Author Archives: Armin Volkmann

Full Time Marie Curie Early Stage Researcher Positions in the fields of Geometrically enriched computer vision algorithms for 3D/4D reconstruction

Initial Training Network on Digital Heritage

Call for a full time fellowship

Applications are invited from candidates who possess the necessary qualifications in order to fill one (1) full time Marie Curie Early Stage Researcher (ESR) Fellow Position within the Department of Electrical Engineering – ESAT – PSI, Processing Speech and Images Laboratory, Katholieke Universiteit Leuven (KUL) in Belgium in the fields of computer vision in Cultural Heritage. The selected Marie Curie ESR will work for 24 months within the ITN-Digital Cultural Heritage (ITN-DCH: ) Marie Curie ITN Programme which, is the only EU funded programme bringing together fourteen (14) leading European Institutions as full partners and nine (9) other as associated partners in a transnational network, aiming at implementing a multidisciplinary and intersectorial research and training programme between the academic and the industrial partners. In order to allow the candidate to complete a PhD thesis, the ESAT-PSI group will extend the duration of the contract up to 4 years, if the candidate shows enough progress.


Cultural Heritage (CH) is an integral element of Europe and vital for the creation of a common European identity and one of the greatest assets for steering Europe’s social, economic development and job creation. However, the current research training activities in Cultural Heritage are fragmented and mostly design to be of a single-discipline, failing to cover the whole lifecycle of Digital Cultural Heritage (DCH) research, which is by nature a multi- disciplinary and intersectorial research agenda. ITN-DCH aims for the first time worldwide that top universities, research centers, industries and CH stakeholders, end-users and standardized bodies will collaborate to train the next generation of researchers in DCH. The project aims to analyze, design, research, develop and validate an innovative multi-disciplinary and intersectorial research training framework that covers the whole lifecycle of digital CH research for a cost–effective preservation, documentation, protection and presentation of CH. ITN-DCH targets innovations that covers all aspects of CH ranging from tangible (books, newspapers, images, drawings, manuscripts, uniforms, maps, artifacts, archaeological sites, monuments) to intangible content (e.g., music, performing arts, folklore, theatrical performances) and their inter-relationships. The project aims to boost the added value of CH assets by re-using them in real application environments (protection of CH, education, tourism industry, advertising, fashion, films, music, publishing, video games and TV) through research on (i) new personalized, interactive, mixed and augmented reality enabled e-services, (ii) new recommendations in data acquisition, (iii) new forms of representations (3D/4D) of both tangible /intangible assets and (iv) interoperable metadata forms that allow easy data exchange and archiving. One ESR will be recruited by the host organization at the Katholieke Universiteit Leuven in Belgium at the Department of Electrical Engineering ESAT, Lab. for the Processing Speech and Images PSI, Research Team on VISion for Industry, Communcations, and Services VISICS.

Position ESR5:

One ESR to be recruited by the host organization of the Department of Electrical Engineering – ESAT at the Katholieke Universiteit Leuven (KUL) in Belgium for the duration of 24 months under full employment contract. The selected candidate’s contract will be extended up to a full PhD duration (4 years) when desired and if performing well.

The fellow will perform research along the following lines:

As a result of the 3D documentation of CH objects or scenes, the resulting 3D scans tend to be incomplete, i.e. they contain holes. This happens with different types of scanning devices, be it on the basis of structured light, Lidar, or image-based structure-from-motion. There are graphics techniques to fill up such holes, but better results can probably be achieved in case one is aware of the type of object that has been scanned. The theme of this research training is to exploit visual object class recognition for shape completion. A strongly related topic is to consider a series of 3D models for similar objects (e.g. all horse statues) and to jointly combine such information in order to ensure the completeness of each individual model. The methodology/algorithms will take into account the appearance of traditional (historic) materials (such as wood, clay products, stone and mineral plasters), as well as the visible traces of ageing due to impact from the environment.

The ESR is expected to present his/her research results on project meetings, international conferences and in scientific publications and to contribute to patents applications.

Research Fields

Computer Science, Computer Vision, Computer Graphics,

Digital Libraries, Metadata, Semantics and Ontologies

Geodetic Engineering – Photogrammetry supporting Cultural Heritage documentation

Architecture – Programming in the field of Database Management Systems of Cultural Heritage (CH-BIM Systems)

Career Stage

Applicants are requested to submit the following:

1.           Detailed Curriculum Vitae with all the certified copies of their awards translated in English.

2.           Motivation Letter

3.           Official transcripts of grades from all academic institutions of higher education listed in his/her application, certified copies of degrees, or/and certifications of fulfillment of the required obligations for entering a graduate PhD programme

4.           Official certified copies of titles and documents in English

5.           Names of three referees who, upon request, can provide recommendation letters

6.           Copies of any related research papers or other significant work by the applicant

Applications must be submitted in a closed express courier envelope marked as “Application for Marie Curie ITN-DCH Research Fellow Position” – Prof. Luc Van Gool, ESAT – PSI, Processing Speech and Images Kasteelpark Arenberg 10, Katholieke Universiteit Leuven (KUL) , B-3001 Leuven, Belgium. Otherwise it must be sent via regular registered post with a clearly visible post office stamp of a date not later than 3rd of August 2014, 24:00 that is the deadline for the submission of the applications.

Applicants are also requested to send their applications electronically to these email addresses  luc.vangool[at] . and marinos.ioannides[at]  before the deadline of 3rd of August 2014, 24:00, however, please note that the electronic submission alone will not be considered as a formal application unless the printed application is received as requested in the previous paragraph.

For enquiries: luc.vangool[at]

Start of the fellowship: 1st of September 2014

Comment/web site for additional job details

The Applicant should have:

•             Master of Science Degree from a recognized university in Computer Science, Electrical Engineering, or Physics.

•             Excellent knowledge of the English language at a proficiency level (spoken and written) is required.

•             Capacity to program their own algorithms (C++, Matlab as most important tools).


–             The ESR candidate, at the time of recruitment, must not have resided (or carried out his/her main activity e.g. work, studies, etc.) in Belgium (host country), for more than 12 months in the last 3 years immediately prior to the reference recruitment date!

Doctoral Scholarship “Feature Extraction from High Resolution Spatial Data Sets” in the domain of forensic sciences related to archaeology, palaeography and geography

The Junior Research Group “Forensic Computational Geometry Laboratory” (FCGL) at the Interdisciplinary Center for Scientific Computing (IWR) in cooperation with the
Heidelberg Graduate School for Mathematical and Computational Methods in the
Sciences (HGS MathComp) offers one doctoral scholarship to improve the
understanding of complex material, cultural and social topics by analyzing tangible
objects. This vision is aligned with institutional strategy of the Heidelberg University in the framework of the 2nd German Excellency Initiative.
As the FCGL bridges the Computational Science with the Forensic Sciences its main task
is the collaborative development of new methods to gather and examine information of the
past. This is performed on objects of different size from coins and ceramics to landscapes altered by ancient civilizations. The core tool of the FCGL is the GigaMesh software framework consisting of a modular extensible mesh processing pipeline to achieve the examination on high resolution measurement data provided by different types of 3D-scanners and exploration of contained information.

Full text and contact:

New Junior Research Group “Digital Humanities and Digital Cultural Heritage” at Cluster of Excellence “Asia and Europe in a Global Context”, University of Heidelberg

The aim of the JRG Digital Humanities is the establishment of knowledge for digital methods and standards in the humanities and the arts. The spectrum of the young discipline of digital humanities ranges from the corpus linguistics through computer philology to applied computer sciences. The JRG thus complements the ongoing projects of the Heidelberg Research Architecture (HRA) in the field of digital cultural heritage, which involve issues revolving around the standardization of workflows and the digitization and treatment of heterogeneous data sets (text, sound, images, and data). In addition, the JRG supports the HRA with the conceptual development of the teaching of innovative methods of digital humanities at Heidelberg University and are planning to jointly organize workshops, training sessions, and seminars at different levels of knowledge for specific target groups.

Within the framework of this research group we examines discourses linked to new possibilities in the use of digital methods in archeology and evaluates opportunities and risks associated with big research datasets. This will results in standardized workflows for further archaeological investigations. We are also part of a team which works with GIS and LIDAR laser scanning data (2D and 3D modelling) in cooperation with a network of various research institutions within a digital research infrastructure. Furthermore, we  are developing VREs (virtual research environments) for specific workflows such as the digitization of sub-projects in the humanities and arts.

2 Doctoral Scholarships in “Archaeological Information Systems” and “GIScience/Geoinformatics”

The Junior Research Group “Digital Humanities/Digital Cultural heritage” of the Cluster of Excellence “Asia and Europe in a Global Context,” in cooperation with the “Heidelberg Graduate School for Mathematical and Computational Methods in the Sciences”, offers two doctoral scholarships with focus on “Archaeological Information Systems” and “Digital Cultural heritage”.

Within the framework of the research group we will look at discourses linked to changes of new possibilities in the use of digital methods in archeology. Opportunities and risks associated with big research data sets will be ascertained. This results in standardized workflows that serve further investigations. We work on a team with GIS and laser scan data (2D and 3D modeling) in cooperation with a research network of various institutions within a digital research infrastructure. And we also develop VREs (Virtual Research Environments) for specific digitalization workflows of sub-projects in archaeology.

The successful applicants’ primary task will be to complete a PhD degree, but active participation in relevant graduate courses offered at the Cluster of Excellence or other institutes at Heidelberg University is recommended. The stipends are rated at € 1200 to 1468/month. Access to travel and publication funding is available.

Candidates must hold an M.A. or equivalent in a relevant discipline of Pre- and Early History (“Ur- und Frühgeschichte”), Historical Sciences, GIScience /Geoinformatics, Landscape Archaeology and Geomatics or Archaeological Information Systems (“Archäoinformatik”) etc. and experience in archaeological fieldwork methods in Europe and/or Asian contexts. Proficiency in English is mandatory. German and French language skills are desirable. An interest in interdisciplinary collaboration is essential.

To apply, send curriculum vitae, academic transcripts, an outline of a dissertation project (2-3 pages) related to the research group, names and contact details of two referees, and one written sample (altogether in one PDF) via email to Dr. Armin Volkmann (armin.volkmann[at] Stipend start should be in 2013, review of applications will continue until the positions are filled.

Heidelberg University is an equal opportunity/affirmative-action employer. In case of equality of qualification and suitability of applicants, the applications made by female researchers will be given preferential consideration. We also encourage and welcome applications from disabled persons.

For additional information see:

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

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).
R. Mark, Multidirectional, oblique-weighted, shaded-relief image of the Island of Hawaii
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).

On the road towards a Digital Research Infrastructure for archaeologists

Digital data infrastructures for the arts and humanities are currently being developed within the framework of various projects in Germany and Europe. Among these projects, DARIAH (Digital Research Infrastructure for the Arts and Humanities) is one of the largest projects. And it is designed as a long-term project.[1] DARIAH focuses primarily on philology and history. But the project is open to other disciplines. So DARIAH is also conceptualizing a data infrastructure for archeology. The cooperation with other infrastructure projects (such as IANUS at the German Archaeological Institute – DAI) is a key component in the architecture of the digital data infrastructure for archaeologists.[2] Furthermore it should be taken into account the collaboration with the project CLARIN (Common Language Resources and Technology Infrastructure).[3] This data infrastructure project is geared to linguistic needs. Within the network of the different data infrastructure projects, DARIAH could be aimed to harmonize the national activities on the EU level. International data networks of archeology are desirable in related regions such as the North and Baltic Sea coast to go beyond existing administrative boundaries of research.

But what are the specific needs of archaeologists to a digital research data infrastructure? Is it even possible to implement a centralized research data infrastructure (that is accepted by the researchers) in the very heterogeneous landscape of archaeological sciences in Germany? Therefore, it seems very important right from the start of the project to involve as many partners as possible in the conception of the infrastructure. The structure of federal states in Germany did not enable the foundation of a national archaeological data service, such as in the Netherlands or the UK.[4] The political conditions are contrary to centralized efforts. Thus, a decentralized architecture of the data infrastructure represents a solution to the existing problem. The cooperative project with equal partners should bring together both: the research at the universities as well as at the national archives of administration. It makes mutually accessible the respective databases for all partners. Forthermore the DARIAH service will provide a redundant long-term binary data storage with sovereign rights of data privacy and security requirements.





How to identify climate signals within a GIS site catchment analysis

In the River Oder region, an abandonment of the settlements of the migration period has been identified. As the archaeological finding site analysis shows, the region was virtually uninhabited from 450 to 700 AD. Was an ecological crisis the reason for that exodus? Unfortunately, we have only very few scientific data sets from the German-Polish border region. So I had to find new ways to generate arguments and answer this question. By a systematic site catchment analysis I could find out signals of the paleoclimate. They are the evidence of dramatic climate fluctuations. And this is the biggest reason of the emigration of the inhabitants. At the same time the results of the site catchment analysis are the base for a predictive modeling with has clearly defined areas of high and low probabilities of finding sites.

In the context of the present study, an analysis in a GIS of sites from the Iron Age to the Early Middle Ages was applied to the River Oder Region. A site catchment analysis of the topographical setting, the soil and broader parameters was conducted as a GIS examination. In this the spatial data information in a probable operating radius around the respective settlements of the individual periods was collected and evaluated statistically. In this way, statistically significant climate proxies on the relative humidity index and temperature pattern of the paleoclimate could be demonstrated. Through the use of weighted average means it was possible to describe climate signals of the compared periods. The quantitative analysis of the data of more than 500 finding sites allows identifying significant signals. As a result I found out that at the end of the Iron Age and at the beginning of the migration period, dramatic climate fluctuations are recognized. The climate fluctuations are the main reason for emigration out of this region. In the migration period, and again at the end of the Iron Age, the region was virtually uninhabited for 250 years. The data from the site catchment analysis is in a next step the base for a predictive modeling with has clearly defined areas of high and low probabilities of finding sites.

A site catchment analysis of the topographical setting, the soil and broader parameters was conducted as a GIS examination, in which the spatial data information in a probable operating radius around the respective settlements of the individual periods was collected and evaluated statistically. In this way, statistically significant climate proxies on the relative humidity index and temperature pattern of the paleoclimate could be demonstrated. In addition, the deciding location factors of the soil and the geoecological environment of the settlement as well as distortionary anthropogenic and natural superimpositions were discussed. The ecological indicator values were rearranged into concise categories in a transformation process in consideration of their usability and informative value for matters concerning prehistoric, agronomically orientated cultures and checked for climate signals.  The identified climate signals do not represent absolute data, but rather indirect, relative data, which permit comparative statements concerning the previous and subsequent level.

With the use of comparative climate research, palynology, dendrochronology, the status of glaciers, river levels and models of paleotemperature, the climate signals that were produced in the context of the GIS environmental analysis could be verified. In this way, the probability and concision of the environmental analysis developed here and its particularly detailed chronological value were substantiated.

The final step of the GIS analysis is based on Voronoi diagrams of the sites mapped as prehistoric space models. They show concepts of space in time. In a cartographic reconstruction of settlement clusters, the relationship between the anthropogenically influenced agricultural area and extensive natural forest areas was visualised. These methods are a part for the predictive modeling to clarify for example the most interesting regions of the settlements in the migration period.

Auf dem Weg zu einer digitalen Dateninfrastruktur für die Archäologie

In Deutschland und Europa wird zurzeit im Rahmen von verschiedenen Projekten an digitalen Daten-Infrastrukturen für die Geistes- und Kulturwissenschaften gearbeitet. Unter diesen Projekten ist DARIAH (Digital Research Infrastructure for the Arts and Humanities) eines der größeren und als Langzeitprojekt angelegt.[1] DARIAH fokussiert primär text- und geschichtswissenschaftliche Forschungen und ist aber für weitere Disziplinen offen. In diesem Rahmen wird auch eine Dateninfrastruktur für die Archäologie konzipiert. Dabei sind Kooperationen mit weiteren Infrastrukturprojekten, wie  beispielsweise IANUS am Deutschen Archäologischen Institut (DAI), ein wichtiger Baustein in der Architektur der digitalen Dateninfrastruktur für Archäologen.[2]  Aber auch die Zusammenarbeit mit CLARIN (Common Language Resources and Technology Infrastructure), einem Dateninfrastrukturprojekt, das mehr für sprachwissenschaftliche Bedürfnisse ausgerichtet ist, sollte mitberücksichtigt werden.[3] Durch die Vernetzung der einzelnen Daten-Infrastruktur-Projekte können zielgerichtet die nationalen Aktivitäten auch auf EU-Ebene harmonisiert werden. Wünschenswert wären dabei internationale Datenverbünde der Archäologie in Regionen, wie beispielsweise an der Nord- oder Ostseeküste, um Forschungen über bestehende administrative Grenzen hinweg besser zu ermöglichen. So können quantitative Studien in zusammenhängenden archäologischen Fundlandschaften erfolgen, die nicht durch administrative Grenzen beschränkt sind.

Doch was sind die spezifischen Bedürfnisse der Archäologen an eine digitale Forschungsdaten-Infrastruktur? Ist es überhaupt möglich in der sehr heterogenen Forschungslandschaft der archäologischen Wissenschaften in Deutschland eine zentralisierte Forschungsdaten-Infrastruktur umzusetzen, die akzeptiert wird? Daher erscheint es sehr wichtig gleich von Anfang an möglichst viele Partner auch schon in die Konzeption des Projektes mit einzubeziehen. Die föderale Bundesländerstruktur in Deutschland ermöglichte bisher keine Gründung eines nationalen archäologischen Datenservices, wie er z.B. in den Niederlanden oder UK existiert und die Forschungen beflügelt.[4] Die politischen Rahmenbedingungen stehen also zentralistischen Bemühungen entgegen. So könnte die dezentrale Architektur der Dateninfrastruktur eine Lösung des bestehenden Problems darstellen. Ein Forschungsverbund mit gleichberechtigten Partnern sollte sowohl die Forschungen an den Universitäten  als auch der Fundstellenarchive der Landesverwaltungen zusammenbringen und die jeweiligen Datenbestände gegenseitig zugänglich machen. In einer folgenden Erschließungsebene könnte dann der Zugang für externe Projektpartner und Datennutzer der Forschungsgemeinschaft ermöglicht werden.

Darüber hinaus entwickelt DARIAH einen Service der redundanten Datenlangzeitarchivierung mit gesicherten Datenrechten und einer abgesicherten Datenverfügbarkeit. Einen weiteren Service stellt die DARIAH Collection Registry dar, die weit verstreute, oft nur schwierig zugängliche Sammlungen zusammenbringt und damit erschließbar macht.[5] Zuletzt ist auch ein 4D-Geo-Browser entwickelt worden, der als vierte Dimension eine Zeitachse aufweist, was für geschichts- und altertumswissenschaftliche Disziplinen besonders interessant ist.[6]


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.

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.

CAA-Workshop, Berlin 15./16. Februar 2013

Am 15./16. Februar 2013 findet im Excellenz-Cluster TOPOI der Freien Universität Berlin der vierte CAA-Workshop der AG Computeranwendungen und Quantitative Methoden in der Archäologie statt, die zur Teilnahme einlädt. Der CAA-Workshop gibt Vertretern der verschiedenen Disziplinen der Archäologie die Möglichkeit, fachspezifische Computeranwendungen und quantitative Methoden in den Altertumswissenschaften exemplarisch vorzustellen. Die Veranstaltung richtet sich explizit auch an Studierende und Doktoranden.


Generierung von neuem Wissen in der Digitalen Archäologie: Site Catchment Analysis der Völkerwanderungszeit im Odergebiet in einem GIS

Die Digitale Archäologie ist ein Oberbegriff mehrerer Teildisziplinen, die verstärkt digitale Methoden in Forschung und Lehre der Altertumswissenschaften einsetzen. Darunter ist die Geoarchäologie einzuordnen, die sich primär mit Geo-Fragestellungen im archäologischen Kontext beschäftigt. Im Rahmen der fokussierten geoarchäologischen Untersuchungen ist der grundlegenden Frage nach dem Verhältnis prähistorischer Siedler zu ihrem Umfeld nachgegangen worden. Dabei wurden Verfahren einer Umfelduntersuchung (Site Catchment Analyses) entwickelt, die standardisiert in ein Geographisches Informationssystem (GIS) eingebunden sind. Die Archäo-Daten aus den Fundstellenarchiven der archäologischen Facheinrichtungen wurden im GIS mit den kartographischen Geo-Raumdaten der Geobasisdienste (via WMS- World Map Server) zusammengebracht und systematisch analysiert.

In einer ersten Analyse-Stufe konnte im GIS, neben ansprechenden Visualisierungen, auch eine Modellierung des prähistorischen Raumes anhand von Besiedlungsintensitäten, Kontaktsphären und Besiedlungsmustern im zeitlichen Verlauf durchgeführt werden. Im zweiten Schritt wurden darüber hinaus im Rahmen der Site Catchment Analyses neue Daten zu den Fundstellen gewonnen, die in einer mit jedem Fundpunkt verknüpften Datenbank eingepflegt worden sind und die Basis für folgende statistische Verfahren boten.
Innerhalb der Untersuchung zeigten sich anhand der Daten aus der Umfelduntersuchung im zeitlichen Verlauf stark unterschiedliche Ansprüche der Siedler an ihr direktes und weiteres Wohnumfeld. Gleichzeitig waren jedoch innerhalb einer Zeitstufe die Umfeldansprüche erstaunlich homogen. Bei zugrundeliegender Annahme einer weitgehend stabilen Wirtschaftsweise von der römischen Kaiserzeit bis zum Frühmittelalter (basierend auf den vorliegenden Befunden in der Archäo-Datenbank), ist dies als deutliches Signal von Klimafluktuationen zu werten.
In einem dritten Schritt wurden diese thesenhaften Zusammenhänge von Siedlungsstandortwahl und Klimaveränderungen mit auf naturwissen­schaftlichem Wege gewonnenen Klimaproxis verglichen, wobei es zu einer grundsätzlichen Bestätigung der Klimasignale basierend auf der Umfeldanalyse kann, was das Funktionieren der Methode belegt.
In weiteren Testregionen wird nun die erarbeitete Methode erneut angewandt, um regionale Effekte besser zu identifizieren und um prähistorische Raumkonzepte fallbeispielhaft aufzuzeigen. So ist grundsätzlich zwischen Regionen in inneren Barbaricum, Grenzregionen zum ehemaligen Römischen Reich und Regionen innerhalb des Römischen Reiches zu unterschieden. Im Barbaricum scheinen die Siedlungsstandortwahlen viel stärker von geoökologischen Faktoren geprägt gewesen zu sein, da die wirtschaftliche Grundlage primär auf Ackerbau und Viehzucht beruhte. Im Einflussbereich des Römischen Reiches ist oft der Handel eine ökonomische Basis vieler Siedlungen. Innerhalb des Römischen Reiches deutet sich durch die Romanisierung der Bevölkerung, auch im ländlichen Bereich, eine viel systematischere Raumerschließung an, die teils von standörtlichen Geoökofaktoren recht unabhängig sein kann. In Folgeuntersuchungen wird genau diesen Fragen nachgegangen: Es werden dabei mögliche Konzepte der Raumerschließung im zeitlichen Verlauf und in regionaler Ausprägung methodisch standardisiert (und damit vergleichbar) konsequent in einem GIS analysiert.

Alle Interessierten sind herzlich zum Vortrag im Kolloquium Digital Humanities der Universität Trier am 09.01.2013 (8:30 Uhr, Raum A 338) eingeladen.

IANUS: Eine Digitale Forschungsdateninfrastruktur für die Archäologie

In der neusten Ausgabe der Online-Broschüre DAI-Weltweit fokussiert das Deutsche Archäologische Institut Methoden und Forschungen der Digitalen Archäologie.[1]

Der vielfältige Einsatz von digitalen Methoden innerhalb der weltweiten Untersuchungen des DAI wird hier anhand  zahlreicher Fallbeispiele vorgestellt: Das Spektrum reicht von naturwissenschaftlichen und digitalen Technologien in der Archäologie, über Fernerkundungsmethoden (LIDAR und Luftbildarchäologie), 3D-Rekonstruktionen und CAD-Animationen, Digitalisierung von heterogenen Archivbeständen, bis hin zum neuen Forschungsdatenzentrum für Archäologie und Altertumswissenschaften IANUS.[2]

Das Verbundprojekt IANUS richtet sich sowohl an Forscher der Universitäten und Museen als auch der föderalen Bodendenkmalpflege in Deutschland. Ein ganz zentraler Punkt des Projektes ist es, dem noch bestehenden Problem der fehlenden Langzeitarchivierung von archäologischen Forschungsdaten, gezielt entgegen zu treten. Dabei sind genormte Archivierungsstandards zu entwickeln und eine Datensicherheit mindestens für die nächsten Dekaden zu gewährleisten. So muss in der Fach-Community grundlegend ein Bewusstsein für die Problematik der Langzeitarchivierung vermittelt werden, denn die neuen digitalen Medien, wie CD, DVD oder Festplatte, bergen auch eine große Gefahr: die des digitalen Zerfalls. Die Anzahl der nicht mehr zu öffnenden, nur 10-20 Jahre alten CDs und Discs ist heute schon immens. Um diese Forschungsdaten nicht zu verlieren, brauchen wir kompetente Partner die eine Langzeitarchivierung gewährleisten. IANUS ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung.

Darüber hinaus könnte IANUS als digitale Forschungsdateninfrastruktur für die Archäologie Forschungsdaten besser zugänglich machen, indem Archive und Sammlungen (von Museen, Universitäten und Landesbehörden) miteinander vernetzt werden und so oft noch bestehende administrative Forschungsgrenzen überwunden werden, was wiederum den Erkenntnisgewinn von darauf basierenden Forschungen potenzieren kann.  Die heterogenen Datenbestände (für Text, Bild, Vermessung, Animation etc.) in sehr unterschiedlichen Datenformaten müssen dabei in möglichst interoperable Formate überführt werden, die am besten mit frei zugänglicher Open Source Software via Internet auf der ganzen Welt gesichtet und analysiert werden können. Auf diese Art können ganz neue quantitative Forschungsansätze entwickelt werden, die über fallbeispielhafte Aussagen weniger Einzelbefunde weit hinausgehen.

Als drittes Anliegen des Projektes hat IANUS die Aus- und Weiterbildung zum Ziel, wobei notwendige Standards für die Dokumentation und Archivierung archäologischer Forschungen (weiter-)entwickelt und kooperativ definiert werden. Hierzu besteht u.a. eine Zusammenarbeit  mit dem Verband der Landesarchäologen der Bundesrepublik Deutschland mit der Kommission Archäologie und Informationssysteme – ADeX-Standard .[3] Darüber hinaus ist eine Koordination mit dem Projekt DARIAH (Digital Research Infrastructure for the Arts and Humanities) angedacht. [4]

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:

[3] Beispielsweise Landesamt für Archäologie Sachsen:

[4] INSPIRE (Infrastructure für Spatial Information in the European Community) Richtlinie der EU: