Anwendung KDD-basierter Methoden zur Interpretation multi-dimensionaler Isotopen-Fingerabdrücke [thesis]

Andrea Göhring
2019
Eine Daten-getriebene Auswertung von Isotopendaten unter Verwendung von KDD-basierten Methoden (KDD = "Knowledge Discovery in Databases") findet bislang keine oder nur sehr wenig Anwendung in der Archäobiologie. Jedoch ermöglichen diese Methoden neue Einblicke in die Isotopendaten von Tieren, wie auch Menschen, die mit den etablierten Methoden bisher so nicht möglich waren. Die multivariate Untersuchung der Daten resultiert im Vergleich zu uni- oder bivariaten Analysen in vielerlei Hinsicht in
more » ... lerlei Hinsicht in einem Informationsgewinn. Der ungewöhnlich große Isotopen-Datensatz aus Haithabu und Schleswig an der Ostseeküste, der aufgrund der Brackwasserumgebung ein komplexes Ökosystem abbildet, erlaubt eine umfassende Anwendung und Etablierung verschiedener Methoden. Clustermodelle werden Hauptkomponentenanalyse (PCA) und "Support Vector Machine" (SVM) gegenüber gestellt und auf ihre Aussagekraft für die Auswertung von Isotopendaten hin untersucht. Es zeigt sich, dass insbesondere die Clusteranalyse mittels des sogenannten "Gaussian Mixture Model" (GMM) für Isotopendaten geeignet ist. Die Clusteranalyse ermöglicht die Detektion verschiedener Gruppen von Individuen, wie z. B. nicht lokale Individuen, sowie Individuen, die vom sogenannten "sea spray"-Effekt beeinflusst wurden. Dieser durch Gischt verursachte Effekt kann nicht nur in Schwefelisotopen, für die der Effekt bekannt aber nicht quantifiziert war, sondern auch in Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen des Knochenkarbonats bzw. -phosphats detektiert werden. Weiter ist es möglich, das Ausmaß des Effektes auf die unterschiedlichen Isotopensysteme approximativ zu bestimmen. Der Effekt, der als prozentualer Eintrag betrachtet wird, beträgt je nach Isotopensystem zwischen ca. 14 % und 63 %. Außerdem lässt sich auch ein limnischer Einfluss auf Stickstoffisotope feststellen (ca. 21 %), der ebenfalls berücksichtigt werden muss. Damit ergeben sich z. T. deutliche Verschiebungen der Isotopenwerte in Tieren und Menschen, die entsprechend korrigiert wurden, um so die näherungsweisen, origin [...]
doi:10.5282/edoc.24902 fatcat:atg4l267lfan5m4vtruzhzcc6u