Geodesign the multi-layered water safety

This paper aims to frame the multi-layered water safety concept in the context of a systematic, thorough, multidisciplinary and collaborative methodology for complex problems solving, i.e. geodesign. Multi-layered safety is an integrated flood risk management (FRM) concept based not only on flood probability reduction through prevention (layer 1), but also on consequences’ minimization in the case of a flood through spatial solutions (layer 2) and crisis management (layer 3). It has been introduced in the Netherlands in 2009 following the European Flood Risk Directive adopted in 2007. In this study, the multi-layered safety is qualitatively assessed, demonstrating that it rather resembles a parallel system, and that collaboration is required to decide about the most desirable safety measures, which should not only be based on their economic efficiency but also on their social acceptability. In the light of these factors, we attempt to methodologically systematize the multi-layered safety concept by following the geodesign framework. The latter means that, through its implementation, understanding of the current situation of a particular area of interest, which in turn it may support, the allocation of weights regarding the three layers of the multi-tier safety concept is facilitated. Furthermore, the geodesign of the multi-layered safety shows that participation and interaction of the safety policy makers, as well as iterations for achieving maximum consensus between them concerning the more balanced safety measures, taking into account their economic efficiency, their impact on the environment, the local circumstances and the values of the people at place, are methodologically enabled

Συστήματα στήριξης αποφάσεων για συμμετοχική διαχείριση της πλημμυρικής διακινδύνευσης και των πλημμυρικών καταστροφών

This PhD thesis entitled ‘Decision Support Systems for Participatory Flood Risk and Disaster Management’ purports to critically review the existing knowledge and to identify and propose innovative solutions towards improving Situational Awareness (SA) for better supporting decisions for flood risk and disaster management. The thesis is consisted of two theoretical and two empirical studies. The first theoretical study (chapter 2) includes a literature review on multi-layered water safety and a theoretical systematization of this integrated flood risk management approach in a thorough, multidisciplinary and collaborative methodology for complex problems solving inspired by geodesign towards improving SA, cooperation and decision making. The second theoretical study (chapter 4) through an extensive literature survey across disciplines explores the contribution of a common operational picture in improving SA for emergency response operations. The first empirical study (chapter 3) investigates the information potential of virtual 3D city models and it exploits their capabilities by developing a virtual 3D city model for Heerhugowaard case study area in the Netherlands. Furthermore, it conceptualizes a 3D information system based on virtual 3D city models and extended by open international data standards towards defining a system framework capable to support SA for effective flood risk management and emergency preparedness. Finally, the second empirical study (chapter 5) organizes a field exercise with realistic flood scenarios and the participation of professionals for measuring the added value service of the network-centric support tools in achieving shared SA, based on a common operational picture for flood emergency response. The findings of this thesis form a step towards developing and adopting innovative information systems that can efficiently support information sharing, communication and cooperation among the safety agencies and professionals based on improved SA for efficient flood risk management, flood incident and large-scale flood disaster response operations. However, a system itself cannot be the panacea for all the underlying organizational problems. Moreover, SA is not something created by a system in a black box logic. SA is related to the psychological, mental and cognitive status of the end user of a system. In addition, previous experiences, individual educational backgrounds, organizational culture, goals and expectations can influence the achievement of shared SA. Therefore, there are many factors that can affect the development of SA. In order the introduction of novel information systems in safety agencies to be successful, it should be done carefully and in different stages with consideration of human factor and strong involvement of the management of these organizations.Η διδακτορική διατριβή με τίτλο «Συστήματα Στήριξης Αποφάσεων για Συμμετοχική Διαχείριση της Πλημμυρικής Διακινδύνευσης και των Πλημμυρικών Καταστροφών», έχει ως στόχο να διερευνήσει κριτικά την υφιστάμενη γνώση και να εξεύρει και να προτείνει λύσεις προς την κατεύθυνση βελτίωσης της επίγνωσης μιας κατάστασης προκειμένου οι διαδικασίες λήψης αποφάσεων για διαχείριση της πλημμυρικής διακινδύνευσης και των πλημμυρικών καταστροφών να υποστηρίζονται με τρόπο αποτελεσματικό. Προς επίτευξη τούτου, η διατριβή πραγματοποιεί δύο θεωρητικές καθώς και δύο εμπειρικές μελέτες. Η πρώτη θεωρητική μελέτη αυτή της διατριβής (κεφάλαιο 2), επιχειρεί να εντάξει το πολυεπίπεδο Ολλανδικό σύστημα ασφαλείας απο πλημμύρες σε ένα συστηματικό, πολυεπιστημονικό και συνεργατικό μεθοδολογικό πλαίσιο επίλυσης σύνθετων προβλημάτων που ονομάζεται γεωσχεδιασμός. Η δεύτερη θεωρητική μελέτη αυτής της διατριβής (κεφάλαιο 4) μέσα από μια εκτεταμένη βιβλιογραφική έρευνα παραθέτει επισκόπηση καινοφανών πληροφοριακών εννοιών προς την κατεύθυνση βελτίωσης της επίγνωσης μιας κατάστασης. Επίσης, διερευνά πώς αυτές οι έννοιες μπορούν να αξιοποιηθούν σε περίπτωση απόκρισης σε έκτακτη ανάγκη. Η πρώτη εμπειρική μελέτη αυτής της διατριβής (κεφάλαιο 3) διενεργεί μια μελέτη περίπτωσης όσον αφορά στην περιοχή Heerhugowaard της Ολλανδίας προκειμένου να διερευνήσει τη χρησιμότητα των εικονικών τρισδιάστατων μοντέλων πόλης στην επικοινωνία και διαχείριση της πλημμυρικής διακινδύνευσης. Επιπλέον, εννοιολογικοποιεί ένα τρισδιάστατο πληροφοριακό σύστημα το οποίο βασίζεται στα εικονικά τρισδιάστατα μοντέλα πόλης ως βήμα προς την κατεύθυνση προσδιορισμού ενός πλαισίου για συστήματα ικανά να υποστηρίξουν τη διαχείριση της πλημμυρικής διακινδύνευσης και την ετοιμασία για πλημμυρικές περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Τέλος, η δεύτερη εμπερική μελέτη αυτής της διατριβής (κεφάλαιο 5) μέσα από μια σειρά βημάτων τα οποία περιλαμβάνουν βιβλιογραφική ανασκόπηση, οργάνωση άσκησης πεδίου με ρεαλιστικά πλημμυρικά σενάρια και ερωτηματολόγια για καταγραφή της κρίσης των εμπειρογνωμόνων, αξιολογεί και παραθέτει τα αποτελέσματα μιας εμπειρικής ανάλυσης όσον αφορά στην προστιθέμενη αξία των δικτυοκεντρικών συστημάτων στην υποστήριξη της απόκρισης σε πλημμυρικές καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Τα ευρήματα αυτής της διατριβής αποτελούν βήμα προς την κατεύθυνση ανάπτυξης και υιοθέτησης καινοτόμων πληροφοριακών συστημάτων που υποστηρίζουν αποτελεσματικά την ανταλλαγή πληροφοριών, την επικοινωνία και τη συνεργασία μεταξύ των υπηρεσιών ασφαλείας και των επαγγελματιών τους, οι οποίοι βασισμένοι σε βελτιωμένη επίγνωση μιας κατάστασης δύνανται να διαχειριστούν αποδοτικότερα τη πλημμυρική διακινδύνευση σε μια περιοχή μελέτης ή να αντιμετωπίσουν τελέσφορα ένα περιστατικό πλημμύρας μικρής κλίμακας ή μια πλημμυρική κατάσταση μεγάλης κλίμακας. Ωστόσο ένα σύστημα από μόνο του δεν αρκεί για να λύσει όλα τα εν δυνάμει οργανωτικά προβλήματα των υπηρεσιών ασφαλείας ενός κράτους. Επιπλέον, η δημιουργία επίγνωσης όσον αφορά σε μια κατάσταση δεν αναπτύσσεται από ένα σύστημα με λογική μαύρου κουτιού. Η δημιουργία επίγνωσης μιας κατάστασης σχετίζεται με τη ψυχολογική, νοητική και γνωσιακή κατάσταση του τελικού χρήστη ενός συστήματος. Επιπρόσθετα, η επίτευξη επίγνωσης μιας κατάστασης μπορεί να επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες όπως οι προηγούμενες εμπειρίες, το εκπαιδευτικό υπόβαθρο, η οργανωσιακή κουλτούρα, οι στόχοι καθώς και οι προσδοκίες των διαφόρων φορέων ασφαλείας. Προκειμένου η εισαγωγή και χρήση καινοτόμων πληροφοριακών συστημάτων από τους διάφορους φορείς ασφαλείας να στεφθεί με επιτυχία, πρέπει να γίνεται προσεκτικά και σε διαφορετικά στάδια με ενεργό συμμετοχή της διεύθυνσής τους, λαμβάνοντας υπόψη το θεσμικό πλαίσιο, τις οργανωτικές δομές, πρότυπα και κανόνες και κυρίως τον ανθρώπινο παράγοντα

Integrated Development Project for the Region of Eastern Macedonia and Thrace - The LIPSOR Approach

194 σ.Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εκπόνηση ενός Ολοκληρωμένου Προγράμματος Ανάπτυξης της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, λαμβάνοντας υπόψη τα συγκριτικά της πλεονεκτήματα, τη θέση της στο σταυροδρόμι της Δύσης και της Ανατολής, τη κομβική της σημασία στους “δρόμους της ενέργειας”, καθώς και τις ευκαιρίες που τα παραπάνω δημιουργούν για τη μελλοντική ανάπτυξη της περιοχής. Στο πλαίσιο αυτό, διερευνώνται οι δυνατότητες και οι αδυναμίες της περιφέρειας, αλλά και τα δεδομένα του εξωτερικού περιβάλλοντος μέσα στο οποίο εντάσσεται, με στόχο την ολοκληρωμένη προσέγγιση της αναπτυξιακής της προοπτικής και την κατάκτηση της Ευρωπαϊκής ταυτότητας που δικαιωματικά της ανήκει, ώστε το όραμα των ανθρώπων της, τεχνοκρατών ή μη και το όνειρο των εγκόσμιων ενοίκων της να συναντηθούν σε ένα αισιόδοξο αύριο όπου θα νογούν τον εφικτό, ηλιογέννητο και καλλίμορφο ρεαλισμό. Η Ανατολική Μακεδονία και Θράκη διαθέτει σημαντικά συγκριτικά πλεονεκτήματα μέσα στα οποία εντάσσονται το έντονα διαφοροποιημένο, υψηλής αισθητικής αξίας και πολύμορφο φυσικό και δομημένο περιβάλλον της, οι αξιόλογες υποδομές και διεθνείς συνδέσεις της (λ.χ. οδικές, θαλάσσιες, αεροπορικές), η ευνοϊκή γεωγραφική της θέση με κοινά σύνορα με τέσσερις Βαλκανικές χώρες και σε μικρή απόσταση από τις υπόλοιπες αναδυόμενες αγορές της Νοτιοανατολικής Ευρώπης, οι αξιόλογοι ενεργειακοί της πόροι και υποδομές, οι μεγάλες ενεργειακές της μονάδες, οι εύφορες πεδιάδες με πλούσιο υδατικό δυναμικό και ποικιλομορφία στην αγροτική παραγωγή, οι σημαντικοί και διαφοροποιημένοι τουριστικοί πόροι, τα σημαντικά ιδρύματα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, καθώς και τα σημαντικά της ερευνητικά κέντρα. Ως εκ τούτου, η περιφέρεια με συνοδοιπόρο την κοινωνία, μπορεί στο πλαίσιο της βιώσιμης ανάπτυξης να καταστεί ένας ουμανιστικός, φιλόξενος, ασφαλής, οτρηρός και ανταγωνιστικός οικοδεσπότης μιας ποικιλομορφίας αναπτυξιακών δραστηριοτήτων στο χώρο της Βόρειας Ελλάδας. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, η περιφέρεια αντιμετωπίζεται με μία καινοτόμο, συνεκτική, πολυδιάστατη και ολοκληρωμένη προσέγγιση, με ανθρωποκεντρικό χαρακτήρα, που αποβλέπει στην αξιοποίηση των συγκριτικών πλεονεκτημάτων της περιφέρειας, στην ανασυγκρότηση και την αειφόρο οικονομική και κοινωνική αναζωογόνησή της, στη δημιουργία συνεχών εισροών ανθρώπων, πόρων, μορφωτικών αγαθών, πληροφοριών και βελτιώσεων των δομικών στοιχείων της περιφέρειας, στη δημιουργία, αναβάθμιση και ολοκλήρωση των αναγκαίων τεχνικών υποδομών, στη βελτίωση του αστικού χώρου, στην περιβαλλοντική προστασία και αναβάθμιση, στην ανάδειξη του φυσικού περιβάλλοντος με την ορθολογική διαχείριση των φυσικών διαθεσίμων και με σεβασμό στη φύση και τις ανθρώπινες παραδόσεις, στην αναγνώριση, το σεβασμό και την ανάδειξη των ιστορικών και πολιτιστικών ιδιαιτεροτήτων της περιοχής, στην τόνωση της επιχειρηματικής δραστηριότητας, ώστε να συμβάλλει στη βελτίωση των όρων της τοπικής αγοράς εργασίας και στη δημιουργία νέων θέσεων απασχόλησης, στη διαφοροποίηση της παραγωγικής βάσης και στην αύξηση του εισοδήματος των κατοίκων με προσέλκυση επενδύσεων στην περιφέρεια μέσα από τη λογική της ολοκληρωμένης ανάπτυξης, στην κοινωνική αναζωογόνηση, στην απάλειψη των κοινωνικών ανισοτήτων και την άρση του κοινωνικού αποκλεισμού, καθώς και στη βελτίωση της ποιότητας ζωής των κατοίκων. Η μεθοδολογική προσέγγιση της εργασίας στηρίζεται στο σχεδιασμό σεναρίων μελλοντικής εξέλιξης ενός συστήματος με τη βοήθεια του μοντέλου LIPSOR (Laboratory for Investigation in Prospective and Strategy). Μέσα από τα στάδια εφαρμογής του LIPSOR, ο σχεδιαστής εμβαθύνει στο υπό μελέτη σύστημα, συνεκτιμώντας παράγοντες τόσο του εσωτερικού όσο και του εξωτερικού του περιβάλλοντος, εντοπίζοντας έτσι κυρίαρχες μεταβλητές, οι οποίες θεωρούνται ως η κινητήρια δύναμη εξέλιξης του υπό μελέτη συστήματος και οι οποίες αποτελούν το «μέσο» για τη μετάβαση του συστήματος από μία κατάσταση σε μία άλλη, εμβαθύνει σε ζητήματα αλληλοσυσχέτισης των κυρίαρχων μεταβλητών με τις λοιπές μεταβλητές του υπό μελέτη συστήματος, μελετά παρούσες και παρελθούσες τάσεις, πρότυπα παρελθόντος, αναδραστικούς μηχανισμούς του συστήματος, συντελεστές που δραστηριοποιούνται σε αυτό και έχουν τη δυνατότητα συμμετοχής, ανάμειξης και παρέμβασης σε ζητήματα που αφορούν στη μελλοντική του εξέλιξη, απρόβλεπτους ενδογενείς και εξωγενείς παράγοντες, οι οποίοι δύνανται να εμφανιστούν τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό του περιβάλλον, κρίσιμες μεταβλητές που δύνανται να επηρεάσουν τη μελλοντική εξέλιξη του υπό μελέτη συστήματος, καθώς και κάθε είδους πληροφορία, η οποία σε συνδυασμό με την προσωπική διαίσθηση του σχεδιαστή, μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερη κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν το σύστημα και ως εκ τούτου σε μεγαλύτερη διείσδυση στις πιθανές μελλοντικές καταστάσεις. Η διαδικασία αυτή οδηγεί στην ολοκληρωμένη προσέγγιση της εικόνας του υπό μελέτη συστήματος, αποτελώντας ταυτόχρονα μια διαδικασία διαρκούς μάθησης και εμβάθυνσης σε αυτό, στα πλαίσια της διαχείρισης της πολυπλοκότητας και της αβεβαιότητας που ενυπάρχουν στη μελέτη της εξέλιξης των διαφόρων φαινομένων που σχετίζονται με το σχεδιασμό του χώρου, στοχεύοντας τελικά στη δόμηση εναλλακτικών σεναρίων ανάπτυξης του υπό μελέτη συστήματος, τα οποία έχουν εσωτερική συνέπεια, είναι εύλογα και προκύπτουν μέσα από διάφανες διαδικασίες διαβούλευσης στα πλαίσια του συμμετοχικού σχεδιασμού. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελείται από επτά κεφάλαια, κάθε ένα από τα οποία πραγματεύεται και ένα ξεχωριστό στάδιο της διαδικασίας που ακολουθήθηκε, προκειμένου να καταλήξει στο σχεδιασμό εναλλακτικών σεναρίων ολοκληρωμένης ανάπτυξης της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, ενώ στο τελευταίο κεφάλαιο αναφέρονται οι βιβλιογραφικές πηγές της παρούσας εργασίας. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας, σκιαγραφείται το προφίλ της προς εξέταση περιφέρειας, παρουσιάζεται η μεθοδολογική προσέγγιση που ακολουθείται και περιγράφεται ο στόχος και οι υποστόχοι του παρόντος πονήματος. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται και αναλύεται διεξοδικά η υφιστάμενη κατάσταση στην Περιφέρεια Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, παρουσιάζονται τα δημογραφικά και κοινωνικά χαρακτηριστικά της, η παραγωγική της δομή, δηλαδή ο πρωτογενής, δευτερογενής και τριτογενής τομέας παραγωγής, ο κοινωνικός εξοπλισμός, η τεχνική και παραγωγική υποδομή, η οικιστική ανάπτυξη, η διοικητική οργάνωση, η γεωγραφική κατανομή και χωροταξική οργάνωση, το περιβάλλον και ο πολιτισμός της, καθώς και σχέδια και αναπτυξιακά προγράμματα που σχεδιάζονται ή βρίσκονται σε εξέλιξη στην περιφέρεια. Στο τρίτο κεφάλαιο, με βάση την ανάλυση της υπάρχουσας κατάστασης, διερευνώνται οι τάσεις εξέλιξης των διαφόρων παραμέτρων του υπό μελέτη συστήματος, της περιφέρειας, που συμβάλλουν στη διάγνωση μελλοντικών προβλημάτων και στην έγκαιρη αντιμετώπισή τους στα πλαίσια του σχεδιασμού σεναρίων ολοκληρωμένης ανάπτυξης της υπό μελέτη περιοχής. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η μέθοδος δόμησης των σεναρίων (προσέγγιση του μοντέλου MORPHOL), στα πλαίσια του αναλυτικού συμμετοχικού μοντέλου LIPSOR, που υποστήριξε τεχνικά τη διαδικασία δόμησης σεναρίων. Με βάση την ανάλυση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την εφαρμογή του MORPHOL, δομούνται δύο διακριτά εναλλακτικά σενάρια Ολοκληρωμένης Ανάπτυξης της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, προς επίτευξη του στόχου και των υποστόχων της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Στο πέμπτο κεφάλαιο, γίνεται η παρουσίαση της μεθόδου αξιολόγησης των δύο εναλλακτικών σεναρίων Ολοκληρωμένης Ανάπτυξης της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, με βάση το μοντέλο πολυκριτηριακής αξιολόγησης MULTIPOL του αναλυτικού συμμετοχικού μοντέλου LIPSOR, καθορίζοντας στρατηγικές κατευθύνσεις και επιλογές πολιτικής για την υλοποίηση καθενός από τα δύο σενάρια. Στο έκτο κεφάλαιο, διατυπώνονται τα τελικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την παρούσα διπλωματική εργασία, καθώς και οι αναπτυξιακές προοπτικές της υπό μελέτη περιοχής στη βάση των δύο σεναρίων Ολοκληρωμένης Ανάπτυξης της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. Εν κατακλείδι, στο έβδομο κεφάλαιο συντάσσεται και παρατίθεται ο ακρογωνιαίος λίθος της παρούσας μελέτης, η βιβλιογραφία της διπλωματικής εργασίας.The objective of the present diploma-thesis is the elaboration of an Integrated Development Project for the Region of Eastern Macedonia and Thrace, taking into account the comparative advantages of the region and its geographical position at the crossroad of West and East, the nodular importance in the "roads of energy" as well as the opportunities these create for the future development of the region. In this context, the strengths and weaknesses of the region are explored as well as developments of the external environment, targeting at an integrated approach to the development perspective of the region at hand, based on its natural, cultural and human resources. Eastern Macedonia and Thrace have significant comparative advantages, which refer to the highly differentiated, of high aesthetic value and diversity, natural and built environment; its good infrastructure and the international links (e.g. road, sea and air); a favorable geographical position with common borders with four Balkan countries and in close proximity to other emerging markets of Southeast Europe; the remarkable energy resources and infrastructure; the high diversity of energy portfolio; the fertile valleys with rich water resources and diversity of agricultural production; the substantial and diversified tourist resources; the major institutions of higher education and the important research centres located in the region; etc. Based on its human resources, the region may, in the context of sustainable development, become a humanist, welcoming, safe and competitive host of a variety of development activities in the area of northern Greece. As part of this thesis, regional development of Eastern Macedonia and Thrace is approached through an innovative, comprehensive, multidisciplinary and integrated approach of its human and natural resources, designed to exploit the comparative advantages of the region along the lines of the restructuring of the local economic structure towards the sustainable economic, social and environmental regeneration, aiming at: the creation of continuous inflow of people; the protection of natural resources and cultural heritage; the rational development of transport and ICTs infrastructure; the improvement of the urban environment; the enhancement of the natural environment through sustainable management of natural resources; the respect and promotion of historical and cultural particularities of the region in order to stimulate entrepreneurial behaviour for improving the local labour market and creating of new jobs, based on the diversification of the production base; the increase of local employment opportunities and income of local population; the attraction of investments; the elimination of social inequalities; the removal of social exclusion; and the improvement of the quality of life for residents. The methodological approach of the present thesis is based on the use of the participatory analytical approach of LIPSOR (Laboratory for Investigation in Prospective and Strategy) towards the construction of future development scenarios for the system at hand. Through the implementation of the different stages of LIPSOR, the designer gets a deeper insight in the system under study, taking into consideration factors both from the internal and the external environment, thereby identifying dominant variables, which are regarded as driving forces behind the evolution of the system. Such variables are considered as the "vehicle" for the future development of the system at hand. Furthermore, the designer through LIPSOR gets a better insight on the interrelationships among the variables of the system, by considering current and past trends, past development patterns, mechanisms of the system, actors involved etc. Also LIPSOR, as a participatory approach, provides the opportunity for incorporating, at the various stages, the opinions of local stakeholders in the study, enriching thus the outcome of the study, but also the success of the implementation phase. Such a process can also be considered as a learning process that enhances the knowledge of the system at hand, the interaction among participants, the mutual understanding of the various interests, the management of complexity and uncertainty inherent in studying the evolution of the system at hand, etc., leading to the construction of future development scenarios that are internally consistent, reasonable, transparent and socially acceptable. The outcome of this diploma-thesis is two alternative scenarios for the future development of the Region of Eastern Macedonia and Thrace, each of which is accompanied with the respective policy packages and measures relevant for its implementation. The choice of the most proper scenario is left to the region as the only responsible to decide its “future way”.Παναγιώτης Γ. Σωφρονίδη