Love Data Week 2024

Wir lieben Daten – und stellen Euch im Rahmen der Love Data Week täglich ein konkretes Anwendungsbeispiel vor

Die Love Data Week (LDW) ist eine internationale Aktionswoche rund um die Themen Forschungsdaten und Forschungsdatenmanagement. Unter dem Motto „My Kind of Data“ wird die Datenliebe 2024 weltweit vom 12. – 16. Februar mit zahlreichen Veranstaltungen zu unterschiedlichsten Themen zelebriert.

Wir bei NFDI4Objects nehmen die LDW als Anlass, Euch einen Einblick in die Arbeit unseres Konsortiums mit den verschiedensten Datensätzen zu geben. Jeden Tag stellen wir Euch ein konkretes Anwendungsbeispiel aus einer unserer Task Areas vor. Damit möchten wir das abstrakte Thema des Forschungsdatenmanagement für das materielle Erbe der Menschheitsgeschichte jeden Tag ein Stück nahbarer machen.

12.02.2024: 3D Modellierung und 3D Scans (TA1)

Das Leben von FAIRen Forschungsdaten zum materiellen Erbe der Menschheitsgeschichte beginnt bereits auf der Ausgrabung. Mithilfe von dreidimensionalen Dokumentationsmethoden können Objekte und bauliche Strukturen digital erfasst werden. Welche Methoden gibt es? Eine kurze Übersicht.

SfM Photogrammetrie

Foto: Fotodokumentation eines Objekts für das Image Based Modelling / Matthias Lang, Universität Bonn, BCDH

Eine Vielzahl von einzelnen digitalen Fotos aller Bereiche der Oberfläche eines Objekts oder einer baulichen Struktur werden im Nachgang zu einer Punktwolke umgerechnet. Eine Software übernimmt dabei die Identifizierung identischer Pixel und ihres räumlichen Verhältnisses zueinander. Die daraus entstehende Punktwolke kann anschließend gemasht und somit ein 3D Modell des Zielobjekts erstellt werden. Die Vorteile dieses Verfahren sind die relativ einfache Verfügbarkeit sowie die Inkludierung der optischen Farbinformationen der Oberflächen des Objekts.

3D-Laserscanning

Foto: luftgestützter LiDAR Scan einer Oberfläche / Matthias Lang, Universität Bonn, BCDH

Laserscanningverfahren beruhen auf der Kombination einer Abstandsmessung und einer Messung der Reflexionsintensität mittels eines emittierten Laserimpulses. Luftgestützte Scanner können durch dieses Verfahren großräumige Oberflächenmodelle, z. B. von Geländeabschnitten zur Prospektion, erstellen. Durch stationäre Scanner lassen sich außerdem Gebäudestrukturen gut erfassen, während für kleinere Objekte auch mobile, handgeführte Geräte zum Einsatz kommen können. Die Vorteile des Verfahrens liegen in der großflächigen, zügigen Aufnahme von Oberflächen.

Optische Scanner (Streifenlichtscanning)

Foto: Modell eines terrestrischen Laserscanners / Matthias Lang, Universität Bonn, BCDH

Es wird eine Punktwolke erzeugt, indem die optische Verzerrung eines sequentiellen Lichtmusters auf die Objektoberfläche durch die räumliche Distanz zwischen Projektor und Sensor ausgenutzt wird. Vorteil ist die Genauigkeit der Oberflächendarstellung. Bei mikroskopischen Anwendungen können zudem auch Weisslichtscannverfahren zum Einsatz kommen.

Damit diese Visualisierungen langfristig nutzbar sind, ist eine einheitliche digitale Forschungsdateninfrastruktur unabdingbar. Die Erschaffung eines solchen Portals bringt jedoch ganz eigene Herausforderungen.

13.02.2024: Provenienzforschung (TA2)

Das Thema Provenienz ist hoch aktuell, wie Debatten beispielsweise um die Ausstellungsstücke im Berliner Humboldtforum zeigen. Im Bereich der Provenienzforschung ermöglicht eine FAIRe Forschungsdateninfrastruktur eine einheitliche und einfachere Recherche zur Besitzgeschichte von Objekten. Damit befasst sich unsere Task Area 2: Collecting.

Was ist Provenienzforschung?

Die Provenienzforschung beschäftigt sich mit der Herkunft von Objekten. Forschende bemühen sich zu rekonstruieren, in wessen Besitz ein Objekt im Lauf seiner Existenz gewesen ist. Im Idealfall lassen sich von der Fertigung eines Kunstwerkes bis zur Gegenwart alle Vorbesitzer:innen nachvollziehen. Die Provenienzforschung beschäftigt sich aber nicht nur mit Kunst- und Kulturgütern, sondern auch mit naturwissenschaftlichen Objekten.

Wer nutzt Provenienzforschung?

Die Provenienzforschung wird als wissenschaftliches Instrument in öffentlichen Institutionen wie Museen, Archiven und Bibliotheken genutzt. Auch Privatsammlungen oder der Kunsthandel setzen sie ein, um die Vorgeschichte von Sammlungsobjekten zu ermitteln.

Foto: Objekteintrag im digitalen Katalog des Münzkabinetts / Münzkabinett Staatliche Museen zu Berlin

Wofür brauchen wir Provenienzforschung?

Wir brauchen die Provenienzforschung, um die Rechtmäßigkeit der Besitzverhältnisse eines Objekts zu klären. Sie ist ein Werkzeug, das die Möglichkeit bietet, zusätzliche Informationen zur Geschichte von Sammlungsobjekten zu gewinnen. Bisherige Ergebnisse können so ergänzt, bestätigt oder revidiert und unrechtmäßige Besitzverhältnisse können aufgedeckt werden. Wird festgestellt, dass es sich um Raub- oder Beutekunst handelt, können Restitutionsvorgänge eingeleitet werden. Damit wird eine gesellschaftliche und politische Aufarbeitung ermöglicht.

Wie funktioniert Provenienzforschung?

Hinweise auf frühere Besitzer:innen von Objekten können sich an vielen Stellen finden. Häufig findet sich ein erster Anhaltspunkt auf den Objekten selbst. Auf größeren Objekten können an Rück- oder Unterseite Stempel, Aufkleber oder Aufschriften wie eine Inventarnummer angebracht sein. Manchmal sind kleineren Objekten auch Zettel beigelegt, auf denen frühere Besitzer:innen Informationen, z. B. in welcher Auktion das Objekt erstanden wurde, notiert haben. Auch weitere Quellen wie Auktionskataloge oder Erwerbungs- und Inventarbücher von Sammlungen können für die Provenienzforschung wertvolle Informationen liefern.

Foto: Personeneintrag im Normdatenportal des Münzkabinetts / Münzkabinett Staatliche Museen zu Berlin

Wie werden die Daten gespeichert und verwaltet?

Wichtige Daten für die Provenienzforschung sind einerseits die mit dem Objekt verbundenen Personen und Institutionen, andererseits mit dem Objekt verbundene zeitliche Ereignisse. Im Idealfall lassen sich diese so lückenlos erschließen, dass eine vollständige Objektbiographie entsteht. Auf das spannende Thema Objektbiographie kommen wir am Freitag noch einmal zurück. Durch die Verwendung von Normdaten im Bereich der digitalen Provenienzforschung lassen sich die Daten von Vorbesitzer:innen so verknüpfen, dass über mehrere Datenbanken hinweg eine ehemalige Sammlung rekonstruiert werden kann.

14.02.2024: Denkmalschutz (TA4)

Foto: Archäologische Denkmäler schützen - das ist Ziel der Task Area 4 / Bernd Fischer, GDKE Landesarchäologie Speyer

Am dritten Tag der Aktionswoche LoveDataWeek geht es bei uns um den Denkmalschutz.

Kulturdenkmäler sind in Deutschland Sache der Länder. Entsprechend uneinheitlich ist die Art und Weise, wie sie erfasst werden. Unterschiedliche Bezeichnungen, Chronologien oder auch rechtliche Bestimmungen machen den Datenaustausch über die Landesgrenzen hinaus schwierig. Das stellt Forschende vor Probleme, hat aber auch unmittelbare Auswirkungen auf den Umgang mit diesen Zeugnissen unserer Geschichte im Rahmen von bundesweiten Vorhaben. So entschied die Bundesnetzagentur bei ihrer Umweltprüfung zum Ausbau von Energietrassen unlängst nur deutschlandweit einheitliche Angaben und somit ausschließlich UNESCO-Welterbestätten zu berücksichtigen. Alle anderen Denkmäler blieben damit ungeschützt.

Foto: Grabungsmitarbeitende bei der Freilegung eines Befunds / Laura Bauer, GDKE Landesarchäologie Speyer

Die Lösung? Eine Schnittstelle zum Datenaustausch, die die unterschiedlichen Systeme miteinander verbindet, kompatibel macht und damit erlaubt, bei Fragen des Denkmalschutzes bundesweit mit einer Stimme zu sprechen. Das ist ein Ziel der Task Area 4: Protecting (TA4) von NFDI4Objects.

Foto: Gestapelte Fundkisten / Tim Hufnagl, GDKE Landesarchäologie Speyer

15.02.2024: ArboDat und IANUS (TA3 & TA5)

Die Langzeitarchivierung von Forschungsdaten im Bereich des materiellen Erbes der Menschheitsgeschichte ist eine zentrale Aufgabe von NFDI4Objects. An Tag 4 der LoveDataWeek geht es um zwei Datenbanken, die von Task Areas unseres Konsortiums entwickelt werden.

ArboDat+

Foto: Historische Pflanzenreste / Niedersächsisches Institut für historische Küstenforschung

Was ist ArboDat+?

Die Software ArboDat wurde 1997 am Landesamt für Denkmalpflege Hessen unter der Leitung von Prof. Angela Kreuz als Datenbank für die Archäobotanik entwickelt. Die Software ist ein wichtiges Werkzeug für die Erfassung und Analyse archäobotanischer Daten und erleichterte die Erstellung von Datentabellen für Publikationen. 2016 wurde das Urheberrecht an das NIhK übertragen, das nun den Vertrieb und die Lizenzierung übernimmt. Die aktuelle Software ArboDat 2018 wird kostenlos in Deutsch, Englisch und Französisch angeboten. Durch ArboDat+ soll die bestehende Software zugänglicher, benutzerfreundlicher, mehrsprachiger und flexibler werden, während die Kernfunktionalitäten beibehalten werden. Durch die Weiterentwicklung dieser Software wird langfristig die Erforschung von historischen Interaktionen zwischen Mensch und Umwelt verbessert.

Wer ist für ArboDat+ verantwortlich?

ArboDat+ ist eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Initiative im Rahmen der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI). Ziel ist es, die archäobotanische Forschung durch technologische Innovation voranzubringen. Das Projekt ist ein Gemeinschaftsprojekt von NFDI4Objects (Task Area 3: Analytics and Experiments), dem Niedersächsischen Institut für Historische Küstenforschung (NIhK), dem Institut für Ur- und Frühgeschichtliche Archäologie (UFG) und dem Institut für Informatik (IfI) der Universität Kiel.

Foto: Historische Pflanzenreste / Niedersächsisches Institut für historische Küstenforschung

Wie geht es weiter?

Langfristig soll ArboDat+ als Datenbank neu gestaltet werden, um sie zugänglicher und anpassungsfähiger zu machen, ohne dabei von der effektiven Struktur des Originals abzuweichen. Auch soll der nationale und internationale Anschluss gewährleistet werden. Besonders wichtig für ArboDat+ ist die Beteiligung der Gemeinschaft: Über das Forum auf unserer Website www.arbodat.info können Rückmeldungen verfasst werden. Die Website dient der Gemeinschaft ebenso als Ort des Austauschs von Informationen, Updates und schließlich der Software selbst.

IANUS

Foto: IANUS Datenportal / IANUS

Das Forschungsdatenzentrum IANUS wurde von 2011-2017 im Rahmen eines DFG-Projektes von verschiedenen Partnern unter Koordination des Deutschen Archäologischen Instituts (DAI) entwickelt. Es archiviert, kuratiert und veröffentlicht archäologische Daten in einem Datenportal. In unserer Task Area 5: Storage, Access and Dissemination wird dieser Service ausgebaut, skaliert und den Bedarfen der sich wandelnden wissenschaftlichen Anforderungen angepasst. Dies betrifft nicht nur die Weiterentwicklung der bestehenden technischen Infrastruktur und die Modellierung von Prozessen zur Verarbeitung, Archivierung und Bereitstellung von Datenpaketen, sondern auch die Spezifikation offener, vorzugsweise standardisierter und automatisierter Schnittstellen zwischen Datenrepositorien, Fachsystemen usw. Damit wird IANUS in der Lage sein, unserer Community als nationales Forschungsdatenzentrum für objektbezogene Forschungsdaten eine Infrastruktur für die Langzeitarchivierung zur Verfügung zu stellen und die technischen Voraussetzungen für objektspezifisches Forschungsdatenmanagement (FDM) zu schaffen.

Foto: Prozesse zur Verarbeitung, Archivierung und Bereitstellung von Datenpaketen / IANUS

Damit einher geht auch der kontinuierliche Ausbau einer community-gestützten Service-Infrastruktur. Ein wesentlicher Bestandteil sind in diesem Kontext neben den genannten technischen und prozessorientierten Aspekten die sogenannten IANUS-IT-Empfehlungen. Diese bieten für Forschende umfangreiche Hintergrundinformationen und Praxistipps und adressieren vor allem Themen rund um den Austausch, die Langzeitarchivierung und die Nachnutzbarkeit von Forschungsdaten. Dabei geht es vor allem um das Datenmanagement sowie die Dokumentation von Konvoluten mit Metadaten. Hinweise zu Datenformaten sowie detaillierte Tipps zum Umgang mit Daten, die bei der Anwendung spezifischer Methoden und Technologien entstehen – von der Geodäsie über die Geländemodellierung bis hin zu speziellen Fotodokumentationsmethoden – finden ebenso Berücksichtigung. Die IANUS-IT-Empfehlungen werden gemeinsam mit der Community – etwa über GitHub – in Form eines umfangreichen Glossars entwickelt und zusammengestellt und vor allem ständig im Hinblick auf neue Methoden und Standards aktualisiert.

Foto: IANUS IT-Empfehlungen / IANUS

In dieser Kombination von Diensten zur Langzeitarchivierung, der Entwicklung und Pflege von diesbezüglichen Schnittstellen und der Bereitstellung von Informationen und FDM-Lösungen für die Community können NFDI4Objects und IANUS über die Grenzen von Bundesländern, Institutionen und Projektlaufzeiten hinweg zu einem wichtigen Baustein der nationalen Forschungsdateninfrastruktur werden.

16.02.2024: Objektbiografien (TA6)

Foto: Illustration Objektbiografien / Klassik Stiftung Weimar

In der Task Area 6 von NFDI4Objects “Qualification, Integration, Harmonisation” entwickeln die Klassik Stiftung Weimar und das Competence Center for Research Data and Information der FAU Erlangen-Nürnberg gemeinsam eine Wissensbasis über Objekte. Dabei entsteht u. a. auf Grundlage bestehender Modelle und Standards ein CIDOC CRM basiertes Datenmodell (Knowledge Graph) zur Beschreibung und Repräsentation von Objektbiografien.

Die Daten, die im Konsortium von NFDI4Objects anfallen, stammen aus interdisziplinären Forschungskontexten, z. B. der Archäologie, der Bauforschung, der Denkmalpflege, aus dem Kontext der Sammlungen (Archive, Bibliotheken und Museen), aber auch aus den Materialwissenschaften sowie der Archäobotanik. Eine Digitalisierung trägt zu einer nachhaltigen Sicherung und Erschließung bei. Die dabei entstehenden sehr heterogenen Dateien und Informationen können, insbesondere im Kontext des Semantic Web, mit anderen Informationen verknüpft werden.

Unter Objekten sind materielle Kulturgüter zu verstehen, z. B. Bauwerke und ihre Ausstattung oder auch Artefakte und Sammlungsgegenstände wie Münzen, Steine, Möbel, Tontafeln, Gefäße jeder Art, Knochen, Saatgut. Bei einer Objektbiografie wird wiederum das Konzept der Biografie auf materielle Kulturgüter übertragen, um deren “Lebenszyklus” zu erzählen, idealerweise vom Ereignis der Entstehung bis zum Ereignis des Endes bzw. dem aktuellen Erhaltungszustand. Hierbei sind die vier Fragen wichtig: Wer, Wann, Wo, Was? Objekte können so mit Akteuren, Zeiten, Orten und Ereignissen in Verbindung gebracht werden, um Raumbezüge sowie (historische) Orte und Prozesse abzubilden. Einzelobjekte und Sammlungen werden hierbei ebenfalls miteinander in Relation gesetzt und bilden neue Kontexte.

Diese digitalen Daten können nachgenutzt und mit weiteren Informationen und Erkenntnissen angereichert, miteinander kombiniert und je nach Forschungsfrage in einen neuen Zusammenhang gesetzt werden. Eine wichtige Basis für die Weiterverwendung digitaler Editionen bilden Ontologien, aber auch Metadaten. Letztere stellen menschen- und maschinenlesbare Informationen und Beschreibungen zu den jeweiligen digitalen Ressourcen zur Verfügung und unterteilen sich in beschreibende (inhaltliche), strukturelle (technische) und administrative Metadaten. Die Verwendung von Standards für konsistente Struktur- und Inhaltsbeschreibungen ist unerlässlich, um die Daten nachnutzen zu können.

Bei der Rekonstruktion kommt den Quellen (Bild- und Schriftgut, Datenbanken) eine tragende Rolle zu. Nur durch die Verbindung von Objektinformation und Quelle ist es möglich, Aussagen bzw. Informationszuweisungen zu belegen und zu kontextualisieren. Mit der Fokussierung von Informationsprovenienz wird gleichzeitig die Datenqualität gehoben. Es können zeitgleich parallele Aussagen zu Objekten existieren, die darüber hinaus mehrdeutig oder widersprüchlich sein können. Gleichzeitig sind sie von mehr oder weniger großen Lücken durchzogen. Ihre Rekonstruktion setzt eine ausgezeichnete Quellenlage und umfangreiche Recherchearbeit voraus.

Als eine Kompilation von Objektinformationen bildet das Konzept der Objektbiografie gerade in Zeiten von Big Data, Semantic Web und Knowledge Graphen ein zukunftsträchtiges Modell, die heterogenen und verteilten Informationen miteinander zu vernetzen und sie multiperspektivisch und disziplinübergreifend recherchierbar zu machen. Hier bildet das CIDOC Conceptual Reference Model (CRM) als ISO-zertifizierter Beschreibungsstandard für den Bereich des kulturellen Erbes eine ideale Grundlage, da diese Ontologie ereigniszentriert ist, also Zustandsveränderungen über Ereignisse wie Herstellung, Grabung oder Präparation beschreibt, an die wiederum Angaben zu Zeit, Ort und Akteur gekoppelt und damit kontextualisiert werden können. Darüber hinaus sind Ereignisse anschlussfähig an jede Art von Information und können so beispielsweise unmittelbar mit Quellen verlinkt werden, in denen sie dokumentiert sind.