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ARTE-Sendung Archäologie 2.0 – Mit Hightech auf Spurensuche

Der europäische Kultursender ARTE zeigt am Samstag, den 17. Juni 2017 um 22.40 Uhr in Erstausstrahlung den neuen Dokumentarfilm „Archäologie 2.0 – Mit Hightech auf Spurensuche“, der von Radio Bremen unter Regie von Susanne Brahms produziert wurde.
„Altertum trifft auf hippe Technik: In Berlin entwickeln Archäologen gemeinsam mit Game-Designern virtuelle Kopien beschädigter Stätten, wie die eines Tempels in Aleppo. In Irland suchen Wissenschaftler mit geophysikalischen Methoden nach den sagenumwobenen Ringwallanlagen und jungsteinzeitlichen Hügelgräbern. Eine Reise in die virtuelle Vergangenheit…“, so die Ankündigung auf der ARTE Mediathek-Webseite, wo schon jetzt vorab ein Filmtrailer zu sehen ist.
Dabei stapelt der Filmtitel genau genommen eigentlich zu tief: Denn das, was gezeigt wird, ist er aktuelle State-of-the-Art in den archäologischen Wissenschaften zu digitalbasierten Prospektionen, Visualisierungen, Analysen, vernetzten Daten und Informationen sowie Archivierungen, der über erste größere Digitalisierungsmaßnahmen und Anwendungen seit den 1990er Jahre weit hinausgeht, was man als Archäologie 2.0 bezeichnen könnte. So wird ein Großteil des weitgefächerten Spektrums der modernen Archäologie 4.0 vorgestellt – besonders im Hinblick auf virtuelle Räume und neue Präsentationsmöglichkeiten für die Museologie, die archäologisches Wissen interaktiv und virtuell (an-)fassbar für neue Besuchergruppen erschließt. Des Weiteren wird gezeigt, dass der „Quantensprung“ der Wissensvermehrung in der Archäologie in den letzten Jahrzehnten maßgeblich durch den konsequenten Einsatz von digitalen Methoden bedingt ist, wie der Film sehr anschaulich verdeutlicht und zwar anhand der systematischen Auswertung von per Befliegungen erhobenen LiDAR-Laserscandaten für die Landschaftsarchäologie, die mit der massenhaften Erkennung von bisher unbekannten Bodendenkmalen einhergeht. Dabei wird ein ganz neues Bild einer prähistorischen Kulturlandschaft aufgezeigt, das den Menschen u.a. nun auch in den Kontext größerer, überregionaler Beziehungen stellt und damit grenzüberschreitende Vergleiche weit besser ermöglicht.

LiDAR-Geländemodell in Kombination mit den ebenfalls georeferenzierten, geophysikalischen Prospektionen prähistorischer Erdwerke in Irland im EU-Projekt ArcLand.

Semi-automatisierte Detektion von Bodendenkmälern in Airborne-Laserscandaten (LIDAR)

In den letzten Jahren sind durch systematische Befliegungen der Vermessungsämter der einzelnen Bundesländer hochauflösende Airborne-Laserscandaden (LIDAR) erhoben worden, aus denen sehr detaillierte 3-dimensionale Modelle der Geländeoberfläche (Geländemodelle) erstellt werden können.[1] Die Messpunktdichte liegt im wenigen Dezimeterbereich, sodass auch sehr kleinräumige Objekte unter einem Meter Größe dargestellt werden können. Diese Geländemodelle werden üblicherweise bisher meist in der Vermessungskunde, Kartografie, Bauleitplanung und den Hochwassermanagement eingesetzt. Für die Archäologie ist ihr Einsatz recht neu, wobei erste Projekte das hohe Erkenntnispotential verdeutlichen (vgl. Volkmann im Druck, 249-251). Das Innovative an LIDAR-Geländemodellen ist, dass durch die Verwendung des sogenannten „zweiten Meßsignals“ die Vegetationsbedeckung herausgerechnet werden kann (vgl. Opitz 2012, 16). So können bei der Interpolation der Geländemodelle auch kleinste Bodenerhebungen, als letzte Spuren von einstigen anthropogenen Bodeneingriffen, durch „Überhöhung“ sichtbar gemacht werden (vgl. Mark 1992). Dies ist beispielsweise von besonderer Relevanz in Waldgebieten, die aufgrund der störenden Vegetation der Bäume für klassische archäologische Prospektionsverfahren (systematische Oberflächenbegehungen), aber auch Geophysikalische Prospektionen nicht geeignet sind. In den Wäldern sind daher noch zahlreiche unbekannte Bodendenkmäler, die bisher nicht entdeckt wurden und so in archäologischen Studien nicht auswertbar sind. So ist anhand von mikroregionalen Studien, die eine Untersuchungsfläche systematisch und flächendeckend prospektierten, davon auszugehen, dass meist nur ca. 10% der Bodendenkmäler überhaupt bekannt sind. Die Dunkelziffer der zu 90% unbekannten Bodendenkmäler kann durch die systematische Anwendung von LIDAR erheblich gesenkt werden. Dies ist nicht nur für das Cultural Heritage des Management und die Erfassung des Weltkulturerbes der Denkmale ein Desiderat, sondern auch im Rahmen der Bauleitplanungen können so archäologische Verdachtsflächen präziser ausgewiesen werden, was eine größere Planungssicherheit für die Investoren ermöglicht. Für quantitative Untersuchungen der archäologischen Wissenschaften, ist es essentiell notwendig möglichst viele (im äußerst seltenen Idealfall alle) Bodendenkmäler einer Region zu kennen, um sich so der ehemaligen „prähistorischen Wirklichkeit“ annähern zu können. Dieses Forschungsfeld wird als Landschaftsarchäologie bezeichnet, innerhalb der komplexe, prähistorische Besiedlungsmuster des Verhältnisses von Burgen, Siedlungen, Wegenetze und Friedhöfe etc. zueinander analysiert werden.
In den Landesvermessungsämtern liegen mittlerweile gigantische Datenmengen an Airborne-Laserscandaten (LIDAR) vor. Um diese Datensätze für die oben genannten Fragestellungen effektiv und vor allem systematisch auswerten zu können, müssen Instrumentarien entwickelt werden, die dies in einem standardisierten Workflow erlauben (vgl. Hesse 2012, 176f.). Bisher sind die LIDAR-Daten meist nur im Einzelfall, oft ergänzend zu herkömmlichen archäologischen Ausgraben, eingesetzt worden. Dies sind dann aber nur Fallbeispiele, die zwar Rückschlüsse auf analoge Befunde erlauben, jedoch keine empirisch belegbaren Aussagen in quantitativen Studien zulassen.

[1] Siedlungsraumtransformationen der Spätantike bis zum Frühmittelalter am Main

Literatur:
R. Hesse, The changing picture of archaeological landscapes: lidar prospection over very large areas as part of a cultural heritage strategy. In: R.-S. Opitz/D.-C. Cowley (Ed.) Interpreting archaeological topography (2012) 171-183.
Z. Kokalj/K.Zaksek/K. Ostir, Visualisations of lidar derived relief models. In: S. R.-S. Opitz/D.-C. Cowley (Ed.) Interpreting archaeological topography (2012) 100-114.
H. Mara/S. Krömker/S. Jakob/B. Breuckmann, GigaMesh and Gilgamesh – 3D Multiscale Integral Invariant Cuneiform Character Extraction. In: A. Artusi/M. Joly-Parvex/G. Lucet/ A. Ribes/D. Pitzalis (Ed.), The 11th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST (2010). http://uni-heidelberg.academia.edu/HubertMara
R. Mark, Multidirectional, oblique-weighted, shaded-relief image of the Island of Hawaii http://pubs.usgs.gov/of/1992/of92-422/
R.-S. Opitz, An overview of airborne and terrestrial laser scanning in archaeology. In: R.-S. Opitz/D.-C. Cowley (Ed.) Interpreting archaeological topography (2012) 100-114.
A. Volkmann, Siedlung – Klima – Migrationen: Geoarchäologische Forschungen zur Oderregion zwischen 700 vor und 1000 nach Chr. mit Schwerpunkt auf der Völkerwanderungszeit (Bonn 2013).

9. Jahrestagung Arbeitskreis Geoarchäologie an der BTU Cottbus

Vom 2. bis 4. Mai 2013 findet an der BTU Cottbus die 9. Jahrestagung des Arbeitskreises Geoarchäologie statt. Die Anmeldung von Beiträgen und zur Teilnahme ist noch bis zum 1.2.2013 möglich. Anfang März 2013 wird dann das Vortragsprogramm feststehen und erscheinen. Die Region ist für Geo- und Landschaftsarchäologen besonders interessant, denn in dieser liegen die südbrandenburgischen Braunkohlentagebaue, denen einige Dörfer zum Opfer fielen. Jedoch sind die Orte und die umgebende Kulturlandschaft in den letzten Jahren intensiv untersucht worden, sodass zu diesem Themenbereich spannende Tagungsbeiträge zu erwarten sind. Des Weiteren besteht die Möglichkeit der Teilnahme an einer Exkursion in die Tagebaue, wo anhand zahlreicher Profile die Landschaftsgenese diskutiert wird.

http://www.tu-cottbus.de/fakultaet4/de/geopedologie-landschaftsentwicklung/tagungen/ak-geoarchaeologie.html

http://www.akgeoarchaeologie.de/

Socio-Environmental Dynamics over the Last 12,000 Years: The Creation of Landscapes

Vom 15. bis 18. April 2013 findet in der Graduate School “Human Development in Landscapes” an der Universität Kiel ein internationaler Workshop zu “Socio-Environmental Dynamics over the Last 12,000 Years: The Creation of Landscapes III” statt, der auf zwei vorhergehende Veranstaltungen in den Jahren 2009 und 2011 beruht. Im Rahmen des Workshops werden Forscher aus den unterschiedlichen Disziplinen der archäologischen Wissenschaften zusammengebracht, um die Mensch-Umwelt-Interaktionen in der physischen und der sozio-politischen Landschaft zu untersuchen. Insgesamt 13 Sektionen beleuchten diese komplexen Fragestellungen in thematischen Einheiten, die von postglazialer Landschaftsentwicklung bis hin zum Datenmanagement digitaler Dokumentations- und Analyseverfahren reichen.

http://www.workshop-gshdl.uni-kiel.de/

Perspektiven der Digitalen Archäologie

In der Archäologie sind digitale Methoden zur Datengenerierung, -erfassung, -auswertung und -darstellung weit verbreitet und gehören zum Standardrepertoire der verschiedenen archäologischen Disziplinen, wo sie spezifiziert an den inner- und außeruniversitären Instituten, Forschungseinrichtungen und innerhalb der behördlichen Denkmalpflege eingesetzt werden.

Der Einsatz der Digitalen Archäologie ist grundsätzlich in vier Anwendungsbereiche zu unterteilen: 1. digitale Prospektions- und Grabungsverfahren, 2. digitale Dokumentations­prozesse der Befund- und Fundbearbeitung bis hin zur Archivierung, 3. digitale Analysen der Befund- und Funderforschung, 4. digitale Aufarbeitungen zur Visualisierung für Rekonstruktionen und (museale) Präsentationen/Publikationen. Diese sehr umfangreichen und heterogenen Anwendungsbereiche digitaler Anwendungen und Methoden können hier in ihrer Gänze nur ansatzweise vorgestellt werden, sodass nur eine ausgewählte Übersicht der wichtigsten Fallbeispiele aufgeführt wird:

Geoelektrische und geomagnetische Prospektionen dienen, durch Messung der unterschiedlichen elektrischen oder magnetischen Leitfähigkeit des Bodens, der Erfassung von anthropogenen Bodeneingriffen, den Spuren von ehemaligen Gräbern, Häusern etc., die lagegerecht in der aus den Signalen generierten Impulsgrafik, oft kombiniert mit einem GPS, dargestellt werden. Die elektromagnetischen Wellenmessungen dienen somit der Erkennung von unbekannten Bodendenkmalen, wie das Projekt ArcLand – Archeo Landscapes Europe[1] mit dem Deutschen Archäologischen Institut zur Vernetzung eines European Cultural Heritage beispielhaft aufzeigt. Die meisten archäologischen Fachbehörden der Bundesländer und zahlreiche universitäre Forschungsprojekte setzen diese Prospektionsverfahren zielgerichtet ein, die auch als Bodenradar und Geomagnetik bezeichnet werden. Fotogrammetrie ist differenzierbar in terrestrische Fotogrammetrie (z.B. entzerrte Befundfotographien) und Aerofotogrammetrie (z.B. stereoskopische Luftbildauswertung), wobei beide ebenfalls etablierte Verfahren zur digitalen Datenerfassung im Dokumentations- und Archivierungswesen sind, die zum Standard der archäologischen Dokumentationsrichtlinien gehören.[2]  Laserscann-Verfahren sind auch in terrestrische und durch Befliegungen (Airborne laser scanning) erhobene Datensätze zu unterteilen. Beiden liegen jedoch ähnliche Techniken der Laserabtastungen zugrunde, die in wählbarer Messpunktdichte (Maschenweite) recht unterschiedlich umfangreiche Datensätze (mit X, Y, Z-Werten) erzeugen und im folgenden Arbeitsschritt zu 2D- oder 3D-Visualisierungen interpoliert werden. Die Haupanwendung von terrestrischen Laserscanns sind Abtastungen von Befundlagen und Gebäude(reste)n, die zur Baudenkmalpflege und Architektur überleiten, und beispielsweise mit georeferenzierten Fotos der Fotogrammetrie zu fotorealistischen digitalen 3D-Objekten animiert werden können.[3] Airborne Laserscanns dienen meist der Erstellung von Geländemodellen, die die Befundlagen in ihrem Umfeld darstellen und oft unter landschaftsarchäologischen Fragestellungen eingesetzt werden.  Diese 3D-Visualisierungen dienen in erster Linie der systematischen Bestandserfassung, aber auch als Grundlage von 3D-Rekonstruktion einer Paläolandschaft, die aber eine umfangreiche (Mess-)Datenmanipulation voraus setzen. Digitale Auswertungsprozesse erfolgen zudem auch mittels Bildannotation sowie perspektivisch mit automatisierter Bildmustererkennung zum typologischen Reihenvergleich bestimmter Artefaktgruppen, wobei Verbindungen zur Kunstgeschichte bestehen.

Weiterhin sind komplexe Geografische Informationssysteme (GIS) und deren konsequente methodische und technische Weiterentwicklung mit Open-Source-Softwarelösungen hin zu WebGIS-Verbünden europäischer Fundstellenlandschaften ein zentrales Thema der Digitalen Archäologie. Sehr wichtig ist dabei die Umsetzung von europaweiten Standards einheitlicher, bzw. interoperabler Koordinatensysteme und WMS (World Map Services) Applikationen, die kooperative Forschungen über bislang bestehende Landes- und Verwaltungsgrenzen hinweg überhaupt erst ermöglichen.[4] Im Gegensatz dazu verfügen Geobrowser meist nicht über zugängliche Basisdatenbanken, da sie hauptsächlich Visualisierungs-Tools mit beschränkten Analyseoptionen sind.


[2] Verband der Landesarchäologen der BRD mit dem Grabungsstandard und Datenbankstandard ADeX: http://www.landesarchaeologen.de/

[3] Beispielsweise Landesamt für Archäologie Sachsen: http://www.archaeologie.sachsen.de/951.htm

[4] INSPIRE (Infrastructure für Spatial Information in the European Community) Richtlinie der EU: http://europa.eu/legislation_summaries/environment/general_provisions/l28195_de.htm

http://inspire.jrc.ec.europa.eu

The Landscape Research Centre

Am britischen Landscape Research Centre wurden jüngst sehr richtungsweisende Untersuchungen zum Umfeld von Siedlungsbefunden unternommen. Am Fallbeispiel des Anglo-Saxon Sherburn wurden Luftbildbefunde in einem GIS in Bezug zur Fund- und Befundlage (der Oberflächenbegehungen und Grabungen) analysiert. In dieses GIS sind ebenso die geomagnetischen Prospektionen georeferenziert eingebunden. Die Untersuchungen sind aber nicht nur auf die Anglo-Saxon völkerwanderungszeitliche bis frühmittelalterliche Siedlung  Sherburn beschränkt, sondern es wurde aus den Forschungsdaten der letzten 30 Jahre ein digitaler Atlas aller Befundlagen in auswählbarer Verschneidung mit den Prospektions- und fernerkundlichen Daten des gesamten Vale of Pickering in allen Zeitstufen generiert. Dieses sehr anspruchsvolle 3D-Web-GIS kann mit einem Plugin in den eigenen Browser eingelesen und visualisiert werden. Die Implementation des Google-Earth Geo-Browsers erschließt auch die topographische Lage im weiteren Umkreis. Eine Zeitleiste des Web-GIS erschließt die vierte Dimension, den Raum im zeitlichen Verlauf. Web-GIS dieser Art werden bald zum Standard der Raum-Zeitdarstellung avancieren – noch sind sie außergewöhnlich innovativ.

http://thelrc.wordpress.com/

http://www.landscaperesearchcentre.org/

ArchaeoLandscapes

ArchaeoLandscapes ist ein Projekt der Europäischen Union, das die Kooperationspartner der archäologischen Institute, Universitäten und Landesbehörden zusammenbringt und somit den Dialog im europäischen Kontext voranbringt.  Die Fundstellenlandschaften werden besonders mit Methoden der Luftbildarchäologie, aber auch mit der einhergehenden Interpretation von Aerial-Laserscanning- und Satellitendaten-Befunden sowie Prospektionen der Geomagnetik, analysiert. Das Projekt ArchaeoLandscapes hat aber auch zum Ziel, den durch Baumaßnahmen teils sehr gefährdeten Bodendenkmalbestand innerhalb des Weltkulturerbes durch zielgerichtete Prospektionen systematisch zu erfassen, zu dokumentieren und im Bestand zu sichern.

http://www.archaeolandscapes.eu/