黑土是一种性状好、肥力高、适宜农耕的优质土地，形成极为缓慢。由于长期高强度的开发利用，我国黑土区耕地长期透支，造成土壤有机质含量大量丧失，推进黑土地保护利用就是在保护“耕地中的大熊猫"。托普云农黑土地保护工程建设方案按照“1个中心、1个平台和N个应用"架构，建设一个黑土地质量保护大数据中心，汇聚土、水、肥三大耕地质量数据；建设黑土地质量保护大数据平台，形成领导指挥舱；建设N个包括黑土地质量监测、土壤墒情监测、测土配方等在内的数字化应用。通过探索新模式，建立新机制，推广新技术，拓宽新应用，形成黑土地保护新特色。建设省、市、县三级联动的数据库，包括用于农村耕地质量监测的基础地理信息数据、农村土地权属数据、栅格数据、物联网监测点数据、测土配方数据和地力等级数据，以及相关表格、文档、图件资料、实现对矢量数据、栅格数据、表格数据、文档、图件资料的统一组织和管理。利用“1+1+N"模式，通过信息技术，构建标准化、规范化的耕地质量管理信息系统，构建一个耕地质量保护大数据中心，一个耕地质量保护大数据平台和N个业务子系统。大数据中心：建立统一的耕地质量保护标准规范，并将技术规范、数据规范和开发规范分发市县遵循，形成统一规划设计，消除数据差异，实现省市县三级的资源整合和数据共享。
大数据平台：通过主要土壤类型分析、地力等级评价分析、土壤PH值分析、有机质含量分析、化肥使用情况分析、农药使用情况分析、微量元素含量分析、全氮磷钾含量分析、速效氮磷钾含量分析和视频监控等的数据展示，实现科学化监管。
通过对各个耕地质量监测点进行集中管理，包括监测点编号、名称、所在乡镇等信息，综合分析耕地质量的现状，进行分等定级，促进耕地质量管理及保护进一步科学化、规范化。
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