Inventoinnin suunnittelu: kartta-analyysi ja GIS 7.12.2005 Tuija Kirkinen

arkeologia ja spatiaalisuus arkeologia tutkii materiaalista kulttuuria jossa löydöillä, rakenteilla ja erilaisilla fyysisillä jäänteillä on aina tietty sijainti arkeologisten ilmiöiden sijainti on harvoin satunnainen arkeologin tavoitteena on tunnistaa ilmiöihin, niiden sijaintiin ja levintään liittyviä ominaisuuksia ja säännönmukaisuuksia sekä yrittää ymmärtää, mitkä prosessit ovat havaitun levintämallin tuottaneet muinaisjäännössuojelun tarpeiden takia sijaintitietoa tallennettu jo pitkään

Terminologiaa.. kartta-analyysi, kartografiset menetelmät kartografia, oppi karttojen valmistuksesta ja käytöstä humanistisissa tieteissä yleensä tarkoitettu erilaisten levintäkarttojen ja –atlasten tuottamista ja tutkimista korologiset menetelmät viitataan rajatun maantieteellisen alueen tutkimista korostavaan maantieteen oppisuuntaan sekä erilaisten levintäilmiöiden (pääasiassa kasvien ja eläinten) tutkimiseen kasvitieteessä Suomessa 1920-luvulta lähtien spatiaaliset menetelmät pohjautuu maantieteessä 1960-70 –luvuilla kehitettyihin menetelmiin; New Geography, kvantitatiiviset menetelmät sp. analyysit –termiä käytetään myös rajatummin tarkoittamaan yhtä tilastotieteen osa-aluetta (geostatistics), jossa analyysit perustuvat oletukseen ilmiöiden spatiaalisesta autokorrelaatiosta tai riippuvuudesta paikkatietomenetelmät (GIS) pohjautuu pitkälti spatiaalisiin menetelmiin

Kartografisten menetelmien historia arkeologiassa arkeologiassa pitkät juuret 1800-1900 –lukujen vaihteeseen (levintäkartat; perinneaineistojen keruu 1800-luvun jälkipuoliskolta lähtien) Tallgren 1931

Kartografisten menetelmien historia arkeologiassa (2) erilaisten ilmiöiden levinneisyyksiä kartoittava nk. historiallis-maantieteellinen metodi omaksuttiin 1870-luvulla samanaikaisesti sekä arkeologiaan että kansanrunoudentutkimukseen. Kaarle Krohnin toiminnan myötä tämä ”suomalainen metodi” nousi sittemmin kansainväliseen maineeseen 1900-luvulla arkeologiassa keskeiseksi muodostunut kulttuurihistoriallinen koulukunta kiinnitti huomiota alueellisesti ja ajallisesti rajattuihin kulttuureihin sekä identifioi näitä kulttuurialueita pääasiassa kulttuureille tyypillisten löytöjen levintäkarttojen avulla  Kulttuurien tutkimuksessa laajojen atlasten tuottaminen

Kartografisten menetelmien historia arkeologiassa (3) maantieteen spatiaalinen koulukunta  arkeologiaan spatial archaeology 1970-luvulla site catchment –analyysi (esim. Vita-Finzi & Higgs 1970), asutushistorialliset tutkimukset, tilastollisten menetelmien soveltaminen (esim. Hodder & Orton 1976) kvantitatiiviset menetelmät  kiinnostus tietotekniikkaan  GIS 1980-luvulta lähtien; alussa nimenomaan muinaisjäännösten sijaintia ennustavien mallien laatiminen

Ennustavan mallintamisen historiaa GIS arkeologien käyttöön 1980-luvulla: yhteistyö USAssa ja Kanadassa armeijan GIS-asiantuntijoiden kanssa Mj-hallinnon apuvälineenä mm. Hollannissa Runsaasti projekteja ja kokemuksia, julkaisuja Allen & all (eds.) 1990: Interpreting Space: GIS and Archaeology Westcott & Brandon (eds.) 1999: Practical Applications of GIS CAA:n julkaisut internetissä hakusanalla predictive modelling AHDS: GIS Guide to Good Practice http://ads.ahds.ac.uk/project/goodguides/gis/

Kartta-analyysi inventoinnissa Muinaisjäännösten sijaintia ennustavien mallien laatiminen; alueenkäyttöä koskevien hypoteesien muotoileminen Maastotyöskentely (valmistelu ja toteuttaminen) informaation kokoaminen karttapohjalle (yleisöilmoitukset, kaavoitusalueet..) maastossa käytettävien karttojen työstäminen maastotyöskentelyn suunnittelu (logistiikka, havaintomahdollisuudet) tiedonkeruu maastossa Jälkityöt (mj-rekisteri, kartat) Tutkimus

Kartta-analyysin voi tehdä Manuaalisesti lähdemateriaalina paperikartat, arkistolähteet, muinaisjäännösluettelot muinaisjäännösten sijainnin kannalta keskeiset ympäristötekijät ja tiedot paikannetaan kartalta GISin avulla lähdemateriaalina digitaaliset kartat, tietokannat muinaisjäännösten sijainnin kannalta keskeiset ympäristötekijät luokitellaan digitaalisessa muodossa olevista paikkatietoaineistoista

Kartta-analyysin voi tehdä Manuaalisesti esim. halutun vedenpinnankorkeuden merkitseminen korkeuskäyrien avulla tiedot kootaan joko paperikartalle tai päällekkäin asetettaville kalvoille GISin avulla esim. halutun vedenpinnankorkeuden määrittely korkeusmallin avulla eri aineistojen luokitukset yhdistetään yhdeksi karttatasoksi

Menetelmien vahvuudet Manuaalinen alhaiset materiaalikustannukset aineistot valmiita tuotteita (säästää aikaa) ei edellytä GIS-ohjelmistojen opettelua / hankkimista (säästää aikaa / rahaa) GIS runsaampi lähdemateriaali käytettävissä (esim. maaperän ravinteikkuutta kuvaavat pisteaineistot) mittakaava- ja projektiomuunnokset helppoja (historiallisen ajan kartat, ilmakuvat)  johtaa käytännössä laajemman lähdemateriaalin käyttöön

Menetelmien vahvuudet (2) Manuaalinen GIS aineistojen käsittely nopeaa ja monipuolista  mahdollistaa vaihtoehtoisten mallien tuottamisen kartat kenttätyöskentelyä varten, raportteihin, julkaisuihin, webiin ja näyttelyihin = samasta paikkatietokannasta tuotetaan erilaisia visualisointeja

Menetelmien heikkoudet Manuaalinen hitaus  ei käytännössä mahdollisuutta testata erilaisia vaihtoehtoja eri mittakaavoissa ja karttaprojektioissa olevien aineistojen yhdistäminen vaikeaa mm. pistemuotoiset aineistot jäävät hyödyntämättä GIS aineistot GISin kallein osa minimiveloitus 98 eur + kartat 10-80 eur / aineisto / karttalehti… aineistojen numeeristaminen (digitointi, skannaus) vie aikaa (=maksaa) (yleisemminkin resurssointi: osaaminen, laitteistot, ohjelmistot) digitaalisten aineistojen arkistointi

Tilanne Suomessa Pääosa inventoinneista suunnitellaan manuaalisesti arkeologeilla hyvää GIS osaamista (tutkimus, kenttätyödokumentointi) asutushistoriallisia tutkimuksia ja luonnonmaantieteellistä suuntautumista voisi hyödyntää hyviä digitaalisia aineistoja MUTTA ongelmana hinta- ja käyttöoikeuspolitiikka Hankkeet edenneet toistaiseksi lähinnä opinnäytetöiden puitteissa – ongelmia resursoinnissa, mallien testaamisessa (kenttätyöt)

Ennustava mallinnus Suomessa Asutus- ja maankäyttömallit Kirkinen 1994, Mikkola 1996, Kylli 2000, Mökkönen 2000 Koivikko (nyk. Leino) 1999: Etelä-Saimaan vedenalaiset asuinpaikat – kivikautisten kohteiden inventointi ja topografisen mallin rakennus Mökkönen, Teemu: kaupunkiarkeologiset inventoinnit MV:lle http://www.nba.fi/fi/kaupunkiarkeologia Perttola, Wesa 2005: Lapinrauniot ja ennustava mallintaminen: menetelmän alustava kokeilu pienellä aineistolla Tutkimusalueena 11 kuntaa Itä-Uudenmaan, Päijät-Hämeen ja Kymenlaakson maakuntien alueelta Mallin perustana tunnettujen lapinraunioiden sijainti (induktiivinen malli) 55 röykkiökohteesta 54 mallin mukaan parhailla alueilla (joka kattaa 23 % maapinta-alasta) Suppea testi-inventointi (5 päivää)

Ennustavan mallin lähtökohtana voi olla tunnettujen muinaisjäännösten sijainti suhteessa keskeisiin ympäristötekijöihin  etsitään vastaavat alueet otanta-alueiden mj-kannan selvittäminen (non site –data) yhteisön alueenvalintaa ja –käyttöä koskevat hypoteesit (etnografinen, paleoekologinen aineisto; esim. kaskiviljelylle suotuisat alueet)

Esimerkki: Ontarion mj-malli suojelun työvälineenä Kanada Ontario (N): boreaalisen metsävyöhykkeen ennustava malli kattaa 45 milj. hehtaaria Ontarion ympäristöministeriön luomat toimintalinjat metsäalueiden talouskäytön suunnittelun pohjaksi hanke käynnistetty 1980-luvun lopulla us. julkaisuja (Luke Dalla Bona; mm. Practical Applications…) http://modelling.pictographics.com/carpsum.htm

Ontario (2) Lähdemateriaalit: resoluutio n. 29 x 29 m topografinen kartta (1:50 000), maaperäkartta (1:100 000)  korkeusmalli, rinteen jyrkkyys ja suuntautuminen, vesistöt, valuma-alueet, topografia, maaperä arkeologiset kohteet ilmakuvat resoluutio n. 29 x 29 m High potential area – kattaa n. 16 % maapinta-alasta ja 84 % mj:stä

Case study: Taipalsaari 2000 Arkeologian kenttätutkimuskurssi 2000 / Rautakauden ryhmä Rautakautisten kohteiden sijaintia ennustava malli malli perustui aiempiin tutkimuksiin: Itä-Suomen rautakautisten muinaisjäännösten suhde ympäristöönsä (Kirkinen 1994) Taipalsaaren inventointi vuodelta 1992

Taipalsaari (2) Digitaalinen lähdemateriaali korkeusmalli (25 ja 50 m resoluutio) vesistöt maaperä hienojakoisten maiden ravinteikkuus (MTT, Viljavuuspalvelu Oy) moreenimaiden ravinteikkuus (GTK) maankäyttö- ja puustotulkinta (satelliittikuva) Lisäksi: ilmakuvat, historiallisen ajan kartat, maastotutkimukset vuodelta 1992

Pohdittavaa Millaiset kohteet löydettävissä kartta-analyysin avulla? löydetään tyypillisiä ja runsaslukuisia kohteita (=sijaintiin vaikuttavat tekijät tunnetaan) MUTTA: näin inventoija yleensä toimii, vaikkei käyttäisi GISiä käytettävissä oleva lähdemateriaali: löydetään kohteita, joiden sijaintiin kartoilla esiintyvät muuttujat ovat vaikuttaneet (maaperä, topografia, vesistöt) MUTTA kartoilta vaikea mallintaa esim. pienilmastoa, uskomusmaisemaa, sosiaalista verkostoa jne resoluutio, laatu Kysymys epätyypillisistä kohteista