Automated control of compliance with production standards in precision agriculture

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Seilonen, Ilkka, Doc., Aalto University, Finland
dc.contributor.author Nikkilä, Raimo
dc.date.accessioned 2013-05-28T09:00:27Z
dc.date.available 2013-05-28T09:00:27Z
dc.date.issued 2013
dc.identifier.isbn 978-952-60-5172-7 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-5171-0 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/10230
dc.description.abstract Significant manual effort is currently involved in monitoring the compliance of agricultural production with legislation. While this administrative effort has little actual benefit for farms, compliance with legislation, or more generally production standards, is tied to the payout of economically vital farm subsidies. Information technology, together with the data collected automatically in precision agriculture, could alleviate this problem by automatically determining compliance with a significant portion of agricultural production standards. This thesis identifies the technical requirements of automated compliance control, formulates a design that conforms with the requirements of the stakeholders in precision agriculture and evaluates this design. The primary research objective can be further subdivided into three information systems: a farm management information system (FMIS) for precision agriculture, an infrastructure of Web services for automated compliance control and finally, spatial computer inference. These research objectives are addressed with the methodology of design science, using the agricultural field operation of precise fertilisation as the principal use case for automated compliance control. The results consist of information system designs and evaluation of these designs for functionality and feasibility. This thesis contributes the designs for three information systems: a software architecture for an FMIS in precision agriculture, a service infrastructure for automated compliance control and spatial computer inference with an interchangeable rule format. Through their prototype implementations, these are evaluated to constitute the necessary framework for automated compliance control. While technically demanding, automated compliance control with pertinent agricultural legislation is attainable, given the functionality of precision agriculture and the information systems presented in this thesis. However, the feasibility of the process relies on a degree of data interchange, which due to the lack of established data formats is currently difficult in agriculture. On the other hand, parts of the proposed solution can be applicable on a shorter time frame in agriculture or other domains.  en
dc.description.abstract Maatalouden tuotantosäännöstöjen valvontaan käytetään nykyisin huomattava määrä ihmistyötä. Tuotantosäännöstöjen noudattaminen on edellytyksenä maatiloille maksettavista ja taloudellisesti elintärkeistä maataloustuista, vaikka maksatuksen edellyttämä hallinnollinen työ ei juurikaan hyödytä tiloja. Edellä mainittua työmäärää olisi kuitenkin mahdollista vähentää ja työtä helpottaa informaatiotekniikalla käyttäen täsmäviljelyssä automaattisesti kerättyä tietoa konepäättelyssä. Tämä väit östutkimus kattaa automaattisen tuotantosäännöstöjen valvonnan teknisen toteutuksen. Järjestelmän vaatimukset ja rakenne perustuvat täsmäviljelyn tunnistettuihin sidosryhmiin. Mainittu tavoite jakautuu kolmeen keskeiseen tietojärjestelmään: yleiseen täsmäviljelyn tiedonhallintajärjestelmään, verkkopalveluarkkitehtuuriin tuotantosäännöstöille sekä konepäättelyyn paikkatiedolla. Näihin tavoitteisiin pyritään suunnittelutieteen metodein käyttäen täsmälannoitusta tuotantosäännöstöjen automaattisen valvonnan pääasiallisena käyttötapauksena. Väitöstutkimukseen sisältyy tietojärjestelmien suunnittelu ja niiden toiminnallisuuden sekä toteutuksen mielekkyyden arviointi. Väitöstutkimuksen tuloksina esitetään kolme tietojärjestelmää: yleinen tiedonhallintajärjestelmä täsmäviljelyyn, verkkopalveluarkkitehtuuri tuotantosäännöstöjen valvontaan sekä paikkatietoa käsittelevä konepäättelijä, joka tukee järjestelmien välillä vaihdettavaa sääntöesitysmuotoa. Edellä mainittujen tietojärjestelmien prototyyppitoteutusten perusteella on todettavissa niiden yhdessä muodostavan riittävän tietoinfrastruktuurin tuotantosäännöstöjen automaattiseen valvontaan. Automaattinen tuotantosäännöstöjen valvonta on teknisesti haastavaa, mutta täsmäviljelyssä kerätyn tiedon ja esitettyjen tietojärjestelmien avulla sillä pystytään kattamaan suurin osa tuotantosäännöstöistä. Sen tekninen ratkaisu ei kuitenkaan ole ongelmaton, sillä maatalouden standardoimattomat ja vakiintumattomat tiedon esitysmuodot edellyttävät huomattavaa ja usein epäkäytännöllistä tietointegraatiota. Osia esitetystä ratkaisusta voitaisiin toisaalta hyödyntää sellaisenaan lyhyehköllä aikavälillä, sekä mahdollisesti myös muilla sovellusalueilla kuin maataloudessa.  fi
dc.format.extent 80 + app. 71
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 84/2013
dc.relation.haspart [Publication 1]: Raimo Nikkilä, Ilkka Seilonen, Kari Koskinen. Software architecture for farm management information systems in precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, 70, 328-336, March 2010.
dc.relation.haspart [Publication 2]: Edward Nash, Jens Wiebensohn, Raimo Nikkilä, Anna Vatsanidou, Spyros Fountas, Ralf Bill. Towards automated compliance checking based on a formal representation of agricultural production standards. Computers and Electronics in Agriculture, 78, 28-37, August 2011.
dc.relation.haspart [Publication 3]: Edward Nash, Raimo Nikkilä, Jens Wiebensohn, Kai Walter, Ralf Bill. Interchange of geospatial rules - towards georules interchange format (GeoRIF)?. GIS.Science, 24, 82-94, 2011.
dc.relation.haspart [Publication 4]: Raimo Nikkilä, Jens Wiebensohn, Edward Nash, Ilkka Seilonen, Kari Koskinen. A service infrastructure for the representation, discovery, distribution and evaluation of agricultural production standards for automated compliance control. Computers and Electronics in Agriculture, 80, 80-88, January 2012.
dc.relation.haspart [Publication 5]: Raimo Nikkilä, Jens Wiebensohn, Edward Nash, Ilkka Seilonen, Kari Koskinen. Spatial inference with an interchangeable rule format. International Journal of Geographical Information Science, DOI: 10.1080/13658816.2012.750323, 2013.
dc.subject.other Computer science en
dc.subject.other Environmental science en
dc.title Automated control of compliance with production standards in precision agriculture en
dc.title Tuotantosäännöstöjen automaattinen valvonta täsmäviljelyssä fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Electrical Engineering en
dc.contributor.department Automaatio- ja systeemitekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Automation and Systems Technology en
dc.subject.keyword FMIS en
dc.subject.keyword farm management information system en
dc.subject.keyword RIF en
dc.subject.keyword rule interchange format en
dc.subject.keyword spatial inference en
dc.subject.keyword precision agriculture en
dc.subject.keyword konepäättely paikkatiedolla fi
dc.subject.keyword täsmäviljely fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-5172-7
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Koskinen, Kari, Prof., Aalto University, Finland
dc.opn Sørensen, Claus, Dr., Aarhus University, Denmark
dc.contributor.lab Information and Computer Systems in Automation en
dc.rev Wolfert, Sjaak, Dr., Wageningen University, The Netherlands
dc.rev Kauppinen, Tomi, Dr., Aalto University School of Science, Finland
dc.date.defence 2013-06-07


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account