Die Luftbildarchäologie, auch archäologische Flugprospektion oder Luftbildprojektion genannt, ist eine Forschungsmethode bei der archäologische Überreste aus größerer Höhe fotografiert werden. Dabei werden unterschiedliche Luftfahrzeuge eingesetzt, zum Beispiel Flugzeuge, Hubschrauber, Ballone und auch Drohnen. Auch Aufnahmen archäologischer Fundstellen, aufgenommen aus dem Weltraum zum Beispiel von Erderkundungssatelliten, werden für die Forschung herangezogen. Sogar schon Google Maps oder Earth Aufnahmen haben zu Entdeckungen geführt.
Die Anfänge der Luftbildarchäologie liegen in England. Den ersten Versuch, eine archäologische Stätte aus der Luft zu fotografieren, machte 1906 Leutnant P. H. Sharpe aus einem Ballon des Militärs heraus. Als er bei einer Übung über Salisbury vom Wind in Richtung Stonehenge abgetrieben wurde, richtete er geistesgegenwärtig seine Kamera nach unten und die ersten Aufnahmen entstanden. In Bayern wurden während des Ersten Weltkrieges erstmals Luftbilder mit archäologischen Fundstellen erstellt. 1980 gelang es, die Luftbildarchäologie als festen Bestandteil der amtlichen Bodendenkmalpflege einzurichten und mit eigenen Haushaltsmitteln auszustatten.
Die Bilanz systematischer Beobachtungen aus der Luft ist beeindruckend: Allein 30 000 neue Fundstellen verdankt die bayerische Denkmallandschaft der Luftbildarchäologie. Zahlreiche Einzeldenkmäler, sämtliche Ensembles Bayerns und wichtige kulturlandschaftliche Elemente sind hier dokumentiert.
Mit einem Bestand von etwa einer Million Aufnahmen ist das Luftbildarchiv des Bayerischen Landesamtes für Denkmalpflege weltweit eines der größten seiner Art.
Die Luftbildarchäologie ist eine Methode, die es erlaubt, archäologische Fundstellen zerstörungsfrei, das heißt ohne Eingriff in den Boden zu entdecken und zu dokumentieren. Bodendenkmäler können aus der Luft durch verschiedene Merkmale angezeigt werden: Zum Beispiel durch Bewuchsmerkmale. Geachtet wird auf Unterschiede in der Vegetation, die durch ihr Aussehen nicht natürlichen Ursprungs sein müssen. Diese können über Mauerresten als auch über inzwischen verfüllten Gräben auftreten.
An noch nicht ganz eingeebneten Fundstellen können zudem archäologische Stellen durch Schatten sichtbar werden. Vor allem am späten Abend ist dies zu beobachten. In der winterlichen Landschaft machen Schneeverwehungen auch minimale Niveauunterschiede sichtbar. Des Weiteren führen die schon beim Bewuchsmerkmal auftretenden Bodenunterschiede in Feuchtigkeit und Kälte zur Herausbildung von Schnee- und Reifmerkmalen. Wasser spielt ebenfalls eine Rolle bei Funden. Zum Beispiel zeichnen sich nach heftigen Regenfällen oft Umrisse im Boden ab. Über Mauerresten trocknet der Boden schneller und über verfüllten Gräben langsamer als die Erde in der Umgebung.
In der Satellitenarchäologie treten weitere Daten aus der Erdvermessung hinzu, die beim Überfliegen mit Flugzeugen in das Gebiet der Geophysikalischen Archäologie fallen, wie Infrarotbilder, Magnetometrie oder Radar. Mit den modernen Satellitengenerationen stehen solche Daten seit Mitte der 2010er Jahre mit einer Detailgenauigkeit im Dezimeterbereich zu Verfügung, um zumindest bauliche Strukturen zu identifizieren.
Um Digitale Geländemodelle zu erstellen wird heute auch Laser (auch Lidar = Light detection and ranging genannt) eingesetzt. Lidar nutzt die Eigenschaften des gestreuten Lichts, um entfernte Objekte zu charakterisieren. Die Scaneinheit wird auf einem Flugobjekt - meist auf einem Flugzeug oder Helikopter - angebracht. Mit der Lidar-Technik können die Forscher noch Höhenunterschiede von wenigen Zentimetern erfassen. Selbst Bäume und Sträucher stellen keine Hindernisse dar: Sie können später am Computer einfach weggerechnet werden. Übrig bleibt ein dreidimensionales Bild des nackten Erdbodens - inklusive aller geometrischen Formen, die unterirdisch verborgene Bauwerke verraten.
Auch direkt am Boden lassen sich mit verschiedenen Technologien unterirdische Strukturen ausmachen, ohne gleich kubikmeterweise Erdreich zu bewegen. Georadar etwa kann bis zu drei Meter tief ins Erdreich eindringen. Mit der Magnetik lassen sich Gräben oder andere Vertiefungen in bis zu zwei Metern Tiefe untersuchen. Die elektromagnetische Induktion wiederum ist gut für die Suche nach unterirdischen Bauwerken geeignet.