A medida que la calidad de la tierra cultivada ha recibido cada vez más atención científica, su generalización de connotaciones y sesgos cognitivos son generalizados, lo que trae muchos desafíos a la investigación y evaluación de la calidad de la tierra cultivada regional y su análisis y minería de datos. Es urgente y necesario establecer un enfoque cognitivo sistemático e interdisciplinario para la calidad de la tierra cultivada. Por lo tanto, exploramos y desarrollamos un marco conceptual del modelo para el análisis de la calidad de la tierra cultivada desde la perspectiva de los datos, incluyendo ontología de calidad de la tierra cultivada, mapeo, correlación y modelos de decisión. Identificamos el contenido principal de las percepciones de calidad de la tierra cultivada y cuatro mecanismos cognitivos. Construimos tecnologías vitales, como la percepción colaborativa de la calidad de la tierra cultivada, tratamiento inteligente, evaluación diagnóstica y predicción por simulación. Aplicando este marco de análisis, ordenamos la frecuencia de los indicadores que caracterizan la función de la tierra cultivada según la literatura de los últimos años y hemos construido el sistema cognitivo de calidad de la tierra cultivada en la región de suelo negro del noreste de China. El componente central del sistema era la capacidad de producción y tenía tres componentes: una base, una garantía y un efecto. El sistema de evaluación de la calidad de la tierra cultivada en la región de suelo negro tiene siete propósitos que involucran de 20 a 31 indicadores clave: suministro de producción, control de amenazas, regulación de infraestructura agrícola, mantenimiento ecológico de la tierra cultivada, economía, cultura social y protección ambiental. En varios contextos de aplicación, el sistema tenía muchas tecnologías de apoyo críticas. Los resultados demuestran que el marco tiene una fuerte adaptabilidad, eficiencia y escalabilidad, lo que podría ofrecer una dirección teórica para estudios futuros sobre la evaluación de la calidad de la tierra cultivada en la zona. El marco de análisis establecido en este estudio es útil para profundizar la comprensión de los sistemas de calidad de la tierra cultivada desde la perspectiva de los grandes datos. Tomando los grandes datos de calidad de la tierra cultivada como fuerza motriz, combinado con los métodos técnicos de análisis de calidad de la tierra cultivada, se optimizan los resultados de evaluación de la calidad de la tierra cultivada bajo diferentes escenarios y diferentes objetivos. Además, el marco puede servir a la práctica de la gestión de tierras agrícolas y la mejora de la ingeniería, adaptarse a las necesidades de gestión de diferentes objetos y diferentes escalas, y lograr la combinación de teoría y práctica.