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Exposure is an essential component of risk models and describes elements that are endangered by a hazard and susceptible to damage. The associated vulnerability characterizes the likelihood of experiencing damage (which can translate into losses) at a certain level of hazard intensity. Frequently, the compilation of exposure information is the costliest component (in terms of time and labor) of risk assessment procedures. Existing models often describe exposure in an aggregated manner, e.g., by relying on statistical/census data for given administrative entities. Nowadays, earth observation techniques allow the collection of spatially continuous information for large geographic areas while enabling a high geometric and temporal resolution. Consequently, we exploit measurements from the earth observation missions TanDEM-X and Sentinel-2, which collect data on a global scale, to characterize the built environment in terms of constituting morphologic properties, namely built-up density and height. Subsequently, we use this information to constrain existing exposure data in a spatial disaggregation approach. Thereby, we establish dasymetric methods for disaggregation. The results are presented for the city of Santiago de Chile, which is prone to natural hazards such as earthquakes. We present loss estimations due to seismic ground shaking and corresponding sensitivity as a function of the resolution properties of the exposure data used in the model. The experimental results underline the benefits of deploying modern earth observation technologies for refined exposure mapping and related earthquake loss estimation with enhanced accuracy properties.

Problemstellung: Mit Stand Dezember 2021 wurden in Nordrhein-Westfalen rund 235.000 Menschen durch ambulante Pflegedienste versorgt. Gleichzeitig haben die vergangenen Jahre gezeigt, wie anfällig Pflegedienste gegenüber Schadensereignissen sind. Beispiele hierfür sind die Starkregenereignisse im Juli 2021, die COVID-19 Pandemie und das Winterhochwasser 2023, welche teils zum Totalausfall von Pflegediensten führten. Zielsetzung: Ziel dieser Thesis war es zu prüfen, inwieweit die Resilienz von ambulanten Pflegediensten durch die Nutzung von Risikoanalysen gestärkt werden kann und wie sich dies in den Arbeitsalltag integrieren lässt. Weitergehend sollte daher ermittelt werden, welche Komponenten in der ambulanten Pflege als besonders kritisch zu bewerten sind. Die Frage, ob ambulante Pflege als Kritische Infrastruktur (KRITIS) zu bewerten sei, wurde basierend auf geltendem Recht analysiert. Der Betrachtungsraum wurde dabei auf die ambulanten Pflegedienste des Arbeiter-Samariter-Bundes in Nordrhein-Westfalen eingegrenzt. Stand der Wissenschaft: Die ambulanten Pflege ist geprägt von einer hohen Arbeitsbelastung, Personalmangel und Zeitdruck bei einer gleichzeitig hohen Verantwortung. Die Leistungen werden zwischen Grundpflege (SGB XI) und Behandlungspflege (SGB V) unterschieden. Die Versorgung der Kund*innen erfolgt meist in eng getakteten Touren, bei denen ausschließlich die vorgesehenen Maßnahmen durchgeführt wird, jedoch keine Flexibilität besteht. Als relevante Forschungsprojekte in der ambulanten Pflege können AUPIK und KOPHIS angesehen werden. Methodik: Für die Beantwortung der Forschungsfragen wurde ein mixed-methods Ansatz gewählt, welcher aus einer quantitativen Umfrage, einer Bestimmung der Kritikalität mittels mathematischer Formel und der qualitativen Umsetzung einer exemplarischen Risikoanalyse bestand. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Anwendung der Methodik. Für die Umfrage wurden insgesamt 32 Pflegestationen des Arbeiter-Samariter-Bundes in Nordrhein-Westfalen befragt, wie sie die Auswirkungen des Ausfalles von insgesamt sieben vorgegebenen Prozessen und Anlagen bewerten. Die Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet und die Daten in einer Formel modelliert und priorisiert. Die quantitativen Daten bildeten das Fundament für eine qualitative Durchführung der Risikoanalyse, welche anhand einer Literaturanalyse durchgeführt wurde. Die Literaturanalyse wurde anhand der Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses (PRISMA) und der Erweiterung PRISMA-S durchgeführt. Ergebnisse: Anhand der Literatur wurden zunächst strategische Schutzziele definiert, auf denen die Risikoanalyse aufbaute. Anschließend wurden die Ergebnisse der Umfrage betrachtet. Die Antwortrate der Umfrage lag bei 34,38 %. Der Ausfall der Prozesse und Anlagen wurden hinsichtlich der Schwere und des Umfangs, als auch ihrer Ersetzbarkeit bewertet. Nach erfolgter mathematischer Priorisierung konnten folgende Kritikalitäten berechnet werden: Ausfall des Zugangs zu den Kund*innen und Ausfall der Pflegestation mit einer Kritikalität >7,5 (von 10) nach 4 Stunden; Dokumentation, Medikation, Kraftstoffversorgung und Ausfall des Fuhrparks lagen nach 4 Stunden bei einer Kritikalität von <2,5. Der Ausfall eines Großteils des Personals lag bei einer Kritikalität von 2,6 (4h). Die Kritikalität entwickelte sich in Abhängigkeit der Zeit und zeigte ab 24 Stunden eine deutliche Eskalation. Für die weitere Betrachtung wurde von einem Überflutungsszenario nach Starkregen ausgegangen, wobei Intensität, Ausmaß und Sekundäreffekte berücksichtigt wurden. Die Verwundbarkeit resultierte dabei aus der Kritikalität in Kombination mit den zu erwarten-den Beeinträchtigungen. Das Risiko konnte nicht abschließend bestimmt werden, da Parameter wie die Exposition nicht konkret benannt werden konnten. Es erfolgte daher eine Abschätzung. Die Visualisierung des zu erwartenden Risikos wurde in einer Risikomatrix umgesetzt. Abschließend wurde beispielhaft anhand der ermittelten Daten das operationalisierte Schutzziel für Leben und Gesundheit formuliert. Es wurde außerdem festgestellt, dass das KRITIS-Dachgesetz wahrscheinlich keine Anwendung in der ambulanten Pflege finden wird. Die NIS-2-Richtlinie jedoch schon. Diskussion: Der verwendete mixed-methods-Ansatz hat sich in seiner Anwendung bewährt und überzeugte durch die hohe Flexibilität bei gleichzeitig festem Rahmen. Aufgrund des Umfangs konnten jedoch nicht alle Bereiche ausreichend detailliert analysiert werden, sodass eine lokale Vertiefung in einzelne Bereiche stattfinden sollte. So ist es erforderlich, die erhobenen Daten aus der Umfrage durch Expert*innen-Interviews zu überprüfen und zu validieren. Auch im Bereich der Quantifizierung zeigte sich die Me-thodik zwar als wirksam, jedoch nicht ausreichend trennscharf. Inhaltlich muss zukünftig der qualitative Teil der Risikoanalyse mehr in den Fokus genommen werden – u.a. durch eine engere Eingrenzung des Betrachtungsraumes auf eine einzelne Pflegestation. Denkbar ist auch ein semi-quantitativer Ansatz zur Bestimmung des Risikos. Auch die Betrachtung von mehreren Szenarien und deren Vergleich ist für zukünftige Risikoanaly-sen zielführend und bietet einen Mehrwert hinsichtlich der Datenqualität. Schlussfolgerungen: Schlussendlich konnten zehn Aspekte aus den Ergebnissen der Thesis herausgefiltert werden, welche die Steigerung der Resilienz in der ambulanten Pflege in Zukunft unterstützen können. (1) Die Anwendbarkeit des Leitfadens zur Risikoanalyse des BMI, 2011 hat sich bewährt und kann kontinuierlich mit verschiedenen Methoden kombiniert werden. (2) Als kritischste Komponenten der ambulanten Pflege konnten der Zugang zum/zur Kund*in und die eigene Pflegestation identifiziert werden. Kraftstoffversorgung und Dokumentation fielen hingegen deutlich weniger kritisch aus. (3) Resilienz muss als gesamtverbandliche Aufgabe gesehen werden und darf sich nicht nur auf die ambulante Pflege beschränken. Es gilt, Ressourcen effizient zu nutzen. (4) Es müssen gemeinsame Redundanzen und Netzwerke geschaffen werden, Synergieeffekte sollten genutzt werden. (5) Pflegedienste und Kund*innen müssen sich zukünftig auf Schadensereignisse besser vorbereiten. (6) Ambulante Pflege wird sich zukünftig mit Cybersicherheit beschäftigen müssen. Eine Einstufung als KRITIS ist jedoch unwahrscheinlich (7) Die Zusammenarbeit zwischen Pflegediensten und Behörden muss gestärkt werden, um voneinander profitieren zu können. (8) Die angewendete Methodik hat sich bewährt, muss jedoch insbesondere im quantitativen Bereich weiter ausgearbeitet werden. (9) Betrachtungsraum und einzelne Abschnitte müssen jedoch an lokale Gegebenheiten angepasst werden, um ihre volle Wirkung zu erzielen. (10) Es besteht ein weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich mathematischer Modellierung und der Berücksichtigung von Kaskaden, Korrelationen und Interdependenzen.

Die Häufigkeit und Intensität globaler Katastrophen nehmen deutlich zu. Vermehrt betreffen deren Auswirkungen auch die Kritische Infrastruktur und führen zu Einschränkungen in der Funktionalität wichtiger Einrichtungen. Insbesondere in Krankenhäusern gibt es viele Prozesse, die es davor zu schützen gilt. Aus diesem Grund soll perspektivisch unter anderem das KRITIS-Dachgesetz auf Grundlage der CER-Richtlinie (EU 2022/2557) bis zum 17. Oktober 2024 verabschiedet werden. Eine Anforderung des KRITIS-Dachgesetztes wird zukünftig unter anderem die Erstellung von Maßnahmen zur Steigerung der Resilienz beinhalten, welche in Resilienzplänen nachgewiesen werden sollen. Die Maßnahmen aus betrieblichen Kontinuitätsstrategien (=Business Continuity Managementsystemen) können integraler Bestandteil der Resilienzpläne sein. In dieser Arbeit sollen Schnittstellen zwischen Business Continuity Managementsystemen und bereits bestehenden Krankenhausalarm- und -einsatzplänen identifiziert werden. Die Erkenntnisse sollen den von dem KRITIS-Dachgesetz betroffenen Krankenhäusern einen Einblick in die Anforderungen von Business Continuity Managementsystemen geben und dazu beitragen, Umsetzungsmöglichkeiten in Krankenhäusern aufzuzeigen. Im Bearbeitungszeitraum wurden 14 qualitative Experteninterviews mit Vertretern von Krankenhäusern, Behörden, juristischen Einrichtungen und internationalen Krisenvorsorgeexperten geführt, von denen 11 in dieser Forschungsarbeit ausgewertet werden. Die Befragungen wurden halbstrukturiert und mit einer explorativen Herangehensweise durchgeführt, um ein Meinungsbild zu den perspektivischen Anforderungen aus dem KRITIS-Dachgesetz zu erfassen, aktuelle Maßnahmen zur Steigerung der Resilienz in Krankenhäusern zu identifizieren und potenzielle Herausforderungen in der Umsetzung zu ermitteln. In den Befragungen wurde eine breite Zustimmung zur Notwendigkeit der Etablierung von Business Continuity Managementsystemen als integraler Bestandteil des Resilienzmanagements von Krankenhäusern festgestellt. Die wesentlichen Erkenntnisse sind die Unterscheidung zwischen ereignisspezifischen und prozessbezogenen Vorgehensweisen bei der Identifizierung von Risiken sowie die erweiterten Anforderungen des Business Continuity Managementsystem hinsichtlich des Wiederanlaufs und der Wiederherstellung von Prozessen und Systemen. Synchronisationspotenziale bietet die Krankenhauseinsatzleitung, welche ebenfalls im Business Continuity Managementsystem mit der besonderen Aufbauorganisation als zentrales Organ zur Ereignisbewältigung beschrieben wird. Ebenfalls können bereits vorhandene Redundanzen in die Anforderungen der betrieblichen Kontinuitätsstrategien übertragen werden. Ein zentrales Hindernis für die Umsetzung in Krankenhäusern kann die branchenspezifische Personalnot und die Insolvenzgefahr darstellen. Die Erkenntnisse wurden genutzt, um konkrete Handlungsempfehlungen für die Krankenhäuser zu entwickeln. Eine frühzeitige Identifizierung von Störungen, Notfällen oder Krisen und die entsprechende Meldung an die verantwortlichen Stellen sind wesentlicher Bestandteil einer erfolgreichen Ereignisbewältigung. Darauf aufbauend wird die Etablierung eines „Leiters KAEP“ empfohlen, welcher unter anderem für die Erstellung und Aktualisierung der Krankenhausalarm- und -einsatzpläne verantwortlich ist und über einen Gesamtüberblick der relevanten Schnittstellen und Abhängigkeiten aller Abteilungen im Krankenhaus verfügt.

The floods in 2021 in Germany laid bare the need to better integrate volunteers into official disaster management. An online survey with 1767 valid interviews after the floods in July 2021 reveals the shared experiences of professional and non-professional groups. Communication and coordination problems are the main results of the survey analysis. Overall satisfaction was a bit lower for the volunteers than for the professionals. The behavior of the superiors could have been more satisfactory. The preparation and opportunity for reflection could have been better after the operation. The information provision before and during the flood operation could have been more satisfactory. Worries were higher about elderly persons, and misinformation was a perceived danger. Problems experienced in the flood operations ranged from psychological stress to hygiene, self-endangerment, assignment of tasks, and misinformation, both from the media and official sources. Infrastructure-related problems included electricity, water, communication lines, roads, and rail. The suggestions for improvements ranged from communication and information about warnings and behavior to persons that transfer knowledge between organizations, digital exchange platforms, and exchange between countries.

Basierend auf einer systematischen Literaturrecherche werden in dieser Arbeit Empfehlungen zur Reaktion auf den Ausfall der Wasserversorgung in deutschen Pflegeheimen erstellt. In Experteninterviews werden diese Empfehlungen von Expert*innen aus dem Pflegeheimbereich auf deren Umsetzbarkeit hin bewertet. Basierend auf den Expertenrückmeldungen wird ein Leitfaden zur Vorplanung und Reaktion auf einen Ausfall der Wasserversorgung in Pflegeheimen erstellt. Aus Verbrauchsdaten von Pflegeheimen wird der Normalverbrauch an Wasser ermittelt und mit Literaturdaten verglichen. Dabei zeigen sich starke Unterschiede zwischen den Werten. Bei Annahme des höchsten Wertes von 180 Litern/Person und Tag werden ca. 130 % des deutschen Durchschnittsverbrauches benötigt. Bei Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen im Ereignisfall sinkt der Verbrauch je Pflegeheimbewohner*in auf 58 bzw. 70 Liter/Tag ab. Das liegt 5 Liter unterhalb der von der Ersten Wassersicherstellungsverordnung vorgesehenen Menge für den Verteidigungsfall. Neben Maßnahmen zur Verbrauchsreduktion werden auch Lösungen zur leitungsungebundenen Verteilung des Wassers in der Einrichtung erarbeitet. Eine Erprobung der vorgeschlagenen Maßnahmen könnte deren Umsetzbarkeit abschließend bewerten und auch die Abschätzung der Verbrauchsmenge bestätigen oder widerlegen.