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Supporting the workflow of archaeo-related sciences by providing storage, sharing, analysis, and retrieval methods
Supporting the workflow of archaeo-related sciences by providing storage, sharing, analysis, and retrieval methods
The recovery and analysis of material culture is the main focus of archaeo-related work. The corpus of findings like rest of buildings, artifacts, human burial remains, or faunal remains is excavated, described, categorized, and analyzed in projects all over the world. A huge amount of archaeo-related data is the basis for many analyses. The results of analyzing collected data make us learn about the past. All disciplines of archaeo-related sciences deal with similar challenges. The workflow of the disciplines is similar, however there are still differences in the nature of the data. These circumstances result in questions how to store, share, retrieve, and analyze these heterogeneous and distributed data. The contribution of this thesis is to support archaeologists and bioarchaeologists in their work by providing methods following the archaeo-related workflow which is split in five main parts. Therefore, the first part of this thesis describes the xBook framework that has been developed to gather and store archaeological data. It allows creating several database applications to provide necessary features for the archaeo-related context. The second part deals with methods to share information, collaborate with colleagues, and retrieve distributed data of cohesive archaeological contexts to bring together archaeo-related data. The third part addresses a dynamic framework for data analyses which features a flexible and easy to be used tool to support archaeologists and bioarchaeologists executing analyses on their data without any programming skills and without the necessity to get familiar with external technologies. The fourth part introduces an interactive tool to compare the temporal position of archaeological findings in form of a Harris Matrix with their spatial position as 2D and 3D site plan sketches by using the introduced data retrieval methods. Finally, the fifth part specifies an architecture for an information system which allows distributed and interdisciplinary data to be searched by using dynamic joins of results from heterogeneous data formats. This novel way of information retrieval enables scientists to cross-connect archaeological information with domain-extrinsic knowledge. However, the concept of this information system is not limited to the archaeo-related context. Other sciences could also benefit from this architecture., Die Wiederherstellung und Analyse von materieller Kultur ist der Schwerpunkt archäologischer Arbeit. Das Material von Funden wie Gebäudereste, Artefakte, menschliche Überreste aus Bestattungen oder tierische Reste wird in Projekten auf der ganzen Welt ausgegraben, beschrieben, kategorisiert und analysiert. Die große Anzahl an archäologischen Daten bildet die Grundlage für viele Analysen. Die Ergebnisse der Auswertung der gesammelten Daten gibt uns Aufschluss über die Vergangenheit. Alle Disziplinen der archäologischen Wissenschaften setzen sich mit ähnlichen Herausforderungen auseinander. Der Arbeitsablauf ist in den einzelnen Disziplinen ähnlich, jedoch gibt es aufgrund der Art der Daten Unterschiede. Das führt zu Fragestellungen, wie heterogene und verteilte Daten erfasst, geteilt, abgerufen und analysiert werden können. Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Unterstützung von Archäologen und Bioarchäologen bei ihrer Arbeit, indem unterstützende Methoden bereitgestellt werden, die dem archäologischen Arbeitsablauf , der in fünf Schritte unterteilt ist, folgt. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt das xBook Framework, welches entwickelt wurde, um archäologische Daten zu erfassen und zu speichern. Es ermöglicht die Erstellung zahlreicher Datenbankanwendungen, um notwendige Funktionen für den archäologischen Kontext bereitzustellen. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der Zusammentragung von archäologischen Daten und setzt sich mit Methoden zum Teilen von Informationen, Methoden zur Zusammenarbeit zwischen Kollegen und Methoden zum Abruf von verteilten, aber zusammenhängenden archäologischen Daten auseinander. Der dritte Teil stellt ein dynamisches Framework für Datenanalysen vor, welches ein flexibles und leicht zu bedienendes Tool bereitstellt, das Archäologen und Bioarchäologen in der Ausführung von Analysen ihrer Daten unterstützt, so dass weder Programmierkenntnisse noch die Einarbeitung in externe Technologien benötigt werden. Der vierte Teil führt ein interaktives Tool ein, mit dem – unter Verwendung der zuvor beschriebenen Methoden zur Datenabfrage – die zeitliche Position von archäologischen Funden in Form einer Harris Matrix mit ihrer räumlichen Position als 2D- und 3D-Lageplan verglichen werden kann. Abschließend spezifiziert der fünfte Teil eine Architektur für ein Informationssystem, das die Durchsuchung von verteilten und interdisziplinären Daten durch dynamische Joins von Suchergebnissen aus heterogenen Datenformaten ermöglicht. Diese neue Art an Informationsabfrage erlaubt Wissenschaftlern eine Querverbindung von archäologischen Informationen mit fachfremdem Wissen. Das Konzept für dieses Informationssystem ist jedoch nicht auf den archäologischen Kontext begrenzt. Auch andere wissenschaftliche Bereiche können von dieser Architektur profitieren.
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Kaltenthaler, Daniel
2018
English
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Kaltenthaler, Daniel (2018): Supporting the workflow of archaeo-related sciences by providing storage, sharing, analysis, and retrieval methods. Dissertation, LMU München: Faculty of Mathematics, Computer Science and Statistics
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Abstract

The recovery and analysis of material culture is the main focus of archaeo-related work. The corpus of findings like rest of buildings, artifacts, human burial remains, or faunal remains is excavated, described, categorized, and analyzed in projects all over the world. A huge amount of archaeo-related data is the basis for many analyses. The results of analyzing collected data make us learn about the past. All disciplines of archaeo-related sciences deal with similar challenges. The workflow of the disciplines is similar, however there are still differences in the nature of the data. These circumstances result in questions how to store, share, retrieve, and analyze these heterogeneous and distributed data. The contribution of this thesis is to support archaeologists and bioarchaeologists in their work by providing methods following the archaeo-related workflow which is split in five main parts. Therefore, the first part of this thesis describes the xBook framework that has been developed to gather and store archaeological data. It allows creating several database applications to provide necessary features for the archaeo-related context. The second part deals with methods to share information, collaborate with colleagues, and retrieve distributed data of cohesive archaeological contexts to bring together archaeo-related data. The third part addresses a dynamic framework for data analyses which features a flexible and easy to be used tool to support archaeologists and bioarchaeologists executing analyses on their data without any programming skills and without the necessity to get familiar with external technologies. The fourth part introduces an interactive tool to compare the temporal position of archaeological findings in form of a Harris Matrix with their spatial position as 2D and 3D site plan sketches by using the introduced data retrieval methods. Finally, the fifth part specifies an architecture for an information system which allows distributed and interdisciplinary data to be searched by using dynamic joins of results from heterogeneous data formats. This novel way of information retrieval enables scientists to cross-connect archaeological information with domain-extrinsic knowledge. However, the concept of this information system is not limited to the archaeo-related context. Other sciences could also benefit from this architecture.

Abstract

Die Wiederherstellung und Analyse von materieller Kultur ist der Schwerpunkt archäologischer Arbeit. Das Material von Funden wie Gebäudereste, Artefakte, menschliche Überreste aus Bestattungen oder tierische Reste wird in Projekten auf der ganzen Welt ausgegraben, beschrieben, kategorisiert und analysiert. Die große Anzahl an archäologischen Daten bildet die Grundlage für viele Analysen. Die Ergebnisse der Auswertung der gesammelten Daten gibt uns Aufschluss über die Vergangenheit. Alle Disziplinen der archäologischen Wissenschaften setzen sich mit ähnlichen Herausforderungen auseinander. Der Arbeitsablauf ist in den einzelnen Disziplinen ähnlich, jedoch gibt es aufgrund der Art der Daten Unterschiede. Das führt zu Fragestellungen, wie heterogene und verteilte Daten erfasst, geteilt, abgerufen und analysiert werden können. Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Unterstützung von Archäologen und Bioarchäologen bei ihrer Arbeit, indem unterstützende Methoden bereitgestellt werden, die dem archäologischen Arbeitsablauf , der in fünf Schritte unterteilt ist, folgt. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt das xBook Framework, welches entwickelt wurde, um archäologische Daten zu erfassen und zu speichern. Es ermöglicht die Erstellung zahlreicher Datenbankanwendungen, um notwendige Funktionen für den archäologischen Kontext bereitzustellen. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der Zusammentragung von archäologischen Daten und setzt sich mit Methoden zum Teilen von Informationen, Methoden zur Zusammenarbeit zwischen Kollegen und Methoden zum Abruf von verteilten, aber zusammenhängenden archäologischen Daten auseinander. Der dritte Teil stellt ein dynamisches Framework für Datenanalysen vor, welches ein flexibles und leicht zu bedienendes Tool bereitstellt, das Archäologen und Bioarchäologen in der Ausführung von Analysen ihrer Daten unterstützt, so dass weder Programmierkenntnisse noch die Einarbeitung in externe Technologien benötigt werden. Der vierte Teil führt ein interaktives Tool ein, mit dem – unter Verwendung der zuvor beschriebenen Methoden zur Datenabfrage – die zeitliche Position von archäologischen Funden in Form einer Harris Matrix mit ihrer räumlichen Position als 2D- und 3D-Lageplan verglichen werden kann. Abschließend spezifiziert der fünfte Teil eine Architektur für ein Informationssystem, das die Durchsuchung von verteilten und interdisziplinären Daten durch dynamische Joins von Suchergebnissen aus heterogenen Datenformaten ermöglicht. Diese neue Art an Informationsabfrage erlaubt Wissenschaftlern eine Querverbindung von archäologischen Informationen mit fachfremdem Wissen. Das Konzept für dieses Informationssystem ist jedoch nicht auf den archäologischen Kontext begrenzt. Auch andere wissenschaftliche Bereiche können von dieser Architektur profitieren.