Airborne Laserscanning
- Martin Schaich M.A.
- +49 9408 8501 0
- mschaich@arctron.de
Höhenmodelle und Geländemodelle (DOM und DGM), Luftbilder, Hyperspektral und Thermal, GIS, CAD-Pläne …
Archäologisches „Airborne Laserscanning“ (kurz: ALS; auch LiDAR – „Light detection and ranging“ genannt) wird von uns mit Helikoptern in der Zusammenarbeit mit Partnerfirmen bzw. auch mit unseren eigenen Leichtfluggeräten durchgeführt.
So können die notwendigen hohen Punktedichten von ca. zwanzig Lasermesswerten pro Quadratmeter erreicht werden. Bei den Messungen selbst sind Genauigkeiten im Bereich um bzw. unter einem Dezimeter üblich. Man unterscheidet prinzipiell zwischen der absoluten Genauigkeit (ca. 10–15 cm in Lage und Höhe) sowie der relativen Genauigkeit, die mit verschiedenen Softwarealgorithmen bis auf ca. 2–5 cm gesteigert werden kann.
In den Fluggeräten sind sehr hochwertige Technologiekomponenten (GPS, Inertialsystem, Airborne Laserscanner) installiert, die die genaue Lage des Fluggerätes im dreidimensionalen Raum bestimmen und die bis zu 160.000 3D-Lasermessungen in der Sekunde verwalten und registrieren können. Der Pilot selbst wird durch ein Flugführungssystem präzise über die zu untersuchenden Gebiete gelotst und fliegt diese systematisch in sich überlappenden Streifen ab. Während der Messflüge erzeugt der 3D-Laserscanner in kürzester Zeit hunderte Millionen Messpunkte. Gemessen wird mit „Lichtgeschwindigkeit“, nämlich die Laufzeitdifferenz zwischen ausgesendetem und reflektiertem Laserlichtstrahl.
Je nach Anforderungen kann die Befliegung mit zusätzlichen hochauflösenden Spezialkameras ergänzt und verdichtet werden, z.B. mit RGB-Orthofotos, Thermalbildern, Infrarot- oder Spektralaufnahmen. In diesem Bereich der Multisensor-Technologien ergeben sich aktuell neue und spannende Forschungsansätze!
Laserstrahlen durchdringen den Wald
Besonders in den Wäldern revolutioniert der systematische Einsatz dieser Prospektionsmethode das bekannte archäologische Quellenbild. Durch die hohe Durchdringungstiefe des Laserscans dringen die gepulsten Laserstrahlen durch das Geäst der Bäume und erreichen dort den Waldboden. Dadurch ist es heute möglich, den Bewuchs – insbesondere die Wald- und Unterholzvegetation – auszufiltern und die darunter verborgenen Geländedenkmäler, Grabhügel, alte Ackerterrassen, Wegesysteme und vieles mehr in den Computermodellen sichtbar zu machen.
Die Laserscanning-Befliegungen finden in der Regel in der vegetationsarmen Phase, also im Spätherbst, Winter und im beginnenden Frühjahr statt. Allerdings sind die „Zeitfenster“ knapp bemessen. Im Spätherbst sollten erst einige Regengüsse das herabgefallene Laub am Boden verdichten. Erst wenn der Schnee dann im Frühjahr komplett getaut ist und sich auch in den schattigen Mulden in den Wäldern keine Schneeinseln mehr befinden, sind weitere Befliegungen sinnvoll. So stehen üblicherweise nur wenige Wochen bis zum Wiedereinsetzen der Vegetation im Frühling zur Verfügung.
Gerade für archäologische Strukturen – deren Ruinen ja fast ausschließlich in den Wäldern von der intensiven landwirtschaftlichen Nutzung, Überpflügung und Einebnung verschont blieben – liefert diese Prospektionsmethode eine Fülle hochinteressanter und wichtiger Erkenntnisse. Viele Befunde, die bisher nicht sicher verortet oder im dichten Wald gar nicht richtig einzuordnen und zu erkennen waren, können nun für Wissenschaft und Öffentlichkeit im Laserscan sichtbar gemacht werden.
Auswertung mit spezifischer archäologischer Datenfilterung
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.
Gewinnung von Rohdaten
- flächendeckende 3D-Punktedaten
- sehr hohe Punktdichte und Punktauflösung pro m²
- blockweise in 0,25 / 0,5 / 1 km² Kacheln
- ungerastert und bereinigt
- hochauflösende Luftbilder
Datenabgabe nach kundenspezifischen Anforderungen
- georeferenziertes digitales Höhenmodell (DOM, DGM)
- blockweise in 0,25 / 0,5 / 1 km² Kacheln
- gerastert, standard 0,25 / 0,50 m
- Oberflächenvermaschung (Gridding)
- Höhenlinien wahlweise 0,1 / 0,50 / 1 / 5 / 10 m
- Archäologische Auswertung
- Orthofotos (RGB)
- CAD-Pläne
- GIS-Software Global Mapper