Ohran verkkolaikun esiintymisen datapohjainen ennustaminen

Väitöstyössä tutkittiin, kuinka ohrassa esiintyvää, yleistä kasvitautia nimeltä verkkolaikku ja sen esiintymistä voidaan ennustaa säätietojen avulla. Verkkolaikku voi heikentää satoa merkittävästi ja sitä torjutaan kiertoviljelyllä sekä kemiallisilla torjunta-aineilla. Tässä tutkimuksessa hyödynnettiin laskennallisia menetelmiä, eli säämittauksista tehtyjä matemaattisia malleja kyseisen taudin esiintyvyyden ennakoimiseksi.

Tutkimuksessa analysoitiin Ilmatieteen laitoksen säähavaintoja ja ohran verkkolaikun esiintymistä koskevia mittauksia 26 vuoden ajalta. Käytettävissä oli yhteensä 36 toisistaan riippumatonta mittausaineistoa useilta eri pelloilta Suomessa. Näistä havainnoista muodostettiin uusia laskennallisia piirteitä erilaisten matemaattisten operaatioiden avulla. Valittujen piirteiden avulla kehitettiin luokittelumenetelmä, jonka avulla pyrittiin arvioimaan, kuinka voimakkaana kasvitauti esiintyy.

Tulokset osoittivat, että säätiedoissa on riittävästi informaatiota verkkolaikun ennustamiseen jo kasvukauden alkuvaiheessa. Tiedon määrä ja laatu kuitenkin vaihtelevat kasvukauden aikana ja tämä vaikuttaa ennusteen tarkkuuteen. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että ennusteen ajoittaminen kasvukaudella voidaan määrittää automaattisesti termisen kasvukauden alun mukaan, mikä helpottaa menetelmän hyödynnettävyyttä käytännössä.

Kehitetty ennustemenetelmä perustuu matemaattisten luokittelijoiden yhdistämiseen. Parhaat tulokset saatiin yhdistelmämalleilla, joissa eri luokittelijoiden tulokset yhdistettiin geometrisen keskiarvon avulla. Näin saavutettiin lähes täydellinen ennustetarkkuus käytetyllä testiaineistolla. Luotettava tautiennuste auttaa viljelijöitä ajoittamaan torjunta-aineiden käytön oikea-aikaisesti, mikä vähentää kustannuksia sekä ympäristöhaittoja ja tukee kestävää maataloutta.