黑土是一種性狀好、肥力高、適宜農耕的優(yōu)質土地，形成極為緩慢。由于長期高強度的開發(fā)利用，我國黑土區(qū)耕地長期透支，造成土壤有機質含量大量喪失，推進黑土地保護利用就是在保護“耕地中的大熊貓"。托普云農黑土地保護工程建設方案按照“1個中心、1個平臺和N個應用"架構，建設一個黑土地質量保護大數據中心，匯聚土、水、肥三大耕地質量數據；建設黑土地質量保護大數據平臺，形成領導指揮艙；建設N個包括黑土地質量監(jiān)測、土壤墑情監(jiān)測、測土配方等在內的數字化應用。通過探索新模式，建立新機制，推廣新技術，拓寬新應用，形成黑土地保護新特色。建設省、市、縣三級聯動的數據庫，包括用于農村耕地質量監(jiān)測的基礎地理信息數據、農村土地權屬數據、柵格數據、物聯網監(jiān)測點數據、測土配方數據和地力等級數據，以及相關表格、文檔、圖件資料、實現對矢量數據、柵格數據、表格數據、文檔、圖件資料的統(tǒng)一組織和管理。利用“1+1+N"模式，通過信息技術，構建標準化、規(guī)范化的耕地質量管理信息系統(tǒng)，構建一個耕地質量保護大數據中心，一個耕地質量保護大數據平臺和N個業(yè)務子系統(tǒng)。大數據中心：建立統(tǒng)一的耕地質量保護標準規(guī)范，并將技術規(guī)范、數據規(guī)范和開發(fā)規(guī)范分發(fā)市縣遵循，形成統(tǒng)一規(guī)劃設計，消除數據差異，實現省市縣三級的資源整合和數據共享。
大數據平臺：通過主要土壤類型分析、地力等級評價分析、土壤PH值分析、有機質含量分析、化肥使用情況分析、農藥使用情況分析、微量元素含量分析、全氮磷鉀含量分析、速效氮磷鉀含量分析和視頻監(jiān)控等的數據展示，實現科學化監(jiān)管。
通過對各個耕地質量監(jiān)測點進行集中管理，包括監(jiān)測點編號、名稱、所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)等信息，綜合分析耕地質量的現狀，進行分等定級，促進耕地質量管理及保護進一步科學化、規(guī)范化。
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