Kategori 4-orkanen Ian landade i Floridas Lee County den 28 september 2022 och slog ner regionen med vindhastigheter på 155 miles per timme och stormflod på upp till 13 fot – den högsta stormfloden som dokumenterats i sydvästra Florida under de senaste 150 åren.
I efterdyningarna av en katastrof är en snabb bedömning av skador avgörande för räddning, återhämtning och nödplanering. Skadebedömningar utförs vanligtvis genom fältspaning, vilket kan vara arbetskrävande, kostsamt och riskabelt. Dessutom kan fältbaserade nödberedskapsbedömningar hindras av förseningar och andra bakslag på grund av skadans svårighetsgrad och oförmågan att komma åt de hårdast drabbade områdena.
Med hjälp av fjärranalysteknik har forskare från Florida Atlantic University utvecklat en ny teknik som ger snabba, högupplösta bedömningar av detaljerade skador efter en orkan. Med hjälp av flygbilder och LiDAR identifierade de de hårdast drabbade områdena på sydvästra Floridas Estero Island och uppskattade omfattningen av strukturella skador.
Forskare jämförde också strukturella eller morfologiska förändringar av stranden före och efter stormen. Studien är den första som tillämpar ett avancerat mångfacetterat tillvägagångssätt som kopplar skadebedömning till förändringar i strukturen på barriäröarna efter stormen.
Resultaten av studien, publicerade i Journal of Marine Science and Engineering , identifierade totalt 2 427 strukturer på Estero Island som påverkades av orkanen Ian, med 170 strukturer som led omfattande skador. En enda butik var den enda strukturen i studieområdet som klassificerades som "ej påverkad."
Med hjälp av data från Lee County taxorer uppskattade forskarna det totala bedömda värdet av de kraftigt skadade strukturerna till mer än 200 miljoner dollar.
Totalt hade 734 byggnader 30 till 50 % strukturella skador, varav majoriteten var enfamiljshus och flerbostadshus. Forskare identifierade 158 byggnader som var allvarligt skadade med delvis eller fullständigt takfel.
Den högsta andelen skadade strukturer inträffade på de centrala och norra delarna av ön, där de flesta av strukturerna var enfamiljs- och flerfamiljsbostäder. De flesta av de strukturer som upplevde 0 till 30 % skador klassificerades som låga bostadsrätter (tre våningar eller mindre), kommersiella köpcentrum och butiker. Bland de "allvarligt skadade" och "förstörda" strukturerna fanns sju husbilsavdelningar.
"Genom att använda denna avancerade teknik för flygbilder och luftburen LiDAR kunde vi samla in omfattande data från orkanen Ians efterdyningar och analysera storskaliga datamängder ganska snabbt", säger Tiffany Roberts Briggs, Ph.D., senior författare, ordförande och docent i institutionen för geovetenskap inom FAU:s Charles E. Schmidt College of Science.
De 2 427 strukturerna byggdes mellan 1963 och 2019. Byggnaderna i de områden där färre skador observerades byggdes mellan 1963 och 1981. På samma sätt, i områden med stora skador, byggdes majoriteten av byggnaderna mellan 1963 och 1981. Den rumsliga Fördelning av markhöjd och byggår visade inga uppenbara trender förknippade med dessa två variabler.
"Vi hittade ingen korrelation mellan markhöjden eller år byggd för omfattningen av skadorna i denna analys, vilket understryker rollen av den extrema översvämningen och betydelsen av andra faktorer som bidrar till sårbarhet", säger Roberts Briggs.
"Resultat från vår studie kan hjälpa till att förbättra katastrofplanering genom att utveckla nya policyer och riktlinjer för kustutveckling i några av de mest utsatta och stormexponerade områdena."
Områden associerade med liten eller ingen skada var rumsligt samlade i den södra och centrala delen av ön, med de flesta strukturer koncentrerade på landsidan av barriärön.
"Den södra delen av Estero Island innehåller flera saltvattenkärr", säger Leanne Hauptman, första författare och doktor. student vid FAU:s institution för geovetenskap.
"På grund av dessa saltvattenkärr kan stormvågsenergi försvinna avsevärt av friktion när vågorna nådde barriärens inre, vilket potentiellt minskar påverkan på strukturerna i det området."
Fynden visade också på betydande skräp och sandavlagringar efter stormen över hela ön, och en anmärkningsvärd avsättning av sediment över vägarna och på baksidan av barriären, som inte lätt återförs till stranden under förhållanden efter stormen. Dammvatten hittades också hundratals meter inåt landet nära byggnader och andra strukturer, vilket ger bevis på omfattningen av översvämning till följd av stormen.
"Även om vår studie fokuserade på Estero Island, är den här nya fjärranalysmetoden generaliserbar", säger Diana Mitsova, Ph.D., motsvarande författare, ordförande och professor, FAU Department of Urban and Regional Planning inom Charles E. Schmidt College of Science och en affiliate professor, FAU Institutionen för geovetenskap.
"I takt med att den här tekniken fortsätter att utvecklas och blir mer lättillgänglig kommer den att erbjuda ett brett utbud av högupplöst täckning som kan hjälpa till att prioritera nödhjälpsinsatser omedelbart efter katastrofala naturkatastrofer och andra händelser."
För studien genomfördes analys av strandmorfologi genom att skapa profilgrafer för att visualisera höjdförändringar över ett kontinuerligt avstånd. För att mäta strukturella skador använder forskare LiDAR-verktyg för att extrahera byggnaders fotspår och byggnadshöjder före och efter storm. Byggnadsfotspår lades över efterbilderna för att uppskatta det totala antalet skadade byggnader samt skadenivån på varje struktur.
Mer information: Leanne Hauptman et al, Hurricane Ian Damage Assessment Using Aerial Imagery and LiDAR:A Case Study of Estero Island, Florida, Journal of Marine Science and Engineering (2024). DOI:10.3390/jmse12040668
Journalinformation: Journal of Marine Science and Engineering
Tillhandahålls av Florida Atlantic University
