Programm des 8. Workshops

Die Dokumentation und Virtualisierung von Artefakten zum Erhalt des Kulturerbes gewinnt aufgrund der derzeitigen politischen Lage im Nahen Osten, insbesondere in Iraq, Syrien und Yemen, zunehmend an Bedeutung. Die Erfassung von Artefakten zur Identifikation, Interpretation und Bewahrung ist daher unabdingbar.
Im April 2015 wurde durch die finanzielle Förderung des Exzellenzinitiative Maßnahme 5.4 Feldforschung im Oman betrieben, um früh- und späteisenzeitliche Funde zu bewerten und klassifizieren. Mit finanzieller Unterstützung des Ministeriums für das nationale Erbe und die Kultur wurden Untersuchungen an der Fundstätte al-Ṣafā, welche in der Provinz al-Dhahirah gelegen ist, von uns durchgefürt.
Die Methode, neben Artefakten eine gesamte Augrabungsstätte in 3D zu erfassen, ist neu im Oman. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie nicht invasiv ist und die Fundstätte daher bewahrt, weiterhin ist es ein hervorragender Weg Studenten aus dem Oman an praktische Arbeit im Feld heranzuführen.
Die Aufnahmesaison 2015 ermöglichte es uns weiterhin, die Funde, welche von der Kultusministerium ausgegraben wurden, ebenfalls aufzunehmen. Diese wurden mit Hilfe des 3D-Scanners im Nationalmuseum weiterhin katalogisiert.
Wir haben diese Aufnahmeverfahren mit konventionellen 2D-Methoden verglichen. Wir haben insgesamt 12 Objekte komplett gescannt, unter anderem Schalen aus Metall, Keramik und Stein. Der 3D-Scanner kann sehr schnell große Datenmengen erfassen, daher erhöht er die Effizenz und die Qualität der Forschung. Die Aufnahmen sind bei seichtem Relief klar überlegen und zeigen mehr Details.

Während der Bronzezeit wurden verschiedene Objekte, sei es Keramik, Steingeräte oder auch wertvolle Gegenstände aus Bronze und Gold an verschiedenen Orten wie Mooren, auf Feldern oder auch in Flüssen, wie dem Rhein, ganz bewusst niedergelegt. Die größte Dichte an Deponierungen findet man von der Atlantikküste bis zum Schwarzen Meer und von Südschweden bis zum Mittelmeer. Es kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei dieser Deponierungspraxis um eine gemeinsame Tradition gehandelt hat, welche durch spezifische Regeln gesteuert wurde, die bestimmte, welche Objekte und welche Orte für eine Deponierung geeignet waren. Abhängig von Zeit und Raum scheinen wir in der Lage zu sein, wiederkehrende Muster von bevorzugten Formen und Kombinationen zu unterscheiden. In der frühen Bronzezeit Skandinaviens beispielsweise wurden prächtige Gegenstände wie Schwerter hauptsächlich einzeln in Mooren deponiert, während im westlichen Teil Mitteleuropas verschiedene Gegenstände gruppiert in Flüssen wie dem Rhein versenkt wurden. Das mittlere Rheingebiet ist eines der bekanntesten Beispiele von Deponierungen frühbronzezeitlicher Objekte in Flüssen. In dieser Region (Südwestdeutschland, Südostfrankreich, Luxemburg und Südostbelgien) ist zudem die Gelegenheit gegeben, einen Vergleich von deponierten Funden aus feuchtem und aus trockenem Kontext ziehen. Ein Vergleich, der in der bisherigen Forschung in dieser Region noch nie angestrebt worden ist und mithilfe einer Netzwerkanalyse visualisiert werden soll.

Die Anwendungen zur dreidimensionalen Objekterfassung und -verarbeitung werden durch laufende Entwicklungen immer präziser, schneller und kostengünstiger. Dadurch wird auch eine breite Anwendung von 3D-Messtechnik in der archäologischen Fundaufarbeitung attraktiv. Sie bietet eine vollständigere und objektive Dokumentation der Stücke als herkömmliche Methoden und es eröffnen sich auch weitere Anwendungsbereiche wie das materialschonende virtuelle Zusammensetzen fragmentierter Stücke. Die flexible Verfügbarkeit der Daten macht auch virtuelles Vergleichen oder Zusammenführen von z. B. durch Fundteilungen getrennten Stücken sowie die Bearbeitung physisch nicht (mehr) greifbarer Objekte möglich.
Ein hervorzuhebender Aspekt ist die Sichtbarmachung von Details, die bei der Autopsie ofmals verborgen bleiben. Durch die Entfernung der Textur in Kombination mit virtueller Beleuchtung sind oftmals Oberflächendetails besser ersichtlich. Auf Krümmungswerten basierende Falschfarbendarstellungen können relevante Oberflächenmerkmale hervorheben. Die lokale Krümmung einer Oberfläche wird mit Hilfe eines integralinvarianten Filters berechnet. Somit wird ein Informationsgewinn hinsichtlich der Fertigungstechnik, schlecht erhaltener haptischer Verzierungen oder Inschriften ermöglicht. Von den Modellen können beliebig Profilschnitte als SVG (Scalable Vector Graphic) sowie Orthoansichten erzeugt werden.
Die konkrete Anwendung umfasst die Fundgattungen Keramik, Terrakotta und Münzen. Bei letzteren ist mit Hilfe der verwendeten Technik oftmals auch bei schlecht erhaltenen Stücken eine Bestimmung möglich. Die Arbeitsschritte mit dem DAVID Streifenlichtscanner, dem GigaMesh Software Framework und die damit erzielten Ergebnisse, entstanden im Rahmen einer Masterarbeit, werden exemplarisch am Poster präsentiert. Das Potenzial der low-cost-3D-Messtechnik in der archäologischen Fundbearbeitung wird aufgezeigt. Die in diesem Beitrag gezeigten Funde stammen aus der Grabung in Archaia Pheneos/Griechenland 2011–2015, durchgeführt als Kooperation des ÖAI Athen, vertreten durch das Zentrum Antike und das Institut für Archäologie der Universität Graz, mit der EFA Korinthias.

Als Word Spotting bezeichnet man das Auffinden von Worten in Textsammlungen üblicherweise anhand eines Beispiels im Text oder seltener anhand eines Suchbegriffes. Für lateinischen Text gibt es sehr gute Methoden, die mit 96% Genauigkeit Worte in den Briefen von Goerge Washington finden können. Keilschrifttexte sind eines der ältesten Textzeugnisse überhaupt und Keilschrifttafeln gehören zu den ältesten Textzeugen, die im Umfang mit den Texten in lateinischer und alt-griechischer Sprache vergleichbar sind. Diese Tafeln aus dem gesamten Alten Orient waren über beinahe viertausend Jahre in Verwendung (Soden 1994). Es gibt bisher nur sehr wenige Ansätze (Rothacker 2015, Bogacz 2016) Word Spotting auf Keilschrifttafeln anzuwenden. Datenbanken wie die Initiative für eine digitale Keilschriftdatenbank (http://cdli.ucla.edu/) könnten somit mit einer Suchfunktion nach graphischen Symbolen ausgestattet werden und eine Suche in mehr als 300,000 Keilschrifttafeln zur Verfügung stellen. Die Keilschrifttafeln in der CDLI werden oft als Handumzeichungen zur Verfügung gestellt und müssen für unsere Pipeline in als eine Menge von Feature Vektoren vorliegen (Bogacz 2015a). Hierzu werden die Rasterbilder der Umzeichungen in Skelette umgewandelt und darauf Keilmuster erkannt (Bogacz 2015b). In dieser Arbeit stellen wir Laufzeitoptimierungen vor, die es uns ermöglichen mit einem so großen Datensatz wie dem der CDLI zu arbeiten. Die Skelettierung wird mit Hilfe des Medial Axis Algorithmus direkt auf den Rasterdaten ausgeführt (Blum 1967). Werden mehrere zueinander in Konflikt stehende Keile gefunden wandeln wir dieses Problem in ein Zuordnungsproblem und lösen dieses mit Hilfe der effizienten Ungarischen Methode (Munkres 1957). Eine Darstellung von Keilschrifttafeln mit Feature Vektoren ermöglicht uns Methoden aus dem Bereich des Maschinellen Lernens anzuwenden, jedoch fehlen uns dazu Daten mit Annotationen. In dieser Arbeit stellen wir dann auf Basis der im vorherigen Schritt extrahierten Daten eine Methode vor, die automatisch Annotationen für Tafeln erstellt. Mit Hilfe eines Projektionsprofiles lassen sich neuzeitliche und gut erhaltene Keilschrifttafeln einfach in Zeilen segmentieren. Transliterationen dieser Tafeln in der CDLI liegen uns auch in Zeilen Form dar. Wir zerteilen diese Zeilen jeweils in Keilschnitte und Worte und lernen auf dieser Datenbasis Zuordnungen von Keilschnitten zu Worten der Transliteration. Diese Art des Lernens ist durch die große Datenbasis der CDLI möglich. Mit Hilfe der gelernten Daten können wir nun für einen Teil der Keilschriftzeichen automatisch Annotationen generieren.

Ich studiere im Moment klassische Archäologie im Master an der Universität zu Köln. Im Rahmen dieses Studienganges führe ich ein Projekt eigener Wahl aus. Ich befasse mich mit der Sichtbarkeit von Statuen in einem Tempelkomplex, spezifisch dem Baalbek im Libanon. Das Projekt umfasst die Analyse der Sichtbarkeit der Statuen in den Ädikulä der Propyläen, und des hexagonalen Vorhofes, des Tempelkomplex. Die Fragestellung ist darauf bezogen, ob eine Hierarchisierung, ausgehend von der Sichtbarkeit der Statuen, innerhalb des Gebäudes auszumachen ist. Die Statuen dienten repräsentativen Zwecken, was die Frage relevant macht, in wie weit sich die wettbewerbsabhängige Natur der antiken Elite im Umgang mit sich selbst in den Positionen der Statuen wiederspiegelt. Auf dieses Ziel hin arbeite ich mit einem 3dimensionalen Model aus Blender, mit welchem ich hoffe durch die Programme ESRI City Engine und ArcScene messbare Werte für die Sichtbarkeit der Statuen, welche durch mehrseitige Polygone, nach Sichtseiten, repräsentiert werden zu erhalten. Nach Abschluss dieser Phase hoffe ich, durch die Nutzung von Ort-Nutzen Funktionen aus der Volkswirtschaft, eine Nutzenanalyse aus der Sichtbarkeit, im Verhältnis zu den Sichtpunkten, zu erstellen. Die Hoffnung bei der Ausführung des Projektes ist, dass am Ende ein Verständnis des „Sichtbarkeitswertes“ einzelner Statuenpositionen stehen wird. Wobei auch dabei nur von einem Teilverständnis zu reden wäre. Es werden Diskussionen, wie die Problematik der Physiognomie der Statuen, welche zudem nicht mehr in-situ vorhanden sind, ausgeklammert. Weiterhin ist leider vorausgesetzt, dass ein Ergebnis keinesfalls gesichert ist, und wenn, dies nur ein Teil-eindruck, -aspekt der Gesamtproblematik sein kann. Jedoch, bin ich guter Dinge, dass ein Ergebnis erzielt werden kann und, dass daraus die Möglichkeit erwächst eine grundlegende Untersuchung von Statuensichtbarkeit in der römischen Kaiserzeit zu starten.

Die trichterbecherzeitliche Fundstelle 1-3 in Mozgawa, Powiat Pinczów, Südpolen, zeichnet sich durch ihre enorme Ausdehnung (ca. 500 m x 800 m) und massenhaft auftretende Oberflächenfunde aus. Gelegen im periglazial überformten Lösshügelland der Heiligkreuzwoiwodschaft, ist sie seit den sechziger Jahren bekannt und nun Forschungsgegenstand eines seit dem Jahr 2014 vom National Science Center Poland geförderten Projektes (Archeologiczne, archeobotaniczne i paleośrodowiskowe badania w zachodniej części Niecki Nidziańskiej. Archäologische, archäobotanische und Paläoumweltuntersuchungen im westlichen Teil des Nida-Beckens) geworden, dass sich zum Ziel gesetzt hat, mögliche mittel- und spätneolithische Siedlungsstrukturen zu untersuchen und ihre Paläoumwelt zu rekonstruieren.
Die Erosionsanfälligkeit des Bodens wirft hinsichtlich der schieren Menge der Oberflächenfunde (maximale Dichte: 80 Funde / 100 m2) die Frage auf, ob die Erhaltung der Fundstelle gefährdet bzw. wieviel Material bereits abgegangen ist oder ob von einer hohen Intensität neolithischer Besiedlung auszugehen ist. Zu diesem Zweck wurden neben ausgedehnten Feldbegehungen mit Einzelfundeinmessung, geomagnetischer und luftbildarchäologischer Prospektion zusätzlich geoarchäologische Bohrungen durchgeführt, die einen Rekonstruktionsversuch des mittelneolithischen Reliefs zulassen und es zudem erlauben, mögliche Verlagerungsprozesse des Oberflächenmaterials nachzuvollziehen. Die zeitliche Einordnung des Fundmaterials, darunter 4200 Keramikfragmente, 650 Silexfragmente, 30 Beile, 45 Äxte, 126 Spinnwirtel, 20 Webgewichte, 12 Spulen, wird aufgrund der chronologisch wenig differenzierbaren Ornamentik und Form trichterbecherzeitlicher Tonware mittels fuzzy logic vorgenommen, um eine phasenabhängige Kartierung des Fundplatzes zu ermöglichen. Die intensive kleinteilige
Bewirtschaftung des Fundplatzes erforderte dabei eine mehrjährige Strategie hinsichtlich der geomagnetischen Prospektion, der Feldbegehungen und den eigens durchgeführten Befliegungen des Areals. Abschließend wird der Fundplatz im Zusammenhang mit der umgebenden Fundlandschaft diskutiert, welche teilweise im Rahmen der polnischen Landesaufnahme AZP dokumentiert vorliegt. Als hilfreich zur Ergänzung der bekannten Fundstellen und für die Ansprache prospektierter Strukturen auf dem vorgestellten Fundplatz hat sich die Sichtung der regionalen LiDAR-Daten herausgestellt.
Die Ergebnisse der Feldarbeiten wurden zusammengeführt und erlauben es, die Analysen nun erstmals vorzustellen und im Verbund mit kleineren Sondagegrabungen und archäobotanischen sowie archäozoologischen Untersuchungen, Dauer und Art der Besiedlung und Bewirtschaftung zu beschreiben.

Obwohl die Welterbekonvention in den 40 Jahren ihres Bestehens von mehr als 190 Staaten ratifiziert wurde, befindet sich das kulturelle Erbe der Menschheit in einer prekären Situation: Jährlich werden zahlreiche Objekte nicht nur durch medienwirksame Zerstörungsaktionen radikaler Gruppierungen in Krisengebieten, sondern auch durch Ignoranz, Habgier und Armut auf der ganzen Welt zerstört. Parallel dazu stehen die Beteiligten archäolgoischer Projekte vor dem gleichbleibenden Problem: zu wenig Zeit und zu viel zu Dokumentieren. Daher gewinnt die schnelle Erfassung und Dokumentation der Denkmäler und Befunde vor Ort eine immer zentralere Bedeutung.
Am Beispiel eines Wachturms des römischen Ensembles von Gheriat el-Garbia (Libyen) wird im Folgenden diskutiert, inwieweit die Insturmentarien und Methoden der Geodäsie, insbesondere der Photogrammetrie, eine Lösung bieten können. Mittels einer Photostrecke des Wachturms (geschlossener Bildverband) und tachymetrisch erfasster Passpunkte kann eine verdichtete 3D-Punktwoke berechnet werden, die die Basis für photogrammetrische Produkte wie Oberflächen- und Volumenmodelle für Animationen und 3D-Druck von Modellen oder die Messung von Kenngrößen aus Schnitten und Profilen (Ausdehnung, Mauerstärke etc.) sowie Abrollungen bildet.
Dabei stellt sich die Frage, wie sehr der Aufwand der photographischen und messtechnischen Aufnahme eines Objekts reduziert werden kann, ohne die Anforderungen an die Qualität und Genauigkeit zu senken. Es liegt daher nahe, die Auswirkungen von Variationen der unterschiedlichen, photogrammetrischen Parameter der Aufnahme (Variablen des Auswerte-Algorithmus, Anzahl der Bilder, Konstellation und Anzahl der Passpunkte) zu untersuchen.
Insbesondere die Variationen sind von zentraler Bedeutung, die die Passpunkte betreffenden. Bei einer Reduzierung der Passpunktanzahl auf die mathematisch notwendigen drei Punkte lassen sich verschiedene Effekte je nach Anbringung der Passpunkte am Objekt beobachten, die sich besonders anschaulich im Vergleich der berechneten Kamerapositionen mit einer optimalen Maximalkonfiguration niederschlagen: Bei einer Anbringung der Passpunkte an Ober- bzw. Unterkante des Objekts verkleinert bzw. vergrößert sich der Maßstab der Punktwolke im cm-Bereich. Im Gegensatz dazu bleibt der Maßstab bei einer einseitigen Anbringung der Passpunkte konstant und die Residuen sind deutlich geinger als 1 cm (Mittelwert: 4,7 mm; Genauigkeit: 2,8 mm). Allerdings zeichnet sich eine Rotation des Bildverbands um die Mitte des Turms in Bewegungsrichtung des Photographen ab.
Im Vergleich liefert die einseitige Anbringung der Passpunkte die besten Ergebnisse. Dies wird auch durch den Vergleich von anderen Werten bestätigt (Höhenkomponente der Kamerapositionen, Kamerakalibrierungen, Vergleich der verdichteten Punktwolken etc.). Auch die Berechnung eines Worst-Case-Szenarios und eine Abschätzung mittels Fehlerfortpflanzung zeigt, dass für die einseitige Konstellation am Wachturm maximal mit einer Abweichung von ca. 8 mm von der Maximalkonfiguration zu rechnen ist. Dieser Wert liegt jedoch weit unter der Genauigkeit mit der die Passpunkte selbst zumeist erfasst werden (Katastergenauigkeit). Daher lassen sich zwar Effekte aufgrund der Passpunktreduzierung deutlich nachweisen, diese besitzen jedoch keine relevante Größe. Für die Messung der Passpunkte vor Ort kann daher darauf verzichtet werden, den Tachymeter für die Vermessung der Passpunkte auf allen Seiten des Objekts aufzustellen. Vielmehr bedarf die einseitige Passpunktanbringung zumeist lediglich eines einmaligen Aufstellens. Allerdings sollte man, um mögliche Messfehler aufzudecken zu können, die Anzahl der Passpunkte auf mindestens vier erhöhen (Redundanz).
Es ist also möglich und zulässig, den Arbeitsaufwand für die Vermessung eines Objekts zu reduzieren. Wie dieses Beispiel zeigt, ist eine Zusammenarbeit der beiden Disziplinen Geodäsie und Archäologie sinnvoll und empfehlenswert, da durch das Zusammenwirken von etablierten und neuen technischen Verfahren ein Mehrwert sowohl vor Ort als auch bei der Auswertung der erhobenen Daten erzielt werden kann.

Die Bleitafel aus dem Grab der Kaiserin Gisela im Dom zu Speyer stellt ein für die Epigraphik sehr bedeutendes Originaldokument dar, denn die Kaisergräber sind bis zu ihrer Öffnung im Jahr 1900 nicht gestört worden. Somit kann man mit Sicherheit davon ausgehen, dass die Tafel eindeutig aus dem Frühjahr 1043, dem Todeszeitpunkt der Kaiserin stammt. Über die allmähliche Veränderung von Buchstabenformen, die wie vieles andere der Mode unterworfen sind, werden in der Epigraphik Texte zeitlich zugeordnet, daher ist eine genaue Betrachtung der Linienführung so wichtig.
Im oberen Teil ist der 14zeilige Text tiefer ausgearbeitet und daher bis heute klar zu erkennen. Doch scheinbar bricht dieser Text mitten im Wort ab. Die Vorritzung ist aufgrund der Verkrustung mit Bleioxid heute kaum noch erkennbar. Diese Vorritzung ist allerdings mit großer Sorgfalt ausgeführt, die Buchstaben haben senkrechte Doppellinien, abgerundete Serifen und ähnliche Feinheiten, aus denen sich ihre Bedeutung für die Epigraphik erklärt.
Mithilfe eines Streifenlichtscanners wurde die Bleitafel hochauflösend aufgenommen und die Krümmung der Oberfläche mit Multiskalen Integralinvarianten (MSII) analysiert. Diese von dem Programm GigaMesh vorberechneten Krümmungswerte erlauben es, Linien einer angegebenen Stärke als Polylinien zu exportieren und in ein vektorbasiertes Dateiformat (SVG) zu überführen. Die Linien der Schriftzeichen haben allerdings häufig ähnliche Breite wie die zufälligen Verwitterungsspuren und sind oft schwer automatisiert von diesen Zeichen zu unterscheiden.
Ein Ansatz versucht, diese eher kleinen und kompakten Strukturen anhand einfacher geometrischer Eigenschaften wie dem Durchmesser, dem Verhältnis von Fläche zu Umfang und der Distanz zu verifizierten Zeichen, als Rauschen zu erkennen. Um eine Klassifikation aller vorhandener Formen zu erreichen, werden die verschieden Eigenschaften kombiniert und gewichtet, so dass sich Kriterien ergeben, mit denen eine Polylinie als dem Rauschen zugehörig erkannt wird. Dazu müssen alle Kriterien für jede Polylinie berechnet werden. Die Berechnung solcher Eigenschaften werden mit Methoden wie rotating calipers (rotierende Schieblehre) oder Delaunay Triangulierung in ihrer Komplexität und damit Laufzeit reduziert. Bei Erreichen eines Schwellenwertes werden die betroffenen Formen entfernt.
Ein weiterer Ansatz beruht auf einer anisotropen Glättung des gerenderten Bildes, das die über MSII ermittelte Krümmung der Oberfläche in Falschfarben darstellt. Dazu kann man die verschiedenen aus der 2D Bildverarbeitung bekannten Filter anwenden und anschließend die Schriftlinien als Polylinien in SVG‐Format exportieren. Mit diesem Ansatz werden Lücken in den Linien eines Schriftzeichens geschlossen, während isoliertes Rauschen schon vor der Berechnung von Polylinien unterdrückt wird.
Beide Ansätze reagieren sehr sensitiv auf die Wahl der Schwellwerte und Glättungsparameter und arbeiten in den Teilbereichen verschiedener Verwitterungsgrade unterschiedlich gut. Eine Kombination beider Verfahren schafft schließlich einen automatisierten und damit relativ interpretationsfreien SVG-Linienexport des Schriftfeldes im Gegensatz zu einer von Hand ausgeführten Umzeichnung.

Gerne würden wir unsere Entwicklung eines Workflows zur “effektiven Bearbeitung von archäologischen Profilen zur Weiterverarbeitung zu digitalen Profilzeichnungen“ vorstellen. Anhand von Beispielen möchten wir den von uns entwickelten Workflow, die „HASP-Methode“ (Hochauflösende Structure from Motion Profile) erläutern, die Vor-und Nachteile dieser Methode kritisch aufzeigen und Ergebnisse und Erfahrungen aus erster Hand präsentieren. Bei der Umsetzung der Methode findet die bereits weit verbreite SfM-Software von Agisoft „Photoscan Pro“ Verwendung. Leicht erlernbare Bedienung, Python-Scripting und eine große Verbreitung der Software in der digitalen Archäologie stimmte mit unseren eigenen Anforderungen an eine neue Dokumentationsmethode überein. Bereits Ende 2014 entwickelt, sollte die Methode im Rahmen des Pilotprojektes „Hegelesberg“ des Landesamtes für Denkmalpflege im Regierungspräsidium Stuttgart (LAD@RPS) unter der wissenschaftlichen Leitung von Dr. Jörg Bofinger und Dr. Christoph Steffen die Dokumentationsqualität und die Geschwindigkeit der Profilaufnahme verbessern, um ein rechtzeitige Fertigstellung der großflächigen Rettungsgrabung in Kirchheim/Teck zu ermöglichen und gleichzeitig keinen Qualitätsverlust der (Profil-)Dokumentation in Kauf nehmen zu müssen. Die Vorteile, die der Einsatz von SfM bei der Profildokumentation bietet, waren vielen Kollegen nicht von Beginn an klar. Da ein Profil einen zweidimensionalen Charakter hat, schien es vielen Archäologen überflüssig, ein 3D-Modell zu erstellen, von dessen Oberfläche wiederum ein passendes „entzerrtes“ 2D-Foto in Form eines Orthofoto exportiert wird. Jedoch die praktische Anwendung erwies schnell die Effizienz dieser Methode. Seit 2015 findet die Methode nun Anwendung in der Denkmalpflege in Baden-Württemberg. Einige Grabungen des Landesamtes für Denkmalpflege Baden-Württemberg verwenden SfM zur Profildokumentation und passen die HASP-Methode bei Bedarf an ihre jeweilige Grabungssituation an. Mit einem Vortrag könnten wir nun den aktuellen Entwicklungsstand vorstellen.

Insbesondere die Mercatorkarte von 1575 ist eine wichtige Grundlage für die Erforschung der Geschichte des Bergischen Landes. Die Karte ist aufgrund eines Rechtsstreits entstanden, daher ist die Karte besonders an den Stellen genau und detailreich, wo sie den problematischen Grenzverlauf dokumentiert, während sie an anderen Stellen große Verzerrungen aufweist. Sie verzeichnet mehrere Verkehrsverbindungen von überregionaler Bedeutung, doch die meisten Hofstellen sind ohne eine Anbindung an das Verkehrsnetz abgebildet. Erst die Kartenblätter von von Müffling im frühen 19 Jh. erfassen auch die Wegeverbindungen zu den Hofstellen. Aufgrund der Ungenauigkeiten der Mercatorkarte lassen sich die abgebildeten überregionalen Verkehrsverbindungen nur grob auf eine moderne Karte übertragen. Eine etwas präzisere Eingrenzung des Straßenverlaufs ist dort möglich, wo Teilstrecken der Straßen auf der Karte von 1571 auch auf späteren, genaueren Karten zu finden sind.
Bereits der von GeoBasis NRW (früher: Landesvermessungsamt NRW) bereit gestellte WMS-Dienst mit Schummerungsdarstellung von LiDAR-Daten zeigt Hohlwegbündel in unmittelbarer Umgebung der so kartierten historischen Straßen. Doch sind andere Methoden zur Visualisierung der LiDAR-Daten häufig besser geeignet, um Gebiete mit noch erhaltenen Hohlwegen abzugrenzen. Das Poster stellt die Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden für die Visualisierung von Hohlwegen gegenüber. Dabei wird auch untersucht, ob das von GeoBasis NRW gelieferte 1m-Raster mit interpolierten LiDAR-Daten zur Abgrenzung der Hohlwege ausreicht. Denn die Berechnung von höher aufgelösten Höhenmodellen aufgrund der unregelmäßig verteilten Höhenpunkte der LiDAR-Daten ist recht zeitintensiv und sollte nur in den Fällen durchgeführt werden, wo dies einen Mehrwert gegenüber den Daten im 1m-Raster erwarten lässt.

Um die Veränderungsprozesse eines intensiv landwirtschaftlich genutzten Raumes in einem archäologischen Kontext zu verstehen, ist es unabdingbar, neben den topographischen auch die klimatischen, geologischen und pedologischen Einflußfaktoren zu verstehen und zu analysieren. Es stellt sich die Frage, inwiefern die physischen Parameter die Bodennutzung steuern und wie sich mögliche Siedlungsstrukturen in einem natürlichen Gunstraum verhalten. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen Landnutzungs-änderungen von der Römischen Kaiserzeit bis in die Merowingerzeit am elsässischen Oberrhein. Hier kann man grob in drei geomorphologische Einheiten untergliedern, die, angefangen von den weiträumigen Auebereichen von Rhein und Ill über die hügelige Vorbergzone, bis in die Mittelgebirgslagen der Vogesen reichen. Diesem Muster folgt auch die lokale Bodenvergesellschaftung: Sind die Niederungen noch von Grundwasser- und Staunässeböden mit geringem ackerbaulichen Potential geprägt, ändert sich mit entsprechender Höhenlage der Vorbergzone das Bodennutzungspotential. Hier wechseln Lößeinheiten mit sekundär verlagertem Schwemmaterial der Vogesenflüsse unter Ausbildung nährstoffreicher und tiefgründiger Böden. Die Vogesen hingegen werden zum größen Teil aus paläozoischem Kristallin mit eingestreuten mesozoischen Decksedimenten gebildet, welche auch die Bodenbildung steuern. Die meist sauren und nährstoffarmen Böden der Gebirgszonen werden nach Osten von hochwertigen Pararendzinen und Braunerden auf kalkreichen Sedimenten unter Tonverlagerungs-prozessen eingefasst.
In der Arbeit wurden Siedlungsstrukturen analog ihrer phyischen Umgebungsparameter analysiert. Zur Generierung der Datengrundlage konnten mit Hilfe der Arkeogis-Datenbank drei aufeinanderfolgende chronologische Zeiträume festgelegt und über ein Geo-graphisches Informationssystem kartiert werden. Unter Vorbehalt der Feinchronologie der Datenbank und der vielen Interpretationsmuster wissenschaftlicher Nomenklaturen und Klassifizierungen von Zeiträumen, ist es möglich gewesen, Landnutzungsänderungen, Siedlungsstruktur- und Nutzungsarealwandel festzustellen. Demzufolge veränderte sich neben der Wahl der ackerbaulichen Gunsträume von der Römischen Kaiserzeit über die sogenannte ‘Völkerwanderungszeit’ bis in das frühe Mittelalter auch die Wahl des Siedlungsstandortes in einer sich immer weiter aufsplitternden und zunehmend lokaleren Bevölkerung. Die Entwicklung einer eigenständigen Grenzbevölkerung in den Peripherien des Römischen Reiches zeigte dabei auffällige Siedlungskontinuität unter Ausweitung der landwirtschaftlich genutzten Flächen auf Bereiche der Kies- und Schotterböden der Auezonen. Diese waren jedoch im Frühmittelalter einer agrartechnischen Weiter-entwicklung geschuldet und zeugten weniger von einem Austausch der Bevölkerung oder geschweige denn einer ‘Völkerwanderung’. So fällt auch die Befundeverteilung aus: Die vielen plötzlich auftauchenden Siedlungsanzeiger spiegeln zum einen eine mögliche Konsequenz der chronologischen Justierung der Datenbank, zum anderen die geänderten sozialen Wirtschaftsverhältnisse vom späten 5. bis in das 7. Jahrhundert wider.

In den archäologischen Disziplinen ist die dreidimensionale Dokumentation von Funden ein aktueller Trend. Es liegt in der Natur dieser Fächer, dass zu dokumentierende Objekte eine hohe Diversität (Größe, Material, Form, usw.) aufweisen. Zugleich findet die Dokumentation archäologischer Objekte in unterschiedlichen Umgebungen statt, zum Beispiel im Museum, im Grabungsmagazin oder im Feld. 3D-Dokumentationsverfahren müssen flexibel sein, um diesen Ansprüchen gerecht zu werden. Die Automatisierung dieser Aufnahmen gewinnt aufgrund der damit einhergehenden Zeitersparnis immer mehr an Bedeutung in diesen Bereichen. Mittlerweile gibt es eine Vielzahl kommerzieller und nicht-kommerzieller Verfahren und Geräte zur Aufnahme von Objekten, ein Beispiel ist der Siegeldreher, den wir zur automatischen 3D-Dokumentation von Rollsiegeln entwickelt haben.
Eine besondere Herausforderung für die 3D-Dokumentation bildet die Gruppe der ägyptischen prä- und frühdynastischen anthropomorphen Plastik. Die große Vielfalt an Formen, Oberflächeneigenschaften und Farben erfordert ein hochgradig flexibles Aufnahmesystem. Außerdem ist ein hohes Maß an Sicherheit notwendig, um Objekte aus spröden Materialien wie z.B. Ton oder Knochen und mit abstehenden Elementen wie Armen unversehrt zu dokumentieren. Um das große Spektrum dieser Objektgruppe wie auch anderer archäologischer Objektgattungen dreidimensional erfassen zu können, haben wir unser System auf mehreren Ebenen weiterentwickelt.
Mit einem Drehteller ist es nun auch möglich, Objekte von Kleinfunden verschiedener Form bis zu etwa mittelgroßen Objekten wie Keramiken oder Statuen bis 60 kg aufzunehmen. Die Funktionsweise des Drehtellers entspricht der des Siegeldrehers: Ein Objekt wird aufgenommen, indem es schrittweise von einem Motor gedreht wird und zwischen den Drehungen eine Spiegelreflex-Kamera ausgelöst wird. Im zweiten Schritt werden mehrere, aus verschiedenen Kamerapositionen aufgenommene Bilderserien zu einer 3D-Rekonstruktion des Objekts photogrammetrisch zusammengesetzt. Dabei wird das Structure-From-Motion-Verfahren angewendet.
Zur Ansteuerung der einzelnen Komponenten wird eine von uns entwickelte Steuerungseinheit eingesetzt, die gleichermaßen für den Siegeldreher wie auch für den Drehteller verwendet werden kann. Dabei können die Aufnahmeparameter, wie Anzahl der Drehschritte und Zeitpunkt des Auslösens, in unserer PC-Software individuell eingestellt werden.
Die Anpassung des Drehtellers an Objekte mit besonderen konservatorischen Anforderungen ist durch Gewindebohrungen in der gesamten Platte, die verschiedene Stützen und Halterungen aufnehmen können, möglich. Außerdem kann der Drehteller mit Polstern und Silikonauflagen bestückt werden.
Für spezielle Einsatzzwecke zum Beispiel im Feld oder in räumlich engen Verhältnissen steht unsere Software auch als Android-App zur Verfügung, die sich mit der Steuereinheit über Bluetooth verbindet. Des Weiteren erlaubt es die App, die im Mobilgerät verbaute Kamera für die Aufnahme der Bilderserien einzusetzen, wodurch wiederum Platz und Zeit eingespart werden kann.
Abgesehen vom Aufnahmeprozess selbst soll auch die Positionierung und Ausrichtung der Kamera für die Aufnahme der einzelnen Bilderserien automatisiert werden. Ein automatisch höhenverstellbares Stativ mit Schwenkkopf, das die Kamera in die richtige Position für die Siegeldreher- und Drehteller-Aufnahmen bringt, befindet sich aktuell in der Entwicklungsphase.
Die Steuerungssoftware unseres Systems ist open source. Der Quellcode ist auf unserer Webpage frei einsehbar und kann frei verwendet werden. Bei der Konstruktion wurde darauf geachtet, einen kostengünstigen Nachbau zu ermöglichen.
Im Poster werden wir unser komplettes System und dessen Funktionsweise anhand exemplarischer Beispiele vorstellen und auch auf die Verwendung der 3D-Modelle in der Forschung eingehen.

Als Folge der globalen Klimaerwärmung und dem damit einhergehenden Rückzug der Gletscher apern immer wieder archäologisch relevante Artefakte aus dem alpinen Eis aus. Diese Objekte stammen aus unterschiedlichen Epochen der letzten 10.000 Jahre und sind für die Archäologie und ihre Nachbarfächer von größtem Interesse. Vor allem prähistorischen Eisfunden, wie sie 1991 am Similaun (“Ötzi”) oder in den vergangenen Jahren im Berner Oberland (CH) am Schnidejoch und Lötschenpass geborgen wurden, kommt eine regelrechte wissenschaftliche Impulsfunktion zu. Derartige Funde liefern grundlegende Informationen über die bisher wenig bekannte frühe Nutzung hochalpiner Landschaften und sind zudem durch die hervorragenden Erhaltungsbedingungen im Eis – insbesondere für organische Materialien – von singulärer Bedeutung. So sind die in den Eisarchiven konservierten Informationsträger für verschiedene Disziplinen wie die Archäobiologie (aDNA), Archäobotanik, Glaziologie und Klimaforschung von großem Wert. Obwohl dieses wissenschaftliche Potenzial im Eis erhaltener Objekte gut bekannt ist und gleichzeitig der Verlust alpiner Eisflächen rasant fortschreitet, werden bislang kaum Anstrengungen zur Erforschung und zum Schutz klimatisch bedrohter Kulturgüter unternommen.
Das Projekt nimmt sich diesem Forschungsdesiderat auf den drei Ebenen Methodik/Theorie, Feldarbeit und Öffentlichkeitsarbeit an. Da Berechnungen einen Eisflächenrückgang um 90 % bis in das Jahr 2100 prognostizieren, gilt als vordringlichstes Ziel die systematische Detektion von Gebieten mit hohem gletscherarchäologischen Potenzial mithilfe GIS. Unter Einbeziehung historischer und rezenter Gletscherstände werden Aussagen über zukünftige Gletscher- bzw. Eisflächenrückgänge getroffen, die in Korrelation mit bisherigen Fundaufkommen gesetzt werden. Basierend auf den physischen Charakteristika des Terrains und weiteren Parametern können hierdurch Regionen definiert werden, die ein besonders hohes achäologisches Potenzial bieten bzw. besonders gefährdet sind.
Das Poster bietet einen Überblick über das Projekt und stellt die methodische Vorgehensweise vor.

Unser Projekt untersucht die Integration von verschiedenen digitalen Methoden, einschließlich der Photogrammetrie, des Laserscanning, des GIS und der Textanalyse, um die mittelalterliche Landschaft in der Umgebung Kaiserslauterns systematisch zu analysieren. Als Fallstudien sind dabei die ehemalige Königspfalz in Kaiserslautern und deren Schutzburgen Burg Hohenecken, Burg Perlenberg, Burg Wilenstein, Burg Beilstein und die Deutschherren-Kommende im Einsiedel (heutiger Einsiedlerhof) ausgewählt. Alle sechs Fortifikationen gehörten zum Reichsland, liegen an wichtigen Wegen und Straßen des Mittelalters und wurden in den Jahren 1150-1250 von den Stauferkönigen entweder neugebaut oder prächtig ausgebaut. Das Projekt ist grundsätzlich strikt interdisziplinär angelegt und überbrückt dabei die Fächer Archäologie, Kunstgeschichte, Landesgeschichte, Baudenkmalpflege, Historische Geographie und Geoinformatik.
Das Projekt wird durch zwei zentrale Komponenten grundlegend getragen: Zum einen ist dies die Erstellung von Laserscans der Burgen anhand derer zusätzliche bauhistorische Analysen erfolgen. Zum anderen wird eine dezidierte Untersuchung der schriftlichen Quellen aus den Archiven im Fokus stehen. Beide Komponenten werden durch die Implementierung der 3D-Burgmodelle, die Informationsextraktion zu Ortsnamennennungen und weiteren Angaben aus den Textquellen sowie der Georeferenzierung von historischen Landkarten der Pfalz und anderen thematischen Kartenwerken im GIS vereinigt. Die photogrammetrisch animierten und gescannten Burgen ermöglichen zusammen mit den überlieferten Dokumenten eine umfassende Darstellung und damit Rekonstruktion der mittelalterlichen Landschaft in deren Zentrum GIS-Analysen weiterführende Interpretationen erlauben.
Die detaillierten 3D-Aufnahmen und Rekonstruktion der sechs Burgen zielen auf die digitale Visualisierung der Objekte sowie auf die nachfolgende Verknüpfung dieser 3D-Modelle in 2,5D- und 2D-Analysen im GIS. Die 3D-Modelle der Burgen werden grundlegend mit terrestrischem Laserscans erfasst, photogrammetrisch animiert, d.h. ergänzt, um hochauflösende Bildinformation zu generieren, die Bauaufmaß gerecht, detailliert geometrisch vermessen sind. Nach den Messaufnahmen und der Berechnung der hochauflösenden, digitalen Modelle werden diese, ohne am Standort der Burgen sein zu müssen, weiter untersucht und in digitalen Repositorien in verschiedenen Arbeitsschritten gespeichert sowie die Messdaten archiviert, was ist ein wertvoller Vorteil für künftige Analysen zur Baukunst und vergleichenden Stilistik der Strukturen der Burgen im Rahmen der digitalen Konservierung und eingehenden Erfassung unseres Kulturerbes darstellt.
Nach der Dateneingabe in das Projekt-GIS werden räumliche Analysen ausgeführt, um die Gründe der Positionierung der Burgen und ihre geographischen Beziehungen zur Landschaft zu thematisieren (Site Location und Site Catchment Analyses). Auf Basis der genauen 3D-Modelle der Burgen in der Landschaft werden 2D-Sichtbarkeitsanalysen (Viewsheds) ausgeführt, die zeigen, welche Teile der Landschaft damals von den Burgtürmen aus gesehen und welche Wege dabei überwacht werden konnten. Es gibt im Pfälzerwald eine Vielzahl von Wegen, die regionale und überregionale Bedeutung hatten und deren Funktion anhand Least-Cost-Path Analysen im GIS herausgestellt wird, wobei klar wird, welche den Burgen als verbindenden Routen dienten. Die Landschaft sah im Mittelalter wesentlich anders aus als heute, wie aus zahlreichen landschaftsarchäologischen Studien in Vergleichsregionen, wie beispielsweise im Breisgau, bekannt ist. Z.B. um die Königpfalz und um Einsiedel haben sich viele Seen im dichten Waldland befunden, wie die schriftlichen Quellen verdeutlichen. Der Fluss Lauter floss damals noch quer durch die Stadt Lautern, genau an einer Seite der Königpfalz. Um die wahrscheinliche Lage von ehemaligen, heute verlandeten Seen zu bestimmen, wird eine Hydology Analyse im GIS ausgeführt, die wechselnde Wasserpegelstände und damit potentielle Verdachtsflächen einschließlich des anthropogenen Gewässerbaus, d.h. hier hochmittelalterliche Seeanlage, die der Fischzucht diente, ausweist.
Die Textanalyse beschränkt sich nicht nur auf die mittelalterlichen und frühneuzeitlichen Dokumente, sondern es werden darüber hinaus Ausgrabungsberichte, historische Landkarten, Zeichnungen und Kupferstiche zur Geschichte der Burgen und ihren Lehnsherren und Burgmännern miteinbezogen und ausgewertet. Im Rahmen des Projektes werden diese Dokumente der mittelalterlichen Kultur mit der digitalen, rekonstruierten Landschaft kontextualisiert. Die GIS-basierte Methode mit einer Datenbank, deren Datenmodell mit heterogenen Quellenformaten (Karten, Texten, Messdaten und Bildern) umgehen kann, ist dafür geeignet alle fragmentierten Fäden der Geschichte und Kultur des Mittelalters der Region zusammenzubringen und im Kontext zueinander auszuwerten.

Das Poster stellt die in der Masterarbeit der Verfasserin angewandte Methode einer diachronen siedlungsarchäologischen inter-site Analyse auf Befundebene im Vergleich mit einer Fundstellen-basierten Analyse dar. Die Abschlussarbeit wurde im März 2016 unter dem Titel “Siedlungsarchäologie auf Befundebene – Untersuchungen zu Standortfaktoren und Besiedlungsdichte in einem Transsekt im Mittelelbe-Saale-Gebiet” an der Freien Universität Berlin eingereicht. Sie behandelt zeitlich den Abschnitt vom Mittelneolithikum bis in die Früheisenzeit und räumlich einen erweiterten Transsekt entlang der Ausgrabungen der Bundesstraße 6n in einem Abschnitt bei Köthen (Anhalt). Im Fokus der Darstellung auf dem Poster stehen Ergebnisse einer übergreifenden Analyse der Trassengrabungen, die vom Landesdenkmalamt in Sachsen-Anhalt durchgeführt wurden. Dazu werden zwei Datensätze miteinander verglichen: In den ersten Datensatz wird jeder einzelne ergrabene Befund aufgenommen, während der zweite Datensatz nur aus den Mittelpunkten der von dem Landesdenkmalamt definierten Fundstellen besteht. Für beide Datensätze werden mehrere siedlungsarchäologische Untersuchungen mit dem Geoinformationssystem QGIS und der Statistik-Software R durchgeführt: Bei der ersten Analyse handelt es sich um Proxyberechnungen für den diachronen Vergleich der Besiedlungsdichte. Die zweite Fragestellung untersucht Siedlungsmuster und Siedlungsabfolgen. Als drittes werden bevorzugte Lageparameter in den unterschiedlichen Epochen untersucht. Durch den Vergleich der beiden Datensätze können im Poster Vor- und Nachteile der in der Masterarbeit angewandten befundbasierten Methode dargestellt werden, die abschließend bewertet wird.

Assyrologie umfasst das Studium von Kulturen, welche im Zusammenhang mit Keilschrift stehen. Diese wurde über drei Millenia vor Christus im antiken, mittleren Osten verwendet. Die Anfertigung von Abschriften von hunderttausenden Dokumenten mit Keilschrift ist eine aufwändige Aufgabe und wirft die Frage nach automatisierten Programmen auf, welche die Assyrologen in ihrem Tagesgeschäft unterstützen.
Die Digitalisierung von Keilschrifttafeln wird zunehmend mit 3D-Scannern durchgeführt, welche irreguläre Dreiecksgitter im R³ erstellen. Diese Gitter, oder auch Meshes, sind diskrete Manigfaltigkeiten, welche zuerst durch Multi-Scale Integral Invariants (MSIIs) gefiltert werden um sie für die Visualisierung vorzubereiten. Um Handzeichnungen zu imitieren können 3D-Messdaten mit Hilfe des NPR (Non-Photorealistic Rendering) dargestellt werden. Ein wichtiges Merkmal solcher Zeichnungen ist das hervorheben von Umrissen und wichtigen Formen im Objekt durch durchgezogene Lininen. Kantenerkennung wird benutzt um diese Linien automatisch zu erkennen und hervor zu heben. Dabei wird im Fall von MSII die gaussche Krümmung der Oberflächenfunktion des Objektes approximiert, an deren Nullstellen Kanten vermutet werden. Um Rauschen zu unterdrücken wird dann die mittlere Krümmung derselben Funktion approximiert und nur Nullstellen in Gebieten mit einer hohen mittleren Krümmung werden als Kanten akzeptiert.
Um eine Vektorzeichnung als Scalable Vector Graphic (SVG) zu extrahieren wird ein Ridge Tracing durchgeführt, das auf der Idee der Non-Maximum Suppression basiert. Diese wird im Canny Edge Detektor für Rasterbilder genutzt. Im Gegensatz zum Canny Edge Detektor, mussten wir (i) die Methode an eine willkürliche Anzahl von benachbarten Vertices anpassen, welche im Falle von planaren Flächen vorher vereinfacht werden müssen; (ii) einen Schätzer für die Gradientenrichtung implementieren, da diese nicht vom MSII Filter bereitgestellt werden kann; (iii) stellten wir eine Randbehandlung bereit, da Meshes, welche auf realen Messdaten beruhen oftmals fehlende Teile beinhalten. Die gesamte Arbeit wurde in unserem modularen GigaMesh Software Framework durchgeführt. Der Ansatz wurde auf realen und synthetischen Datensätzen evaluiert und zeigt eine Laufzeitkomplexität von O(n) auf. Für die Extraktion ist lediglich ein Parameter zu wählen.
Die Ergebnisse in Form von NPR Visualisierung und SVG Zeichnungen aus den zugehörigen Abschlussarbeiten sollen an Hand von einigen komplexen Datensätzen in Form eines Posters präsentiert werden.

Die sogenannten „Shell Middens“ (grob übersetzt: „Muschelhaufen“) wie sie z.B. auf den Orkney Inseln zu finden sind, entstanden – so wie weitläufig angenommen – als Beiprodukt der Ernährungsgewohnheiten der meso- (bzw. neo-)lithischen Menschen, die die entsprechende Region saisonal nutzten. Diesem Bild zufolge fischten die saisonalen Siedler nach verschiedenen marinen Nahrungsquellen, u.a. eben Muscheln, die nach Verzehr dann in mehreren Haufen zusammengeschmissen wurden. Dabei ist eine klare Orientierung um Feuerstellen herum einfach zu sehen. Da diese Regionen oft über Jahrhunderte hinweg benutzt wurden, erhaben sich so bis zu mehreren Meter hohe Haufen, die so charakteristisch für „shell middens“ sind. Andererseits läßt gerade diese Anordnung, also die implizite Wiedernutzung von Feuerstellen, also auch Funde in den Muschelhaufen, wie z.B. menschliche Knochen, als auch Strukturen Zweifel daran aufkommen, dass die Anordnung rein zufällig entstand und nicht gewisse Muster und Intentionen reflektiert. So argumentieren einige Archäologen z.B. dass die Anordnungen „mnemonisch“ sind, also sowohl Erinnerungen hervorrufen, als auch gezielt solche konstruieren, um z.B. Eigentumsansprüche durch die Ahnenlinie zu markieren. Dies würde bedeuten, dass die Anordnung keinesfalls rein zufällig ist, sondern gezielt manipuliert wurde, also zumindest bis zu einem gewissen Grad „intentional“ ist. Wie läßt sich dies aber nachweisen? In dem Vortrag wollen wir auf die verschiedenen Methoden, die verwendet werden können, um das menschliche Verhalten in diesem Kontext zu simulieren eingehen. Dabei stellt die chaotische Natur der Situation eine besondere Herausforderung an die Simulation dar: prinzipiell erlaubt die nicht-intentionale Anordnung (also das reine Wegwerfen von Essensüberresten) eine Vielzahl von gelichwahrscheinlichen verschiedenen Formen, von denen die aufgefundene nur eine darstellen könnte. Obwohl die Prinzipien, die zu der Anhäufung führen könnten mit einfachen physikalischen Simulationen nachgestellt werden können, kann eine Umkehrfunktion von Häufung auf menschliches Verhalten nicht gebildet werden. Wir können das Prinzip allerdings dazu nutzen, um die Wahrscheinlichkeit für die vorgefundene Anhäufung abzuschätzen. Dank der Funde von Feuerstellen als auch Wissen über die landschaftlichen Bedingungen kann zum Beispiel der Einfluss von Wind auf sowohl Sitzrichtung, als auch Wurfkurve berücksichtigt werden. Die gefundenen Anhäufungen müssen damit in realistischen Parametern und Abweichungen liegen, um so prinzipiell zufällig entstanden zu sein. Weichen die Parameter zu sehr ab, müssen weitere Faktoren (Intention) eine Rolle gespielt haben. Dies ist eine rein experimentelle Arbeit, die sich noch in der Anfangsphase befindet. Sie basiert auf den Arbeiten die 2016 auf der CAA in Hamburg und Oslo präsentiert wurden, in welcher es darum ging, physikalische Eigenschaften von Materialien zu benutzen um Stratigraphien zu rekonstruieren. Mit der vorgestellten Arbeit wird das Ergebnisse um weitere physikalische Methoden ergänzt, die so z.B. auch erlauben würden, Strukturen und Veränderungen an den Stratigraphien besser abschätzen zu können.

Datensätzen von regional unterschiedlicher Isotopenzusammensetzung bieten neue Chancen die mögliche Herkunft von archäologischen Fundstücken räumlich einzugrenzen. Das geht deshalb, weil diese Isoscapes für jedes Element verschieden sind, mit unterschiedlich starker Abhängigkeit von z. B. dem Klima, dem geologischen Untergrund, der Entfernung zu Wasser, der Höhe über dem Meeresspiegel, und dem Breitengrad haben. Mit der Korrelation zweier verschiedener Isoscapes lässt sich die Ursprungsgegend von potentiell nicht lokalem Material noch besser eingrenzen. Ursprünglich in der Ökologie angewandt, um Vogelmigration durch die Messung von Isotope Feder besser zu verstehen, wurden zwei Ansätze angewandt um mehr standardisierte und quantitative Ansätze auch in der Archäologie zu testen. Das einfachere, ausschließende Verfahren vergleicht die Werte der Messungen mit verschiedenen Isoscapes, und blendet alle Bereiche, in dem eine der Isotopenmessungen nicht innerhalb des Fehlerbereichs liegt, aus. Der zweite Ansatz gebraucht die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ein oder zwei Variablen um die Herkunft als Wahrscheinlichkeit darzustellen. Erste Untersuchungen wurden aus Ergebnissen von 87Sr/86Sr- und δ18O-Proben durchgeführt, die aus dem Schmelz der harten, mineralisierten Zahnoberfläche moderner und archäologischer Zähne gewonnen wurden. Die Tests zeigen sowohl ihr Potenzial als auch ihre Grenzen. Der duale und geplante Multi-Isotopen-Ansatz in Verbindung mit einer kontinuierlichen Verbesserung der Isoscape bietet neue Möglichkeiten, archäologische Proben aus der Geoprovenienz besser zu analysieren.

Die Dokumentation archäologischer Artefakte, insbesondere jener, die mittels Matrizen hergestellt wurden, stellte immer eine große Herausforderung dar, da die Dreidimensionalität weder mit konventionellen Zeichenmethoden noch photographisch ausreichend erfasst werden kann. Hier können computerunterstützte Dokumentationsmethoden, die ein dreidimensionales Modell berechnen, Abhilfe schaffen. Sie unterstützen die archäologische Analyse, im Besonderen bei einer exakten Bemaßung und dem Erkennen von Details. Die Möglichkeiten, die sich dadurch für den Archäologen eröffnen, sollen anhand eines laufenden Forschungsprojektes zu attischen Kopfgefäßen vorgestellt. Die griechische Gefäßkeramik ist in erster Linie durch ihre figürlich dekorierten Oberflächen bekannt; die Gefäße selbst wurden zumeist auf der Töpferscheibe hergestellt. Daneben gibt es aber eine große Gruppe von Gefäßen, die mittels Matrizen, also Negativformen, hergestellt wurden. Bei diesen Gefäßen wird der Gefäßkörper als menschlicher oder tierischer Kopf gestaltet, dessen Vorder- und Rückseite aus je einer Negativform gefertigt wird. Diese sogenannten Kopfgefäße wurden in Athen im späten 6. und 5. Jahrhundert v. Chr. hergestellt. Sie stehen im Mittelpunkt des an der Universität Graz durchgeführten Forschungsprojektes, das sich auf die Fertigung der Kopfgefäße konzentriert. Die Fertigungstechnik mittels Matrizen (Negativformen) ermöglichte eine Serienproduktion größerer Stückzahlen von annähernd identischen Gefäßen, die von Athen aus in den gesamten Mittelmeerraum exportiert wurden. Die quantitative Analyse der dreidimensionalen Modelle dieser Kopfgefäße lässt eine objektive Bewertung zu, welche Gefäße als ähnlich und welche als ident anzusehen sind, auch wenn sie heute an verschiedenen Orten verwahrt werden. Daraus sind wichtige Informationen für die Abläufe in den attischen Werkstätten, für die Handelsbeziehungen und schließlich für die Datierung der Kopfgefäße zu gewinnen.