Luftgestützte Dokumentation

3D-Modell des Ipf (Baden-Württemberg). Im Rahmen von ArcTron´s luftbildarchäologischer Dokumentation mit einem Ultraleichtflugzeug entstand aus jeweils mehreren hundert Fotos das 3D-Modell des Ipf bei Schräglicht im Sommer und mit Schneemerkmalen im Winter.

LUFTBILDARCHÄOLOGIE

Pioniere der Luftbildarchäologie

Seit den Pionierleistungen im Orient in den frühen 1920er-Jahren und seit den 1960er Jahren ist die Luftbildarchäologie auch im Nachkriegsdeutschland ein überaus erfolgreiches zerstörungsfreies Prospektionsverfahren. Frühe Luftbildpioniere wie Irwin Scollar (Rheinland) oder der mit seiner immensen Erfahrung die Luftbildarchäologie in Deutschland prägende Otto Braasch sind weit über die Fachkreise hinaus bekannt geworden.

Als neueste Publikation zu dem Thema empfehlen wir: B.Song/K. Leidorf/ E. Heller, Luftbildarchäologie, Spuren der Vergangenheit aus der Luft (2019).

DIGITALE DOKUMENTATION

Erfahrene geschulte Luftbildarchäologen erkennen vor allem anhand von Schatten-, Bewuchs, Boden-, Feuchtigkeits,- Schnee- und Frostmerkmalen eine Vielzahl archäologischer Befunde. Die „Kunst und Schwierigkeit“ besteht auch darin, die regional- und wetterabhängig differierenden optimalen Zeitpunkte für die Befliegung zu antizipieren. Gerade in den sehr trockenen Sommern der Jahre 2018-2020 wurden europaweit überaus viele Befunde als positive und negative Bewuchsmerkmale sichtbar.

Neben der fotografischen und datentechnischen Erfassung und Interpretation ist die genaue georeferenzierte Verortung der Luftbilder von entscheidender Bedeutung. Moderne hochwertige Digitalkameras mit GPS-Datenloggern (Koordinaten) ggf. ergänzt durch Inertialsysteme (Neigungs- und Beschleunigungswerte) erlauben eine bis in den kleinen Zentimeterbereich genaue Verortung dieser Befunde. Moderne photogrammetrische Verfahren mit denen überlappende Bildserien zu 3D-Modellen verrechnet werden, ergeben dreidimensionale digitale Oberflächenmodelle und hochgenaue maßhaltig entzerrte Orthofotos.

Für jeden Anwendungsfall das passende FlugGERÄT ...

Auch für die Baudenkmalpflege oder archäologische Ausgrabungsbefunde lassen sich so – natürlich besser mit niedriger fliegenden Photogrammetrie-Drohnen – schnelle und effiziente dreidimensionale Modelle generieren.

Seit 2005 ist ArcTron in einer Vielzahl nationaler und internationaler, archäologischer luftgestützter Dokumentations- und Forschungsprojekte aktiv. Der Archäologe und Geschäftsführer Martin Schaich ist als Gleitschirm-, Ultraleicht- und Drohnenpilot aktiv. Seit 2016 arbeitet er auch als Luftbildarchäologe im Auftrag des Landesamtes für Denkmalpflege (LAD) im südlichen Baden-Württemberg.

Einige luftbildarchäologische Highlights aus dieser Arbeit sind hier als interaktive 3D-Modelle (Sketchfab) publiziert.

Ipf bei Bopfingen

(Lkr. Ostalbkreis, Baden-Württemberg)

Am westlichen Riesrand und als Hausberg von Bopfingen erhebt sich der 668 Meter hohe, markante Zeugenberg „Ipf“. Der gesamte Berg ist geprägt durch Wall- und Grabensysteme, die bis in die späte Bronzezeit zurückreichen. In der Umgebung des Ipf gibt es eine Vielzahl von eisenzeitlichen Siedlungen, Viereckschanzen und Gräberfeldern. Der Ipf war in dieser Zeit ein Verkehrsknotenpunkt von überregionaler Bedeutung im Fernhandelsnetz zwischen Donau, Main und Neckar. Er wird zu den keltischen „Fürstensitzen“ gerechnet. Die hier gezeigten 3D-Modelle (ArcTron 3D GmbH) des Ipf im Sommer und Winter wurden mittels photogrammetrischen Bildserien des Luftbildarchäologen Martin Schaich im Auftrag des Landesamtes für Denkmalpflege Baden-Württemberg erstellt.

Grabhügelfeld

(Lkr. Konstanz, Baden-Württemberg)

In der Sommerzeit werden hier bei einem Grabhügelfeld im Lkr. Konstanz sowohl im Getreide wie auch im Mais, Grabhügel und Grabanlagen sichtbar. Durch mehrjährige Befliegung in den trockenen Sommermonaten bei Berücksichtigung des Fruchtwechsels werden die diversen Grabanlagen deutlicher sichtbar und können in entsprechenden fusionierten 3D-Modellen verglichen werden. Mit Bildverbesserungstechniken (decorrelation stretch), die bei Luftaufnahmen effektiv einsetzbar sind, können Befunde deutlicher sichtbar gemacht werden. Die hier gezeigten 3D-Modelle (ArcTron 3D GmbH) wurden mittels photogrammetrischer Bildserien des Luftbildarchäologen Martin Schaich im Auftrag des Landesamtes für Denkmalpflege Baden-Württemberg erstellt.

„villa rustica“

(Lkr. Heidenheim, Baden-Württemberg)

Im Lkr. Heidenheim a.d.Brenz finden sich, aufgereiht an römischen Verkehrsstraßen, zahlreiche römische Landgüter – sogenannte villae rusticae – die sich in trockenen Sommermonaten in luftbildarchäologischen Schräglichtaufnahmen besonders deutlich abzeichnen. Durch mehrjährige Befliegung werden die Mauern auch im Fruchtwechsel von Getreide und Mais deutlich sichtbar und können in entsprechenden fusionierten 3D-Modellen verglichen werden. Mit Bildverbesserungstechniken (decorrelation stretch), die bei Luftaufnahmen effektiv einsetzbar sind, können Befunde deutlicher sichtbar gemacht werden. Die hier gezeigten 3D-Modelle (ArcTron 3D GmbH) wurden mittels photogrammetrischer Bildserien des Luftbildarchäologen Martin Schaich im Auftrag des Landesamtes für Denkmalpflege Baden-Württemberg erstellt.

LUFTGESTÜTZTE 3D-ScanS FÜR BAUDENKMÄLER

Einzelne Baudenkmäler oder denkmalgeschützte Architektur-Ensembles lassen sich mit luftgestützten Technologien (optimalerweise in Kombination mit 3D-Laserscanning) ebenfalls sehr effizient dokumentieren.

ArcTron ist seit mehr als 20 Jahren besonders auf entsprechende Arbeiten für die Baudenkmalpflege spezialisiert. Sehr hohe Auflösungen lassen sich in der Kombination mit terrestrischem Laserscanning und der terrestrischen Photogrammetrie erzielen. Sie finden eine Vielzahl von entsprechenden Projekten auf unseren Referenzseiten: https://www.arctron.de/referenzen/

Die 3D-Dokumentation von entsprechenden Bauwerken kann je nach Auflösung und benötigter Genauigkeit mit ultraleichten Fluggeräten oder (heutzutage in der Regel) mit Photogrammetrie-Drohnen realisiert werden. Als Beispiel zeigen wir hier einfache, interaktive 3D-Modelle des Zisterzienser-Klosters in Ebrach (bei Bamberg, Bayern) und der nahegelegenen kleinen Kapelle St. Rochus, die wir aktuell im Rahmen der Entwicklung einer multimedialen „Zisterzienser“-APP erarbeitet haben.

Kloster Ebrach

(Lkr. Bamberg, Bayern)

Kloster Ebrach ist eine 1127 gegründete ehemalige Zisterzienserabtei im Erzbistum Bamberg. Das hier gezeigte selektive 3D-Modell entstand aus einer eintägigen photogrammetrischen Drohnen-Befliegung und zeigt die historischen Bauten ohne die modernen Gebäude der heutigen Justizvollzuganstalt.

Kapelle St. Rochus

(Lkr. Bamberg, Bayern)

Die Zisterzienser-Kapelle von St. Rochus wurde nach dem schweren Pestjahr 1611 auf der Anhöhe oberhalb des Ortes Großgressingen erbaut und bereits 1613 fertiggestellt. Die Kapelle ist im nachgotischen Stil erbaut. Das hier gezeigte 3D-Modell entstand aus einer photogrammetrischen Drohnen-Befliegung.

AUSGRABUNG DES "EisenbahntorS"

(Neu-Ulm)

Auch bei der Dokumentation archäologischer Ausgrabungen, insbesondere bei komplexen Stadtkern- oder Baubefunden setzen sich 3D-Dokumentationen in der Kombination aus drohnengestützten photogrammetrischen Luftbildserien und ergänzender terrestrischer 3D-Vermessung zunehmend durch.

Als Beispiel zeigen wir hier ein interaktives 3D-Modell unserer Ausgrabung des mit der “Bundesfestung” zusammenhängenden neuzeitlichen Eisenbahntors in Neu-Ulm. In das 3D-Modell der Ausgrabung sind auch 3D-Phasen-Rekonstruktionen integriert, die auf Basis vorhandener, historischer Planmaterialien den ergrabenen Befund weiter verdeutlichen.

Bitte beachten Sie, dass Sie die Animation in der Laufleiste unten jederzeit anhalten können und das Modell dann auch interaktiv 3D drehen und zoomen können.

Airborne 3D-Scanning

LiDAR-Daten - Airborne Laserscanning

Mit weltweit hunderttausenden Neuentdeckungen hat dieses Verfahren seit ca. 20 Jahren die Kenntnis über die insbesondere im Wald und Urwald verborgenen archäologischen Denkmäler revolutioniert.

Durch die systematische industrielle Befliegung liegen in Deutschland und vielen Teilen der Welt mittlerweile flächendeckende LiDAR-Daten mit unterschiedlichen Punktedichten pro Quadratmeter (zw. ca. 4-30 Punkten) vor. In Bayern werden diese Arbeiten durch die staatliche Geoinformation beauftragt und die Daten dort (LDBV) teilweise auch gebührenfrei (z.B. im Bayern-Atlas) zur Verfügung gestellt.

Martin Schaich befasst sich mit seinem Team innerhalb der für Befliegungen zuständigen ArcTron – Airborne Sensing GmbH mit Aufgaben rund um die luftgestützte Multisensor-Dokumentation. Dabei konnten in Zusammenarbeit mit einem hochkarätigen Partner-Netzwerk auch zahlreiche LiDAR-Großprojekte, wie die Limesbefliegungen seit 2006 in Süddeutschland, die kleinräumige aber sehr punktedichte LiDAR-Dokumentation von diversen Kulturlandschaftsprojekten, Gelände-und Baudenkmälern in Europa wie auch Untersuchungen im bolivianischen Urwald oder in Peru realisiert werden. Durch den Einsatz von industriellen LiDAR-Drohnen bzw. eines langsam und tief fliegenden ultraleichten Gleitschirmtrikes können auch sehr punktedichte, hochaufgelöste Photogrammetrie- und LiDAR-Daten gewonnen werden.

Fluggeräte und deren Einsatzmöglichkeiten

ArcTron bietet speziell mit Fokus auf Projekte in der Archäologie & Denkmalpflege Befliegungen mit unterschiedlichen Fluggeräten und Sensoren an.

Für Luftbildarchäologie, Orthofotos, 3D-Photogrammetrie oder für LiDAR werden Im Luftraum bis ca. 100m vor allem unterschiedliche Drohnen, darüber je nach Aufgabenstellung diverse bemannte Fluggeräte eingesetzt.

In der Auswertungsphase werden eine Reihe komplexer, z. T. spezifisch für die Archäologie entwickelter Filtermethoden verwendet, um die archäologischen Strukturen genauer sichtbar zu machen.

Die erkannten, aber oft nur unter Vorbehalt anzusprechenden Befunde sind schließlich im Gelände sorgfältig zu überprüfen und auf ihre Aussagekraft zu hinterfragen.

Links: eine für eine Museumsgrafik überarbeitete Zusammenstellung diverser von ArcTron mit ALS dokumentierter bronzezeitlicher Burgen in Bayern zeigt die typischen vegetationsgefilterten Geländemodelle (DGM).