Forschungsdatenmanagement in der Archäologie

Im Rahmen des Kolloquiums Digital Humanities – Aktuelle Forschungsprojekte hielt Kai-Christian Bruhn für die Studierenden der Universität zu Köln, der Hochschule und der Universität Mainz den Vortrag Forschungsdatenmanagement in der Archäologie. Bedingt durch Corona entstand durch Zoom die Möglichkeit des Austausches zwischen den beiden Universitätsstandorten.

Bruhn ist seit 2008 Professor für Interdisziplinäre Anwendungen raumbezogener Mess- und Informationstechnik und befasst sich mit der Archäoinformatik und den Digital Humanities in der Hochschule Mainz. 2015 gehörte  er zu den Gründern des mainzed, das Mainzer Zentrum für Digitalität in den Geistes- und Kulturwissenschaften.

Besonders die digitale Dokumentation und die Interoperabilität von Forschungsdaten gehören zu Bruhns Forschungsbereich. In seinem Vortrag „Forschungsdatenmanagement in der Archäologie“ leitet er ein Thema ein, was nach seiner Aussage leider kein aufregendes Thema mit beeindruckenden Visualisierungen sei. Sein Ziel sei es eher, wissenschaftliche Zusammenhänge zu erläutern und die fachliche Großbaustelle zu beschreiben, die in diesem Bereich existiert. Er betont, dass das vieles im Bereich Forschungsdatenmanagement noch nicht geklärt sei, was allerdings noch nicht vollständig verschriftlicht wäre. Dabei seien gerade bei diesem Thema die schriftliche Auseinandersetzung und mithin ein wissenschaftlicher Diskurs notwendig, was er als einen Kernpunkt seines Vortrags präsentiert. Besonders für das Gebiet Archäologie sei die Art und Weise, wie digitale Daten in den wissenschaftlichen Diskurs einbezogen werden, wichtig und eine entsprechende Reflexion über das Forschungsdatenmanagement notwendig.

Startpunkt: G8 Science Ministers Statement 2013

Bruhn leitet den Vortrag mit einem wissenschaftlich politischen Thema ein, indem er sich auf den G8 Gipfel und das veröffentlichte inhaltsstarke “G8 Science Ministers Statement 2013” Papier bezieht. Das Papier besagt, dass die Nationen sich um eine Verbesserung der Transparenz, Kohärenz und Koordination des globalen wissenschaftlichen Forschungsunternehmens bemühen wollen, um  globale Herausforderungen zu bewältigen und den sozialen und wirtschaftlichen Nutzen der Forschung zu maximieren. Dabei erkennen sie, dass Forschungsinfrastrukturen (RI) Schlüsselelemente der Forschungs- und Innovationspolitik sind, und es daher entscheidend sei, auf internationaler Ebene konzentrierte Anstrengungen zur Realisierung globaler Forschungsinfrastrukturen (GRI) zu unternehmen. Das Papier beschreibt, dass der rasche technologische Wandel tiefgreifende Auswirkungen auf die Art und Weise hat, wie Wissenschaft betrieben wird, und wie ihre Ergebnisse kommuniziert werden. Die G8 Wissenschaftsminister*innen erklären hiermit das Vorhaben, sich für die Offenheit bei wissenschaftlichen Forschungsdaten einzusetzen, um den Fortschritt wissenschaftlicher Entdeckungen zu beschleunigen, Innovationen zu schaffen, und um sicherzustellen, dass die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung so weit wie möglich in der Praxis verfügbar sind. Transparenz in der Wissenschaft und die Einbindung der Öffentlichkeit in den wissenschaftlichen Prozess sollen entsprechend ermöglicht werden. Auch Bruhn betont die Möglichkeiten der digitalen Welt in Bezug auf die Wissenschaft, bei der der offene Umgang mit Daten eine Rolle spielt. 

Chance und Herausforderung oder Konfrontation und Zumutung? Die Bedeutung des Papiers 

Was steckt in diesen Forderungen? Zum einen ergeben sich Chancen und Hoffnungen, gleichzeitig bedeutet dies aber auch eine Zumutung und die Konfrontation mit Problemen. Aus diesem Statement entsteht ein Messbarkeitsdruck, der sich besonders in der Archäologie widerspiegelt. Es werden die Maximierung der sozialen und wirtschaftlichen Effekte gefordert, und somit wird man auf einen Bereich festgelegt, den die Archäologie nur schwer erfüllen kann. Auch in der Archäologie soll also ein eingeübtes System wissenschaftlichen Arbeitens und der Kommunikation der Forschungsergebnisse erweitert werden, und eine globale Infrastruktur ergänzt werden. Der Besitz wissenschaftlicher Informationen und das damit verbundene Herrschaftswissen wird durch offene Kollaborationen auf Basis digitaler Datenbestände ersetzt. Bruhn betont, dass man durch diese offenen Kollaborationen und Open Data Policies etwas hergibt, was man nicht zurücknehmen kann. 

Betrachtet man den Wandel der Archäologie der letzten Jahre, erkennt man die digitale Transformation und die vielen neuen Messverfahren, die entstanden sind (z.B. GNNS, LIDAR), die eine neue Grundlage bedeuten. Jedoch führt die Anzahl der neuen Messverfahren auch zu Schwierigkeiten, da es verschiedenen Lösungen gibt. Die Entwicklung der Archäologie hängt auch mit den Fortschritten der naturwissenschaftlichen Auswertungsverfahren zusammen, sodass eine Multidisziplinarität entsteht. Fast alle dieser wissenschaftlicher Messmethoden erzeugen nativ digitale Daten, sodass aus dem Dokumentationsprozess ein Datensbestand entsteht. Spannend ist, dass man in den letzten Jahrzehnten eine Analogisierung beobachten kann, indem der digitale Output schrittweise in Medien der analogen Welt zurückgeführt wird. Besonders hier wird Forschungsdatenmanagement wichtig, da man hier Diskurse stattfinden lassen kann und die digitale Transformation des Faches systematisch ausbuchstabieren kann. Hierbei spielt die Auswertungstechnologie eine Rolle. 

Positionspapier des deutschen Wissenschaftsrats (Okt.2020)

Der deutsche Wissenschaftsrat publizierte im Oktober des Jahres 2020 ein Positionspapier “Zum Wandel in den Wissenschaften durch datenintensive Forschung“.  Dieses Papier beschreibt die datenintensive Forschung als Trendthema. Weiterführend heißt es, dass es nicht zu übersehen sei, dass sich die Verfügbarkeit von Daten und die Entwicklung und Akzeptanz neuer Analysemethoden in den einzelnen wissenschaftlichen Fachgemeinschaften gegenwärtig unterschiedlich schnell verändert. Bruhn kommentiert, dass das Forschungsdatenmanagement nicht als Trend, sondern als Treiber der digitalen Transformation gesehen werden sollte. Er stellt fest, dass Dateninfrastrukturen ohne Datenmanagement nicht existieren können. Forschungsdatenmanagement ist somit eine Voraussetzung für die aktive Ausgestaltung der digitalen Transformation in der Archäologie. 

Doch was genau bedeutet Forschungsdatenmanagement und was steckt dahinter? 

Bruhn betont die Wichtigkeit des Research Data LifeCycle (Abbildung.1).

Der erste Schritt in so einem Zyklus ist die Planung und das Designen des Forschungsvorhaben (1). Hierbei sollte man sich überlegen, welche Daten wann anfallen und wann man sich um solche Daten kümmern muss. Darauf folgt die datenerfassende Phase, zu der die natürliche Aufbereitung gehört (2). Im Anschluss werden durch Kollaborationen die Daten aus unterschiedlichen Sichten analysiert (3). Es werden dann die für die Forschungsfrage relevanten Informationen festgehalten und gespeichert (4). Weiterführend werden die Daten zur Verfügung gestellt (5). Wissenschaftler*innen sollen final auf die Forschungsdaten zugreifen und die Daten nutzen können (6). 

Bruhn zeigt uns, dass sich dieser zirkuläre Blick auf das Forschungsdatenmanagement jedoch nicht in der Archäologie umsetzen lässt, da bei der Archäologie die schematische Abbildung von Forschungsprozessen aufgrund der Multidisziplinarität schwierig ist. Jedoch dient der LifeCycle als Grundlage, um über besondere Herausforderungen nachzudenken. 

Abb. 2 Herausforderungen Datenqualität-Rat für Informationsinfrastrukturen (http://www.rfii.de/?p=4043)

Der Rat für Informationsinfrastrukturen zeigt in seinem Papier “Herausforderungen Datenqualität (2019)” diese Problematik. In dieser Abbildung (Abb.2) sind die Prozesse detailliert als Kreis dargestellt.  

  1. In der Konzeptionsphase macht man sich im Voraus über die Datengenerierung Gedanken, wobei Forschungsdatenmanagementpläne und Software eine große Rolle spielen. 
  2. In der Datenerhebungsphase liegt die Herausforderung bei den verschiedenen Methoden. Es haben sich jahrelang unterschiedliche Routinen eingespielt, sodass das gemeinsame Konzipieren von Lösungen aus den verschiedenen Bereichen ein Prozess ist, den die Archäologie noch leisten muss. Außerdem werden Personen hiermit beauftragt, die nicht über die Qualifikationen verfügen, die Datenerhebung qualitätsgeprüft durchzuführen.
  3. Die Qualitätsprüfung setzt Qualitätsmaße voraus, die ebenso noch unter Umständen entwickelt werden müssen. Gerade in Bezug auf die Archäologie ist es nicht sonderlich verbreitet, dass man sich auf grundlegende Maßstäbe verständigen muss.  Es werden Best Practices gebraucht, jedoch müssen diese erst definiert werden. Das bedeutet, dass Maßstäbe der Qualität nötig sind. 
  4. Daten beschreiben bedeutet die Erfassung von Metadaten, wobei man erneut auf fehlende Routinen und Medienbrüche trifft. 
  5. Die Daten werden geteilt und archiviert, sodass diese wiedergefunden werden können. Die unvollständige Dokumentation kann zu Problemen führen. 
  6. Bei der Überführung ins Langzeitarchiv können Datenverluste und unterschiedliche Archivierungsstrategien eine Herausforderung darstellen.
  7. Durch fehlende Verzeichnisse und exklusive Zugänge wird die Findung von Daten erschwert.
  8. Ungeeignete Datenstrukturen führen dazu, dass Daten nicht verknüpft werden können, da diese nicht oder nur schwer formatiert werden können. 
  9. Auch bei dem Prozessieren der Daten kann es aufgrund von Hardware- und Softwarefehlern zu Schwierigkeiten kommen. 
  10. Bei der Veröffentlichung der Ergebnisse können auch Probleme auftreten, zum einen durch eine nicht transparente Begutachtungspraxis bedingt, zum anderen bekommt der Publizist keine Anerkennung. 

Die Hindernisse des Lebenszyklus von Forschungsdaten

Eine weitere Grafik des Rats für Informationsinfrastrukturen (Abb.3) zeigt die Hindernisse des Forschungsdatenmanagements. Dazu gehört der Innovationsdruck, die Frage der Kompetenzen und Qualifizierung und rechtliche Probleme. 

Abb. 3 Lebenszyklus von Forschungsdaten: Hindernisse (http://www.rfii.de/?p=4043)

Der Lebenszyklus von Forschungsdaten und Forschungsprozessen (Abb.4) zeigt, dass Forschungsprozesse und der Datenlebenszyklus zusammengebracht werden müssen, um eine Forschungsinfrastruktur zu ergeben. Keine Infrastruktur kann ohne Datenmanagement auskommen. Damit Forschungsdatenmanagement stattfinden kann, ist das Umfeld wichtig, weshalb man Normen und Standards braucht. Auch die Zertifizierung ist ausschlaggebend, damit die Daten in zertifizierten Langzeitarchiven gespeichert werden können. Es ist des Weiteren wichtig, dass man sich auf Leitlinien und Policies einigt, um sich an diesen orientieren zu können. Aus der Perspektive der Archäologie betrachtet, wäre es wichtig, dass diese Leitlinien für die archäologischen Institutionen klar ausbuchstabiert werden. In Bezug auf die Standardprozesse sollte überlegt werden, was genau eine best practice ist. Dies sollte mit Prinzipien und Faustregeln gekoppelt werden, sodass man bei kleinen Fragen auf ein System zurückgreifen und ableiten kann, was geeignet und ungeeignet ist. 

Abb. 4 Lebenszyklus von Forschungsdaten und Forschungsprozessen (http://www.rfii.de/?p=4043)

Fazit

Bruhn fasst am Ende seiner Präsentation seine Thesen erneut zusammen. Er betont, dass die digitale Transformation aus vielen Gründen sehr bedeutend ist und neue wissenschaftspolitische Chancen für eine aktive Gestaltung eröffnet. Es sind digitale Strategien auf allen Ebenen notwendig, damit forschungsrelevante Entscheidungen abgeleitet werden können. Außerdem ist digitale Transformation zu wichtig, um sie studentischen Mitarbeiter*innen zu überlassen. Notwendige Veränderungen sollten ebenso als Chancen begriffen werden. Er erläutert folglich, dass Formen der Beiträge zu wissenschaftlicher Arbeit eine Rekalibrierung benötigen. Die Archäologie braucht Manager*innen mit hoher wissenschaftlicher Expertise, in Form von Data Stewards, Data Curator und Data Collector, denn Qualifikation ist der Schlüssel zum erfolgreichen Datenmanagement. Dabei ist eine ensprechende Aus- und Weiterbildung erforderlich, die momentan nicht vorhanden ist. Ein Kompetenzrahmen ist unerlässlich, denn aus ihm werden allgemeine Kompetenzen genauso abgeleitet, wie spezifische Qualifizierungsprofile. Zuletzt betont er die Wichtigkeit des Erlernens der Datensouveränität bereits am Anfang der wissenschaftlichen Karriere. 

Nationale Forschungsdateninfrastruktur: NFDI

Am Ende seines Vortrags geht Prof. Dr. Bruhn auf die Nationale Forschungsdateninfrastruktur ein. 2018 wurde in dem Koalitionsvertrag zwischen CDU, CSU und SPD die Systematisierung und die Sicherstellung eines nachhaltigen Zugangs nationale Forschungsdateninfrastruktur wissenschaftliche Datenbestände thematisiert. Die Ziele der NFDI sind der Aufbau eines auf Dauer angelegten Foschungsdatenmanagements für alle wissenschaftlichen Disziplinen in Deutschland und darüber hinaus eine enge Anbindung an europäische (EOSC) und globale Infrastrukturen. Durch eine 5+5 Jahre angelegten Förderung sollen Konsortien gemeinsam zu einer NFDI zusammenwachsen. Außerdem sollen die FAIR-Prinzipien etabliert werden. 

Doch was genau ist mit FAIR-Prinzipien gemeint? FAIR steht hier für Findable, Accessible, Interoperable, Re-usable. Die Daten sollen also auffindbar sein, indem sie mit einem global eindeutigen und dauerhaften Identifikator und umfangreichen Metadaten versehen sind. Der Zugang sollte langfristig gewährleistet sein, sodass Daten mittels anerkannter standardisierter Kommunikationsprotokolle abgerufen werden können. Mit Interoperabilität ist die Austauschbarkeit, Interpretierbarkeit und (teil-)automatisierte Kombinierbarkeit von Daten gemeint, die durch den Einsatz verschiedene Ressourcen gewährleistet sind. Zuletzt wird die Wiederverwendbarkeit von Forschungsdaten durch die Dokumentation und Beschreibung der Datenprodukten aus Forschungsprojekten erreicht. 

Struktur der NFDI

Die Abbildung (Abb.4) zeigt die Struktur der NFDI. Konsortien sind auf langfristige Zusammenarbeit angelegte Zusammenschlüsse von Nutzenden und Anbietern von Forschungsdaten, welche Hochschulen, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, Ressortforschungseinrichtungen, Akademien und andere öffentlich geförderte Informationsinfrastruktureinrichtungen umfassen. Sie sind nach Fachgruppen oder Methoden organisiert und verfolgen das Ziel, den Zugang der relevanten Forschungsdaten zu gewährleisten und die Nutzung nachhaltig zu gestalten. 

Abb. 4 Johannes Fournier, Auswahl-und Begutachtungsverfahren für NFDI-Konsortien 2019 (https://www.rda-deutschland.de/intern/dateien/rda-de-tagung-2019-v2/20190219_rda_de_johannes-fournier_nfdi-dfg.pdf)

Bruhn stellt ein solches Konsortium NFDI4Objects Research Data Infrastructure for the Material Remains of Human History vor. NFDI4Objects richtet sich an die infrastrukturellen Bedürfnisse von Forschern und Praktikern mit multidisziplinärem Hintergrund, deren Arbeit sich auf das materielle Erbe von rund drei Millionen Jahren Menschheits- und Umweltgeschichte konzentriert. Die Aufgabenbereiche des Konsortiums sind in sieben Bereiche unterteilt. Die TA1 Documentation befasst sich mit den Bedürfnissen aus der Erfassung, Erforschung und Dokumentation von Primärdatenquellen. TA2 Collecting befördert eine Forschungsdateninfrastruktur und Datenmanagementprozesse zur Bewältigung komplexer Anforderungen der Artefaktsammlung und -kontextualisierung. TA3 Analytics and Experiments entwickelt Plattformen, Standards und Dienste für Forschung und laborbasierte Analyse von Objekten. TA4 Protecting adressiert die Anforderungen des Schutzes, der Konservierung, derRestaurierung und Erforschung von Kulturdenkmälern und -objekten. Der Bereich TA5 Storage, Access & Dissemination stellt umfassende Technologien und Standards für die Langzeitarchivierungvon Forschungsdaten und alle anderen Aspekte der FAIR-Prinzipien bereit, während der Bereich TA6 Commons & Qualification sich mit inhaltlichen Aushandlungsprozessen und deren Vermittlung für die N4O-spezifischen Bereiche aus fachwissenschaftlicher Perspektive befasst. Zuletzt steuert der Bereich TA7 Support und Coordination die operative Ausformung des Konsortiums, koordiniert die Prozesse zwischen den Task Areas und sichert die wissenschaftsgetriebene Weiterentwicklung des Konsortiums. (Weitere Informationen zum Konsortium NFDI4Objects finden Sie unter https://www.nfdi4objects.net )

Ausblick

Der Vortrag demonstriert, wie bedeutend und herausfordernd der richtige Umgang mit Forschungsdaten ist. An Beispiel der Archäologie wird die Schwierigkeiten und Komplexitäten des Forschungsdatenmanagements in multidisziplinären Kontexten erläutert und die Relevanz des Ausbaus der Qualitätssicherung klargestellt.

Besonders durch die neuen wissenschaftspolitischen Entscheidungen und Anregungen können wir hoffen, dass das Thema über einen Trend hinausgeht und die Schwierigkeiten durch einheitliche Normen behoben werden können, sodass ein qualitativer Handlungsrahmen für den Umgang mit Forschungsdaten ermöglicht wird. 

Die Datenkultur wird sich zu einer zunehmenden Offenheit weiterentwickeln, aber dies benötigt auch den Ausbau von neuen Kompetenzen und erfordert nachhaltige Weiterbildungsstrategien in den verschiedenen Forschungsetappen. Der Vortrag bietet uns zudem einen Ausblick auf spannende und notwendige Karriereoptionen im Bereich des Umgangs mit Forschungsdaten im Wissenschaftsmanagement. 

Das Konsortium NFDI4Objects führt momentan eine Umfrage durch, die sich mit dem Datenmanagement in Studium, Aus- und Fortbildung befasst. Über Ihre Teilnahme würde sich das Konsortium sehr freuen, gerne kann die Umfrage auch weitergegeben werden. Eine umfassende Analyse der Situation des digitalen Datenmanagement in der Bildung wird einen effizienteren Ausbau des Bereiches ermöglichen.

Hier können Sie an der Umfrage teilnehmen: https://nfdi4objects.limequery.net/553894?lang=de

Zur Autorin: Elena de la Varga Krämer hat an der Universität zu Köln im Bachelor Medieninformatik und Medienkulturwissenschaften studiert. Zurzeit studiert sie in Köln Medieninformatik im Master und arbeitet als Junior Projektmanagerin bei einer Digitalisierungsdienstleistungsfirma.

Anmerkung: In einer früheren Version des Artikels wurde ein Papier des Rates für Informationsstrukturen fälschlicherweise dem Wissenschaftsrat zugeordnet (s.u. Kommentar von Frau Mache). Wir haben das korrigiert.


5 Gedanken zu „Forschungsdatenmanagement in der Archäologie“

  1. Pingback: No. 01 - RfII
  2. Lieber Herr Hermes,

    besten Dank für die Korrektur. Allerdings müsste auch im Text noch geändert werden, dass „Eine weitere Grafik des Wissenschaftsrats (Abb.3)…“ – ebenso wie Abb. 4 (1) – ebenfalls aus dem Papier des RfII stammt.

    Herzlichen Dank!

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.