Satelliittikuvista tulossa maataloustutkimukselle tärkeä työkalu, kunhan koneet oppivat tunnistamaan kuvien ilmiöitä – apua tarvitaan viljelijöiltä

Pirjo Peltonen-Sainio on testannut talvituhojen ilmoittamista myös itse. Tiistaina aamupäivällä hän kirjasi muistiin talvituhoja Vihdissä. Kuva: Jarno Mela

Kun Suomi liittyi EU:n jäseneksi vuonna 1995, viljelijöiden keskuudessa alkoi kiertää sitkeä uskomus taivaalla risteilevistä, viljelytoimia valvovista satelliiteista.

Tosiasiassa tässä uskomuksessa paikkaansa pitää ainoastaan se, että taivaalla todellakin risteilee satelliitteja. Jokaista risahdusta ne eivät pelloilta kirjaa viranomaisten tietoon – siitä puhumattakaan, että aineistosta legendan mukaisesti kytättäisiin viljelijöiden tekemisiä.

Sen sijaan maataloustutkimukselle satelliittien hyödyntäminen on valtava mahdollisuus.

Esimerkiksi EU:n oma kahdesta satelliitista koostuva Sentinel-2-järjestelmä tuottaa ympäri vuoden aikasarjoja, joista voidaan tehdä havaintoja maan pinnalla – esimerkiksi kasvillisuudessa – tapahtuvista muutoksista.

Näitä aikasarjoja – eli tasaisin väliajoin otettuja kuvia – voitaisiin hyödyntää esimerkiksi sadon ennustamisessa, eri syistä johtuvien satotappioiden tunnistamisessa sekä talviaikaisen kasvipeitteisyyden ja eri muokkaustapojen tunnistamisessa.

Nykyistä laajemman hyödyntämisen tiellä on kuitenkin yksi iso kompastuskivi. Kattavat "opetusaineistot" puuttuvat, kuten Luonnonvarakeskus Luken tutkimusprofessori Pirjo Peltonen-Sainio asian ilmaisee.

"Meillä on varsin rajallisesti itse tuotantotilanteita kuvaavia aineistoja, joita voisi käyttää rinnalla satelliittikuvia tulkittaessa."

Opetusaineistoja tarvitaan nimenomaan satelliittikuvia tulkitsevaa järjestelmää itseään varten. Järjestelmälle pitää käytännössä opettaa, mikä sen kuvassa havaitsema ilmiö on.

Esimerkiksi sopii vaikkapa kuvitteellinen tilanne, jossa järjestelmä havaitsee kasvulohkolla aarin kokoisen alueen, jolla on jotain sille entuudestaan vierasta.

Avuksi tarvitaan tällöin ihminen, joka on esimerkiksi käynyt kyseisessä kohteessa ja tietää, mistä on kyse. Kun hän kertoo järjestelmälle, että jääpolte on tuhonnut syysviljakasvuston ja tästä ilmiöstä on riittävän kattavasti näyttöä, järjestelmä kykenee jatkossa tulkitsemaan vastaavanlaisen ilmiön itse.

Näin kone oppii vähitellen tulkitsemaan havaitsemiaan tapauksia ja tulkintaa kyetään automatisoimaan.

Tutkimusprofessori Pirjo Peltonen-Sainio toivoo viljelijöiltä ilmoituksia erilaisista satotappioita aiheuttavista aloista pitkin kasvukautta. Kuva: Jarno Mela

Tämänkaltaista järjestelmän "opetustyötä" tehdään paraikaa Lukessa käynnissä olevassa Digitalis-hankkeessa.

Avuksi tässä opetustyössä tarvittaisiin myös viljelijöitä. Digitalis-hankkeen tutkijat toivovat, että viljelijät voisivat ilmoittaa omia havaintojaan tutkijoiden käyttöön.

Viljelijöiden toivotaan ilmoittavan omilta pelloiltaan esimerkkejä aloista, joilla ilmenee syystä tai toisesta satotappioita aiheuttavia tuhoja. Näiden tietojen avulla järjestelmää kyettäisiin opettamaan satelliittien tuottaman kuva-aineiston analysoinnissa.

Ensi vaiheessa viljelijöiltä toivotaan tietoja jo nyt paikoin nähtävillä olevista talvituhoista, mutta kasvukauden edetessä tutkijoiden käyttöön toivottavasti kertyy monipuolisesti tietoa kaikenlaisista satotappioiden aiheuttajista, Peltonen-Sainio toteaa.

Tietojen keruuta varten Luke on avannut nettiin helppokäyttöisen lomakkeen, johon satotappion aiheuttajaa koskevat tiedot sekä tarkka sijainti on helppo syöttää ja lähettää tutkijoiden käyttöön. Linkki lomakkeeseen on tämän jutun lopussa.

Lomakkeeseen kirjataan tiedot ainoastaan yhdestä satotappiosta kerrallaan, mutta lomakkeen lähetyskertoja ei ole rajoitettu. Sen voi täyttää ja lähettää niin monesta kasvukauden aikana havaitsemastaan satotappiokohteesta kuin haluaa.

"Tarkoitus on, että aineistoa kertyisi pitkin kesää. Omia havaintojaan voi täyttää lomakkeeseen ja lähettää meille sitä mukaa, kun raportoitavaa ja raportointi-intoa ja -aikaa on."

Satovahingon aiheuttaja ilmoitetaan lomakkeessa rastittamalla sopiva annetuista vaihtoehdoista. Jos sopivaa ei ole, sen voi syöttää myös avoimeen vastauskenttään.

Samalla tavalla ilmoitetaan lohkolla viljeltävä kasvi.

Lisäksi ilmoitetaan oma arvio siitä, kuinka suurella osalla kasvu- tai peruslohkosta kasvusto on tuhoutunut.

Satovahinkokohteen sijainnin voi ilmoittaa joko merkitsemällä lomakkeeseen lohkon tunnuksen tai koordinaatit. Koordinaattienkaan määrittely ei ole nykytekniikalla vaikeaa, Peltonen-Sainio vinkkaa.

Tieto löytyy älypuhelimien ilmaisista karttasovelluksista.

Esimerkiksi Google Maps -sovelluksesta lohkon tarkat koordinaatit löytyvät tarkentamalla näytön karttakuvaa niin, että lohko näkyy siinä. Sen jälkeen kyseistä lohkoa painetaan sormella jostain kohtaa niin pitkään, että karttakuvaan ilmestyy punainen merkki ja näytön alareunaan Lisätty merkki -välilehti. Koordinaatit löytyvät välilehdeltä.

Koordinaattien ei tarvitse olla juuri lohkon satotappiokohdasta, kunhan ne ovat kyseiseltä peltolohkolta, Peltonen-Sainio korostaa.

Lohkotunnuksen puolestaan löytää helposti esimerkiksi Vipu-palvelusta ja lohkokartoista.

Lomakkeen voi mainiosti täyttää vaikka kännykällä pellon laidasta. Itse Peltonen-Sainio on kuitenkin kirjannut kasvustohavaintonsa muistiin perinteiseen tapaan paperille ja täyttänyt lomakkeet vasta kotona tietokoneella.

Lomake satotappioiden ilmoittamista varten:

• Digitalisaatio – mahdollisuudet käytännön sovelluksiksi (Digitalis) on Luonnonvarakeskuksen hanke, jossa kartoitetaan uudenlaisia käyttökohteita satelliittien tuottamille kaukokartoitusaineistoille.
• Hanke alkoi vuoden 2019 alussa ja se jatkuu 31.3.2022 asti.
• Hankkeen tavoitteena on kartoittaa, millaisia käyttökohteita satelliittidatalle voisi Suomen maataloustutkimuksessa ja käytännön kasvintuotannossa olla. Samalla pyritään tehostamaan digitalisaation avulla erilaisia maataloustuotantoon liittyviä ennusteita, tilastointia ja seurantaa.
• Tavoitteena on, että aineiston avulla pystytään tuottamaan tietoa peltolohkoista niin, että tuloksena on käyttökelpoista tietoa niin tilatasolla, aluetasolla kuin valtakunnallisestikin.
• Hanketta rahoittaa Maatilatalouden kehittämisrahasto Makera. Yhteistyökumppaneina hankkeessa ovat Maanmittauslaitos ja Ruokavirasto.