Conceptualizing the concept of disaster resilience: a hybrid approach in the context of earthquake hazard

Abstract

From the natural perspective, disaster resilience is defined as the ability of a system or community to resist, mitigate, respond, and recover from the effects of hazards in efficient and timely manner. How urban communities recover subsequent a disaster event is often conceptualized in terms of their disaster resilience level. While numerous studies have been carried out on the importance of disaster resilience measurement, a few of them suggest how and by which mechanism the concept can be quantified. Thus, the primary purpose of this thesis is to advance our understanding of the multifaceted nature of disaster resilience and answer to the general question of how the concept of disaster resilience can be operationalized in the context of earthquake hazard.<br /> The starting point for conceptualizing the concept of disaster resilience is performed through the development of measurement and benchmarking tools for better understanding of factors that contribute to resilience and the effectiveness of interventions to sustain it. Since constructing composite indicators has often been addressed to perform this task in literature, this research has proposed the new hybrid approach to develop a sound set of composite indicators in the context of earthquake hazard.<br /> The methodology has specially scrutinized data reduction and factor retention, and indicators weighting steps using a hybrid factor analysis and analytic network process (F’ANP). It replaces the hierarchical and deductive methods in the literature with an inductive method of factor analysis. The methodology also applies an unequal weighting method instead of an equal weighting in which the inter-dependencies and feedbacks among all indicators are considered.<br /> The 368 urban neighborhoods (within 22 urban regions and 116 sub-regions) of Tehran City were utilized as a case study and validation tool for developing a new set of composite indicators in this dissertation. The ability to measure disaster resilience and the issue of resilience building is important for a community such as Tehran in view of the fact that the urban areas within the city tend to be inherently vulnerable, partially because of the high population and building density, and partially due to their exposure to earthquake hazard.<br /> Visualization of the results (using Arc-GIS) provided a better understanding of resilience and its variation level at the scale of urban regions, sub-regions and urban neighborhoods. The results showed that the northern areas are relatively more disaster resilient while the regions located in the south or center of the city reflect lower level of disaster resilience. The reliability and validity of the proposed approach were assessed through comparing its results with the results of DROP and JICA studies using a scatter plot and Pearson’s correlation coefficient. The findings indicated that there is a strong positive relationship between the results of this study and the results of other two models.

Wie sich Städte entwickeln, nachdem sie von einer Naturkatastrophe getroffen wurden ist abhängig von ihrem Grad der Resilienz gegenüber Katastrophen. Resilienz gegenüber Naturkatastrophen aber keine fest definierte Größe sondern fasst eine Reihe von Eigenschaften eines System, in dieser Arbeit einer Stadt zusammen, die negative Folgen solcher Ereignisse reduzieren und sich von dem Ereignis wieder zu erholen. Die Fähigkeit außer den Risiken und der Vulnerabilität auch die Resilienz von Städten zu messen, wird zunehmend als ein grundlegendes Ziel der Risikominderung und des Risikomanagements betrachtet. Zahlreiche Studien beschreiben das Konzept der Resilienz und heben die Bedeutung für die urbane Entwicklung heraus. Es wurden jedoch nur in wenigen Arbeiten tragfähige Ansätze entwickelt, wie und mit welcher Methodik die Resilienz gegenüber Katastrophen gemessen werden können. Das primäre Ziel dieser Dissertation ist, unser Verständnis der Resilienz zu erweitern und eine Operationalisierung des Begriffs zu entwickeln. Der Fokus der Arbeit ist dabei auf die Anwendung des Konzeptes der Resilienz im Zusammenhang mit Erdbebenrisiken gerichtet.<br /> Ausgehend von der Idee der Resilienzmessung über einen kompositen Index wird in dieser Arbeit ein neues Indikatorenset aufgebaut, welches die Resilienz gegenüber Erdbebenrisiken effektiv messen kann. Die Vorgehensweise, mit der die Relevanz der Indikatoren und Ihre Reliabilität innerhalb eines kompositen Index sichergestellt wird, ist entscheidend für die Güte des Messverfahrens. Die vorgeschlagene Methodik ermöglicht eine Reduktion der Indikatoren und deren Gewichtung unter Verwendung einer hybriden Faktoren-Analyse und des Analytischen Netzwerkprozesses (F'ANP). Dies ersetzt die aus der Literatur bekannte hierarchisch-deduktive Methode durch eine induktive Methode der Faktorenanalyse. Die Methodik verwendet an Stelle einer Gleichgewichtung der Indikatoren eine ungleiche Gewichtung, in dem die Wechselbeziehungen und das Feedback zwischen allen Indikatoren berücksichtigt werden.<br /> Anhand der Fallstudie Teheran wird der Ansatz validiert und der neu entwickelte Satz von Sammelindikatoren für 368 Wohnviertel in 22 städtischen Regionen im Stadtgebiet von Teheran angewendet. Die Möglichkeit der Beurteilung der Resilienz einer Stadt ist insbesondere für Teheran in Anbetracht der hohen Erdbebenrisikos, der hohen Bevölkerungs- und Bebauungsdichte von hoher Bedeutung.<br /> Die Ergebnisse werden mit Arc-GIS visualisiert und liefern ein besseres Verständnis der Resilienz und der Variationen innerhalb der Stadt. Die Ergebnisse zeigen, dass die nördlichen Regionen verhältnismäßig resilient gegenüber Erdbeben sind. Die Regionen im Süden und im Zentrum der Stadt weisen hingegen eine geringe Resilienz gegenüber Erdbeben auf. Die Zuverlässigkeit und die Validität des vorgeschlagenen Ansatzes wurden durch einen Vergleich mit den Ergebnissen bereits vorliegender Studien (DROP, JICA) beurteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass es eine starke positive Korrelation zwischen des neu entwickelten Ansatzes und den vorliegenden Ansätzen gibt.