如果农业要继续养活不断增长的世界人口，就需要克服越来越多的挑战。更大的农场似乎不是答案，因为它们对自然资源施加了更大的压力。劳动力短缺正在推动种植者投资于技术而不是工时。许多人现在正在使用光学传感器来确保适当的土壤管理并提高农场效率。

　1.光学传感器提高检查农田土壤的效率

　当第一批定居者从欧洲抵达美洲时，他们惊叹于这片肥沃的土地。在世界大部分地区，殖民化不仅是出于对探索的需求，也是出于寻找自然资源以帮助维持不断增长的人口。在当今的农业产业中，土壤管理将是提高作物产量的主要途径。

　作物监测系统包括许多帮助现代农民的投入。生长传感器跟踪单个植物。土壤湿度感应确保正确的用水量。小气候跟踪系统可以告诉种植者如何提高其田地不同区域的产量，有时超过100,000英亩。农民可以在平板电脑上接收完整的报告，而无需工人开车或穿过无数行庄稼。

　整个农场的光学传感器可以实时测量和记录有关农作物和土壤的数据。光学传感器只是机器视觉系统的一部分。机器视觉帮助计算机“看到”他们的环境。一旦光线从生长中的植物反射回来，它就会被光学传感器捕捉到，这是一种用复杂算法编程的计算机系统，可以处理图像并确定植物是否虚弱或不健康。

　除了跟踪植物的生长和健康，对土壤的目视检查可以说明很多。近红外、中红外和偏振光谱可以确定土壤的成分，包括其中含有多少粘土、有机物和水分。当土壤成分不适合作物时，系统可以提醒种植者，甚至建议如何解决问题。

　2.光学传感器和土壤管理的未来

　使用光学传感器进行土壤管理的工作进展顺利，但如果要解决粮食短缺问题，该技术还有很大的发展空间。需要更准确的土壤特性图来为世界各地的农民实施具体的管理决策。传统的土壤采样成本很高，因此在对采样进行投资之前，机器视觉系统的数据集是有限的。

　如果克服研究和样本数据的障碍，回报将是巨大的。可以开发移动土壤传感器用于实时数据收集和绘图。土壤特性的趋势可以帮助种植者调整肥料和轮作并确保更高的产量。光学传感器可以帮助节省氮，使农业更有利可图，同时降低天然水体的硝酸盐污染风险，对人类和地球来说是双赢的。