no. 2
Hierarchical Bayesian modeling for combining dates in archeological context
[Modélisation hiérarchique bayésienne pour la combinaison de dates en archéologie]
Journal de la société française de statistique, Tome 158 (2017) no. 2, pp. 72-88.

Nous proposons un modèle Bayésien pour combiner des dates provenant de différentes méthodes de datation utilisées en archéologie. Cette modélisation fournit un moyen automatique de pénaliser les données aberrantes. Nous illustrons ses propriétés sur des données issues de différents sites archéologiques où des échantillons ont été datés par radiocarbone, archéomagnétisme ou luminescence. Nous montrons que ce modèle peut facilement s’étendre au contexte de la dendrochronologie. Des algorithmes MCMC sont mis en oeuvre pour approcher les lois a posteriori. Ils sont disponibles dans le logiciel libre ChronoModel dont le code source est ouvert.

A Bayesian approach is proposed for combining dates from different dating methods used in archeology. This modeling provides an automatic way to penalize outlying data. Examples are provided from different archeological contexts and involving radiocarbon, luminescence and archaeomagnetic results. This new combination procedure is also applied to the wiggle-matching process in dendrochronological dating. Calculations are based on MCMC numerical techniques and can be performed using the cross-platform ChronoModel application which is free, open source software (FOSS).

Keywords: Bayesian statistics, ChronoModel software, individual errors, MCMC methods, outlier penalization
Mot clés : Statistique Bayésienne, logiciel ChronoModel, erreurs individuelles, algorithmes MCMC, pénalisation de valeurs aberrantes 
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Lanos, Philippe; Philippe, Anne. Hierarchical Bayesian modeling for combining dates in archeological context. Journal de la société française de statistique, Tome 158 (2017) no. 2, pp. 72-88. http://archive.numdam.org/item/JSFS_2017__158_2_72_0/

[1] Aitken, M. J. Science Based Dating in Archeology, Routleedge (2013)

[2] Blain, S.; Guibert, P.; Bouvier, A.; Vieillevigne, E; Bechtel, F.; Sapin, C.; Baylé., M. TL-dating applied to building archaeology: The case of the medieval church Notre-Dame-Sous-Terre (Mont-Saint-Michel, France)., Radiation Measurements, 42(9):1483–1491 (2007)

[3] Buck, C.E.; Litton, C.D.; Cavanagh, W. G. The Bayesian Approach to Interpreting Archaeological Data (Wiley, J; Son, England, eds.), Chichester, 1996

[4] Congdon, Peter D. Applied Bayesian hierarchical methods, CRC Press, Boca Raton, FL (2010) | Zbl

[5] Daniels, Michael J. A prior for the variance in hierarchical models, Canad. J. Statist., 27(3):567–578 (1999) | Zbl

[6] Galbraith, R. F.; Roberts, R. G.; Laslett, G. M.; Yoshida, H.; Olley, J. M. Optical dating of single and multiple grains of quartz from Jinmium rock shelter, Northern Australia: Part i, experimental design and statistical models, Archaeometry, 41(2):339–364 (1999)

[7] Litton, C. D.; Buck, C. E. The Bayesian approach to the interpretation of archaeological data, Archaeometry, 37(1) (1995)

[8] Manning, S. W.; Kromer, B. Radiocarbon dating archaeological samples in the eastern mediterranean, 1730 to 1480 bc: further exploring the atmospheric radiocarbon calibration record and the archaeological implications, Archaeometry, 53(2):413–439 (2011)

[9] Ramsey, C. Bronk Bayesian analysis of radiocarbon dates., Radiocarbon, 51(1):337–360 (2009)

[10] Ramsey, C. Bronk Dealing with outliers and offsets in radiocarbon dating., Radiocarbon, 51(3):1023–1045 (2009)

[11] Reimer, P. J.; Baillie, M. G. L.; Bard, E.; Bayliss, A.; Beck, J. W.; Bertrand, C. J. H.; Blackwell, P. G.; Buck, C. E.; Burr, G. S.; Cutler, K. B.; Damon, P. E.; Edwards, R. L.; Fairbanks, R. G.; Friedrich, M.; Guilderson, T. P.; Hogg, A. G.; Hughen, K. A.; Kromer, B.; McCormac, G.; Manning, S.; Ramsey, C. Bronk; Reimer, R. W.; Remmele, S.; Southon, J. R.; Stuiver, M.; Talamo, S.; Taylor, F. W.; van der Plicht, J.; Weyhenmeyer, C. E. Intcal04 terrestrial radiocarbon age calibration, 0-26 cal kyr bp, Radiocarbon, 46(3):1029–1058 (2004)

[12] Spiegelhalter, David J; Abrams, Keith R; Myles, Jonathan P Bayesian Approaches to Clinical Trials and Health-Care Evaluation, Wiley, Chichester (2004)

[13] Vaschalde, C.; Hervé, GW.; Lanos, Ph.; Thiriot, J. La datation des structures de cuisson: intégration de l’archéomagnétisme et du radiocarbone, apports de l’anthracologie, Archéologie Médiévale, 44:1–16 (2014)

[14] Ward, G. K.; Wilson, S. R. Procedures for comparing and combining radiocarbon age determinations: a critique, Archaeometry, 20(1):19–31 (1978)