如果農(nóng)業(yè)要繼續(xù)養(yǎng)活不斷增長的世界人口，就需要克服越來越多的挑戰(zhàn)。更大的農(nóng)場似乎不是答案，因為它們對自然資源施加了更大的壓力。勞動力短缺正在推動種植者投資于技術而不是工時。許多人現(xiàn)在正在使用光學傳感器來確保適當?shù)耐寥拦芾聿⑻岣咿r(nóng)場效率。

　1.光學傳感器提高檢查農(nóng)田土壤的效率

　當批定居者從歐洲抵達美洲時，他們驚嘆于這片肥沃的土地。在世界大部分地區(qū)，殖民化不僅是出于對探索的需求，也是出于尋找自然資源以幫助維持不斷增長的人口。在當今的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中，土壤管理將是提高作物產(chǎn)量的主要途徑。

　作物監(jiān)測系統(tǒng)包括許多幫助現(xiàn)代農(nóng)民的投入。生長傳感器跟蹤單個植物。土壤濕度感應確保正確的用水量。小氣候跟蹤系統(tǒng)可以告訴種植者如何提高其田地不同區(qū)域的產(chǎn)量，有時超過100,000英畝。農(nóng)民可以在平板電腦上接收完整的報告，而無需工人開車或穿過無數(shù)行莊稼。

　整個農(nóng)場的光學傳感器可以實時測量和記錄有關農(nóng)作物和土壤的數(shù)據(jù)。光學傳感器只是機器視覺系統(tǒng)的一部分。機器視覺幫助計算機“看到”他們的環(huán)境。一旦光線從生長中的植物反射回來，它就會被光學傳感器捕捉到，這是一種用復雜算法編程的計算機系統(tǒng)，可以處理圖像并確定植物是否虛弱或不健康。

　除了跟蹤植物的生長和健康，對土壤的目視檢查可以說明很多。近紅外、中紅外和偏振光譜可以確定土壤的成分，包括其中含有多少粘土、有機物和水分。當土壤成分不適合作物時，系統(tǒng)可以提醒種植者，甚至建議如何解決問題。

　2.光學傳感器和土壤管理的未來

　使用光學傳感器進行土壤管理的工作進展順利，但如果要解決糧食短缺問題，該技術還有很大的發(fā)展空間。需要更準確的土壤特性圖來為世界各地的農(nóng)民實施具體的管理決策。傳統(tǒng)的土壤采樣成本很高，因此在對采樣進行投資之前，機器視覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集是有限的。

　如果克服研究和樣本數(shù)據(jù)的障礙，回報將是巨大的?？梢蚤_發(fā)移動土壤傳感器用于實時數(shù)據(jù)收集和繪圖。土壤特性的趨勢可以幫助種植者調(diào)整肥料和輪作并確保更高的產(chǎn)量。光學傳感器可以幫助節(jié)省氮，使農(nóng)業(yè)更有利可圖，同時降低天然水體的硝酸鹽污染風險，對人類和地球來說是雙贏的。