“Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie”
Afstudeerscriptie ten behoeve van het verkrijgen van de Bachelor Built Environment graad in Geodesie en Geo‐informatica aan de Faculteit Gebouwde Omgeving van de Hogeschool Utrecht. J.J.Feikens Utrecht, 6 juni 2011 Gegevens school: Hogeschool Utrecht Geodesie/Geo‐informatica Utrecht Begeleider: ir. F.J.A.M. (Frans) de Vroege Gegevens opdrachtgever: Mug Ingenieursbureau b.v. Leek Begeleider: H. Hainje Gegevens Auteur: J.J. (Johan) Feikens Muntendam E‐mail:
[email protected] Omslag: Kaartlagen als bron voor prospectie Door J.J.Feikens
Inhoudsopgave Voorwoord Samenvatting Inleiding 1. Probleemstelling en doel van het onderzoek 2. Mug Ingenieursbureau 3. Huidige situatie bij Mug Ingenieursbureau 3.1 Hoe vindt momenteel archeologische prospectie plaats 3.2 Wetgeving en richtlijnen KNA 4. Databestanden 4.1 Beschikbare databestanden 4.2 “nieuwe” en toekomstige databestanden 4.3 Gebruik van webservices voor beschikbare datasets 5. Classificeren 5.1 Het classificeren van datasets met attributen 5.2 Bijhouding van het kaartmateriaal 6. Gistools 6.1 Beschikbare functionaliteiten van gistools in ArcGIS 6.2 Haalbaarheid ArcGIS oplossing met Modelbuilder 7. Ontwikkeling 7.1 Het automatiseren met Arcgis en Modelbuilder 7.2 Testcase geautomatiseerde methode 8. Kosten ‐ baten 9. Resultaten Conclusie Aanbeveling Begrippen en afkortingen Literatuur Overzicht van figuren, tabellen en bijlagen Nawoord
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
2
Voorwoord In 1996 ben ik begonnen (privé) met het maken van een historische kaart van de omgeving van Scheemda in 1832. Het idee hier achter was om de kaart te gebruiken als basiskaart voor een bezitsreconstructie van een door water overstroomd gebied (het Oldambt / Reiderland) in de provincie Groningen in de 16e eeuw. Deze informatie is zeer waardevol voor historici en archeologen die onderzoek verrichten in de provincie Groningen. Als amateur historicus zie ik in dat de historische kaart heel goed kan bijdragen tot het vinden van nog onbekende archeologische waarden. Dit heb ik inmiddels zelf ondervonden door gebruik makend van deze informatie zeker 40 nog onbekende middeleeuwse steenhuizen te lokaliseren, zonder ooit vooraf in het terrein geweest te zijn. Het combineren van kaarten (datasets), en het daaruit verkrijgen van nieuwe informatie kan dus als bron goed worden gebruikt bij het archeologisch vooronderzoek. Echter het bewerken en omgaan met deze data vraagt enige expertise en ervaring van de onderzoeker. Om deze kennis te combineren met automatiseringsprocessen in een gisomgeving, en in dit proces verder uit te werken en transparanter te maken, is voor mij een uitgelezen kans.
Samenvatting Het betreft hier een onderzoek dat gericht is op het automatiseren van archeologische waarden in het landschap. Met behulp van GIS wordt de archeologisch bureauonderzoeker (prospector) geholpen om op snelle, eenvoudige werkwijze toegang te verkrijgen tot beschikbare bronnen. Het archeologisch vooronderzoek heeft een gedegen bureauonderzoek nodig, dat op een gestandaardiseerde wijze geraadpleegd kan worden. Momenteel worden veel onderzoeken nog uitgevoerd met behulp van analoge kaarten en atlassen, dit kan zeer arbeidsintensief zijn. Het bepalen van de georeferentie in de analoge kaart is eveneens vaak lastig te bepalen. Een nieuwe kaart techniek zoals de Web Mapping Service (WMS) kan hierin een uitkomst zijn. Door de onbekendheid van deze services zijn veel (archeologische) onderzoeksbureaus nog niet bekend met de historische bronnen en datasets, die op deze wijze op het internet worden ontsloten. Door gebruik te maken van een Gis applicatie die ondersteuning biedt voor WMS, kun je al deze diensten in één kaart combineren. Nadat de prospector het onderzoeksgebied heeft onderzocht, zal hij voor dit gebied een archeologische verwachting willen uitspreken. Het visualiseren van de archeologische verwachting is te realiseren met een GIS applicatie. Door het maken van polygonen worden per data laag de verwachtingen aangegeven. Door het exporteren van een vectoren bestand van de verwachtingspolygonen, wordt hiermee een input gemaakt voor een programma dat deze objecten omzet in een boorgrid. (Een boorgrid is een geprojecteerd raster van te nemen boringen). Het eindresultaat is een uitzetbestand dat te gebruiken is in het veld door een archeologisch medewerker. De archeologisch medewerker kan met behulp van een rtk‐GPS de coördinaten uitzetten van de te onderzoeken locaties, waarna deze geboord en onderzocht worden. Na het archeologisch bureauonderzoek volgt het archeologisch booronderzoek.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
3
Inleiding Het automatiseren in de prospectie archeologie met GIS is een onderzoek dat de gebieden Geo‐Informatie, Geo‐ict en diverse GIS technieken met elkaar verbindt. De meerwaarde van het gebruik van GIS bij het archeologisch vooronderzoek wordt door dit onderzoek in diverse mate aangetoond, doch is sterk afhankelijk van de continue beschikbaarheid, bruikbaarheid en standaardisering. Met het archeologisch bureauonderzoek als thema, is er onderzoek verricht naar de toepasbaarheid en betrouwbaarheid van booronderzoek van archeologische waarden te verbeteren. In deze scriptie wordt een uitleg gegeven hoe dit bij Mug Ingenieursbureau gerealiseerd kan worden. Door gebruik te maken van bestaande Web Mapping Services (WMS) van diverse bedrijven en instellingen komt veel kaartmateriaal (steeds meer) digitaal beschikbaar. Verder kijk ik met een blik naar de toekomst, waar ik inzicht geef in mogelijke nieuwe interessante databronnen, die je ook zelf op een ‘eenvoudige’ wijze kunt maken en die herhaaldelijk uitvoerbaar zijn. De uitdaging die ik tegenkwam, is om een zodanig proces te maken waarbij de archeologisch onderzoeker met behulp van ‘bijna alles gratis’ het onderzoek kan uitvoeren.
1. Probleemstelling en doel van het projectonderzoek Probleemstelling Tijdens het archeologisch vooronderzoek vindt een bureauonderzoek plaats. Bij het maken van een verwachtingsmodel van het te onderzoeken gebied, wordt divers kaartmateriaal (vaak nog analoog) gebruikt. Dit is momenteel nog een arbeidsintensief onderzoek en kost dus veel tijd. Binnen Nederland is er namelijk geen standaardisatie van databestanden en kaartmaterialen, waarmee op een eenvoudige wijze snel inzicht kan worden verkregen in het archeologisch te onderzoeken gebied. Doel van het onderzoek Het doel van het projectonderzoek is om de archeologische verwachting van de onderzoekslocatie te specificeren, en om de betrouwbaarheid en de toepasbaarheid van het archeologisch booronderzoek, bij het opsporen van archeologische waarden in het landschap te vergroten. Om de bestaande archeologische verwachting van een terrein te onderzoeken wordt dus een non destructief (niet verstorend) booronderzoek uitgevoerd. Om te komen tot een zo specifiek mogelijke verwachtingswaarde van een onderzoekslocatie, en dus tot een daaraan gerelateerde boormethode, zal er eerst een gedegen bureauonderzoek plaats moeten vinden. Tijdens dit bureauonderzoek wordt gebruik gemaakt van diverse kaartmaterialen. Het is moeilijk tijdens dit bureauonderzoek een gestandaardiseerde aanpak te hanteren, in de praktijk blijkt dit echter van zeer groot belang te zijn om tot een zo goed mogelijk prospectieresultaat te komen. Het gewenste eindresultaat is een tool die als functionaliteit binnen Arcgis en Modelbuilder de gebruiker de mogelijkheid moet geven om geautomatiseerd functies aan te roepen om het beeldmateriaal en / of datamateriaal te voorzien van waarderingsgegevens op het gebied van archeologie. De voordelen van GIS De zwakke punten van bepaalde opsporingstechnieken kunnen worden verminderd door gelijktijdig gebruik te maken van een techniek die deze zwakke punten niet heeft. Een bekend voorbeeld betreft de toepassing van geofysische meetmethoden, waarbij de interpretatie van de geconstateerde anomalieën vaak moeilijk is als niet tegelijkertijd door middel van booronderzoek informatie over de ondergrond wordt verkregen. Zeker bij bureauonderzoek geldt dat technieken elkaar kunnen versterken: met behulp van GIS kunnen allerlei bronnen moeiteloos met elkaar worden vergeleken, waardoor de interpretatie van een patroon op een remote sensing beeld vereenvoudigd wordt. Omgekeerd kan de informatie die uit een luchtfoto te halen is, een veel exactere begrenzing aangeven dan bijvoorbeeld een historische kaart. Prospectie moet een creatief en vooral ook flexibel onderzoeksproces zijn, waarbij een combinatie van verschillende methoden, gelijktijdig of opeenvolgend, ingezet wordt. Hoewel een matrix met de verschillende variabelen en prospectietechnieken een goed houvast zou bieden om te beoordelen
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
4
welke technieken in aanmerking komen voor het uitvoeren van prospectie op basis van een specifieke verwachting, moet worden aangetekend dat de uiteindelijke keuze voor een prospectiestrategie ook zal afhangen van de gewenste zekerheid van de uitspraken die naar aanleiding van de prospectie worden gedaan. Het zal dan ook niet de bedoeling zijn van dit onderzoek om uitspraken te doen over waar in Nederland welke prospectiemethode het best geschikt is, en voor welke specifieke complextypen. De hoeveelheid parameters die bij een dergelijke indeling moet worden beoordeeld is zo groot, dat een dergelijke matrix al snel honderden verschillende ‘best practices’ zou opleveren en daarmee zo goed als onwerkbaar wordt. Bovendien houdt een dergelijke benadering het risico in dat dit beperkend gaat werken bij het vaststellen van de prospectiestrategie, waar flexibiliteit juist geboden is. Operationele onderzoeks‐ en/of ontwerpvragen 1. Is het voor Mug interessant (kosten versus baten) om in het vooronderzoek gebruik te maken van een geautomatiseerde onderzoeksmethode in GIS betreffende het waarderen van een locatie ? 2. Wordt door het combineren van onderzoeksinformatie (in dit geval kaarten als datasets) de betrouwbaarheid en de toepasbaarheid vergroot in het archeologisch vooronderzoek ? 3. Is het eindproduct (de tool) handig te gebruiken voor de archeologische onderzoeker ?
2.
Mug Ingenieursbureau
Mug Ingenieursbureau is een zelfstandig opererend ingenieursbureau, gevestigd in het noorden van het land. Het bedrijf is in 1984 begonnen in Bedum als landmeetkundig bureau en is via Groningen nu gevestigd in Leek. De opdrachtgevers van Mug bevinden zich zowel in de publieke als de private sector. Dit zijn onder andere overheden zoals provincies, waterschappen en gemeenten, maar ook aannemersbedrijven , architecten en particulieren. Mug Ingenieursbureau wordt voor veel verschillende disciplines ingeschakeld. Het huidig werkveld van Mug betreft: Geo‐Informatie, Geo‐ict, Milieu, Infra en Archeologie. Afdeling Archeologie De afdeling archeologie bij Mug bestaat uit een groep van ervaren medewerkers op het gebied van archeologie en fysische geografie. De afdeling is toegevoegd bij Mug in 2008 en werkt volgens de richtlijnen van de KNA (Kwaliteitsnorm Nederlandse Archeologie). Deze afdeling heeft een eigen opgravingvergunning, die is afgegeven door de minister van OCW. De medewerkers zijn bedreven in het uitvoeren van zowel kleinschalige projecten als grootschalige projecten van meer dan 1000 ha. Door de synergie tussen de verschillende afdelingen van Mug Ingenieursbureau kan archeologisch onderzoek goed gecombineerd worden met andere werkzaamheden zoals bijvoorbeeld een milieukundig onderzoek.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
5
Het archeologisch proces Het archeologisch proces kent verschillende fasen van werkzaamheden en heeft standaard de volgende doorloop: 1. Archeologisch bureauonderzoek 2. Archeologisch booronderzoek (gericht op de bodemopbouw) 3. Archeologisch karterend onderzoek ( vindplaatsgericht) 4. Proefsleuvenonderzoek (ook wel IVO‐P, vindt toetsing plaats van het verwachtingsmodel) 5. Definitief Archeologisch Onderzoek (DO), ook wel opgraving genoemd. Archeologisch bureauonderzoek Tijdens een bureauonderzoek worden alle beschikbare middelen gebruikt om te komen tot een specifiek archeologisch verwachtingsmodel van een onderzoeksterrein. Hierbij wordt divers kaartmateriaal gebruikt, zoals de geomorfologische, bodemkundige, geologische en diverse historische atlassen. Daarnaast worden verstoringsgegevens verzameld. Aan de hand van het verwachtingsmodel wordt eventueel nader onderzoek aanbevolen voor (een deel van) het onderzoeksterrein. Dit onderzoek wordt uitgevoerd volgens de standaardrichtlijnen van de KNA 3.2. (www.sikb.nl)
3.
Huidige situatie bij Mug Ingenieursbureau
3.1 Hoe vindt momenteel archeologische prospectie (bureauonderzoek) plaats ? Wie met een vergunningaanvraag bij de gemeente komt, krijgt te horen of een archeologisch onderzoeksrapport overlegd moet worden. Om vertragingen te voorkomen is het zaak dit vroegtijdig met de gemeente kort te sluiten. Een archeologisch onderzoeksrapport moet de archeologische waarde weergeven van het perceel of gebied waarvoor een vergunning wordt aanvraagt. Als bodemverstoorder geef je zelf opdracht aan een archeologisch onderzoeksbureau voor het uitvoeren van archeologisch onderzoek. Dit onderzoek zal in eerste instantie bestaan uit een bureauonderzoek en/of een inventariserend archeologisch veldonderzoek (IVO). 3.1.1 Beschrijven van het doel van het bureauonderzoek Het bureauonderzoek heeft als doel inzicht te krijgen in de bekende en de te verwachten archeologische waarden van het plangebied. Aan de hand van deze informatie wordt een archeologisch verwachtingsmodel opgesteld. Voor het bureauonderzoek dienen standaard de volgende vragen te worden beantwoord. Vraag 1: Wat is de archeologische verwachting van het gebied buiten de reeds bekende AMK‐terreinen (indien mogelijk gespecificeerd naar aard, vindplaatsen en perioden)? Vraag 2: Zijn er binnen de verwachtingszones specifieke aandachtslocaties aan te geven (zandkoppen of ruggen, veentjes, historische bebouwing en infrastructuur)? Vraag 3: Wat is er bekend over bodemverstorende ingrepen in het plan‐/onderzoeksgebied? Vraag 4: Zijn er bouwkundige gegevens in de openbare bronnen van de bebouwing? Vraag 5: Welk vervolgonderzoek is er nodig om de door het bureauonderzoek in beeld gebrachte specifieke archeologische verwachting te toetsen?
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
6
3.1.2
Werkwijze ( Bronnenonderzoek )
Voor een gestandaardiseerde doorloop van de bureau procedure wordt een eigen checklist (formulier DF225) gehanteerd door Mug. Dit houdt het volgende in: ‐ Voor aanvang van het onderzoek wordt het project aangemeld bij Archis. ‐ Het onderzoeksgebied wordt theoretisch afgebakend om het onderzoekskader nader aan te geven. Mogelijke consequenties van toekomstig gebruik worden vastgesteld. ‐ De huidige situatie wordt beschreven. ‐ De historische situatie wordt beschreven en de mogelijk verstoringen die er geweest zijn. ‐ De archeologische en aardwetenschappelijke waarden worden beschreven. ‐ Het opstellen van een gespecificeerde verwachting van de verzamelde gegevens. ‐ Het opstellen van een standaard bureauonderzoek. ‐ Archismelding voor het overdragen van de onderzoeksgegevens. ‐ Aanleveren digitale documentatie bij het e‐Depot. De eerste fase omvat het verzamelen en documenteren van de bestaande kennis over de archeologie en geologie van het te onderzoeken gebied. De volgende aspecten worden uitgezocht voor het maken van een gespecificeerde verwachting van het onderzoeksgebied: ‐ Huidig grondgebruik o Topografische kaarten o Plannen en gegevens van opdrachtgever o Luchtfoto’s o Milieukundige onderzoeken ‐ Historische situatie en mogelijke verstoringen o Historisch topografisch kaartmateriaal van: “Wat was waar” o Bodemkaarten o Geomorfologische kaart ‐ Bekende archeologische en aardwetenschappelijke waarden; o Waarden gebaseerd op gegevens van Archis II
3.1.3
gebruikte bronnen en literatuur
Bij Mug Ingenieursbureau wordt regelmatig gebruik gemaakt van het internet als bron. De volgende websites worden hiervoor standaard gebruikt: ‐ Wat was waar, www.watwaswaar.nl ‐ Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed, Archis 2, http://archis2.archis.nl/ ‐ De topografische dienst, www.kadaster.nl ‐ Cultuurkaarten van gemeenten en provincies zoals bijvoorbeeld Noord‐Holland, gemeente Groningen, provincie Drenthe en provincie Friesland. ‐ Beleidsadvieskaarten en bijhorende nota’s van diverse gemeenten en provincies Voor het beschrijven van de huidige werkwijze bij Mug Ingenieursbureau is er door mij onderzoek verricht naar reeds uitgevoerde bureauonderzoeken in de periode 2009 t/m 2011. De gebruikte rapporten waren hierin : ‐ Archeologisch bureauonderzoek Wilhelminastraat te Reusel van 22 januari 2010 ‐ Archeologisch bureauonderzoek Boschweg te Akersloot van 19 mei 2010. ‐ Archeologisch bureauonderzoek Koningspade te Hoogwoud van 18 november 2010. ‐ Archeologisch bureauonderzoek Emmapolder te Uithuizermeeden van 18 juni 2009.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
7
3.2
Wetgeving en richtlijnen KNA
De KNA bevat eisen waaraan archeologisch onderzoek en beheer van archeologisch vondst‐ en documentatiemateriaal minimaal moet voldoen. Ook aan de uitvoerders van het archeologisch onderzoek (de actoren) zijn in de KNA eisen gesteld. Alle handelingen die ten minste uitgevoerd moeten worden, om te kunnen spreken van basiskwaliteit, worden beschreven. De processtappen (en eventueel bijbehorende specificaties) die zijn vastgelegd vormen een minimumeis. Meer mag dus altijd. Naast het onderdeel Landbodems bestaat er in de KNA ook een onderdeel Waterbodems; beide onderdelen bestaan uit een geheel van protocollen met specificaties en diverse toelichtingen, bijlagen en leidraden. Opbouw van de KNA De KNA Landbodems bestaat uit twee delen, te weten een hoofddeel met protocollen en een afsluitend deel met bijlagen. Een protocol is een hoofdstuk dat bestaat uit een geheel van afspraken, regels en eisen met betrekking tot een deelproces uit het proces van de archeologische monumentenzorg of een ondersteunend proces. Uitgangspunt bij de opbouw van de KNA is dat de protocollen zoveel mogelijk het proces van de archeologische monumentenzorg volgen (hetgeen niet betekent dat elke stap verplicht doorlopen moet worden). Hierbij zijn de volgende hoofdprocessen onderscheiden: ▪ Bureauonderzoek ▪ Inventariserend Veldonderzoek Overig en Proefsleuven ▪ Archeologische Begeleiding ▪ Opgraven ▪ Fysiek Beschermen In onderstaand schema is dit proces in hoofdlijnen weergegeven:
Schema 1. De KNA‐processen in relatie tot het proces van de archeologische monumentenzorg (AMZ). In bijlage 1 zijn de deelprocessen opgenomen die van toepassing zijn op het Archeologisch bureauonderzoek.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
8
4. 4.1
Databestanden Beschikbare databestanden
Bestaande databestanden
Actuele Hoogtekaart Nederland (AHN‐1
Geomorfologische kaart Nederland
Luchtfotobeelden Bing Maps
Historische kaart 1832
4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 Schema 2 4.1.1. Actuele Hoogtekaart Nederland AHN‐1 en AHN‐2
Archis II
4.1.5
Beschrijving AHN Het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) is een bestand met voor heel Nederland gedetailleerde en precieze hoogtegegevens. Deze hoogtes zijn bepaald met behulp van een laseraltimetrie vanuit een vliegtuig of helikopter. De eerste versie van het AHN (ook wel AHN‐1 genoemd) is gemaakt in de periode 1996 tot 2003. De behoefte aan AHN‐1 kwam vooral voort uit het watersysteembeheer. Van de gemeten hoogtes worden een aantal producten gemaakt, welke grofweg zijn te verdelen in twee categorieën; 3D‐puntenwolken en grids. De puntenwolken van AHN‐1 hebben een puntdichtheid die varieert tussen de 1 punt per vierkante meter en 1 punt per 16 vierkante meter. De grids werden afgeleid uit deze puntenwolken en hebben een formaat van 5x5 meter, 25x25 meter of 100x100 meter.
AHN‐1 De eerste versie van het AHN is gemaakt in de periode 1996‐2003. De techniek laseraltimetrie was nog relatief nieuw en kende vele beperkingen. Voor AHN‐1 is in eerste instantie gekozen voor een puntdichtheid van 1 punt per 16m2. In de loop van het AHN‐1 nam de puntdichtheid toe; er zijn ook gebieden beschikbaar waar ongeveer 1 punt per vierkante meter is ingewonnen. Het maaiveldbestand AHN‐1 is alleen gedefinieerd buiten stedelijk gebied; in stedelijk gebied is geen filtering uitgevoerd! AHN‐2 Na afronding van het AHN‐1 groeide de behoefte aan een nieuwe cyclus; de oudste data was tenslotte al van 1996. Omdat AHN‐2 gebaseerd is op eindtermen, is de puntdichtheid een parameter die door het inwinbedrijf zelf mag worden bepaald, zolang het bestand maar voldoet aan de eindtermen. In het algemeen kan gesteld worden dat de puntdichtheid gemiddeld tussen de 6 en de 10 punten per vierkante meter ligt. Verschillen tussen AHN1 en AHN‐2 Met de nieuwe inwincyclus van AHN‐2 is gekeken welke aanpassingen nog meer doorgevoerd konden worden in het hoogtebestand. Voor het vergelijken van de beide datasets dient rekenschap gehouden te worden met een aantal aspecten namelijk: Tijdverschil/ inwinperiode Een belangrijk aspect is het tijdsverschil. De eerste data van AHN‐1 is gemeten in 1996, de laatste data van AHN‐2 zal opgenomen worden in het eerste kwartaal van 2012. Dit zijn de extremen, voor veel gebieden zal het werkelijke verschil ergens tussen de vijf en de acht jaar liggen. Hoogtenauwkeurigheid Met de verbeteringen van de techniek is het ook mogelijk om nauwkeuriger te meten. Voor AHN‐1 werd gesteld dat de nauwkeurigheid voldeed aan een systematische fout van 5 centimeter en een stochastische fout van 15 centimeter (1 sigma‐criterium). Voor AHN‐2 is gesteld dat de nauwkeurigheid dient te voldoen aan een systematische fout van maximaal 5 centimeter en een stochastische fout van maximaal 5 centimeter.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
9
Systematische fout Stochastische fout Minimaal 68,2 % van de punten heeft een nauwkeurigheid van : Minimaal 95,4 % van de punten heeft een nauwkeurigheid van : Minimaal 99,7 % van de punten heeft een nauwkeurigheid van :
AHN‐1 5 cm 15 cm 20 cm 35 cm 50cm
AHN‐2 5 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm
Tabel 1. Bron: www.ahn.nl Filtering Het AHN is bedoeld als maaiveldbestand. Het productieproces is er dan ook op ingericht dat de metingen op het maaiveld bij landelijk gebied gescheiden worden van de overige metingen. In het stedelijk gebied hoefde niet gefilterd te worden. Vaak was het, door de lagere puntdichtheid, ook niet mogelijk om in stedelijk gebied een goede filtering toe te passen. Voor de nieuwe cyclus is een maaivelddefinitie opgesteld welke moet waarborgen dat de gebieden die door verschillende bedrijven zijn ingemeten, toch op een zelfde manier gefilterd worden. Daarnaast geldt voor AHN‐2 dat ook stedelijk gebied gefilterd moet worden. Puntdichtheid Het AHN‐1 heeft een puntdichtheid die varieert tussen de 1 punt per 16m2 en de 1 punt per m2, afhankelijk van het jaar dat het gebied is ingewonnen. Omdat AHN‐2 gebaseerd is op eindtermen, is de puntdichtheid een parameter die door het inwinbedrijf zelf mag worden bepaald, zolang het bestand maar voldoet aan de eindtermen. In het algemeen kan gesteld worden dat de puntdichtheid gemiddeld tussen de 6 en de 10 punten per vierkante meter ligt. In gebieden die in een strookoverlap liggen kan dit zelfs nog verder oplopen. Regelmatig hoogtegrid Van zowel het AHN‐1 als het AHN‐2 wordt een grid gemaakt. Voor het AHN‐1 was dit grid beschikbaar met een celgrootte van 5 meter, 25 meter en 100 meter. Hierbij werd voor het 5 meter grid gebruik gemaakt van een interpolatiefunctie (Inverse Distance Weighting), waarbij ook de hoogtemetingen die een stukje buiten de gridcel liggen, meegenomen werden voor het bepalen van de hoogtewaarde. Door deze methodiek was sprake van enige afvlakking; hoogtesprongen in het terrein kwamen in het AHN vaak als glooiingen voor. Van AHN‐2 wordt het grid in twee formaten geleverd, als 0.5 meter en als 5 meter, waarbij de hoogtewaarde van het 0.5 meter grid bepaald wordt door de hoogtemetingen die alleen binnen de gridcel liggen. Het voordeel hiervan is dat kleine nuances in het terrein, zoals stoepranden en verkeersdrempels, zichtbaar blijven in de data. Het 5 meter grid wordt bepaald als middeling van het 0.5 meter grid. Wat is de waarde van de AHN kaart voor Archeologie Sinds het vrijkomen van AHN gegevens bestaat er een groot gegevensbestand met waardevolle archeologische informatie. Tot op heden bestaan er echter geen standaard methoden voor het doorzoeken van de gegevens. Hierdoor zijn de resultaten van “AHN analyses” vaak afhankelijk van de ervaring en kunde van de onderzoeker. De wetenschap van patroonherkenning houdt zich al tijden bezig met het opsporen van te voren gedefinieerde patronen in grote gegevensbestanden. Technieken worden al geruime tijd toegepast, ondermeer bij vingerafdruk herkenning, iris herkenning (nieuwe paspoorten!) en satellietbeeld interpretatie. Vanwege het succes van patroonherkenning in laatstgenoemde werkvelden, is het verleidelijk om te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn van patroonherkenning met betrekking tot de analyse van AHN gegevens op het voorkomen van archeologische informatie.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
10
In het kader van een studie van de RACM (voorheen ROB) was daarom een verkennende studie uitgevoerd waarin een korte analyse was gemaakt van de bestaande methodieken en de mogelijke toepassing hiervan – mede met ondersteuning van TNO. Van alle mogelijke technieken is, in de verkennende studie gekozen voor het testen van een template techniek voor het opsporen van grafheuvels in AHN gegevens van een bosgebied op de Veluwe. Bij deze techniek wordt een model geconstrueerd die het te zoeken object voorstelt (de template, en wordt in de gegevens gezocht naar de gelijkenis met de template door vlakdekkende correlatie uit te rekenen. Deze techniek was relatief eenvoudig te implementeren en het op te sporen object is eenvoudig te modeleren. Daarnaast bestaat er een referentie database (ARCHIS) van bekende grafheuvels zodat de resultaten konden worden beoordeeld. Van een onderzoeksgebied van ca. 10 bij 5 km is op basis van de gefilterde basisbestanden en kriging interpolatie een DTM gemaakt. Hiervan is de correlatie met een grafheuvel template berekend. In het resulterende beeld is op veel locaties de correlatie hoog; dit zijn zgn. potentiële grafheuvel locaties. Uit een vergelijking met waarnemingen uit de ARCHIS database blijkt dat nabij vrijwel alle bekende grafheuvels, ook een piek in de correlatie aanwezig is; het is dus goed mogelijk om bekende grafheuvels “op te sporen”. Dit betekent dat de template blijkbaar goed is gekozen en voldoende overeenkomsten toont met een grafheuvel, en dat de techniek goed is geïmplementeerd. Behalve de pieken bij bekende grafheuvels, zijn er echter nog veel meer potentiële grafheuvel locaties. Of dit daadwerkelijk grafheuvels zijn, moet door veldonderzoek worden gecontroleerd. Conclusies van eerder archeologisch onderzoek hebben reeds aangetoond dat: ‐ ‐
‐
Archeologische verwachtingswaarden die alleen gebaseerd zijn op hoogtematen, niet altijd een betrouwbaar uitgangspunt blijken te vormen. Een hoogtelijnenkaart als het Actuele Hoogtebestand Nederland een goed instrument kan vormen om archeologische verwachtingswaarden in het buitengebied te bepalen, als hij wordt gebruikt in combinatie met historische kaarten en bodemkaarten. Indien diverse ‘kaartlagen’ met verschillende informatie over elkaar heen worden gelegd, kan direct een redelijk gedetailleerd beeld van iedere gewenste plek worden verkregen. Een vergelijking van onderzoeksresultaten van oud, inventariserend veldonderzoek (veldkartering met controleboringen) met AHN‐analyse, laat zien dat bij gebruik van een AHN‐analyse als voorspeller van archeologische waarden, ook een vorm van veldcontrole noodzakelijk blijft. Diverse weinig verstoorde terreinen komen niet uit de AHN‐analyse naar voren, maar zijn potentieel kansrijk op het aantreffen van archeologische resten.
.
Figuur 1, Bron: AHN
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
11
4.1.2. Geomorfologische kaart van Nederland Beschrijving van de Geomorfologische kaart De vraag die hieraan vooraf gaat is natuurlijk: wat is geomorfologie? Geomorfologie is de wetenschap die zich bezig houdt met het bestuderen van de vormen van het aardoppervlak (geo = aarde; morfo = vorm) Deze tak van de aardwetenschappen omvat het karakter van het reliëf, het omschrijven van de gedaante van de vormen en het onderzoek naar hun ontstaan. Op een geomorfologische kaart vinden we deze aspecten dan ook terug; informatie over hoogteverschillen, genese en ouderdom voor een specifiek kaartelement. Het bijzondere van een geomorfologische kaart is dat het in kaart brengen van de verschillende elementen samen patronen vormen, waardoor het verhaal van het ontstaan van het landschap duidelijk wordt. Karteer je bijvoorbeeld in het rivierengebied een oeverwal langs een rivier dan gaat het kaartbeeld pas echt leven als ook de loop van de rivier met de rivierstranden en duinen, de komgebieden en de oude stroomruggen in beeld zijn gebracht. Dat beeld maakt het mogelijk te laten zien waar de rivier in het verleden stroomde en welke reliëfelementen daarvan nog getuige zijn in het landschap.
Figuur 2, De geomorfologische kaart van Nederland (bron: TNO)
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
12
Nauwkeurigheid De eerste, gedetailleerde landsdekkende en digitale versie van de geomorfologische kaart van Nederland, schaal 1 : 50 000, is in 2003 gereed gekomen. Met het beschikbaar komen van gedetailleerde hoogte‐informatie uit het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) dienen zich nieuwe mogelijkheden aan om meer detail en nieuwe vormen in kaart te brengen. Inmiddels zijn voor enkele gebieden geomorfologische kaarten op schaal 1 : 10 000 gerealiseerd. Met als basis de schaalgetallen, en dat de eerste versie AHN een minimale grondafstand vertegenwoordigde van 5 meter, kunnen we stellen dat de geomorfologische kaart zeker niet nauwkeuriger is. De gemiddelde boringafstand in het veld waarop de bodembeschrijving berust, is circa 50 meter. De AHN heeft als grondafstand circa 5 meter, waarbij de gemiddelde hoogte wordt weergegeven. Door het combineren van deze informatie zal de bodemkundige informatie niet (in alle gevallen) nauwkeuriger worden dan z’n oorspronkelijk booropname.
Wat is de waarde van de Geomorfologische kaart voor de Archeologie Bij het aanscherpen van archeologische verwachtingenkaarten kan een gedetailleerde geomorfologische kaart een belangrijke rol spelen. Voorbeeld hiervan is de verwachtingenkaart van de gemeente Bergh. De centraal in deze gemeente gelegen stuwwal is op de huidige verwachtingenkaart in zijn geheel als potentieel waardevol archeologisch gebied aangegeven. Het AHN en de daaruit opgestelde gedetailleerde geomorfologische kaart laten, in combinatie met bodemkundige gegevens, zien dat het veel eerder gaat om een beperkt aantal specifiek aan te wijzen gebieden. Hiermee kan archeologisch veldonderzoek veel gerichter plaatsvinden, waardoor investeringen meer effectief ingezet kunnen worden.
4.1.3. Luchtfotobeelden Microsoft Bing Maps Beschrijving van de luchtfotobeelden van Bing Maps Microsoft heeft een “traditie” op het gebied van geografische producten. Zo bestond er lange tijd een digitale atlas (Microsoft Encarta) en routeplanner (Microsoft Streets&Trips) als desktop‐software voor consumenten. MapPoint werd ontwikkeld als desktop‐software met een API voor de zakelijke markt. Met de overname in 2003 van de kaarten‐website MapBlast in de Verenigde Staten en de ontwikkeling van MapPoint Web Services, zette Microsoft zich neer als speler op de markt van kaarten‐websites. Met de overname van het Britse Multimap in 2007 heeft Microsoft getracht haar aandeel in Europa te vergroten, met name op de zakelijke markt. Voor de consumentenmarkt gebruikte Microsoft de merknamen “MSN Maps” en “Live Maps”, en voor de zakelijke markt werden de merknamen “MapPoint” en “Virtual Earth” gebruikt. Sinds 2009 zijn de kaartendiensten van Microsoft gebundeld onder de gezamenlijke naam “Bing Maps”. (Bron: Wikipedia) In 2006 heeft Eurosense een landsdekkende luchtfoto opname verricht voor Nederland. Deze opname is op dit moment te zien bij Bing Maps. Als WMS service is deze ook te raadplegen via http://gdsc.nlr.nl/wms/dkln2006. Dit luchtfoto materiaal heeft een betere, uniforme en goede kleuring. Het heeft evenzo een goed contrast en heeft een pixel grootte die een afstand vertegenwoordigd van 40 cm in het veld.
Projectie Bij het introduceren van Google Maps heeft Google een nieuwe projectie geïntroduceerd, die gebaseerd is op de Mercatorprojectie. Terwijl het coördinatenstelsel van de Mercatorprojectie normaal gebaseerd is op meters, blijft Google Maps de coördinaten uitdrukken in lengte‐ en breedtegraden op basis van de ellipsoïde WGS‐84. Inmiddels hebben de meeste online kaartdiensten deze de facto standaard overgenomen. Om de onderlinge relaties van de thema's juist te kunnen interpreteren moeten de verschillende kaarten in dezelfde projectie zijn. Google Maps en Microsoft Bing Maps bieden hun kaarten maar in 1 projectie aan. Daarom zouden de geografische gegevens van eigen kaartmateriaal geconverteerd moeten worden geprojecteerd naar de Pseudo Mercatorprojectie. Bij gebruik van de WMS service van Eurosense biedt deze wel een grotere mogelijkheid van ondersteunende projecties aan. Bij het binnenhalen van de service in een eigen project wordt in Arcgis de nieuwe kaart geconverteerd naar de aanwezige projectie mits deze conversie dus aanwezig is. Ook andere applicaties bieden hierin inmiddels een eenzelfde oplossing.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
13
Actualiteit De getoonde luchtfotobeelden stammen inmiddels alweer uit 2006. Voor mijn doel maakt dit niet uit. Het vinden van archeologische sporen op luchtfoto’s blijft ook bij oudere luchtfoto’s zeer interessant. Dat er naast deze luchtfotobeelden nieuwe jaargangen bijkomen juich ik zelfs toe, maar dit doe ik ook bij het beschikbaar worden van oudere luchtfotobeelden, omdat ook hier onbekende anomalieën zijn waar te nemen. Oude beelden hebben zelfs een voordeel als het gaat om situaties vòòr de verstedelijking.
Nauwkeurigheid Luchtfoto’s zijn niet schaalgetrouw. Dit komt door de bewegingen van het vliegtuig (scheefstand camera) en hoogteverschillen in het terrein. Luchtfoto’s moeten daarom een speciale bewerking ondergaan om een meetkundig betrouwbare bron te vormen voor het overnemen van topografische gegevens. Bovendien moeten we de relatie leggen tussen de luchtfoto’s en het terrein. Voor deze fotogrammetrische bewerking zijn paspunten nodig. Dit zijn punten die op de foto goed herkenbaar zijn en waarvan, in het terrein, de juiste ligging in het landelijk netwerk van vaste punten (het driehoeksnet van de Rijksdriehoeksmeting) kan worden bepaald. Met behulp van deze paspunten en hoogte‐informatie rekenen we langs digitale weg in een 3‐dimensionale omgeving het fotobeeld met z’n vertekeningen om tot een meetkundig correct beeld. Dit zijn de zogenaamde orthofoto mozaïeken. De foto’s van Eurosense (Bingmaps) heeft een XY nauwkeurigheid van beter dan 50 cm. In de praktijk kan dit vaak anders zijn, vanwege de omstandigheden van het moment en de situatie in het terrein.
Wat is de waarde van de luchtfoto voor de Archeologie Het belang van luchtfoto's voor het vinden van archeologische sporen is groot. Ingegraven structuren, zoals grachten, greppels, steenhuizen, kolken of begraven constructies zoals resten van muren en wegen zijn er mee te vinden. Vanaf grote hoogte is te zien dat deze zich onderscheiden van de directe omgeving door bijvoorbeeld een andere vegetatie, uitdroging of bodemkleur. Het gaat om kleine afwijkingen, die niet vanaf de begane grond kunnen worden waargenomen, maar wel onder bijzondere omstandigheden, zoals tijdens aanhoudende droogteperiodes of bij lage lichtinval. Door het gebruik maken van diverse luchtfoto’s welke in verschillende jaargangen zijn gemaakt is de kans het grootst om op een specifieke locatie sporen te vinden. Indien gebruik wordt gemaakt van een systematische en intensieve luchtfotografische verkenning waarbij ook met andere kaarten wordt gecombineerd, zoals een historische kaart van 1832, wordt de kans groter om sporen van oudheid te vinden.
Figuur 3, Bingmaps 2006 Sporen van archeologie bij Midwolda
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
14
4.1.4 Historische kaart 1832 (HisGIS)
Beschrijving Historische kaart 1832 De historische kaart van 1832 kent zijn oorsprong van het oudste Kadaster. Dit stamt nog uit de tijd van Napoleon. Het Kadaster is opgezet om een eerlijke grondslag te verkrijgen voor het heffen van grondbelasting. De eerste Nederlandse kadasterkaarten stammen uit 1812. het opmeten van heel Nederland nam daarna ongeveer 20 jaren in beslag. De laatste opmetingen vonden plaats in 1832, zodat de benaming van de kaart aan dit jaartal is gekoppeld.
Digitalisering van de minuutplannen en hun bijhorende OAT‐gegevens Om een raadpleegbaar gis bestand te krijgen van heel Nederland, is een digitaliseringproces ingezet om alle minuutplannen (dit zijn er circa 17.000) in de nabije toekomst digitaal te gaan maken. Vanuit verschillende organisaties zoals archieven, provincies, particulieren, archeologische bedrijven heeft de Fryske Akademy (project HisGIS) een sturende rol om een kaart van Nederland te kunnen ontsluiten die de kadastrale situatie van 1832 weergeeft.
Het project HisGIS In het project HisGIS worden de digitale bewerkingen opgenomen die vanuit de diverse provinciale projecten zijn opgezet. Zo zijn op dit moment de kaarten van de provincies Friesland, Groningen, Overijssel en Utrecht raadpleegbaar via www.HisGIS.nl. De provincies Noord Holland en Drenthe zijn op dit moment in ontwikkeling. De overige ontbrekende provincies zullen de komende jaren worden gestart en worden ontsloten.
Inhoud van de HisGIS kaarten De oudste kadastrale opname beschrijft de eigendomssituatie van 1832. In de Minuutplans worden naast de percelen ook wegen, waterlopen, huizen en opstallen, molens, bruggen, dijken, kolken en dergelijke weergegeven. De OAT’s (De Oorspronkelijke Aanwijzende Tafels) geven onder andere informatie over de eigenaar, en de belastingopbrengsten en kwalificaties van ieder perceel.
Nauwkeurigheid van de kaart De absolute nauwkeurigheid is sterk afhankelijk van de keuze van het referentiemateriaal en de wijze van georefereren. Door het gebruiken van orthofoto’s is het mogelijk om zo dicht mogelijk de werkelijkheid te benaderen. De oude minuutkaarten in stedelijk gebied zijn kleiner van schaal (1:1.250) opgezet, zodat deze het nauwkeurigst zijn te georefereren, en de kaarten in landelijk gebied wat groter van schaal (1:2.500). Voor de minuutplans kan worden aangegeven: stedelijk gebied: 1 ‐ 2 meter. Landelijk gebied: 2 ‐ 4 meter. Als niet de juiste werkmethodiek is gebruikt voor het georefereren kan aan deze nauwkeurigheid al snel 10 tot wel 50 meter worden toegevoegd. De mate waarin de nieuwe vectorkaart dan is te gebruiken hangt helemaal af van het doel.
Informatie die uit de kaart gehaald kan worden ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
Eigenaren Beroepen eigenaren Woonplaats eigenaren Soort eigendom ( weiland, bouwland e.d.) Grootte van het perceel Gebouwen en opstallen Tarief belasting (dus kwaliteit van de gronden) Aftrek door polderlasten Belastbaar inkomen per perceel Belastbaar inkomen gebouwd Wegen Waterlopen Bruggen
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
15
Naast bovenstaande uitlijsting wordt ook (doch afhankelijk van de landmeter) extra informatie gegeven. Dit kan gaan om: ‐ Pondjes ‐ Sloten ‐ Toponiemen ‐ Huisnamen ‐ Paden
Wat is de waarde van de historische kadastrale kaart voor de Archeologie ? De kaart bezit veel informatie, waarmee nauwkeurig plaatsbepaling uitgevoerd kan worden. De hoeveelheid informatie die aan deze kaart gekoppeld kan worden, is ook aanzienlijk. Hierbij moet worden gedacht aan bezitsreconstructies, genealogie, bevolkingstellingen, manuscriptkaarten, beschrijvingen op basis van situaties voor ruilverkavelingen. De kaart is daarmee goed bruikbaar om historische reconstructies te maken en inzicht te krijgen in de vroegere bewoningsgeschiedenis.
4.1.5. Archis II Beschrijving van Archis ARCHIS (Archis) ‐ ARCHeologisch Informatie Systeem. Het door de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed beheerde archeologisch informatie systeem, met informatie over o.a. onderzoeksmeldingen, vondstmeldingen, vondstwaarnemingen, complexen en monumenten. De informatie kan via een GIS module in kaartlagen zichtbaar worden gemaakt. Projectie In het programma worden de coördinaten weergegeven in het landelijke RD‐stelsel. De kleinste meeteenheid wordt in meters gegeven. Actualiteit De informatie in Archis bestaat uit een verscheidenheid aan kaarten van dataleveranciers, en kaartbewerkingen door anderen hierop. Naast deze kaarten worden ook door gebruikers meldingen en waarnemingen toegevoegd aan de archeologische database. De actualiteit van deze informatie is daarom zeer verschillend. De kaarten kunnen van enige jaren oud tot enige tientallen jaren oud zijn. Bruikbaarheid Archis kan naast zijn functie als ‘meldingsdatabase’ ook gebruikt worden voor het verkrijgen van inzicht in historische en beschrijvende teksten van een bepaald gebied waar nieuw onderzoek verricht moet worden. In de onderstaande tabellen worden de beschikbare informatie vermeld met hun waarde voor de archeologische prospectie en de mate waarin de informatie te gebruiken is voor het bureauonderzoek.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
16
Beschikbare kaartlagen in Archis Kaartlaag
Omschrijving
Eigenaar van gegevens
Waarde voor prospectie
Materiaal Bruikbaarheid
Adviesgebieden Afgedekt_Pleistoceen Beheergebieden Belvedere Bodem Bon1900 Buitenplaatsen Complexen Continent_plat
Weergave tabel adviesgebieden Afgedekt Pleistoceen voor hoog Nederland Weergave tabel Beheergebieden Belvedere gebieden Bodemkaart van Nederland Bonnebladen: topografische kaart 1900 Beschermde historische Buitenplaatsen Weergave tabel Complexen Het Nederlands deel van het Continentaal plat Gebieden van Defensie essen Essen provincie Drenthe Gemeenten Geomorfologische kaart Nederland Grid 100 bij 100 meter Grid 1 bij 1 kilometer Historisch Grondgebruik Nederland Huizen en gebouwen Indicatieve kaart Archeologische Waarden Indeling Nederland in kaartbladhelften Landelijk Grondgebruik Nederland Weergave tabel Monumenten Terreinen Natuurmonumenten De 12 en 24 zeemijls zone Archeologische onderzoeken Archeologische onderzoeksmeldingen Toponiemen Beschrijving van de hoogte van het dekzand Provinciale grenzen Overzicht van beschermde stads en dorpsgezichten Terreinen Staatsbosbeheer Topografische kaart 1:10.000 Beschrijving grondgebruik op 1:50.000 Beschrijving grondgebruik op 1:500.000 Vergunningsgebieden zoals PKB’s Door gebruikers ingevoerde informatie Door gebruikers ingevoerde informatie Waterschapsgrenzen
De Rijksdienst De Rijksdienst De Rijksdienst Belvedere Alterra Alterra De Rijksdienst De Rijksdienst De Rijksdienst
Zeer laag Zeer Hoog Zeer laag Zeer laag Zeer Hoog Zeer Hoog Hoog Hoog Zeer laag
niet matig‐goed niet laag goed matig‐goed Slecht goed niet
Min. V. Defensie De Rijksdienst Provincie Drenthe Topografische Dienst Alterra De Rijksdienst De Rijksdienst Alterra Topografische Dienst De Rijksdienst De Rijksdienst Alterra De Rijksdienst Natuurmonumenten Dienst Hydrografie De Rijksdienst De Rijksdienst De Rijksdienst TNO
Zeer laag Zeer Hoog Zeer Hoog Laag Zeer Hoog Zeer laag Zeer laag Hoog Goed Hoog Laag Hoog Zeer Hoog Laag Laag Hoog Hoog Matig Hoog
niet goed goed niet goed niet niet goed goed matig niet matig goed niet Slecht matig matig slecht matig
Topografische Dienst
Laag Laag
Niet Niet
Staatsbosbeheer Topografische Dienst Topografische Dienst Topografische Dienst De Rijksdienst Waterschappen
Laag Matig Matig Laag Laag Hoog Hoog Laag
Niet Matig Matig Slecht Slecht Matig Matig Niet
Defensie Essen Essen_prov_dr Gemeenten Geomorfologie Grid_100m Grid_1km HGN_1900 Huizen IKAW Kaartbladhelften LGN4 Monumenten Natuurmonumenten Noordzee_zones Onderzoeken Onderzoeksmeldingen Plaatsnamen Pleistoceen_top Provincies Stads‐ en dorpsgezichten Staatsbosbeheer Top10 Top50_CBS Top500 Vergunningsgebieden Vondstmeldingen Waarnemingen Waterschappen
Tabel 2. Beschikbare lagen en hun historische onderzoeksmogelijkheid (de waarde van informatie geschikt voor prospectie, zoals deze wordt aangeboden in Archis II). De waarde voor de prospectie en de materiaalbruikbaarheid zijn een interpretatie op basis van eigen opgedane ervaring in het zoeken naar archeologie door middel van bureauonderzoek.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
17
Nauwkeurigheid Kaartlaag
Omschrijving
Absolute nauwkeurigheid In meters (RD‐stelsel)
Afgedekt_Pleistoceen
25 meter – 50 meter
Pleistoceen_top
De kaart geeft een redelijke ligging van de soorten afzettingen op de pleistocene laag. Betrouwbaarheid kan zeer verschillend zijn. De kaart geeft een redelijke ligging en beschrijving van de ondiepe bodem Mooie kaart, en goed bruikbaar. De mate van nauwkeurig laat te wensen over. Geeft slechts een begrenzing in de kaart, informatief te weinig informatie. Geeft informatie over bekende complexen (= nagenoeg zelfde als Monumenten) met enige beknopte informatie. De kaart geeft een beeld van locaties van essen (essen hebben een grote archeologische waarde vanwege de (mogelijke) aanwezigheid van archeologische resten onder het esdek De kaart geeft een redelijk beeld van locaties in de provincie Drenthe Beschrijft het landschap die door processen hebben plaats gevonden Geeft de bewoningssituatie van rond 1900 weer. Vanwege bouwhistorisch aspect bijzonder interessant. Indicatieve kaart van archeologische waarden, een soort van kansenkaart, kan (behoorlijk) afwijken. Kaart met terreinen van archeologische waarde De locaties worden door de onderzoeker zelf ingegeven en de beschrijvingen zijn te algemeen voor een te groot gebied gedefinieerd De locaties worden door de onderzoeker zelf ingegeven en de beschrijvingen zijn te algemeen voor een te groot gebied gedefinieerd De oudste zandlaag. Periode begon 2,5 miljoen jaar tot 10.000 jaar geleden.
Vondstmeldingen
Door gebruikers beschreven vondstmeldingen, matig lokaliseerbaar
Waarnemingen
Door gebruikers beschreven vondstmeldingen, matig lokaliseerbaar
Bodem Bon1900 Buitenplaatsen Complexen Essen
Essen_prov_dr Geomorfologie HGN_1900 Huizen IKAW Monumenten Onderzoeken Onderzoeksmeldingen
25 meter – 50 meter 25 meter – 50 meter 10 meter – 25 meter 10 meter – 25 meter 25 meter – 50 meter
25 meter – 50 meter 25 meter – 50 meter 25 meter – 50 meter 5 meter – 10 meter 50 meter – 100 meter 5 meter – 25 meter 25 meter – 50 meter 25 meter – 100 meter 10 meter – 25 meter 25 meter – 100 meter 25 meter – 100 meter
Tabel 3. Selectie van de ‘bruikbare lagen’ voor prospectie met een korte beschrijving. Wat is de waarde van Archis II, specifiek gericht op het archeologisch bureauonderzoek ? Archis bied zeker 17 lagen met interessante informatie die te gebruiken zijn voor het archeologisch bureauonderzoek. De absolute nauwkeurigheid van deze informatie ligt echter tussen 5 en 100 meter. De betrouwbaarheid van de informatie laat daarbij ook te wensen over, omdat de gemaakte kaarten ook hun eigen historie en interpretaties kennen. Voor het gedetailleerd bepalen van locaties met hoge archeologische waarden is Archis dus minder geschikt. Je krijgt een algemeen verwachtingsbeeld van de situatie. Naast de informatie uit Archis zul je nog (vele) andere bronnen nodig zijn om tot een specifiekere verwachtingsmodel en bijhorende grenzen te komen van het te onderzoeken gebied.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
18
4.2
“nieuwe” en toekomstige databestanden
“nieuwe” en toekomstige databestanden
Grondradar‐ onderzoek
Multispectraal en nearby infrared fotografie
Boringenkaart (TNO)
AHN ‐ HisGis
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 Schema 3. 4.2.1 Grondradarkaart
Beschrijving Grondradartechniek Een grondradarsysteem bestaat uit een combinatie van een elektromagnetische zender en een bijhorende ontvanger. Bij het meten wordt een hoogfrequente radiopuls door de zendspoel uitgezonden en gereflecteerd op bepaalde lagen of objecten in de bodem, die een andere elektromagnetische eigenschap hebben dan de bodem eromheen. De meting legt de looptijd van de radiopuls vast tussen het moment van uitzenden en het moment van ontvangst van een reflectie. De looptijd wordt bepaald door de diepte van het object waarop de reflectie plaatsvindt, waarbij de voortplantingssnelheid van de draaggolf in de grond afhangt van de diëlectrische constante van de bodem. De methode is enigszins vergelijkbaar met seismische metingen, waarbij een uitgezonden geluidsgolf weerkaatst op bodemlagen of objecten met verschillende dichtheden. Meetprincipe In de praktijk wordt met het grondradarsysteem bewegend, een semicontinue meting uitgevoerd: tientallen keren per seconde wordt een puls uitgezonden en wordt de looptijd van de reflecties (en daarmee de diepte van de reflector) geregistreerd. Tegelijkertijd wordt de positie van het systeem vastgelegd met een dGPS of rtk‐GPS. De metingen worden al rijdend/lopend uitgevoerd. Kwaliteit en nauwkeurigheid De kwaliteit van metingen met een grondradar wordt vooral bepaald door de geleidbaarheid van de bodem: in een ondergrond met een relatief hoge geleidbaarheid zal het signaal snel afzwakken met de diepte, waardoor er minder sterke reflecties worden waargenomen bij de ontvanger aan de oppervlakte. Ook de keuze van het radarsysteem speelt een belangrijke rol in de kwaliteit van metingen: de amplitude van een signaal met een relatief hoge frequentie (500‐750 MHz) neemt eerder af met de diepte dan de amplitude van een relatief lage frequentie (300 MHz). Dit betekent dat een hoogfrequent signaal een beter onderscheidend vermogen heeft in de bovenste lagen, maar dat de penetratiediepte een stuk minder is dan bij een systeem met een laagfrequent signaal. Bij het zoeken naar bepaalde objecten moet er dus rekening mee worden gehouden op welke diepte deze objecten gevonden zullen worden en wat de omvang ervan is. Toepassingen Grondradar kent vele toepassingen, zowel in bodem‐ en milieu‐ als in constructieonderzoek. Voorbeelden hiervan zijn: ‐ het lokaliseren van kabels en leidingen; ‐ het meten van dikte en kwaliteit van asfalt; ‐ het in kaart brengen van bodemlagen en de grondwaterspiegel; ‐ het bepalen van de dikte van puin‐ en ophooglagen ‐ het opsporen van ondergrondse archeologie en begraven gebruiksvoorwerpen;
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
19
Praktijkvoorbeeld archeologie
Figuur 4. Gebied de Bovenlanden ten zuiden van Bad Nieuweschans De hoge reflectiewaardes kunnen archeologisch interessante locaties opleveren.
Figuur 5. Gevonden middeleeuwse steenhuislocaties via Bingmaps 2006
Figuur 6. Negatief beeld van de steenhuislocaties. (luchtfoto Bingmaps 2006)
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
20
Beschikbaarheid De data is momenteel alleen in opdracht te verkrijgen bij gespecialiseerde onderzoeksbureaus. Bij planrealisatie wordt inmiddels wel steeds vaker gegrepen naar vlakdekkende onderzoeksmethodieken zoals grondradar of weerstandsonderzoek. Een boringenonderzoek dat nog steeds tijdrovend is en ‘sites’ kan missen is daarmee nog niet vervangen, maar zal er wel voor zorgen dat deze destructieve onderzoeksmethode steeds meer naar de achtergrond wordt geschoven. Wat is de waarde van de grondradar, specifiek gericht op het archeologisch bureauonderzoek ? In Nederland wordt de grondradar nog te vaak op vindplaatsniveau toegepast. In landen om ons heen is deze interesse al verschoven naar een grootschaliger aanpak in het vooronderzoek. Geofysische technieken zoals de grondradar kunnen naast booronderzoek gebruikt worden om de eventueel aanwezige archeologische resten in kaart te brengen. Elektrische weerstandsmetingen kunnen ingezet worden op vindplaatsen met (bak)steenbouw en grote gegraven sporen, zoals grachten en greppels. Van grondradar is bekend dat het goed werkt om (bak)stenenstructuren op zandgronden in kaart te brengen. Zie hiervoor de Noaa website (http://www.noaa.nl/content/hst06/h6.3.2.4.htm)
4.2.2. Multispectraal en near infrared luchtfotografie Beschrijving Multi‐spectraal en Near infrared luchtfotografie Multispectrale beelden bevatten data over een brede spectrale band. Een spectrale band is een afgebakend segment golflengtes binnen het elektromagnetisch spectrum. Multispectrale data bevatten over 10 tot 100 verschillende spectrale banden. Naast multispectraal heb je ook hyperspectraal en ultraspectraal. Deze banden bevatten meer dan 100 tot zelfs 1000 verschillende banden. Near infrared is net als de multispectrale band, niet voor het oog waarneembaar. De golflengten liggen ergens tussen 780 nanometer en 1 mm.
Figuur 7 en 8 Near infrared beeld bij Punt van Reide (gemeente Delfzijl) Bron: Geoservices Rijkwaterstaat, wms laag orthofotomozaiek falsecolor ecw
Uitvergroting
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
21
Figuur 9. Archeologische sporen zichtbaar op multispectraal beeld bron: www.arts.kuleuven.be Wat kun je met deze vorm van luchtfotografie ? Beide vormen van luchtfotografie geven informatie over de bodemgesteldheid door middel van de gewaskenmerken. Als er bijvoorbeeld in de bodem resten zijn van oude funderingen, dan resulteert dit in een afwijkend patroon van het gewas ten opzichte van de omgevingsgewassen. De hoeveelheid nabij‐infrarood die de gewassen uitstralen is hierdoor anders. Door gebruik te maken van deze techniek kun je dus met behulp van de gewassen zien of er mogelijk archeologische sporen zitten in de ondergrond. Informatie die uit de kaart gehaald kan worden voormalige ‐ perceelstructuren ‐ wegen ‐ gebouwen ‐ Pingo’s ‐ dijktracee’s
Figuur 10 Links bewerkt foto beeld (vanuit nearby infrared), rechts ‘standaard’ luchtfoto Cyclomedia 2008. Voormalig kloosterterrein Baamsum, waarop de contouren van de kloosterkerk ‘scherp’ zijn afgetekend op de linker foto.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
22
Wat is de waarde van deze techniek voor de Archeologie ? Multispectrale luchtfotografie legt, variaties in vegetatie, vitaliteit en soort vast. Daar waar de bodem is opgebouwd uit een opeenstapeling van verschillende soorten bodemlagen kunnen de verschillen in de lokale samenstelling van de bodem niet afgeleid worden uit geobserveerde verschillen in multispectrale vegetatie reflectie. De eindconclusie van het RGI onderzoek gaf aan dat multispectrale luchtfotografie niet bruikbaar is voor het in kaart brengen van pleistoceen zand en/of het leveren van voor‐informatie voor het plannen van gericht archeologisch booronderzoek. Bron: Projectrapport RGI‐166 van 28 februari 2009 van een aantal specialistische bureaus. Beschikbaarheid Op de site van Rijkswaterstaat worden voor diverse gebieden dichtbij infrarood beelden van Nederland aangeboden. Deze kunnen worden geraadpleegd via een kaartviewer op de website of via wms worden opgeroepen in een eigen GIS applicatie. Voor multispectrale beelden zijn er op dit moment geen wms of wcs services beschikbaar. Bij een aantal bedrijven in Nederland (bijvoorbeeld: Eurosense, Fugro, en Aerodata) kan tegen vergoeding multispectrale data worden verkregen.
4.2.3. De bewerkte TNO boringenkaart (per hoogte van 10 cm t.o.v het NAP) Beschrijving boringenkaart Een thematische beschrijving van de ondiepe (tot circa 5 meter onder het maaiveld) ondergrond, die in laagjes van 10 cm op een vaste NAP hoogte zijn berekend. Omdat dit een niet bestaande kaart is, is dit voor een specifiek proefgebied (het Oldambt) gemaakt. Voor het realiseren van deze kaart heb ik gebruik gemaakt van circa 2.500 boringen en daarvan heb ik alleen de hoofdlithografie (hoofdgrondsoort) gebruikt . De brondata van al deze beschrijvingen is verkregen via het TNO, die dit ter beschikking heeft gesteld voor dit onderzoek.
Figuur 11. Per boring zijn de volgende gegevens beschreven: ALGEMENE GEGEVENS BORING NITG‐nummer: B08C0512 X‐coordinaat (m): 260200 Y‐coordinaat (m): 580780 Coordinatensysteem: RD2000 Plaatsnaam: Onbekend Provincie: Groningen Kaartblad: 08C Bepaling locatie: Onbekend Maaiveldhoogte (meter t.o.v. NAP): ‐0.60 Bepaling maaiveldhoogte: Onbekend Boormethode: Handboring Einddiepte (meter beneden maaiveld): 4.40 Datum boring: 07‐09‐1994
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
23
Eigenaar: Onbekend Uitvoerder: Onbekend ALGEMENE GEGEVENS LITHOLOGIE Beschrijver lagen: Vries, S. de / Warkor, P. Organisatie beschrijver: RGD Beschrijvingsmethode: Onbekend Nat/Droog beschreven: Onbekend Datum laagbeschrijving: Onbekend Kwaliteitcode beschrijving lithologie: A Tabel 4. LITHOLOGIE LAGEN Bovenkant laag (m beneden maaiveld) Onderkant laag (m beneden maaiveld) M63 Zandmediaanklasse Bijmenging klei Lutum % Bijmenging silt Grind % Bijmenging humus Organische stof % Kalkgehalte 0.00 0.30 bruin‐grijs klei ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ kalkloos bruin‐grijs klei ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ 0.30 1.10 ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ kalkrijk 1.10 1.20 donker‐bruin veen ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ 1.20 1.50 donker‐bruin veen ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ 1.50 1.80 bruin veen ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ 1.80 1.90 bruin‐grijs zand ‐‐‐ 155 matig fijn (O) ‐‐‐ ‐‐‐ sterk humeus ‐‐‐ kalkloos 1.90 3.20 bruin‐geel zand ‐‐‐ 155 matig fijn (O) ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ kalkloos 3.80 geel zand ‐‐‐ 155 matig fijn (O) 3.20 ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ kalkloos 3.80 4.40 grijs zand ‐‐‐ 140 zeer fijn (O) ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ ‐‐‐ kalkloos
Kleur Silt%
Hoofdgrondsoort Bijmenging zand
Sublaag Zand %
Zandmediaan Bijmenging grind
45
matig siltig ‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
35
matig siltig ‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
0
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
0
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
8
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
‐‐‐
Tabel 5. Met als basis de boorgegevens van het TNO is het mogelijk een kaart (op basis Thiessen polygonen) te maken. De kaart wordt gegenereerd in lagen van 10 cm NAP, waarbij de kleuren op basis van de hoofdlithografie zijn weergegeven. Inhoud van de boringenkaart
Figuur 12. Bovenstaand beeld geeft van een gebied van meer dan 300 km² de laag op ‐3 meter NAP. Boringenkaart door J.J.Feikens Kwaliteit en nauwkeurigheid De kwaliteit van de boorbeschrijvingen hangt af van de kundigheid van de persoon die deze boringen destijds heeft gezet. De kwaliteitscode is door het TNO meegegeven voor elke boring, en kun je vinden in de algemene gegevens van de boring.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
24
De kwaliteitscode zegt iets over de uitgebreidheid van een laagbeschrijving. Het kenmerk heeft geen betrekking op de inhoudelijke kwaliteit daarvan. Daarnaast is het zo, dat een zeer uitgebreide beschrijving van een monster weinig gebruikswaarde heeft, als de locatie en diepte ervan niet exact bekend zijn. De positiebepaling van de boringen geschiede in vroegere tijden op basis van een geprikte kaartcoördinaat, waarbij van het maaiveld een hoogte werd geïnterpoleerd aan de hand van een papieren hoogtekaart (schaal 1:10.000). Tegenwoordig worden de boringen veelal met behulp van GPS (bijvoorbeeld 06‐GPS) vastgelegd. Van boorgegevens kunnen we dan het volgende aangeven: 2,5 tot 25 meter positie z: 0 – 50 cm ‐ voor 2000: positie x,y ‐ na 2000 positie x,y 0 tot 2,5 meter positie z: 0 – 10 cm. Wat is de waarde van deze kaart voor de Archeologie ?
De boringenkaart geeft een gedetailleerd beeld van het ondergrondse landschap. In een GIS omgeving kun je met behulp van deze kaarten een goed beeld vormen van de ondergrondse laagopbouw. Je krijgt hiermee snel inzicht in eventuele kleiafzettingen en oude veen afzettingen. Een indicatie van mogelijke nederzettingslocaties kun je aan de hand van deze kaart bepalen. Door gebruik te maken van modellen van het ‘ondergrondse’ landschap is het mogelijk om meer inzicht te krijgen in archeologische waarden in het onderzoeksgebied. Wanneer ook de bestaande bronnen, zoals de geologische kaarten, geomorfologische kaart, geotechnische kennis en onderzoeken worden gebruikt, worden de kansen veel groter om iets te vinden als het gaat om archeologie. Daarnaast ligt in het huidige systeem de nadruk bij het inventariserend vooronderzoek op het toetsen van het voorkomen van al bekende waarden op locaties die in het bureauonderzoek zijn geïdentificeerd. Het omliggende gebied wordt hierbij (vaak) niet onderzocht. Dit gebeurt terwijl er voor deze gebieden geen positief bewijs voor afwezigheid van archeologische waarden is. Op basis van deze modellen kunnen dan die locaties geselecteerd worden waar wel of juist geen nader onderzoek nodig is. Beschikbaarheid van de kaart De kaart is in deze vorm (nog) niet beschikbaar voor Nederland. TNO werkt momenteel aan diverse projecten, om hun boorgegevens in allerlei vormen via internet te ontsluiten. Een gelaagde boringenkaart bestaat momenteel nog niet, maar kun je door enige voorbewerkingen zelf maken. Zelf maken van de kaart Voor het realiseren van de kaart ga je als volgt te werk: ‐ Verkrijgen toegang tot de boringendatabase van het TNO. (Voor commerciële activiteiten bieden ze hier abonnementen aan tegen een vergoeding. Alleen voor wetenschappelijk onderzoek kun je gratis toegang verkrijgen.) ‐ Voor het onderzoeksgebied, en ook daarbuiten, dienen alle beschikbare gegevens te worden opgevraagd. (tip: hanteer een groter gebied dan alleen het onderzoeksgebied in verband met de polygonering) ‐ Om de gegevens in een gis applicatie te kunnen gebruiken dienen de boorgegevens geconverteerd te worden naar een formaat waarmee een gis‐applicatie deze kan analyseren. ‐ Met een zelf geschreven routine, die in Autocad kan worden geladen, is het mogelijk om deze boringen in een andere formaat om te zetten. (Zie de bijlage voor het script). ‐ Het script berekend aan de hand van elke boring een regel per 10 cm NAP. Al deze waarden worden in een totaalbestand weggeschreven. ‐ Er is nu een boringenlijst per laag van 10 cm gecreëerd, welke geopend kan worden in een gisapplicatie. ‐ Door het filteren van de gegevens per NAP laag , is het vervolgens mogelijk om hiervan per hoogtelaag een kaart te maken op basis van Thiessen Polygonering. ‐ De gebruikte thema in de kaart is de hoofdgrondsoort. Nog te verbeteren onderdelen in de programmatuur: ‐ de lagen begrenzen en afsnijden op de werkelijke hoogteliggingen met informatie uit de AHN. Door het gebruik van Thiessen polygonen krijg je ook waar ‘lucht’ zit nog delen van hoogtevlakken, deze zal je met een extra bewerkingsslag er af moeten halen.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
25
Interpretatie van de kaart
Figuur 13. Boringenkaart in 3d, thema: veen Door de kaart in 3d te visualiseren, wordt inzicht verkregen in de lokale aanwezigheid van een bepaalde hoofdgrondsoort. In het bovenstaande plaatje is dit veen. De diepte van het veen wordt met de intensiteit van de kleur blauw weergegeven (domein van 0 NAP tot ‐5 NAP)
4.2.4. Afgeleide producten vanuit de Actuele Hoogtekaart Nederland (AHN) in combinatie met de Historische Kaart van Nederland (HisGIS) Beschrijving kaart Met het combineren van kaarten kun je nieuwe inzichten verkrijgen in bestaand kaart materiaal. Voor archeologie kan het dus zeker interessant zijn om op deze wijze naar sporen te zoeken van menselijke bewoning. De relatie tussen de maaiveldhoogte van nu en de historische kaart van 1832 is niet direct te vinden, maar is na enige beredenering wel te maken. Door het ontbreken van de oude kadastrale structuur op de huidige kadastrale kaart, moet je dus gebruik maken van een gegeven waar dit nog wel op voor komt. En dat is in dit geval de historische kadastrale kaart van 1832. Het ontbreken van de oude structuren op de huidige kadastrale kaart komt door de ruilverkavelingen die eind vorige eeuw veel plaats vonden. De huidige digitale kadastrale kaart stamt van latere datum, na de ruilverkavelingen. De kaart van 1832 heeft dus nog de oude structuren die mogelijk zelfs middeleeuws zijn. Wanneer je in een bepaald gebied archeologisch onderzoek verricht, zijn deze kavelgrenzen vaak nog terug te vinden als gedempte sloten in het opnieuw ingerichte landschap . De sporen zijn vaak wel te zien op luchtfoto’s, maar kun je hierop pas goed herkennen onder de juiste gewasomstandigheden en vochtigheidsgraad van het land. De kadastrale grenzen liepen vaak door tot landschappelijke elementen en barrières, zoals dijken, waterlopen, wegen en erven. De vormen van de percelen hebben dus een correlatie met de hoogteligging in het terrein. Door beide kaarten samen te voegen, creëer je een beeld van mogelijk menselijk handelen in het verleden. Inhoud van de kaart De kaart is dus een bewerking, en heeft een samengevoegde inhoud van de hoogtekaart die in onderstaande afbeelding op een luchtfoto is geprojecteerd. De kadastrale situatie van 1832 is hier vervolgens overheen gedrapeerd. De afbeelding geeft de situatie weer bij een oude nederzettingslocatie van Midwolda. De opgetrokken lijn in donkerrood is de oude dijk van 1525 en van 1626. Het oude dorp Midwolda heeft gelegen zowel ten zuiden als deels ten noorden van deze dijk. De grote viertorenkruiskerk, die na de dollardoverstroming buitendijks is komen te liggen, heeft tot in de 18e eeuw nog dienst gedaan. De bewoners van het dorp hebben in de 16e eeuw het gebied al verlaten naar een zuidelijker en hoger gelegen gebied.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
26
Figuur 14, Combinatiekaart met luchtfoto (Cyclomedia 2010), AHN en Historische kaart van 1832.
Figuur 15, Historische kaart 1832 belastingopbrengst per perceel gekoppeld met een hoogte uit de AHN. Bron: HisGis Groningen en AHN Bewerking door J.J.Feikens Uit bovenstaande afbeelding valt af te leiden dat het lagere gebied ook een lagere belastingopbrengst had ten opzichte van de percelen ten noorden van de oude Dollarddijk uit 1525. Een mogelijke conclusie die hier uit te trekken valt is,dat de dijk kort na de Dollardoverstroming van 1509 is aangelegd of zelfs eerder maar dat de dijken na 1525 niet meer zijn doorgebroken. Door het raadplegen van de boringenkaart blijkt dat er in dit gebied weinig sediment is afgezet. Luchtfoto’s tonen echter nog wel aan dat in het oude dijktracé van 1525 nog diverse spoelgaten en kolken te zien zijn. Met deze kennis zou je dus kunnen concluderen dat er binnen dit gebied wel overstromingen zijn geweest, maar dat het niet geresulteerd heeft in jarenlage sedimentafzetting. De dijken zullen dus hersteld zijn. Kwaliteit en nauwkeurigheid Een gecombineerde kaart geeft een samenvoeging van de kwaliteiten en nauwkeurigheden van de afzonderlijke kaarten. Voor de specificaties van deze kaarten verwijs ik dan ook naar de afzonderlijke beschrijvingen.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
27
Wat is de waarde van deze kaart voor de Archeologie ? De informatie kan zeer waardevol zijn om tot historische reconstructies te komen. Het verteld namelijk naast een morfologisch verhaal ook hoe de belastingwaardering was rond 1832. Deze waardering geeft inzicht in de waarde van de grond. Er bestaat een correlatie tussen rijke en voedzame gronden en kleiafzetting. Een dergelijke relatie vertelt bijvoorbeeld iets over overstromingen.
4.3
Gebruik van webservices voor beschikbare datasets webservices
WMS
WFS
WCS
4.3.1
4.3.2
4.3.3
Schema 4.
4.3.1 WMS Een Web Map Service (WMS) publiceert “Kaarten” (dit betekent: een visuele voorstelling van de georuimtelijke data, niet de data zelf) op het Web. WMS biedt een manier om gelijktijdig een visueel overzicht te krijgen van complexe en gedistribueerde geografische kaarten over het internet. De Open Geospatial Consortium (OGC) definieert het WMS. Bron: Wikipedia
Schema 5.
Inleiding Een Web Map Service (WMS) produceert kaarten vanuit ruimtelijk gerefereerde gegevens uit dynamische geografische informatie. Deze internationale norm definieert een "kaart" om een afbeelding weer te geven met geografische informatie als een digitaal beeldbestand dat geschikt is voor weergave op een computerscherm. Een kaart is niet de data zelf, maar slecht een afbeelding ervan. WMS‐geproduceerde kaarten worden over het algemeen weergegeven in een picturale indeling, zoals PNG, GIF of JPEG, of soms als vectorgebaseerde grafische elementen in Scalable Vector Graphics (SVG) of Web Computer
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
28
Graphics Metafile (WebCGM) formaten. Deze internationale standaard definieert drie operaties: ‐ Een service‐level metadata (GetCapabilities); ‐ Een kaart waarvan de geografische en dimensionale parameters goed zijn gedefinieerd (GetMap); ‐ Bijzondere kenmerken die worden weergegeven op de kaart (GetFeatureInfo (Optional)). Web Map Service operaties kunnen worden opgeroepen met behulp van een standaard webbrowser, die dit in de vorm van Uniform Resource Locator (URL's) kunnen worden bevraagd. Met name bij het opvragen van een kaart geeft de URL aan welke informatie moet worden weergegeven op de kaart, welk deel van de aarde in kaart moet worden gebracht, het gewenste referentiestelsel van coördinaten, en de output beeld breedte en hoogte. Wanneer twee of meer kaarten geproduceerd worden met dezelfde geografische parameters en outputgrootte, kunnen de resultaten nauwkeurig worden bedekt met het produceren van een samengestelde kaart. Het gebruik van beeldformaten die transparante achtergronden ondersteunen (bijvoorbeeld GIF‐of PNG) maakt het mogelijk onderliggende kaarten zichtbaar te maken. Bovendien kunnen individuele kaarten gelijktijdig worden opgevraagd bij verschillende servers via intranet of internet. Het Web Map Service krijgt door de oprichting van een netwerk van gedistribueerde kaartservers een belangrijke rol toebedeeld. Gebruikers kunnen op deze wijze namelijk bouwen aan maatwerk giskaarten, met content die bij de verschillende dataleveranciers realtime opgehaald kan worden. Het zelf opslaan op eigen geheugenmedia van allerhande databestanden, te gebruiken als broninformatie, is niet meer nodig. Dit bespaart in vele terabytes aan capaciteitsruimte.
Figuur 16, Toevoegen van een WMS service in ArcGis en het daarna uitvoeren van de commando GetCapabilities
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
29
Figuur 17.
Door het bevragen en oproepen van de wms services , kun je op eenvoudige wijze een mix tonen van: ‐ Historische basiskaart 1832, met landgebruik als thema. (bron HisGis.nl / J.J.Feikens Muntendam) ‐ Boringen (bron: TNO, DinoMap services) ‐ Top10 (bron: HisGis.nl) Opmerking: getoond materiaal betreft (nog) niet publiek content. De vorm van data integratie zoals afgebeeld in bovengenoemde figuur noemen we horizontale integratie. Van twee of meer verschillende WMS'en worden deelkaarten van hetzelfde thema gecombineerd tot één kaart. Naast horizontale integratie kennen we ook verticale integratie. Daarbij worden twee of meer kaartlagen van één service gecombineerd weergegeven als één kaartlaag. Zie onderstaand figuur voor het onderscheid tussen horizontale en verticale integratie van data.
Figuur 18.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
30
4.3.2 WFS
Een Web Feature Service (WFS) is een interface voor het opvragen, aanleveren en bewerken van geografische vector data, afkomstig van databanken, over het internet. Het maakt gebruik van de op Extensible Markup Language (XML) gebaseerde Geography Markup Language (GML) voor dataoverdracht. De Open Geospatial Consortium (OGC) definieert de specificaties van WFS. Bron: Wikipedia
Figuur 19, publieke WFS services in Nederland
4.3.3 WCS
De Web Coverage Service is het protocol voor de open uitwisseling van geografische rasterdata, dit in tegenstelling tot de Web Feature Service die functies beschrijft op vectordata. Het verschil is dat rasterdata direct weer te geven is als een kaart via het WCS‐protocol ‐ dus het is ruwe data ‐ en vector data afkomstig is van een tabel (uit een databank of shapefile) en niet direct als kaart kan worden weergegeven via het WFS‐protocol, maar via het WMS‐protocol kan er wel een kaart gegenereerd worden met behulp van het geometrieveld (in de tabel) en een daaraan gelinkt stylesheet (voor het inkleuren van de data, met andere woorden de symbologie). De Open Geospatial Consortium (OGC) definieert het WMS. Bron: Wikipedia
Inleiding De Web Coverage Service (WCS) ondersteunt de elektronische uitwisseling van ruimtelijke gegevens als "coverages". In zijn eenvoudigste vorm bestaat een raster uit een matrix van cellen (of pixels) gerangschikt in rijen en kolommen (of een rooster), waarbij elke cel een waarde bevat als representatie van informatie, zoals bijvoorbeeld de temperatuur. Rasters zijn ook digitale luchtfoto's, beelden van satellieten, digitale foto's, of zelfs gescande kaarten. Een WCS geeft toegang tot gedetailleerde en rijke verzamelingen van ruimtelijke informatie, in vormen die bruikbaar zijn voor client side rendering, multi‐gewaardeerde coverages, en inbreng in wetenschappelijke modellen van andere klanten. De WCS kan worden vergeleken met de OGC Web Map Service (WMS) en de Web Feature Service (WFS) In tegenstelling tot WMS, die gebruik maakt van filters en de ruimtelijke gegevens als statische kaarten terug geeft (weergegeven als foto's door de server), biedt de Web Coverage Service de beschikbare gegevens, samen met gedetailleerde beschrijvingen als resultaat. Hierdoor wordt het mogelijk gemaakt om met complexere queries de gegevens te bevragen, en dus verder te gaan dan de oorspronkelijke semantiek. De Web Coverage Service biedt drie operaties: GetCapabilities, GetCoverage en DescribeCoverage. GetCapabilities De GetCapabilities operatie geeft een XML‐document van de beschrijvende service en geeft korte beschrijvingen van de gegevensverzamelingen, waaruit klanten kunnen coverages kunnen bevragen.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
31
GetCoverage De GetCoverage operatie van een Web Coverage Service wordt normaal gesproken uitgevoerd na GetCapabilities en DescribeCoverage. Wanneer deze hebben aangetoond welke verzoeken zijn toegestaan en welke gegevens beschikbaar zijn. De GetCoverage operatie geeft een coverage (dat wil zeggen, waarden of eigenschappen van een set van geografische locaties), gebundeld in een bekend coverage formaat. De syntax en semantiek vertonen wel gelijkenissen met de WMS en WFS services. Dit zijn de GetMap en GetFeature verzoeken. DescribeCoverage De DescribeCoverage operatie laat klanten vragen om een volledige beschrijving van een of meer coverages geserveerd door een bepaalde WCS server. De server antwoordt met een XML‐document die een volledige beschrijving geeft van de geïdentificeerde coverages.
5. Classificeren 5.1 Het (nader) classificeren van datasets met attributen voor de archeologische verwachting Tijdens het verzamelen van beschikbare informatie over het te onderzoeken gebied, worden alle beschikbare en relevante kaarten geraadpleegd. Eén van de eerste kaarten die gehanteerd wordt is de IKAW (Indicatieve Kaart Archeologische Verwachting). Deze kaart laat ons zien wat de archeologische verwachting is in het onderzoeksgebied. De IKAW bevat een vlakdekkende en landsdekkende classificatie van de trefkans op archeologische waarden. De kaart is gemaakt op een schaal van 1:50.000.
Figuur 20.
Figuur 21.
Er wordt standaard het volgende onderscheid gemaakt in de IKAW kaart: ‐ zeer lage trefkans; ‐ lage trefkans; ‐ middelhoge trefkans; ‐ hoge trefkans. Tijdens het bureauonderzoek worden diverse datasets en bronnen bestudeerd en om de informatie te kunnen beoordelen is archeologische expertise noodzakelijk. Bij archeologische voorspellingen bestaat immers altijd het risico van overschatting van hoog gewaardeerde gebieden, en onderwaardering van de lager geclassificeerde gebieden. De IKAW kaart wordt gebruikt als indicatieve bron. Door aanvullende bronnen te hanteren kan een specifieke verwachting en kans nader worden bepaald.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
32
Figuur 22. Kaart: onderzoekslocatie Midwolda (gebied ‘Ol Kerke) De IKAW kaart is een afgeleide kaart van de bodemkaart. De trefkansen kunnen daardoor nogal afwijken van de werkelijkheid. De in de kaart aangegeven en gevonden steenhuislocaties liggen in een gebied van middelhoge trefkans. De nog niet gevonden steenhuizen (maar wel bekend door gebruik van luchtfoto’s) zijn nog niet zijn aangegeven in Archis, terwijl deze juist in een gebied liggen met een hoge trefkans. Het doel van nader classificeren van het onderzoeksgebied is mede afhankelijk van de aanleiding tot het onderzoek. Bestaat deze aanleiding uit een (geplande) ingreep met een in hoge mate destructief karakter of is het doel van het onderzoek om te voorzien in een behoefte aan informatie, zonder dat totale vernietiging dreigt ? De eisen die aan de kwaliteit van de gegevens moeten worden gesteld zijn afhankelijk van hoe ingrijpend de consequenties zijn, die op basis van die gegevens worden getrokken. Het classificeren van een onderzoeksgebied is uit te voeren in een GIS applicatie, waarbij alle datasets zoals kaarten en luchtfoto’s, als lagen over elkaar worden gelegd. Het volgende proces kan hierbij standaard worden gehanteerd: ‐ Indelen van het gebied in kansrijk en kansarme zones op basis van beschikbare informatie en kennis; ‐ Bij ontoereikende kennis kan een aanvullende veldverkenning worden uitgevoerd; ‐ Onderzoek van (de mate van) verstoring van de bodem en de kans op het aanwezig zijn van archeologische resten; ‐ Bepaal of en hoe ‘kansarme’ gebieden worden getoetst; ‐ Geef aan welke ‘site’ typen zich in de ‘kansrijke zones’ te verwachten zijn. Bron: Raap Rapport 1000, 2004 Bij het onderdeel testcase zal ik verder ingaan op het proces van het toepassen van de waarderingen.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
33
5.2
Bijhouding van het kaartmateriaal
Het is van groot belang om de broninformatie up to date te houden. Momenteel zijn er diverse organisaties en instellingen die brondata via (publieke) wms services (gratis) beschikbaar stellen. Ook is het mogelijk om zelf via Arcgis services content te delen, die door anderen geraadpleegd kan worden (ArcGIS Online). Bij de volgende instellingen kun je terecht voor uiteenlopend kaartmateriaal. Er worden echter geen garanties gegeven over continuïteit . Voor het gebruik‐ en/of publicatierecht kunnen voorwaarden verbonden zijn. Door het gebruik van WMS, kan de bron(kaart)houder altijd de laatste versie, maar ook voorgaande versies, op simpele wijze en op continue basis beschikbaar stellen aan zijn afnemers. Aster Satellietbeelden Nederland http://gdsc.nlr.nl/wms/aster_all? Alterra Boringen en Grondwaterputten http://www.geodata.alterra.nl/cwmi/WMSIntegrator? Bingmaps 2005 http://gdsc.nlr.nl/wms/lufo2005? Cyclomedia Luchtfoto 2008, 2009, 2010, België, top10nl, divers ander kaart materiaal https://www.globespotter.nl:443/geoserver/wms?SERVICE=WMS& De nieuwe kaart van Nederland ( groen, landbouw, plannen etc.) http://webservice.nieuwekaart.nl/cgi‐bin/nkn?service=WMS&request=GetCapabilities& Dienst Landelijk Gebied projecten 2008 http://gisserver1.agro.nl/arcgis/services/DLGprojecten2008/MapServer/WMSServer? Dinomap Boringen TNO : Boorgatmetingen, DGM v1.1, sonderingen, VES metingen http://www.dinoservices.nl/wms/dinomap/M07M0044?SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1& Dinomap geologische overzichtskaart http://www.dinoservices.nl/wms/dinomap/M08M0023?SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1& Dinomap goede en slechte gronden http://www.dinoservices.nl/wms/dinomap/M08M0058?SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1& Dinomap Pushed formations thickness http://www.dinoservices.nl/wms/dinomap/M08M0032?format=image/png& Dinomap Topografie http://www.dinoservices.nl/wms/dinomap/M08M0131?SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1& Dinomap Superficial geology Netherlands http://www.dinoservices.nl/wms/dinomap/M08M0007? DKLN 2006, luchtfoto van 2006 van Nederland door Eurosense http://gdsc.nlr.nl/wms/dkln2006? Dtb rws on geoservices.rijkswaterstaat.nl http://geoservices.rijkswaterstaat.nl/dtb_rws? EduGIS Algemeen Hoogtebestand Nederland http://ahn.geodan.nl/cgi‐bin‐ noncache/edugis/mapserv.cgi?map=maps/edugis/hoogte.map&LAYERS=hoogtes&FORMAT=image%2Fgif&TRANSPARENT=true&SERVIC E=WMS&VERSION=1.1.1& Fleximap Groningen diverse soorten kaarten van de gemeente Groningen http://fleximap.groningen.nl/tc/tilecache.py/1.0.0?LAYERS=topo&FORMAT=image%2Fpng&TCV=8&SERVICE=WMS&VERSION=1.1.1& Het Kadaster, kadastrale kaart, topkaarten, bonnekaarten, EHS, gebouwen etc. http://intern.kademo.nl/gs2/wms? HisGis Nederland, divers Historisch kaartmateriaal http://194.171.192.4/app/wms? Historisch Flevoland http://historische‐luchtfoto.flevoland.nl/lizardtech/iserv/ows?SERVICE=WMS& Kich , Archeologie, IKAW, Stads en dorpsgezichten, Rijksmonumenten http://geodatakich.wur.nl/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap/KICHWMS? Luchtfoto Amersfoort 2009 van Aerodata http://193.239.210.119/ios/customer/zFT6GNjUkG6ZQjslL2pk/wms? Luchtfotografie rws on geoservices.rijkswaterstaat.nl http://geoservices.rijkswaterstaat.nl/luchtfotografie_rws?
Tabel 6.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
34
6. 6.1
Gistools Beschikbare functionaliteiten van gistools in ArcGIS
Arcgis biedt aan de gebruiker veel mogelijkheden met de Arctoolbox. Afhankelijk van de gebruikslicentie kan het aantal beschikbare tools wel oplopen tot meer dan 500. Voor de inhoud van al deze tools wordt verwezen naar de functionaliteiten matrix bij Esri (http://www.esri.com/library/brochures/pdfs/arcgis10‐functionality‐matrix.pdf) De meeste standaard functionaliteiten zijn ondergebracht in de Arcview licentie, echter zo nu en dan zul je de tools van Arceditor of Arcinfo nodig zijn. Naast het gis platform zijn er ook aanvullende extensies zoals 3d‐analyst en spatial analyst. Deze bieden veel extra functionaliteiten en mogelijkheden, ook hiervoor ben je extra licenties nodig.
De arctoolbox is de centrale plaats waar je kunt beheren en uitvoeren van geoprocessing tools. Deze functionaliteit is ook mogelijk via Arccatalog. De Arctoolbox bevat gereedschapskisten, die op hun beurt tools en toolsets hebben. Toolsets zijn slechts mappen en zijn zelf geen gereedschappen. De tools kunnen verder niet buiten de gereedschapskist worden opgeslagen.
Figuur 23, Arctoolbox in Arcgis
Voor het onderhavige onderzoek zijn een aantal tools benodig die ons helpen bij het automatiseren. Dit zijn: ‐ conversion tools o Polygon to raster (arcinfo) Voor het converteren van de polygonen naar rasters o Raster to points Voor het converteren van rasters naar punten ‐ Samples / datamanagement Wegschrijven van de punten naar een text bestand o write feature to text file ‐ Spatial Analyst o Merge Samenvoegen van bestanden ‐ Analyses o Point distance (arcinfo) Berekenen van de onderlinge puntafstand ‐ Data Management o Make table view Een tabel selecteerbaar maken o Select Layer by Attribute Selectie op basis van attribuutinformatie o Join Field Het koppelen van tabellen o Delete Rows Het verwijderen van rijen in een tabel
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
35
6.2
Haalbaarheid ArcGIS oplossing met Modelbuilder
De Arcgis Modelbuilder is een applicatie die onderdeel is van Arcgis desktop. Hiermee is het mogelijk om repeterende bewerkingen visueel vast te leggen in modellen of scripts. De beschikbare tools binnen modelbuilder zijn alle tools die vanuit de Arctoolbox zijn op te vragen. Voor het maken van een (volledig) model zijn echter wel minimale gebruikslicenties nodig om van deze tools gebruik te kunnen maken, zoals bijvoorbeeld Arceditor en de extensies 3d‐analyst en spatial‐analyst.
7. 7.1
Ontwikkeling Het automatiseren met Arcgis 10 en Modelbuilder
Waarom gebruik maken van de Modelbuilder ? Modelbuilder voert een snelle analyse uit van de inputdata tot een (eind)resultaat. Door het aanpassen van de parameters is daarna eveneens snel mogelijk om een gewijzigd resultaat te krijgen. Analyses die zeer complex zijn en waarbij diverse stappen genomen moeten worden, zijn uitermate geschikt om dit met Modelbuilder uit te voeren. Met de grafische interface wordt het werkproces goed gedocumenteerd in het model. De volgende soorten modellen zijn standaard te onderscheiden: ‐ Herhalende taken o Minimaliseer repeterend werk o Efficiënt gebruik van veel gebruikte tools ‐ Geschiktheidsmodellen o Wordt gebruikt om de meest geschikte locatie te vinden ‐ Procesmodellen o Laat het landschap zien als de omstandigheden veranderen De standaard model elementen die gebruikt worden: ProjectData: data voordat het model gestart is. Tool: bewerking uitgevoerd op input data. Afgeleide Data: output data aangemaakt door een functie (intermediaire data) Proces: set van elementen start één proces of allemaal tegelijk. Schema 6.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
36
7.2
Testcase geautomatiseerde methode
Voor het uittesten van het model is er van een proefgebied een analyse gemaakt van de trefkans. Dit levert een drietal shapes op, die gebruikt worden als input voor het maken van een boorgrid.
Schema 7.
Van de drie verschillende trefkansgebieden worden drie verschillende boorgrids gemaakt, met verschillende hart op hart afstanden, en als resultaat tot één bestand samengevoegd. Door het combineren van de verschillende boorgrids is het mogelijk dat boorpunten nu dichter bij elkaar komen te liggen dan de minimale waarde van de grids. Om deze incidentele boorpunten uit het bestand te verwijderen is een volgend model gemaakt (zie bijlage 2 voor het Visual Basic script).
Schema 8.
Als resultaat kan van “pointsall (5)” een tekstbestand worden weggeschreven die vervolgens ingeladen kan worden in een gps‐systeem voor het uitzetten en bemonsteren van de boorpunten.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
37
Het is verder wenselijk om de tool uit te breiden met een oplossing van de grid richting. In het ontworpen model wordt standaard van de noord richting uitgegaan, omdat de rasters altijd noord gericht zijn. Wanneer langwerpig gevormde sites worden verwacht zou dit wenselijk kunnen zijn.
Het procesdoorloop De gekozen polygonen zijn in dit voorbeeld slechts ter illustratie en geven geen interpretatie van een werkelijke archeologische waardering van de getoonde locatie. Er wordt hier slechts aangetoond dat het waarderen van archeologie geautomatiseerd uitgevoerd kan worden in een gis omgeving.
figuur 24. Indelen van de gebieden naar kansrijk en kansarm, waarna met behulp van ‘polygon to raster’ tool een boorgrid wordt gemaakt van hart op hart 10 meter in de kansrijke gebieden, en een boorgrid van 50 meter in de kansarme gebieden.
figuur 25. Polygonen worden daarna omgezet in een raster. De grootte van het raster (gridcel) is afhankelijk van de gegeven waardering.
figuur 26. Daarna wordt met de tool ‘raster to points’ van ieder zwaartepunt van een rastercel een punt gecreëerd. Het eindresultaat is een totaallijst met boorpunten, die in een gps geladen kan worden om daarna in het veld te worden uitgezet, geboord en worden onderzocht. Nadat duidelijk is, welke gebieden als hoog en middenhoog geclassificeerd kunnen worden, is dit proces uitvoerbaar in een programma zoals Arcview of Arcgis explorer.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
38
Arcexplorer is een gratis programma van Esri, en bied aan de archeologisch vooronderzoek standaard tools en beschikbare kaarten waarmee je een waardering van het onderzoeksgebied op eenvoudige wijze kan worden ingevuld. Eigenschappen Arcgis explorer: ‐ Gebruik van luchtfotomateriaal Bingmaps is direct als basislaag te gebruiken; ‐ Gebruik van WMS services wordt ondersteund; ‐ Zoekfunctionaliteit op adressen; ‐ Maken van objecten (polygonen, lijnen en punten) en deze kunnen uitwisselen; ‐ Import functionaliteit zoals Arcgis Online ,layers, Kml, shape files, rasterdata en geodatabases ‐ Export functionaliteit met mapfiles, layer package en Kmz ‐ Werken met landelijke projecties; ‐ Kunnen meten in de kaart; ‐ Analyse mogelijkheden via tools die beschikbaar zijn via Arcgis services online. meer mogelijkheden via http://blogs.esri.com/Info/blogs/arcgisexplorerblog/archive/2010/03/30/using‐the‐ analysis‐gallery.aspx
8.
Kosten en baten aspect bij huidige prospectie methodiek in vergelijking met de geautomatiseerde methode met GIS.
De kosten van een bureauonderzoek zijn opgebouwd uit materiële en immateriële kosten. Bij een huidig bureauonderzoek wordt een bepaalde hoeveelheid tijd opgenomen voor : onderdeel subonderdeel medewerker Huidige uren Verwachte uren Voorbereiding bureauonderzoek senior KNA archeoloog 4 uren Klic Medewerker 2 uren Algemeen senior KNA archeoloog 1,5 uren Veldwerk Veldwerk KNA archeoloog 8 uren veldwerkassistent 8 uren Rapportages Uitwerking senior KNA archeoloog 2 uren Kaartmateriaal Tekenaar 3 uren 2 uren Rapportage senior KNA archeoloog 6 uren 5 uren Redactie Secretariaat 1 uren Rapporten repro stuksprijs Tabel 7. De inschatting van de hoeveelheid tijd is gebaseerd op een willekeurig gekozen onderzoeksgebied en wordt door een staffel bepaald onder andere aan de hand van de grootte van het onderzoeksgebied, maar ook de al reeds beschreven archeologische verwachting. Door het gebruik van meer digitaal bronmateriaal en het raadplegen van wms services, zal de hoeveelheid tijd in het bureauonderzoek niet direct afnemen. De senior KNA archeoloog zal deze tijd nog steeds nodig zijn. Mogelijk doordat meer materiaal beschikbaar is, zal hij hier ook langer mee bezig kunnen zijn. Door een gestructureerde werkomgeving zal er tijdens het totale proces, naar verwachting tussen de 5% en 10% aan tijd bespaard kunnen worden. Het implementeren van de GIS software en het aanpassen van het werkproces zullen in eerste instantie ook tijd kosten. Het doel van het bureauonderzoek is om de archeologische verwachting van de onderzoekslocatie te specificeren en om de betrouwbaarheid en de toepasbaarheid te vergroten van het archeologisch booronderzoek, bij het opsporen van archeologische waarden in het landschap. De verwachting is juist door het gebruik van kaarten en bronnen, die voorheen niet werden gebruikt, dat het boorgrid op deze wijze beter bepaald wordt. Dit kan resulteren in meer boringen of minder te nemen boringen. Wanneer te weinig boringen worden gezet, zal het risico bij de uitvoering van civiele graafwerkzaamheden uiteindelijk groter zijn. Er zal dan alsnog een opgraving moeten plaatsvinden. Een spoedopgraving die voorkomen had kunnen worden door vooraf een betere verwachting te maken, is wenselijker. Kosten van spoedopgravingen zijn hoger. Door overbodige boringen niet meer uit te voeren zijn ook hiermee kosten te besparen.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
39
9 Resultaten Conclusies Over de onderzochte datasets zijn de volgende conclusies te geven: ‐ Actuele Hoogtekaart Is een goed bruikbare kaartlaag, die zijn waarde reeds bij veel onderzoeken heeft bewezen. Door deze laag te combineren met andere kaartlagen wordt een nog gedetailleerder beeld verkregen van iedere gewenste plek. Wanneer de kaart interactief zou zijn als rasterlaag (kleur index op basis van getoond gebied) zou dit helpen bij het zoeken naar archeologische verwachtingen in het landschap. ‐ Geomorfologische kaart Nauwkeurige en gedetailleerde bodemkaarten kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan het maken van een verwachtingenkaart. De huidige verwachtingenkaart (IKAW) is gebaseerd op de geomorfologische kaart, echter kan dit vaak te algemeen zijn opgezet. Indien meer boorgegevens worden toegevoegd zal de geomorfologische kaart meer waarde krijgen voor het bepalen van een nauwkeurige archeologische verwachting. ‐ Luchtfotografie Bing Maps Met de komst van landsdekkende luchtfotobestanden, waarbij de fotopixel een grondresolutie heeft benaderd van minder dan een meter, is er zeer veel historische content zichtbaar(der) geworden. Deze historische informatie is niet altijd direct te begrijpen en te zien, het vergt inzicht van de onderzoeker en kan door specifieke fotobewerking zichtbaar(der) gemaakt worden met standaard fotobewerkingsprogramma’s. Echter recente ingrepen in het landschap brengen de onderzoeker vaak op een dwaalspoor, het combineren van andere historische kaarten en de daarbij horende historische infrastructurele gebiedskennis, blijft noodzakelijk om de luchtfoto’s goed te interpreteren. Het gebruik van luchtfoto’s van diverse jaargangen en daarbij genomen onder verschillende omstandigheden (bijvoorbeeld gewas en droogte) kunnen de onderzoeker helpen bij de archeologische prospectie. ‐ Historische kaart 1832 De kaart is een afspiegeling van de verkaveling van een bewoningsperiode van de mens. Het is het resultaat van eeuwen bewoningsgeschiedenis. Deze situatie kan ons veel vertellen over hoe de mens het landschap op dat moment, maar mogelijk ook daarvoor, in gebruik had. Juist bij het zoeken naar archeologische locaties kan dit zeer waardevol zijn. De kaart is opgebouwd uit objecten en is hierdoor zeer geschikt om koppelingen te maken met andere historische bronnen en gegevens, waaruit ook weer nieuwe informatie kan ontstaan. ‐ Archis II Archis kan naast zijn functie als meldingsdatabase zeker voor 17 informatielagen gebruikt worden om prospectie mee uit te voeren. Echter door de weinige exportfunctionaliteiten en het niet beschikbaar zijn van de informatielagen als wms service, is Archis minder goed bruikbaar. De absolute nauwkeurigheid en de betrouwbaarheid van de informatie geven een algemeen verwachtingsbeeld van de onderzoekslocatie. ‐ Grondradaronderzoek Een nadeel van deze onderzoeksmethode is dat de penetratie door water zeer slecht is. Door kleilagen beneden de waterspiegel afgedekte archeologie wordt zodoende slecht waargenomen. Voor grondradaronderzoek zijn verder goede resultaten geboekt met (bak)steenstructuren op zandgronden. De methodiek van de onderzoeksmethode is echter zeer gedetailleerd, dit zowel in het veld als bij de uitwerking. Het aanbieden van meetresultaten bij KICH of Archis door de diverse meetpartijen zal nog enige tijd duren, zij zien de opnames als interne resultaten, die nog geen archeologische waarde hebben. Door het combineren van traditioneel gebruikte archeologische informatiebronnen zal deze informatie pas dan een onderdeel gaan uitmaken van een inventariserend veldonderzoek. (bron: Projectrapportage, RVI‐166 rapport. 28 februari 2009) ‐ Multispectraal en near infrared luchtfotografie Deze opnametechnieken worden door een aantal instellingen zoals Rijkswaterstaat en het ministerie van landbouw en visserij al jaren gebruikt voor herkenning van veranderde omstandigheden in het cultuurlandschap. De techniek is niet zonder meer bruikbaar voor prospectie, zoals uit het RVI‐166 rapport naar voren kwam. Er zijn in Nederland daarnaast weinig aanbieders van multispectrale luchtfotografie. Om volledig gebruik te maken van alle eigenschappen van de multispectrale data, is het noodzakelijk om dit via een Web Coverage Service (WCS) te raadplegen. Via de site van Rijkswaterstaat, worden momenteel wel beelden getoond van nearby infrared, echter zullen deze slechts te interpreteren zijn in het RGB kleurenspectrum.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
40
Om de beelden te gebruiken voor het zoeken naar sporen van archeologie en het hiermee kunnen waarderen voor de archeologische verwachting, zullen de luchtfotobeelden van Bing Maps vaker tot meer succes kunnen leiden. ‐ De bewerkte TNO boringenkaart De kaart geeft een gedetailleerd beeld op basis van de hoofdlithologie en is gemaakt op basis van TNO boringen. Vanwege de driedimensionale informatie van de gegevens kan het wenselijk zijn een andere presentatie techniek toe te passen, zoals 3d‐analyst van Esri, Surfer of een ander 3d pakket. Voor het gebruiken van de boringenkaart in een WMS zal je het moeten beperken tot een twee dimensionale weergave, zodat het over elkaar kunnen leggen van kaarten mogelijk blijft. ‐ Afgeleide product van de AHN in combinatie met de historische kaart van 1832 Een kaart als deze biedt de prospector op een zeer gedetailleerd vlak informatie over een specifiek thema. Dit zal vaak niet anders zijn dan bij de andere bronnen. De bruikbaarheid is gebiedsafhankelijk en een landsdekkende service bestaat op dit moment niet. Algemene conclusie databestanden Er zijn op dit moment veel databestanden beschikbaar als wms. Door hier gebruik van te maken kan de archeologisch bureauonderzoeker veel tijd besparen in het onderzoek. De beschikbare diensten variëren van historische en recente luchtfotobestanden van Nederland, tot bodeminformatie, nearby infrared foto’s en (historische) kadastrale kaarten. Door kaartlagen te combineren, maar ook (eigen) nieuwe informatie als kaartlagen toe te voegen, kan daarmee de archeologische verwachting steeds beter worden geïnterpreteerd. Landsdekkende kaarten die met behulp van grondradar of multispectrale luchtfotografie worden gemaakt, worden op korte termijn nog niet via wms ontsloten, en zullen alleen via een opdracht of verzoek verkregen kunnen worden. Ook eigen bronnen, kaarten en onderzoeken kunnen heel goed via een gis server worden ontsloten. Daarnaast zijn er nog allerlei kaartviewers op het internet te vinden die informatielagen tonen, die niet als wms service beschikbaar zijn, maar wel erg interessant kunnen zijn voor de prospectie. Bijvoorbeeld de hoogtekaart op Edugis, de WatWasWaar site of Historiekaart.nl, waar veel kaarten en foto’s zijn te raadplegen. Conclusie in het proces van classificeren tot een geautomatiseerde (gis)tool Het automatiseren met behulp van gis is mogelijk. Door gebruik te maken van een gratis gisapplicatie zoals Arcexplorer kun je alle beschikbare wms bronnen toevoegen en raadplegen. Het programma biedt de mogelijkheid om wms te importeren, maar ook eigen vectordata. Na het interpreteren van de kaartlagen zijn er standaard tekenfunctionaliteiten, zoals het maken van polygonen. Met behulp van deze polygonen kun je van het onderzoeksgebied een archeologisch verwachtingsmodel maken. Door de objecten op een gestandaardiseerde wijze te exporteren, wordt daarna met behulp van een python of vb script, die in Arcgis / Modelbuilder is gemaakt, een boorgrid berekend en een uitzetbestand aangemaakt. Dit script dient wel op een computer uitgevoerd te worden, waarbij minimaal Arcgis met Arcinfo geïnstalleerd is met Spatial Analyst als extra extensie. Dit vanwege een aantal tools die worden opgeroepen bij het uitvoeren van het script.
Aanbeveling In bovenstaande conclusies komt naar voren dat het gebruik van externe bronnen zoals wms, zeer handig kan zijn voor het bepalen van nauwkeurige archeologische verwachtingen in het terrein. De hoeveelheid kaarten en services is geen beperkende factor. Het gebruiksrecht en het mogen publiceren van het materiaal, bij commercieel gebruik, kunnen dit wel zijn. Het gebruiken van de kaarten is eenvoudig te realiseren via een gratis applicatie, zoals Arcexplorer. De beschikbare wms diensten die op dit moment als test en demo worden gebruikt, zullen zo mogelijk in de (nabije) toekomst alleen beschikbaar kunnen zijn tegen een abonnementsvorm. Het zou verder wenselijk kunnen zijn om bepaalde basis kaartlagen, zoals een topografische ondergrond, ook zelf beschikbaar te hebben. Bij het maken van het Python script is verder gebleken dat voor een aantal tools Arcinfo noodzakelijk is. Het zou best mogelijk kunnen zijn om deze scripts aan te passen in Visual Basic of Python, zonder hiervoor Arcgis componenten te gebruiken.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
41
Begrippen en afkortingen AHN Het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) is een bestand met voor heel Nederland gedetailleerde en precieze hoogtegegevens. AMK De Archeologische Monumenten Kaart (AMK) is een gedigitaliseerd bestand van alle bekende behoudenswaardige archeologische terreinen in Nederland. De kaart wordt beheerd en bijgehouden door de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed. Anomalieën Een afwijking van de algemene norm of vastgestelde waarde Archeologisch vooronderzoek / prospectie Archeologisch onderzoek begint niet altijd direct met graafwerk, maar wordt dikwijls voorafgegaan door een zogenaamd vooronderzoek. Dit vooronderzoek is er op gericht de reeds bekende archeologische waarden binnen het plangebied in kaart te brengen. Op basis van dit vooronderzoek wordt het vervolgtraject bepaald. Archeologisch bureauonderzoek Archeologisch onderzoek begint over het algemeen met een bureauonderzoek. Door het raadplegen van diverse bronnen, zoals waardenkaarten, archiefmateriaal en bodemkaarten, kan zonder veldonderzoek een archeologisch verwachtingsmodel worden opgesteld. Uit dit onderzoek zal blijken of het plangebied een lage of hoge archeologische verwachting heeft en waar eventuele archeologische waarden en/of bodemverstoringen te verwachten zijn. Dit verwachtingsmodel wordt vaak direct in het veld getoetst door middel van een (verkennend) booronderzoek. Archeologisch booronderzoek (Inventariserend veldonderzoek, ook wel IVO‐Boren) Het doel van het booronderzoek is het aanvullen en toetsen van de verwachting die tijdens het bureauonderzoek is opgesteld. Het booronderzoek kan verkennend, karterend of waarderend zijn. Het onderscheid hiertussen wordt bepaald door het aantal boringen per hectare (grid) en de diameter van de boor. Ook de verwachting is van invloed op het aantal te zetten boringen. Aan de hand van het booronderzoek kunnen vindplaatsen worden vastgesteld of kan blijken dat een plangebied geen archeologische resten (meer) bevat. Als aanvulling op het booronderzoek kan een veldkartering worden uitgevoerd. Hierbij worden aan de oppervlakte archeologische vondsten verzameld en gekarteerd. Archeologische verwachtingswaarde Een indicatie van de kans van mogelijke archeologische sporen in het landschap. ArcGIS Een softwareprogramma waarmee ruimtelijke gegevens getoond kunnen worden. Er kunnen kaarten en analyses mee worden uitgevoerd. Archis ARCHIS (Archis) ‐ ARCHeologisch Informatie Systeem. Het door de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed beheerde archeologisch informatie systeem, met informatie over o.a. onderzoeksmeldingen, vondstmeldingen, vondstwaarnemingen, complexen en monumenten. De informatie kan via een GIS module in kaartlagen zichtbaar worden gemaakt. Boorgrid Een geprojecteerd raster van te nemen boringen. Databronnen Informatie die is opgeslagen in analoge of digitale vorm, die bij dit onderzoek gebruikt kunnen worden, doordat ze met een geografische koppeling aan elkaar zijn te relateren. Diëlectrische constante Is een fysische grootheid die beschrijft hoe een elektrisch veld een medium beïnvloedt en erdoor beïnvloed wordt. (bron Wikipedia) Georeferentie Locatie van een ruimtelijk object vastgelegd in een ruimtelijk referentiesysteem Gevonden op http://www.encyclo.nl/lokaal/10796 Geomorfologie Geomorfologie is de wetenschap die de landvormen bestudeert, hun ontstaan en hun ontwikkeling, evenals de processen die daarbij een rol spelen of in het verleden hebben gespeeld. Gevonden op http://www.vliz.be/vmdcdata/faq/keywords.php GIS GIS staat voor Geographic Information System en kan omschreven worden als een elektronisch databeheerssysteem voor het opslaan, bewerken, analyseren en tonen van alle informatie die verbonden is met een geografische ligging. Gevonden op http://www.vliz.be/vmdcdata/faq/keywords.php
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
42
Grondradar Een grondradarsysteem bestaat uit een combinatie van een elektromagnetische zender en een bijhorende ontvanger. Bij het meten wordt een hoogfrequente radiopuls door de zendspoel uitgezonden en gereflecteerd op bepaalde lagen of objecten in de bodem, die een andere elektromagnetische eigenschap hebben dan de bodem eromheen. Hoofdlithologie Beschrijving van bodemlagen op hoofdthema van het soort gesteente of grondsoort. Remote sensing / Laseraltimetrie / weerstandsonderzoek In de ruimste zin van het woord is remote sensing het waarnemen van of verzamelen van informatie over iets met een instrument dat geen direct contact heeft met het waargenomen object. Tegenwoordig wordt het begrip vooral gebruikt voor aardobservatie: het verzamelen van gegevens over het aardoppervlak door middel van satellieten, luchtballonnen, schepen of andere hulpmiddelen. Remote sensing wordt voor verschillende doeleinden gebruikt; om milieuproblemen in kaart te brengen, voor meteorologische waarnemingen en voor defensiedoeleinden. Ook navigatiesystemen maken gebruik van remote sensing. Modelbuilder ModelBuilder is een applicatie waarin je modellen kunt maken, bewerken en beheren. Nearby infrared Nearby infrared is net als bij de multispectrale band niet voor het oog waarneembaar. De golflengten liggen ergens tussen 780 nanometer en 1 mm. Onderzoekstools Een geautomatiseerde doorloop van handelingen om op een eenvoudige wijze te komen tot een gewenst onderzoeksresultaat. Orthofoto mozaiëken Samengestelde luchtfoto, waarbij de foto’s zijn gecorrigeerd aan de hand van de hoogten in het terrein. Spectrale band Het spectrum van zichtbaar en onzichtbaar licht. Thiessen Polygonen Een wiskundige methode om veelhoeken te maken die als basis punten gebruikt worden. Elk punt bevindt zich dan in het zwaartepunt van elke polygoon. Web Mapping Service (WMS) Een Web Map Service (WMS) publiceert “Kaarten” (dit betekend: een visuele voorstelling van de georuimtelijke data, niet de data zelf) op het Web. WMS biedt een manier om gelijktijdig een visueel overzicht te krijgen van complexe en gedistribueerde geografische kaarten, over het internet. De Open Geospatial Consortium (OGC) definieert het WMS. Bron: Wikipedia
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
43
Literatuur
Boonstra, O. & A. Schuurman, 2009, Tijd en Ruimte, Nieuwe toepassingen van GIS in de alfawetenschappen Conolly, J. & M. Lake, 2006, Geographical Information Systems in Archaeology. Groenewoudt B.J. , 1994, Prospectie, waardering en selectie van archeologische vindplaatsen: een beleidsgerichte verkenning van middelen en mogelijkheden. NAR 17. ROB, Amersfoort Mol, J.A., 2010, HisGIS Groningen, rapport Opzet, verrijkingsmogelijkheden en prioriteiten. Medusa, November 2010, rapport Hamdijk & Bovenlanden, grondradarverkenning naar archeologie in de ondergrond. Medusa, april 2010, tussentijds rapport 2010‐P‐283, Grondradaronderzoek naar dikte en omvang van veenpakket in Kloosterveen III te Assen Projectteam, VB Ecoflight, Medusa Explorations, Archeopro, Vexcel Nederland en Imagem, februari 2009, Innovaties in archeologisch vooronderzoek, Eindrapportage project RGI‐166 Tol, A.J & P. Verhagen, 2004, Prospectief boren: Een studie naar de betrouwbaarheid en toepasbaarheid van booronderzoek in de prospectiearcheologie. Raap‐rapport 1000. Wageningen UR, 2011, Kennis in Kaarten, Mapping Research
Internetreferenties Actueel Hoogtebestand Nederland http://www.ahn.nl Bodeminformatiebeheer, Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. Commerciële kaartdiensten en de overheid, auteur E.M. Gillavry, mei 2010 http://www.bodeminformatiebeheer.nl/files/Commerciele_kaartendiensten_en_de_overheid_v4.pdf Geomorfologische kaart Nederland http://www.alterra.wur.nl/NL/Producten/GIS‐bestanden/Geomorfologie/Geomorfologische+kaart/ Kadaster, mei 2011, beschrijving topografie http://www.kadaster.nl/index_frames.html?inhoud=/kadaster/wat_doen_we/topografische‐dienst‐ nederland.html&navig=/kadaster/nav_serverside.html%3Fscript%3D1 Katholieke Universiteit Leuven, mei 2011, Archeologische luchtprospectie http://www.arts.kuleuven.be/wea/Luchtfotografie/indexe.htm Kennislink, mei 2011, Remote‐sensing in archeologie http://www.kennislink.nl/publicaties/remote‐sensing‐in‐archeologie Medusa Explorations, mei 2011, onderzoeksbureau voor natte en droge bodemopbouw. http://www.medusa‐online.com Open Geospatial Consortium Inc., augustus 2004, Web Map Service http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=5316 SIKB, 2011, KNA Landbodems versie 3.2, Toelichting en programma van Eisen http://www.sikb.nl/pagina.asp?id=8400 Spaceplaza, mei 2011, Multi‐spectraal en hyperspectraal http://www.spaceplaza.nl/multi‐en‐hyperspectraal‐384.html Spaceplaza, mei 2011, Archeologie http://www.spaceplaza.nl/archeologie‐321.html T&A Survey, mei 2011, onderzoeksbureau voor natte en droge bodemopbouw. http://www.ta‐survey.nl Grondradar: http://www.ta‐survey.nl/file.php?id=13 Bepalen overgang Holoceen‐Pleistoceen: http://www.ta‐survey.nl/file.php?id=28 Asfaltdiktemetingen op wegen en dijken: http://www.ta‐survey.nl/file.php?id=23 Detectie van kabels en leidingen: http://www.ta‐survey.nl/file.php?id=16 TNO, 2000, standaard boor beschrijvingsmethode, TNO rapport NITG 00‐141‐A, versie 5.1 http://www.dinoloket.nl/nl/about/dataTypes/bor/resources/sbb51.pdf TNO, januari 2011, boringen via het Dinoloket. http://www.dinoloket.nl/ Wikipedia, mei 2011, Multi‐spectral image http://en.wikipedia.org/wiki/Multi‐spectral_image
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
44
Overzicht van figuren, tabellen en bijlagen Schema 1. Schema 2. Schema 3. Schema 4. Schema 5. Schema 6. Schema 7. Schema 8. Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Figuur 1. Figuur 2. Figuur 3. Figuur 4. Figuur 5. Figuur 6. Figuur 7. Figuur 8. Figuur 9. Figuur 10. Figuur 11. Figuur 12. Figuur 13. Figuur 14. Figuur 15. Figuur 16. Figuur 17. Figuur 18. Figuur 19. Figuur 20. Figuur 21. Figuur 22. Figuur 23. Figuur 24. Figuur 25. Figuur 26.
Bijlage 1 Bijlage 2 Bijlage 3 Bijlage 4
De KNA‐Processen in relatie tot het proces van de archeologische monumentenzorg (SIKB, 2011) Beschrijving van vijf beschikbare databestanden of organisaties die deze beschikbaar hebben. Beschrijving van vier nieuwe en toekomstige databestanden. Beschrijving van webservices: WMS, WFS en WCS. Beschrijving van webservices: WMS, WFS en WCS. Modelbeschrijving, Modelbuilder, Arcgis 9.3 Model van trefkansgebied tot het maken van een boorgrid, J.J.Feikens mei 2011 Model van het wissen van dicht bij elkaar gelegen boorpunten, J.J.Feikens mei 2011 Foutmarges in de actuele hoogtekaart, www. AHN.nl 2011 Beschikbare kaartlagen in Archis II, http://archis2.archis.nl/, mei 2011 Selectie van 17 kaartlagen met de scope op de absolute nauwkeurigheid Beschrijving algemene gegevens boring B08C0512, TNO mei 2011 Beschrijving lithologie lagen boring B08C0512, TNO mei 2011 Beschrijving van 22 beschikbare wms services met relevante historische en topografisch content, mei 2011 Kosten aspect, indicatie van uren van een prospectie. Voorbeeld Hoogtekaart AHN‐1, www.AHN.nl 2011 Geomorfologische kaart van Nederland, TNO, 2011 Luchtfoto Bingmaps van 2006, locatie bij Midwolda via www.Bingmaps.nl Grondradarbestand en historische kaart 1832 geprojecteerd op de luchtfoto van Bingmaps 2006. Grondradarbestand en historische kaart 1832 geprojecteerd op de luchtfoto van Bingmaps 2006. Negatief fotobeeld van twee steenhuislocaties nabij de onderzoekslocatie de Bovenlanden Nabij Infrarood beeld van de Punt van Reide, bron Rijkswaterstaat 2011 Nabij Infrarood beeld van de Punt van Reide, uitvergroting, bron Rijkswaterstaat 2011 Multispectraalbeeld met zichtbare archeologische sporen, Katholieke Universiteit Leuven, 2011 Bewerkt fotobeeld Baamsum, voormalig kloosterterrein, 2009 en Luchtfoto 2008, Cyclomedia, gebied Baamsum Actuele lithologie van de boring B08C0299, TNO mei 2011 Doorsnede op de boringenkaart, hoofdlithologie, gebied Oldambt, bewerking door J.J.Feikens 2011, bron TNO, 2005 Boringenkaart in 3D, met behulp van Arcscene gemaakt. Visualisatie van veen. Bewerking door J.J.Feikens 2011, bron TNO, 2005 Visualisatie in Arcscene van AHN in combinatie met de Historische kaart van 1832, J.J.Feikens 2011. Visualisatie in Arcscene van de historische kaart met de AHN, J.J.Feikens 2011. Toevoegen van WMS services in Arcgis (versie 9.3) Historische kaart van Groningen, J.J.Feikens 2010 en combinatie met boringen (TNO, 2011) en Top10 kaart (HisGIS 2011). Het combineren van WMS services, OGC , mei 2011 Publieke WFS services te vinden op de website van GDSC, mei 2011 IKAW kaart, Indicatieve Kaart Archeologische Verwachting, KICH, 2011 IKAW kaart, uitvergroting op Archis II, mei 2011 Onderzoekslocatie Midwolda, eigen bureauonderzoek, mei 2011. Arctoolbox in Arcgis 9.3 Indelen van gebieden kansrijk en kansarm, J.J.Feikens, mei 2011 Omzetten gebieden naar raster, J.J.Feikens, mei 2011 Omzetten raster naar punten, J.J.Feikens, mei 2011
Richtlijnen KNA 3.2 betreffende het bureauonderzoek VB script “verwijderen punten dichter bij elkaar dan 5 meter” Autocad routine voor het genereren van een dataset tbv thematische bodemkaart Onderzoeksvragen
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
45
Bijlage 1 KNA 3.2 Met betrekking tot de KNA is voor het archeologisch bureauonderzoek het één en ander wettelijk vastgelegd. De volgende onderdelen zijn gefilterd uit de verschillende documenten die te vinden zijn op de website van www.sikb.nl dit specifiek voor het archeologisch bureauonderzoek. 1.1.1 Deel 1 Programma van eisen (Protocol 4001) 1.1.2 Deel 1 Specificaties voor het opstellen van een programma van eisen • Kennisnemen van voorliggende gegevens • Format PVE 1.1.3 Deel 1 Bureauonderzoek • Proces 1.1.4 Deel 1 Afbakenen plan‐ en onderzoeksgebied; vaststellen consequenties toekomstig gebruik 1.1.5 Deel 1 Beschrijven huidig gebruik 1.1.6 Deel 1 Beschrijven historische situatie en mogelijke verstoringen 1.1.1 Programma van Eisen (Protocol 4001) Doel en rol van een Programma van Eisen Een Programma van Eisen (PvE) is een inhoudelijk document waarin het doel, de vraagstelling en de uitvoeringswijze van een archeologisch veldonderzoek en specialistisch onderzoek verwoord staan, alsook de randvoorwaarden van het onderzoek. Bijvoorbeeld met betrekking tot de omgang met het vondstmateriaal. Bij elk onderdeel worden eisen geformuleerd waaraan onderzoek en uitvoering ten minste moeten voldoen. Het opstellen van een PvE heeft tot doel de inhoudelijke kwaliteit van archeologisch onderzoek te borgen en kan beschouwd worden als hét basisdocument voor archeologisch veldonderzoek. Een PvE speelt aldus een belangrijke rol in het archeologische werkproces en de cyclus van de monumentenzorg om te komen tot hoogwaardige archeologische kennisvorming. Naast inhoudelijke eisen kunnen in het PvE evenwel ook eisen gesteld worden door de bevoegde overheid, met betrekking tot informatie, wijzigingen, aanvullende eisen met betrekking tot bijvoorbeeld personeel etcetera (zie het hoofdstuk randvoorwaarden en aanvullende eisen). 1.1.2 Specificaties voor het opstellen van een programma van eisen Voor het opstellen van een programma van eisen dienen er een aantal zaken te worden beschreven. Dit zijn de volgende onderdelen: ‐ Kennisnemen van voorliggende gegevens (PS01) ‐ Formuleren inhoudelijke vraagstelling; motiveren van methoden & technieken (PS02) ‐ Bepalen randvoorwaarden en aanvullende eisen (PS03) ‐ Bepalen voorschriften bij wijziging ten opzichte van de PVE (PS04) ‐ Format PVE (PS05) In de scope van dit onderzoek wordt onderzoek gedaan naar de automatiseringsmogelijkheden die een accuraat en volledig , maar ook een snel beeld van beschikbaar historische content kunnen geven. Voor het opstellen van de randvoorwaarden voor dit onderzoek hoeven we dan alleen maar naar de van toepassing zijnde onderdelen met als raakvlak het archeologisch bureauonderzoek te kijken. Bij “ Kennisnemen van voorliggende gegevens” en bij het onderdeel Format PVE is het gebruik van goed kaartmateriaal noodzakelijk en worden alleen deze twee thema’s onderzocht.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
46
1.1.2.1 Kennisnemen van voorliggende gegevens (PS01) Er wordt geïnventariseerd welke voorliggende gegevens aanwezig zijn. Is er een bureauonderzoek en/of inventariserend veldonderzoek uitgevoerd (proefsleuven/overige methoden)? Dan heeft het voortraject geresulteerd in een verwachtingsmodel en rapport waarin deze resultaten zijn beschreven. Daarnaast dienen relevante administratieve gegevens verzameld te worden, en de aanleiding en motivering van het onderzoek verwoord, door het vaststellen van de beoogde ingreep (aard en omvang), de planologische achtergrond, de verwachte mate van verstoring en de eventuele mogelijkheid of onmogelijkheid voor behoud in situ van (gedeeltes van) het onderzoeksgebied. Bij het raadplegen van de bronnen moet er op gelet worden dat ook aardwetenschappelijke en historisch‐ geografische aspecten, alsmede resultaten van ander specialistisch onderzoek, in het voorafgaande bureauonderzoek en/of inventariserend veldonderzoek zijn meegenomen. Bij de archeologische verwachtingen moet worden aangegeven, naast periode, complextype en archeologische indicatoren, waarop de archeologische verwachting gebaseerd is. Ook de diepteligging van de (verschillende) vondstlagen moet, indien beschikbaar, worden aangegeven. Verder kan er gezocht worden naar literatuur over het onderzoeksgebied. Indien er sprake is van een opgraving zullen periode en complextype bekend zijn.
De volgende gegevens worden verzameld (indien van toepassing) ‐ Administratieve gegevens onderzoeksgebied; ‐ Kaart met de begrenzing van het plangebied; ‐ Verwachtingsmodel bureauonderzoek; ‐ Beoogde ingreep (aard en omvang); ‐ Resultaten verkennend inventariserend veldonderzoek; ‐ Resultaten inventariserend veldonderzoek proefsleuven; ‐ Literatuur aangaande het onderzoeksgebied; ‐ De periode (bij opgraven); ‐ Het complextype (bij opgraven); ‐ Het selectiebesluit (bij opgraven). 1.1.2.2. Format PVE (PS05) Hieronder staat het format PvE, zoals dit door de opstellers gebruikt moet worden, voorzien van een toelichting. In het format staan alle verplichte onderdelen die bij de uitvoering van een onderzoek in ogenschouw genomen moeten worden. Het format is te downloaden via: www.sikb.nl/kna3.2/landbodems. De volgende gegevens dienen te worden opgenomen (indien van toepassing): ‐ topografische kaartuitsnede met locatie van het onderzoeksgebied, ‐ uitsnede uit de bodem‐ en geomorfologische kaart, ‐ uitsnede uit de IKAW, ‐ indien verkrijgbaar, boorpuntenkaart van het voorgaande IVO (bij IVO‐Proefsleuven), ‐ puttenkaart (voor IVO‐Proefsleuven en Opgraven), ‐ indien verkrijgbaar, alle sporenkaart van het IVO‐Proefsleuven (voor Opgraven). ‐ Kaart begrenzing plangebied/onderzoeksgebied.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
47
1.1.3 Bureauonderzoek (Protocol 4002) Doel Het doel van bureauonderzoek is het verwerven van informatie aan de hand van bestaande bronnen, over bekende of verwachte archeologische waarden, binnen een omschreven gebied, om daarmee te komen tot een gespecificeerde, archeologische verwachting. Het resultaat is een standaardrapport met een gespecificeerde archeologische verwachting, op basis waarvan een beslissing genomen kan worden ten aanzien van (eventueel) vervolgonderzoek. Het rapport bevat, waar mogelijk, gegevens over aan‐ of afwezigheid, aard, omvang, ouderdom, gaafheid, conservering en (relatieve) kwaliteit van archeologische waarden en aardwetenschappelijke eigenschappen. Afhankelijk van de omvang van de toekomstige (planologische) ingreep en werkzaamheden, de aard van de aanleiding tot het bureauonderzoek en de vraagstelling, zullen aanvullende gegevens moeten worden verzameld. Hierbij blijft de doelstelling van het bureauonderzoek (het komen tot een gespecificeerde verwachting) overeind. Door een wijziging in de Monumentenwet 1988 is er sinds september 2007 een toevoeging aan het bureauonderzoek van ondergrondse bouwhistorische resten met betrekking tot het onderzoeksgebied. Planontwikkeling in de bebouwde omgeving, waarbij cultuurhistorische waarden verloren dreigen te gaan, komt in de praktijk minstens zo vaak voor als in de onbebouwde omgeving. De gewijzigde Monumentenwet 1988 onderkent het belang van deze waardevolle archeologische resten in de bebouwde omgeving en geeft gemeenten bijvoorbeeld de bevoegdheid om archeologisch onderzoek verplicht te stellen in beschermde stads‐ en dorpsgezichten. Maar ook via het bestemmingsplan kunnen gemeenten dit onderzoek verplicht stellen, waarbij aldus geen beperking bestaat tot beschermde gezichten. In het geval archeologische resten toe te schrijven zijn aan bouwwerken, kunnen ze als ondergrondse bouwhistorische waarden worden gekenschetst. Voorbeelden zijn de resten van paalgaten (houtbouw), funderingen, vloeren en muurwerk behorend bij een (bouwfase van een) bouwwerk. Er is aldus een raakvlak/overlap tussen archeologische resten en bouwhistorische resten. In principe kan gesteld worden dat ondergrondse bouwhistorische resten een speciale soort van archeologische resten is: archeologische resten/sporen, ouder dan vijftig jaar die de restanten zijn van gebouwen, waarvan een huidige variant of (directe) opvolger er vandaag de dag nog staat, zijn te beschouwen als ondergrondse bouwhistorische resten. Ondergrondse bouwhistorische waarden kunnen aangetast worden bij de sloop van bouwwerken, de bouw van kelders of souterrains, de vervanging van vloeren, het aanbrengen van nutsvoorzieningen en bij funderingsonderzoek in het kader van restauraties van gebouwde monumenten. Wanneer archeologisch onderzoek dient plaats te vinden op een dergelijke locatie, dienen uiteraard ook deze bouwhistorische waarden gedocumenteerd en zo mogelijk veiliggesteld te worden. Het is daarom goed om in het archeologisch bureauonderzoek ook expliciet aandacht te schenken aan de bebouwde omgeving en het voorkomen van ondergrondse bouwhistorische waarden, en zo een gespecificeerde verwachting op te stellen op basis van meerdere cultuurhistorische waarden in het onderzoeksgebied. Dit levert een beter gemotiveerd advies op ten aanzien van eventueel vervolgonderzoek. 1.1.3.1 Proces Het proces bureauonderzoek bestaat uit één deelproces, het uitvoeren van het bureauonderzoek, opgebouwd uit elf processtappen: 1. Afbakenen plan‐ en onderzoeksgebied en vaststellen consequenties van mogelijk toekomstig gebruik; (LS01) 2. Aanmelden onderzoek bij Archis; 3. Vermelden (en toepassen) overheidsbeleid; 4. Beschrijven huidig gebruik; (LS02) 5. Beschrijven historische situatie en mogelijke verstoringen; (LS03) 6. Beschrijven mogelijke aanwezigheid bouwhistorische waarden in de ondergrond; (LS02, LS03, LS04) 7. Beschrijven bekende archeologische en aardwetenschappelijke waarden; (LS04) 8. Opstellen gespecificeerde verwachting; (LS05) 9. Opstellen standaardrapport bureauonderzoek; (LS06) 10. Afmelden onderzoek bij Archis: overdracht onderzoeksgegevens; 11. Aanleveren digitale gegevens bij e‐Depot.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
48
Processtap 1 dient om de begrenzing van het gebied aan te geven en daarmee het onderzoekskader te bepalen. Het beschrijven van het huidig gebruik, de aardwetenschappelijke situatie, de historische situatie, de mogelijk aanwezige bouwhistorische waarden in de ondergrond, de mogelijke verstoring(en) en de bekende archeologische waarden zijn voorwaarden voor het kunnen opstellen van een gespecificeerde verwachting. Vervolgens wordt het rapport opgesteld en de gegevens aangeleverd bij Archis, waarna het proces kan worden afgesloten. 1.1.4. LS01 afbakenen plan‐ en onderzoeksgebied; vaststellen consequenties toekomstig gebruik Toelichting Met de afbakening van het (bureau)onderzoeksgebied wordt het gebied aangeduid, waarvan de gegevens over de historische situatie, bekende archeologische waarden en verwachtingen gebruikt gaan worden in het bureauonderzoek. Dit gebied kan groter zijn dan het plangebied. De omvang daarvan wordt bepaald en gemotiveerd door de uitvoerder van het bureauonderzoek. Richtlijnen zijn niet op voorhand te geven; de begrenzingen hangen af van de mate en aard van de informatie, die verwacht worden. Het mogelijk toekomstig gebruik van het onderzoeksgebied kan bepalend zijn voor het eventuele navolgende onderzoek (inventariserend veldonderzoek, fysiek beschermen of opgraven). De wijze waarop het gebied wordt ingericht, kan bijvoorbeeld betekenen dat bekende en/of verwachte archeologische waarden (deels of geheel) onaangetast (kunnen) blijven. Ook kan besloten worden de inrichting dusdanig aan te passen, dat de bekende en/of verwachte archeologische waarden alsnog (deels of geheel) onaangetast (kunnen) blijven. Producten ▪ Topografische kaart of tekst met begrenzing van het geografische plangebied; ▪ Topografische kaart of tekst met de begrenzing van het onderzoeksgebied waarvan de gegevens bepalend zijn voor het bureauonderzoek; ▪ Kaart of tekst over het mogelijk toekomstig gebruik. Kwaliteitseisen ▪ Afbakening plan‐ en onderzoeksgebied ‐ Nauwkeurige begrenzing van het plan‐ en onderzoeksgebied in tekst of beeld, analoog of digitaal; ‐ Gebruik maken van actuele topografische kaarten en/of kadasterkaarten. ▪ Toekomstige situatie ‐ Gebruik maken van de meest recente en betrouwbare gegevens; ‐ Bij de opdrachtgever worden, indien relevant en/of reeds beschikbaar, de volgende gegevens opgevraagd: ‐ het ontwerp c.q. inrichtingsplan; ‐ wat is de aard van de toekomstige situatie (diepploegen, gewas, woonwijk, vaargeul, recreatieplas)? ‐ de milieutechnische condities, bijvoorbeeld de milieuhygiëne; ‐ de aard en omvang van de toekomstige verstoring; ‐ wordt bodem verwijderd (waar, hoe en hoe diep) of opgebracht (waar en hoeveel, tijdelijk gronddepot)? ‐ wordt grondverbetering toegepast? ‐ worden kanalen, sloten en/of greppels gedempt? ‐ waar is de toekomstige infrastructuur (onder‐ en bovengronds) gepland? ‐ waar is de toekomstige verharding gepland? ‐ kwaliteitseisen aan Synthese (deel 1)waar zijn de toekomstige waterlopen/vaargeulen gepland en is daarbij sprake van benodigde werken (duikers, verbreding waterlopen etc.)? ‐ Wat is de stand van het waterpeil c.q. bodempeil in het betreffende gebied en omgeving en verandert deze door de geplande ingrepen? ‐ Wie wordt de toekomstige gebruiker (van belang m.b.t. bescherming en/of beheer)?
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
49
1.1.5. LS02 Beschrijven huidig gebruik Toelichting Voor de uitkomst van het bureauonderzoek en de bepaling van het (eventuele) vervolg van het voortraject (inventariserend veldonderzoek) is het van belang de huidige situatie vast te stellen. Bodemverontreiniging, gebruik, bebouwing, maar ook de aanwezigheid van bijvoorbeeld een hoogspanningsleiding kunnen de onderzoeksstrategie van vervolgactiviteiten (mede) bepalen. Daarnaast kan dit mede bepalend zijn voor de archeologische verwachting. Producten ▪ Tekst en/of kaart van het onderzoeksgebied met exacte gegevens over de huidige situatie van het terrein, met legenda en toelichting. Kwaliteitseisen ▪ Beschrijving van de huidige situatie ‐ Gebruik maken van de meest recente gegevens (vigerend bestemmingsplan, actuele uitgave topografische kaart, kadastrale gegevens, e.d.); ‐ gegevens omtrent de huidige situatie omvatten, indien bekend; ‐ het huidige (bodem)gebruik, eventueel aan te vragen bij de gemeente, opdrachtgever en/of beheerder/eigenaar van de grond; ‐ een actuele plattegrond van de huidige inrichting. De huidige grondwaterstand wordt bepaald aan de hand van voorhanden zijnde gegevens of door navraag; ‐ aanwezigheid constructies, met inbegrip van kelders en andere ondergrondse (kunst)werken (bijvoorbeeld funderingen), aan‐ of afwezigheid van (en de aard van) verhardingen, tanks, kabels en leidingen (boven‐ en ondergronds; KLIC‐melding), aangevraagd bij de gemeente en/of huidige gebruiker/eigenaar; ‐ controle gegevens aan de hand van een bezoek aan de locatie. 1.1.6. LS03 Beschrijven historische situatie en mogelijke verstoringen Toelichting Het beschrijven van de historische situatie dient meerdere doelen. Er wordt archeologisch inhoudelijk gekeken of eventueel sprake is van historische bebouwing, mogelijke vaarwegen en/of subrecent gebruik, waarbij vastgesteld moet worden of sprake is van verstoringen (bijvoorbeeld ontgrondingen, stortingen en verhardingen). Belangrijk is niet alleen te vermelden welke informatiebronnen zijn gebruikt, maar ook welke niet zijn gebruikt, bijvoorbeeld: ‘Vermoed wordt dat in het verleden grond is afgegraven, maar de vorige eigenaar is niet benaderd om dit te verifiëren’. Producten ▪ Tekst en/of kaart van het plan‐ of onderzoeksgebied met exacte gegevens over de historische situatie, met legenda en toelichting. Kwaliteitseisen ▪ Verzamelen van gegevens ‐ Kennis m.b.t. de historische situatie kan verkregen worden door raadpleging van alle voor het betreffende gebied voorhanden zijnde naslagwerken en beeldmateriaal op verschillende schaalniveaus en van verschillende disciplines, waaronder geofysische, historisch‐geografische en fysisch‐geografische. Te denken valt aan: ‐ bodemkaart van Nederland, schaal minimaal 1:50.000; ‐ oud(st)e kadasterkaarten; ‐ topografische kaart van Nederland; ‐ indien beschikbaar, historische kaarten van Nederland en andere relevante historische kaarten; ‐ indien beschikbaar, relevant beeldmateriaal voor bouwhistorie. Te denken valt aan bouw‐/ constructietekeningen van te slopen of te wijzigen historische bouwwerk(en); ‐ indien beschikbaar, gegevens van milieukundig bodemonderzoek; ‐ gebiedsspecifiek materiaal; ‐ beschikbare lucht‐ en satellietfoto’s; ‐ Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN);
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
50
‐ archieven; ‐ eigenaar en gebruiker. ‐ er dient een beredeneerde keuze van geraadpleegde bronnen gemaakt te worden. ▪ Specificatie van de historische situatie ‐ Bij de onderbouwing van de weergave van de historische situatie dient duidelijk aangegeven te worden welke bronnen voor welke conclusie zijn gebruikt. Daarbij dient tevens te worden aangegeven welke informatie niet is gebruikt, of niet voorhanden is, of als onbetrouwbaar terzijde is gelegd. De volgende gegevens dienen, indien bestaand, vermeld te worden: ‐ aard van het historische gebruik (bebouwing, landbouwgrond, historische wegen, etc.); ‐ aard van verstoring (funderingen, kabels en leidingen, sloten); ‐ aard en mate van vervuiling; ‐ omvang (zo mogelijk in drie dimensies); ‐ diepteligging (zichtbaar, niet‐zichtbaar); ‐ locatie binnen de kadasterkaart.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
51
Bijlage 2 Script: selectie van punten die dichter bij elkaar liggen dan 5 meter en het verwijderen hiervan.
' ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ ' selectiepointskleinerdan5meter.vbs ' Created on: zo mei 08 2011 07:56:49 ' (generated by ArcGIS/ModelBuilder) ' ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ ' Create the Geoprocessor object set gp = WScript.CreateObject("esriGeoprocessing.GPDispatch.1") ' Set the necessary product code gp.SetProduct "ArcInfo" ' Load required toolboxes... gp.AddToolbox "C:/Program Files/ArcGIS/ArcToolbox/Toolboxes/Data Management Tools.tbx" gp.AddToolbox "C:/Program Files/ArcGIS/ArcToolbox/Toolboxes/Analysis Tools.tbx" ' Local variables... pointsall_distance2_dbf = "M:\JF_usermap\___OPLEIDING_GEODESIE\afstudeerprojectJF\kansenkaart\18_kansen\trefkans\pointsall_distance2.dbf" pointsall = "pointsall" pointsall__2_ = "pointsall" pointsall_distance_View__2_ = "pointsall_distance2_View" pointsall_distance_View = "pointsall_distance2_View" pointsall__4_ = "pointsall" pointsall_distance2_View = "pointsall_distance2_View" pointsall__3_ = "pointsall" pointsall__5_ = "pointsall" ' Process: Point Distance... gp.PointDistance_analysis pointsall, pointsall__2_, pointsall_distance2_dbf, "5 Meters" ' Process: Make Table View... gp.MakeTableView_management pointsall_distance2_dbf, pointsall_distance_View, "", "", "INPUT_FID INPUT_FID VISIBLE NONE;NEAR_FID NEAR_FID VISIBLE NONE;DISTANCE DISTANCE VISIBLE NONE" ' Process: Select Layer By Attribute... gp.SelectLayerByAttribute_management pointsall_distance_View, "NEW_SELECTION", """DISTANCE"" < 5" ' Process: Join Field... gp.JoinField_management pointsall, "FID", pointsall_distance2_View, "INPUT_FID", "DISTANCE" ' Process: Select Layer By Attribute (2)... gp.SelectLayerByAttribute_management pointsall__4_, "NEW_SELECTION", """DISTANCE_1"" > 0 AND ""GRID_CODE"" > 0" ' Process: Delete Rows... gp.DeleteRows_management pointsall__3_
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
52
Bijlage 3 (defun C:boringen () (setvar "cmdecho" 0) (setq fi (getfiled "klik een txt‐sje om pad bekend te maken..." "C:\\boringen\\" "*" 33)) (setq pad (vl‐filename‐directory fi)) (setq txtes (vl‐directory‐files pad "*.txt" 1)) (setq fi11 (getstring "\nEnter file to write: ")) (setq fi1 (strcat pad "\\" fi11)) (setq f1 (open fi1 "w")) (setq fi2 (strcat pad "\\" "01" fi11)) (setq f2 (open fi2 "w")) (setq n (length txtes)) (setq index 0) (repeat n (setq txtsje (nth index txtes)) (setq padd (strcat pad "\\" txtsje)) (setq fi padd) (setq f (open fi "r")) (read‐line f) (setq p1 (read‐line f)) (setq nummer (substr p1 13 20)) (setq nummer (vl‐string‐trim " \t" nummer)) (setq p1 (read‐line f)) (setq x_coo (substr p1 18 20)) (setq x_coo (vl‐string‐trim " \t" x_coo)) (setq p1 (read‐line f)) (setq y_coo (substr p1 18 20)) (setq y_coo (vl‐string‐trim " \t" y_coo)) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (setq p1 (read‐line f)) (setq z_coo (substr p1 35 20)) (setq z_coo (vl‐string‐trim " \t" z_coo)) (setq z_c (read z_coo)) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (read‐line f) (setq p1 (read‐line f)) (while p1 (setq tabt1 (vl‐string‐position 9 p1)) (setq bkant (substr p1 1 (+ tabt1 1))) (setq bkant (vl‐string‐trim " \t" bkant)) (setq bkant (read bkant)) (setq bkant (‐ z_c bkant)) (setq bk (rtos bkant 2 2)) (setq p1 (substr p1 (+ tabt1 2))) (setq tabt1 (vl‐string‐position 9 p1)) (setq okant (substr p1 1 (+ tabt1 1))) (setq okant (vl‐string‐trim " \t" okant)) (setq okant (read okant)) (setq okant (‐ z_c okant)) (setq ok (rtos okant 2 2)) (setq p1 (substr p1 (+ tabt1 2))) (setq tabt1 (vl‐string‐position 9 p1)) (setq kleur (substr p1 1 (+ tabt1 1))) (setq kleur (vl‐string‐trim " \t" kleur)) (setq p1 (substr p1 (+ tabt1 2))) (setq tabt1 (vl‐string‐position 9 p1)) (setq soort (substr p1 1 (+ tabt1 1))) (setq soort (vl‐string‐trim " \t" soort)) (setq p1 (substr p1 (+ tabt1 2))) (setq lijn (strcat nummer "\t" x_coo "\t" y_coo "\t" z_coo "\t" bk "\t" ok "\t" kleur "\t" soort)) (write‐line lijn f1) (setq p1 (read‐line f)) (if (= p1 "") (setq p1 nil)) ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; (setq bk01 (rtos bkant 2 1)) (setq bk01 (read bk01)) (setq bk01 (rtos bk01 2 2)) (setq bk01 (read bk01)) (if (>= bk01 (‐ bkant 0.01)) (setq bk01 (‐ bk01 0.1))) (setq bk01t (rtos bk01 2 1)) (while (>= bk01 (‐ okant 0.01)) (setq lijn1 (strcat nummer "\t" x_coo "\t" y_coo "\t" z_coo "\t" bk01t "\t" kleur "\t" soort)) (write‐line lijn1 f2) (setq bk01 (‐ bk01 0.1)) (setq bk01t (rtos bk01 2 1)) ) ;;;;;;;;;;;;;;;; ) (close f) (setq index (+ index 1)) ) (close f1) (close f2) )
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
53
Bijlage 4 Operationele onderzoeks‐ en/of ontwerpvragen 1. Is het voor Mug interessant (kosten versus baten) om in het vooronderzoek gebruik te maken van een geautomatiseerde onderzoeksmethode in GIS betreffende het waarderen van een locatie ? Op dit moment is het moeilijk om inzicht te krijgen in kosten die bronhouders in rekening kunnen brengen. De diensten zijn op dit moment gratis, maar dat is geen garantie voor de toekomst. Het raadplegen van broninformatie die hiërarchisch en digitaal is opgeslagen is handiger en overzichtelijker dan analoge bronnen en kaarten. Hiermee is zeker tijdwinst te boeken. Afhankelijk van de grootte van een onderzoeksgebied kan dit van uren tot dagen zijn. 2. Wordt door het combineren van onderzoek informatie (in dit geval kaarten als datasets) de betrouwbaarheid en de toepasbaarheid vergroot in het archeologisch vooronderzoek ? In menig onderzoek wordt aangegeven dat door het combineren van data en kaarten, de betrouwbaarheid en toepasbaarheid van archeologische prospectie toeneemt. Ook in eigen onderzoek kwam naar voren dat meerdere jaargangen van luchtfoto’s van lagere grondresolutie soms meer informatie oplevert dan een enkele hoge resolutiefoto. De (droogte)omstandigheden van het bouwland zijn vaak meer bepalend. 3. Is het eindproduct (de tool) handig te gebruiken voor de archeologische onderzoeker ?
De tool is een script die te gebruiken is in combinatie met Arcgis. Voor het gebruik is een Arcinfo licentie noodzakelijk. Door bepaalde delen van het script in Visual Basic te programmeren zou dit omzeild kunnen worden. Het gebruik van de tools is niet moeilijk, maar de uitgangspunten en waarden dienen zorgvuldig te worden ingegeven in het script. Het eindresultaat is een coördinatenbestand die eenvoudig is in te lezen in GPS apparatuur.
________________________________________________________________________ Automatisering met behulp van GIS in de prospectie Archeologie, J.J.Feikens juni 2011
54