1 SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Helmut Wenzel Helmut Wenzel David David Sch Schäfer fer WP6 Case WP6 Case – Study in Vienna Study in Vienna Systemic Seismic Vulnerability and Risk Analysis for Buildings, Lifeline Networks and Infrastructures Safety Gain SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Neulengbach 15.09.1590 - Intensität 9 (EMS 98) - Magnitude 6,2 Schwadorf 08.10.1927 - Intensität 8 (EMS 98) - Magnitude 5,2 Historische Erdbeben SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Michaelerkirche war im 13,Jahrhundert eine von drei Pfarreien in Wien, neben St. Stephan und dem Schottenstift, und ist eine der ältesten Kirchen Wiens. Erdbeben von Neulengbach 1590 Die Kartause Mauerbach wurde im Jahr 1314 gestiftet. Seitenansicht von der Freyung mit Blick auf Schottenkirche Am 15. September 1590 bebte kurz vor Mitternacht südlich von Neulengbach, Niederösterreich die Erde. Es handelt sich um das schwerste Erdbeben, das Wien und Niederösterreich jemals erlitten haben. Das Beben wird auf Stärke 6.0 laut Richterskala geschätzt. Die Katastrophe kündigte sich schon im Vorfeld mit leichten Vorbeben an. Schäden waren vor allem an Kirchtürmen, Kaminen und exponierten Gebäudeteilen zu verzeichnen. Gutdeutsch, Rolf, Hammerl, Christa, Mayer, Ingeborg und Karl Vocelka: „Erdbeben als historisches Ereignis. Die Rekonstruktion des Bebens von 1590 in Niederösterreich", Springer Verlag Wien, Heidelberg, New York, 1987 http://de.wikipedia.org/wiki/Erdbeben_von_Neulengbach_1590 http://www.zamg.ac.at/HstSeism/start_hist.htm http://de.wikipedia.org/wiki/Stephansdom_(Wien) SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Overview SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome 1945 – now 1919 – 1945 1848 – 1918 - 1848 Legend Construction Year SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Hochauflösende Satellitenaufnahmen Luftbilder Auswertungen von Fernerkundungsdaten in unterschiedlichen Maßstäben Schönbrunn Aufnahmen vor Ort Bestandsaufnahme von Gebäudetypen, -strukturen, -funktionen und -alter im GIS auf der Basis von georeferenzierten QuickBird-Daten
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SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome
Helmut WenzelHelmut WenzelDavid David SchSchääferfer
WP6 Case WP6 Case –– Study in ViennaStudy in Vienna
Systemic Seismic Vulnerability and Risk Analysis for Buildings, Lifeline Networks
Michaelerkirche war im 13,Jahrhundert eine von drei Pfarreien in Wien, neben St. Stephanund dem Schottenstift, und ist eine der ältesten Kirchen Wiens.
Erdbeben von Neulengbach 1590
Die Kartause Mauerbach wurde im Jahr 1314 gestiftet.
Seitenansicht von der Freyung mit Blick auf Schottenkirche
Am 15. September 1590 bebte kurz vor Mitternacht südlich von Neulengbach, Niederösterreich die Erde. Es handelt sich um das schwerste Erdbeben, das Wien und Niederösterreich jemals erlitten haben. Das Beben wird auf Stärke 6.0 laut Richterskala geschätzt. Die Katastrophe kündigte sich schon im Vorfeld mit leichten Vorbeben an. Schäden waren vor allem an Kirchtürmen, Kaminen und exponierten Gebäudeteilen zu verzeichnen.
Gutdeutsch, Rolf, Hammerl, Christa, Mayer, Ingeborg und Karl Vocelka: „Erdbeben als historisches Ereignis. Die Rekonstruktion des Bebens von 1590 in Niederösterreich", Springer Verlag Wien, Heidelberg, New York, 1987
Meurers,R. et al.(2004):Macroseismic Effects of the EbreichsdorfEarthquake of July 11, 2000 in Vienna.-Austrian Journal of Earth Sciences, Vol.95/96,20-27
Einfluss lokaler Standortfaktoren auf
die makroseismische Intensität
Vergleich der geologischen Karte Wiens (unten) mit der Karte dermakroseismischen Intensität vom Erdbeben am 11.07.2000
In unverfestigten Fluss-Sedimentdecken ist eine erhöhte Intensität zu beobachten.
http://www.wien.gv.at/ma29/grundbau/geologie.htm
Karte der Makroseismischen Intensität
Übertragungseigenschaften des Untergrunds für seismische Wellen
Durch makroseismische Untersuchungen ist bekannt, dass es im Bereich von Auflagen aus Lockersedimentdecken, wie man sie in Tälern oder auch Löss-Bedeckungen antrifft, zu Erhöhungen der makroseismischen Wirkung kommt. Entscheidend ist bei dem Problem „Bodenver-stärkung“ das Impedanzverhältnis zwischen der oberflächennahen Schicht und den darunter liegenden Gesteinen auf der einen und die Mächtigkeit dieser Schicht auf der anderen Seite.Die Mächtigkeit der Auflage der obersten Schicht bestimmt die Frequenz / Periode, bei der es zu starker Amplitudenerhöhungen durch Interferenz innerhalb der Schicht kommt.Innerhalb der Lockersedimente hat der Grundwasser-stand einen großen Einfluss auf die physikalischen Ausbreitungsgrößen.
Vergleich der makroseismischen Intensitätskarte vom 25.Juli 2005 mit der Lineationsauswertung auf der Basis von LANDSAT und SRTM-Daten und der Fließgewässernetzdichte (SRTM-Daten -Ordnung:2)
Offenbar wirkt sich der strukturgeologische Bauplan auf die Schütterwirkung aus.
Wien
Wien
Analyse und Darstellung der flächenmäßigen Verteilung der Stärke der Erschütterungsintensität am 25.07.2005
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ERS-Satellitenradaraufnahme
Geologische und Geophysikalische Daten
LANDSAT-Aufnahmen
SRTM-Höhendaten
Für die Analyse und Dokumentation von Erdbebengefahren im Wiener Gebiet steht eine große Zahl von Bildprodukten zur Verfügung, die durch Sensoren auf satellitengetragenen oder flugzeuggetragenen Plattformen akquiriert wurden. Entsprechend der jeweiligen Sensorcharakteristik sind die Bildprodukte nur für bestimmte Fragestellungen nutzbar.
Wien
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Erfassung von Umweltveränderungen mit Hilfe hochauflösender Satellitenaufnahmen
- Veränderungen können visuell und quantitativ ermittelt werden.
Eine regelmäßige, aktualisierte Bestandsaufnahme von Umweltveränderungen ist eine wesentliche Voraussetzung für die Planung von Vorsorgemaßnahmen.
1991
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Auswertungen von QuickBird-Satellitenaufnahmenvom Wiener Gebiet
Digitale Bildverarbeitung:
- RGB- Band-Kombinationen- NDVI- Überlagerung mit dem
panchromatischen Kanal- Atmosphärenkorrektur
- etc.
RGB 421 + Pan
RGB 321 + Pan
Pan
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Beispiele für das QuickBird-Auflösungsvermögen (bis zu 0,60 m)
QuickBird- Panchromatische Aufnahme (0,60 m Auflösung)
Mit Hilfe des Gaussian-Algorithmus lassen sich auf der panchromatischen Aufnahme die Gebäudeschatten aufgrund des niedrigen Sonnenstandes vermindern.
QuickBird- Multispektral-Aufnahme
Bänder: 4,2,1, überlagert mit dem panchromatischen Kanal (0,60 m Auflösung)
SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Auflösungsvermögen von 0,60 m
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ERS-Satelliten-Radaraufnahe
Wien
Lineationsanalyse
Interferometrie
Überlagerung mit LANDSAT-Daten
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Morphometrische Kartenprodukte
DEM Minimum Curv. Slope Maximum Curvature
SRTM -DEM
ENVISRTM Bildprodukte
SRTM generiertes Höhenmodel (90 m)
Aus den SRTM Höhenmodellen lassen sich durch verschiedene Algorithmen lokale morphometrische Reliefparameter darstellen.
Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
http://geog.hkbu.edu.hk/geog3600/Lect-09.pdf
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GIS Integrated Evaluation of SRTM Based Morphometric Maps and of LANDSAT ETM Data
Maximum Curvature
Slope
Minimum Curvature
LANDSAT ETM
Hillshade
Wien
SRTM DEM
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Auswertungen von ASTER-Satellitendaten
The Advanced Spaceborne ThermalEmission and Reflection Radiometer (ASTER,Dec.1999)
Verarbeitung von ASTER- DEM - Daten von Wien
GIS
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High Resolution Satellite Image
Oblique Aerial Photograph
Auswertungen von SRTM-Daten
Schönbrunn
Earthquake Risk Assessment of the Vienna Area indicating subsurface structures (risk of seismic waves summation effects), steeper slopes (risk of mass movements), areas withhigher groundwater tables (areas below 170 m: risk of liquefaction, compaction, soilamplification)
Darstellung von Faktoren wie Höhenlage, Hangneigung, Hangwölbung und Lithologie
Beim Zusammentreffen ungünstiger Faktoren wie Höhenlagen um 300-320 m, steilere Hangneigungen (> 20°), ausgeprägte Hangwölbungen, Kluft- und Bruchzonen im Untergrund sowie anstehenden Molasse-Gesteinen ist die Wahrscheinlichkeit von Massenbewegungen deutlich höher. Im Falle eine Starkbebens wären diese Bereiche anfällig für Massenbewegungen.
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Causal Factors for Landslide Susceptibilitypresented in GIS Environment
- Slope Degree / Gradient
- Slope Curvature
- Lithology
-Tectonic Pattern
- Height Level
- Earthquakes
- Lineament Analysis
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Wassereinzugsgebiete im Wiener GebietIn den tiefer gelegenen Bereichen der Wassereinzugsgebiete besteht die Wahrscheinlichkeit, dass es bei anhaltenden Starkniederschlägen zum Anstieg der Grundwasserspiegel und zu Überschwemmungen kommen kann. Käme es gleichzeitig zum Erdbeben, wäre in diesen Gebieten mit einer höheren Schütterwirkung zu rechnen.
Water Catchment AreasAreas below 160 m must be considered to be prone to flooding
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Bereiche mit relativ hohen Grundwasserspiegeln (rot)
In Verbindung mit Baugrunddaten lässt sich ermitteln, wo die Gefährdung durch Bodenverflüssigung, Bodensenkung oder Bodenaufschaukelung am wahrscheinlichsten ist.
SYNER-G – meeting 18-19/03/2010, Rome Welche Gebäude mit welcher Gebäudesubstanz befinden sich in Bereichen mit wahrscheinlich höherer Bodenverstärkung?
Überlagerung der Suszeptibilitätskarte für Bodenverstärkungen bei Erdbeben mit Gebäudekarten
