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Die Dokumentation und Untersuchung von Massenbewegungen ist der entscheidende Schritt, um die Gefahr, die von ihnen ausgeht, zu identifizieren und im nächsten Schritt zu minimieren. Vor allem in Bergregionen kann dies im Extremfall Menschenleben retten.
Folglich untersucht diese Arbeit auf Grund bestehender Gefahr die räumliche Verteilung von Massenbewegungen in den drei iranischen Provinzen Alborz, Qazvin und Teheran.
In Anbetracht der immer weiter wachsenden Städte im erdbeben- und somit massenbewegungsgefährdeten Elbursgebirge wird mittels zweier quantitativer Analysen der isolierte Einfluss von straßen- und schienengebundener Verkehrsinfrastruktur auf Massenbewegungen (in den drei Provinzen) untersucht.
Beide Analysen vergleichen ausschließlich die lokale Häufung von Massenbewegungen mit dem vorhandenen Straßen- und Schienennetz: in der ersten Analyse durch das Vergleichen stattgefundener Massenbewegungen innerhalb von Teilgebieten des untersuchten Gebiets, in der zweiten Analyse werden die Häufungen in verschiedenen Abständen zu Straßen erfasst.
Anknüpfend an die zweite Analyse wird eine Bewertung der Häufigkeiten getätigt.
Es ergeben sich folgende wesentliche Erkenntnisse aus dieser Bachelorarbeit:
• Die Aussagekraft der Analysen kann höchstens so groß sein wie die Richtigkeit, Vollständigkeit und Detailliertheit der zur Verfügung gestellten Datenbanken
• Die verhältnismäßig große Fläche des Untersuchungsgebietes stellt eine hohe Fehlerquelle dar (z.B. durch das große Datenvolumen)
• Eine Anfälligkeitsanalyse auf Grund eines isoliert betrachteten Auslösefaktors ist mit vielen Fehlern und Annahmen behaftet (z.B. muss zunächst einmal angenommen werden, dass Massenbewegungen nicht durch andere Faktoren ausgelöst werden)
• Eine erhöhte Anfälligkeit des Untersuchungsgebietes gegenüber Massenbewegungen innerhalb von 50 m Abstand zu Straßen konnte durch die in dieser Arbeit beschriebenen „Straßenpufferanalyse“ nachgewiesen werden.
Die Analysen sind mit dem Programm ArcGIS durchgeführt. Ihre detaillierte Beschreibung ermöglicht es dem Leser, die Analysen weiterzuführen oder mit anderen Parametern zu wiederholen. Weiterführende Analysen beispielsweise in Form einer Risikokarte verhelfen den Menschen, Sachgüter und die Umwelt z.B. durch nachhaltige Bebauungspläne zu schützen.
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit an der Technischen Hochschule Köln, deren Bearbeitungszeit vom 20.1.2017 bis 24.3.2017 ist, wird durch ein technisches Experiment geprüft, ob diverse Technologien zur 3D-Erfassung und Rekonstruktion geeignet sind Gebäudeinnenräume so zu erkunden, dass die Gefahrenabwehr dadurch einen höheren Nutzen hat, als es bei einer persönlichen oder autonomen Videoerkundung der Fall ist. Dies soll vor allem dann helfen, wenn Gebäude nicht mehr betreten werden sollten, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn das Gebäude durch Erdbebenschäden einsturzgefährdet oder mit Gasen kontaminiert ist. 3D-Modelle einer Umgebung haben u.a. den Vorteil, dass problemlos neue Blickwinkel eingenommen, Maße ermittelt und Planungen für Rettungseinsätze oder Evakuierungen effizienter durchgeführt werden können, ohne Bildmaterial aufwendig zu sichten. Zudem können die Ergebnisse für spätere Evaluationen und Trainings genutzt werden. Um diese Geeignetheit festzustellen werden Beurteilungskriterien erarbeitet, die ein potentielles System erfüllen muss. Diese Kriterien sind: Günstig in der Beschaffung, Zeit bis zu einer 3D-Darstellung, leichte Bedienbarkeit, Qualität bzw. Informationsgewinnung aus der Darstellung (Erkennung von Zugängen und Personen), Lieferung von Zusatzinformationen (beispielsweise Maßangaben) und ob das System Online oder Offline funktionsfähig ist. Um diese Kriterien beurteilen zu können, werden Systeme der drei Haupttechnologien in der 3D-Erfassung (Laserscanner GeoSLAM ZEB-REVO, RGB-D-Kamera Microsoft Kinect und FARO Freestyle3D, Fotogrammetrie mit der Software Agisoft PhotoScan) in einem Versuch überprüft. Dabei wird das Labor für Großschadensereignisse der Technischen Hochschule Köln, der angrenzende Flur und das angrenzende Treppenhaus gescannt bzw. erfasst und rekonstruiert, wobei die nötigen Daten ermittelt werden. Dabei stellt sich heraus, dass der FARO Freestyle3D mit seiner RGB-D-Technologie und der Software FARO Scene als einziges System alle Kriterien erfüllt und somit für den Zweck der Erkundung in diesem Kontext geeignet ist. Der Microsoft Kinect Sensor mit der Software FARO Scene hat, durch Fehler in der Rekonstruktion, Schwächen in der Darstellungsqualität. Dies gilt auch für die Kombination aus GeoS-LAM ZEB-REVO/CloudCompare, da hiermit kein Farbscan erstellt werden kann und somit eine Erkennung von Objekten (z.B. geschlossene Türen) erschwert wird. Die Fotogrammetrie dauert mit einer Berechnungsdauer von ca. 38 Stunden zu lange, um in Notfallsituationen einen Nutzen zu bieten und liefert außerdem falsche Maßangaben.
Nicht näher betrachtet wird in dieser Arbeit die (autonome) Erkundung durch Roboter oder Drohnen, die die Geräte transportieren können, Strom- und Datenübertragungsproblematiken, andere ergänzende Sensortechniken und die Erkundung in dunkler Umgebung.
Die Funktionsfähigkeit der öffentlichen Verwaltung ist auch und gerade bei einem Ausfall oder einer Beeinträchtigung Kritischer Infrastrukturen notwendig für die Aufrechterhaltung der Gesellschaft und des Staates. Ausgehend von dieser These wird zwischen Dezember 2018 und Februar 2019 eine Umfrage in den Landkreisen, Städten und Gemeinden des Regierungsbezirks Stuttgart durchgeführt. In ihr wird der Vorbereitungsgrad der öffentlichen Verwaltung hinsichtlich einer Versorgungsmangellage erfasst. Dabei wird ausschließlich die Versorgung des Personals innerhalb der Verwaltungseinrichtung betrachtet. Es wird untersucht, ob Vorsorgemaßnahmen für die Bereiche Trinkwasser, Nahrungsmittel, beheizte und beleuchte Räumlichkeiten, Sanitäranlagen, Ruhe- und Schlafmöglichkeit sowie Bargeld für die Gehälter der Mitarbeitenden getroffen sind. Als Vorsorgemaßnahmen werden generelle Planungen, Vorräte und Rahmenverträge mit Privatunternehmen betrachtet. Die Antworten werden von den Umfrageteilnehmenden hinsichtlich ihrer zeitlichen Auslegung eingeordnet. Zusätzlich werden die Teilnehmenden zu Planungsgrundlagen, Verbesserungspotenzial und einer Einschätzung der eigenen Vorbereitungen befragt. Diese Bachelorarbeit wertet die Umfrageergebnisse aus. Die Antworten zeigen, dass rund die Hälfte der Befragten eine Notstromversorgung besitzt und rund jede fünfte Einrichtung Planungen für die Trinkwasserversorgung der Mitarbeitenden vorhält. Darüber hinaus sind Vorbereitungen zur Versorgung des Personals nur vereinzelt vorhanden. Spezifische Vorräte für einen Ausfall der Versorgungsleistungen sind nur bei wenigen Befragten in geringem Maße vorhanden. Dennoch zeigt sich durch Alltagsvorhaltungen eine Latenzzeit bis zum Funktionsausfall. Rahmenverträge zur redundanten Sicherstellung der Versorgung sind nur selten abgeschlossen. Die Befragten geben an, dass sie für die Bearbeitung der Thematik Bedarf an weiteren Hilfestellungen haben. Die bekannten Schutzniveaus 72 Stunden (Notstromversorgung) und 14 Tage (Notvorräte der Bevölkerung) sind nicht oder nur sehr bedingt auf den Sektor Staat und Verwaltung zu übertragen. In der Auswertung der Ergebnisse werden drei Möglichkeiten identifiziert, um den Vorbereitungsgrad zu optimieren: Die Erhöhung der Vorhaltungen, das Optimieren der Planungen und das Abschließen von Rahmenverträgen. Darüber hinaus sind langfristig und einrichtungsunabhängig die derzeitigen Zuständigkeiten zu prüfen, einheitliche Schutzniveaus zu etablieren sowie eine gesellschaftliche und politische Kommunikationskultur hinsichtlich der Risiken eines Ausfalls oder einer Beeinträchtigung Kritischer Infrastrukturen aufzubauen.
Zivile unbemannte Luftfahrtsysteme in der Akutphase internationaler humanitärer Hilfseinsätze
(2019)
Diese Arbeit konstruiert Einsatzbereiche ziviler unbemannter Luftfahrtsysteme in humanitären Hilfseinsätzen unmittelbar nach einer Katastrophe. Die Auswertung der Schnittmenge der technischen Fähigkeitsanalyse mit der – unter Verwendung von Experteninterviews durchgeführten – operativen Bedarfsanalyse des humanitären Sektors stellt die Basis für die Konstruktion der neun Anwendungsbereiche dar. Abschließend werden diese vor einem technischen, rechtlichen sowie ethischen Hintergrund diskutiert und bewertet.
This bachelor thesis addresses the issue of how school resilience can be measured and assessed quantitatively. Schools as social infrastructures have a significant value for society. Yet, on a global scale, they, and therefore the respective community as well, are continuously endangered by a variety of threats such as natural disasters or violence and mental abuse affecting students, parents and school staff. However, these threats differ greatly depending on climatic and geographical conditions as well as on the socio-cultural context of the corresponding community. To strengthen school resilience against potential threats and to ensure education continuity despite the occurrence of these disruptions, a methodology is developed to measure and assess school resilience in conjunction with its specific circumstances. Initially, qualitative and quantitative (composite) indicators are identified and categorised with the help of a Systematic Literature Review and Mayring's Qualitative Content Analysis. These are subsequently developed into a Comprehensive Index for School Resilience (CISR). Building on this, a pre-existing assessment methodology, which uses Likert-Scales arranged in questionnaires to assign quantitative values to the composite indicators, is adapted to operationalise the CISR and by an exemplary application at Europaschule Troisdorf, the methodology is adapted to the socio-cultural conditions in Germany using an expert’s operational and contextual knowledge. The results obtained show that the methodologies and techniques described in current international research can, after an appropriate adaptation, successfully be applied to schools in Germany as well. Nevertheless, by identifying research limitations and errors as well as potential improvements, it is evident that further research and development is needed to provide stakeholders with a decision-making tool to strengthen the resilience of schools in the future, such as an exhaustive supplement to the CISR or the integration of more precise quantification methodologies and techniques.
In nahezu jedem Rettungsdienstbereich lässt sich ein Anstieg an Notfalleinsätzen und damit einhergehend ein höherer Bedarf an Rettungsmitteln beobachten. Daraus resultieren Einsatzspitzen, die durch den Regelrettungsdienst nicht abgedeckt werden können, und es entsteht eine Unterdeckung. Dies wird auch als Risikofall bezeichnet und birgt die Gefahr, dass ein Rettungsmittel nicht innerhalb der vorgeschriebenen Hilfsfrist am Notfallort eintreffen kann. Um einen potenziellen Risikofall im Vorfeld absehen und einsatztaktische Ausgleichsmaßnahmen innerhalb eines Rettungsdienstbereiches ergreifen zu können, soll deshalb die Einsatznachfrage in stündlicher Auflösung prognostiziert werden. Dazu wurde die Einsatz-Zeit-Reihe 2017 der hochfrequentierten Feuer- und Rettungswache 1 in der Kölner Innenstadt analysiert und ein saisonales ARIMA-Modell sowie ein Erwartungswert-Modell auf die Einsatz-Zeit-Reihe des Folgejahres 2018 angewandt. Gezeigt werden konnte, dass sich die Einsatz-Zeit-Reihe mit einer mittleren absoluten Abweichung von etwas mehr als einem Einsatz prognostizieren lässt. Außerdem konnte mit einer Skalierung der Prognose über die Anzahl einsatzbereiter Rettungs-wagen jeder Risikofall in einem einwöchigen Anwendungstest vorhergesagt werden. Dabei zeigte sich, dass nicht die Prognosegüte in der Stunde der Einsatzspitze relevant ist, sondern die Prognosegüte in der Folgestunde. Die Prognosen haben somit, wenn sie skaliert werden, eine hohe einsatztaktische Relevanz und ermöglichen kurz-fristige Ausgleichsmaßnahmen im Tagesgang.
Die Analyse und Konzeption der Trinkwassernotversorgung setzt eine interdisziplinäre Zusammenarbeit unter anderem zwischen Gesundheitsämtern, Umweltämtern, Gefahrenabwehrbehörden und Wasserversorgungsunternehmen voraus. Die in dieser Arbeit durchgeführten Methoden gliedern sich in GIS-Analyse (Kritikalitätsanalyse), Beobachtung einer Inbetriebnahme eines Trinkwassernotbrunnens und eines Experteninterviews mit den Stadtwerken Düsseldorf AG und Netzgesellschaft Düsseldorf mbH auf. Es werden Erkenntnisse gewonnen, dass die Trinkwassernotbrunnen im Rahmen der Trink-wassernotversorgung mehr als eine mögliche Variable anstelle einer planbaren Konstante anzusehen sind. Die Anzahl und der Zustand der Trinkwassernotbrunnen sind in der Trinkwassernotversorgung nicht ausreichend. Es wird festgestellt, dass der Status quo wesentliche Lücken in der Konzeption der Trinkwasserversorgung aufweist, die organisatorisch mithilfe von Absprachen zwischen Behörden und Unternehmen und technisch durch beispielsweise Aufbereitungsanlagen gelöst werden können.
Der anthropogene Klimawandel hat neben anhaltenden Dürren und verstärkt auftretenden Extremwetterereignissen auch die Ansiedlung neuer Arten in Deutschland zur Folge. Da die
Landwirtschaft eine kritische Infrastruktur darstellt, ist es notwendig, die potentielle Verbreitung neuer Schädlinge zu untersuchen, um potentielle Gefahren für die Landwirtschaft frühzeitig zu identifizieren. Nur so können rechtzeitig Handlungsbedarfe erkannt sowie Konzepte und Maßnahmen zum Schutz der kritischen Infrastruktur Landwirtschaft entwickelt werden. Es wird daher untersucht, ob Feldheuschrecken im Zuge des Klimawandels eine Gefahr für die deutsche Landwirtschaft darstellen können. Die Arbeit ist somit insbesondere für Akteure aus dem landwirtschaftlichen Sektor und dem Bevölkerungsschutz von Interesse. Betrachtet werden sechs Szenarien, die sich aus der der Kombination der drei Repräsentativen Konzentrationspfaden RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 sowie den beiden Betrachtungszeiträumen 2021 – 2050 und 2071 – 2100 ergeben. Die entsprechenden Klimadaten werden aus dem Projekt Euro-CORDEX bezogen. Mit der Software CLIMEX wird die mögliche Verbreitung von Calliptamus italicus, Dociostaurus maroccanus und Locusta migratoria für 20 Standorte in Deutschland in den sechs Szenarien modelliert. Mit QGIS wird die betroffene Landwirtschaftsfläche auf Basis der CORINE Landnutzungsdaten ermittelt. Darüber hinaus werden im Juni und Juli 2021 vier Interviews mit Expert:innen der Bereiche Klimawandel/-anpassung, Orthopterologie/Entomologie und Landwirtschaft durchgeführt. Die Untersuchung zeigt, dass C. italicus sich in Deutschland stark verbreiten wird, D. maroccanus und L. migratoria sind nur geringfügig vertreten. Heuschreckenschwärme können potentiell pflanzliche Erzeugnisse auf etwa 10 – 25 % der landwirtschaftlichen Fläche bedrohen, ihr Auftreten ist allerdings unwahrscheinlich. Es ist daher von einem geringen Gefahrenpotential von Feldheuschrecken für die deutsche Landwirtschaft auszugehen. Die Modellierung ist auf klimatische Bedingungen begrenzt. Die berechneten Flächen sind mit Abweichungen behaftet, deren Ursprung ungeklärt ist. Trotz dieser Einschränkungen ist die Arbeit wegweisend für zukünftige Forschung und die Entwicklung von Handlungsstrategien. So wird die Entwicklung von Konzepten zur Prävention und Intervention für den Fall einer Heu- schreckeninvasion empfohlen. Ein aktives Biomonitoring größerer, nicht bewirtschafteter Flächen ist essenziell, um mögliche Massenvermehrungen frühzeitig festzustellen. Zusätzlich sollten Schwarmbildungen im Ausland und mögliche Migrationsrouten nach Deutschland untersucht werden.
Schlüsselbegriffe: Landwirtschaftliche Gefahr, Schädling, Klimawandel, Klimawirkung, Heuschrecken, CLIMEX, Species Distribution Model, Expert:inneninterview
In der vorliegenden Arbeit wird mit dem Geoinformationssystem ArcGIS Pro auf Basis eines digitalen Geländemodells mit einer Gitterweite von einem Meter eine Topographische Gefährdungsanalyse durchge-führt. Damit werden die Auswirkungen von Starkregenereignissen auf die Gefahrenabwehr abgeschätzt. Diese wird für das gesamte Gebiet des Rhein-Sieg-Kreises in Nordrhein-Westfahlen durchgeführt. Die in dieser Analyse betrachteten Organisationen der Gefahrenabwehr sind Feuerwehren, Rettungsdienst und die Ortsverbände des THW im Kreisgebiet. Für die genannten Organisationen werden zunächst die Standorte sowie die dort stationierten Einheiten bzw. Fahrzeuge ermittelt und im Anschluss kartiert.
Mittels der Topographischen Gefährdungsanalyse werden ausschließlich anhand der Oberflächenbeschaffenheit Geländesenken und oberflächige Fließwege errechnet. Diese werden nach Prüfung und Bearbeitung zur Ermittlung der potentiellen objektbezogenen Gefährdungen der Liegenschaften der Organisationen sowie der Straßeninfrastruktur genutzt. Das für die Berechnung genutzte Untersuchungsgebiet erstreckt sich dabei in einigen Bereichen über die Verwaltungsgrenzen des Rhein-Sieg-Kreises hinaus, um die Grenzen der Wassereinzugsgebiete zu berücksichtigen.
Am Ende der Analyse werden aus den Ergebnissen beispielhaft Karten für die Organisationen der Gefahrenabwehr erstellt, um die Gefährdungen in einer übersichtlichen Form zu visualisieren und die Informationen nutzbar zu machen. Diese werden sowohl an die Art von seismischen Mikrozonierungskarten angelehnt als auch an bestehende Karten, wie sie z.B. bei den Feuerwehren genutzt werden, angepasst.
Aus der Bewertung der Standorte der Organisationen anhand der ermittelten Senken ergibt sich eine hohe Anzahl von etwa zwei Dritteln der Liegenschaften, welche durch Starkregenereignisse verursachte Überflutungen gefährdet sind. Daraus lässt sich ein Bedarf weiterer Untersuchungen ableiten. Auf Basis von Starkregengefahrenkarten, die auf komplexeren Berechnungsmodellen beruhen sowie Einzelfallbetrachtungen sollten diese Gefährdungen bestätigt oder widerlegt werden.
Die COVID-19-Pandemie (im Folgenden kurz: Pandemie) wirkt sich global auf alle Verwaltungsebenen eines Staates oder Staatenbündnisses und auf jeden Wirtschaftssektor aus. Aus den Eigenschaften der Krankheit selbst und den getroffenen Maßnahmen zur Bekämpfung der Pandemie resultieren die Anforderungen an das Krisenmanagement jeglicher Organisationen. Um den Anforderungen gerecht zu werden, können die Organisationen zur Unterstützung der leitenden bzw. verantwortlichen Person Stäbe einsetzen. Ziel der Stäbe ist es, ein möglichst gutes Einsatzergebnis zu erzielen. Die Einsatzsituation und die Anforderungen während der Pandemie unterscheiden sich von anderen Einsätzen. Deswegen wird in dieser Arbeit untersucht, welche pandemiebedingten Einflüsse es auf die Stabsarbeit gibt. Zur Untersuchungsgruppe gehören Stäbe in Behörden und Unternehmen im gesamten deutschsprachigen Raum, die für mindestens drei Monate die Stabsarbeit aufrechterhalten haben. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist die Erhebung der Leistungsfähigkeit von Stäben während der COVID-19-Pandemie. Es werden die Situation vor Beginn der Pandemie, die Herausforderungen während der Pandemie und die justierten Stellschrauben erhoben und damit untersucht, welche Auswirkungen die Pandemie auf die Leistungsfähigkeit und das Einsatzergebnis von Stäben hat. Mithilfe einer standardisierten Online-Umfrage werden Stabsmitglieder befragt. Die Umfrage wurde in einer vorgelagerten Seminararbeit des Autors entwickelt. Es werden die Antworten von 153 Personen ausgewertet, die alle in Deutschland tätig sind. Der größte Teil ist Mitglied eines Stabes einer Behörde auf kommunaler Ebene. Durch Ausbildung und Übungen bestand unter den Stabsmitgliedern eine grundlegende Vorbereitung auf die Pandemie. Einzelne Themen in Hinblick auf die Einsatzsituation während der Pandemie fehlten und es mangelte an regelmäßigen Übungen. Die identifizierten Herausforderungen spiegeln die festgestellten Defizite in der Ausbildung und in Übungen wider. Hierzu zählt z. B. die Durchhaltefähigkeit bzgl. der Einsatzdauer. Die Belastung durch äußere Einflüsse war während der Pandemie herausfordernder als aus bisherigen Erfahrungen bekannt, dagegen sind in der Einsatzsituation im Stab keine größeren Veränderungen in Bezug auf Herausforderungen festzustellen. Die Pandemie hat zu Anpassungen in der Stabsarbeit geführt. In den Antworten sind Schwerpunkte bei der Digitalisierung der Stabsarbeit und der Anpassung der Struktur und Arbeitsweise des Stabes zu erkennen. Die festgestellten Defizite in der Ausbildung und in den Übungen und die identifizierten Herausforderungen werden bei der zukünftigen Entwicklung der Stabsarbeit wieder aufgegriffen. Damit wird an die während der Pandemie justierten Stellschrauben angeknüpft.