DEN TREDIMENSIONELLA ARKEOLOGIN

DEN

TREDIMENSIONELLA ARKEOLOGIN

En studie om 3D-modellernas betydelse i fältet

Peter Landgren

Abstract

The third dimensional archaeology - A study of the meaning of 3D models in the archaeological field.

Digital technologies are developing in a rapid pace and the usage of 3D is now in its experimenting phase. Many projects have been working with 3D to see how it can be used in a productive way. The use of 3D and GIS together has started to set a pattern to what 3D models are good for more than documentation in high accuracy. This essay is discussing what this relationship is being used for and if it should be place as a standard procedure in archaeological field practice. The essay is also discussing the place for 3D and digital archeology in the two biggest paradigms in archaeology. The result of this essay is showing a potentially effectiveness of the usage of 3D in excavation purposes and that 3D-GIS can make even more potential data of the models, both in field and in post- processing work. The discussion of the place for 3D models in archaeological theory is showing that digital archeology can fill the gap between processual and post-processual archaeology, therefor are a part of all paradigms or even be a part of a new paradigm, which can create a new way of interpret archaeology.

Förord

Till att börja med vill jag tacka min handledare Dr Phil Buckland för vägledning och goda råd under mitt uppsatsskrivande. Jag vill även tacka mina föräldrar, min sambo för deras hjälp under min studietid samt mina klasskamrater. Ett extra stort tack till Suzanne Johansson för all hjälp hon har bidragit med.

Den här uppsatsen handlar om digital 3D-teknik, därför när det skrivs om 3D refererar jag till digitala 3D-tekniker. Bilder och figurer som inte har någon referens är producerad eller fotograferad av mig. Bilder med referenser har blivit godkända att använda av bildens ägare.

Det är värt att nämna att ordet modell i denna uppsats innefattar en modell för

visualisering av samlad information av arkeologisk kontext men även en demonstration av tolkningar. Ordet modellering innebär skapandet av denna modell i olika metoder som kommer beskrivas i uppsatsen.

Innehållsförteckning

Förkortningar ... 1

Ordlista ... 1

Inledning ... 2

Syfte & frågeställning ... 4

Bakgrund ... 4

3D ... 5

Historia kring applicering av 3D inom arkeologi ... 6

Olika metoder av 3D ... 8

Markbunden laserskanning ... 8

Bildbaserad 3D-modellering ... 9

LiDAR ... 11

3D-GIS ... 13

Open-source ... 14

Teoretiskt perspektiv ... 15

Metod och källmaterial ... 18

Resultat ... 19

3D-modellernas användningsområden ... 19

Rekonstruktion och visualisering ... 20

Representation och dokumentation ... 21

3D-GIS ... 23

Diskussion ... 26

Slutsats ... 33

Referenser ... 36

Förkortningar

2D Tvådimensionell

3D Tredimensionell

DEM Digital Elevation Model (digital elevationsmodell)

GIS Geografiskt Informationssystem

GPS Global Positioning System (Globalt positioneringssystem) LiDAR Light Detection and Ranging (laser radar)

SfM Structure from Motion (Skapar 3D strukturer från 2D data)

SLR Single Lens Reflex (Spegelreflex)

VR Virtual Reality (virtuell verklighet)

Ordlista

Digital arkeologi: Arkeologi som utförs med digitala tekniker såsom digital fotografering, 3D-modellering, VR osv.

Georeferering: Anpassa data till ett koordinatsystem.

Open-source: Oftast gratis programvara med öppen källkod vilket gör den modifierbar.

Palynologi: Läran om pollen och sporer.

Stereoskopi: Betrakta två avskärmade bilder från olika vinklar vilket skapar en illusion av djup (3D).

Tablet-PC: Portabel dator som har pekskärm, en kraftfullare surfplatta med dator-operativssytem.

Inledning

Den digitala utvecklingen har snabbt utvecklats och många yrken har börjat använda digitala tekniker i sina arbeten. Om vi ser till arkeologin är det GIS som är den mest använda digitala tekniken och har ansetts vara den största händelsen inom arkeologin sedan C14-datering (Conolly och Lake 2006, 10), vilket är möjligheten att kunna datera organiskt material med hög precision (Greene och Moore 2010). 3D-tekniker såsom bildbaserad modellering och laser-skanning får en allt större plats inom arkeologin, teknikerna utförs i olika typer av experiment. 3D-tekniker används oftast i större

arkeologiska projekt såsom Catalhöyük, Gabii och Pompeii, men open-source har gjort det möjligt för fler arkeologer att arbeta med 3D-teknik och därmed visa potentialen med tekniken. Diskussioner om ifall digital arkeologi bör ses som en metod eller som en påverkan på skapande av teori är något som har framkommit i och med expansionen av den digitala utvecklingen (Zubrow 2006).

Inom vetenskapsområden samlas kunskap och fakta i form av slutsatser, erfarenheter och antaganden och inom vetenskapsfilosofi kallas antagandet för paradigm - vad som styr vetenskapligt tänkande (Nationalencyklopedin u.å.a). När vi har möjlighet att lägga till ytterligare erfarenhet inom ett område utvecklas också de antaganden vi har och själva området utvecklas med det. De ytterligare erfarenheterna betyder inte att de tidigare slutsatserna var felaktiga utan de var endast mindre fullständiga än det vi vet idag. Rent logiskt innebär det att förståelse bör finnas att vi då i morgon troligtvis lärt oss ännu mer inom området än vi vet idag. Ibland upptäcks eller uppfinns det något som radikalt ändrar förutsättningarna eller antagandena inom ett område (Persson u.å.).

Thomas Kuhn (2002) diskuterar paradigmskiften, antagandens förändringar i koppling till vetenskapen. Begreppet används flitigt inom undervisning i vetenskapsteori. Små

förändringar som påverkar våra antaganden endast lite grann händer ofta och benämns upptäckter inom vetenskapen. En tydlig definition om vad som skulle kunna kallas ett paradigmskifte inom vetenskapen är svår att beskriva och därför gör det svårt att verkligen kunna hävda att ett sådant skifte ägt rum (Persson u.å.).

Vetenskapsteori som positivism och hermeneutik tillsammans, kopplar ihop det naturvetenskapliga synsättet (positivism) med det samhällsvetenskapliga synsättet

(hermeneutik). Forskningen är ett sökande efter mening och sammanhang, där tolkningar tar hänsyn till sammanhanget. Positivismen är naturvetenskapligt inriktad och teorin utgår från en matematisk, exakt, objektiv och empiriskt verifierad modell ofta baserad på kvantitativa metoder (Olsen 1997 40-41).

Hermeneutik kan förklaras som en cirkel, för att kunna förstå en specifik del måste man förstå helheten eftersom helheten byggs upp av delarna och dess relationer. Helheten relateras till dess delar för en ökad förståelse (Hodder 1999, 31; Jensen 2001, 26; Olsen 2006, 90). Som utgångspunkt har man vissa frågeställningar som ändras eller fördjupas när ny data uppstår som i sin tur leder till nya kunskaper (Hodder 1999, 33). Hermeneutik är att försöka uppnå högre grad av förståelse oftast ifrån en subjektiv sida. Den komplexa verkligheten behöver tolkas.

Intressant är om det inom det arkeologiska verksamhetsområdet finns möjlighet att kombinera de båda teorierna och se dem som varandras komplement.

Syfte & frågeställning

Uppsatsens syfte är att förtydliga i vad digitala 3D-modeller inom arkeologi kan bidra med vid arkeologiska utgrävningar. Det är även meningen att studien ska undersöka 3D-

modellernas betydelse för tolkningar inom arkeologin samt om kombinationen med 3D- GIS kan öka effektiviteten för tolkningar. Uppsatsen ska utforska om det finns stöd för att 3D-modeller kan utveckla möjligheter i fält samt undersöka var den digitala arkeologin kan placeras vad gäller vetenskaplig teoretisk hemvist.

Studien utgår från dessa frågor:

 Vad används 3D-modeller inom arkeologin till?

 Vilken information kan 3D-GIS bidra med vid kombination med 3D-modeller?

 Var kan digital arkeologi placeras inom de olika teoretiska ramverken?

 Hur kan 3D underlätta processer i fältarbetet samt inkluderas som teknik i fältmetodik?

Bakgrund

Digital arkeologi är ett omtalat ämne och digitala 3D-modeller ingår i just det digitala (Morgan och Eve 2012). När man hör om 3D-modeller tänker man oftast på

rekonstruktioner av monument och 3D-modeller online som exempelvis på sidan Sketchfab (https://sketchfab.com) etc., sådana 3D-modeller har oftast ingen

användarbarhet för forskning. Vissa av modellerna kan dock vara från en utgrävning och modellen i sig kan innehålla viktig data. På hemsidan kan de bidra som funktion att visa för allmänheten en rumslig placering av fynd, en plats, ett fyndobjekt, men de kan även ses mer som en häftig 3D bild som går att vrida och vända på. Trots det är 3D-modeller ändå något som arkeologer kan ha nytta av, både från ett visuellt perspektiv men även genom att göra nya former av analyser och tolkningar. Fastän att det talas mycket om 3D inom arkeologi idag, är det ändå inget nytt.

3D

Skillnaden mellan 2D och 3D är hur rumsperspektiven uppfattas, 2D visar längd och bredd medan 3D tillägger djupet vilket ger effekten av volym (Nationalecyklopedin u.å.b) (se figur 1).

Figur 1. Figuren demonstrerar 2D-axlarna jämfört med 3D-axlarna.

Historia kring applicering av 3D inom arkeologi

Redan under början av 80-talet började 3D att appliceras inom området. Biek et al. (1981) skrev en artikel om stereoskopi, vilket troligen är den första publikationen om 3D-

visualisering inom arkeologin (Lanjouw 2016). Strax efter det skrevs en artikel om digitaliserad 3D-rekonstruering av krukor där man utgick från 2D-konturer för att skapa en 3D-bild (Angell och Main 1982). Det var inte förrän i mitten av 80-talet som intresset för 3D inom arkeologin tog fart, de tidigaste 3D-modelleringarna gjordes mest för att illustrera monument (Lanjouw 2016; Reilly 1991).

1989 presenterades en publikation där man använt sig av 3D på ett romerskt badhus i Södra Wales (Koller et al. 2009). Syftet var att ta fram en utgrävningsstrategi för att få ut så mycket information som möjligt med så liten inverkan som möjligt på monumentet (Arnold et al. 1989). Reilly (1991) som var en av medlemmarna i projektet presenterade en artikel där han beskriver en ny form av arkeologi som han kallar virtuell arkeologi (Lanjouw 2016). Han beskriver att nyckelbegreppet är virtuellt, en replika som ska kunna användas som en ersättning mot ett original. Hans modell innehåller olika färger som representerar utgrävningsvolymerna. Sedan skiktas lager bort från modellen för att framhäva de begravda anläggningarna på platsen (Reilly 1991).

1995 startades ett projekt där en 3D-modell av Stonehenge skulle användas för att studera monumentet i landskapet, studera stenarna i detalj, analysera möjliga astrologiska

inriktningar och skapa en virtuell soluppgång för att illustrera platsen under

sommarsolståndet. De skriver även att “Det är sant att mycket av den ursprungliga potentialen för VR-världen som ett forskningsverktyg ännu inte har realiserats”, “... en ökning från 32 MB till 256 MB realtids texturminne... vilket möjliggör ännu bättre definition av stenarna, högre upplösning för drapering och en mycket förbättrad digital terrängmodell” (Burton et al. 1997, 20). Med tiden ökar den digitala utvecklingen snabbt vilket bidrar till att mer precisa 3D-modeller kan konstrueras och användas som

forskningsverktyg. Idag ligger minnet på en hemmadator som lägst kring 2GB som standard vilket visar på hur snabbt utvecklingen går framåt (Inghe 2017; Nvidia u.å.).

professionell arkeolog som källa utan de är gjorda av privata företag. I och med att

kostnaderna för att skapa 3D-modeller har sjunkit sen slutet av 1990-talet, har det bidragit till att många arkeologer startat egna 3D-projekt (Koller et al. 2009).

2001 skapades den första arkeologiska analyseringen i VR av The Great Temple i Petra, i ett visualiseringssystem kallad ARCHAVE. Detta gjordes då arkeologer ansåg att det krävdes en 3D-visualisering för att lösa vissa problem man stött på, främst analyser av lamp- och myntfynd. Bland annat studerade man utgrävningsdata, bekräftade gamla hypoteser men även formulerade nya hypoteser som man inte hade kunnat göra utan systemet. Det gjordes genom att förbinda information från avlägsna delar av platsen med varandra. Man beskriver att platsdata i 3D kan bidra till att arkeologiska analyser

underlättas men också att VR kan bli ett naturligt sätt att se kontext och sammanhang (Acevedo et al. 2001).

En av de mest kända platserna där 3D har använts är Catalhöyük i Turkiet, där det

startades ett projekt 2009 som heter ―3D Digging at Catalhöyük‖ (Forte 2014). Meningen med projektet var att registrera alla faser av en arkeologisk utgrävning i 3D genom att använda olika tekniker och försöka göra utgrävningen reversibel i ett virtuellt system.

Dessa tekniker skapar ett nytt digitalt arbetsflöde för arkeologiska tolkningar (Forte 2014).

I och med att kostnaderna sjunkit och att tekniken har förbättrats har det bidragit till att fler arkeologer kan testa sig fram inom arkeologin med 3D-modelleringar som ett verktyg.

Många gånger anses 3D-modellering i fält som en långsam process då tid är en viktig faktor i en utgrävning. Men det har även utförts tester inom 3D-arkeologin där man försökt göra 3D-data på ett så billigt och tidssparande sätt som möjligt (Doneus et al.

2011; De Rue et al. 2014).

Olika metoder av 3D

Markbunden laserskanning

Figur 2. Bilden demonstrerar enkelt laserskannerns funktion.

Markbunden laser, förkortad TLS, Terrestrial Laser Scanning (Doneus et al. 2011), är en teknik som använder laserstrålar för att mäta ytor. När laserstrålarna studsar tillbaka läser instrumentet av strålarnas position och körtid (se figur 2). Data bearbetas sedan och faller på plats i ett punktmoln. Miljontals punkter detekteras och registreras med stor precision.

Inga extra mätinstrument krävs för georeferering utan det sker direkt. Punktmolnet som bildas kan sedan bearbetas med andra metoder såsom fotogrammetri för att bilda

högupplösta 3D-modeller. De flesta laserskannrarna kan även fånga fotografier som sedan kan användas som textur på modellen (Baxter et al. 2017). När man behöver göra 3D- modeller med relativt ojämn yta är laserskanning ett bra val, dock är den sällan använd inom arkeologin på grund av sin höga kostnad, både att hyra och att köpa (Doneus et al.

2011).

Bildbaserad 3D-modellering

Bild 1. Skärmdump av 3D-modell producerad i Agisoft Photoscan. De blå rutorna visar position på tagna bilder.

Ett billigare alternativ till laserskanning är att använda bilder för att skapa 3D-modeller.

Det är enkelt att lära sig och går till på så vis att man laddar in bilder som har tagits på ett objekt i olika vinklar till ett program som konstruerar 3D-modeller från bilderna (se bild 1). Programmen arbetar algoritmiskt för att omvandla fotografierna till en 3D-modell genom att överlappa fotografierna med varandra (Bhambri 2016; Forte et al. 2012;

McCarthy 2013). För att uppnå ett bra och säkert resultat bör bilderna överlappas med 50 procent (Howland et al. 2014).

I och med den digitala utvecklingen har kameraförsedda obemannade luftfarkoster, så kallade drönare med kamerautrustning fått en större betydelse inom metoden (se bild 2).

Drönarna har skyndat upp processen av planritningar (Sauerbier och Eisenbeiss 2010), likt fototornet för lodfotografier gjorde från handritandet av planer. Drönare är bland annat lätta att lära sig manövrera och att de är relativt billiga att köpa in (Eisenbeiss 2009) vilket gör dem till ett utmärkt verktyg. De är även bra på att hålla sin position i starka vindar eftersom de har GPS och höjdsensor. Deras storlek gör att de är smidiga och kan landa och starta på väldigt små ytor (Smith et al. 2014). De används sällan till att skapa 3D-modeller av exempelvis ett schakt eller liknande utan används främst för att skapa topografiska 3D- modeller av större områden. Under en utgrävning i Santa Marta, Colombia använde man

drönare för att skapa en 3D-modell av en yta på en 700 kvadratmeter stor plats vilket tog strax under två timmar att fota (Campana 2017).

Bild 2. Bilden visar en kameraförsedd drönare som styrs via en fjärrkontroll och kan fotografera perfekta lodfoton eller bilder till 3D-modellering.

Agisoft Photoscan (http://agisoft.com) är ett vanligt program som används för att konstruera 3D-modeller ifrån bilder och programmet använder SfM algoritmer som genererar modeller snabbt, stabilt och med hög precision. Programmet har möjligheten att skapa georefererade modeller och det är kompatibelt med de största operativsystemen (Agisoft 2018; Prins 2016).

Före liknande program användes CAD flitigt, CAD-program är vanligast inom arkitektur och ingenjörsteknik. CAD gör det möjligt att rita 2D och 3D ritningar av byggnader eller olika typer av produkter (Autodesk u.å.). CAD användes flitigast för att skapa planer över utgrävningsområdena men i och med att programvaran utvecklats har man sedan även kunnat använda det till att rekonstruera platser i 3D (Hafford 1995; Riorden 2000).

LiDAR

Figur 3. Flygplan som skannar med metoden LiDAR (Beck 2012).

LiDAR är en form av laserskanning, tekniken möjliggör att se bland annat konstruktioner som ej är naturliga i täta områden som till exempel skog (se figur 3). LiDAR skickar en laserstråle från exempelvis ett flygplan mot marken som sedan reflekteras tillbaka till en sensor. Markens höjd mäts när laserstrålen studsar tillbaka och via GPS-koordinater ser man planets exakta plats och höjd (Roughley och Shell 2004). Teknikens rådata kan konverteras till punktmoln, vilket sedan kan konverteras till en 3D-modell, precis som vid markbunden laserskanning och bildbaserad 3D-modellering. Det är vanligast att använda denna teknik för att skapa en DEM som oftast används för att undersöka ytor (Chase et al.

2017). Även här har drönare fått en större roll då man kan montera LiDAR kameror på vissa av dem (Chrisholm et al 2013), det medför att ingen pilot krävs, vilket underlättar både kostnad och tid. Chase et al. (2011) är ett bra exempel där LiDAR har använts för att förstå de forntida bosättningarnas positioner och landskapets användning.

LiDAR har gjort det möjligt för dem att se genom tät tropisk regnskog för att lokalisera nya platser tillhörande forntida Mayafolket.

Alla tekniker som är nämda kan även kombineras eftersom alla bygger på punktmoln, vilket kan skapa en mer exakt 3D-modell när vissa av metoderna kan vara svåra att applicera vid olika tillfällen (York Archaeological trust u.å.).

3D-GIS

Bild 3. 3D-modeller som är genererade via Photoscan och sedan insatta i ESRI ArcScene (Opitz 2013).

GIS, geografiska informationssystem, hanterar insamling, lagring, bearbetning och analys av geografiska data (ESRI 2017). Till skillnad från traditionella GIS läggs Z-koordinaten in vilket skapar en 3D-bild (Al-Rawabdeh et al. 2014), höjdvärdet Z finns redan i 2D-GIS men kan inte ses med ett djup. 3D-GIS skapar djup till data samt att dess visuella

egenskaper förstärks och möjliggör för användaren att se hur olika data kan relateras (USC 2016). 3D-GIS har sina egna unika egenskaper såsom terrängvisualisering, modellering för VR och analyser av komplicerade rumsliga data vilket kan skapa möjligheter för nya frågor och sätt att utforska data på nytt sätt (Al Rawbdeh et al. 2014, Richards-Rissetto 2017). 3D-modeller kan även importeras in i 3D-GIS och placeras via georeferering så att de får sin rätta plats i landskapet (se bild 3).

2D-GIS har debatterats om det ska klassas som ett verktyg eller en vetenskap. Som verktyg anses GIS vara bra läromedel för naturvetenskaplig statistik eller humanistisk sociologi, att skapa en bättre värld med att sätta fokus på folket (Conolly och Lake 2006, 6; Du Bois och Wright 2002). Som vetenskap tenderar GIS kopplas till den

naturvetenskapliga sidan (Conolly och Lake 2006, 6). GIS kan sammankoppla teori med metod och skapa nya frågor och Conolly och Lake (2006, 10) beskriver att GIS största styrka i arkeologi är dess mångfald. Diskussionen sammanfaller med hela den digitala arkeologins placering i teorin och inte endast med GIS. I och med att open-source program

blir allt vanligare bidrar det till att fler arkeologer kan ha möjlighet att använda program som vanligen har tillhört större utgrävningar eller projekt.

Open-source

Open-source är ingen metod för 3D utan är en term som används för program med öppen källkod. Open-source gör det möjligt för vem som helst att modifiera programmet och göra det mer personligt eller skapa bättre verktyg. Open-source är oftast gratis och har möjliggjort att fler arkeologer har börjat använda 3D eftersom de övriga programvarorna som skapar 3D-modeller oftast är dyra. Beroende på vad man ska utföra för typ av uppgift kan open-source vara ett bra alternativ till dyra programvaror. Det har stor betydelse vad man ska använda programmet till och många olika aspekter spelar roll såsom budget, behov, krav och vilken typ av analys som ska utföras (Morgan och Eichenlaub 2016). Att fler får tillgång till program som har stor vetenskaplig betydelse gör att fler kan testa olika modeller för ett effektivare arbetssätt, vilket möjliggör att open-source kan öka

möjligheten för nyttjande av den digitala världen inom arkeologin.

Teoretiskt perspektiv

Min hypotes är att man kan betrakta den digitala arkeologin som ett verktyg obunden av teoretiska ramverk. Ett verktyg så viktigt att det som redskap bidrar till vad som kan liknas med ett paradigmskifte inom det arkeologiska vetenskapsområdet. Uppsatsen kommer att resonera kring 3D-modelleringens möjliga plats i de arkeologiska teoretiska paradigmen, framförallt det processuella- och post-processuella tankesättet. Att en ökning av

appliceringen av digital arkeologi har börjat är inget konstigt med tanke på vad GIS har bidragit med till arkeologin (se Ebert 2004). Som nämnts tidigare har 3D-teknologier använts länge men på senare tid har teknologin utforskats mer, vilket kommer att presenteras under resultatavsnittet i uppsatsen. Min utgångspunkt är att 3D och den

digitala arkeologin hittills inte har använts på ett tillräckligt effektivt sätt. Anledningen till viss ineffektivitet antar jag är att den ännu inte fått en given plats inom arkeologisk

teoribildning.

Det finns två synsätt att se digital arkeologi på, det ena är att det huvudsakligen ses som verktyg, likt andra verktyg som används för att lösa frågeställningar eller problem. Det andra är synsättet att digital arkeologi påverkar skapandet av teori (Zubrow 2006). Det förstnämnda synsättet kan jämföras med miljöarkeologiska metoder såsom C14-metoden och palynologi. Digitala tekniker påverkar arkeologin i liknande utsträckning som dateringens utveckling, vilket gör att den kan tillämpas av arkeologer inom alla olika paradigm eftersom metoderna anses som universella, (Conolly och Lake 2006, 10;

Zubrow 2006), detta även fast metoderna ansetts ha en processuell riktning.

3D-modeller som verktyg kan anses ingå i det positivistiska vetenskapsidealet som sammanfaller med processuell arkeologi. 3D-modeller levererar data som är observerbar och mätbar, vilket möjliggör användbara hypoteser om de går att testa mot empiriska data (Olsen 2003, 40). Men modeller som används för rekonstruktion, hur det en gång har sett ut, exempelvis ett monument eller en byggnad är svåra att skapa med den exakthet som den processuella arkeologin kräver. Inom denna form av rekonstruktioner skapar man något som inte finns och kan därför inte uppnå absolut sanning (Pletinckx 2012), vilket gör att denna 3D-metodik kan klassas in i det tolkande post-processuella perspektivet.

Det sker nya upptäckter som de olika paradigmen saknar stöd att förklara och nya paradigm skapas av tankar och forskning. Den processuella arkeologin skapades då man inte höll med den tidigare kulturhistoriska arkeologins tankesätt. Detta kom att upprepa sig då post-processuella arkeologin inte höll med det föregående processuella tankesättet.

Man ifrågasatte teoribildningen och metoderna som de processuella arkeologerna använde.

Enligt post-processuella tankesätt finns det fler tolkningssätt och med hermeneutisk kunskapssyn ansåg man att begrepp som fakta och objektivitet endast var förvillande och visade på svårigheterna med att ensidigt förklara eller bevisa något. Arkeologernas hermeneutiska studier kretsar kring sakers bakomliggande meningar som bland annat tar hänsyn till betydelsen av människors tankar och symbolism som drivkraft för hur kulturer bildades och ser ut (Lock 2003; Olsen 2003, 49-50).

Den vetenskapliga processuella sidans objektivitet gjorde det möjligt att separera teorin från metod. Objektiv data stod i fokus i ett hypotetisk-deduktivt resonemang (Lock 2003;

Solli 2012). Istället för att fastställa en hypotes försöker man vederlägga den, (se figur 4).

Det här gör att arkeologin mer framstår som en vetenskaplig disciplin (Lock 2003).

Metoden kan dock aldrig visa en helt exakt modell utan endast visa en viss procent sanning då man ständigt försöker falsifiera den.

Figur 4. Figuren illustrerar ett hypotetisk-deduktivt resonemang.

Det post-processuella perspektivet avvisar den processuella objektiviteten och menar att den sociala aspekten saknas. Man ser det som att sambandet mellan arkeologer och arkeologisk data är en tolkande diskussion mellan subjektivitet och objektivitet. Det post- processuella perspektivet använder sig av processuella tanken om hypotestestande men tillägger den sociala aspekten (se figur 5). I och med det är data inte objektiv utan är istället teoretisk, vilket ökar möjligheten till olika tolkningar (Lock 2003). Dock finns det exempel på att post-processuella har kritiserats för avsaknad av objektiv data (se Yoffee och Sherratt 1993).

Figur 5. En illustration av post-processuella tankesättet.

Processuell arkeologi lånar vissa delar från den postprocessuella arkeologin och tvärtom för att kunna lösa problem som uppstår (Lucas 2012). Digitala arkeologin har olika aspekter som sammanfaller inom båda dessa paradigm. Digitala tekniker ger möjlighet att se en representation av den riktiga världen och samtidigt skapa mätbar data och statistik för analytisk bearbetning och tolkning. Det medför att glappet mellan den vetenskapliga processuella- och den tolkande post-processuella arkeologin kan fyllas med hjälp av det redskap som den digitala tekniken erbjuder (Zubrow 2006, 2010).

Metod och källmaterial

Studien kommer att utföras genom att olika arkeologers publikationer presenteras för att skapa ett bra diskussionsunderlag. Meningen är att publikationerna ska relateras till varandra och skapa möjligheter till en bättre förståelse inom ämnet. Eftersom 3D-GIS fortfarande är i utvecklingsstadiet, betyder det att nyare publikationer är viktiga att

använda. Varför uppsatsen utförs i denna form är för att jag anser att det är ett smidigt sätt att presentera ämnet på. Det finns många olika argument för 3D inom arkeologin och jag tycker att det är intressant och se vad arkeologer anser att 3D-modeller betyder för arkeologin.

För att studien inte ska bli allt för stor, kommer fokus att ligga på 3D inom fältarkeologi.

Studien kommer att bestå av främst vetenskapliga publikationer, artiklar och rapporter.

För att kunna svara på mina forskningsfrågor kommer publikationer kring anpassning av 3D i fält att prioriteras för att se hur de används.

För att kunna ta reda på vilken information om kombinationen av 3D-GIS och 3D-

modeller kan ge, kommer fokus ligga på att finna relevanta publikationer som presenterar just 3D-GIS som verktyg inom arkeologin.

Äldre litteratur som presenteras i uppsatsen kommer att granskas källkritiskt eftersom den aktuella tekniken och kunskapen inte fanns vid den tiden de skrevs. Många av problemen som uppstod då, har man kunnat lösa med hjälp av senare förbättrad digital teknik.

Tekniken utvecklas snabbt med nya produkter och datakomponenter som kan användas för bättre precision och tidsbesparing. Främst kommer nyare publikationer att användas.

Större delen av källmaterialet är skrivet på engelska och därför kan vissa ord vara svåra att översätta till svenska. Därför har jag valt att använda de ursprungliga orden för att inte riskera att skapa missvisande fakta. Språket som används inom tekniska- och fotografiska aspekter är ofta engelska och därför kan det saknas ord på andra språk. I uppsatsen kommer dock det att undvikas så mycket som möjligt för att kunna skapa en bättre och

Resultat

3D-modellernas användningsområden

3D-modeller har skapat nya möjligheter för både mätning och visualisering vilket har bidragit till att arkeologer kan dokumentera och integrera på ett sätt som inte tidigare varit möjligt. Det har även skapat nya möjligheter för tolkningar samt att det underlättar för fler att se data som är mätbara från alla vinklar och även möjligheter att skriva ut artefakter via 3D-skrivare (Katz och Tokovinine 2017). Man kan sammanfatta 3D-modellering inom arkeologin till fyra olika användningsområden; dokumentation, visualisering,

representation och rekonstruktion (Tsiafaki och Michailidou 2015). Dock känns det som att dokumentation och representation sammanfaller och även visualisering och

rekonstruktion, då definitionerna av dem bygger på varandra (se figur 6).

Figur 6. Figuren visar indelningen av de olika användningsområdena av 3D-modeller. Vänstra exemplet är taget från (Tskhondia 2012) och det högra är taget från (pdurdin 2017).

Rekonstruktion och visualisering

Termen rekonstruktion beskrivs som att man tillägger saknade delar eftersom det oftast endast är fragment kvar av det arkeologiska källmaterialet och termen visualisering

beskrivs med att göra något synligt för ögat (Tsiafaki och Michailidou 2015). En imitation som är skapad genom tredimensionell modelleringsprocess. Modellerna är en

sammanfattning av information som en plats innehåller, resultaten kan vara hypotetiska rekonstruktioner eller en illustration av en idé (Riedel och Bauer 2007). Att analysera rekonstruktionen visuellt skapar en form av visuell problemlösning. Man kan se vad som är möjligt i modellen baserad på fakta, vilket medför att omprövning sker tills allt känns naturligt rätt och korresponderar med mängden av olika arkeologiska data (Hermon 2012).

Tekniken förknippas mest med efterbearbetning av data, man skapar aldrig en

rekonstruerad 3D-modell direkt i fält utan den skapas efter utgrävningen då all data är insamlad. Rekonstruktioner är ett effektivt sätt att visualisera stora mängder av data från olika källor (Hermon 2012). Se figur 7 för illustration av de metodiska stegen för

konstruktion av en rekonstruktion.

Figur 7. Översatt version av diagram över steg för 3D-modellering för rekonstruktion (Hermon 2008).

Självfallet behöver inte rekonstruktionen göras direkt efter fältarbete utan rekonstruktioner

Representation och dokumentation

Termen representation menas med att man försöker återge något, det kan vara en ren geometrisk dokumentation, alltså en exakt kopia av originalets 3D-information (Nationalencyklopedin u.å.c; Riedel och Bauer 2007). Exempelvis kan det inbära att demonstrera stratigrafiska enheter (Forte, et al. 2012). Definitionen av 3D-modeller fungerar mer som dokumentation vilket kan användas i vetenskaplig forskning efter utgrävningen då originalmodellen har förstörts av den arkeologiska utgrävningen (Riedel och Bauer 2007).

Eftersom en utgrävning är en destruktiv aktivitet är dokumentation en viktig del i utgrävningsprocessen, 3D-dokumentation via bildbaserad 3D-modellering är den vanligaste metoden i fält. Den fungerar som ett alternativ till laserskanning och LiDAR eftersom tekniken är billig och snabblärd men har ändå ett resultat som är motsvarade de andra metodernas (Doneus et al. 2011; Howland et al. 2014; López et al. 2016). Doneus et al. (2011) presenterar en artikel där man försökt att skapa 3D-modeller på ett så billigt och kostnadseffektivt sätt som möjligt för att se om det är något att använda under fältarbete.

Där jämför man en neolitisk grop som har modellerats via bildbaserad teknik för att studera noggrannheten men även hur lång tid det tar att skapa modellen. Georefereringen med Photoscan visade att testet har övergripande noggrannhet lik laserskanningen. Studien gjordes dock 2011 på en dator som var kraftig då men resultatet kan nog förbättras i och med den digitala utvecklingen.

Forte et al. (2012) presenterar även att tester på ett neolitiskt hus i Catalhöyük som genererats av PhotoScan via digitala SLR kameror, modellen har en noggrannhet på 4 - 5 mm med laserskanner som referens. Istället för att 3D-modellering ses som en dyr

valmöjlighet genom laserskannrar kan den istället bli en prisvärd del med bildbaserade metoder för skapandet av kartor, sektioner och profiler (Forte et al. 2012). Den höga detaljrikedomen anses vara bra för att dokumentera platsens data då man endast får en chans för dokumentation (Doneus et al. 2011). Dokumentationen som sker i fält bör gå att studera i efterhand och bör därför dokumenteras reflexivt, på det sättet kan man ‖gå tillbaka‖ till utgrävningen och se hur det såg ut på plats när modellen gjordes. Reflexiv metodik bygger på att en bra dokumentation skapar möjligheter att studera platsen på nytt under och efter utgrävningen och som då kan skapa nya tolkningar (Hodder 1999, 31).

Dokumentationen under en utgrävning är viktig för att kunna tolka det förflutna. Det sker oftast i 2D trots att vi integrerar i 3D med vår syn vilket borde göra 3D en del av

arkeologisk metodik (Lanjouw 2016). Information kan lätt förloras eftersom

dokumentationen omvandlas till 2D på exempelvis foton eller ritningar. 2D data blir därför svårare att förklara för andra experter, arkeologer och allmänheten (De Rue et al.

2014). Specialkunniga kan använda 3D-modellerna för mer noggranna analyser av material som hittas under utgrävningen (Dell‘Unto et al. 2017). En 3D-representation av utgrävningen skulle kunna förmedla data bättre samt öppna nya forskningsriktningar. Det är mer naturligt för oss att arbeta med data i 3D (Neamtu, et al. 2011).

Ojämna ytor och sektioner kan vara svåra att dokumentera i 2D genom 2D projicering, såsom handritande skisser medan en dokumentation i 3D kan få med varje del av objekten.

Det finns en fördel med handritad dokumentation, i och med att du själv ritar medför att du kan lätt kan fokusera på ett objekt som möjligtvis kanske inte uppmärksammas när du dokumenterar i 3D. Dokumentationstekniken i 3D har dock en högre precision än vad handritade planer och sektioner har (De Rue et al. 2013), vilket medför en större pålitlighet för vidare analysering eftersom den registrerar allt som finns på platsen och inget utesluts (Lopéz et al. 2012). Därför kan dokumentation med 3D modeller under en utgrävning bidra med att det alltid finns möjligheter att generera detaljerade sektioner och ortofotografiska bilder i både 2D och 3D (De Rue et al. 2013; Dell‘Unto et al. 2017), exempelvis genom att skära en 3D-modell kan förmedlingen av sektioner och profiler visas på ett effektivt sätt (Dellepiane et al. 2012; Lopéz et al. 2016).

För att kunna georeferera bildbaserade 3D-modeller krävs oftast en totalstation, dock inte om man konstruerar dem i Photoscan (Prins 2016), men kan ändå vara bra att använda för att georeferera fynd till modellen. Totalstationer är oftast inkluderade i en arkeologisk utgrävning (Doneus et al. 2011). Det är viktigt att georeferera modellerna för att föra in de till GIS (Dell‘Unto 2014a). Via totalstationen är det möjligt att skapa ett rutnät med tredimensionella punkter för georeferering eftersom den mäter från alla axlar X, Y och Z (Darvill 2009; Larsson et al. 2015).

3D-GIS

GIS används redan flitigt under utgrävningar för att behandla rumslig data och är en bra plattform för visualisering och sammanlänkning via olika data med varandra. Att tillägga 3D-modeller i GIS gör att arkeologer kan arbeta i en plattform som man känner igen. Det möjliggör också ett lättare sätt att organisera, visualisera och skapa dokumentation från modellerna. Exempelvis visualisera ny data kopplade mellan olika typologier av information av någon form av arkeologisk kontext. Individuell data såsom krukor, ben eller stenar kan digitaliseras direkt i modellen för att sedan användas i rumsliga analyser eller visa generaliserade representationer i ett 2D-plan, såsom profiler, sektioner eller ortofotografiska bilder (Forte et al. 2015; Opitz och Nowlin 2012). En 3D-dokumentation av platsen som är inlagd i GIS kan visualisera detaljerade specifika delar som sedan möjliggör att välja vad man vill se i modellen. GIS gör det möjligt att kunna koppla 3D- data till ett attribut i en tabell som går att länka med modellens olika meta-data. Det bidrar med att man kan välja olika 3D-scenarion genom att skapa specifika frågor i programmet (Dell‘Unto 2014a; Forte et al. 2015).

I och med utvecklingen av datorer finns nu möjligheten att använda tablet-PC som är kraftfulla nog för att använda program såsom ESRI ArcScene (http://esri.se) där databasskapande är möjligt direkt i fält (Dell‘Unto et al. 2017; Taylor et al. 2018). Det arkeologiska arbetssättet med 3D-GIS ger möjlighet att knyta ihop en plats olika utgrävningar till en större bild och dokumentation i 3D under utgrävningarna leder till skapande av databaser med information, 3D-GIS sammanflätar 3D-data till ett system som fungerar även direkt på plats. 3D-dokumentation kopplad till GIS kan skapa en bättre förståelse av den arkeologiska platsen, det krävs dock att modellerna som skapas är kopplade med tolkningslager och blir ett resultat av en reflexiv och hermeneutisk process (Dell‘Unto et al. 2017), (se figur 8).

Figur 8. Demonstration av (Dell’Unto et al. 2017) arbetssätt för att uppnå en reflexivt och hermeneutiskt utgrävning.

Att studera det tidigare utgrävningsmaterialet kan bidra med att planera kommande säsongs fältarbete (Dell‘Unto et al. 2017; Neamtu et al. 2011). Därför kan det vara bra att ha tillgång till materialet direkt på plats under den nya utgrävningen. Det kan även vara bra att dokumentera alla fynd i 3D efter utgrävningen för att sedan länka dem med

fyndplatserna. Detta bidrar med att kommande utgrävning kommer att ha tillgång till dem direkt på plats i geodatabasen på tablet-PC (Dell‘Unto et al. 2017), vilket tar GIS till ett helt nytt utförande och bidrar med att man kan se rumsliga relationer under utgrävningen med både nya och gamla fynd direkt på plats och har tillgång till gammal data och

möjligheten att se fynden i ett digitalt utformande från tidigare utgrävningar (Dell‘Unto et al. 2017). Eftersom det vanligen inte är samma personer som programmerar databasen som utför inmatningen till den, kan fel uppstå om den ska fungera som integrerad kunskapskälla (Morgan och Wright 2018). Det krävs troligen en introduktion till nya verktyg för kommande generationer för att säkerställa korrekt skapande av databaserna (Newhard 2015). Både specialister och arkeologer som utför inmatningen av data bör

däremot kan GIS ge oss möjligheten att skapa nya frågor från våra data (Richards-Rissetto 2017).

Diskussion

Vid mitt sökande efter publicerade studier har jag kunnat konstatera att det är svårt att hitta kritik mot 3D-modeller och jag utgår ifrån att det beror på att det inte har skrivits mycket kritik om 3D. Det mesta som publiceras är av arkeologer som själva har utfört 3D och därefter skrivit om det i positiva termer. Jag har även känt att det har varit svårt att finna artiklar från olika författare när det kommer till 3D-GIS, det sammanfaller nog med att det idag endast är stora projekt som har pengar, tid och storleken som krävs för att kunna experimentera med denna teknologi.

Som jag presenterat i resultatet kan vi se att 3D används och har applicerats med goda resultat. Ur ett historiskt perspektiv är det inom 3D-tekniker rekonstruktioner har utförts mest. Genom data skapas en tolkning av hur en byggnad eller monument sett ut fastän det inte syns i källmaterialet. Jag har lite svårt för denna tolkande metod. Jag ser det mer som en post-processuell synvinkel att använda rekonstruktioner till ett antagande hur det en gång sett ut mer än som ett vetenskapligt verktyg (se Clark 2010). Samtidigt ska man inte se en rekonstruktion som en slutprodukt utan ett sätt att testa hypoteser om hur det

möjligen har sett ut. Jag är rädd för att det är lätt att se rekonstruktioner som en slutprodukt eftersom de utstrålar en antydan av färdig produkt. Risken kan bli att

rekonstruktioner minskar benägenhet till ytterligare tolkningar om hur det egentligen sett ut eftersom de redan illustrerar en ‖färdig‖ produkt, trots det faktum att vi inte kan rekonstruera en exakt sanning om hur det en gång faktiskt sett ut (Pletinckx 2012).

Museum har börjat använda sig av rekonstruerade 3D-modeller för att kunna visualisera det förflutna till allmänheten (se Potenziani et al. 2015). Det anser jag ger en skev bild eftersom modellerna ger intrycket av färdig produkt. Det arkeologiska källmaterialet försvinner med tiden och det går bara att rekonstruera en bråkdel av det. Jag förknippar kritiken som förut låg i fokus, om att 3D inte användes som ett vetenskapligt verktyg utan gick ut på att konstruera en ‖fin bild‖ (se Sanders 2001), i och med att 3D användes flitigast för rekonstruktion från ett historiskt perspektiv. Kritiken har delvis försvunnit med tiden och beror nog på att 3D har börjat användas mer som ett verktyg i form av

Utgrävningar är relativt onödiga utan dokumentation och 3D-representationer som

dokumentationsprocess anser jag är ett effektivt sätt att utföra det på. Dess möjligheter att skapa en dokumentation i hög precision på ett snabbt och enkelt sätt via bildbaserad 3D- modellering gör den till en bra dokumentationsmetod. Som jag tidigare nämnt är det enda som krävs en kamera och en dator då open-source gör det möjligt för gratis programvara.

Jämfört med traditionella metoder som manuellt ritande på papper är denna teknik betydligt snabbare och man kan fånga mer detaljer av profiler och sektioner än vad man troligen får med ritning för hand. Som jag också nämnt tidigare kan personen som ritar för hand lyfta fram det som den själv anser är intressant vilket bygger på en subjektiv

bedömning och därmed kan vissa detaljer förminskas eller gå förlorade då fokus läggs på andra objekt. Det kan även vara så att man blir mer observant på små detaljer som kan missas vid 3D-dokumentation eftersom man troligen studerar objekten noggrannare då man lägger ned mer tid vid ritandet. 3D-dokumentation tillför dock en mer objektiv sida och dokumenterar därför mer noggrant allt än den traditionella metoden om man studerar dess resultat noggrant. Jag anser dock inte att den är helt objektiv då även den processen utförs av en person i fält som bestämmer var bilderna ska tas eller var laserskannern ska stå. Möjligen har man redan identifierat intressanta lager i en profil och vet att de behöver dokumenteras.

Dell‘Unto et al. (2015) presenterar ett intressant projekt som kallas The Swedish Pompeii Projekt (http://www.pompejiprojektet.se/), där man använt sig av olika typer av 3D- tekniker för att studera ett kvarter av Pompeji. Man använde sig av laserskannade- och bildbaserade 3D-modeller tillsammans med planritningar och data från topografiska kartläggningar i ESRI ArcScene i ett försök att skapa dokumentation med hög precision av kvarteret. Meningen var att det skulle användas för att studera samband av olika

komponenter i Pompejis ursprungliga arkitektur. Den geometriska uppbyggnaden av trianguleringen som knyter ihop 3D-modellerna utfördes i open-source program och det här projektet är ett av få som sätter samman komplex geometrisk 3D-data för vidare analyser och tolkningar.

Representationen av platsen har bidragit till att man har kunnat öka möjligheterna för att studera husen i detalj med testbara attributdata för att kunna dra tolkningar till en virtuell rekonstruktion. Experimenterandet i 3D-GIS har bidragit att man kunnat demonstrera analytiska potentialen av GIS, att det blir starkare genom att tillsätta den tredje

dimensionen (Dell‘Unto 2015), men samt att den demonstrerar hur vidare tolkningar kan dras från den analytiska sidan av GIS. Projektet är enligt mig det största som demonstrerar hur man kan använda både open-source och licenserade programvaror för att använda GIS till både analytiska och tolkande slutsatser.

Eftersom en undersökning eller utgrävning oftast består av flera schakt eller delar, utgör GIS en möjlighet att länka samman alla modeller till en större bild, det går även att länka tidigare utgrävningar. Det här sättet är enligt mig den bästa metoden att använda 3D- modeller på för att få ut mest information. 3D-GIS är alltså det som skapar mest potential i modellerna. Ett annat bra exempel på vad GIS kan bidra med för att få ut mer information från 3D-modellerna är ett fall som utfördes i Sandby Borg på Öland, där man använt sig av frågebyggaren. Det är en del av GIS som gör det möjligt att ställa specifika frågor som bygger på attribut. De öppnade ett schakt i en husgrund i borgen och där påträffades en individ, bredvid stack ett kranium ut från profilen. Tyvärr fanns inte tiden för att fortsätta göra schaktet större och undersöka platsen där kroppen till kraniet troligen låg.

I en senare utgrävning året därefter grävde man på samma plats ett större schakt, som även 3D-modellerades. Efter georefereringen på nya schaktet kunde man direkt se att schakten länkades i 3D-GIS och kropparna passade med varandra. Skeletten undersöktes av osteologer och de kartlade alla frakturer som attribut direkt i 3D-modellen. I 3D-GIS kunde man programmera att man endast ville se frakturer som har uppstått efter att individerna dött. Det resulterade i att ett mönster uppstod som indikerar på takets kollaps trots att det inte fanns något källmaterial för ett tak, dessutom hade man inte sökt efter något tak (Wilhelmson och Dell‘Unto 2014). Exemplet demonstrerar vad 3D tillsammans med GIS kan bidra med, det kan alltså väcka nya frågor och svar som man till och med inte har letat efter.

den objektiva databasen och med sina egna tankar skapa en egen tolkning av platsen. Som jag nämnde tidigare kan det vara svårt eftersom en utgrävning aldrig är helt objektiv. I ett av de största arkeologiska projekten, Catalhöyük, sker denna registrering till databaser med tolkningar direkt i fält (Dell‘Unto et al. 2017). De använder ett reflexivt

hermeneutiskt arbetssätt för att kunna registrera 3D-data direkt i fält i tablet-PC:s. Målet med reflexivitet är att man ska få de som utför utgrävningen att skapa tolkningar istället för att från början följa en given tolkning (Hodder 1999, 209; Greene och Moore 2010).

Att kombinera reflexivitet med digital arkeologi som har utförts i över 15 år i Catalhöyük har bidragit till att man har kunnat skapa en virtuell reversibel metod (Berggren et al.

2015). Jag tror att tillsammans med den objektiva databasen skulle det kunna bidra med en möjlighet till reflexiv omtolkning. På så sätt bidrar man med en ny subjektiv tolkning till utgrävningen vilket jag anser är bra eftersom man då tar bort tänkandet om att följa en tidigare tolkning som bestämmer riktningen av utgrävningen.

För att ta reflexiviteten ett steg längre har tablet-PC fått en större roll i arkeologin. Tablet- PC skapar stora möjligheter att utföra projekt och utgrävningar papperslöst, istället för att använda traditionella metoder som dokumentation på papper (Berggren et al. 2015). En hel del arkeologiska projekt har skapats som experimenterar med det (Taylor et al. 2018).

Dock är det oftast projekt som har stora kapital att röra sig med som exempelvis

Catalhöyük, Pompeii och Gabii. Projekten är tillräckligt stora för att kunna utföra digitala dokumentationsexperiment på (Taylor et al. 2018). Det finns dock kritik till papperslös utgrävning, att när man endast spårar fotografier på en tablet-PC tappar man

medvetenheten om varför det är viktigt att förstå den arkeologiska stratifieringen (Morgan och Wright 2018). Jag kan förstå kritiken bakom det, det sägs att man lär sig mer om man skriver något för hand än om man skriver det på exempelvis datorn. Enligt mig kan ritandet direkt på modellen bidra till en tidseffektiv taktik, vilket kan vara viktigt under en utgrävning då många kan känna att manuellt ritande tar lång tid. Det skapar även

möjligheter att samla all data i en och samma plats och som är lättillgänglig att användas direkt i fält (Berggren et al 2015). På det sättet ersätter man inte det traditionella sättet att rita ritningar i fält, utan man uppgraderar det.

Tolkning är en av de viktigaste delarna i en arkeologs yrke för att uppnå uppsatta mål, att presentera en bild av forntiden. Den digitala arkeologin kan hjälpa till med det oavsett vilken teoretisk bakgrund man använder. Att ta databaserna in i ett arkeologiskt digital samlingscentra bidrar till utökande tolkningar från alla arkeologer oavsett teoretisk

bakgrund. Oberoende av vilket sätt/teori olika arkeologer tolkat data på, bidrar det gemensamt till förnyade tolkningar. En teoretisk inställning behöver inte alltid fungera med arkeologisk data och ibland kan en teori vara så pass vag att den kan fungera med all data (Lucas 2012). Digital arkeologi ger oss möjligheter som vi inte tidigare har haft att visa, tolka och förstå forntiden på. Enligt mig borde digital arkeologi ses som ett flexibelt hjälpmedel, för att förstå forntiden, samlat i ett digital samlingscentra där man delar data med fler för att öka tolkningsmöjligheterna.

Den expansion som sker idag gällande användandet av 3D-arkeologi och att digitala tekniker skapar möjligheter vi inte tidigare haft och kan bidra till ett paradigmskifte i arkeologin, en digital revolution (Olson 2015; Zubrow 2006). Möjligheter såsom representation av modeller på ett sätt som illustrerar det förflutna, räkna och utföra statistik i en rad sammanfattade och analytiska former, skapandet med en integration i en virtuell konstruerad värld samt att det går att dela allt detta med hela världen i otroliga hastigheter (Morgan och Eve 2012; Zubrow 2006). Dessa innefattar både teoretiska- och vetenskapliga bakgrunder som vi finner i både processuell och post-processuell arkeologi, vilket stöder att man inte kan sätta digital teknik inom ett befintligt paradigm. Arkeologer blir därför en del av ett digitalt samlingscentra där distansen blir mindre viktigt och man kan samtala obehindrat och dela data snabbt mellan varandra (Morgan och Eve 2012). Ett nytt centra som är definierat av arkeologer blir till där även andra specialister inom

geologi, palynologi, geografi osv., och även allmänheten ingår. Det digitala centrat gör att digital dokumentation ger en tvärvetenskaplig möjlighet för omtolkningar då flera olika personer med olika idéer och perspektiv kan samarbeta.

Då syftet med denna uppsats är att ta reda på om 3D bör ingå i tillvägagångssättet i fält kommer jag nu sätta upp kriterier av vad jag anser är nödvändigt att uppfylla utifrån mitt resultat. Kriterierna jag har valt att ta upp är tid, kostnad, kunskap och förberedelser.

Kriterierna baseras dock på mitt resultat som handlar om 3D. Som jag presenterat tidigare är det bildbaserad 3D-modellering som är den mest använda tekniken i fält, därför

kommer den tekniken att ligga i fokus i denna diskussion.

snabbare än tidigare. Exempelvis gjordes ett test i Skottland av Jeffery (2003) att

dokumentera ristade stenar i 3D. Då kom man fram till att denna teknologi inte var hållbar eftersom tiden var för lång för att kunna generera resultat och att även att detaljnivån var för låg. Programmen som genererar 3D-modeller har blivit ordentligt uppdaterade sedan dess, vilket har bidragit till att tekniken har blivit mer användbar och tillgänglig

(McCarthy 2013).

En utgrävning finansernas oftast huvudsakligen av bidrag och kan medföra att pengarna måste prioriteras på olika metoder, därför kan billig teknik vara viktig. Passar då 3D in i det arkeologiska fältet? Det finns olika typer av kostnader i det här fallet, både om man anlitar en specialist för att kunna utföra arbetet eller om man gör det själv. Eftersom laserskanning är både dyrt att hyra och att inköpa samt kan ta lång tid att lära sig kan man ersätta laserskanningen med bildbaserad modellering som jag presenterade i tidigare avsnitt. Den enda nödvändiga kostnaden för att utföra denna operation är en digital kamera, gärna en med lite högre kvalitet på bilderna (Dellepiane et al. 2012), vilket jag är säker på att alla utgrävningar använder sig av. Egentligen är den dyraste kostnaden programmen som krävs för att kunna konstruera och analysera 3D-modellen. Många av programmen är licensierade och därför dyra att köpa in, men det finns andra program som är gratis, open-source program. Det är vanligt att man använder sig av open-source inom arkeologin (De Rue et al. 2014; Dellepiane et al. 2012; McCarthy 2013). Trots att det oftast är bortom arkeologernas budget kring programvara är det ändå relativt vanligt att man använder Agisoft Photoscan (Forte et al. 2015; Howland et al. 2014; Green 2014;

Lopéz 2016), det är nog för att programmet har den fördelen att det går att skapa skalade och georefererade modeller direkt i programmet och att programmet kommer i olika utföranden och inte behöver vara allt för dyrt för sin prestation (Dell‘Unto 2014b; Olson och Placchetti 2015).

Hur svårt är det då att använda sig av 3D inom arkeologin? Just för skapandet av 3D- modellerna utförs det relativt enkelt av sig själv i programmet. Av mina egna erfarenheter anser jag att det inte är svårt att förstå. Det finns även filmer på internet som kan

underlätta användandet av programmet. Svåraste uppgiften som användare är att ta bilderna på ett sådant sätt att de sammanfaller med varandra. Det är dock i GIS det kan krävas mer kunskap för att kunna analysera något från modellerna. Drönarkunskap är även bra att kunna (Lopez et al. 2016), dock är det inte helt nödvändigt men kan vara bra

eftersom det underlättar fotograferandet i fält.

Om vi ser till det sista kriteriet som är förberedelser. Det här kriteriet hänger ihop med vad jag nämnt tidigare, att det enda man behöver är en digitalkamera och en dator. Det man behöver förbereda är egentligen lika mycket som när man dokumenterar med vanligt foto, att det man dokumenterar är fritt från kringliggande verktyg och liknande. Annars krävs inget förberedande för att kunna utföra 3D-dokumentation av en plats eller anläggning (Dellepiane et al. 2012).

Enligt mina kriterier passar 3D in i tillvägagångssättet i det arkeologiska fältarbetet, i alla fall som en dokumenteringsmetod. 3D-GIS inom arkeologin är under sin utvecklingsfas och det känns som att det fortfarande är något man experimenterar med men med goda framtidsutsikter. 3D-dokumentation är något som borde appliceras på större utgrävningar för det kan vara överflödigt att behöva applicera tekniken under en utgrävning av något mindre objekt. Idag kan det anses att GIS är en standard inom arkeologisk fältmetodik (Dell‘Unto 2016), men man kan själv välja när den borde anses vara nödvändig. Jag anser att 3D-dokumentation kan utföras på samma sätt, att välja själv när det anses vara

nödvändigt. Om man ska använda sig av någon form av analys i 3D-GIS krävs därför en dokumentation i 3D, eftersom 3D-GIS är under utveckling kan det därför vara bra att man redan börjar dokumentera redan i 3D.

En sak man bör ha i åtanke är att digital teknik inte alltid är tillförlitligt, i och med snabba förändringar i hårdvara, mjukvara och filformat ökar riskerna för dataförlust. Därför är det en viktig fråga att fundera på hur vi ska kunna förvara all data (Katz och Tokovinine 2017). Det är något som kan vara bra att ha i åtanke för framtiden.

Om 3D ska klassas som en del av metodiken i en arkeologisk utgrävning måste det vara enkelt för andra att förstå och analysera 3D-modeller och därför kan det vara bra i framtiden att anpassa programvaran man använder för arkeologiska metoder. Jag tror att tablet-PC kommer att få ett större användande mot en papperslös utgrävning i framtiden eftersom det innebär en mer robust lösning (Morgan och Eve 2012). Det anser jag hänger ihop med att vårt samhälle blir mer digitalt och att vi förlitar oss på digitala lösningar.

Slutsats

Vad används 3D-modeller inom arkeologin till?

3D-modeller används för att ge information till användaren och andra. Man kan summera de till fyra användningsområden; rekonstruktion, visualisering, representation och

dokumentation. De kan slås samman till 2 grupper, rekonstruktion och visualisering samt representation och dokumentation (Tsiafaki och Michailidou 2015), se figur 6.

Rekonstruktion används för att visualisera ett objekt i en återgivande bild, man skapar något som det torde sett ut förr baserad på data och tolkningar (Riedel och Bauer 2007). Modellerna är bra för att kunna visa sina hypoteser om en plats utseende för allmänheten eller för någon annan. 3D-modeller tillverkas efter insamling av data i fält och jag anser att de ger intryck av en bekräftad modell, mer än en hypotes.

Representation är en modell av en befintlig plats under exempelvis utgrävningen. Den dokumenterar platsen i högupplösta 3D-kopior av hur det ser ut när modellen skapas. 3D- modellerna gör det möjligt att ‖gå bakåt‖ i tiden för att se hur det såg ut när man grävde just den ytan (Nationalencyklopedin u.å.c; Riedel och Bauer 2007; Riedel och Bauer 2007).

Representationer underlättar dokumenterandet i fält eftersom det enda som egentligen krävs är en kamera och en dator eftersom open-source möjliggör gratis programvara för modelleringen (Dellepiane et al. 2012). De bidrar även till underlättande för att

demonstrera stratifieringar då det finns möjligheter att skära snitt av modellerna (Dellepiane et al. 2012; Lopéz et al. 2016).

Vilken information kan 3D-GIS bidra med vid kombination med 3D- modellerna?

3D-GIS är egentligen det program som får ut mest av 3D-modellernas potential.

Programmet kan koppla samman flera olika georefererade modeller för att skapa en större bild av utgrävningsområdet men kan även koppla modeller från tidigare utgrävningar.

Det här bidrar med att man bland annat kan göra rumsliga analyser på fler modeller från en utgrävningsplats (Dell‟Unto 2014a; Forte et al. 2015). Som jag presenterar i

möjligheter GIS kan utveckla. Att ESRI har skapat möjligheter för GIS i tablet-PC gör att analyseringar som tidigare skett i ett stadie efter utgrävningen, nu är möjliga redan i fält.

Var kan digital arkeologi placeras inom de olika teoretiska ramverken?

Digital arkeologi kan inte ingå i varken den vetenskapliga processuella eller den tolkande post-processuella sidan, eftersom den kan användas både för objektiv data och subjektiv data vilket medför att det glapp som skapats mellan de olika paradigmen kan fyllas med digital arkeologi (Zubrow 2006, 2010). Eftersom digital arkeologi inte sammanfaller inom de befintliga paradigmen finns det eventuellt möjlighet för skapande av ett nytt paradigm.

Ett paradigm där man använder sig av både processuella och post-processuella metoder för att kunna öka möjligheterna för en sannare bild av forntiden. Det behöver inte

nödvändigtvis placeras in i ett paradigm eller skapande av ett nytt utan kan användas som ett verktyg eller metod för att underlätta arkeologin, oavsett vilken arkeolog man är. Om arkeologer blir en del av ett digitalt samlingscentra finns möjligheter att skapa bättre rekonstruktioner då fler sektorer samarbetar (Zubrow 2010) kan nya frågor uppstå vid konstruerande av modeller, såsom tak, väggar osv. vilka inte finns ursprungligen med i det källmaterial man arbetar med, som i exempelvis Wilhelmson och Dell‟Unto (2014) fall.

Kan 3D underlätta processer i fältarbetet samt inkluderas som teknik i fältmetodik?

Jag finner att dokumentationen blir lättare att utöva, en enkel metod som registrerar med hög noggrannhet (De Rue et al. 2013; Lopéz et al. 2012). Börjar man redan nu med att registrera i 3D, möjliggörs det att man kan använda dokumentationen i forskningssyfte av flera personer inom olika sektorer, på ett helt nytt tvärvetenskapligt sätt senare i det digitala samlingscentrat. Även om 3D-GIS ligger i utvecklingsfasen kan dokumentationen i 3D redan nu göra att man kan använda modellerna när 3D-GIS har blivit ett mer stabil utvecklad och utforskad teknik.

Nästan vem som helst kan skapa en 3D-modell idag med bildbaserad modellering. Det

med programmen. Det är när man överför 3D-modellerna för vidare analyser till GIS som kunskap kan krävas. Därför är det bättre om 3D introduceras som en metod i arkeologiska tillvägagångssätt i fält under större utgrävningar. I och med den digitala utvecklingen kommer vi förlita oss mer på digital teknik och arkeologi kommer inte vara något undantag. Därför kan det vara bra att applicera denna dokumentationsteknik nu trots att 3D-GIS är under utveckling. Eftersom 3D-modeller kan skapas med hög precision kan de vara användbara när 3D-GIS har kommit längre i utvecklingen. Hur många arkeologer önskar inte att tidigare utgrävningar skett med moderna tekniker?

Referenser

Acevedo, D., Vote. E., Laidlaw, D.PH., Joukowsky, M. 2001. Archaeological Data Visualization in VR: Analysis of Lamp Finds at the Great Temple of Petra, a Case Study.

Providence: Brown University.

Agisoft. 2018. About. http://www.agisoft.com/about/ (hämtad 2018-05-09).

Al-Rawabdeh, A., Al-Ansari, N., Attya, H., Knutsson, S. 2014. GIS Applications for Building 3D Campus, Utilities and Implementation Mapping Aspects for University Planning Purposes. Journal of Civil Engineering and Architecture 8 (1): 19-28. doi:

10.17265

Angell, I.O., Main, P.L. 1982. A Construction of Three-Dimensional Views From the Silhouette Data of Pottery. I Laflin, S. (red.). Computer Applications in Archaeology.

Birmingham: Birmingham University, 117-127.

Arnold, C.J., Huggett, J.W., Reilly, P., Springham. C. 1989. Mathrafal: a case study in the application of computer graphics. I Rahtz, S., Lockyear, K. (red.). CAA89. Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology. Oxford. 147-156.

Autodesk. [U.å.]. CAD software. https://www.autodesk.com/solutions/cad-software (hämtad 2018-05-09).

Baxter, C.L., Jankiewicz, S.E., Calfas, G.W. 2017. Terrestrial Laser Scanning in Archaeology and Cultural Heritage Management. R&D magazine. 31 augusti.

https://www.rdmag.com/article/2017/08/terrestrial-laser-scanning-archaeology-and- cultural-heritage-management#disqus_thread (hämtad 2018-03-02).

Beck, A. 2012. Airborne Laser Scanning Discrete Echo and Full Waveform signal comparison. [Figur]. [Online] Wikimedia Commons. [Online].

Beck, A., Beck M. 2000. Computing, Theory and Practice: establishing the agenda in contract archaeology. I Roskams, S. (red.). Interpreting Stratigraphy: Papers Presented to the Interpreting Stratigraphy Conferences 1993-1997. 1 uppl. Oxford: Archaeopress. 173- 181.

Berggren, Å., Dell'Unto, N., Forte, M., Haddow, S., Hodder, I., Issavi, J., Lercari, N., Mazzucato, C., Mickel, A., Taylor, J. 2015. Revisiting reflexive archaeology at Çatalhöyük: integrating digital and 3D technologies at the trowel's edge. Antiquity 89 (344). 433-448.

Bhambri, S. 2016. How To… Do Photogrammetry For Archaeology (Part 1). [Blogg]. 4 maj. https://digventures.com/2016/05/how-to-do-photogrammetry-for-archaeology-part-1/

(hämtad 2018-03-01).

Biek, L., Hawker, B.M., Lindsey, N.E., G.N. 1981. LERNIE VIM. I Graham, I. E. (red.).

Computer Applications in Archaeology. London: London University, 8-19.

Burton, N., Hitchen, M., Bryan, G. 1997. Virtual Stonehenge: a Fall from Disgrace?

CAA97. Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology. Oxford:

Archaeopress.

Campana, S. 2017. Drones in Archaeology. State-of-the-art and Future Perspectives.

Archaeological prospection 24 (4): 275-296. doi: arp.1569

Chase, A., Chase, D., Chase. A. 2017. LiDAR for Archaeological Research and the Study of Historical Landscapes. I Masini, N., Soldovieri, F. (red.). Sensing the Past - From artifact to historical site. Cham: Springer.

Chase, A., Chase, D., Weishampel, J., Drake, J., Shrestha, R., Slatton, C., Awe, J., Carter, W. 2011. Airborne LiDAR archaeology, and the ancient Maya landscape at Caracol Belize. Journal of Archaeological Science 38 (2011). 387-398.

Chrisholm, R., Cui, J., Lum, S., Chen, B. 2013. UAV LiDAR for below-canopy forest surveys. Journal of Unmanned Vehicle System 01(1). 61-68.

Clark, J.T. 2010. The Fallacy of Reconstruction. I Forte, M.. (red). Cyber-Archaeology Oxford: Archaeopress.

Conolly, J., Lake, M. 2006. Geographical Information Systems in Archaeology. Cambrige:

Cambridge University Press.

Darvill, T. 2009. Visualisation. The Concise Oxford Dictionary of Archaeology. 2 uppl.

[Online]

http://www.oxfordreference.com/view/10.1093/acref/9780199534043.001.0001/acref- 9780199534043-e-4305?rskey=ZXKuDc&result=4443 (hämtad 2018-04-30).

De Rue, J., Plets, G., Verhoeven, G., De Smedt, P., Bats, M., Cherretté, B., De Mayer, W., Deconynck, J., Herremans, D., Laloo, P., Van Meiryenne, M., De Clercq, W. 2014.

Towards a three-dimensional cost-effective registration of the archaeological heritage.

Journal of Archaeological Science 40 (2013) 1108-1121.

Dell‘Unto, N. 2014a. The Use of 3D Models for Intra-Site Investigation in Archaeology. I Remondino, F., Campana, S. 3D Recording and Modelling in Archaeology and Cultural Heritage. Oxford: Archaeopress. 151-158.

Dell‘Unto, N. 2014b. 3D Models and Archaeological investigation. I Huvila, I. (red.).

Perspectives to Archaeological Information in the Digital Society. Uppsala: Uppsala Universitet, Institutionen för ABM. 55-73.

Dell‘Unto, N. 2016. Using 3D GIS Platforms to Analyse and Interpret the Past. I Forte, M., Campana, S. (red.). Digital Methods and Remote Sensing in Archaeology. Cham:

Springer 305-322.

Dell‘Unto, N., Landeschi, G., Apel, J., Poggi, G. 2017. 4D Recording at the Trowel‘s Edge: Using Three-Dimensional Simulation Platforms to Support Field Interpretation.

Journal of Archaeological Science 12 (2017). 632-645.

Dell‘Unto, N., Landeschi, G. Leander Touati, A-M., Dellepiane, M., Callieri, M., Ferdani, D. 2015. Experiencing Ancient Buildings from a 3D GIS Perspective: a case Drawn from the Swedish Pompeii Project. Journal of Archaeological Method and Theory 23 (2016) 73-94.

Dellepiane, M., Dell‘Unto, N., Callieri, M., Lindgren, S., Scopigno, R. 2012.

Archeological excavation monitoring using dense stereo matching techniques. Journal of Cultural Heritage 13 (2013). 201-210.

Doneus, M., Verhoeven, G., Fera, M., Braiese, Ch., Kucera, M., Neubauer, W. 2011.

From Deposit To Point Cloud - A study of low-cost computer vision approaches for the straightforward documentation of archaeological excavation. Geoinformatics CTU FCE 6: 81-88 doi: gi.6.11

Du Bois, W., Wright, D. 2002. What Is Humanistic Sociology? The American Sociologist.

33 (4). 5-36.

Ebert, D. 2004. Application of Archaeological GIS. Canadian Journal of Archaeology 28 (2) 319-341.

Eisenbeiss, H. 2009. UAV photogrammetry. Diss., University for Technology Dresden.

ESRI. 2017. Vad är GIS? http://www.esri.se/om-gis/sa-har-funkar-det (hämtad 2018-03- 15).

Forte, M. 2014. 3D Archaeology: New Perspectives and Challenges—The Example of Çatalhöyük. Journal of Eastern Mediterranean Archaeology and Heritage Studies 2 (1) Pennsylvania: Penn State University Press, 1-29.

Forte, M., Dell‘Unto, N., Issavi, J., Onsurez, L., Lercari, N. 2012. 3D Archaeology at Çatalhöyük. International Journal of Heritage in the Digital Era 1 (3). 351-378.

Forte, M., Dell‘Unto, N., Jonsson, K., Lercari, N. 2015. Interpretation Process at

Catalhöyük using 3D. I Hodder, I., Marciniak, A. (red.). Assembling Catalhöyük. London:

Taylor & Francis Group. Kapitel 4