Metanavigation

CISAR

Ein modulares Informationssystem für Archäologie und Bauforschung

Viele Projekte des DAI sind in enger Kooperation mit einer Vielzahl von internationalen Forschern und Institutionen vernetzt, die örtlich oft weit getrennt voneinander zu einem Projekt beitragen. Allen Kooperationspartnern gleichermaßen den Zugang zu digitalen Projektdaten zu ermöglichen, hat sich das web-basierte, modulare Informationssystem CISAR zum Ziel gesetzt. CISAR wird seit 2004 entwickelt und wurde im Rahmen des Projekts "Domus Severiana" auf dem Palatin in Rom der BTU Cottbus und des Architekturreferats des DAI sowie dem Baalbek-Projekt der Orient-Abteilung des DAI von vornherein als web-basierte Datenbank und GIS-Lösung geplant. CISAR steht inzwischen weiteren Projekten zur Verfügung und wird ständig weiterentwickelt, in Zukunft in Zusammenarbeit mit iDAI.field.

Zielsetzung

	Aufbau von CISAR: Funktionen und Systemarchitektur  © DAICISAR ist ein projektübergreifend einsetzbares, webbasiertes Geo-Informationssystem für Archäologie und Bauforschung. Sachinformationen zu Objekten und Materialien werden in einer modular aufgebauten Datenbank verwaltet, wobei zwischen Grundmodulen und Fachmodulen unterschieden werden kann. Die Fachmodule dienen der Erfassung und Auswertung von Funden/Befunden, Bauteilen und Gebäuden. Diesen Objekten können Fotos, Pläne, Literaturverweise und sonstige Dokumente, die in Grundmodulen verwaltet werden, zugeordnet werden. Als Geo-Informationssystem können den in CISAR erfassten Objekten zusätzlich auch 2D- bzw. 3D-Geometriedaten zugeordnet werden. Während im klassischen 2D-/2,5D-Bereich bewährte WebGIS-Methoden zum Einsatz kommen, wurde für die Visualisierung komplexer Bauwerksstrukturen ein 3D-Verfahren auf Basis von VRML entwickelt.
CISAR wurde am Lehrstuhl für Vermessungskunde der BTU Cottbus in Zusammenarbeit zwischen dem Projekt zur Stadtforschung in Baalbek und dem baugeschichtlichen Forschungsprojekt zur Domus Severiana auf dem Palatin in Rom entwickelt. Mittlerweile wird das System auch für das Forschungsprojekt zur Siedlungs-Topographie Triphyliens, für die bau- und kunstgeschichtlichen Forschungen an der Kathedrale in Santiago de Compostela sowie für die Dokumentation zur Denkmallandschaft "Berliner Mauer" eingesetzt.

Eigenschaften

Oberfläche des WebGIS im Browser © DAIFür den Zugriff verteilt arbeitender Forschergruppen auf einen einheitlichen, zentralen Datenbestand wurde CISAR von Beginn an konsequent als webbasierte Lösung konzipiert und realisiert. Die hierfür eingesetzten Datenbanksysteme bauen auf einer klassischen Client/Server-Architektur auf und bieten gegenüber Desktop-Systemen zahlreiche Vorteile:

  • Anwender können von beliebigen Rechnern mit Internetzugang auf einen einheitlichen, aktuellen Datenbestand zugreifen
  • Es kommen ausschließlich standardisierte Web-Techniken zum Einsatz, für die auf Client-Seite, außer einem Webbrowser, keine spezielle Software benötigt wird. Die Anwendung ist somit unabhängig vom Betriebssystem.
  • Die serverseitige Speicherung und Datenbankverwaltung garantiert eine hohe Datensicherheit und -verfügbarkeit, da in entsprechenden Rechenzentren professionelle Backup-Systeme, automatische Update-Funktionalitäten und redundante Hardware eingesetzt werden.

Startseite der CISAR-Datenbank mit den verschiedenen Modulen © DAIKennzeichnend für CISAR ist der modulare System-Aufbau, der eine flexible Anpassung an projektspezifische Anforderungen ermöglicht. Durch die Kooperation mehrerer Forschungsprojekte bei der Modellierung und Entwicklung der Datenbanken, konnten Module zur Erfassung und Bearbeitung archäologischer und baugeschichtlicher Funde und Befunde realisiert werden. Dabei wird zwischen Grund- und Fachmodulen unterschieden, die durch ein Abfrage-Modul sowie um Werkzeuge für die Administration und Organisation ergänzt werden.

  • Grundmodule sind eigenständige Datenbanken zur Verwaltung von Bildern, Karten/Plänen, Literaturverweisen und sonstigen Dokumenten, die ihre Informationen den Fachmodulen über eine einheitliche Schnittstelle zur Verfügung stellen.
  • Funde/Befunde werden in spezifischen Fachmodulen erfasst. Für archäologische Untersuchungen wurde ein Fund- sowie ein Survey-Modul entwickelt, während Informationen aus Bauforschung und Architektur in einem Raumbuch- bzw. Gebäude-Modul verwaltet werden.
  • Zur Datenanalyse in den Fachmodulen wurde ein Abfrage-Modul entwickelt, dass es den Anwendern erlaubt, dynamische Datenbankabfragen über eine Weboberfläche selbst zu erstellen, eine Eingabe von SQL-Befehlen ist nicht notwendig.
  • Zusätzliche projektrelevante Dokumente, wie Projektbeschreibungen, Präsentationen oder Software können in einem Dokumenten-Management-System zentral angelegt zum Download bereitgehalten werden.

GIS-Visualisierung in Google-Maps © DAIIn enger Abstimmung mit verschiedenen baugeschichtlich-archäologischen Forschungsprojekten wurde das Sachdaten-Modell in CISAR um ein flexibles Geometrie-Datenmodell zur Erfassung von 2D- bzw. 2,5D-Geometrien erweitert. Zusammen mit den entwickelten Werkzeugen zur Analyse und Visualisierung von Geometriedaten konnte CISAR damit zu einem komplexen Geo-Informationssystem ausgebaut werden. Die so entstandene GIS-Architektur bietet folgende Funktionalitäten:

  • Es erfolgt eine konsistente, gemeinsame Speicherung von Geometrie- und Sachdaten in einer echten Geo-Datenbank.
  • Die Geometriedaten können webbasiert im Browser visualisiert und analysiert werden. Dabei kommen ausschließlich standardisierte Dienste und -Formate sowie gängige WebGIS-Methoden und -Werkzeuge zum Einsatz.
  • Für eine erweiterte Bearbeitung, Analyse und Präsentation von Geometriedaten können serverbasierte Kartendienste (WMS, WFS) und Geodatenbanken auch direkt in ein Desktop-GIS eingebunden werden.

Für die Analyse komplexer, dreidimensionaler Bauwerksstrukturen wurde über das Raumbuch-Modul in CISAR ein webbasiertes 3D-Bauwerksinformationssystem realisiert. Aufgrund der z.Zt. noch fehlenden Standards für die Modellierung und Visualisierung von 3D-Geometrien im Internet wurde eine angepasste Lösung, aufbauend auf dem standardisierten VRML-Format entwickelt. Hierbei können Objekten im Raumbuch 3D-Geometrien zugeordnet werden. Abfrageergebnisse können über einen VRML-Viewer dreidimensional visualisiert werden und umgekehrt besteht die Möglichkeit, aus der 3D-Visualisierung heraus die Sachdaten zu einzelnen Objekten anzuzeigen.

Die gesamte System-Architektur von CISAR, sowohl auf Server- als auch auf Client-Seite, konnte ausschließlich über Open-Source Software realisiert werden. Damit ist CISAR weitgehend unabhängig von proprietären Programmen, und bietet ein Höchstmaß an Flexibilität und Transparenz.

Technologien und Realisierung

3D-Gebäudegeometrien in Google-Earth © DAIDen Kern von CISAR bildet das in einer PostgreSQL-Datenbank abgebildete, modulare Datenmodell, dass mit Hilfe von PostGIS um Funktionen zur Speicherung und Analyse von 2D- und 3D-Geometriedaten erweitert wurde. Die Nutzer-Schnittstellen werden über PHP unter Verwendung einer speziellen Schnittstellenbibliothek ippfp einheitlich für alle Module realisiert. Als Kartenserver für die Bereitstellung von Geo-Daten kommt der UMN MapServer zum Einsatz, der verschiedene, OGC-konforme Vektor- und Rasterformate sowie standardisierte Kartendienste (WMS, WFS, GML, WMC) unterstützt. Mapbender stellte Funktionen zur Erstellung, Anzeige, Navigation und Abfrage verteilter Kartendienste für den UMN MapServer bereit und ist damit die zentrale Schaltstelle zwischen den eigentlichen Geodaten auf dem Server und der für die Benutzer sichtbaren WebGIS-Oberfläche im Browser. Zusätzlich zu dieser standardisierten WebGIS-Lösung wurde für die Visualisierung der 2D-Geometrien eine Client-Anwendung basierend auf der Google-Maps API realisiert, während ausgewählte 3D-Gebäudegeometrien über ein Google-Earth Plugin dreidimensional ebenfalls im Browser angezeigt werden können. Für weiterreichende GIS-Funktionalitäten, insbesondere zur Fortführung und Bearbeitung von Geometriedaten können die Datenbankinhalte direkt in das Desktop-System Quantum-GIS eingebunden werden.
Alle serverseitigen Komponenten sind auf einem Datenbank-/Web-Server im Rechenzentrum der BTU Cottbus installiert. Das System ist hier in die automatischen BackUp-Routinen integriert und wird professionell gewartet und aktualisiert. Für jedes der beteiligten Forschungsprojekte wird CISAR als eigenständige Instanz auf diesem Server aufgesetzt, basierend auf dem einheitlichen Datenmodell und der gleichen Quellcodebasis. Dieses System-Konzept garantiert eine hohe Verfügbarkeit und Sicherheit der zentral gespeicherten Forschungsdaten.

Kooperation

BTU Cottbus, Lehrstuhl für Vermessungskunde
BTU Cottbus, Lehrstuhl für Baugeschichte
HTW Dresden, Fachbereich Vermessungswesen/Kartographie, Labor Geoinformatik

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Frank Henze
BTU Cottbus
Lehrstuhl für Vermessungskunde
Konrad-Wachsmann-Allee 2
03046 Cottbus
Tel: +49 (0)355 69-2439
Fax: +49 (0)355 69-3490
henze@tu-cottbus.de

Foerderung

Die Entwicklungsarbeiten zu CISAR wurden maßgeblich gefördert durch:

Fritz Thyssen Stiftung im Rahmen der Projekte:

  • 'Ein Bauwerksinformationssystem für die 'Domus Severiana' auf dem Palatin in Rom'
  • 'Die Kathedrale von Santiago'

Deutsches Archäologisches Institut Berlin im Rahmen der Projekte:

  • 'Stadtentwicklung Baalbek'
  • 'Siedlungstopografie Triphylien'
  • 'Die Kaiserpaläste auf dem Palatin in Rom'

Bibliographie

HENZE, F., LEHMANN, H., LANGER, W., 2008: CISAR - A Modular Database System as a Basis for Analysis and Documentation of Spatial Information. In: Posluchny, A., Lambers, K., Herzog, I. (eds.): Layers of Perception, Proceedings of the 35th International Conference on Computer Application and Quantitative Methods in Archaeology (CAA), Berlin, April 2-6, 2007. Dr. Rudolf Habelt GmbH Verlag (Bonn 2008), S. 228-233.

HENZE, F., 2008: A Distributed GIS Architecture for Research in Baalbek Based on CISAR. In: Posluchny, A., Lambers, K., Herzog, I. (eds.): Layers of Perception, Proceedings of the 35th International Conference on Computer Application and Quantitative Methods in Archaeology (CAA), Berlin, April 2-6, 2007. Dr. Rudolf Habelt GmbH Verlag (Bonn 2008), S. 234-240.

BRASSE, CH., HEINE, K., ZHAO, D., WULF, U., 2008: A 3D Solution for a Web-based Building Information System. In: Posluchny, A., Lambers, K., Herzog, I. (eds.): Layers of Perception, Proceedings of the 35th International Conference on Computer Application and Quantitative Methods in Archaeology (CAA), Berlin, April 2-6, 2007. Dr. Rudolf Habelt GmbH Verlag (Bonn 2008), S. 241, CD.

Aktuelle Projekte

  • 29.07.2013

    Frühmittelalterliche Häfen zwischen Wismar Bucht und Danziger Bucht mehr

  • 12.06.2013

    IANUS - Forschungsdatenzentrum Archäologie & Altertumswissenschaften mehr

  • 24.09.2012

    DARIAH-DE Digital Research Infrastructure for the Arts and Humanities mehr

Abgeschlossene Projekte

  • 13.06.2013

    DressID mehr

  • 21.11.2012

    Totenrituale in Südostsizilien unter den Einflüssen griechischer Kolonien mehr

  • 31.05.2011

    Griechenland, Palairos mehr

Kontakt

Das Deutsche Archäologische Institut (DAI) ist eine wissenschaftliche Einrichtung, die als Bundesanstalt zum Geschäftsbereich des Auswärtigen Amts gehört. Das Institut mit Zentrale in Berlin und mehreren Kommissionen und Abteilungen im In- und Ausland führt archäologische Ausgrabungen und Forschungen durch und pflegt Kontakte zur internationalen Wissenschaft.
Das Institut veranstaltet wissenschaftliche Kongresse, Kolloquien und Führungen und informiert die Öffentlichkeit über seine Arbeit.  

zum Kontaktformular