An information system for first damage assessment supporting forensic analysis

This thesis aims at designing and implementing an information system to support surveying natural hazard events, damages and emergency response actions. Hence, the information system consisting of database and survey maps, can be used for conducting forensic analysis to study the causes of damage due to hazard events. To start the research, literature review was conducted to identify the core concepts such as hazard, exposure and vulnerability involved in damage assessment and to describe the methodologies for performing forensic analysis such as critical cause analysis, meta-analysis, longitudinal analysis and scenario method. Moreover, data flow analysis was conducted for these methodologies to analyze which data are useful to perform forensic analysis. Hence, scenario method was identified for conducting the forensic analysis based on the literature review, which requires both damage data and data related to hazard, exposure and vulnerability according to the data flow analysis. As a consequence, the information system was designed for collecting the required information, which will be further presented in the format of information survey map with the corresponding database for constructing and storing the information. More exactly, Fort McMurray wildfire event was introduced as the case study. We used Fort McMurray wildfire event starting on 1st May, 2016 as an application case study: the information survey maps for wildfire event, damage, and emergency response action were developed by ArcGIS Online, which were combined with the database created by ArcMap and further applied for collecting data by the innovative tool Collector for ArcGIS. Hence, the information was constructed and stored in the database within the information system, which can be used for constructing the complete post-event scenario for performing forensic analysis. More specifically, the wildfire event data including extensive size, perimeter and propagation, collected from the information system can be used for hazard analysis, while damage data for first damage assessment for exposure analysis. While data of emergency response actions can be applied for analyzing the resilience of emergency management team as an aspect of vulnerability analysis, a complete vulnerability requires more information than the current data collected by the information system for first damage assessment. Therefore, to construct a complete post-event scenario for conducting forensic analysis, more detailed damage information was required which can be collected by the information system after a disaster, generalizing to cases different from the studied wildfire.

La presente tesi si propone di progettare e implementare un sistema informativo a supporto del rilevamento di eventi naturali, danni e azioni di gestione delle emergenze. Il risultante sistema informativo composto database e da interfacce per la mappatura dei danni, può essere utilizzato nello svolgimento di analisi forense per studiare le cause dei danni dovuti a eventi dannosi naturali. Inizialmente, uno studio dello stato dell’arte è stata condotto sia per identificare i concetti fondamentali quali pericolo, esposizione e vulnerabilità utilizzati nella valutazione dei danni sia per descrivere le metodologie per l'esecuzione di analisi forense come l'analisi critica causa, meta-analisi, analisi longitudinale e il metodo di scenario. In particolare, il metodo dello scenario è stato approfondito per analizzare quali dati sono utili per eseguire l'analisi forense. Questo metodo è stato identificato per condurre l'analisi forense sulla base della letteratura, che richiede sia i dati danno sia i dati relativi a pericolosità, esposizione e vulnerabilità secondo l'analisi del flusso di dati. Di conseguenza, il sistema informativo è stato progettato per raccogliere le informazioni richieste, che verranno ulteriormente presentate sotto forma di mappa di indagine con il corrispondente database per la costruzione e la memorizzazione delle informazioni. Più esattamente, l’evento “Fort McMurray” è stato introdotto come caso studio. Il catastrofico incendio di McMurray ha avuto origine il 1° maggio 2016: il rilevamento delle informazioni per l’evento in esame, i danni, e l'azione di risposta di emergenza sono stati sviluppati da ArcGIS Online e sono stati combinati con il database creato da ArcMap e ulteriormente impiegati per la raccolta dei dati da parte dell’innovativo Collector Tool di ArcGIS. Quindi, l'informazione è stata strutturata e memorizzata nel database all'interno del sistema informativo, che può essere utilizzato per costruire lo scenario completo post-evento per eseguire l’analisi forense. Più in particolare, i dati dell'incendio tra cui la dimensione, il perimetro e la propagazione, raccolti dal sistema informativo, possono essere utilizzati per l'analisi del pericolo, mentre i dati di danno per la prima valutazione dei danni per l'analisi di esposizione. Se i dati delle azioni di risposta di emergenza possono essere utilizzati per analizzare la capacità di recupero del team di gestione di emergenza come un aspetto di analisi della vulnerabilità, una completa analisi della vulnerabilità richiede più informazioni rispetto ai dati attuali raccolti dal sistema informativo. Pertanto, per la costruzione di uno scenario completo post-evento per lo svolgimento di analisi forense, informazioni più dettagliate sui danni sono necessarie che possono essere raccolte dal sistema di informativo dopo un disastro, generalizzando da casi diversi dall’evento studiato.