Erschließung von Bilddaten mit KI

von Mag. Florian Leitner MSc, Bundesdenkmalamt, Wien

Florian Leitner, seit 2022 Leiter der Abteilung Digitalisierung und Wissensmanagement des österreichischen Bundesdenkmalamtes, geht in seinem Vortrag auf die Herausforderungen ein, die mit den Umzug des Fotobestands des Bundesdenkmalamtes auf die neue Datenbank HERIS einhergehen. Die effiziente Zuordnung der umfangreichen Fotobestände soll dabei durch eine eigens entwickelte KI erleichtert und unterstützt werden.

Leitners Vortrag gliedert sich in sechs Abschnitte.

  1. Archiv des Bundesdenkmalamtes
  2. Denkmaldatenbank (DMDB)
  3. Heritage Information System (HERIS)
  4. Umstieg – Fileserver
  5. Einsatz KI – Gebäudedetektion
  6. Einsatz KI in Goobi

Zunächst stellt Leitner das Archiv des Bundesdenkmalamtes vor. Dieses gliedert sich in drei Bereiche: Archiv, Fotoarchiv und Planarchiv. Die Bestände gehen dabei bis in die 1850er Jahre zurück. Die Zusammenfassung der Archivbereiche erleichtert die Umsetzung von Digitalisierungsmaßnahmen und ermöglicht zudem die effizientere Nutzung von (Speicher-)Platz. Aktuell werden die Bestände des Bundesdenkmalamtes in vier Phasen digitalisiert. Dabei sind die Phasen Ia und Ib abgeschlossen, welche die Digitalisierung von 13 Inventarbüchern zu Kleinbilddias und circa 150.000 Kleinbilddias umfassen. Ebenso abgeschlossen ist die Phase II, die Digitalisierung von circa 60.000 Plänen. Die bereits digitalisierten Bestände stehen nun zu einer weiteren Bearbeitung zur Verfügung. In der Umsetzung befindet sich Phase III, die Digitalisierung von circa 1.000 Glasplatten, und Phase IV, die Digitalisierung von Karteikarten zu Kunst am Bau.

Nach diesem Einführung gibt Leitner einen Einblick in die Denkmaldatenbank (DMDB), die ehemalige Datenbank zur Verzeichnung von Bildbeständen des Bundesdenkmalamtes. Diese wurde in den 1990er Jahren entwickelt, mit dem Ziel alle denkmalwürdigen Objekte Österreichs zu erfassen und das führende und zentrale System zur Verzeichnung von Denkmalen zu sein. Diese Datenbank beinhaltet u.a. eine textuelle Beschreibung, die Kategorisierung mit einem Thesaurus, Fotos und topographische Informationen. Bis zum Jahr 2020 konnten dort Fotos eingespielt werden, danach war das System veraltet. Es bestand also Handlungsbedarf. Um die Daten zu erhalten und weiter nutzen zu können, wurde eine neue Datenbank entwickelt, in welche die Daten aus der DMDB überführt werden sollten.

Im Jahr 2020 wurde die DMDB also von einer neuen Datenbank abgelöst, dem Heritage Information System (HERIS). HERIS ist eine vom Bundeskanzleramt entwickelte online nutzbare Datenbank, die die Bestände von Denkmaldatenbank (DMDB) und Fundstellendatenbank (FSDB) vereint. Beide alte Datenbanken konnten zuvor nicht mehr gewartet werden und stellten somit ein Sicherheitsrisiko dar. Die neue Anwendung vereint beide alte Datenbanken und bietet die Möglichkeit, die Objekte kartographisch zu verorten. Die Überführung beider alter Datenbanken in die neue ist inzwischen abgeschlossen. In der Benutzeroberfläche gliedert sich HERIS in die Bereiche Archäologie und Denkmalforschung. Wählt man dort eine der Kategorien, öffnet sich eine entsprechende Karte, auf der alle Objekte verzeichnet sind. Nach Auswahl einer Gegend ist über eine Suchmaske eine genauere Suche möglich. Die in HERIS verzeichneten Objekte sind jeweils kartiert und verortet, es sind zudem bis zu 5 Fotos pro Objekt einfügbar.

In der neuen Datenbank werden zur Zeit an die 115.000 Datensätze verwaltet. HERIS enthält damit den gesamten österreichischen Bestand an Baudenkmalen und potentiellen Denkmalen, jeweils versehen mit Texten, Fotos, Verwaltungsdaten und sonstigen aus der Denkmaldatenbank stammenden Informationen. Eine zentrale Neuerung stellt darüber hinaus die kartographische Visualisierung der dort verzeichneten Baudenkmale dar, wie Leitner ausführt. Zudem bietet HERIS die Möglichkeit, die dort verzeichneten Objekte mit den entsprechenden Aktenbeständen zu verknüpfen. Die Zusammenführung und Verknüpfung all dieser Informationen in einer Datenbank (HERIS) hat für das Bundesdenkmalamt die zentrale Verwaltung des baulichen kulturellen Erbes in Österreich und die Möglichkeit zur standardisierten Datenpflege zum Ziel.

Allerdings leistet HERIS dabei in erster Linie die Objektverwaltung, es wurde entschieden, dass es eine andere Verwaltung von Fotos geben müsse. Schon in der DMDB wurden die Bildbestände auf einem eigenen Fileserver verwaltet, wie Leitner erläutert. Die Ablage dort erfolgte allerdings nicht nach einem logischen Prinzip, sodass eine einfache Übertragung in HERIS nicht möglich ist. Zudem wären die Bestände auf diese Art nicht kartographisch zuordenbar. Um diesem Problem zu begegnen und eine effiziente Zuordnung der Bildbestände zu ermöglichen, wurde durch das Bundeskanzleramt bei Joanneum Research die Entwicklung einer KI zur Kategorisierung und kartographischen Zuordnung der umfangreichen Fotobestände in Auftrag gegeben. Diese KI wird zunächst auf die Zuordnung von Außenaufnahmen großer Gebäude trainiert. Der Thesaurus, mit dem die Fotos in der alten DMDB hinterlegt sind, dient dabei als Lern-Grundlage. Seit Herbst 2020 nutzt das Bundesdenkmalamt eine Bearbeitungsmaske für Bilddaten im Goobi-Workflow, die dann in einem Viewer dargestellt werden. Bisher ist nur die interne Nutzung möglich. Zum kommenden Jahreswechsel ist geplant, dass die Öffentlichkeit ebenfalls darauf zugreifen kann.

Nach einer Trainingsphase soll diese KI (Goobi) in der Lage sein, Fotos sowohl aus Altbeständen (DMDB) als auch neue Fotoaufträge zu kategorisieren. Im Falle von Altbeständen werden diese zunächst analysiert und aufbereitet, dann in Goobi importiert. Dort erfolgt mit Hilfe der in HERIS zur Verfügung stehender Daten und dem Einsatz der KI die Strukturierung und Metadatenbearbeitung. Nach einer Qualitätsprüfung werden die Daten schließlich wieder exportiert und sind nun in einem Viewer darstellbar und nutzbar. Im Falle neuer Fotoaufträge erfolgt zunächst der Datenabzug aus HERIS, bevor eine Fotografin oder ein Fotograf mit der Erstellung des Fotos beauftragt wird. Das entstandene Foto wird anschließend hochgeladen, unter Einsatz der KI strukturiert und seine Metadaten bearbeitet. Ebenso wie bei den Altbeständen werden die Daten dann nach einer Qualitätsprüfung exportiert und sind nun nutzbar. Die Qualitätsprüfung durch die Mitarbeiter:innen trägt auch zum Training der KI bei.

Leitner schließt seinen Vortrag mit einen Ausblick auf die noch nötigen Arbeitsschritte und auch die Chancen, die die vom Bundesdenkmalamt in Angriff genommene Erschließung von Bilddaten mit Hilfe von KI bietet. Nötig ist zunächst das Trainieren der KI mit entsprechendem Bildmaterial und die Unterstützung der KI bei der Klassifikation von Gebäuden. Nach Abschluss dieser Lern-Phase, solle die KI künftige Digitalisierungsmaßnahmen erleichtern und zu einem automatisierten Ablauf von Arbeitsschritten beitragen, die bisher viele Ressourcen auf Mitarbeiter:innenebene binden. Diese frei werdenden Ressourcen könnten dann, so die von Leitner ausgedrückte Hoffnung, beispielsweise für die Erforschung von Beständen eingesetzt werden.

Leitner bedankt sich für die Aufmerksamkeit der Zuhörer:innen und Dr. Matthias Buchholz eröffnet die Diskussion. Wenn einerseits die KI zu Einsparungen bei Ressourcen beim Personal beitrage, die dann wiederum in anderen Bereichen eingesetzt werden können, was koste dann die KI selber, erkundigt sich Buchholz. Daraufhin antwortet Leitner, dass er diese Frage konkret nicht beantworten können bzw. dürfe. Er könne aber anmerken, dass es in Österreich einen Digitalisierungsfonds gebe. Von diesem habe das Bundesdenkmalamt profitieren können.

Aus dem Publikum fragt Hans-Jürgen Serwe, Viktoriaschule Aachen, wie es komme, dass die Entwicklung und das Training der KI so kompliziert sei, wenn andererseits im Amateurfotografiebereich KIs für 200€ erhältlich seien? Leitner antwortet, dass die Bilder tatsächlich in der DMDB bereits kategorisiert waren, der entsprechende Code aus dem Fileserver allerdings nicht eindeutig ausgelesen werden kann, was eine erneute Zuordnung und Kategorisierung der Bilder notwendig macht. Daraufhin möchte Serwe wissen, was die KI denn dann mache, was sie als Metadaten auslese? Leitner antwortet, dass es in der Tat bisher so sei, dass die Mitarbeitenden des Bundesdenkmalamtes mehr für die KI getan hätten als umgekehrt. Sie sei träge und es dauere sie zu trainieren.

Dr. Jonas Springer, Archiv Krupp, erkundigt sich nach den Ressourcen, die die Qualitätsprüfung binde. Wie viel Personal wird für die Qualitätsprüfung eingesetzt? Und was seien klassische Herausforderungen für diese KI? Leitner antwortet, dass drei Leute in der Qualitätsprüfung tätig seien. Eine klassische Herausforderung sei beispielsweise der KI die Unterscheidung von Profan- und Sakralbauten beizubringen. In dieser Hinsicht müsse sie beispielsweise noch von Mitarbeiter:innen trainiert werden.

Dominic Eickhoff, LWL Archivamt Westfalen, erkundigt sich, ob diese KI-Anwendung nachnutzbar sei, ob also auch andere dies als Goobi-Anwendung nutzen könnten? Leitner antwortet, dass zukünftig die österreich-weite Nutzung geplant sei, zu einer eventuellen freien Nutzung könne er aber keine Angaben machen.

Monika Marner möchte wissen, wie viele Bilder nötig seien, aus wie vielen Perspektiven etc., damit eine KI ein Gebäude wiedererkenne? Leitner erwidert, er nähme die Frage mit, könne sie ad-hoc aber nicht beantworten.

Dr. Antje Diener-Staeckling, LWL Archivamt für Westfalen, merkt an, dass Daten das A und O für eine KI seien, mit denen diese zunächst “gefüttert” werden müsse. Demnach sei der Vortrag vielleicht auch als Appell an die Archive zu verstehen, Bestände zu verzeichnen? Dem stimmt Leitner zu.