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Die Magnetometerprospektion gilt mittlerweile als ein Standardverfahren der archäologischen Prospektion. Nicht selten jedoch werden Messergebnisse (Magnetogramme) dieser schnellen und oft ertragreichen Prospektionsmethode ohne eine notwendige Überprüfung im Labor interpretiert, was zu falschen Bewertungen der Magnetfeldanomalien in archäologischen und geoarchäologischen Kontexten führen kann. Die vorliegende Arbeit versucht diesem Problem entgegen zu treten und widmet sich dem Ziel Interpretationen von Magnetometermessungen zu verbessern und Verfahren weiter zu entwickeln, die zur schnellen und hinreichenden Klärung von Magnetfeldanomalien angewandt werden können. Hierfür werden in mehreren Untersuchungsgebieten magnetometrische und umweltmagnetische Messungen in Kombination mit bodenkundlich-sedimentologischen Kennwerten, ausgewertet. Als Untersuchungsgebiete und Umweltarchive stehen die braunen Plaggenesche am Übergang zwischen dem Unteren Weserbergland und der Dümmer-Geestniederung sowie die semiterrestrischen Sedimente des Karlsgrabens (Fossa Carolina) am Übergang zwischen dem fränkischen Keuper-Lias-Land und der fränkischen Alb im Fokus. Magnetometrisch prospektiert wird mit einem, sehr oft bei archäologischen Prospektionen eingesetzten, Vektor-Gradiometer (Bartington Grad601 dual). Als geophysikalische Leitgröße zur Identifizierung und ersten Charakterisierung magnetisch-auffälliger und Magnetfeldanomalien-erzeugender Bodenhorizonte und Sedimentschichten in betrachteten Umweltarchiven wird die magnetische Suszeptibilität herangezogen. Anhand der Curie-Temperatur-Messungen und Domänenstatusermittlungen werden die umweltmagnetischen Minerale und deren Korngrößen in magnetisch auffälligen Lagen und Horizonten charakterisiert. Ergebnisse aus der Kombination umweltmagnetischer Messungen mit Bodenkennwerten an brauen Plaggeneschen weisen darauf hin, dass die in den Plaggenauflagen detektierten, ferrimagnetischen Eisensulfide PSD-Greigite anthropogen induziert sein müssen. Außerdem deutet sich an, dass diese Greigite vom Sicker- und Grundwasser verändert und gegebenenfalls mobilisiert werden können. Ein Vergleich mit Greigiten aus der Literatur zeigt, dass die Plaggenesch-PSD-Greigite in einem Domänenstatus vorliegen, in dem bislang noch keine natürlichen Greigite gemessen wurden. Dieser Domänenstatus wird als ein Oxidationsstadium des ferrimagnetischen Eisensulfids zur Diskussion gestellt. In den Grabenverfüllungen bzw. Paläokanälen des Karlsgrabens wurden in Magnetfeldanomalien-erzeugenden Lagen authigene SD-Greigite nachgewiesen und damit die Annahme von Stanjek et al. (1994) bestätigt, dass die Greigite für die Magnetometerprospektion in semiterrestrischen Umgebungen von Bedeutung sein können. In flankierende Begleitstrukturen des Karlsgrabens wurden hingegen hocherhitzte, thermoremanente PSD-Titanomagnetite als Magnetfeldanomalien-Erzeuger ermittelt. Ihre Entstehung bleibt ungeklärt, jedoch wird eine natürliche Bildung dieser Magnetominerale vor Ort ausgeschlossen. Im Hinblick auf das Ziel der vorliegenden Arbeit hat sich die methodische Vorgehensweise am Karlsgraben als besonders effiziente und relativ kostengünstige Methode zur abgesicherten Klärung von Magnetfeldanomalien in den Magnetogrammen gezeigt.

Im Rahmen eines Kurzvortrages wurden die grundlegenden Zusammenhänge zwischen dem Prinzip von Modelica und SimulationX erläutert. Der Fokus liegt hierbei auf der Einführung in die Systemsimulation mit Funktionalität von Modelica. Die genutzte Software SimulationX wird in ihren Grundzügen vorgestellt und es sind Vorgehensempfehlungen zur Modellbildung innerhalb solcher Programmumgebungen enthalten. Durch die Modularität des Programms ergeben sich für den Anwender neue Möglichkeiten in der Simulation komplexer Mechanismen. Durch eine gezielte Verknüpfung von Analyse- und Synthesemodulen mit Optimierungsalgorithmen, kann so ein intelligentes Berechnungssystem geschaffen werden. Dies ermöglicht methodisch neue Auslegungsstrategien ebener Koppelgetriebe mit dynamischen Anforderungen.

<p>Hintergrund: Es gibt nur begrenzte Kenntnisse über Surrogat-Parameter für eine Verschlechterung der körperlichen Funktionsfähigkeit (SF-36) im Verlauf bei Patienten mit diastolischer Dysfunktion/Herzinsuffizienz bzw. mit Risikofaktoren hierfür. Diese Arbeit untersuchte die Assoziation neurohumoraler Aktivierung mit physischer Lebensqualität (SF-36) im Ein-Jahres-Verlauf.</p> <p> Methoden: In der bevölkerungsbasierten Diast-CHF-Studie wurden n=1937 Patienten mit Risikofaktoren für eine diastolische Herzinsuffizienz oder bereits diagnostizierter Herzinsuffizienz eingeschlossen. Für die Fragestellung wurden n=855 Patienten analysiert (Einschlusskriterien: LVEF≥50%, vorhandene Daten für LQ zu beiden Messzeitpunkten im Ein-Jahres-Verlauf (SF-36)). Alle Patienten wurden dichotomisiert in eine Gruppe mit unveränderter/verbesserter (PhF+) vs. verschlechterter körperlicher Funktionsfähigkeit (PhF-) nach einem Jahr (1-FU) im Vergleich zu den erhobenen Baseline-Werten. Verschlechterte körperliche Lebensqualität (PhF-) wurde definiert als eine Verschlechterung um mindestens eine halbe Standardabweichung gegenüber den Werten aus der Baseline. Bei allen Patienten wurden Blutentnahmen, detaillierte echokardiographische Untersuchungen sowie ein 6-Minuten-Gehtest (6-MWD) durchgeführt.</p><p> Ergebnisse: Die analysierte Population (n=855) setzte sich aus n=718 (84%) mit PhF+ sowie n=137 (16%) mit PhF- zusammen. PhF+/PhF-: Alter: 65,6±7,3/69,4±7,7 (p<0,001), BMI: 28,6±4,6/30,4±5,1 (p<0,001), LVEF: 61,6±6,2/61,9±5,8% (p=0,646), 6-MWD: 524,4±109,5/486,0±86,8 (p<0,001), NT-proBNP: 129,8/220,3 (p=0,030), MR-proADM: 0,58/0,69 (p=0,001), MR-proANP: 95,1/121,5 (p=0,009), CT-proET1: 54,6/62,4 (p=0.001). E/é: 9,8/10,9 (p=0,003), LAVI: 23,9/26,3 (p=0,007) und LVMI: 115,1/120,2 (p=0,045). Aus den Ergebnissen der linearen und logistischen Regression ging hervor, dass insbesondere das MR-proADM eine signifikante Assoziation zum Ein-Jahres-Verlauf körperlichen Funktionsfähigkeit (p<0,001) zeigte. Diese Assoziation war unabhängig von Parametern wie Alter, BMI und E/é.</p><p> Fazit: Neurohormone scheinen sich als Surrogat-Parameter für eine Verschlechterung der physischen Lebensqualität im Verlauf bei Patienten mit diastolischer Dysfunktion/Herzinsuffizienz oder kardiovaskulären Risikofaktoren hierfür zu eignen.

Die Nachhaltige Ersatzteilversorgung mit Elektronikkomponenten stellt die Hersteller vieler technischer Systeme vor neue Herausforderungen. Der technologische Wandel im Halbleitermarkt ist so schnelllebig, dass sich die elektronischen Bauelemente oftmals schon beim Start der Serienproduktion des Gesamtsystems im Serienauslauf befinden. Die Automobilindustrie ist von dieser Problematik besonders betroffen, weil sie Fahrzeuge in großen Serien über vergleichsweise lange Zeiträume mit harten Kostenzielen und hohen Qualitätsmaßstäben fertigt und auch nach Serienende mit Ersatzteilen versorgen muss. Die einzelnen Kfz-Elektronikkomponenten durchlaufen dazu im Vorfeld eines Fahrzeugeinsatzes umfangreiche Freigabeuntersuchungen. Die Konfiguration eines Kraftfahrzeugs wird außerdem einer gesetzlichen Typprüfung unterzogen, so dass eine spätere Abwandlung der ursprünglichen Komponenten nicht ohne weiteres zulässig ist. Änderungen an der einzelnen Komponente sind demnach nur noch mit erheblichem Aufwand möglich. Diese Situation zwingt die Automobilhersteller und ihre Zulieferer für Kfz-Elektronik zu neuen Konzepten im Management ihrer Ersatzteilspektren. Die vorliegende Arbeit entwickelt ein Management-Support-System für das herstellerseitige Ersatzteilmanagement von Kfz-Elektronikkomponenten auf Basis eines integrierten Methoden-, Daten- und Prozessmodells. Ferner werden Fragen der Systemintegration innerhalb eines Unternehmens und entlang der Wertschöpfungskette untersucht. Ersatzteilmanagement wird dazu als Strukturprozess innerhalb des Ersatzteilwesens betrachtet, der die Abwicklungsprozesse der Ersatzteilversorgung gestaltet und die Versorgungsstrategien zur einzelnen Kfz-Elektronikkomponente festlegt. Auf dem Wege der Lösungsfindung werden unterschiedliche Sichtweisen auf die Problematik gewählt. Vorherrschend ist dabei ein systemtechnischer Modellierungsansatz. Als konkrete Modellierungstechnik für das Ersatzteilmanagement-Support-System wird die Unified Modelling Language (UML) in Kombination mit dem ARIS-Unternehmensmodell nach Scheer eingesetzt. Die Praxisrelevanz wird an einem durchgängigem Fallbeispiel nachgewiesen.

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The impacts of floods on buildings in urban areas are increasing due to the intensification of extreme weather events, unplanned or uncontrolled settlements and the rising vulnerability of assets. There are some approaches available for assessing the flood damage to buildings and critical infrastructure. To this point, however, it is extremely difficult to adapt these methods widely, due to the lack of high resolution classification and characterisation approaches for built structures. To overcome this obstacle, this work presents: first, a conceptual framework for understanding the physical flood vulnerability and the physical flood susceptibility of buildings, second, a methodological framework for the combination of methods and tools for a large-scale and high-resolution analysis and third, the testing of the methodology in three pilot sites with different development conditions. The conceptual framework narrows down an understanding of flood vulnerability, physical flood vulnerability and physical flood susceptibility and its relation to social and economic vulnerabilities. It describes the key features causing the physical flood susceptibility of buildings as a component of the vulnerability. The methodological framework comprises three modules: (i) methods for setting up a building topology, (ii) methods for assessing the susceptibility of representative buildings of each building type and (iii) the integration of the two modules with technological tools. The first module on the building typology is based on a classification of remote sensing data and GIS analysis involving seven building parameters, which appeared to be relevant for a classification of buildings regarding potential flood impacts. The outcome is a building taxonomic approach. A subsequent identification of representative buildings is based on statistical analyses and membership functions. The second module on the building susceptibility for representative buildings bears on the derivation of depth-physical impact functions. It relates the principal building components, including their heights, dimensions and materials, to the damage from different water levels. The material’s susceptibility is estimated based on international studies on the resistance of building materials and a fuzzy expert analysis. Then depth-physical impact functions are calculated referring to the principal components of the buildings which can be affected by different water levels. Hereby, depth-physical impact functions are seen as a means for the interrelation between the water level and the physical impacts. The third module provides the tools for implementing the methodology. This tool compresses the architecture for feeding the required data on the buildings with their relations to the building typology and the building-type specific depth-physical impact function supporting the automatic process. The methodology is tested in three flood plains pilot sites: (i) in the settlement of the Barrio Sur in Magangué and (ii) in the settlement of La Peña in Cicuco located on the flood plain of Magdalena River, Colombia and (iii) in a settlement of the city of Dresden, located on the Elbe River, Germany. The testing of the methodology covers the description of data availability and accuracy, the steps for deriving the depth-physical impact functions of representative buildings and the final display of the spatial distribution of the physical flood susceptibility. The discussion analyses what are the contributions of this work evaluating the findings of the methodology’s testing with the dissertation goals. The conclusions of the work show the contributions and limitations of the research in terms of methodological and empirical advancements and the general applicability in flood risk management. / In vielen Städten nehmen die Auswirkungen von Hochwasser auf Gebäude aufgrund immer extremerer Wetterereignisse, unkontrollierbarer Siedlungsbauten und der steigenden Vulnerabilität von Besitztümern stetig zu. Es existieren zwar bereits Ansätze zur Beurteilung von Wasserschäden an Gebäuden und Infrastrukturknotenpunkten. Doch ist es bisher schwierig, diese Methoden großräumig anzuwenden, da es an einer präzisen Klassifizierung und Charakterisierung von Gebäuden und anderen baulichen Anlagen fehlt. Zu diesem Zweck sollen in dieser Arbeit erstens ein Konzept für ein genaueres Verständnis der physischen Vulnerabilität von Gebäuden gegenüber Hochwasser dargelegt, zweitens ein methodisches Verfahren zur Kombination der bestehenden Methoden und Hilfsmittel mit dem Ziel einer großräumigen und hochauflösenden Analyse erarbeitet und drittens diese Methode an drei Pilotstandorten mit unterschiedlichem Ausbauzustand erprobt werden. Die Rahmenbedingungen des Konzepts grenzen die Begriffe der Vulnerabilität, der physischen Vulnerabilität und der physischen Anfälligkeit gegenüber Hochwasser ein und erörtern deren Beziehung zur sozialen und ökonomischen Vulnerabilität. Es werden die Merkmale der physischen Anfälligkeit von Gebäuden gegenüber Hochwasser als Bestandteil der Vulnerabilität definiert. Das methodische Verfahren umfasst drei Module: (i) Methoden zur Erstellung einer Gebäudetypologie, (ii) Methoden zur Bewertung der Anfälligkeit repräsentativer Gebäude jedes Gebäudetyps und (iii) die Kombination der beiden Module mit Hilfe technologischer Hilfsmittel. Das erste Modul zur Gebäudetypologie basiert auf der Klassifizierung von Fernerkundungsdaten und GIS-Analysen anhand von sieben Gebäudeparametern, die sich für die Klassifizierung von Gebäuden bezüglich ihres Risikopotenzials bei Hochwasser als wichtig erweisen. Daraus ergibt sich ein Ansatz zur Gebäudeklassifizierung. Die anschließende Ermittlung repräsentativer Gebäude beruht auf statistischen Analysen und Zugehörigkeitsfunktionen. Das zweite Modul zur Anfälligkeit repräsentativer Gebäude beruht auf der Ableitung von Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung. Es setzt die relevanten Gebäudemerkmale, darunter Höhe, Maße und Materialien, in Beziehung zum erwartbaren Schaden bei unterschiedlichen Wasserständen. Die Materialanfälligkeit wird aufgrund internationaler Studien zur Festigkeit von Baustoffen sowie durch Anwendung eines Fuzzy-Logic-Expertensystems eingeschätzt. Anschließend werden Wasserstand-Schaden-Funktionen unter Einbeziehung der Hauptgebäudekomponenten berechnet, die durch unterschiedliche Wasserstände in Mitleidenschaft gezogen werden können. Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung dienen hier dazu, den jeweiligen Wasserstand und die physischen Auswirkung in Beziehung zueinander zu setzen. Das dritte Modul stellt die zur Umsetzung der Methoden notwendigen Hilfsmittel vor. Zur Unterstützung des automatisierten Verfahrens dienen Hilfsmittel, die die Gebäudetypologie mit der Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung für Gebäude in Hochwassergebieten kombinieren. Die Methoden wurden anschließend in drei hochwassergefährdeten Pilotstandorten getestet: (i) in den Siedlungsgebieten von Barrio Sur in Magangué und (ii) von La Pena in Cicuco, zwei Überschwemmungsgebiete des Magdalenas in Kolumbien, und (iii) im Stadtgebiet von Dresden, das an der Elbe liegt. Das Testverfahren umfasst die Beschreibung der Datenverfügbarkeit und genauigkeit, die einzelnen Schritte zur Analyse der. Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung repräsentativer Gebäude sowie die Darstellung der räumlichen Verteilung der physischen Anfälligkeit für Hochwasser. In der Diskussion wird der Beitrag dieser Arbeit zur Beurteilung der Erkenntnisse der getesteten Methoden anhand der Ziele dieser Dissertation analysiert. Die Folgerungen beleuchten abschließend die Fortschritte und auch Grenzen der Forschung hinsichtlich methodischer und empirischer Entwicklungen sowie deren allgemeine Anwendbarkeit im Bereich des Hochwasserschutzes. / El impacto de las inundaciones sobre los edificios en zonas urbanas es cada vez mayor debido a la intensificación de los fenómenos meteorológicos extremos, asentamientos no controlados o no planificados y su creciente vulnerabilidad. Hay métodos disponibles para evaluar los daños por inundación en edificios e infraestructuras críticas. Sin embargo, es muy difícil implementar estos métodos sistemáticamente en grandes áreas debido a la falta de clasificación y caracterización de estructuras construidas en resoluciones detalladas. Para superar este obstáculo, este trabajo se enfoca, en primer lugar, en desarrollar un marco conceptual para comprender la vulnerabilidad y susceptibilidad física de edificios por inudaciones, en segundo lugar, en desarrollar un marco metodológico para la combinación de los métodos y herramientas para una análisis de alta resolución y en tercer lugar, la prueba de la metodología en tres sitios experimentales, con distintas condiciones de desarrollo. El marco conceptual se enfoca en comprender la vulnerabilidad y susceptibility de las edificaciones frente a inundaciones, y su relación con la vulnerabilidad social y económica. En él se describen las principales características físicas de la susceptibilidad de edificicaiones como un componente de la vulnerabilidad. El marco metodológico consta de tres módulos: (i) métodos para la derivación de topología de construcciones, (ii) métodos para evaluar la susceptibilidad de edificios representativos y (iii) la integración de los dos módulos a través herramientas tecnológicas. El primer módulo de topología de construcciones se basa en una clasificación de datos de sensoramiento rémoto y procesamiento SIG para la extracción de siete parámetros de las edficaciones. Este módulo parece ser aplicable para una clasificación de los edificios en relación con los posibles impactos de las inundaciones. El resultado es una taxonomía de las edificaciones y una posterior identificación de edificios representativos que se basa en análisis estadísticos y funciones de pertenencia. El segundo módulo consiste en el análisis de susceptibilidad de las construcciones representativas a través de funciones de profundidad del impacto físico. Las cuales relacionan los principales componentes de la construcción, incluyendo sus alturas, dimensiones y materiales con los impactos físicos a diferentes niveles de agua. La susceptibilidad del material se calcula con base a estudios internacionales sobre la resistencia de los materiales y un análisis a través de sistemas expertos difusos. Aquí, las funciones de profundidad de impacto físico son considerados como un medio para la interrelación entre el nivel del agua y los impactos físicos. El tercer módulo proporciona las herramientas necesarias para la aplicación de la metodología. Estas herramientas tecnológicas consisten en la arquitectura para la alimentación de los datos relacionados a la tipología de construcciones con las funciones de profundidad del impacto físico apoyado en procesos automáticos. La metodología es probada en tres sitios piloto: (i) en el Barrio Sur en Magangué y (ii) en la barrio de La Peña en Cicuco situado en la llanura inundable del Río Magdalena, Colombia y (iii) en barrio Kleinzschachwitz de la ciudad de Dresden, situado a orillas del río Elba, en Alemania. Las pruebas de la metodología abarca la descripción de la disponibilidad de los datos y la precisión, los pasos a seguir para obtener las funciones profundidad de impacto físico de edificios representativos y la presentación final de la distribución espacial de la susceptibilidad física frente inundaciones El discusión analiza las aportaciones de este trabajo y evalua los resultados de la metodología con relación a los objetivos. Las conclusiones del trabajo, muestran los aportes y limitaciones de la investigación en términos de avances metodológicos y empíricos y la aplicabilidad general de gestión del riesgo de inundaciones.

Der vorliegende Artikel skizziert eine methodische Vorgehensweise zur Analyse und Gestaltung von Mensch-Technik Interaktionen, die die kognitiven Prozesse des menschlichen Bedieners/Nutzers explizit berücksichtigt (kognitionsbasierte Mensch-Technik Interaktion, Ko-MTI). Das Vorgehen ist eingebettet in die Konzeption Cyber-Physischer Systeme und erweitert diese explizit um die menschliche Perspektive. An einem Applikationsbeispiel aus der Oberflächentechnik (Thermisches Spritzen) wird die erste Ko-MTI Phase „Ganzheitliche Systemanalyse“ skizziert und anhand von Ergebnissen einer Beobachtungsstudie mit Eye-Tracking dargestellt.

The impacts of floods on buildings in urban areas are increasing due to the intensification of extreme weather events, unplanned or uncontrolled settlements and the rising vulnerability of assets. There are some approaches available for assessing the flood damage to buildings and critical infrastructure. To this point, however, it is extremely difficult to adapt these methods widely, due to the lack of high resolution classification and characterisation approaches for built structures. To overcome this obstacle, this work presents: first, a conceptual framework for understanding the physical flood vulnerability and the physical flood susceptibility of buildings, second, a methodological framework for the combination of methods and tools for a large-scale and high-resolution analysis and third, the testing of the methodology in three pilot sites with different development conditions. The conceptual framework narrows down an understanding of flood vulnerability, physical flood vulnerability and physical flood susceptibility and its relation to social and economic vulnerabilities. It describes the key features causing the physical flood susceptibility of buildings as a component of the vulnerability. The methodological framework comprises three modules: (i) methods for setting up a building topology, (ii) methods for assessing the susceptibility of representative buildings of each building type and (iii) the integration of the two modules with technological tools. The first module on the building typology is based on a classification of remote sensing data and GIS analysis involving seven building parameters, which appeared to be relevant for a classification of buildings regarding potential flood impacts. The outcome is a building taxonomic approach. A subsequent identification of representative buildings is based on statistical analyses and membership functions. The second module on the building susceptibility for representative buildings bears on the derivation of depth-physical impact functions. It relates the principal building components, including their heights, dimensions and materials, to the damage from different water levels. The material’s susceptibility is estimated based on international studies on the resistance of building materials and a fuzzy expert analysis. Then depth-physical impact functions are calculated referring to the principal components of the buildings which can be affected by different water levels. Hereby, depth-physical impact functions are seen as a means for the interrelation between the water level and the physical impacts. The third module provides the tools for implementing the methodology. This tool compresses the architecture for feeding the required data on the buildings with their relations to the building typology and the building-type specific depth-physical impact function supporting the automatic process. The methodology is tested in three flood plains pilot sites: (i) in the settlement of the Barrio Sur in Magangué and (ii) in the settlement of La Peña in Cicuco located on the flood plain of Magdalena River, Colombia and (iii) in a settlement of the city of Dresden, located on the Elbe River, Germany. The testing of the methodology covers the description of data availability and accuracy, the steps for deriving the depth-physical impact functions of representative buildings and the final display of the spatial distribution of the physical flood susceptibility. The discussion analyses what are the contributions of this work evaluating the findings of the methodology’s testing with the dissertation goals. The conclusions of the work show the contributions and limitations of the research in terms of methodological and empirical advancements and the general applicability in flood risk management.:1 INTRODUCTION 1 1.1 Background 1 1.2 State of the art 2 1.3 Problem statement 6 1.4 Objectives 6 1.5 Approach and outline 6 2 CONCEPTUAL FRAMEWORK 9 2.1 Flood vulnerability 10 2.2 Physical flood vulnerability 12 2.3 Physical flood susceptibility 14 3 METHODOLOGICAL FRAMEWORK 23 3.1 Module 1: Building taxonomy for settlements 24 3.1.1 Extraction of building features 24 3.1.2 Derivation of building parameters for setting up a building taxonomy 38 3.1.3 Selection of representative buildings for a building susceptibility assessment 51 3.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings 57 3.2.1 Identification of building components 57 3.2.2 Qualification of building material susceptibility 62 3.2.3 Derivation of a depth-physical impact function 71 3.3 Module 3: Technological integration 77 3.3.1 Combination of the depth-physical impact function with the building taxonomic code 77 3.3.2 Tools supporting the physical susceptibility analysis 78 3.3.3 The users and their requirements 79 4 RESULTS OF THE METHODOLOGY TESTING 83 4.1 Pilot site “Kleinzschachwitz” – Dresden, Germany – Elbe River 83 4.1.1 Module 1: Building taxonomy – “Kleinzschachwitz” 85 4.1.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “Kleinzschachwitz” 97 4.1.3 Module 3: Technological integration – “Kleinzschachwitz” 103 4.2 Pilot site “La Peña” – Cicuco, Colombia – Magdalena River 107 4.2.1 Module 1: Building taxonomy – “La Peña” 108 4.2.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “La Peña” 121 4.2.3 Module 3: Technological integration– “La Peña” 129 4.3 Pilot site “Barrio Sur” – Magangué, Colombia – Magdalena River 133 4.3.1 Module 1: Building taxonomy – “Barrio Sur” 133 4.3.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “Barrio Sur” 141 4.3.3 Module 3: Technological integration – “Barrio Sur” 147 4.4 Empirical findings 151 4.4.1 Empirical findings of Module 1 151 4.4.2 Empirical findings of Module 2 155 4.4.3 Empirical findings of Module 3 157 4.4.4 Guidance of the methodology 157 5 DISCUSSION 161 5.1 Discussion on the conceptual framework 161 5.2 Discussion on the methodological framework 161 5.2.1 Discussion on Module 1: the building taxonomic approach 162 5.2.2 Discussion on Module 2: the depth-physical impact function 164 6 CONCLUSIONS AND OUTLOOK 167 6.1 Conclusions 167 6.2 Outlook 168 REFERENCES 171 INDEX OF FIGURES 199 INDEX OF TABLES 201 APPENDICES 203 / In vielen Städten nehmen die Auswirkungen von Hochwasser auf Gebäude aufgrund immer extremerer Wetterereignisse, unkontrollierbarer Siedlungsbauten und der steigenden Vulnerabilität von Besitztümern stetig zu. Es existieren zwar bereits Ansätze zur Beurteilung von Wasserschäden an Gebäuden und Infrastrukturknotenpunkten. Doch ist es bisher schwierig, diese Methoden großräumig anzuwenden, da es an einer präzisen Klassifizierung und Charakterisierung von Gebäuden und anderen baulichen Anlagen fehlt. Zu diesem Zweck sollen in dieser Arbeit erstens ein Konzept für ein genaueres Verständnis der physischen Vulnerabilität von Gebäuden gegenüber Hochwasser dargelegt, zweitens ein methodisches Verfahren zur Kombination der bestehenden Methoden und Hilfsmittel mit dem Ziel einer großräumigen und hochauflösenden Analyse erarbeitet und drittens diese Methode an drei Pilotstandorten mit unterschiedlichem Ausbauzustand erprobt werden. Die Rahmenbedingungen des Konzepts grenzen die Begriffe der Vulnerabilität, der physischen Vulnerabilität und der physischen Anfälligkeit gegenüber Hochwasser ein und erörtern deren Beziehung zur sozialen und ökonomischen Vulnerabilität. Es werden die Merkmale der physischen Anfälligkeit von Gebäuden gegenüber Hochwasser als Bestandteil der Vulnerabilität definiert. Das methodische Verfahren umfasst drei Module: (i) Methoden zur Erstellung einer Gebäudetypologie, (ii) Methoden zur Bewertung der Anfälligkeit repräsentativer Gebäude jedes Gebäudetyps und (iii) die Kombination der beiden Module mit Hilfe technologischer Hilfsmittel. Das erste Modul zur Gebäudetypologie basiert auf der Klassifizierung von Fernerkundungsdaten und GIS-Analysen anhand von sieben Gebäudeparametern, die sich für die Klassifizierung von Gebäuden bezüglich ihres Risikopotenzials bei Hochwasser als wichtig erweisen. Daraus ergibt sich ein Ansatz zur Gebäudeklassifizierung. Die anschließende Ermittlung repräsentativer Gebäude beruht auf statistischen Analysen und Zugehörigkeitsfunktionen. Das zweite Modul zur Anfälligkeit repräsentativer Gebäude beruht auf der Ableitung von Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung. Es setzt die relevanten Gebäudemerkmale, darunter Höhe, Maße und Materialien, in Beziehung zum erwartbaren Schaden bei unterschiedlichen Wasserständen. Die Materialanfälligkeit wird aufgrund internationaler Studien zur Festigkeit von Baustoffen sowie durch Anwendung eines Fuzzy-Logic-Expertensystems eingeschätzt. Anschließend werden Wasserstand-Schaden-Funktionen unter Einbeziehung der Hauptgebäudekomponenten berechnet, die durch unterschiedliche Wasserstände in Mitleidenschaft gezogen werden können. Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung dienen hier dazu, den jeweiligen Wasserstand und die physischen Auswirkung in Beziehung zueinander zu setzen. Das dritte Modul stellt die zur Umsetzung der Methoden notwendigen Hilfsmittel vor. Zur Unterstützung des automatisierten Verfahrens dienen Hilfsmittel, die die Gebäudetypologie mit der Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung für Gebäude in Hochwassergebieten kombinieren. Die Methoden wurden anschließend in drei hochwassergefährdeten Pilotstandorten getestet: (i) in den Siedlungsgebieten von Barrio Sur in Magangué und (ii) von La Pena in Cicuco, zwei Überschwemmungsgebiete des Magdalenas in Kolumbien, und (iii) im Stadtgebiet von Dresden, das an der Elbe liegt. Das Testverfahren umfasst die Beschreibung der Datenverfügbarkeit und genauigkeit, die einzelnen Schritte zur Analyse der. Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung repräsentativer Gebäude sowie die Darstellung der räumlichen Verteilung der physischen Anfälligkeit für Hochwasser. In der Diskussion wird der Beitrag dieser Arbeit zur Beurteilung der Erkenntnisse der getesteten Methoden anhand der Ziele dieser Dissertation analysiert. Die Folgerungen beleuchten abschließend die Fortschritte und auch Grenzen der Forschung hinsichtlich methodischer und empirischer Entwicklungen sowie deren allgemeine Anwendbarkeit im Bereich des Hochwasserschutzes.:1 INTRODUCTION 1 1.1 Background 1 1.2 State of the art 2 1.3 Problem statement 6 1.4 Objectives 6 1.5 Approach and outline 6 2 CONCEPTUAL FRAMEWORK 9 2.1 Flood vulnerability 10 2.2 Physical flood vulnerability 12 2.3 Physical flood susceptibility 14 3 METHODOLOGICAL FRAMEWORK 23 3.1 Module 1: Building taxonomy for settlements 24 3.1.1 Extraction of building features 24 3.1.2 Derivation of building parameters for setting up a building taxonomy 38 3.1.3 Selection of representative buildings for a building susceptibility assessment 51 3.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings 57 3.2.1 Identification of building components 57 3.2.2 Qualification of building material susceptibility 62 3.2.3 Derivation of a depth-physical impact function 71 3.3 Module 3: Technological integration 77 3.3.1 Combination of the depth-physical impact function with the building taxonomic code 77 3.3.2 Tools supporting the physical susceptibility analysis 78 3.3.3 The users and their requirements 79 4 RESULTS OF THE METHODOLOGY TESTING 83 4.1 Pilot site “Kleinzschachwitz” – Dresden, Germany – Elbe River 83 4.1.1 Module 1: Building taxonomy – “Kleinzschachwitz” 85 4.1.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “Kleinzschachwitz” 97 4.1.3 Module 3: Technological integration – “Kleinzschachwitz” 103 4.2 Pilot site “La Peña” – Cicuco, Colombia – Magdalena River 107 4.2.1 Module 1: Building taxonomy – “La Peña” 108 4.2.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “La Peña” 121 4.2.3 Module 3: Technological integration– “La Peña” 129 4.3 Pilot site “Barrio Sur” – Magangué, Colombia – Magdalena River 133 4.3.1 Module 1: Building taxonomy – “Barrio Sur” 133 4.3.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “Barrio Sur” 141 4.3.3 Module 3: Technological integration – “Barrio Sur” 147 4.4 Empirical findings 151 4.4.1 Empirical findings of Module 1 151 4.4.2 Empirical findings of Module 2 155 4.4.3 Empirical findings of Module 3 157 4.4.4 Guidance of the methodology 157 5 DISCUSSION 161 5.1 Discussion on the conceptual framework 161 5.2 Discussion on the methodological framework 161 5.2.1 Discussion on Module 1: the building taxonomic approach 162 5.2.2 Discussion on Module 2: the depth-physical impact function 164 6 CONCLUSIONS AND OUTLOOK 167 6.1 Conclusions 167 6.2 Outlook 168 REFERENCES 171 INDEX OF FIGURES 199 INDEX OF TABLES 201 APPENDICES 203 / El impacto de las inundaciones sobre los edificios en zonas urbanas es cada vez mayor debido a la intensificación de los fenómenos meteorológicos extremos, asentamientos no controlados o no planificados y su creciente vulnerabilidad. Hay métodos disponibles para evaluar los daños por inundación en edificios e infraestructuras críticas. Sin embargo, es muy difícil implementar estos métodos sistemáticamente en grandes áreas debido a la falta de clasificación y caracterización de estructuras construidas en resoluciones detalladas. Para superar este obstáculo, este trabajo se enfoca, en primer lugar, en desarrollar un marco conceptual para comprender la vulnerabilidad y susceptibilidad física de edificios por inudaciones, en segundo lugar, en desarrollar un marco metodológico para la combinación de los métodos y herramientas para una análisis de alta resolución y en tercer lugar, la prueba de la metodología en tres sitios experimentales, con distintas condiciones de desarrollo. El marco conceptual se enfoca en comprender la vulnerabilidad y susceptibility de las edificaciones frente a inundaciones, y su relación con la vulnerabilidad social y económica. En él se describen las principales características físicas de la susceptibilidad de edificicaiones como un componente de la vulnerabilidad. El marco metodológico consta de tres módulos: (i) métodos para la derivación de topología de construcciones, (ii) métodos para evaluar la susceptibilidad de edificios representativos y (iii) la integración de los dos módulos a través herramientas tecnológicas. El primer módulo de topología de construcciones se basa en una clasificación de datos de sensoramiento rémoto y procesamiento SIG para la extracción de siete parámetros de las edficaciones. Este módulo parece ser aplicable para una clasificación de los edificios en relación con los posibles impactos de las inundaciones. El resultado es una taxonomía de las edificaciones y una posterior identificación de edificios representativos que se basa en análisis estadísticos y funciones de pertenencia. El segundo módulo consiste en el análisis de susceptibilidad de las construcciones representativas a través de funciones de profundidad del impacto físico. Las cuales relacionan los principales componentes de la construcción, incluyendo sus alturas, dimensiones y materiales con los impactos físicos a diferentes niveles de agua. La susceptibilidad del material se calcula con base a estudios internacionales sobre la resistencia de los materiales y un análisis a través de sistemas expertos difusos. Aquí, las funciones de profundidad de impacto físico son considerados como un medio para la interrelación entre el nivel del agua y los impactos físicos. El tercer módulo proporciona las herramientas necesarias para la aplicación de la metodología. Estas herramientas tecnológicas consisten en la arquitectura para la alimentación de los datos relacionados a la tipología de construcciones con las funciones de profundidad del impacto físico apoyado en procesos automáticos. La metodología es probada en tres sitios piloto: (i) en el Barrio Sur en Magangué y (ii) en la barrio de La Peña en Cicuco situado en la llanura inundable del Río Magdalena, Colombia y (iii) en barrio Kleinzschachwitz de la ciudad de Dresden, situado a orillas del río Elba, en Alemania. Las pruebas de la metodología abarca la descripción de la disponibilidad de los datos y la precisión, los pasos a seguir para obtener las funciones profundidad de impacto físico de edificios representativos y la presentación final de la distribución espacial de la susceptibilidad física frente inundaciones El discusión analiza las aportaciones de este trabajo y evalua los resultados de la metodología con relación a los objetivos. Las conclusiones del trabajo, muestran los aportes y limitaciones de la investigación en términos de avances metodológicos y empíricos y la aplicabilidad general de gestión del riesgo de inundaciones.:1 INTRODUCTION 1 1.1 Background 1 1.2 State of the art 2 1.3 Problem statement 6 1.4 Objectives 6 1.5 Approach and outline 6 2 CONCEPTUAL FRAMEWORK 9 2.1 Flood vulnerability 10 2.2 Physical flood vulnerability 12 2.3 Physical flood susceptibility 14 3 METHODOLOGICAL FRAMEWORK 23 3.1 Module 1: Building taxonomy for settlements 24 3.1.1 Extraction of building features 24 3.1.2 Derivation of building parameters for setting up a building taxonomy 38 3.1.3 Selection of representative buildings for a building susceptibility assessment 51 3.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings 57 3.2.1 Identification of building components 57 3.2.2 Qualification of building material susceptibility 62 3.2.3 Derivation of a depth-physical impact function 71 3.3 Module 3: Technological integration 77 3.3.1 Combination of the depth-physical impact function with the building taxonomic code 77 3.3.2 Tools supporting the physical susceptibility analysis 78 3.3.3 The users and their requirements 79 4 RESULTS OF THE METHODOLOGY TESTING 83 4.1 Pilot site “Kleinzschachwitz” – Dresden, Germany – Elbe River 83 4.1.1 Module 1: Building taxonomy – “Kleinzschachwitz” 85 4.1.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “Kleinzschachwitz” 97 4.1.3 Module 3: Technological integration – “Kleinzschachwitz” 103 4.2 Pilot site “La Peña” – Cicuco, Colombia – Magdalena River 107 4.2.1 Module 1: Building taxonomy – “La Peña” 108 4.2.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “La Peña” 121 4.2.3 Module 3: Technological integration– “La Peña” 129 4.3 Pilot site “Barrio Sur” – Magangué, Colombia – Magdalena River 133 4.3.1 Module 1: Building taxonomy – “Barrio Sur” 133 4.3.2 Module 2: Physical susceptibility of representative buildings – “Barrio Sur” 141 4.3.3 Module 3: Technological integration – “Barrio Sur” 147 4.4 Empirical findings 151 4.4.1 Empirical findings of Module 1 151 4.4.2 Empirical findings of Module 2 155 4.4.3 Empirical findings of Module 3 157 4.4.4 Guidance of the methodology 157 5 DISCUSSION 161 5.1 Discussion on the conceptual framework 161 5.2 Discussion on the methodological framework 161 5.2.1 Discussion on Module 1: the building taxonomic approach 162 5.2.2 Discussion on Module 2: the depth-physical impact function 164 6 CONCLUSIONS AND OUTLOOK 167 6.1 Conclusions 167 6.2 Outlook 168 REFERENCES 171 INDEX OF FIGURES 199 INDEX OF TABLES 201 APPENDICES 203