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Georadar - Anwendung in der Archäologie

 

  • Untersuchte physikalische Eigenschaft: Dielektrizitätskonstante und elektrische Leitfähigkeit des Bodens.
  • Methode: Kartierung der Laufzeit elektromagnetischer Pulse durch den oberflächennahen Untergrund (Bodenradar, Ground Penetrating Radar).
  • Gerät: Georadarsystem TerraSIRch SIR® System-3000 (GSSI, Geophysical Survey Systems, Inc. USA).
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    Bei geeigneten Boden- und Befundeigenschaften bildet der Bodenradar unterirdische Strukturen so detailreich wie kein anderes Verfahren ab. Zudem sind Aussagen zur Tiefe der erfassten Strukturen möglich. Da der Bodenradar sehr gut auf versiegelten Flächen eingesetzt werden kann und je nach verwendeter Antenne mehrere Meter tief in den Boden einzudringen vermag, eignet er sich besonders auch für den Einsatz in Innenstädten zur Erkundung unterirdischer Baubefunde. Bei der Messung mit dem Bodenradar (auch GPR = Ground Penetrating Radar) werden elektromagnetische Wellen in den Boden gesendet, um dann Laufzeit und Amplitude der empfangenen (reflektierten) Signale zu registrieren. Die von einer Antenne direkt auf der Oberfläche erzeugte Welle breitet sich mit etwa einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit im Boden aus und wird an Schichtgrenzen zwischen verschiedenen Materialien reflektiert. Es können dabei auch tiefer liegende Schichten erfasst werden, da an den einzelnen Materialgrenzen immer nur ein Teil der Welle reflektiert wird. Wird die Amplitude gegen die Laufzeit der Welle aufgetragen, kann eine vertikale Spur erstellt werden. Der schnelle und kontinuierliche Messvorgang erlaubt die Aneinanderreihung einzelner Spuren zu einem Profil und durch die Kombination mehrerer Profile die dreidimensionale Erfassung des Untergrundes (Profilabstände: 0,25m und 0,5m, Messpunktabstand: 0,02m). Dabei erfasst das Radar im Wesentlichen die Geometrie im Boden verborgener Strukturen bzw. Schichtgrenzen. Wichtigster Parameter bei Untersuchungen mit dem Georadar ist die dimensionslose Dielektrizitätskonstante, sie hat wesentlichen Einfluss auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals. Je größer der Unterschied der Dielektrizitätskonstanten zweier Materialien ist, desto stärker ist die Reflexion. In der Praxis lassen sich daher Grenzen zwischen stark unterschiedlichen Materialien, wie z.B. Sand und Mauern, besonders gut lokalisieren. Darüber hinaus beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit der Materialschichten die Signalabschwächung.

     

     

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