Natural hazards and open source development: adoption and application of mobile and Web-GIS technologies in risk management

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ID Serval
serval:BIB_9C7D73F17795
Type
Thèse: thèse de doctorat.
Collection
Publications
Titre
Natural hazards and open source development: adoption and application of mobile and Web-GIS technologies in risk management
Auteur(s)
Olyazadeh Roya
Directeur(s)
Jaboyedoff Michel
Détails de l'institution
Université de Lausanne, Faculté des géosciences et de l'environnement
Adresse
Faculté des géosciences et de l'environnement
Université de Lausanne
CH-1015 Lausanne
SUISSE

Statut éditorial
Acceptée
Date de publication
2017
Langue
anglais
Résumé
Impacts of natural disasters have increased worldwide in the past decades. Risk assessments and analysis have been effectively pursued by research institutions, national and local governments, NGOs and différent stakeholders for some time and a wide range of méthodologies and technologies are proposed consequently. Nowadays, risk and disaster management including risk réduction mitigations and alternative sélections are becoming more useful with World-Wide-Web and Geospatial Technologies. Web-GIS technologies offer a wide range of solutions to map the disasters, damages, analyze data and publish the results on the web. Open-source Web and Mobile GIS tools can help to improve the analysis of data and reduce the time and cost required. Open-source platforms and data have been widely used today because they stayfree and facilitate access to data especially significant in developing countries. This research explores the applications and adoptions of Mobile and Web GIS technologies in the field of risk and disaster management. The pur pose of this research is: (l)To review différent open source web and mobile GIS systems related to Risk and Disaster management; (2) to explore the adoption and application of web and mobile GIS technologies for the collection, analysis, and décision making in disaster management; (3) to manage risk analysis using open data such as OpenStreetMap (OSM); (4) to apply advanced visualization, central database, fast and easy data and information acquisition. This research was carried out in 3 major phases: risk identification, assessment, and évaluation, which includes developing différent platforms using open-source Web-GIS technologies such as OpenLayers, Leaflet maps, Cordova, GeoServer, PostgreSQL as the real DBMS (Database Management System) and PostGIS as its plugin for spatial database management. The first study présents a Web-GIS prototype using OSM data to evaluate the rapid impact of naturally produced disasters like an earthquake for the estimation of total damages. For this purpose, expert knowledge such as earthquake intensifies and vulnerability inputs are imported into the system. The second study uses the same methodology as the first platform and is applied in a teaching project (FIT') at University of Lausanne. Its purpose is to discover the relation between an open-source platform/data and students. The third application reviews the implementation and selected results of a secure Mobile map application called ROOMA (Rapid Offline-Online Mapping Application) for the rapid data collection of landslide hazard in Népal. This prototype assists the quick création of landslide inventory maps (LIMs) by collecting information on the type, feature, volume, date, and patterns of landslides. This application comprises Leaflet map coupled with satellite images as a base loyer, drawing tools, geolocation (using GPS and the Internet), photo mapping and events clustering. The fourth study présents an improved version of ROOMA for Canton Vaud, Switzerland to collect ail events and hazards such as landslide, floods, avalanches, and etc. The last platform reviews an implementation of a décision analysis module based on Multi-Criteria Décision Analysis (MCDA) in the platform of a Natural Risk Management Spatial Décision Support System (SDSS) called "RiskChanges". This platform involves changes in hydro-meteorological risk and delivers tools for indicating the best risk réduction alternative. This module assists the users by importing the essential factors, such as risk and cost-beneflt values from other modules. Besides the combination of the multi-criteria analysis and possible future scénarios in group sessions and comparison the results by means of a numerical and graphical view are carried within the system. The results of these différent platforms clarify how open- source GIS technologies can be easily adopted on différent levels of risk and disaster management such as post-disaster management, teaching, décision support systems and, etc. Moreover, the results present the technical diffïculties to adapt these technologies to real-life situations.
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L'impact des catastrophes naturelles a augmenté dans le monde entier au cours des dernières décennies. L'évaluation et l'analyse des risques sont faites par des institutions de recherche, les gouvernements nationaux et locaux, et différentes parties prenantes depuis un certain temps. Une large gamme de méthodologies et de technologies sont proposées en conséquence. De nos jours, la gestion des risques et des catastrophes, y compris la réduction des risques, sont de plus en plus réalisées avec des technologies géo spatiales et Web. Les technologies Web-SIG (systèmes d'informations géographiques, GIS en anglais) fournissent une large gamme de solutions à la carte. L'open-source et les outils SIG mobile peuvent aider à améliorer l'analyse des données et à réduire le temps et les coûts. Les plates-formes et les données open-source sont largement utilisées aujourd'hui et de façon particulièrement significatives dans les pays en voie de développement. Cette recherche explore les applications et choix technologiques Web-SIG et mobile dans le domaine de la gestion des risques et des catastrophes. Les buts de cette recherche sont : (1) d'examiner différentes solutions open source web et SIG mobiles pour la gestion des risques et des catastrophes; (2) d'analyser les modes d 'adoption et d'application des technologies Web-SIG et mobile pour la collecte, l'analyse et la prise de décisions en matière de gestion des catastrophes ; (3) de proposer une solution pour gérer l'analyse des risques à l'aide de données ouvert tels que OpenStreetMap (OSM) ; (4) de proposer une solution rapide pour l'acquisition de données de base, la gestion de la base de données centrale et la visualisation. Cette recherche a été effectuée en 3 phases principales : l'identification des risques, l 'estimation et l'évaluation, qui prévoit l'élaboration de différentes plates-formes à l'aide de technologies telles qu 'OpenLayers, Leaflet, Cordova, GeoServer, PostgreSQL en tant que véritable SGBD (Système de gestion de base de données) et PostGIS comme son plugin pour la gestion des bases de données spatiales. La première étude présente un prototype de web-SIG utilisant les données OSM pour évaluer rapidement l'impact de catastrophes naturelles comme les tremblements de terre sur l'estimation total des dommages-intérêts. À cette fin, les connaissances des experts telles que l'intensité des tremblements de terre et la vulnérabilité sont des données importées dans le système. La deuxième étude utilise la même méthodologie que la première plate-forme et est appliquée à un projet pédagogique (FIP) à l'Université de Lausanne. Son but est d'analyser l'apprentissage des étudiants utilisant une plate-forme open-source pour l'analyse des risques. La troisième étude, une application mobile sécurisée appelée ROOMA (Ojfline-Online Application de cartographie rapide) pour la collecte rapide de données de risque de glissement de terrain au Népal a été conçue et réalisée. Ce prototype aide à la création rapide de cartes d'inventaire de glissements (LIMS en anglais) en recueillant des informations sur le type, fonction, volume, date et les modèles de glissements de terrain. Cette application comprend des cartes Leaflet associées à des images satellites comme couche de base, des outils de dessin, la géolocalisation (en utilisant le GPS et Internet), la gestion de clusters d'événements et des photos. La quatrième étude présente une version améliorée de ROOMA pour le Canton de Vaud (Suisse) pour recueillir tous les événements et les dangers tels que les glissements de terrain, inondations, avalanches, etc. Elle comporte aussi une implémentation d'un module d'analyse de décision multicriter es (MCDA en anglais) dans la plate-forme de gestion et d'aide à la décision spatiale (FDS, SDSS en anglais) "RiskChanges". Cette plate-forme tient compte de changements dans les risques hydrométéorologiques et propose des outils pour la réduction des risques en indiquant le meilleur choix. Ce module aide les utilisateurs en important les facteurs essentiels, tels que les valeurs de risque et l'analyse coûts- bénéfices provenant d'autres modules. En plus, les résultats de la combinaison de l'analyse multicritères et de scénarios futurs possibles peuvent s'afficher numériquement et graphiquement au sein du système. Les résultats de ces différentes études sont de clarifier comment les technologies SIG open-source peuvent être facilement adoptées à différents niveaux de la gestion des risques et des catastrophes telles que la gestion post-catastrophe, l'enseignement, les systèmes d'aide à la décision, etc. En outre les résultats présentent aussi les difficultés techniques à résoudre pour pouvoir utiliser ces technologies dans des situations de la vie réelle.
Mots-clé
Risk Management, Disaster Management, Free and Open Source Software for Geoinformatics (FOSS4G), Offline-Online Android, Spatial Décision Support System (SDSS), Risk Réduction Alternative
Création de la notice
23/10/2017 10:50
Dernière modification de la notice
20/08/2019 16:03
Données d'usage