Van schaarste naar overvloed: big data in de archeologie
Nieuwe digitale methoden en een explosie van data hebben archeologisch onderzoek voorgoed veranderd. Karsten Lambers, Universitair Hoofddocent Archeologische Informatica, vertelt erover.
Archeologie gaat steeds meer digitaal. Is dat een nieuwe ontwikkeling?
‘Niet helemaal. In de archeologie gebruiken we sinds de jaren ’60 computers en kwantitatieve methoden, zoals statistiek. Maar sinds kort zijn we zover dat de hele workflow van archeologisch onderzoek - van het verzamelen van data tot de analyse, visualisatie en publicatie ervan - digitaal wordt. Computationele methoden en instrumenten, zoals beeldanalyse en 3D-modelling geven ons nieuwe inzichten. En een explosie van beschikbare data is het vakgebied compleet aan het veranderen.’
In welk opzicht?
‘Traditioneel hadden archeologen altijd juist te maken met een tekort aan data, omdat het grootste deel van de data uit het verleden nu eenmaal niet bewaard is gebleven. We zijn dus gewend het beste te maken van het kleine beetje data dat we hebben, door er op een kwalitatieve manier naar te kijken. Maar nu, met de enorme hoeveelheden data die beschikbaar komt, moeten we op een heel andere manier met data omgaan. We worden overspoeld door rommelige en gemengde data, en dat vraagt om een andere aanpak. Dat is iets waar de archeologie op dit moment mee worstelt, het idee moet door sommigen nog verwerkt worden.’
U heeft het over een data-explosie, aan wat voor soort data moeten we dan denken?
‘Er is een trend om oude archeologische data te digitaliseren, en om databases aan elkaar te koppelen, waardoor data beter toegankelijk wordt. Maar we maken ook steeds meer gebruik van data uit andere vakgebieden: data over het klimaat, de bodem, flora en fauna van de gebieden die we onderzoeken. Ook hebben we nu remote sensing data van hoge resolutie, zoals satellietbeelden of LiDAR. Daardoor hebben we nu een ongekende kwaliteit en kwantiteit aan data over het aardoppervlak. Een geweldige ontwikkeling, want al die data kan belangrijke informatie bevatten over archeologische sporen in het landschap. In een van de projecten waar ik aan werk, gebruiken we bijvoorbeeld satellietbeelden om archeologische vindplaatsen op te sporen in de Alpen.’
Dat is het type onderzoek waarvoor computationele methoden nodig zijn, stel ik me zo voor?
‘Inderdaad. In plaats van al die beelden handmatig te bekijken, hebben we algoritmen ontwikkeld die ons helpen bij het analyseren van de data. Het programma detecteert automatisch bepaalde soorten archeologische vindplaatsen in de beelden, en maakt op basis daarvan kaarten. Die kaarten geven aan hoe waarschijnlijk het is dat er een archeologische vindplaats is op een bepaalde plek. We gebruiken ze als uitgangspunt voor veldwerk: door ons te concentreren op de plekken die op de kaarten zijn aangegeven, kunnen we op een veel efficiëntere manier archeologisch onderzoek doen.’
Werkt u in dit type onderzoek samen met informatici?
‘Ja, zowel met informatici als met aardwetenschappers. We werken met heel complexe en heterogene digitale datasets, want archeologische en milieudata hebben over het algemeen heel verschillende resoluties en verhoudingen. Daardoor is niet het verzamelen van data, maar het combineren en analyseren ervan nu onze grootste uitdaging. Om dat goed te kunnen doen is het van groot belang dat we expertise vanuit verschillende vakgebieden bij elkaar brengen.’
Hoe belangrijk is datamanagement in archeologisch onderzoek?
‘Heel belangrijk. Vroeger, vooral in de jaren ’80 en ’90, werd er niet veel aandacht geschonken aan data management. De data werd niet vastgelegd op een manier waardoor ze tientallen jaren bewaard kon blijven, maar werd bijvoorbeeld opgeslagen met behulp van software die niet meer beschikbaar is. Daardoor is veel data uit die tijd verloren gegaan. Inmiddels heeft het vakgebied eindelijk door wat er op het spel staat. We zijn nu heel serieus bezig met datamanagement, om ervoor te zorgen dat de data wordt opgeslagen op een veilige en toegankelijke manier.’
Afgelopen september is de door u opgezette Master Digital Archeology van start gegaan. Wat leren studenten in dat programma?
‘Deze master gaat verder dan de digitale methoden die inmiddels onderdeel zijn van de meeste archologie-opleidingen, zoals het werken met databases en statistiek. Onze studenten leren bijvoorbeeld nieuwe instrumenten te ontwikkelen voor data-analyse. Dat is iets nieuws: in de archeologie zijn we lang afhankelijk geweest van de instrumenten en software die voor andere wetenschapsgebieden was ontwikkeld. Vaak merken we dat die ontoereikend zijn voor het type onderzoek dat wij doen. In de archeologie hebben we onze eigen specifieke onderzoeksvragen, dus het is belangrijk dat we onze eigen tools gaan ontwikkelen.’
Hoe bent u zelf in aanraking gekomen met digitale archeologie?
‘Uit noodzaak. Toen ik studeerde werd er in archeologisch veldwerk steeds meer gebruik gemaakt van digitale methoden. Daarna, tijdens mijn promotieonderzoek, bestudeerde ik de Nasca-lijnen in de Peruaanse woestijn. Ik was op zoek naar archeologische kenmerken door luchtfoto’s van de woestijn te analyseren, die een gebied van meer dan honderd vierkante kilometer besloegen. Ik deed dat op de traditionele manier, door alle beelden handmatig te analyseren. Maar nadat ik twee jaar had besteed aan het simpelweg in kaart brengen van wat ik zag, heb ik mezelf beloofd dat ik dat nooit meer zou hoeven doen. En dat is waarom ik mijn aandacht heb verlegd naar digitale archeologie: ik was op zoek naar manieren om mijn onderzoek deels te automatiseren, om efficiënter te kunnen werken.’
Karsten Lambers studeerde Amerikaanse Antropologie aan de Universiteit van Bonn (MA 1998) en Prehistorische Archeologie aan de Universiteit van Zurich (PhD 2005). Hij had onderzoeks- en onderwijsaanstelingen aan ETH Zurich (1999-2004), de Universiteit van Zurich (2004), het German Archeological Institute (2005-2007), de Universiteit van Konstanz (2008-2010) en de Universiteit van Bamberg (2010-2015). Lambers is sinds 2015 verbonden aan de Faculteit Archeologie van de Universiteit Leiden, waar hij inmiddels Universitair Hoofddocent Archeologische Informatica is. Lambers stond aan de wieg van het MSc-programma Digital Archaeology.
(JvdB)
In deze serie interviews komen onderzoekers van het Leiden Centre of Data Science (LCDS) aan het woord. LCDS is een netwerk van onderzoekers uit verschillende wetenschappelijke disciplines, die gebruik maken van innovatieve methodes voor het omgaan met grote hoeveelheden data. Het doel van samenwerking tussen deze onderzoekers is het vinden van slimme oplossingen voor wetenschappelijke en maatschappelijke kwesties.