Maataloustieteen Päivät 2012 - Suomen Maataloustieteellinen ...
Maataloustieteen Päivät 2012 - Suomen Maataloustieteellinen ...
Maataloustieteen Päivät 2012 - Suomen Maataloustieteellinen ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ESITELMÄT<br />
Maatilan tietoinfrastruktuuri ja tiedonhallinta<br />
Maatilan<br />
tietoinfrastruktuuri ja tiedonhallinta<br />
CropInfra<br />
– Tulevaisuuden kasvintuotantotilan<br />
tuotanto- ja tiedonhallintainfrastruktuuri<br />
Liisa Pesonen, Frederick Teye, Markku Koistinen, Jere Kaivosoja, Raimo Linkolehto, Pasi Suomi<br />
ja Ari Ronkainen<br />
MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, Vakolantie 55, 03400 Vihti, etumi.sukunimi@mtt.fi<br />
TIIVISTELMÄ<br />
Viljelijän toimintaympäristö muuttuu nopeasti,<br />
ja yhteiskunta asettaa viljelylle yhä enemmän<br />
ja monimutkaisempia vaatimuksia muun muassa<br />
viljelyn ympäristövaikutusten sekä tuotettujen<br />
raaka-aineiden, laadun, turvallisuuden, tuotantotavan<br />
ja jäljitettävyyden suhteen. Samaan aikaan<br />
maatiloille kohdistetaan kasvavia tuotannon<br />
tehostamisvaatimuksia tuotantopanosten jatkuvan<br />
hinnannousun ja tuotteesta saatavan hinnan erotuksen<br />
puristuksessa. Viljelijöiden kapasiteetti ja<br />
hyvinvointi kyseenalaistuvat lisääntyneen henkilökohtaisen<br />
työmäärän ja toiminnan monimutkaistumisen<br />
seurauksena. Viljelijät hyödyntävät enenevissä<br />
määrin teknologiaa avustamaan työtehtävissä,<br />
ja ongelmaksi onkin muodostunut erilaisten<br />
tuotannossa käytettävien järjestelmien yhteensopimattomuus<br />
sekä puutteellinen koordinaatio,<br />
tiedon jakaminen ja liitettävyys.<br />
MTT:n CropInfra-hankkeessa tutkittiin ja kehitettiin<br />
edelleen aiemmissa tutkimushankkeissa<br />
tuotettuja tiedonhallinnan konsepteja uudeksi,<br />
käytäntölähtöiseksi kasvintuotannon tuotanto- ja<br />
tiedonhallintainfrastruktuuriksi. Hankkeen konkreettisena<br />
pilottina MTT Vakolan maatilalle Vihtiin<br />
rakennettiin uusi tiedonhallintainfrastruktuuri<br />
instrumentoimalla maatilan nykyiset pellot<br />
ja kalusto tarvittavilla tiedonkeruu- ja siirto- ja<br />
varastointilaitteistoilla. Infrastruktuurin yksityiskohtien<br />
määrittelyissä ja käytettävien teknologioiden<br />
valinnassa on käytetty hyväksi muun muassa<br />
muiden MTT:n tutkimusten ja tutkimusryhmien<br />
tutkimustapauksia.<br />
CropInfran ytimessä on Internet-palvelin, tietovarasto<br />
sensoriverkoilta ja työkoneilta saapuvalle<br />
paikkatiedolle, tietokanta aggregoidulle tilatiedolle<br />
sekä sovelluksia datan jalostamiseksi automaattisesti<br />
tiedoksi myös tosiaikaisesti. CropInfra<br />
noudattaa SOA (Service Oriented Architecture)<br />
periaatteita, ja sen palvelin on linkittynyt ulkopuolisten,<br />
maatilan tiedonhallintaa avustavien sovellusten<br />
palvelimiin standardoitujen tiedonsiirtorajapintojen<br />
kautta, niin pitkälti kuin sellaisia on<br />
määritelty. Tiedonhallintajärjestelmän avusteiset<br />
ominaisuudet, kuten tiedon analysointi, aggregointi,<br />
järjestely ja laskenta päätöksentekoa varten<br />
on toteutettu ns. pilvipalveluina. Maatilan olosuhteista<br />
mitataan ja dokumentoidaan tietoja ympäristöön<br />
sijoitetuilla kiinteiltä anturiverkoilla, kuten<br />
MAASÄÄ-verkosto, joista data siirretään langattomasti<br />
palvelimille. Liikkuvat työkoneet on varustettu<br />
mittausantureilla ja tiedonkeruuyksiköillä<br />
peltotöiden vaiheiden ja tehtävän työn paikkakohtaista<br />
dokumentointia ja tosiaikaista monitorointia<br />
varten. Tiedonsiirto työkoneista palvelimelle<br />
ja vastaavasti ohjeiden siirto takaisin työkoneille<br />
tapahtuu liikkuvan laajakaistan avulla. Näin<br />
alustasta muodostuu standardeja ja automaatiota<br />
hyödyntävä älykäs toimintaympäristö kasvinviljelytöihin<br />
sekä maatilakohtaiseen ympäristötiedon<br />
hallintaan. Rakennettu infrastruktuuri on alati<br />
päivittyvä, ja palvelee erilaisia projekteja tarjoten<br />
olosuhteet tulevaisuuden älykkään tuotannon tutkimiseksi<br />
ja kehittämiseksi.<br />
Konsepti viljelytoimen tulevaisuuden tiedonhallinnasta<br />
Jere Kaivosoja 1 , Raimo Linkolehto 1 , Frederick Teye 1 ja Raimo Nikkilä 2<br />
1. MTT, Vakolantie 55, 03400 Vihti, jere.kaivosoja@mtt.fi<br />
2. Aalto-yliopisto, Otaniementie 17, PL 15500, 00076 Aalto, rnikkila@cc.hut.fi<br />
TIIVISTELMÄ<br />
Tieto- ja viestintäteknologioiden hyödyntäminen<br />
on osoittautunut hyväksi keinoksi saavuttaa<br />
peltoviljelylle asetettuja kehitystavoitteita. Siinä<br />
keskeisessä roolissa ovat maatilan tiedonhallintajärjestelmät<br />
(FMIS), päätöksenteon avusteisuus,<br />
sekä täsmäviljelyn vaatima infrastruktuuri. Nykyään<br />
maatilan tiedonhallintajärjestelmä nähdään<br />
koostuvan useista eri osioista, joista osa on kokonaan<br />
ulkopuolisten palveluntarjoajien toteuttamia.<br />
Nämä eri osiot muodostavat puumaisen hierarkisen<br />
rakenteen. Tätä rakennetta on yleisellä<br />
tasolla tutkittu, mutta käytännön toteutukset ovat<br />
vielä puuttuneet. Tässä tutkimuksessa esitetään<br />
esimerkinomaisesti tulevaisuuden maatilan webpohjaista<br />
tiedonhallintaa yksittäisen viljelyprosessin<br />
näkökulmasta. Loimme vaiheittain toimivat<br />
prototyypit tulevaisuuden viljelytoimista. Ensimmäiseksi<br />
muodostimme yhtenäisen kokonaisuuden<br />
perustuen kaikkiin tyypillisiin peltoviljelytoimenpiteisiin<br />
ja niiden vaatimiin pääprosesseihin.<br />
Tämän jälkeen suunnittelimme mahdollisimman<br />
haasteelliset mutta realistiset tulevaisuuden viljelytoimia<br />
tukevat prosessiketjut, joiden perusteella<br />
rakensimme prototyypin lisälannoituksen<br />
sekä kasvinsuojeluruiskutuksen toiminnallisen<br />
suunnittelun, toteutuksen sekä arvioinnin osalta.<br />
Prototyyppi sisälsi seuraavat vaiheet: ensin alueellisesti<br />
vaihteleva työtehtävä suunnitellaan käyttäen<br />
hyväksi peltolohkon paikkakohtaisia historiatietoja<br />
ja kasvukauden aikaisia tutkimustuloksia.<br />
ASIASANAT<br />
FMIS, tiedonhallinta, GML, lisälannoitus, kasvinsuojeluruiskutus<br />
Suunniteltu työtehtävä lähetetään palveluntarjoajalle,<br />
joka automaattisesti tarkistaa työtehtävän<br />
määräystenmukaisuuden ja huomauttaa mahdollisista<br />
poikkeamista. Tämän jälkeen hyväksytty<br />
työtehtävä ladataan työkoneyhdistelmän käytettäväksi.<br />
Työ voi alkaa, kun palvelimelta saatu säätieto<br />
on sopiva. Mikäli työ joudutaan olosuhteiden<br />
muutoksen takia keskeyttämään, keskeytynyt työ<br />
lähetetään palvelimelle. Uusi työtehtävä lasketaan<br />
muuttuneiden säätöarvojen ja jo toteutuneen työn<br />
perusteella. Työkone jatkaa työtään uusien säätöarvojen<br />
mukaan. Työn loputtua kerätty data lähetetään<br />
palvelimelle, jossa työstä lasketaan tarkat<br />
toteutumakartat. Toteutuma hyväksytetään vielä<br />
määräystenmukaisuuden tarkistavalla palveluntarjoajalla.<br />
Hyväksytty työ siirtyy lohkokirjanpitoon<br />
ja antaa tulevaisuudessa tarkkaa ja tärkeää tietoa<br />
viljelyprosessin onnistumisesta. Esitelty konsepti<br />
osoittaa, että web-pohjaisella puurakenteisella<br />
arkkitehtuurilla voidaan toteuttaa monipuolisia<br />
tulevaisuuden vaatimukset täyttäviä viljelytoimia.<br />
Näin mahdollistetaan useiden eri palveluntarjoajien<br />
hyödyntäminen samalla keventäen viljelijän<br />
työtaakkaa. Suunnitellun ja toteutuneen työn<br />
oikeellisuus saadaan osoitettua jäljitettävyyttä ja<br />
läpinäkyvyyttä varten. Parhaimmillaan aineistojen<br />
monipuolinen saatavuus ja rajapintojen yhtenevyys<br />
mahdollistavat tehokkaamman ja kokonaan<br />
uudenlaisen tietämyksentuottamisen koko viljelyprosessissa.<br />
ASIASANAT<br />
Maatila, tiedonhallinta, infrastruktuuri, internet<br />
98 <strong>Maataloustieteen</strong> Päivät <strong>2012</strong> <strong>Maataloustieteen</strong> Päivät <strong>2012</strong> 99
Change language