Forschungsprojekt

Entwicklung von Methoden zur Analyse von Geodaten

Entwicklung von Konzepten und Implementierungen in GIS- und Statistik-Tools sowie Routing- und Netzwerkanalysen

Zusammengefasst

In diesem Projekt werden verschiedene Methoden zur Analyse archäologischer Geodatennetzwerke evaluiert und weiterentwickelt, für spezielle archäologische Anforderungen adaptiert und angewendet. Die resultierende digitale Methodik und die damit erstellten Geodatensätze erlauben vielfältige räumliche Analysen mit Hilfe von GIS-Software sowie Statistik-Tools und bilden damit die Grundlage für weitergehende archäologische Forschungen.

Um geostatistische Analysen durchzuführen und sie in verschiedenen Aspekten archäologischer Forschung anzuwenden, werden spezialisierte GIS- und Statistik Tools benötigt (z. B. in QGIS, ArcGIS, R). Die bisherigen verfügbaren Module reichen jedoch häufig nicht aus, um komplexe Fragestellungen der breitgefächerten Forschung am LEIZA auszuführen. Daher stellt sich die Frage, inwieweit bestehende Softwaremodule zur geostatistischen Analyse weiterentwickelt oder  völlig neue Methoden implementiert werden müssen, um den Ansprüchen moderner Archäoinformatik-Forschung zu genügen.

Forschungsziel

Ziel ist es, digitale Methoden und Softwaremodule so weiterzuentwickeln oder neu zu entwickeln, dass spezialisierte archäologische Fragestellungen gelöst  sowie Prozesse optimiert, automatisiert und damit reproduziert werden können.

Methodik

In diesem Projekt kommen verschiedene digitale Methoden der Geoinformatik, Archäoinformatik und Semantik zur Anwendung: Routing-Algorithmen, Netzwerkanalysen, Geostatistik (z. B. mit Chi-Quadrat-Tests), sowie die semantische Ebene von Geodaten (“Places as a Concept”).

Die Anpassung von Routing-Algorithmen durch die Gewichtung von Kostenfaktoren verschiedener, miteinander verknüpfter Wegenetze und die Integration von Geländeneigungen in Kombination mit den Positionen und der Verteilung von über 250.000 gestempelten Keramikobjekten erlaubt die Rekonstruktion antiker Verkehrswege und der Transportorganisation dieser Fundgruppe.

Die Kombination von in schriftlichen Quellen beschriebenen Personen und deren Aktivitäten mit Orten und Geopositionen gestattet eine Rekonstruktion von Beziehungen und Bewegungsmustern sowie deren interaktive Visualisierung auf Karten. Im laufenden Projekt werden Informationen zu Personen, Aktivitäten und Orten aus dem Synaxar von Konstantinopel in einer Datenbank erfasst und analysiert.

Statistische Analysen (hier mit Chi-Quadrat-Test) in Kombination mit den geographischen Positionen der zu untersuchenden Objekte (Geostatistik) werden eingesetzt, um die Hypothesen zu wirtschaftlichen Beziehungen, Transportsystemen und deren Organisation zu überprüfen. Interaktive Schnittstellen ermöglichen die einfache Anpassung der Objektauswahl und der statistischen Methoden.

Geodaten besitzen neben der klassischen Repräsentationsform mit Koordinaten auch eine semantische Ebene. So können Orte insbesondere in den Geistes- und Kulturwissenschaften als “Places as a Concept” betrachtet werden, welche nur als abstrakte konzeptionelle Container für real existierende Orte dienen. Dieser Ansatz hat seine Grundlage im Pleiades-Datenmodell. Hierbei sind Places “entirely abstract, conceptual entities”, Locations hingegen “connect places to coordinates in space”. Dies wird bereits in den Linked Open Samian Ware angewendet. Darüber hinaus gilt es, digitale Methoden und Softwaremodule zu entwickeln, welche es (Web-)GIS-Anwendungen ermöglichen, nicht nur Geodaten durch Services nach OGC-Standard (z. B. Web-Feature-Service), sondern auch nach dem W3C-Standard GeoSPARQL einzubinden, zu analysieren und anzureichern.

  • Matthias Flückiger, Erik Hornung, Mario Larch, Markus Ludwig, Allard Mees, Roman Transport Network Connectivity and Economic Integration, The Review of Economic Studies, 2021, https://doi.org/10.1093/restud/rdab036.
  • A. Mees, Big business in the roman economy. A military or civil affair? Regional and long distance trading patterns of the Roman Terra-Sigillata (Samian) industry. In: M. Bentz / Th. Helms (eds.), Craft production systems in a cross-cultural perspective (Bonn 2018), 151-170.
  • G. Heinz / A.W. Mees, Web based statistical data processing. In: F.J. Melero / P. Cano / J. Revelles, Fusion of cultures. Abstracts of the XXXVIII Annual Conference on Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology, CAA 2010 (Granada 2010) 375-377.
  • Joseph Abhayaratna, Linda van den Brink, Nicholas Car, Rob Atkinson, Timo Homburg, Frans Knibbe, Kris McGlinn, Anna Wagner, Mathias Bonduel, Mads Holten Rasmussen, Florian Thiery (2020). OGC Benefits of Representing Spatial Data Using Semantic and Graph Technologies. Open Geospatial Consortium Whitepaper, http://www.opengis.net/doc/wp/using-semantic-graph.
  • L. Moreau, G. Heinz, A. Cramer, M. Brandl, O. Schmitsberger, C. Neugebauer-Maresch (2017): Terrain difficulty as a relevant proxy for objectifying mobility patterns and economic behaviour in the Aurignacian of the Middle Danube region: the case of Stratzing (Austria). In: The Exploitation of Raw Materials in Prehistory: Sourcing, Processing and Distribution, 2017, pp 135-148. https://www.academia.edu/34827993/TERRAIN_DIFFICULTY_AS_A_RELEVANT_PROXY_FOR_OBJECTIFYING_MOBILITY_PATTERNS_AND_ECONOMIC_BEHAVIOUR_IN_THE_AURIGNACIAN_OF_THE_MIDDLE_DANUBE_REGION_THE_CASE_OF_STRATZING-GALGENBERG_AUSTRIA 

Aus verschiedenen Bereichen der Sammlungen des RGZM und Referenzsammlungen sowie von Fremdobjekten externer Institutionen, die im RGZM bearbeitet wurden, liegen inzwischen über 1.000 hochauflösende 3D-Oberflächenmodelle für weitere Analysen vor. Zurzeit laufen die Vorbereitungen zur Integration dieser Daten in die hauseigene Nachweisdatenbank (easydb) mit integriertem web-basiertem Viewer. Die entwickelten Methoden sind in wichtigen Teilen der LEIZA-Forschungstätigkeiten integriert.

Im Rahmen einer Abschlussarbeit an der Hochschule Koblenz wurde ein RTI-Dome gebaut, der die automatisierte Erfassung von RTI-Bildern innerhalb weniger Minuten ermöglicht. Diese methodische Weiterentwicklung erlaubt z. B. Aufnahmen von Hunderten Schieferplatten aus Gönnersdorf mit Ritzungen oder die Aufnahmen von umfangreichen Fundkomplexen wie Gipsabdrücken von Münzen oder Terra Sigillata-Stempeln.

Informiert bleiben!

Regelmäßige LEIZA-Updates im Posteingang: Jetzt unseren Newsletter abonnieren