Geophysikalische Erkundung frühmittelalterlicher Siedlungskammern - Messtechnik, Datenmodellierung und archäologische Interpretation

Frenzel, Johannes

Im Rahmen des DFG Projektes „Suzdal und Mohovoe/Wiskiauten - Prospektion und Erforschung frühmittelalterlicher Siedlungskammern im Kaliningrader Gebiet und in Westrussland“ wurden auf dem Fundplatz Mohovoe/Wiskiauten (Kaliningrader Oblast, Russland) großräumig geomag-netische Messungen zur Lokalisierung des Siedlungsplatzes durchgeführt. Die anschließende Schnellerkundung der dabei registrierten Anomalien mit einem Pürckhauer-Bohrer und die gezielte Ausgrabung einzelner Anomalien ließen allerdings erkennen, dass eine rein optische Interpretation der geophysikalischen Felddaten aus archäologischer Sicht schwierig und eine genauere Analyse von Nöten ist. In der vorliegenden Arbeit werden daher tiefergehende analytische Methoden entwickelt, die eine tatsächliche archäologisch relevante Interpretation von Geomagnetikdaten ermöglichen, und deren Ergebnisse in Bezug auf die in Mohovoe/Wiskiauten vorgenommenen Prospektionen und Grabungen vorgestellt. Darüber hinaus werden verschiedene Aspekte der Analysemöglichkeiten für die Fundplätze Suzdal in Russland, Apuolė und Kernavė in Litauen oder Grobiņa in Lettland vorgestellt. Eine automatisierte Detektion von Anomalien in den vorhandenen Geomagnetikdaten wurde verwirklicht durch Verwendung der zwei Funktionen Slope-Analyse und Fuzzy-Membership-Analyse der Software ArcGIS der Firma Esri. Während mit der Slopemethode vor allem Metall-gegenstände aus den Geomagnetikbildern herausgefiltert werden konnten, ermöglichte die Fuzzy-Membership-Methode die generelle Erkennung von geomagnetischen Anomalien im Bild. Eine anschließende statistische Analyse der gefundenen Anomalien zusammen mit der Betrachtung einer Kombination von archäologischen Vorabinformation, wie z. B. der Verteilung von Oberflächenfunden und Bohrergebnissen, ließ schließlich Rückschlüsse zu auf Fundplatz-grenzen sowie auf verschiedene Aktivitätsbereiche innerhalb der Fundplätze. Neben diesen Ergebnissen stellte sich aber auch heraus, dass unter Verwendung bereits erfasster und interpretierter Geomagnetikdaten auch weitere, noch unbekannte Anomalien zu einer hohen Wahrscheinlichkeit identifiziert und einer Kategorie zugewiesen werden können. Dies geschieht mithilfe einer Kreuzkorrelation und ist ein zusätzliches Resultat dieser Arbeit, welches für zukünftige archäologische Untersuchungen nicht außer acht gelassen werden sollte. Die in dieser Arbeit vorgestellten Methoden und Ergebnisse zeigen grundlegende Möglichkeiten, geophysikalische Prospektionsergebnisse über die optische Ansprache hinaus bei der Interpretation archäologischer Fundstellen miteinzubeziehen. Basierend auf den hier vorgestellten Ergebnissen lassen sich optimale Strategien zu einer effizienten Erkundung weiterer archäologisch relevanter Flächen ableiten.

In the context of the DFG-Project “Suzdal and Mohovoe/Wiskiauten – geophysical prospection and comparison of data from Early Medieval settlements in the Kaliningrad area and in Western Russia” large-scale geomagnetic measurements have been carried out at the site of Mohovoe/Wiskiauten (Kaliningrad region, Russia) in order to locate the settlement area. The following exploration of the registered anomalies with a Pürckhauer-drilling equipment and the targeted excavation of single anomalies have indicated, that the optical interpretation of the geophysical field data from an archaeological point of view is difficult and a more precise analysis of the data is needed. In the present paper therefore in-depth analytical methods have been developed, that allow an effective archaeological relevant interpretation of geophysical data. The results are presented concerning the prospection and excavation data in Mohovoe/Wiskiauten. In addition the different aspects of interpreting the data are transferred to some other archaeological sites, i. e. Suzdal in Russia, Apuolė and Kernavė in Lithuania or Grobiņa in Latvia. An automated detection of anomalies within the geomagnetic data was realized by using the two functions slope-analysis and fuzzy-membership-analysis with help of the software ArcGIS from the firm Esri. While the slope-analysis above all made it possible to filter out metal objects, the fuzzy-membership-analysis allows the general detection of geomagnetic anomalies in the image. A following statistical analysis of the recognized anomalies combined with the archaeological information such as find contribution on the surface or drilling results helped to detect borders or different activity areas of the sites. Furthermore the mathematical analysis of the geophysical data in combination with the archaeological results allows the identification and interpretation of so far unexamined anomalies by using a cross correlation. The presented methods and results show basic possibilities of including geophysical prospection data into the interpretation of archaeological sites beyond the optical analysis. Based on the given results optimal strategies for an efficient prospection of further archaeological sites can be derived.

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Frenzel, Johannes: Geophysikalische Erkundung frühmittelalterlicher Siedlungskammern - Messtechnik, Datenmodellierung und archäologische Interpretation.

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