus deren Bildkoordinaten berechnen. Das entspricht der fotografischen Abbildung der Objektpunkte bei bekannter Kameraposition. Der Berechnung liegt das Modell einer Lochkamera zugrunde die im Idealfall die technische Umsetzung der Zentralprojektion darstellt. Die mathematische Formulierung der Zentralprojektion sind die sogenannten Kollinearitätsgleichungen[15].

Das Hillefeld … Ein Musterbeispiel für die Luftbildarchäologie 

Im Jahr 2015 machte der LWL eine Ausgrabung in westfälischen Welver-Scheidingen auf dem Hillefeld, etwa 100 Meter vom Salzbach entfernt gelegen. Ich war persönlich vor Ort bei dieser Ausgrabung und nicht nur als Zuschauerin, sondern als aktives Mitglied der Ausgrabungscrew. 2016 erhielt ich dann den Ausgrabungsbericht von der LWL-Mitarbeiterin Dr. Cichy. Die für mich interessanteste Stelle lautete in diesem Bericht wie folgt:

Auffällig sind vor allem zwei größere Gruben mit gräbchenähnlichen Abflüssen. Dienten Sie dazu, Oberflächenwasser unterhalb eines Fußbodens zu sammeln und aus dem Gebäudeinneren abzuleiten, ähnlich wie der Drainagekanal, der sich an der südwestecke des Gebäudes befand? Ähnliche Drainvorrichtungen sind von den ostwestfälischen Steinwerken der Wüstungen Diderikshusen (bei Büren, Kr. Paderborn) und Rozedehusen (Warburg, Kr. Höxter) bekannt.[16]

Abbildung 13

Darum handelte es sich dabei um eine interessante Stelle? Die Gruben mit den dazugehörigen Abflüssen können als Indiz für größere Steinwerke angesehen werden. Unter Verwendung einer Drohne vom Typ DJI Phantom 3 Professional UAV Aerial Quadrocopter mit integrierter 3-Achse Gimbal zur Bildstabilisierung machte ich vom Areal um die Fundstelle mit den GPS-Daten 51,594391 und 7,939498 entsprechende Aufnahmen. Bei der Auswertung meiner Luftbilder fiel mir ein langgezogener kurvolinearer Schatten am Ende des Drainagekanals

Abbildung 14

auf, der für mich nicht erklärbar war. Ich zog an den Stellen des Schattens vor Ort Bohrkerne und stellte fest, dass es sich um aufgefüllten Boden handelte. Was die Drohnenbildaufnahme schon erkennen ließ, konnte auf der Uraufnahme von 1836-1850 bestätigt werden. Die entdeckten Drainvorrichtungen passten nun umso mehr. Unter Verwendung der Urkatasterkarten www.tim-online.nrw.de, die ich am Computer übereinanderlegte, konnte ich feststellen, dass es früher ein anderes Salzbachbett gab in der Form, dass offenbar ein um 80 Meter östlich gelegener Bachlauf im Bereich Hof Stemmerk existierte, also ein dem Salzbachsystem zugehöriger, um einige Meter versetzter Bac

Abbildung 15

habschnitt. Dass das frühere Bachbett so nicht mehr erkennbar ist, kann über das Bodenrelief erklärt werden. Hier befand sich ein Prallhang, der anthropogen – also durch Erosion und Sedimentation – überprägt wurde. Dies ist heute noch als Geländestufe auf Luftbildern zu erkennen. Der Bach floss früher im Übergangsbereich zwischen geneigtem Hang und flacher Talsohle. Es ist davon auszugehen, dass der Bachlauf zwecks Begradigung und Ausdünnung des Salzbachnetzes in der Scheidinger Gemarkung in einen Flutgraben umgeleitet wurde, also das damals vorliegende Kanalsystem – wie

 

Abbildung 16

auch immer in Absicht erstellt –  für die Bachbettbegradigung genutzt wurde. Der Bach floss früher im Übergangsbereich zwischen geneigtem Hang und flacher Talsohle. Die trocken gefallenen Bachbettabschnitte erhielten eine standardmäßige Auffüllung für die landwirtschaftliche Nutzung. Da naturgemäß in Bereichen stärkeren Gefälles auch stärkere Erosion erfolgt, führten zudem natürliche Bodenverlagerungen zur Ausgleichung des Reliefs. Anhand des Stufenmodells lässt sich übrigens erkennen, dass die Höhendifferenz zwischen dem alten Bachbett und der heutigen Geländeoberfläche ca. 5 Meter betragen haben muss. Diese Ausmaße des Prallhangs können aber durchaus erklärt werden über den Zusammenfluss von Salzbach und Mühlenbach nordwestlich des Hofes Stemmerk. Beide Bäche gehören zu einem baumartigen Gewässernetz, das zur allgemeinen Geländeneigung vom Haarstrang im Süden zur Lippe im Norden ausgerichtet ist. Der Mühlenbach aus südlicher Richtung bekommt durch den von Westen zufließenden Salzbach dabei einen Impuls in östliche Richtung. Da genau dort die steilsten Hanggefälle zu finden sind, spricht es für einen früheren Prallhang.

Schlussbetrachtungen

Die bei der Interpretation von Luftbildern verwendeten Beispiele zeigen klar die Vorzüge der Luftbildarchäologie auf, allerdings muss das kritische Auge stets wach bleiben. Die Interpretationsfehlschlüsse sind oft versteckt in Wartestellung. Auch die schwierig abzuschätzende Prospektionsdauer kann gut gemeinte Strategien schlecht aussehen lassen. Die intensive Technik im Photogrammetrieteil vermittelt zudem eine gewisse fachliche Sensibilität im Umgang mit dieser Technik. Das Hillefeld in der Scheidinger Gemarkung ist ein Paradebeispiel für die Vorzüge oder Erkenntnisgewinne, die unter Einsatz einer Luftbildarchäologie erfolgen. Der Salzbach erfährt zahlreiche Nennungen in historischen  Quellen, aber die dort getätigten Erwähnungen haben bei Ortskenntnis wenig mit den heutigen Gegebenheiten zu tun. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Namen und der Verlauf von Gewässern im Salzbach-System im Laufe der Jahrhunderte deutlichen Veränderungen unterworfen waren. Für Bachbegradigungen und -verlegungen lagen die Gründe sicherlich im Bereich des Hochwasserschutzes oder in veränderten Anforderungen bei der Gewässernutzung. Für die Namensänderungen kommen zahlreiche Ursachen in Betracht.

Alte Fluss- und Bachverläufe sind auf Luftbilder zu erkennen, bei der Verortung von Siedlungen, Gebäuden, die in Quellen genannt werden, ist die Luftbildarchäologie wichtig. Natürlich Flüsse und Bäche verändern ständig ihr „Gesicht“, d.h. sie verlagern ihren Lauf und Menschen haben in der Vergangenheit natürliche Flussläufe stark verändert und damit ganze Landschaften umgebaut.

Gerade der auf dem Hillefeld parallel zum Salzbach verlaufende Bachabschnitt zeigt denn auch, dass die über die Bachläufe verursachten Terrainveränderungen durch die Luftbildarchäologie besser lokalisiert werden können. Der Historiker hat dabei die Gefahr oder das Potenzial vor sich, auf der Suche nach Bodenfunden mit oder gegen die gängigen Quellen zu arbeiten. Formulierungen wie „(…) bildete den Salzbach bei Werl die Engern-Westfalen-Grenze (…)“, „(…) wobei das Gebiet bis zum Salzbach in Werl zum Bereich der Westfalen gehört (…)“ oder „(…) Haus Köningen den Salzbach entlang (…)“ können eine geographische Ungenauigkeit von mehreren Kilometern haben.

Quellen- und Literaturverzeichnis

Becker 1996: H. Becker, Archäologische Prospektion, Luftbildarchäologie und Geophysik (München 1996).

Bérenger 1989: D. Bérenger, Archäologie aus der Luft – Sechs Jahre Luftbildarchäologie in Westfalen (Münster 1989).

Bofinger 2007: J. Bofinger, Flugzeug, Laser, Sonde, Spaten – Fernerkundung und archäologische Feldforschung am Beispiel der frühkeltischen Fürstensitze (Esslingen 2007).

Braasch 2005: O. Braasch, Vom heiteren Himmel …. Luftbildarchäologie (Tübingen 2005).

Christlein/Braasch 1998: R. Christlein/O. Braasch, Unterirdisches Bayern, 7000 Jahre Geschichte und Archäologie im Luftbild 3(Stuttgart 1998).

Fröhlich 1997: S. Fröhlich, Luftbildarchäologie in Sachsen-Anhalt, Begleitband zur Sonderausstellung Landesmuseum für Vorgeschichte Halle (Saale) 15.02.1997 bis 31.12.1997 (Halle (Saale) 1997).

Gensheimer 1984: R. Gensheimer, Luftbildarchäologie im Jahr 1983. Archäologische Ausgrabungen in Baden-Württemberg 1983 (1984), S.13ff.

Gensheimer 1986: R. Gensheimer, Luftbildarchäologie im Jahr 1985. Archäologische Ausgrabungen in Baden-Württemberg 1985 (1986), S.13ff.

Kunow 1995: J. Kunow, Luftbildarchäologie in Ost- und Mitteleuropa. Internationales Symposium 26.-30. September 1994, Kleinmachnow, Land Brandenburg. Forsch. Arch. Land Brandenburg 3 (Potsdam 1995).

Maxwell 1983: G.S. Maxwell, The impact of aerial reconnaissance on archaeology. C.B.A. Research Report 49 (London 1983).

Oexle 1997: J. Oexle, Aus der Luft – Bilder unserer Geschichte, Luftbildarchäologie in Zentraleuropa (Dresden 1997).

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https://www.google.de/maps/place/Scheidingen,+59514+Welver/@51.5941659,7.9338727,1514m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x47b97aa09af85afb:0xa27f283ca0a8590!8m2!3d51.6010251!4d7.9309552 (zuletzt aufgerufen am 30.05.2017)

http://hellereck.lima-city.de/4_Digitale_Gelaendemodelle.PDF                  

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http://www.stremke-archaeology.net/Leistungen.htm

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http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen-2002/msg00057.html

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http://www.geodesy.tu-darmstadt.de/geodaesiestudium/geodaesiegeoinformation/was_ist_das/photogrammetriefernerkundungkartographie/photogrammetrie/index.de.jsp

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http://www.photogeo.de/neu/orthofotoerstellung.html

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http://hellereck.lima-city.de/61_Uni_BO_LubiArch.PDF

(zuletzt aufgerufen am 30.05.2017)

[1] LiDAR (Abkürzung für engl. Light detection and ranging), auch LaDAR (Laser detection and ranging), ist eine radarähnliche Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt der Radiowellen beim Radar werden Laserstrahlen verwendet. Vgl. hierzu ausführlich https://de.wikipedia.org/wiki/Lidar vom 12. Mai 2017. Ein unbemanntes Luftfahrzeug (englisch unmanned aerial vehicle, UAV, bzw. neuer unmanned aircraft, UA, oder Unmanned Aircraft System, UAS) ist ein Luftfahrzeug, das ohne konventionelle Besatzung autark durch einen Computer oder vom Boden über eine Fernsteuerung betrieben und navigiert werden kann. Vgl. hierzu ausführlich https://de.wikipedia.org/wiki/Unbemanntes_Luftfahrzeug vom 12. Mai 2017.

[2] http://www.landesarchaeologen.de/fileadmin/Dokumente/Dokumente_Kommissionen/

Dokumente_Grabungstechniker/Grabungstechnikerhandbuch/26_3_Archaeologische_Flugprospektion.pdf vom 14. Mai 2017

[3] http://www.archaeopro.de/archaeopro/LBA-1x.htm vom 11. Mai 2017

[4] http://www.archaeopro.de/archaeopro/LBA-1x.htm vom 17. Mai 2017

[5] http://www.zeit.de/2015/09/archaeologie-einfuehrung-wissenschaft vom 16. Mai 2017

[6] http://www.airtv.at/luftbildarchaeologie/ vom 12. Mai 2017

[7] Geoinformationssysteme, Geographische Informationssysteme (GIS) oder Räumliche Informationssysteme (RIS) sind Informationssysteme zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation räumlicher Daten. CAD (von engl. computer-aided ,zu Deutsch rechnerunterstütztes Konstruieren, bezeichnet die Unterstützung von konstruktiven Aufgaben mittels EDV zur Herstellung eines Produkts.

[8] Ein Orthofoto ist eine verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Abbildung der Erdoberfläche, die durch photogrammetrische Verfahren aus Luft- oder Satellitenbildern abgeleitet wird. Bei einer Luftbildaufnahme entstehen Verzerrungen einer fotografischen Zentralprojektion sowie Verzerrungen durch Höhenunterschiede des Geländes und bei Satellitenbildern Verzerrungen durch die Erdkrümmung. Analoge Bilder lassen sich durch optische Projektionsmethoden orthorektifizieren. Digitalaufnahmen werden anhand von digitalen Geländemodellen neu berechnet und anhand von Punkten mit bekannten Koordinaten georeferenziert. Vgl. hierzu https://de.wikipedia.org/wiki/Orthofoto vom 14. Mai 2017

[9] Die Heuneburg ist eine vor- und frühgeschichtliche Höhensiedlung am Oberlauf der Donau im Ortsteil Hundersingen der Gemeinde Herbertingen zwischen Ulm und Sigmaringen im Landkreis Sigmaringen. Die befestigte Kernanlage des frühkeltischen Fürstensitzes aus dem 6. Jahrhundert v. Chr. ist etwa 300 Meter lang und bis zu 150 Meter breit. Sie ist eine der bekanntesten Fundstellen aus keltischer Zeit in Mitteleuropa. Vgl. hierzu https://de.wikipedia.org/wiki/Heuneburg vom 16. Mai 2017.

[10] Vgl. hierzuhttp://www.gottwein.de/Lat/caes/bg7014.php#Caes.Gall.7,22 vom 18. Mai 2017

[11] Vgl. hierzu https://www.uni-konstanz.de/mmsp/pubsys/publishedFiles/LaZi2012.pdf. vom 13. Mai 2017

[12] Vgl. hierzu http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressemitteilungen-2002/msg00057.html. vom 14. Mai 2017

[13] Vgl. hierzu ausführlich https://de.wikipedia.org/wiki/Photogrammetrie#Kamerakalibrierung vom 13. Mai 2017

[14] Die Helmert-Transformation (nach Friedrich Robert Helmert, 1843–1917), auch 7-Parameter-Transformation genannt, ist eine Koordinatentransformation für dreidimensionale kartesische Koordinaten, die in der Geodäsie häufig zur verzerrungsfreien Umrechnung von einem in ein anderes, ebenfalls dreidimensionales System genutzt wird. Vgl. hierzu ausführlich https://de.wikipedia.org/wiki/Helmert-Transformation.

[15] Die Kollinearitätsgleichung hat die kollinearen Abbildung als Grundlage. Ein typisches Beispiel für eine kollineare Abbildung ist die Zentralprojektion. Dabei werden Geraden wieder auf Geraden abgebildet, und die Teilungsverhältnisse bleiben erhalten. Vgl. hierzu ausführlich https://de.wikipedia.org/wiki/Kollinearit%C3%A4tsgleichung vom 11. Mai 2017

[16] Vgl. hierzu den Grabungsbericht von Dr. Cichy in Archäologie in Westfalen-Lippe 2015, S. 136ff.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: http://blog.aurorasolar.com/how-lidar-is-transforming-remote-solar-system-design/
Abbildung 2: https://ghana.maptogis.com/en/africa/drones-mobility-ghana.html
Abbildung 3: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Die Schattenbildung lässt eine alte Landwehr bei Werl erkennen.

 

Abbildung 4:
  1. Plank/O. Braasch/J. Oexle/H. Schlichtherle,
  2. Unterirdisches Baden-Württemberg,
  3. 250 000 Jahre Geschichte und Archäologie im Luftbild (Stuttgart 1994), S.129.

Hügelgräber in Biltz

 

Abbildung 5: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Wurde die Bodenstruktur gestört, können sich feuchte Stellen bilden.

Abbildung 6: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Soldatenmassengrab aus dem Siebenjährigen Krieg

auf der Flur „Totenkamp“ in meiner Heimatgemeinde Scheidingen.

Abbildung 7: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Mauerreste liegen unter der Grasnarbe, es ist ein negativer Bewuchs festzustellen.

Abbildung 8: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Auf dieser Flur an der Bergstraßer Weg ist

negativer Bewuchs zu erkennen, auch hier befinden sich Mauerreste.

 

Abbildung 9: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Eine Versuchspflanzung auf dem Hillefeld bei Scheidingen.

 Abbildung 10: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Traktorspuren.

 Abbildung 11: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Ein alter Bunker auf dem ehemaligen Militärgelände in Werl ist zu erkennen.

Abbildung 12: http://hellereck.lima-city.de/61_Uni_BO_LubiArch.PDF

 

Kontrastreich und scharf umrissen zeichnen Wasserlinie klare Abgrenzungen

Abbildung 13: Dieses Foto befindet sich im Privatbesitz von Samantha Seithe.

Bäche und Flüsse verändern in Jahrhunderten ihren Lauf.

Will man Gebäude, Siedlungen etc. anhand von historischen Quellen verorten.

Vgl. hierzu mein Projekt „Drum prüfe wer verorten will in historischen Quellen“.

 

 

Abbildung 14: https://www.tim-online.nrw.de/tim-online/initParams.do

Der heutige und frühere Salzbachverlauf. Beide Bachläufe

sind mit Punkten verzeichnet.

Abbildung 15: https://www.tim-online.nrw.de/tim-online/initParams.do

Der Prallhang ist heute noch als Geländestufe auf Luftbildern zu erkennen.

Abbildung 16:  https://www.tim-online.nrw.de/tim-online/initParams.do

Auf dem Luftbild ist die Geländestufe zu erkennen.

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