Your SlideShare is downloading. ×
0
GEM risk global datasets and 
OpenQuake risk modeling
the GEM Risk team, the GEM IT Team and the 
community of scientists ...
An international scientific community is developing risk 
datasets and tools:
USGS
Stanford 
Uni. ImageCat
ERN‐AL
CIESIN
B...
Buildings vary around 
the world, but they 
have a common set of 
characteristics: 
taxonomy
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
TaxT v3.1,  by Vitor Silva
A comprehensive online glossary helps users understand the 
meaning of each building taxonomy term
GEM Building Taxonomy Reports
217 reports from 49 countries..
Building taxonomy reports received through World Housing
Encyclopedia / EERI outreach effo...
GEM building taxonomy used to develop exposure 
models through paper forms and mobile/desktop “apps”
Android tool
Map 
interface
Android tool
Use integrated camera to take a 
picture of the building
Android tool
Building 
photograph
Android tool
Data 
collection 
form
Android tool
Standardised 
GEM data 
model 
format
Windows tool
Windows tool
Working with satellite data – footprint extraction tools
Thailand (Com/Ind)
Thailand (Res) Pakistan (Mixed)
Chile (Mixed)
Remote
Sensing
Tools
Sampling
& Field
Tools
Global Exposure 
Database 
Building‐by‐Building
(Level 3)
Putting it all toget...
Mapping
Schemes
Tool
Remote
Sensing
Tools
Sampling
& Field
Tools
Putting it all together to develop exposure data and mode...
A Global Exposure Database with varying levels of 
resolution, from country‐based to individual buildings..
Level 0 and 1 are country and sub‐country and use 
population as proxy for building density and spatial 
distribution
Popu...
Dwelling fractions (percentage of population in different 
building typologies) are produced at level 0 (country) 
and lev...
Level 0 dwelling fractions –100% global coverage 
(source: PAGER, some countries have updated fractions 
based on UN‐HABIT...
Level 1 dwelling fractions – 35% global coverage 
Level 1 dwelling fractions – 35% global coverage 
Average number of people 
per dwelling
Average floor area per dwelling:
Average floor area per capita
Study Region facts (...
Global layer of number of buildings, area of buildings, 
replacement cost of buildings, and fractions to 
distribute these...
How should we estimate the physical vulnerability of 
structures around the world?
Use the database of existing empirical, analytical and 
expert opinion fragility and vulnerability functions that 
is bein...
Use the guidelines for developing new fragility and 
vulnerability functions
Empirical methods
Analytical methodsEmpirical...
Empirical guidelines offer approaches for combining 
observed damage and loss data with observed ground 
motions..
Fractio...
Two expert elicitation workshops
Japan
Iran
India
Italy
California
Greece
Light shaking Severe shaking
FatalityRate
Empirical‐national guidelines use regre...
Analytical guidelines offer different approaches to 
modelling structures..
and different approaches to analytically estimating 
response and damage.. 
A full spectrum of earthquake consequences from past 
earthquakes is being collected ‐ for deriving and/or 
validating vul...
64 events from 1970‐2011, plus 1923 Japan and 1967 Caracas
64 events from 1970‐2011, plus 1923 Japan and 1967 Caracas
64 events from 1970‐2011, plus 1923 Japan and 1967 Caracas
ShakeMap Atlas 2.0
Critical Buildings and Infrastructure
Critical Buildings and Infrastructure
Exposure Vulnerability Consequences
taxonomy taxonomy
A wide range of use cases
Exposure Consequences
1. Use tools to collect data in the field, develop 
models and contribute to databases
Vulnerability
guidelines
2. Use guidelines to develop new vulnerability functions, 
and contribute these to the vulnerabil...
Vulnerability Consequences
taxonomy
guidelines
3. Use data from the 
consequences database to 
develop new vulnerability 
...
Vulnerability Consequences
taxonomy
4. Compare vulnerability functions with data 
from the consequences database
Exposure Vulnerability
taxonomy
OpenQuake Engine
5. Download exposure models and 
vulnerability models to run risk calcula...
OpenQuake Engine v1.0
Scenario risk calculator, featuring ground motion residual 
and vulnerability uncertainty correlation
D5
D3
D1
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
RCLRPC
RCMRPC RCHRPC RCLRC
RCMRC
RCHRC
OpenQuake Engine v1.0
Scenario damage c...
Calculations for Tunis city by an OpenQuake engine user
Low 
probability of 
collapse
High 
probability of 
collapse
Calcu...
0.01
0.1
1
0.00E+00 4.00E+09 8.00E+09 1.20E+10
Probabilityofexceedancein50years
Aggregated Economic Losses (EUR)
Type B
Ty...
OpenQuake Engine v1.0
PSHA‐based risk calculator, for rapid asset‐specific loss 
exceedance probability calculations
Loss ...
OpenQuake Engine v1.0
Retrofitting benefit‐cost calculator, to guide decisions on 
where and when retrofitting makes sense...
We plan to use the global uniform hazard map, global 
exposure database (level 0) and a set of global 
vulnerability funct...
GEM risk global datasets and OpenQuake risk modeling, GEM Reveal 2013, Helen Crowley
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

GEM risk global datasets and OpenQuake risk modeling, GEM Reveal 2013, Helen Crowley

4,308

Published on

GEM risk global datasets and OpenQuake risk modeling

Published in: Technology, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
4,308
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
8
Actions
Shares
0
Downloads
21
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "GEM risk global datasets and OpenQuake risk modeling, GEM Reveal 2013, Helen Crowley"

  1. 1. GEM risk global datasets and  OpenQuake risk modeling the GEM Risk team, the GEM IT Team and the  community of scientists and engineers..
  2. 2. An international scientific community is developing risk  datasets and tools: USGS Stanford  Uni. ImageCat ERN‐AL CIESIN BGS BCIT Kyoto Uni.  Geoscience Australia GNS UN‐HABITAT UCL NTUA KOERI GFZ SPA Risk PUC WAPMERR JRC Uni. Pavia CREDUni. Cambridge CAR Uni.  Colorado EERI/WHE Uni. Nottingham
  3. 3. Buildings vary around  the world, but they  have a common set of  characteristics:  taxonomy
  4. 4. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  5. 5. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  6. 6. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  7. 7. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  8. 8. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  9. 9. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  10. 10. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  11. 11. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  12. 12. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  13. 13. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  14. 14. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  15. 15. TaxT v3.1,  by Vitor Silva
  16. 16. A comprehensive online glossary helps users understand the  meaning of each building taxonomy term
  17. 17. GEM Building Taxonomy Reports
  18. 18. 217 reports from 49 countries.. Building taxonomy reports received through World Housing Encyclopedia / EERI outreach effort
  19. 19. GEM building taxonomy used to develop exposure  models through paper forms and mobile/desktop “apps”
  20. 20. Android tool Map  interface
  21. 21. Android tool Use integrated camera to take a  picture of the building
  22. 22. Android tool Building  photograph
  23. 23. Android tool Data  collection  form
  24. 24. Android tool Standardised  GEM data  model  format
  25. 25. Windows tool
  26. 26. Windows tool
  27. 27. Working with satellite data – footprint extraction tools
  28. 28. Thailand (Com/Ind) Thailand (Res) Pakistan (Mixed) Chile (Mixed)
  29. 29. Remote Sensing Tools Sampling & Field Tools Global Exposure  Database  Building‐by‐Building (Level 3) Putting it all together to develop exposure data and models
  30. 30. Mapping Schemes Tool Remote Sensing Tools Sampling & Field Tools Putting it all together to develop exposure data and models Global Exposure  Database  City/Region Models (Level 2)
  31. 31. A Global Exposure Database with varying levels of  resolution, from country‐based to individual buildings..
  32. 32. Level 0 and 1 are country and sub‐country and use  population as proxy for building density and spatial  distribution Population Density for the year 2000  (GRUMP)
  33. 33. Dwelling fractions (percentage of population in different  building typologies) are produced at level 0 (country)  and level 1 (sub‐country) level Rural Non‐residential  Urban Non‐residential  Rural Residential  Urban Residential 
  34. 34. Level 0 dwelling fractions –100% global coverage  (source: PAGER, some countries have updated fractions  based on UN‐HABITAT wall/roof census data)
  35. 35. Level 1 dwelling fractions – 35% global coverage 
  36. 36. Level 1 dwelling fractions – 35% global coverage 
  37. 37. Average number of people  per dwelling Average floor area per dwelling: Average floor area per capita Study Region facts (almost 100% coverage at Level 0) Floor area (m2)
  38. 38. Global layer of number of buildings, area of buildings,  replacement cost of buildings, and fractions to  distribute these parameters between different building  typologies Global coverage of Level 0 by end of 2013, Level 1  expected to grow with time..
  39. 39. How should we estimate the physical vulnerability of  structures around the world?
  40. 40. Use the database of existing empirical, analytical and  expert opinion fragility and vulnerability functions that  is being developed
  41. 41. Use the guidelines for developing new fragility and  vulnerability functions Empirical methods Analytical methodsEmpirical‐national methods Expert elicitation methods
  42. 42. Empirical guidelines offer approaches for combining  observed damage and loss data with observed ground  motions.. Fraction of buildings > Damage State 3 Macroseismic Intensity (MMI)
  43. 43. Two expert elicitation workshops
  44. 44. Japan Iran India Italy California Greece Light shaking Severe shaking FatalityRate Empirical‐national guidelines use regression analysis to  relate observed macroseismic intensity with fatality and  economic loss data from past events ..
  45. 45. Analytical guidelines offer different approaches to  modelling structures..
  46. 46. and different approaches to analytically estimating  response and damage.. 
  47. 47. A full spectrum of earthquake consequences from past  earthquakes is being collected ‐ for deriving and/or  validating vulnerability functions
  48. 48. 64 events from 1970‐2011, plus 1923 Japan and 1967 Caracas
  49. 49. 64 events from 1970‐2011, plus 1923 Japan and 1967 Caracas
  50. 50. 64 events from 1970‐2011, plus 1923 Japan and 1967 Caracas
  51. 51. ShakeMap Atlas 2.0
  52. 52. Critical Buildings and Infrastructure
  53. 53. Critical Buildings and Infrastructure
  54. 54. Exposure Vulnerability Consequences taxonomy taxonomy A wide range of use cases
  55. 55. Exposure Consequences 1. Use tools to collect data in the field, develop  models and contribute to databases
  56. 56. Vulnerability guidelines 2. Use guidelines to develop new vulnerability functions,  and contribute these to the vulnerability database
  57. 57. Vulnerability Consequences taxonomy guidelines 3. Use data from the  consequences database to  develop new vulnerability  functions…
  58. 58. Vulnerability Consequences taxonomy 4. Compare vulnerability functions with data  from the consequences database
  59. 59. Exposure Vulnerability taxonomy OpenQuake Engine 5. Download exposure models and  vulnerability models to run risk calculations  with the OpenQuake Engine
  60. 60. OpenQuake Engine v1.0 Scenario risk calculator, featuring ground motion residual  and vulnerability uncertainty correlation
  61. 61. D5 D3 D1 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% RCLRPC RCMRPC RCHRPC RCLRC RCMRC RCHRC OpenQuake Engine v1.0 Scenario damage calculator, featuring the use of fragility  functions to derive damage distributions
  62. 62. Calculations for Tunis city by an OpenQuake engine user Low  probability of  collapse High  probability of  collapse Calculations by Ahmed Ksentini, Tunisia
  63. 63. 0.01 0.1 1 0.00E+00 4.00E+09 8.00E+09 1.20E+10 Probabilityofexceedancein50years Aggregated Economic Losses (EUR) Type B Type C Type D No correlation Correlation in the ground  motion and vulnerability Only correlation of the  ground motion residuals OpenQuake Engine v1.0 Probabilistic event‐based risk calculator for portfolio loss  exceedance probability calculations, featuring ground  motion residual and vulnerability uncertainty correlation
  64. 64. OpenQuake Engine v1.0 PSHA‐based risk calculator, for rapid asset‐specific loss  exceedance probability calculations Loss map for a 10% probability of  exceedance in 50 years. Loss map for a 1% probability of  exceedance  in 50 years.
  65. 65. OpenQuake Engine v1.0 Retrofitting benefit‐cost calculator, to guide decisions on  where and when retrofitting makes sense BenefitNo  Benefit Benefit‐Cost Ratio
  66. 66. We plan to use the global uniform hazard map, global  exposure database (level 0) and a set of global  vulnerability functions to develop a global risk map low medium high
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×