In meiner Arbeit geht es um das Georadarsystem, eine physikalische Methode zur Untergrunderkundung. Die Methode wird häufig in der Archäologie verwendet, jedoch gehe ich auch auf andere Anwendungsbereiche ein.
Ein in der Archäologie häufig angewandtes elektromagnetisches Reflexionsverfahren ist die Erkundung des oberflächennahen Bereiches des Untergrundes durch das Georadarsystem (GPRS (Ground Penetrating Radar System)), auch Bodenradar genannt. Doch macht es Sinn das Georadarsystem in der Archäologie zu verwenden? Ebendiese Frage soll nach Abschluss der Arbeit beantwortet werden können.
Diese Methode und ihre Anwendung in der Archäologie soll das zentrale Thema dieser Arbeit sein, in der zuerst ein Überblick über die relevanten physikalischen Grundlagen verschafft wird, die für das Georadarverfahren relevanten Wellenphänomene Reflexion und Transmission, sowie die relevanten elektrischen Eigenschaften, die der Untergrund aufweist, die Dielektrizität und die elektrische Leitfähigkeit.
Anschließend wird die Funktionsweise des Georadarsystems anhand zweier verschiedener Messanordnungen erläutert, der Reflexionsanordnung und der Transmissionsanordnung. Dazu wird zuvor ein Überblick über die Ausstattung eines Georadarsystems gegeben.
Danach wird erklärt, wie die in der Messung gewonnenen Daten auf dem Radargramm dargestellt werden und wie sie interpretiert werden. Außerdem werden die Einflüsse auf die Messergebnisse und die aus diesen Einflüssen resultierenden Erwägungen vor dem Georadareinsatz genannt.
Es folgt die gegenwärtige Anwendung des Georadarsystems in der Archäologie und dessen Bedeutung und Nutzen für diese Wissenschaft. Unter diesem Aspekt werden zwei archäologische Fundbeispiele angeführt.
Als Abschluss der Arbeit wird die gestellte Frage danach, ob das Georadarsystem eine sinnvolle Anwendung in der Archäologie ist, beantwortet. Des Weiteren wird ein Ausblick auf andere Anwendungsgebiete der Messmethode gegeben.
Inhaltsverzeichnis
1 Das Georadar als Methode zur Untergrunderkundung
2 Das Georadarsystem
2.1 Physikalische Grundlagen
2.1.1 Reflexion und Transmission an Grenzflächen
2.1.2 Elektrische Eigenschaften
2.2 Funktionsweise des Georadarsystems
2.2.1 Ausstattung eines Georadarsystems
2.2.2 Funktionsweise der Reflexionsanordnung
2.2.3 Funktionsweise der Transmissionsanordnung
2.3 Datendarstellung und Auswertung der Messergebnisse
2.3.1 Datendarstellung auf dem Radargramm
2.3.2 Dateninterpretation aus dem Radargramm und Einflüsse auf die Messergebnisse
2.3.3 Resultierende Erwägungen vor dem Georadareinsatz
2.4 Anwendung des Georadarsystems in der Archäologie
2.4.1 Allgemeine Bedeutung des Georadarsystems in der Archäologie
2.4.2 Archäologische Fundbeispiele
3 Das Georadar als vielseitig einsetzbares Verfahren
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Einsatzmöglichkeiten und die Funktionsweise des Georadarsystems (GPRS) mit einem spezifischen Fokus auf dessen Nutzen für die archäologische Forschung. Es soll geklärt werden, ob sich die Methode als effektives, zerstörungsfreies Werkzeug zur Erkundung des Untergrundes eignet und wie ihre Messergebnisse in der Praxis interpretiert werden können.
- Physikalische Grundlagen der elektromagnetischen Wellenausbreitung
- Technische Funktionsweise und Messanordnungen (Reflexion vs. Transmission)
- Methodik der Datenauswertung und Interpretation von Radargrammen
- Anwendungsbereiche in der Archäologie anhand konkreter Fundbeispiele
Auszug aus dem Buch
2.2.2 Funktionsweise der Reflexionsanordnung
Ein Georadarsystem wird allgemein in zwei verschiedenen Anordnungen angewandt, in der Reflexionsanordnung und in der Transmissionsanordnung.
Die vor allem in der Archäologie gängige Anordnung, die aber auch in anderen Gebieten häufiger verwendet wird, ist die Reflexionsanordnung, deren Funktionsweise im Folgenden näher erläutert wird. Die Funktionsweise der Reflexionsanordnung beruht grundsätzlich auf elektromagnetischer Reflexion. Ein Vorteil gegenüber der Transmissionsanordnung ist, dass das aufzuspürende Objekt nur von einer Seite zugänglich sein muss.
Durch die Dipol-Sendeantenne, die sich mitsamt des Georadarsystems an der Oberfläche befindet, werden zuerst elektromagnetische Impulse in den zu untersuchenden Untergrund abgestrahlt. Die Frequenz der elektromagnetischen Wellen kann hierbei je nach Beschaffenheit und Zweck variieren, bei archäologischen, geologischen und ingenieurtechnischen Aufgaben liegen die Arbeitsfrequenzen üblicherweise zwischen 10 und 1000 MHz.
Nachdem die elektromagnetischen Wellen in den Untergrund abgestrahlt wurden, breiten sie sich dort aus und werden an Grenzflächen, die andere elektrische Eigenschaften als die vorher durchdrungene Schicht aufweisen, reflektiert und transmittiert. Bei der Reflexionsanordnung ist der reflektierte Teil von Bedeutung, der sich wieder zur Oberfläche hin ausbreitet und von der Empfangsantenne, die ebenfalls Teil des Georadarsystems ist, registriert wird. Hierbei werden Laufzeiten und Größen der Amplituden der elektromagnetischen Wellen aufgezeichnet und im Verhältnis zur Entfernung auf einem Radargramm abgebildet. Da sich die Sende- und Empfangsantenne in zeitlich konstantem Abstand über die Oberfläche bewegen, ergibt sich ein Profil des Untergrundes. Die elektrischen Eigenschaften, die bei der Reflexion der elektromagnetischen Wellen von großer Bedeutsamkeit sind, sind vor allem die Permittivität (ε) und die Konduktivität (σ).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Das Georadar als Methode zur Untergrunderkundung: Einleitung in die Thematik der zerstörungsfreien Untergrunderkundung und Vorstellung der zentralen Fragestellung bezüglich der Eignung des Georadars für die Archäologie.
2 Das Georadarsystem: Umfassende technische und physikalische Erläuterung der Funktionsweise, der notwendigen Materialeigenschaften sowie der verschiedenen Anordnungsmethoden und der Datenauswertung.
3 Das Georadar als vielseitig einsetzbares Verfahren: Zusammenfassende Betrachtung der Ergebnisse, die den hohen Nutzen des Verfahrens in der Archäologie sowie in weiteren Bereichen wie Straßenbau oder Kriminalistik bestätigt.
Schlüsselwörter
Georadar, Bodenradar, Archäologie, Elektromagnetische Wellen, Reflexion, Transmission, Permittivität, Konduktivität, Radargramm, Diffraktionshyperbel, Untergrunderkundung, Signalabsorption, Zerstörungsfreie Prüfung, Zeitscheibe, Messanordnung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit thematisiert die Funktionsweise und die archäologische Anwendung des Georadars zur zerstörungsfreien Erkundung des Untergrundes.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf den physikalischen Grundlagen der elektromagnetischen Wellenausbreitung, der Gerätetechnik und der Interpretation von Messdaten.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Beantwortung der Frage, ob das Georadarsystem eine sinnvolle und effektive Methode für archäologische Untersuchungen darstellt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird das elektromagnetische Reflexionsverfahren des Georadars (GPRS) in Theorie und Praxis analysiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil erläutert die technischen Aspekte wie Reflexions- und Transmissionsanordnungen, die Rolle elektrischer Eigenschaften wie Permittivität und Konduktivität sowie die Visualisierung der Ergebnisse im Radargramm.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Fachbegriffe wie Georadar, Radargramm, Reflexionsanordnung, Untergrunderkundung und archäologische Fundbeispiele charakterisiert.
Wie unterscheidet sich die Reflexions- von der Transmissionsanordnung?
Bei der Reflexionsanordnung sind Sender und Empfänger auf der gleichen Seite und messen reflektierte Signale, während bei der Transmissionsanordnung Sender und Empfänger sich gegenüberliegen.
Was zeigt eine Diffraktionshyperbel im Radargramm an?
Eine Diffraktionshyperbel deutet auf ein punktförmiges Objekt im Untergrund hin, da sich das Signal während der Bewegung des Geräts über das Objekt charakteristisch verändert.
Warum ist der Materialkontrast für die Messung entscheidend?
Unterschiedliche elektrische Eigenschaften (Materialkontraste) zwischen den Erdschichten sind notwendig, um reflektierte Signale überhaupt detektieren zu können.
- Citar trabajo
- Pascal Wodtke (Autor), 2013, Das Georadarsystem. Physikalische Anwendungen in der Archäologie, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/301108
