Blick in den Boden – Bodenradar-Prospektion auf dem Burgplateau
Teil 3 von 4 – Teil I – Teil II – Teil IV (in Kürze)
Bei bestem Wetter startete am 4. Oktober 2022 eine 
archäologische Prospektion auf dem Plateau der Tomburg.
Der Freundeskreis Tomburg e.V. hatte die Firma 
Posselt & Zickgraf aus Marburg beauftragt, gefördert durch das ›Ministerium für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung‹ des Landes Nordrhein-Westfalen ( ›Heimatscheck‹). Ziel war es, ohne Grabung das Umfeld der Tomburg zu untersuchen, um ggf. Grundmauern und Gebäudereste im Boden zu entdecken und dokumentieren zu können.
Vorbereitung der Untersuchungsfläche
Vor der Messkampagne musste der Bewuchs auf der Untersuchungsfläche gekürzt werden, damit das Messgerät möglichst dicht über dem Boden geführt werden konnte. Für eine Bodenuntersuchung mit Radar ist es wichtig, dass die Radarwellen möglichst ungehindert in den Boden eindringen können. Es kommt also darauf an, den Abstand zwischen Radarantenne und Oberfläche möglichst klein zu halten. Idealerweise liegt die abstrahlende und empfangende Antenne unmittelbar auf der Oberfläche, deren Untergrund erkundet werden soll. Allerdings sind in der Praxis Abstände von 2-3 cm schon sehr gut und z.B. auf Steinböden in Kirchen zu erreichen. Die Flächen der Tomburg hingegen sind größtenteils bedeckt von Blattwerk, Wurzeln und Steinen.
Der Rückschnitt erfolgte nach Ende der Schonzeit, abgestimmt mit dem Forstamt und der Naturschutzbehörde des Rhein-Sieg-Kreises.1)
Am Samstag vor der Projektwoche trafen sich sechs Mitglieder des Freundeskreises auf dem Plateau und schufen auf Ober- und Unterburg eine befahrbare Fläche. Kleinere Bäume wurden als ›Hochstämmchen‹ erhalten. Sie konnten so von dem Messwagen umfahren werden. Zudem wurde das Schnittgut auf Halde gelegt und nach der Messkampagne wieder in der Fläche verteilt, um die enthaltenden Samen und Insekten in ihrem Lebensraum zu belassen.
Am Ende des Tages war eine parkähnliche Struktur entstanden, mit Wegen und kleinen Plätzen zwischen Grünflächen.
Der Messwagen vor seinem Einsatz auf dem Burgplateau, komplett montiert mti GPS-Empfänger und Notebook. In der orangenen Schale ist das Radargerät mit Sende-/Empfangsantenne untergebracht (Foto: J. Reins).
Messkampagne
Die Messkampagne wurde an drei Tagen (4.-6. Oktober) mit Unterstützung von drei Mitgliedern des Freundeskreises durchgeführt.
Auf dem Burgplateau wurden insg. 827 m² auf der Ober- und Unterburg untersucht:
- 646 m² auf der Unterburg im Bereich zwischen Halsgraben, vor dem Brunnen bis an den Osthang;
- 181 m² auf der Oberburg zwischen Linde und Bergfried bzw. nordöstlich vor dem Bergfried. Die Fläche der archäologischen Ausgrabung von 1968 wurde ausgespart; die Befunde sind bekannt. (Burghof).
Vermessung
Die Ergebnisse der Radarmessung werden auf einer Karte dargestellt. Für die Messung wird das Radargerät entlang gerader Linien über das Gelände gezogen. Die entlang des Laufweges ermittelten Messwerte erscheinen in langen Streifen, wie wenn sie auf nebeneinander gelegte Tapetenbahnen eingezeichnet worden wären. Alle Messergebnisse eines Streifens bilden ein Profil.
Damit die Messergebnisse an der richtigen Stelle, das heißt mit den richtigen Lagekoordinaten auf der Karte erscheinen, wurden zunächst genaue Koordinaten einiger Bezugspunkte mit einem GPS-Gerät bestimmt (geodätische Vermessung). Der zusätzliche Empfang von Korrekturdaten über Mobilfunk erhöhte die Lagegenauigkeit der Messungen auf 1-2 cm.
Auf dem Messwagen wird exakt über der Radarantenne ein GPS-Empfänger mitgeführt; die Messwerte werden in einem Notebook kontinuierlich erfasst und verarbeitet. 2)
Genaues Abstecken der Messfläche, hier auf der Unterburg die Grundlinie am Westrand (Foto: A. Herrmann).
Radarmessung
Für die Messfahrten wurden, ausgehend von den Referenzpunkten, rechteckige Messflächen auf der Ober- und Unterburg mit Maßband exakt eingemessen und abgesteckt. Parallel zur Grundlinie wurde der Messwagen entlang rd. 50 cm breiter paralleler Laufbahnen gezogen. Vor Hindernissen wurde die Aufzeichnung der Messwerte unterbrochen, der Messwagen um das Hindernis herum geführt und die Messung dahinter in gerader Verlängerung der Laufbahn wieder aufgenommen. Um den parallelen Laufweg einzuhalten, wurde während der Messfahrten der Rand zur jeweils nächsten Bahn mit Sprühkreide markiert.
Die dicht über den Boden gleitende Antenne sendet alle 2,5 cm Impulse aus und empfängt deren Echos aus dem Boden; ein mitlaufendes Messrad sichert dabei den gleichbleibenden Abstand der Impulse. Die ausgesendeten Radarimpulse werden auf ihrem Weg in den Boden abgeschwächt, abgelenkt und an Hindernissen reflektiert. Je dichter das Hindernis ist, desto mehr Strahlung wird reflektiert und desto stärker ist das Echo. Eine mit Humus verfüllte Senke wird dunkler dargestellt als z.B. ein festes Fundament aus Stein. Dieses erzeugt ein starkes Echo und wird hell dargestellt. Und weil die Laufzeiten der Echos variieren, kann durch eine Messung der Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Signals auf die Tiefenlage eines reflektierenden Objektes geschlossen werden.
Erst in der computergestützten Auswertung werden die senkrecht orientierten Messwerte in eine horizontale Darstellung auf einer Karte umgerechnet. Im Ergebnis entstehen Karten, die wie Folien übereinanderliegen: jede Karte zeigt die Echos eines bestimmten Tiefenbereiches von 20-30 cm.
Beispiel für die Darstellung der Messergebnisse in einer Tiefenlage. So wie bei einer Digitalkamera das Bild aus quadratischen Pixeln gebildet wird, werden beim Bodenradar Strukturen mit rechteckigen Grauwerten erkennbar. Jedes 50 cm hohe Rechteck steht für einen Messwert, berechnet für einen bestimmten Tiefenbereich. Laufrichtung von links nach rechts. Hier im Beipiel könnten die sechs hellen Rechtecke aus den Echos eines Fundamentes entstanden sein, das mit dem Messwagen überfahren wurde.
Allerdings können die Ergebnisse schon durch eine verdichtete Fläche unter einem Laufweg gestört werden, so dass ein Objekt erscheint, wo keines ist. Oder ein Gebäudeteil steckt in meterdicken Schuttschichten. Eine Situation, wie sie die Ausgräber 1968 auf der Oberburg vorgefunden haben. Daher ist bei der Interpretation für das ganze Plateau mit Unschärfen zu rechnen.
| ↑1 | Gesetz über Naturschutz und Landschaftspflege (Bundesnaturschutzgesetz – BNatSchG) § 39 Abs. 5 (2): »Es ist verboten, (…) Bäume, die außerhalb des Waldes, von Kurzumtriebsplantagen oder gärtnerisch genutzten Grundflächen stehen, Hecken, lebende Zäune, Gebüsche und andere Gehölze in der Zeit vom 1. März bis zum 30. September abzuschneiden, auf den Stock zu setzen oder zu beseitigen; zulässig sind schonende Form- und Pflegeschnitte zur Beseitigung des Zuwachses der Pflanzen oder zur Gesunderhaltung von Bäumen.« |
|---|---|
| ↑2 | Georeferenzierung der Profile über einen zentral über der Antenne positionierten GPS-Empfänger: GPS-System S900A (Stonex Deutschland, Nienburg) mit SAPOS-HEPS-Korrekturdaten (RTK-Lagegenauigkeit: +/- 1-2 cm); Messwagen: Utility Scan Pro, Geophysical Survey Systems, Inc. USA |