SARchaeology
Zum Potenzial von SAR Satellitendaten für die archäologische Feldforschung
Im Rahmen einer Kooperation mit der Universität Bern (Schweiz) und der Universität Wuhan (China) untersucht die Abteilung Kartographie, GIS und Fernerkundung das Potenzial von Synthetic Aperture Radar (SAR) Satellitendaten in der Archäologie. Im Mittelpunkt steht dabei die Unterstützung archäologischer Prospektions-, Survey- und Ausgrabungsprojekte. Hierbei wird sowohl das Anwendungsspektrum verschiedener Wellenlängenbereiche als auch Sensoren untersucht.Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Nutzung von repeat- und insbesondere single-pass Interferometrie (InSAR). Mit Hilfe der daraus abgeleiteten hochauflösenden und fein detaillierten Oberflächenmodelle lassen sich sowohl Veränderungsprozesse der Landschaft (antike Küstenlinien, Flussverläufe) kartieren, als auch Rückschlüsse auf unterirdische Bodendenkmäler (Straßen und Stadtmauern) ziehen. Darüber hinaus bilden die Oberflächenmodelle die Grundlage zur Georeferenzierung und Orthorektifizierung hochauflösender Satellitenbilder (z.B. der Sensoren QuickBird, Orbview, Worldview-1 und -2, etc.).
Insgesamt widmen sich drei Teilprojekte der Erforschung von SAR / InSAR in der Archäologie. Geographische Schwerpunkte liegen dabei in Kilikien (heute Provinz Adana, Türkei), Ägypten und dem Altai Gebirge (China).
The potential of TanDEM-X data for archaeological prospection - case studies in Plain Cilicia, Turkey
Die Erforschung der fruchtbaren Ebene der Cilicia Pedias und der sie umschließenden Gebirgszüge bildet seit 2006 einen Forschungsschwerpunkt des Institutes für archäologische Wissenschaften der Universität Bern. Im Rahmen dieses Foschungsschwerpunktes wurden Feldforschungsprojekte in Magarsos (heute Kap Karatas), am Uzunoglan Tepesi und dem Sirkeli Höyük durchgeführt. Die ergänzend erhobenen Radardaten dienen vorrangig der Einordnung dieser Untersuchungsgebiete in einen größeren naturräumlichen Kontext. Gerade in Kilikien mit seinem starkem Gegensatz zwischen fruchtbarer Ebene und dem landseitig gänzlich umschließenden schroffen Bergketten ist die Lokalisierung bisher unbekannter Orte untrennbar mit dem Verständnis der historischen Topographie verbunden: so beziehen sich die Angaben zur Lage wichtiger historischer Stätten in den antiken Quellen häufig auf Flüsse und Küstenabschnitte, die sich beide im Laufe der letzten über 2000 Jahre stark verändert haben.
In Rahmen einer Masterarbeit (Ralf Buchbach, Göttingen) wurden insgesamt 40 Szenen des deutschen TanDEM-X Systems ausgewertet. Als besonders erfolgreich erwies sich dabei die Prozessierung der Daten im alternating bistatic Aufnahmemodus. Die so generierten Höhenmodelle weisen im High Resolution Spotlight Bildmodus eine Auflösung von bis zu 2 Metern auf und zeigen in bislang nicht erreichter Qualität die topographischen Gegebenheiten der wichtigen archäologischen Stätten.
The potential of L-Band SAR-Radardata for the prospection of buried archaeological features - case studies in Plain Cilicia (Turkey) and the deserts of Egypt
Um die Möglichkeit der komplementären Nutzung von L-Band SAR zu X-Band SAR zu untersuchen, wurde 2012 ein Projektantrag bei der JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) gestellt, um auf Daten des Sensors ALOS PALSAR II zurückgreifen zu können. Dieses Proposal wurde 2013 angenommen. Zusätzlich zum bisherigen AOI in Kilikien wurden hier ausgewählte Orte in den (Halb-)Oasen Ägyptens ausgewählt. An diesen Orten ist aufgrund der speziellen geologischen Gegebenheiten (dünne Deckschichten aus trockenem Sand) auch die Detektion von unterirdischen Bodendenkmälern möglich. Die grössere Wellenlänge des L-Band Radar ermöglicht dabei grössere Eindringtiefen im Vergleich zu X-Band Radar. Besonders erfolgsversprechend ist hierbei die Kombination von InSAR DEMs mit L-Band Aufnahmen, da die detaillierten Höhenmodelle eine wesentlich bessere Interpretierbarkeit der Ergebnisse erlauben.
Staring spotlight images for archaeological prospections - case studies in Turkey, Egypt, and the Altai Mountains
Der experimentelle staring spotlight Modus des Satelliten TerraSAR-X erlaubt seit 2014 eine bisher in der spaceborne SAR-Fernerkundung unerreichte Auflösung von bis 0,25m und ist somit für die Detektion auch kleiner archäologischer Hinterlassenschaften (wie z.B. Grundmauern) geradezu prädestiniert. Unter der Leitung von Timo Balz (Wuhan Universität, China) beteiligen sich die Abt. Kartographie, GIS und Fernerkundung und das Institut für Archäologische Wissenschaften der Universität Bern im Rahmen der TerraSAR-X New Modes 2013 Ausschreibung des DLR.
Die Arbeiten basieren auf den vorangegangen Forschungen in Kilikien und den Oasen Ägyptens. Zusätzlich wurde ein AOI im Altai Gebirge ausgewählt, das aufgrund der geringen Vegetation und Siedlungsdichte eine hervorragende Voraussetzung für die Rekonstruktion antiker Siedlungsaktivität und Landnutzung verspricht.