Schlagwort-Archive: Archäoinformatik

Ph. D. Project: Towards a conceptual reference model for archaeological information within the context of Geographic Information System

By Michelle Pfeiffer:

The aim of the thesis is to contribute to the development of a conceptual reference model for archaeological information by investigating the underlying principles of archaeological information, in the context of Geographic Information Systems (GIS).
Data are the basis of any scientific empirical investigation. They are the formalized reinterpretable representation of information acquired through observation or measuring processes. Archaeological data occupy in this context at twofold hand a rather peerless position within sciences. The often-unique character of the data acquisition process (e.g. excavation), due to its destructive and consequently unrepeatable nature, makes out of archaeological data an irretrievable documentation of past human presence, looming furthermore archaeology’s epistemological foundation. Moreover, it is particularly the complex ontic nature of an archaeological object, that shapes the archaeological data in a distinctive manner. Both aspects allow qualifying archaeological data as being spatio-temporal, imperfect, heterogeneous, multiscale and multimodal.
Albeit long-term investigations and recent research progresses, Geographic Information Systems are still immature in handling archaeological data. One major reason for this inability stems from the inchoate and insufficient conceptual framework to which GIS applications may refer within archaeology. Information Systems and as such Geographic Information Systems need to be tailored in respect to ontic and epistemic information characteristics to become fully exploitable within their application domain. This requires a consistent conceptual model of the domain knowledge. Since the way in which data are conceptualized, is pivotal as to how an Information System might fulfil its functions. It defines its informative, memorative but also its active functions by means of information retrieval, access, handling and analysing – an often highly underestimated fact.
In striving for a conceptual reference model conceptual modeling is deployed- a common method within computer science. Conceptual modeling seeks representing real world phenomena by an abstraction process in form of a conceptual model. Thereby domain specific concepts and their mutual relation, as well as their behavioural and structural aspects need to be identified, defined and constructed. Considering the increasing importance of Information Systems, and GIS in particular, within archaeology, one might thus be surprised, although the fundamental importance of a conceptual framework, that the investigations in this sense have been minor within archaeology.

Scrutinizing archaeological objects from a conceptual perspective requires reasoning about their ontic nature. This gives rise to a range of issues including: What defines an archaeological object? How does it behave in space? How does it evolve over time? Does change affect an object’s identity? These are some of the questions investigated in the context of the thesis. Thereby the study expects contributing to an enhanced conceptual understanding of archaeological data.

Call for Papers: 8. Workshop der AG CAA Computeranwendungen & Quantitative Methoden in der Archäologie am 10.-11. Februar 2017 in Heidelberg

Die AG Computeranwendungen und Quantitative Methoden in der Archäologie e.V. und das Interdisziplinäre Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Universität Heidelberg laden zum 8. CAA-Workshop am 10.-11.2.2017 nach Heidelberg ein. Wie in den Vorjahren soll der CAA-Workshop Vertretern verschiedener Disziplinen, die sich mit Computeranwendungen und quantitativen Methoden in der Archäologie beschäftigen, die Möglichkeit geben, über laufende Forschungsprojekte oder Abschlussarbeiten zu berichten sowie über die Möglichkeiten und Grenzen verschiedener Methoden zu diskutieren. Diese Einladung richtet sich ausdrücklich auch an Studierende.
Der Workshop findet von Freitagmittag bis Samstagmittag im Mathematikon der Universität Heidelberg (Im Neuenheimer Feld 205) statt, wo verschiedene Vorträge gehalten und Poster präsentiert werden. Im Anschluss daran werden am Samstagnachmittag parallel mehrere anwendungsorientierte Tutorials angeboten. Informationen zum Programm und zu den Tutorials finden Sie ab dem 5.12.2016 unter
Zur Einreichung eines Vortrags oder eines Posters senden Sie uns bitte bis zum 6.11.2016 eine Zusammenfassung von 200–500 Wörtern an (in Deutsch, ohne Abbildungen und Literatur, als Anhang im Format doc, odt oder rtf – bitte kein pdf). Bis zum 5.12.2016 erfolgt die Benachrichtigung, ob Ihr Vortrag bzw. Poster angenommen wurde. Der beste Vortrag und das beste Poster werden jeweils mit einem Preis prämiert. Eine Teilnahme am Workshop ist natürlich auch ohne Vortrag oder Poster möglich.
Die Anmeldung zum Workshop und zu den Tutorials ist ab dem 5.12.2016 möglich. Sie erfolgt per Email an (bitte angeben: vollständiger Name, Ort bzw. Institution, Status [s.u. Teilnahmegebühren], ggfs. gewünschtes Tutorial). Wir bitten auch alle Vortragenden und Autoren der Poster, sich auf diesem Wege anzumelden.
Ihre Anmeldung wird erst nach Bezahlung der Teilnahmegebühr gültig. Bitte überweisen Sie die Gebühr auf das Konto des Vereins Computeranwendungen und Quantitative Methoden in der Archäologie e.V. bei der Stadtsparkasse München, Stichwort WORKSHOP CAA (BIC: SSKMDEMMXXX, IBAN: DE48 7015 0000 1003 8391 13). Nach Zahlungseingang erhalten Sie eine Anmeldebestätigung. Anmeldung und Bezahlung vor Ort sind ebenfalls möglich; die Tutorials sind dann aber üblicherweise ausgebucht.

Die Teilnahmegebühren betragen:
bis 8.1.2017: Vortragende/Posterautoren, Studierende/Doktoranden, Arbeitslose 15 €, Alle übrigen Teilnehmer/innen 20 €
ab 9.1.2017: Vortragende/Posterautoren, Studierende/Doktoranden, Arbeitslose 20 €, Alle übrigen Teilnehmer/innen 25 €
Es werden bis zu 10 Teilnahmestipendien in Höhe von je 200 € an BA/BSc/MA/MSc/PhD-Studierende vergeben, die einen Vortrag halten oder ein Poster präsentieren. Hierfür ist bis zum 5.12.2016 ein Antrag (200–500 Wörter) mit Angaben zu Betreuer, Art und Thema der Abschlussarbeit mit dem Hinweis “Antrag Reisestipendien” an zu senden.

Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme!
K. Lambers • M. Lang • S. Metz • H. Mara • A. Volkmann • M. Winckler
Die AG CAA ( ist der deutsche Zweig der internationalen Fachvereinigung
Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology (

Pattern recognition and archaeology – Semi-automated detection of ground monuments in airborne laser scan data (LiDAR)

In recent years, LiDAR scanning has become a widely used tool for understanding both the cultural and natural landscape surrounding us. The result of this is, that new 3-dimensional point based LiDAR (Light Detection and Ranging) data is consistently being generated in a more precise and detailed version of raw point cloud form.

Airborne laser scan data includes information about the ground surface as well as the existing vegetation allowing to virtually remove for instance forests to reveal hidden structures. Even ground monuments which are heavily eroded and/or very flat can be detected by this approach. (Interpolated) surface models are often used to visualize the findings.

Available LiDAR scans of the Bavarian State Office for Surveying and Geoinformation for the district of Lower Franconia with its 8531 km2 as our test area accumulates to 2.8 TB of data. An editor familiar with the data can process approximately 30 km2 per day, resulting in 1.2 years for a one-time analysis of Lower Franconia and already ten years for the state Bavaria. Continuous and iterative explorations increase the amount of data to be handled and lead to time frames not feasible for research.

In order to cope with the increasing amount of spatial and radiometric information, a systematic and semi-automated process needs to be defined in order to control and handle these accumulated amounts of otherwise unrestrained information. Thus the collaborate project intends to focus on the development of technologies and methodologies for the creation of an interactive research data gateway.

The utilization of LiDAR data provides a novel approach for locating and monitoring cultural heritage in the landscape, especially in areas of logistical complications, e.g. forest, rough terrain, and remote areas. However, the utilisation of LiDAR presently lacks standardised approaches for proper handling, developing, and processing within the field of cultural heritage management. Further, a majority of stakeholders within the field of archaeology and cultural heritage management encounters various problems regarding macro- and micromanagement when handling and processing LiDAR data, often resolving in quantitative assessment being impractical or impossible. Thus, in order for LiDAR data to become a truly competent method for heritage management, a large scale quantitative approach for handling, developing, and processing needs to be formed and defined. Such is the background, premise and resolve for this project.


Figure 1: On the left no archaeological ground monuments can be seen in the aerial image of the forest nearby Urphar (at River Main, District Unterfranken in Germany). With the point signature finds of ceramic shards of the late Bronze Age are marked in Geographic Information System (GIS). The sits information is taken from the databases of the Bavarian State Office for the Preservation of Historical Monuments, which is a partner of our project. The right picture shows the LIDAR scan of the so called DGM1 ground surface of the Bavarian State Office for Surveying and Geoinformation in the same area without any disturbing vegetation. It uncovers a group of prehistoric grave hills. These were previously unknown because they are heavily eroded and very flat. The funnel in the center of each burial mounds gives information about illegal grave robberies.



The sub-project, LiDAR based semi-automatic pattern recognition within an archaeological landscape, is focused on adapting and creating semi-automatic procedures for handling and processing LiDAR data within cultural heritage monument detection and large scale cultural heritage management.

Particular emphasis is on the implementation of pattern recognition algorithms for semi-automatic detection within 3dimensional vector and 2dimensional raster data.

In doing so, the effort of this project will be focused on pattern recognition algorithms in order to define quantitative methods of handling and processing 3dimensional LiDAR data and subsequent 2dimensional raster by implementing standardised and state of the art systematic and semi-automated approaches for cultural heritage detection and management.

Besides state of the art algorithms for automatic procedures of cultural heritage detection and management, the result of the project will also be focused on key technologies regarding data life cycle in joint collaboration with the Software Methods Group (SWM) and the KIT (Karlsruhe Institute of Technology). The joint collaboration will be focused on data sustainability, and optimizing visualisation procedures for differentiated fields of focus.



In addition to the Bavarian State Offices for Sites and Monuments (Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege) and the Environment (Bayerisches Landesamt für Umwelt), we would particularly like to thank the Bavarian State Office for Surveying and Geoinformation (Bayerisches Landesamt für Vermessung und Geoinformation) for providing access to unpublished data like the DTM1s. Without the cooperation of these authorities this project and associated project, Transformation of Settlement Sites from Late Antiquity to the Early Middle Ages in Lower Franconia, would not have been possible.

Expert Forum on “The future of archaeological knowledge curation 2021-2026”, 16-17 June 2016 in Athens

The ARIADNE Expert Forum “The future of archaeological knowledge curation 2021-2026” on 16-17 June 2016 in Athens, Greece is organized by the Digital Curation Unit, IMIS-Athena Research Centre. It is co-organized with the Faculty of Information (iSchool), University of Toronto and the Department of Informatics, Athens University of Economics and Business as part of the activities of ARIADNE – Advanced Research Infrastructure for Archaeological Dataset Networking in Europe.

The Expert Forum aims to unite an international community of researchers in a constructive debate on the use of digital technology to ensure the future value of pre-existing archaeological knowledge through further curation, access and reuse. In tandem with organized archaeological databases, corpora and repositories it will reflect on the future of past excavation data and archives, commercial archaeology reports, archaeological museum collections, corpora and gazetteers, historical and ethnographic testimonies, grey literature, and visualizations of archaeological entities. It will seek to synthesize the experiences, know-how and insights of participants on how to address the growing curation crisis in archaeology in an increasingly pervasive networked digital environment, and on the challenges faced and opportunities offered by digital infrastructures in the next 5-10 years. The viewpoints invited are multi-disciplinary and diverse, ranging from academic researchers to practitioners, and from archaeologists to specialists in information, archival science, computer science, and science and technology studies. ARIADNE is looking for informed and thoughtful contributions to an interactive process, rather than for a pre-prepared formal talk or conference paper.

ARIADNE Summer School on archaeological digital curation-

PDF-Text ARIADNE Summer School on archaeological digital curation

This Expert Forum is an initiative of the ARIADNE Special Interest Group on Archaeological Research Methods and Practices, and seeks to take forward the work of a highly successful Expert Forum on Digital Futures of Archaeological Practice 2020-2025 organized in 2015. It is part of a Summer School on the Digital curation of archaeological knowledge: New approaches to digital research, information management and communication in archaeology, planned to take place in Athens between 12–17 June 2016 in Athens, Greece, as an ARIADNE (WP8 – Data and Dataset Design) Trans-National Access (TNA) activity. The Summer School is structured in two parts: a Workshop from 12-16 June, and the Expert Forum on 16-17 June.

A limited number of bursaries, covering the cost of participation, travel and accommodation to a maximum of 1000 Euros, are available to prospective participants who are employed by or are registered as students in an institution located in one of the EU Member States and Associated States. All levels of applicants, from experienced scholars to graduate students, will be considered. Applicants should specify if they wish to attend the Workshop, the Expert Forum, or both. A selection panel will be evaluating bursary applications on a rolling basis until 5 June 2016.

You will find the draft programme and further details on the Expert Forum and Summer School at
Information on the selection process, eligibility criteria, priorities and application forms can be found on the ARIADNE website, Finally, information on the ARIADNE infrastructure is available at , and on the Digital Curation Unit at

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:


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.


Die digitale Archäologie ist ein noch recht junger Zweig der Archäologie, die aber mittlerweile zum Standard innerhalb des archäologischen Dokumentationswesens bei Ausgrabungen geworden ist. Und sie wird auch bei vielen innovativen Forschungsansätzen, jedoch recht unterschiedlich, eingesetzt. Um einen Überblick der zahlreichen Methoden der digitalen Archäologie zu bekommen, wird in einer fortlaufenden Recherche und Monitoring der State of the Art erfasst. Aus diesem nichtstatischen Ist-Zustand können neue Perspektiven der digitalen Archäologie entwickelt und diskutiert werden.