Knowledge-based data services : LifeData 2011-2015 : Layman's report

Luken kirjat, raportit, oppaat ja esitteetSekä Luonnonvarakeskuksen (Luke) että Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tavoitteena on luonnonvaroihin ja ympäristöön liittyvien tutkimusaineistojen ja tietojen yhtenäistäminen, avaaminen asiakkaille ja käytön edistäminen. Tavoitteeseen pääsy edellyttää tutkimusaineistojen tuottamista sähköiseen muotoon, yhdenmukaista tietojen ja aineistojen sisällön kuvailua sekä tiedon tuomista tarjolle käyttäjäystävällisten palvelunäkymien kautta. Tarvitaan joustavuutta ja kykyä virittää aineistot yhä uusien tutkimuskysymysten äärelle ja siten turvata aineistojen käytettävyys tutkijasukupolvelta toiselle. LifeData –projekti on osaltaan vienyt tavoitetta eteenpäin. Työn tuloksena on syntynyt uusia tutkimusaineistojen säilyvyyttä ja käytettävyyttä tukevia palveluita. Näitä palveluita esitellään tässä julkaisussa. LifeData –hankkeen työ perustuu hankkeen alussa laatimaamme palvelukartoitukseen, jossa selvitimme keskeiset tiedon käyttäjäosapuolet sekä heidän tiedon tarpeensa. Tiedon käyttäjä haluaa luotettavaa dataa ja valmiiksi pureskeltua, ajantasaista tietoa nopeasti ja ketterästi käyttöönsä jatkojalostaakseen tietoa edelleen. Tämä oli keskeisin ohjenuora, kun lähdimme toteuttamaan uusia palveluitamme ja tarjoamaan tietoa näkyville. Digihaaste Työ käynnistyi vuonna 2011 Metsäntutkimuslaitoksen aloitteesta. Mukaan tulivat Suomen ympäristökeskus, Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos (RKTL) sekä Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT). Metlasta, RKTLstä ja MTTstä tuli yksi organisaatio, kun Luke aloitti toimintansa vuoden 2015 alusta. Tuolloin olimme jo etunojassa tuottamassa digitaalisia palveluita tutkimuskäyttöön. Hieman myöhemmin Sipilän hallituksen toimesta kansalliseksi haasteeksi linjattiin digitalisaatioon pyrkiminen. Myös tämä tavoite oli linjassa LifeData–hankkeen tulostavoitteiden kanssa. Voimme todeta, että olemme ottaneet samalla konkreettisen askeleen kohti sähköistä ja entistä palvelevampaa aikakautta. Olemme tuottaneet tietopohjaamme, dataamme, näkyville ja paremmin tarjolle sekä automatisoineet aiemmin manuaalisia työvaiheita datan tallennuksen ja laskennan, visualisoinnin ja raportoinnin osalta. Mittavien aineistomassojen tarjolle tuottaminen on melkoinen urakka. Työn tärkeys on Lukessa tunnistettu ja digihaasteeseen tartutaan jatkossa entistä vahvemmin. LifeData on pohjustanut tätä tavoitetta; se on avannut Lukessa ja SYKEssä ylläpidettävät metatietopalvelut (s. 6–7). Metatietopalvelun avulla saadaan näkymiä aineistokokonaisuuksiin. Näkymä tietokokonaisuuksistamme palvelee sekä talotason kehittämishankkeita liittyen tiedon digitalisointiin että tutkijoita ja asiakkaita, jotka etsivät esimerkiksi yhteistyökumppaneita uusiin projekteihin ja ovat kiinnostuneita osaamisestamme. LifeDatassa on tuotettu myös erityyppisille käyttäjille suunnattuja palveluita: • Tutkijakäyttöön on Lukessa tarjolla DataPuu – Metsädatapalvelu (s. 8–9), joka avaa näkymiä kansainvälisestikin merkittävään aineistokokonaisuuteen, pitkäaikaisiin seurantakokeisiin. Palvelu automatisoi tiedon tallennusta, laskentaa, raportointia ja jatkoprosessointia mm. asiakastuotteiden suuntaan. • Sidosryhmiä, päättäjiä ja kansalaisia varten on kehitetty Riistakolmiot.fi –palvelu (s. 10–11). Palvelu tuottaa ajantasaista tietoa riistakannasta sekä monipuolista lajitietoa nettisivujen kautta. Nettikäyttöliittymän avulla olemme voineet myös ulkoistaa pienriistan kartoitustietojen tallennuksen sidosryhmille. Uutena käyttäjäryhmänä palvelulle ovat nousemassa lapset ja koululaiset. • Vesistöistä kiinnostuneille lähinnä ammattikäyttäjille on SYKEssä laadittu karttapohjainen nettiselainsovellus Value (s.12–13). Vesistöistä kiinnostuneille on SYKEssä laadittu VALUE - valuma-alueen rajaustyökalu. Karttapohjainen nettiselainsovellus on tarkoitettu helpottamaan valuma-aluetietoa vaativia tehtäviä. Työssä on huolehdittu tietovarantojen ja sähköisten palvelujen yhteentoimivuudesta, joka luo edellytykset tietotyyppien yhdistelylle sekä edelleen kustannustehokkaalle toiminnalle. Tämä on edellyttänyt tietosisällön ja –rakenteiden kuvaamista. Tietovarannot muodostavat arkkitehtoonisen kokonaisuuden, jossa kullakin osalla on oma tehtävänsä.- ABSTRACT The Natural Resources Institute (Luke) as well as the Finnish Environment Institute (SYKE) are focused on producing essential environmental information that is openly accessible, easy to use and easily combined to new datasets. In order to meet this goal, the data sets should be in an electronic format, properly documented and easy to use via appropriate user interfaces. The LifeData-project has taken important steps in order to achieve this goal; we have rationalized the use of the collected data to bridge the gap between data/information producers and users. As a result we have implemented several knowledge-based data services and improved the life cycle and accessibility of environmental data. The services are described in the following in greater detail. LifeData results are based on the customer analysis, which was carried out at the very beginning of the project. The results clearly indicated that our customers need reliable data and summarized information, quickly and flexibly for use. This served as our guiding principle when the following services were developed and implemented. Digital Challenge The project was initiated in 2011 by the Forest Research Institute (Metla). SYKE, The Finnish Game and Fisheries Research Institute (RKTL) and the Agrifood Research Finland (MTT) also participated in the project as they recognized similar developmental requirements for their data services. After that, Metla, RKTL and MTT merged into one organization at the beginning of 2015 when Luke started to operate. By then, we were already at the forefront of producing new electronic services for the users. A bit later our new governmental administration determined that our national goal is to enable the data users to have easy access to important national databases. This goal was also in line with our project aims. We are therefore very pleased that we have already taken part in this new era of flexible and better serving knowledge-based solutions. We have opened our information sources to be better available to users, rationalised our data collection, storage and (re)use, and automatized data calculation, visualisation, and reporting. On the whole, it has been and will contunue to be a massive task to open our vast information sources. The importance of this task has been recognized in our organizations and additional steps will be taken in the future to implement this task more comprehensively. LifeData has provided a good and solid base for these aims; we have opened metadata services by Luke and SYKE (pages 6-7) hence permitting views into our knowledge base. This serves 1) the further projects, in which we continue with the digitalization tasks, and 2) researchers and customers who are keen to use our knowledge and find new partners for various co-operation tasks. In addition, the LifeData produces various services for more focused users as follows: • Particularly for the research use we have implemented in Luke DataPuu –Forest data service, which opens up the worldwide important monitoring data of forest experiments (pages 8–9). The service automatizes data storing, calculation and reporting and further processing in order to produce various customer products or further services. • For serving a wide scale of customers, such as stakeholders, decision makers and citizens, we have implemented the riistakolmiot.fi –service (pages 10–11). The service produces online information on game statistics and species via internet. By providing a new user interface we have enabled hunters to save their game observations on our behalf. New user groups for the service are children and school pupils. • In order to visualize the catchment areas, in which the water flows according to the geographical structure, we have implemented the VALUE –tool (pages 12–13). The service spatially visualizes the catchment areas. In addition, we can attach other spatial data to the views. We have designed the data information systems to be mutually compatible. We have ensured that the data sources are compatible and the services are operating in an organized manner when smooth data transfers are needed between data sources. This has been tackled by the data architectural approaches and data modelling.201

Application of change-point analysis to determine winter sleep patterns of the raccoon dog (Nyctereutes procyonoides) from body temperature recordings and a multi-faceted dietary and behavioral study of wintering

Peer reviewe

Improved chromosome-level genome assembly of the Glanville fritillary butterfly (Melitaea cinxia) integrating Pacific Biosciences long reads and a high-density linkage map

Background The Glanville fritillary (Melitaea cinxia) butterfly is a model system for metapopulation dynamics research in fragmented landscapes. Here, we provide a chromosome-level assembly of the butterfly's genome produced from Pacific Biosciences sequencing of a pool of males, combined with a linkage map from population crosses. Results The final assembly size of 484 Mb is an increase of 94 Mb on the previously published genome. Estimation of the completeness of the genome with BUSCO indicates that the genome contains 92-94% of the BUSCO genes in complete and single copies. We predicted 14,810 genes using the MAKER pipeline and manually curated 1,232 of these gene models. Conclusions The genome and its annotated gene models are a valuable resource for future comparative genomics, molecular biology, transcriptome, and genetics studies on this species.Peer reviewe

Spatially Distributed Evaluation of ESA CCI Soil Moisture Products in a Northern Boreal Forest Environment

Several previous studies have discussed the challenges in remotely sensed soil moisture retrievals over northern boreal environments. However, very few studies have focused solely on an evaluation of these products specifically over these areas. This study provides an in-depth evaluation of the European Space Agency’s (ESA) Climate Change Initiative (CCI) Soil Moisture (SM) product and its components; ACTIVE and PASSIVE soil moisture retrievals. The performance of a spatially distributed soil moisture model (SAC-SMA) is first validated with in situ observations collected from the Finnish Meteorological Institute’s (FMI) multidisciplinary research center near the town of Sodankylä, in Northern Finland. SAC-SMA model top soil layer moisture estimates are then used for spatially distributed ESA CCI SM product evaluation. The study domain covers an area of 155 km by 140 km. Evaluation is performed for thawed/snow-free periods between 2003 and 2015. The ACTIVE product exhibits high correlations with SAC-SMA soil moisture estimates during most analyzed years. The presence of high inter-pixel soil moisture time series cross-correlation, even between pixels with very different soil/vegetation type distributions, as well as the inconsistent performance between analyzed years, is problematic. The PASSIVE product is able to more consistently capture the trend in soil moisture variation; although the trend is seemingly captured, the rapid response to precipitation events is less accurate. Our results indicate that, in contrast to other previous studies, despite the challenges, the ESA CCI SM products do exhibit reasonably good performance, and that further improvements, even with current Earth Observation methods, may be possible