Ympäristökioski-sovellus kutsuu viljelijää suunnittelemaan ympäristövastuullisia toimenpiteitä

Maatilayrittäjä on peltojensa käytön paras asiantuntija, mutta voisimmeko päätöksentekoa tukevan sovelluksen avulla kannustaa viljelijää miettimään uusia ratkaisuja tilan toiminnan kehittämiseksi entistä ympäristöystävällisemmäksi? Viljelijät ovat jo pitkään käyttäneet maataloustukijärjestelmään liittyviä viljelyn suunnittelu- ja dokumentointiohjelmistoja sekä niistä jatkokehitettyjä älykkäitä, koottuun ja analysoituun dataan pohjautuvia ohjelmistoratkaisuja esimerkiksi lannoitteiden levitykseen. Ympäristökioskista halusimme kehittää helpon ja yksinkertaisen maatilan ympäristöviisaiden päätösten tekoa tukevan sähköisen työkalun, jonka käyttö onnistuu myös mobiilina.

Ympäristön hoito ja maatilan talous kulkevat käsi kädessä. Toimenpiteiden oikea kohdentaminen on keskeinen asia, joka tulee huomioida etsittäessä niitä maatilalla tehtäviä toimia, jotka hyödyttävät omaa tilaa ja sen ympäristöä tehokkaimmin. Oleellista on tietää mitä tekee, miksi ja missä. Ympäristönhoidon toimenpiteet ovat kuin hyvä investointi, sillä ne tulevat tuottoisiksi pitkällä aikavälillä. Osa toimenpiteistä vaatii investointeja, mutta iso osa toimista on toteutettavissa ilman lisäkustannuksia. [1]

Ympäristöviisas viljelijä -hankkeen puitteissa on kehitetty viljelijän Ympäristökioskia, joka koostuu sovelluksesta ja sivustosta, joita on mahdollista käyttää erikseen tai yhdessä. Kehitystyötä on tehty tiiviissä yhteistyössä ProAgria Oulun asiantuntijoiden kanssa. Sovelluksessa viljelijä etenee tila- ja peltolohkokohtaisten lähtötietojen kokoamisesta ja pohdinnasta kohti toimenpiteitä, joilla hän voi vähentää maatilan vesistö- ja ilmastovaikutuksia sekä parantaa luonnon monimuotoisuutta ja maankasvukuntoa. Sovelluksessa valitsemistaan ympäristönhoidon toimenpiteistä viljelijä saa kootusti lisätietoa ja -ohjeistusta Ympäristökioski-sivustolta. Julkaistua tietoa ja ohjeistuksia viljelyssä huomioitavista ympäristöasioista löytyy hajallaan lukuisista eri lähteistä, joten niiden käytettävyys ja hyödyntäminen ovat olleet viljelijälle haasteellisia.

Luonnonvarakeskus, Suomen ympäristökeskus ja Elävä Itämeri Säätiö (BSAG) kehittivät ja julkaisivat tammikuussa 2021 sähköisenä pdf-lomakkeena toteutetun LumoVesi-työkalun, joka tukee viljelijän päätöksentekoa maatilan ympäristötoimenpiteiden valinnassa ja kohdentamisessa [2]. Ympäristökioskia on Oulun ammattikorkeakoulussa (Oamk) jatkokehitetty LumoVesi-päätöksentekotyökalun pohjalta, johon on saatu kannustusta ja tukea alkuperäisen työkalun kehittäjiltä.

Ympäristökioski-sovellus ja -sivusto

Ympäristökioski-sovelluksen kehitys käynnistyi alkuvuodesta 2021. Aluksi keskusteltiin vaihtoehdoista sovelluksen toteuttamiseksi. Esillä olivat selaimella käytettävä verkkosovellus, puhelimeen asennettava mobiilisovellus ja työasemaan asennettava työpöytäsovellus. Sovelluksesta päätettiin kehittää selaimella käytettävä verkkosovellus. Ympäristökioski-verkkosivustoa käytetään selaimella, jolloin siirtyminen sivustosta sovellukseen ja päinvastoin on luontevaa. Lisäksi toimenpiteiden merkintään tarkoitettujen LumoVesi-laatikoita sisältävien näkymien (kuvio 1) käyttö mobiililaitteella arvioitiin mahdollisesti hankalaksi.

Kehittämisen suuntaviivoiksi otettiin käyttäjäystävällisyys mahdollisimman vähäinen tietojen syöttö. Keväällä 2021 erääksi haasteeksi tunnistettiin maatilojen erilaisuus. Peltolohkojen määrät maatiloilla vaihtelevat paljon. Käytännössä on hyvin erilaista käsitellä sovelluksessa maatilaa, jossa on vain muutamia lohkoja, verrattuna maatilaan, jossa lohkoja voi olla kolminumeroinen lukumäärä. Tähän ratkaisuksi ehdotettiin ryhmittelyä ja suosikkilohkoja. Näistä ryhmittely on toteutettu sovellukseen. Sovelluksessa käyttäjä voi luoda ryhmiä ja lisätä lohkoja ryhmiin mahdollistamalla sen, että ominaisuuksia ja toimenpiteitä voidaan kohdistaa useisiin lohkoihin kerrallaan.

Ympäristökioski-sovelluksen työnkulku

Sovelluksen työnkulku on esitetty kuviossa 2. Ensin käyttäjä rekisteröityy tai kirjautuu sovellukseen, jonka jälkeen hän voi tuoda maatilan peltolohkot sovellukseen Excel-tiedostosta tai vaihtoehtoisesti syöttää ne itse. Tätä seuraa tilatason alkukartoitus, jossa kysytään tilan perustietoja, mahdollisuuksia, resursseja ja mielenkiinnon kohteita. Alkukartoituksessa kysytään lohkokohtaisesti lohkojen sijainnit vesistöihin ja valtaojiin nähden, lohkojen kivennäismaan karkeus ja ominaisuudet. Valittujen ominaisuuksien perusteella valitaan ympäristötoimenpiteet. Työnkulun viimeinen vaihe on kooste, johon tiivistetään alkukartoituksessa syötetyt tiedot, lohkoille valitut ominaisuudet ja valitut ympäristötoimenpiteet.

Responsiivisen käyttöliittymän kehittäminen

Kaksi Oamkin opiskelijatiimiä Tietojenkäsittelyn koulutusohjelmasta kehittivät Ympäristökioski-sovellukselle käyttöliittymäprototyypit keväällä 2021. Niistä saatiin alustavia ideoita sovelluksen käyttöliittymäksi, joka alkoi hahmottua alkukesästä 2021. Syksyllä 2021 sovelluksen kehittäminen eteni sen verran hyvin, että sovellukseen päätettiin kehittää mobiiliystävällinen käyttöliittymä. Työ laitettiin ehdolle avoimena opinnäytetyöaiheena ja sen toteuttamiseen löytyi sopiva tietojenkäsittelyn opiskelija loppuvuodesta 2021.

Alihankkija oli suunnitellut sovellukseen rekisteröitymiseen hyvännäköisen käyttöliittymän ja siitä saatiin idea sovelluksen tyyliksi. Ideana oli sovittaa sovelluksen käyttö sivun keskellä olevaan staattiseen alueeseen, joka responsiivisesti muuttuisi leveämmäksi tai kapeammaksi, riippuen käyttäjän päätelaitteesta. Tavoitteena oli tehdä sovelluksesta miellyttävän näköinen sekä intuitiivinen käyttää, hyödyntäen vihreän eri sävyjä luontoteeman mukaisesti sovelluksen värimaailmana. [3]

Parhaimman käyttökokemuksen takaamiseksi käyttöliittymän suunnittelussa on hyvin tärkeää ottaa huomioon lukuisien eri laitteiden käytettävyys ja koko. Internetin alkuvuosina käytännössä kaikki verkkoselaukseen kykenevät päätelaitteet olivat pöytäkoneita, mutta teknologian ja mobiililaitteiden kehittyessä nykypäivän verkkoliikenteestä globaalisti vain kolmasosa on peräisin pöytäkoneelta [4].

Yksi ennustettu haaste käyttöliittymän kehityksessä oli kaiken sisällön mahduttaminen mobiilikokoon ilman luettavuuden tai käytettävyyden heikkenemistä. Tämä kuitenkin osoittautui turhaksi huoleksi, sillä muun muassa viisisarakkeinen lohkotaulukko oli selkeä pienemmälläkin fontilla ja matriisien käyttö puhelimella sujui ongelmitta. Tiettyjen näkymien suunnittelu ja kehitys jatkuu, jotta sovellukseen saadaan vielä suoraviivaisempi käyttökokemus.

Sovellukseen rekisteröidytään joko viljelijän tai neuvojan roolissa. Neuvojan tehtävä on auttaa viljelijää tilalle soveltuvien ympäristönhoidon toimenpiteiden valinnassa huomioiden myös muun muassa maatilan muu toiminta, talouteen vaikuttavat tekijät sekä maataloustukien mahdollisuudet ja rajaehdot. Rekisteröitymisen jälkeen avautuvassa Koti-näkymässä käyttäjä voi tuoda lohkot Excel-tiedostosta tai syöttää tilan tiedot itse. Testitilan tietojen tuonti on jätetty sovellukseen kokeilutarkoituksia varten.

Kuviossa 3 vasemmalla on sovelluksen Lohkot-näkymä pöytäkoneella ja oikealla mobiililaitteella. Näkymässä listautuvat maatilan lohkot, joiden tietoja käyttäjä voi halutessaan muokata tai poistaa. Käyttäjällä on myös mahdollisuus lisätä uusia lohkoja tilaan. Sovelluksen seuraavassa näkymässä käyttäjä voi myös vapaaehtoisesti luokitella haluamansa lohkot ryhmiin.

Kuviossa 4 vasemmalla on Ominaisuudet-näkymä ja oikealla Valitut ominaisuudet -näkymä, kun laitteena on käytetty älypuhelimen selainta. Ominaisuudet-näkymässä käyttäjä valitsee lohkoille ominaisuuksia merkitsemällä niitä joko ryhmille tai yksittäisille lohkoille. Valitut ominaisuudet -näkymä sisältää kaikki ne lohkot, joille on valittu ominaisuuksia ja tämän näkymän linkeistä käyttäjä siirtyy Toimenpiteet-näkymään, jossa hän valitsee ominaisuuskohtaisesti ympäristötoimenpiteet.

Opiskelijoita aktiivisesti mukana kehitystyössä

Oamkin opiskelijoiden työpanos on ollut merkittävä Ympäristökioskin kehittämisessä, rakentamisessa ja sisällöntuotannossa. Ensimmäiset askeleet Ympäristökioski sai luonnonvara-alan opiskelijoiden Innovation Plan -kurssityön tuloksena. Tietojenkäsittelyn opiskelijaryhmä kokosi pian sen jälkeen luonnoksia Ympäristökioskin näkymistä ja vaiheista Mobile Project -opintojaksolla. Kolme agrologiopiskelijaa on ollut kokoamassa ja tuottamassa ympäristönhoidon toimenpiteitä ohjeistavia tietopaketteja, videoita ja infograafeja osana opinnäytetyötään.

Sovelluksen käyttökokemusten kokoamiseen haastoimme viljelijänä jo kokeneen opiskelijan, jonka henkilökohtaisten projektiopintojen tuloksena saimme arvokasta palautetta kehitystarpeista. Sovelluksen mobiiliystävällinen käyttöliittymä perustuu tietojenkäsittelyn opiskelijan opinnäytetyöhön ja opiskelija kehitti sovellusta myös ammattiharjoittelun muodossa. Toisessa tietojenkäsittelyn opinnäytetyössä opiskelija kehitti työkalun ympäristötoimenpiteitä sisältävien LumoVesi-laatikoiden piirtämiseen ja ylläpitoon.

Kaksi eri lukiolaisryhmää testasi Ympäristökioski-sovellusta. Testauksen taustalla on yhteistyö TIKO-silta-hankkeen kanssa, jonka päätavoitteena on lukioiden ja korkeakoulujen välisen yhteistyömallin tuottaminen [5]. Ensimmäinen testaus toteutui syksyllä 2021 Teamsissa järjestetyssä etätilaisuudessa. Toukokuussa 2022 järjestettiin toinen testaus Oamkin tiloissa Linnanmaan kampuksella. Testauksissa lukiolaiset etsivät sovelluksesta toiminnallisia virheitä ja käytettävyysongelmia. Molemmat testaukset onnistuivat ja osoittautuivat hyödyllisiksi sovelluksen jatkokehittämisen kannalta.

Ympäristökioski-sovellusta testasi myös tietojenkäsittelyn opiskelija Tietojenkäsittelyn koulutusohjelman Ohjelmistotestausprojekti-opintojaksolla touko-kesäkuussa 2022. Projektiin sisältyi toiminnallisuuden ja käytettävyyden testausta painottuen älypuhelimella testaamiseen. Ennen testausprojektia sovellusta oli testattu pääosin kannettavien tietokoneiden selaimilla.

Testaus älypuhelimen erilaisilla selaimilla nähtiin tärkeänä mahdollisimman aidon käyttökokemuksen vuoksi. Samalla testauksessa löydettiin sellaisia virheitä ja poikkeamia, jotka eivät tule esille käytettäessä tietokoneen selaimia. Testaus suoritettiin Android-laitteella käyttämällä Chrome-, Firefox- ja Edge-selaimia. Testauksen tulokset raportoitiin ruudunkaappauskuviin tukeutuen Word- ja Excel-ohjelmistoilla. Projekti onnistui erittäin hyvin. Käytettyyn testausaikaan nähden projektissa onnistuttiin löytämään sekä toiminnallisia virheitä että poikkeamia eri selainten välillä.

Käyttäjäpalaute viimeistelee Ympäristökioskia

Ympäristökioskin kehitystyö on toteutettu tietojenkäsittelyn ja luonnonvara-alan toimijoiden, asiantuntijoiden, opettajien ja opiskelijoiden yhteistyönä. Sisällöntuotantoon, koodaukseen ja testaukseen on osallistunut useita kymmeniä henkilöitä erikokoisella ja eri asiantuntemuksella varustetulla työpanoksella.

Sovelluksen pohjana käytettiin jo aiemmin koottua sähköistä viljelijöille suunnattua sähköistä päätöksentekotyökalua, johon sisältyvät osin haasteellisetkin näkymät on käyttöliittymän kehitystyön tuloksena saatu onnistuneesti toteutettua.
Sovelluksen käyttöliittymä toteutettiin responsiivisena, joka mahdollistaa sen käytön pöytäkoneelta, tabletilta tai mobiililaitteelta käyttäjän, viljelijän tai neuvojan, tarpeiden ja toiveiden mukaisesti. Opinnäytetyössään tietojenkäsittelyn opiskelija perehtyi käyttöliittymän eri toteutusmahdollisuuksiin ja valitsi sitten toteutukseen Ympäristökioskille soveltuvimman tekniikan.

Ympäristökioskin sivustoa ja sovellusta tullaan testaamaan laajemmin viljelijöiden keskuudessa syksyn 2022 aikana. Käyttökokemusten ja palautteen pohjalta kokoamamme jatkokehitysmahdollisuuksia sekä selvitämme potentiaalisia hallinnoijatahoja Ympäristökioskille.

Ojala Pekka, lehtori
Oulun ammattikorkeakoulu, Informaatiotekniikan yksikkö, tietojenkäsittely

Käyhkö Virpi, projektipäällikkö
Oulun ammattikorkeakoulu, Tekniikan ja luonnonvara-alan yksikkö, luonnonvara-ala

Alatalo Antte, tradenomi (AMK), tietojenkäsittely
Oulun ammattikorkeakoulu, Informaatiotekniikan yksikkö, tietojenkäsittely

Kaikki TIKO-silta-hankkeen julkaisut Oamk Journalissa

Kaikki Ympäristöviisas viljelijä -hankkeen julkaisut Oamk Journalissa

Lähteet

[1] TEHO Plus -hanke. Maatilan ympäristökäsikirja. TEHO Plus -hankkeen julkaisu 1/2013. Hakupäivä 3.6.2022. https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-257-852-5

[2] Baltic Sea Action Group. LumoVesi-työkalu. Hakupäivä 3.6.2022. https://carbonaction.org/fi/materials/lumovesi-tyokalu/

[3] Alatalo, A. 2022. Responsiivisen käyttöliittymän toteuttaminen Ympäristökioski-sovellukselle. Oulun ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö. Hakupäivä 3.6.2022. https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022060314966

[4] Enge, E. 2021. Mobile vs. Desktop Usage in 2020. Hakupäivä 6.6.2022. https://www.perficient.com/insights/research-hub/mobile-vs-desktop-usage#:~:text=Globally%2C%2068.1%25%20of%20all%20website,total%20time%20on%20site%20globally

[5] Oulun ammattikorkeakoulu. TIKO-silta-hanke. Hakupäivä 6.6.2022. https://www.oamk.fi/fi/tutkimus-ja-kehitys/tki-ja-hanketoiminta/tiko-silta