Philip Buckland

VISEAD: Vidareutveckling av den miljöarkeologiska databasen (SEAD) för tvärvetenskapliga studier av globala utmaningar med nya forskningsområden och användargrupper

VISEAD syftar till att addera funktioner till den etablerade plattformen SEAD (Strategic Environmental Archaeology Database) för att ge stöd till analysmetoder som ligger i framkanten av den arkeologiska forskningen. Projektet syftar också till att öka användningen av tvärvetenskapliga arkeologiska forskningsdata vid förvaltningsmyndigheter och konsulter samt i andra infrastruktur. Utveckling kommer att ske genom samarbete mellan fyra arkeologiska forskningslaboratorier, ett professionellt systemutvecklingsteam och Länsstyrelsen Västerbotten. Personal inom projektet kommer att utföra systemanalyser och mata in nya data i form av resultat från dendrokronologi och vedanalys, keramisk geokemi och analys av ämnesspecifika stabila isotoper och lipider. Genom att lägga till dessa datatyper i SEAD:s befintliga katalog av data på bl.a. insekter, växter, pollen och markkemi skapas en världsunik databasplattform. VISEAD kommer att utgöra en resurs för ett brett spektrum av forskningsämnen från arkeologi och geologi till hälsa, naturvård och kulturarvs-studier. Det kommer att vara möjligt att bedriva tvärvetenskapliga studier kring globala utmaningar ur ett långtidsperspektiv i en aldrig tidigare skådad omfattning. Systemet kommer också att kunna användas för att bl.a. underlätta länsstyrelsens riskanalys kring klimatförändringar och påverkan på kulturarvet. All data kommer att kvalitetssäkras och finnas tillgängligt genom online Open Access.
Slutredovisning
• Infrastrukturens syfte samt utveckling.

VISEAD designades för att utöka omfattningen av den strategiska miljöarkeologiska databasen (SEAD) genom att anpassa den till nya forskningsmetoder och data i samarbete med Sveriges nationella arkeologiska forskningslaboratorier. VISEAD engagerade andra statliga organisationer (Länsstyrelsen och Trafikverket) och arkeologiska uppdragsföretag för att utvärdera användbarheten av data och system för deras behov. Online tillgång skapades genom ett forskningsgränssnitt (https://browser.sead.se/) och portaler anslutna till virtuella delmängdsdatabaser för specifika användargrupper. Projektets omfattning inkluderade systematisk genomgång av de nya datatyperna (dendrokronologi och vedartsanalyser, stabila isotoper, lipider och keramisk geokemi) och deras metadata samt utvecklingen av rutiner för datainmatning och kvalitetskontroll. Stora mängder data matades in och databasens kopplingar till andra system förbättrades.

De ursprungliga deltagare var Miljöarkeologiska laboratoriet (MAL) och HUMlab, Umeå universitet; Arkeologiska forskningslaboratoriet (AFL), Stockholms universitet; Keramiska forskningslaboratoriet (KFL) och den Nationella laboratoriet för vedanatomi och dendrokronologi (VDL), Lunds universitet; Västerbottens länsstyrelse (LST). KFL och LST ersattes senare med SKEA keramikanalys och Trafikverket (Trv) (se nedan). Umeås avdelning för IT-stöd och systemutveckling bemannade en del av mjukvaruutvecklingsprocessen.

Senare partnerskap inrättades med Neotoma paleoecology database (NSF), ARIADNE+ europeisk infrastruktur för arkeologiska data (EU), DataARC portal projektet (NSF), Swedish LifeWatch (VR), Swedish Biodiversity Data Infrastructure (SBDI; VR), EarthLife Consortium (NSF) ), IPERION-HS europeisk infrastruktur för kulturarvsvetenskap (EU) och Urdar forskningsinfrastruktur för arkeologiska utgrävningsdata (RJ). Dessa samarbeten ger små bidrag till fortsättningen av detta projekt och säkerställer SEAD:s hållbarhet internationellt.

• Projektets resultat hittills, och ett resonemang om dessa.

VISEAD uppnådde samtliga planerade mål, fast med en liten försening och mindre omorientering av stakeholder deltagande. Följande systemkomponenter skapades och nu underhålls: Strukturändringar i databasen som möjliggör nya data och metadatatyper; Datainmatningsmallar (Excel); Dataintagningsskript (Python, Excel-XML); Online kvalitetskontroll system (http://clearinghouse.sead.se/); Online facetterad browser/portal (https://browser.sead.se/); Landningssidor och nedladdningsfunktioner; applikationsprogrammeringsgränssnitt (API); GeoJSON export; GitHub-arkiv för dokumentation av ändringar i system och data (https://github.com/humlab-sead). En 4-nivås (utveckling, testning, iscensättning, produktion) modell implementerades med månadsreleaser. Samtliga data är open access CCby4.0.

Följande data och metadata matades in: Dendro: 72 platser, 5308 data och metadataobjekt; Keramisk geokemi: 408 platser, 11076 objekt; Isotoper: 94 platser, 944 objekt. Dessutom har: Fossila insekter: 1310 platser, 17739 objekt + referensdata; Arkeobotanik och geokemi: 371 platser, 94482 objekt; kompletterades och förbättrats under projektet. Ytterligare inkommande data inkluderar: Dendro: 404 platser, 5084 prover; Keramik: data från SKEA; Kol-14: 782 datum; Pollenanalys: 165 platser. Ett pågående samarbete med North Atlantic Biocultural Organisation (NABO) anpassar SEAD mer och matar in nya animalosteologiska data.

En GeoJSON-exportfunktion skapades för att möjliggöra semantisk koppling (genom betydelse/tolkning av data) till DataARC-infrastrukturen (www.data-arc.org). Ursprungligen utformad kring fossila insekter kan den konfigureras till olika syften genom att koppla biologiska taxa till begrepp (t.ex. ekologiska, etnografiska). NABO utvecklar detta ytterligare för däggdjur.

VISEAD skapade ett API för SEAD som byggdes runt EarthLife-ramverket (http://earthlifeconsortium.org/docs/api-docs.html). Detta tillåter direkt datatillgång via URL:s kopplade till frågor som mappar data till standardformat för extern användning (t.ex. databaser, portaler, GIS, R). Bemanningsfrågor har försenat dokumentationen och den formella releasen väntar. Av samma anledning kommer den Digital Object Identifier API för att skapa DOI:s via den svenska nationella datatjänsten (SND) att fungera först senare under 2020. Varje plats kommer då att få en globalt unik identifierare utöver SEAD-identifieraren som visas på landningssidor (t.ex. Alvastra, https : //browser.sead.se/site/2865).

Potentialen för att använda SEAD i klimatförändringsrelaterade kulturarvsarbete utvärderades med slutsatsen att ytterligare modifiering av databasen för att lagra och sprida information om risker och bevarande status skulle vara värdefull. Detta undersöks vidare i ett projekt som finansieras av Trv. SEAD:s användbarhet för bakgrundsdata och kunskapsbedömningar för kommersiell och statlig arkeologi utvärderades positivt, och fler onlineverktyg kommer att implementeras för att underlätta detta.

• Oförutsedda tekniska och metodiska problem, samt avvikelser från den ursprungliga planen

Omstruktureringen av VR-infrastrukturfinansieringen samt nedläggningen av Lunds Keramiska forskningslaboratoriet (KFL) krävde att vi prioriterade keramikdata tidigare än planerat och tog in en expert (Ole Stilborg, SKEA Keramikanalys, https://www.stilborg.se/) från den privata sektorn för kvalitetssäkra detta. På samma sätt krävde flytten (och bristen på en ersättare) av vår partner vid Västerbottens länsstyrelse till Trafikverket (Trv) ändring av en del av projektet efter den första delrapporten (Karlsson 2017). Däremot öppnade detta upp för finansiering av två parallella kulturarvsorienterade forskningsprojekt via Trv som kunde utveckla detta spår.

Den viktigaste utmaningen har varit att rekrytera och behålla kvalificerade systemutvecklare. Medan Humlab är en attraktiv arbetsplats får universitetet inte tävla med branschlöner. Personalförändringar leder till informationsgap och förseningar som kan delvis balanseras genom god dokumentation och teknisk hantering av projektet genom GitHub. En nyrekrytering kräver emellertid alltid en starttid och är därför en ekonomisk och teknisk stress för projektet.

Den största framtida utmaningen, som för alla databaser, är att säkerställa finansiering för långsiktigt underhåll av både data och system. Omstruktureringen av VR:s infrastrukturfinansiering har minskat möjligheterna för denna typ av projekt.

• Arbetets integration i organisationen och hur det kommer att kommuniceras

VISEAD har säkrat SEAD som en integrerat del i arbetsflödet för MAL (Umeå) och VDL (Lund), med systematisk användning av mallar för datainmatning, databasen inom forskning och uppdragsverksamhet samt nya forsknings- och infrastrukturansökningar. SEAD är registrerad som forskningsinfrastruktur vid Umeå universitet, och underhåll finansieras av universitetet och humanistiska fakulteten. VISEAD har gjort det möjligt för MAL och SEAD att samarbeta med flera internationella partners, varav vissa bidrar med finansiering. Detta säkerställer hållbarheten i VISEAD:s resultat och ger grunden för ytterligare finansiering och forskning.

Studenter och praktikanter har arbetat inom ramen för projektet, främst med dataharmonisering och komplettering, forskningsöversikter och kvalitetskontroll. Detta initiativ kommer att fortsätta och ge en fast koppling mellan utbildning, forskning och uppdragsverksamhet.

VISEAD har presenterats vid ett flertal nationella och internationella konferenser. Detta kommer att fortsätta, liksom kommunikationen genom projektpartnerna. Databasarbetet har prioriterats framför publikationer, men fler publikationer planeras. VISEAD-webbplatsen kommer att upprätthållas ytterligare ett år innan den slås samman med SEAD:s huvudsida.

• Nya forskningsfrågor genererade genom projektet

VISEAD har genererat forskningsfrågor relaterade till både data och infrastrukturen. En del undersöks i pågående projekt, andra är föremål för inskickade forskningsansökningar eller idéer under utveckling. Exempel inkluderar:

- Data
Översikt över svenska arkeobotaniska data (pågående)
Insektsbiodiversitet ur en lång-tids perspektiv och konsekvenser för bevarandevetenskapen (presenterades vid INQUA 2019 och Oikos 2020, publikation in prep. och finansiering sökt)
Klimatförändringar under den senaste istiden genom fossila insekter (publicerad)
Kulturell mångfald i forntida keramik i Sverige (pågående)
Svenskt Skeppsbyggnads- och handelshistoria genom trä från skeppsvrak och fat (sökt)
Extrema händelsernas historia (somrar, torka) och de sociala effekterna av vulkanutbrott i Sverige (sökt)
Svedjebrukets historia i Sverige (sökt)

- Infrastruktur
Länkning av arkeologiska och kulturarvsvetenskapliga data och tjänster (IPERION-HS)
Lagring, analys, visualisering och forskning med hjälp av (hyper-) spektroskopiska (avbildnings) data (t.ex. NIR, XRF, Ramen) för arkeologer
Sammanlänkning av miljöarkeologi till norska sagor, arkeologiska undersökningar, utgrävningar, geologi, klimat etc. genom data (Urdar) och tolkningar (DataARC)
Länkning av miljöarkeologiska data till alla andra arkeologiska data i Europa (ARIADNE +)
Tillgång till miljörekonstruktioner och riskbedömningsunderlag för kulturarvsförvaltare och administrationer (Trv)
Visualisering av multivariata miljökonstruktioner i 3D för att tillgängliggöra kunskap om förändringar i klimat och miljö (http://sead.humlab.umu.se)

• Länkar till egna webbsidor.

www.visead.se, www.sead.se, browser.sead.se, clearinghouse.sead.se, github.com/humlab-sead
Publikationslista
• Online resources

Project website: http://visead.se/
Database website: https://www.sead.se/
Online data browser and research tool https://browser.sead.se/
- Dendrochronology portal: https://browser.sead.se/dendro
- Isotopes portal: https://browser.sead.se/isotopes
- Ceramics portal: https://browser.sead.se/ceramic
- Palaeoentomology portal: https://browser.sead.se/palaeo
- Archaeobotany portal: https://browser.sead.se/archaeobotany
Quality control system: http://clearinghouse.sead.se/
Database download, data entry templates: https://www.sead.se/resources/
Significant adaptation of the SEAD database system in PostgreSQL (https://www.sead.se/resources/downloads/)
GitHub repository: https://github.com/humlab-sead

• Publications

Buckland, P. I. & Sjölander, M. (in press). Approaches to Research Data Infrastructure for Archaeological Science. In Watrall, E. & Goldstein, L. (eds) Digital Heritage and Archaeology in Practice. University Press Florida.

Buckland P.I., Sjölander M., Eriksson E.J. (2018) Strategic Environmental Archaeology Database (SEAD). In: Smith C. (eds) Encyclopedia of Global Archaeology. Springer, Cham. DOI:10.1007/978-3-319-51726-1_833-2

Kohler, T.A., Buckland, P.I., Kintigh, K.W., Bocinsky, R.K., Brin, A., Gillreath-Brown, A., … Terstriep, J. (2018). Paleodata for and from archaeology. PAGES Magazine, 26(2), 68–69. DOI: 10.22498/pages.26.2.68

Karlsson, N. (2017). Kulturmiljöer och klimat i Västerbottens län: analys av konsekvenserna av ett fo¨ra¨ndrat klimat. Länsstyrelsen Västerbottens. Miljöarkeologiska Laboratoriets Rapporter 2017-031. Umeå: Umeå Universitet. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-147057

Buckland, P. I., & Sjölander, M. (2017). Blombocken avslöjar forntiden?: Databaser. Populär arkeologi, (5), 28–31. Retrieved from http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-142525

• Conference/workshop presentations

The project was presented in 2015 in preparation for start at conferences in San Francisco, Umeå and Uppsala. VISEAD has also been mentioned in the presentations of our partners, but not listed here.

2017 CAA-SE, Gothenburg: Umeå University: DataArc: A prototype system for massively interdisciplinary data-linking. Phil Buckland, Mattias Sjölander

2017 DataARC, Reykjavik: SEAD – DataArc Connectivity and stuff. Phil Buckland, Mattias Sjölander, Roger Mähler, Johan von Boer, Erik J. Eriksson, Adam Brin

2018 CAA, Tübingen: HUMAN HISTORY AND DIGITAL FUTURE: The Grand Challenge of interlinking palaeoenvironmental data and interpretations,.Philip Iain Buckland, Mattias Sjölander, Rachel Opitz

2018 CAA, Tübingen: Driving interdisciplinary search for collaborative studies of long-term human ecodynamics. Rachel Opitz, Colleen Strawhacker, Philip Buckland, Gisli Palsson, Peter Pulsifer, Lynn Yarmey, Emily Lethbridge, Ingrid Mainland, Anthony Newton, Richard Streeter, Tom Dawson, Jackson Cothren

2018 Digitalization and digital archives in the research institutes, Rome: SEAD Project. Philip Buckland

2018 Nordic Archaeobotany Group meeting, Stavanger: Using the strategic environmental archaeology database for archaeobotany. Phil Buckland

2018 Swedish Data Science workshop SweDS18, Umeå: Data Analysis in Palaeoecology and Environmental Archaeology. Phil Buckland

2019 Nätverksforum för Arkeologi & Analys, Kalmar: Expanding archaeological analysis, Semantic networking with environmental data for expanding archaeological analysis. Phillip Buckland

2019 20th Congress of the International Union for Quaternary Research (INQUA), Dublin.
- Session: Building a better understanding of past climates, ecosystems, and societies through Open Big Data. John Williams (Convenor) Steven Phipps (Convenor) Philip Buckland (Co-Convenor) Lucien von Gunten (Co-Convenor) Tim Kohler (Co-Convenor) Oliver Bothe (Co-Convenor)
- Talk: Leveraging Big Data in palaeoentomology: Direct Linking and Conceptually Mapping Between Ecology, Archaeology and Palaeoecology. Philip Buckland, Francesca Pilotto, Mattias Sjölander

2019 EU-Day, Umeå: Infrastructures for Archaeological Data and Heritage Science. Philip Buckland

2019 Heritage Science Forum, Gothenburg: SEAD – The Strategic Environmental Archaeology Database. Philip Buckland

2019 Pathways to Ancient Britain, London: Turning fossil beetles into Big Data. Philip Buckland (Keynote)

• Invited seminars

2016 Department of Geography, St Andrews, UK: Managing and using Big Data in Palaeoecology through The Strategic Environmental Archaeology Database. Philip Buckland

2018 The Greenhouse, Stavanger: Understanding past environments through Digital Environmental Archaeology. Philip Buckland

2018 Stavanger Archaeological Museum, Stavanger: SEAD - Strategic Environmental Archaeology Database. Storing, exploring and visualizing data on past people, landscapes and climates. Philip Buckland

2018 HOKKAIDO UNIVERSITY - UMEÅ UNIVERSITY EXCHANGE SEMINAR, Umeå

2019 Research exchange visit, Hokkaido, Japan.
Anslagsförvaltare
Umeå universitet
Diarienummer
IN15-0231:1
Summa
SEK 5 421 000,00
Stödform
Infrastruktur för forskning
Ämne
Arkeologi
År
2015