Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten

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Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Digitale Datenstruktur auf
 Ausgrabungen
    g       g und Archivierung g
    digitaler Grabungsdaten:

  Praxis und Praxisversuche aus Baden-
              Württemberg

                                  David Bibby
Regierungspräsidium
  g     g p         Stuttgart
                         g Referat 115,, Landesamt für Denkmalpflege
                                                              p g Baden-Württemberg,
                                                                                  g,
                                  VLA Sankelmark 2008
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Sehr geehrte Damen und Herren,

Obwohl wir in Baden Württemberg digital Daten auf manchen Grabungen seit über
15 Jahren und inzwischen fast flächendeckend seit rund fünf Jahren erheben,
haben wir, wenn wir ehrlich sind, erst während der letzten knapp drei Jahre, seit der
Gründung einer Arbeitsgruppe „Daten-Strukur“ begonnen, uns damit auseinander
zu setzen – und erst richtig intensiv seit etwas über einem Jahr, seitdem es den
Posten eines Koordinators für diese Problematik, einen „Referenten für digitale
Grabungsdokumentation“ gibt. Dieser ist auch für die Archivierung der Daten und
für das, was ich „das am Leben halten“ oder „das Überleben der Dokumentation“
nenne, verantwortlich – die sogenannte Datenmigration. Darauf, wie wir unsere
D t zumindest
Daten      i d t jjetzt
                    t t und
                          d iin nächster
                                 ä h t Z Zeit
                                            it erhalten,
                                                 h lt    kkomme iich
                                                                   h später
                                                                        ät zu sprechen.
                                                                                   h
Man kann aber das Archivieren der Grabungsdaten nicht unabhängig von deren
Erzeugung im Gelände betrachten. Das Ganze ist als ein fortlaufender Prozess zu
verstehen Eine Art Kurve bei der die X
verstehen.                              X-Achse
                                          Achse – Vorbereiten,
                                                     Vorbereiten Sammeln
                                                                   Sammeln,
Strukturieren und Archivieren der Daten beschreibt. „From the Dust to the Disk“ wie
ich neulich einen englischsprachigen Beitrag genannt habe. Denn erfolgreiche
Sicherung fängt mit dem strukturierten Sammeln der Daten vor Ort an      an. Die
praktische Erfahrung, die wir in letzter Zeit in Baden-Württemberg mit Daten-
Sammeln und Archivieren in all ihren Aspekten gemacht haben – der „Ist-Zustand“
so zu sagen (Hardware
              (Hardware, Software
                          Software, Schulung
                                     Schulung, Betreuung etc etc.),
                                                                  ) ist Gegenstand
meines Beitrags.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Am Anfang stehen Schulungen. Von ihrer
                                         Notwendigkeit bin ich überzeugt. Man kann
                                         nicht erwarten
                                                erwarten, dass man Kollegen und
                                         Mitarbeiter mit neuen Techniken
                                         konfrontieren kann und dass sie, ohne
                                         gründliche Einweisung, auf Anhieb wissen,
                                         wie sie mit diesen Techniken umzugehen
                                         haben und sofort in der Lage sind,
                                         qualitätvolle Dokumentation zu erzeugen.
                                         q                                       g
                                         Die Schulungen finden durch alle Sparten
                                         statt: Techniker, Wissenschaftler, fest
                                         angestellte Grabungsarbeiter. Während der
                                         letzen drei Jahre haben, mit einer einzigen
einzigen Ausnahme, alle Grabungstechniker in Baden-Württemberg an mindestens
einer zwei- bzw. dreitägigen Einführungsschulung teilgenommen. Nicht
teilgenommen haben zwei Techniker, die in den vorangegangenen Jahren vor der
flächenmäßigen Einführung digitaler Grabungsaufnahmetechniken Gelegenheit
hatten, sich allmählich daran zu gewöhnen und bereits jetzt als „power-user“ gelten.
D i von vier
Drei       i RReferats-oder
                 f t d F    Fachbereichsleitern
                                hb i h l it       A
                                                  Archäologie
                                                     hä l i iin d
                                                                den
Regierungspräsidien, sowie einige andere wissenschaftliche Referenten und einige
Grabungsarbeiter haben sich schulen lassen. Weitere Schulungen – zum
einen praktisch für die Grabungsarbeiter zum anderen weiterführend
für Wissenschaftler – laufen noch in diesem Jahr an.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Grabungsplanung – GIS Einsatz:
Mit gut geschultem Personal kann man dann das digitale Grabungsprojekt in
Angriff nehmen.
        nehmen Die Anfangsplanung findet auf GIS-Basis unter Einbeziehung des
Baden-Württembergischen ADAB-WEB statt. Dieser Anfang bildet somit einen
Projektbeginn, der komplementär ist, zum Endpunkt der Verfahrenskurve – wie wir
sehen werden. Hier als Beispiel der Albaufstieg des Linearprojekts ICE-Trasse
                                                                   ICE Trasse
Stuttgart-Ulm, betreut durch das Regierungspräsidium Stuttgart, Referat 115 -
Schwerpunkgrabungen.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
CAD-Pläne
CAD Plä – Trasse
            T      und
                     dAAusgleichsflächen
                            l i h flä h dder
Bundesbahn in ArcGIS übertragen.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
CAD-Pläne
CAD Plä – Trasse
            T      und
                     dAAusgleichsflächen
                            l i h flä h dder
Bundesbahn in ArcGIS mit Puffer.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Trassenbereich
T      b i h mitit F
                   Fundstellen
                      d t ll iim B
                                 Baden-
                                   d
Württembergischen ADAB-WEB.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Die fertige GIS-Planung mit bekannten Fundstellen des
Pufferungsbereichs aus dem ADAB
                              ADAB. Auf Basis dieser Unterlagen
erfolgt die archäologische Planung – was baubegleitend
stattfindet und wo tatsächlich im Vorfeld gegraben wird.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Wie zum Beispiel im
Falle dieser
möglichen Vierecks-
            Vierecks
schanze im Gewann
„Junkershau“, Kreis
Göppingen die
Göppingen,
durch die Geo-
referenzierung eines
Luftbilds im GIS
             GIS-
meterscharf in der
Trasse erfasst wird.
Digitale Datenstruktur auf g digitaler Grabungsdaten
Wenn es zum Ausgraben
                   g
kommt, ist die digitale
Grabungsaufnahme auf
wenige
     g Programme
            g
beschränkt, die
Industriestandard-Daten
erzeugen: Tachymetrie mit
ArchäoCAD erzeugt ASCII-
Dateien- und CAD „DWG“-
Zeichnungen. PhoToPlan
erzeugt zusätzlich entzerrte
Bitmaps. Die ArchäoDATA
Grabungsdatenbank basiert
nochh auff MS-Access,
           MS A         wobei
                          b i
eine Portierung auf Open-
Source SQL in Planung ist.
Anwendungsbeispiel 1: Tachymetrie

                  +                    =

Standard tachymetrisches Verfahren in Baden-Württemberg unter Anwendung von
„ArchäoCAD“
Anwendungsbeispiel 1: Einfache Fotogrammetrie (2D)
Anwendungs
Anwendungs-
beispiel 2:
Aufwändige
F t
Fotogrammetrie
            ti
(2D-Kacheln)
Anwendungsbeispiel 3a: Fotogrammetrie (2D) zur
effizienten Körperbestattungsaufnahme.
Anwendungsbeispiel 3b: Fotogrammetrie (2D) zur
effizienten Körperbestattungsaufnahme.
Anwendungsbeispiel 3c: Fotogrammetrie (2D) zur
effizienten Körperbestattungsaufnahme.
Und Laserscannen
sollten
  llt wiri nicht
             i ht
vergessen, das sehr
schnell immer wichtiger
wird Hier das
wird.
hinlänglich bekannte
spätrömische Kastell in
Konstanz im Jahr
2005.
TIN                                  Verfüllt

Mit Textur   Ein Scan ist natürlich ganz schön –
             man kann ihn verschiedentlich
             anschauen drehen
             anschauen,   drehen, oder ihn auch
             animieren. Aber er wird erst nützlich,
             wenn man ihn analytisch nutzen kann.
             Wenn man an ihm zz.B. B Längen oder
             auch Flächen messen kann, wie beide
             folgenden Abbildungen zeigen.
Längen
Flächen
Oder auch wenn wir die Möglichkeit haben auf und im 3d-Modell zu arbeiten,
wie diese und die nächsten fünf Abbildungen zeigen
                                            zeigen..
So lässt sich ein 3D steingerechter CAD-Plan
mit verständlicher Layerstruktur erstellen. Ein
denkbar einfacher Weg zur 3D-Vektorisierung
– ohne
   h d  dass man auff einen
                        i   ausgebildeten
                                   bild
Fotogrammeter oder Vermesser zurück greifen
muss.
Somit verzahnen wir die verarbeiteten Daten aus dem Scan mit
denen unserer Standard-AutoCAD-digitalen Grabungs-
dokumentationsumgebung.
Die schriftliche Grabungsdokumentation wird in der
Datenbank „ArchäoDATA“ erfasst (noch auf Basis von MS
Acces, demnächst wahrscheinlich Open Source SQL).
Es gilt auch, tausende von Digitalfotos, zum größten Teil für
2D Fotogrammetrie zu verwalten.
2D-Fotogrammetrie,      verwalten
Und last but not least, werden Lidarscans, vor allem
für die Prospektion, zunehmend wichtig.
Datenstruktur
Wie gehen wir mit diesen diversen Datengattungen um? Wie bereits erwähnt wurde
die Arbeitsgruppe “Datenstruktur”
                      Datenstruktur im Herbst 2005 ins Leben gerufen
                                                              gerufen.
Da wir, so zu sagen, angefangen hatten zu rennen, bevor wir laufen konnten und
über die Jahre Daten und vor allem Datenerfassungssysteme vorliegen hatten, die
sich nicht in ein allumfassendes System zwingen ließen,
                                                   ließen entschieden wir uns nach
einiger Diskussion zumindest vorläufig gegen den nachträglichen Versuch, ein
solches System zu entwickeln, bzw. in Auftrag zu geben. Beispiele für solche
Systeme wären “Spatz”
                   Spatz der Kantonsarchäologie Zürich und Thurgau
                                                             Thurgau, “Syslat”
                                                                        Syslat aus
Lattes, Frankreich, oder auch das rein auf GIS basierte Verfahren “Intrasys” des
königlich-schwedischen Denkmalamts. Es gibt natürlich auch andere. Wir
entschieden
e  tsc ede u  unss für
                    ü eine
                       e epplatformunabhängige
                             at o u ab ä g ge Verzeichnisstruktur,
                                                  e e c sst u tu , d die
                                                                       euunverkennbar
                                                                            e e ba
ihren Ursprung in der Ordneraufteilung der Leitzordner einer analogen Grabung hat.
So können wir nebenbei auch den Leuten, die Bedenken gegen die „schöne neue
digitale
  g      Welt“ haben, etwaigeg Berührungsängste
                                        g    g    zumindest etwas mildern.
Diese Struktur ist in den oberen Ebenen rigide genug, um für Ordnung und
Datendiziplin zu sorgen und gleichzeitig weiter unten flexibel genug, um den
unausweichlichen Eigenarten der einzelnen Archäologen Rechnung tragen zu
können.
Die Grabungs- oder Vorgangsnummer, die zentral vergeben wird, ist wichtig. Sie
beschreibt nicht nur die Ausgrabung, sie ist auch die Inventarnummer aller Funde,
die von ihr stammen. Insofern ist sie die Schnittstelle zum zentralen Fundarchiv des
Archäologischen Landesmuseums.
Grabungsnummer (zentral vergeben)
                        vergeben)_Grabungsname
                                  Grabungsname (Ort
                                               (Ort, Straße
                                                     Straße, Gewann
                                                             Gewann, Flur
                                                                     Flur, etc
                                                                           etc.))

 Fotos          Zeichnungen       Vermessung        Daten          Berichte      Sonstiges

 Grabung        Plana
                                                      Befunde                  Organisation
 Funde          Profile
                                                      Funde
                Gesamtplan
                                                      Tagebuch
                Bearbeitungen                         Listen

                                                                       *.dwg
                                        Grabungsnummer-
                                        Planumsname                    *.dat
                                                                   *-e.jpg
                                                                     e jpg
                                                               *.dwg
                                     Grabungsnummer-
Verzeichnisstruktur für              Profilnummer/name         *.dat
digitale Grabungsdaten                                         -e.jpg
in Baden-Württemberg
Die Ausgräber werden aber nicht allein gelassen.
Mit der Datenstruktur kommen Anleitungen,
                              Anleitungen die beschreiben
                                               beschreiben,
was wohin gehört. Wir erreichen damit tatsächlich eine gewisse
Einheit im Land.
Digitale Daten von bereits durchgeführten Grabungen.
Neue Grabungen
            g von vorn herein zu strukturieren ist die eine Sache,, aber was ist
mit Grabungen von vor 2005, wo große Mengen digitaler Data vorhanden sind?
Wie zum Beispiel die 7000 m²-Grabung Ulm-Neue Strasse. Auch sie müssen so
                                                    weit wie möglich nach der
                                                    neuen Struktur sortiert
                                                    werden. Die Erfahrung hat
                                                    uns bisher überrascht: es
                                                    geht unerwartet einfach –
                                                    wenn man nicht die
                                                    Quadratur des Kreises
                                                    versucht.
                                                           ht Ei
                                                               Eine wichtige
                                                                     i hti
                                                    Komponente dieser
                                                    nachträglichen
                                                    Strukturierungen sind
                                                    Klartextinhaltsverzeichnisse,
                                                    welche die Eigenheiten der
                                                    Grabung und die
                                                    strukturellen Abweichungen
                                                    beschreiben.
Solche Klartextinhaltsverzeichnisse gehören in die oberste Ebene der Datenstruktur
Archivierung, Pflege, Zugang.
Nun sind die Daten gesammelt. Was machen wir damit?
Der Verbleib behördlicher Daten in Baden-Württemberg wird durch das
Landesarchivgesetz geregelt. Letztendlich ist der Erhalt der Grabungsdaten (digital
oder herkömmlich) Landessache. Somit fällt diese Aufgabe in den
V
Verantwortungsbereich
      t    t      b i hd    des Landesarchivs.
                                L d      hi Ab 1 JJulili wird,
                                                          i d zunächst
                                                                 ä h t fü
                                                                       für zweii JJahre,
                                                                                    h
ein gelernter Archivar beim LAD eingestellt, der, mit Unterstützung einer
amtsinternen Arbeitsgruppe, ein Konzept erarbeiten soll, wie dieses zu
gewährleisten ist
                ist.
Fakt ist aber, dass das Landesarchiv noch nicht so weit ist und weder den Erhalt
noch die Aktualisierung und fortwährende Leserlichkeit der digitalen Daten
gewährleisten kann
                kann. Wir gehen davon ausaus, dass die Problematik bewältigt werden
kann. Aber in der Zwischenzeit haben wir uns entschieden, selbst initiativ zu
werden, um unsere Daten zu pflegen, bis es so weit ist.
Die Daten werden auf einen Server überspielt
                                      überspielt, der von Hardware-Professionals
                                                           Hardware Professionals
betrieben wird. Sie garantieren per Vertrag nicht nur den Erhalt der Daten im Ist-
Zustand, sondern auch ihre fortwährende Leserlichkeit und Zugänglichkeit: sie
werden “portiert”,
          portiert , d.h. immer auf dem neusten Softwarestand gehalten.
Der Server ist Raid 6, der den gleichzeitigen Ausfall von zwei Festplatten verkraften
kann. Die üblichen Vorkehrungen zur Datensicherheit werden durchgeführt: u.a.
werden weitere Backups    p auf Band erstellt.
Bei jedem Neueingang erhalte ich ein
Inhaltsverzeichnis des Servers als Text-
                                   Text
oder HTML-Liste, in das man Dateien
suchen kann und zur Zeit wird über
Metadatasuche und Zugangsrechte
                       g g          zum
Sever nachgedacht.
Konstanz-Münsterplatz: Grabungsgeometrie -und Metadata. CAD und Datenbank
                          GF                                                                                                                            GFW
                        U V
                       2a st                                                                        3
    3                 150/4
                                    GFHW    150/1                           GFÖ                         Whs
        Whs                                                                                                                        168
                                                               Büro         Vwg                                               1           S     1445
                                                                            162                                         Whs

                        1
                 143
                Whs                                                               9
                                                                                                              163                   164
                                                                                                   Whs                              Whs
                 Schu                             Ghs            GFHW                                                   Whs                   165
                                       1415                                                                                                                   Veranst
                                                                                                                                              S

                                                 2
                                                         161/1
   141            142                                                                                                                                           167
                                                                                      1573         11                   11a        13
                                                         Ghs
                               WGhs                                                          1370
                                                           7
         WGhs
   2

                                5
                                                  1414                        z                    197
                                                                 e      rplat
                                                           Münst

                                                                                                                                                    8
        1413
                                                                                             Anl
                                                                                                                                                               Kirch
                                                                                                                                                                    e
   3

                                                8321 011 03

                                                                                       199/3
    1

                                                                                               Anl                                  Kir
                                                                                                                                       che
                               8321 011 12
                                                                                                                    Kath. Heilig Grab KP.
                                                                                                                                       198
               1418
                                                       8321 011 00
                                                                                                                                  199/5                 GFÖ
                                            2

                                                                                                                                  GFÖ

                                    199/4                       Münster
        43

                                                Turm
  GFÖ                                                           U.L.F.
  250                                 Pl
                                                                                      Kirche

Einer der interessantesten Aspekte der digitalen Grabungsdokumentation ist, dass in dem
Moment in dem die Daten erhoben werden – d.h.
Moment,                                       d h vor Ort – auf der Grabung,
                                                                    Grabung die
Ausgrabungsgeometrie und Metadata über die Grabung gleich miteinander verknüpft werden
können. Mit einem Zwischenschritt im GIS können sie in den ADAB-WEB exportiert, bzw.
importiert werden. Durch diese Verknüpfungsmöglichkeit kann diese einmalig vor Ort erfasste
Geoinformation in unsere landesweite ADAB überführt werden, ohne dass irgend etwas neu
gezeichnet, geschrieben oder eingegeben werden muss. So werden die Daten für Benutzer zur
Verfügung gestellt, wie die nächsten zwei Seiten zeigen:
ADAB-WEB Portal, Baden-Württemberg, Münsterplatz, Konstanz
Zusammenfassung:                Ausgrabung

Digitales Datensystem
für Grabungsdaten in
 Baden-Württemberg
   Stand Juni 2008
                                       Data
                   Funde
                                                  Data

                                                            Dataserver

      Fundarchiv

                           Geometrie   Metadata

                                                         Users:
                                                         Forscher
                                                         Regierung
                                                         Behörden
                                   ADAB                  Planungsbüros
                                                         etc.
Vielen Dank für Ihre
                  Aufmerksamkeit!
                                     David Bibby
Regierungspräsidium Stuttgart Referat 115, Landesamt für Denkmalpflege Baden-Württemberg,
                                     VLA Sankelmark 2008

Danksagung:

Ich mochte mich bei Jörg Bofinger, Dirk Krausse, Jonathan Scheschkewitz und Christof Schuppert
bedanken, die mir bei der Vorbereitung dieses Beitrags geholfen haben.
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