Digitale Datenstruktur auf Ausgrabungen und Archivierung digitaler
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Digitale Datenstruktur auf Ausgrabungen g g und Archivierung g digitaler Grabungsdaten: Praxis und Praxisversuche aus BadenWürttemberg David Bibby Regierungspräsidium g g p Stuttgart g Referat 115,, Landesamt für Denkmalpflege p g Baden-Württemberg, g, VLA Sankelmark 2008 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 DatenSammeln 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. 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 R Referats-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. 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. CAD-Pläne CAD Plä – Trasse T und dA Ausgleichsflächen l i h flä h d der Bundesbahn in ArcGIS übertragen. CAD-Pläne CAD Plä – Trasse T und dA Ausgleichsflächen l i h flä h d der Bundesbahn in ArcGIS mit Puffer. Trassenbereich T b i h mit it F Fundstellen d t ll iim B Badend Württembergischen ADAB-WEB. 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. Wie zum Beispiel im Falle dieser möglichen VierecksVierecks schanze im Gewann „Junkershau“, Kreis Göppingen die Göppingen, durch die Georeferenzierung eines Luftbilds im GIS GISmeterscharf in der Trasse erfasst wird. Wenn es zum Ausgraben g kommt, ist die digitale Grabungsaufnahme auf wenige g Programme g beschränkt, die Industriestandard-Daten erzeugen: Tachymetrie mit ArchäoCAD erzeugt ASCIIDateien- und CAD „DWG“Zeichnungen. PhoToPlan erzeugt zusätzlich entzerrte Bitmaps. Die ArchäoDATA Grabungsdatenbank basiert noch h auff MS-Access, MS A wobei b i eine Portierung auf OpenSource SQL in Planung ist. Anwendungsbeispiel 1: Tachymetrie + = Standard tachymetrisches Verfahren in Baden-Württemberg unter Anwendung von „ArchäoCAD“ Anwendungsbeispiel 1: Einfache Fotogrammetrie (2D) Anwendungs Anwendungsbeispiel 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 wir i 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 Grabungsdokumentationsumgebung. 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 uns s für ü eine e ep platformunabhängige at o u ab ä g ge Verzeichnisstruktur, e e c sst u tu , d die eu unverkennbar 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, etwaige g 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 Grabung Plana Funde Profile Gesamtplan Bearbeitungen Vermessung Daten Berichte Verzeichnisstruktur für digitale Grabungsdaten in Baden-Württemberg Organisation Befunde Funde Tagebuch Listen *.dwg GrabungsnummerPlanumsname GrabungsnummerProfilnummer/name Sonstiges *.dat e jpg *-e.jpg *.dwg *.dat -e.jpg 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 aus aus, 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 IstZustand, 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 TextText 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 GFW GF U V 2a st 150/4 3 3 GFHW Whs 150/1 GFÖ Vwg 162 Büro Whs 168 1 S Whs 1445 1 143 Whs 9 Ghs Schu 2 1415 141 Whs GFHW 164 Whs 163 165 S Whs 161/1 142 1573 11 11a Veranst 167 13 Ghs WGhs 1370 7 WGhs 1414 e Münst z rplat 197 8 2 5 1413 Anl 3 Kirch e 8321 011 03 1 199/3 Anl Kir che 8321 011 12 Kath. Heilig Grab KP. 198 1418 199/5 2 8321 011 00 GFÖ GFÖ 43 GFÖ 250 199/4 Turm Pl Münster U.L.F. 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 ADAB Users: Forscher Regierung Behörden 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.
