Automatisoitu, jatkuva ympäristöolosuhteiden seuranta ja seurantatiedon laatu Maasää-hankkeessa

Maasää-hankkeessa (6/2007-12/2008) suunniteltiin ja rakennettiin jatkuvatoiminen, automaattinen Maasää-anturiverkko tuottamaan tiheäfrekvenssistä ja spatiaalisesti tarkkaa ympäristöolosuhdetietoa Karjaanjoen valuma-alueelta. Lisäksi kehitettiin tuotetun datan laadunvalvontajärjestelmää, sekä testattiin datan hyödyntämistä maatalouden ja vesienseurannan sovelluksissa. Hankkeen toteuttivat Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, Suomen ympäristökeskus ja Ilmatieteen laitos sekä 11 yritystä ja yhdistystä. Tutkimuslaitosten yhteistyö jatkuu nyt MMM:n rahoittamassa kolmivuotisessa EnviSense-hankkeessa, jossa jatketaan Maasää-verkon kehittämistä ja hyödyntämistä maatalouden sovelluksissa Tässä artikkelissa on esitellään Maasää-mittausverkko ja arvioidaan verkon toiminnan luotettavuutta ja mittausten laatua. Arvio tehdään tarkastelemalla huolto- ja ylläpitotoimia hankkeen koko keston ajalta ja laadunvarmistusalgoritmien liputtamia puuttuvia, epäilyttäviä ja virheellisiä havaintoja 4 kk:n ajanjaksolta. Maasää-anturiverkko koostuu noin 70 mittauspisteestä, jotka tuottavat päivittäin noin 30 000 havaintoa paikallisesta säästä (lämpötila, ilmankosteus, ilmanpaine, tuulen suunta ja nopeus), vedenlaadusta (veden sameus, nitraattityppipitoisuus) sekä maankosteudesta. Antureiden mittausfrekvenssi vaihtelee 15 min:sta tuntiin. Mittaustiedot siirtyvät havaintoasemilta langattomasti ja lähes reaaliaikaisesti kahteen tietokantaan, jotka ovat käytettävissä internetin kautta. Sää-, maankosteus- ja optiset sameushavainnot käyvät päivittäin läpi automaattisen laadunvarmistuksen, jossa tarkistetaan että havaintoasemat mittaavat ja että mittaukset ovat ennalta sovittujen raja-arvojen välissä. Tiedot puuttuvista, epäilyttävistä ja virheellisistä havainnoista lähetetään laadunvarmistajalle, ja niiden perusteella arvioidaan antureiden huoltotarpeita. Tietokantaan talletetaan havainnon laadusta kertova koodi. Spektrometrien tuottamat mittaukset käyvät läpi asiantuntijan suorittaman manuaalisen tarkastuksen ja korjauksen. Puuttuvien havaintojen osuus on pysynyt pienenä (sääasemien puuttuvien havaintojen osuuden mediaani oli 0.6 % ja sameusasemien 1.4 %). Asemien välinen vaihtelu oli kuitenkin suurta. Yleisimpänä syynä olivat väliaikaiset virransaantiongelmat. Epäilyttäviä tai virheellisiä havaintoja löydettiin 0.06 %. Yleisimpiä ne olivat sameusasemilla, jossa ne johtuivat pääosin veden sameuden yksittäisistä piikkiarvoista tai vedenpinnankorkeusmittareiden sijaintiongelmista. Huoltotoimia aiheuttivat eniten virransaantiongelmat (88 kpl) tai sameusantureiden likaantuminen (noin 64 kpl). Nykyinen laadunvarmistusjärjestelmä paljastaa suurimmat virheet datassa ja tehostaa mittausverkon huoltoa ja ylläpitoa. Emme vielä tiedä kuinka moni epäilyttävä tai virheellinen havainto jäi huomaamatta. Toisaalta osa nykyisistä datan laatuongelmista on jatkossa vältettävissä kun anturiverkon toiminta vakiintuu. Toimivan laadunvarmistus- ja hälytysjärjestelmän ja huollon tärkeys tuli kuitenkin selkeästi esille.