礦產資源開發利用統計直報管理分析系統的建設與應用

仇巍巍，葛振華，陳從喜，吳 琪，李 政，高 宇，齊書花

（自然資源部信息中心，北京 100812）

0 引言

礦產資源開發利用統計工作是自然資源部的一項基礎性、日常性工作。主要任務是收集、整理、匯總和分析全國持證礦山企業礦產資源開發利用的相關統計信息，編輯發布礦產資源開發利用統計通報和年報，以此為基礎開展統計分析和專題研究并編寫相關報告。其目的是全面、及時、準確地反映全國礦產資源開發利用狀況、形勢和態勢，為國家有關部門、各級自然資源主管部門制定規劃、計劃、政策和宏觀管理提供決策依據，為社會公眾提供準確可靠的礦產資源開發利用統計信息服務。

隨著自然資源部的成立，自然資源部承擔統一行使全民所有自然資源資產所有者職責、統一行使所有國土空間用途管制和生態保護修復職責，自然資源管理工作必須加快推進資源開發利用科技創新，大力推進“互聯網+礦業”發展。同時，自然資源統計工作明確提出，要加快自然資源統計信息系統建設，實現自然資源統計工作從數據采集、審核、匯總到管理、分析、發布的全流程信息化，充分應用信息化手段改進工作方式、提高工作效率、促進政府職能轉變。這對礦產資源開發利用統計工作的全流程信息化提出了明確要求[1]。

1 現實需求和設計思路

1.1 現實需求

近20 年來，中國礦產資源開發利用統計信息化工作取得了明顯成效，建設了礦產資源基礎統計報盤系統、礦山開發利用統計數據庫管理系統、礦山開發利用統計數據網上報送系統等，積累了一定的信息化工作經驗。自然資源部成立以來，隨著自然資源管理工作改革發展不斷深化，礦產資源開發利用統計工作也發生了一些新變化，對礦產資源開發利用統計信息化也提出了新需求。

1.1.1 礦產資源開發利用統計報表制度變化

（1）新修訂的礦產資源開發利用統計報表制度（以下簡稱報表制度）在統計內容、統計指標方面發生較大的調整，因而需要重新制定礦產資源開發利用統計直報管理分析系統（以下簡稱直報系統）的指標內容。例如，報表制度增加了企業信用代碼或組織機構代碼、綠色礦山建設、礦石品位、資源稅等指標，減少了礦產品銷售價格、工業附加值等指標，調整了部分指標的名稱。

（2）報表制度在報表數據填報方式上發生根本變化，以同一種報表樣式填報原報表制度規定的所有固體礦產的礦類、礦種指標數據改為根據不同礦類、礦種的屬性特點以不同樣式的報表填報相應的指標數據，分為煤炭資源開發利用情況、金屬及可選非金屬礦產資源開發利用情況、建材非金屬及砂石土礦產開發利用情況[1]。

（3）填報的數據對象發生改變，由原來的市（縣）級管理部門擴展到采礦權人，報表制度要求采礦權人直接登錄直報系統并填報數據[2]。系統用戶數量大幅度增加，用戶總數接近5 萬人，這對系統的易用性、可靠性等方面都提出了更高的要求。

1.1.2 直報系統功能新需求

（1）直報系統需要實現在線全口徑統計指標數據邏輯審核和校驗功能，并對數據修改留痕可核查、可追溯。

（2）需要實現在線全口徑統計指標數據查詢、報表輸出和報表定制功能，并具備統計報告的自動生成功能。

（3）實現對歷史數據進行遷移、整合，建立統一的數據庫管理系統，保證新舊報表制度下的統計數據銜接，滿足用戶對歷史數據的分析應用需求。

（4）開發實用有效的統計分析工具，滿足用戶的統計數據分析和深度挖掘需要[3]。

1.2 設計思路和關鍵技術

直報系統在新修訂的報表制度基礎上設計并建立比較完善的礦產資源開發利用統計數據庫和礦產資源開發利用統計歷史綜合數據庫，并完成歷史數據的遷移。同時，研發適應礦產資源開發利用統計業務的信息系統軟件，在互聯網上高效穩定地實現礦產資源開發利用統計數據任務發布、催報、報送、匯總和審核的流程監管[4]。結合歷史數據與共享數據，開展礦產資源統計數據的深度應用，提升礦產資源開發利用統計管理能力、綜合分析能力和決策支撐能力。

1.2.1 微服務架構

直報系統由于用戶數量較大、使用時間高度集中，填報與審核階段面臨非常大的壓力，主要涉及填報、審核、查詢分析3 個業務模塊。其中，查詢分析模塊對系統性能造成的壓力最突出。為了防止功能模塊互相阻塞、避免填報高峰期其他功能服務受影響，該系統采用微服務架構，將應用程序解耦成多個可獨立部署的較小組件或服務，服務之間互相協調、互相配合，從而提高了系統的穩定性和可靠性。

1.2.2 統一業務指標建模

統計內容是系統的核心，指標體系則是直報系統的重中之重，指標反映礦產資源開發利用情況的總體數量特征。為了靈活應對報表制度的調整，報表系統基于組件化和元數據統一管理應用能力開發，支持以數據方案管理和組織所有的填報指標。指標元素涵蓋指標、明細表字段等內容，滿足二維指標和多維直報的管理需求，也支持自定義數據維度、口徑管理、鉤稽關系定義及自定義采集主體。指標建模管理體系構建，以最短的實施周期和最小的資源投入支撐業務，快速構建和高效調整各類統計業務的采集和報送服務[5]。

1.2.3 自定義報送流程建立

直報系統自下而上進行數據采集和報送，需要通過設定數據報送路徑確定數據采集、數據審核和查閱、數據上報和確認的責任人。基于報送流程設置引擎，支撐不同填報任務按需配置數據報送流程，內置直報、直報審核、層層匯總上報、層層上報批復等報送模式，滿足各類報送需求[6]。

1.2.4 基于商業智能（BI）平臺的即席查詢技術

為了能夠對大數據量和多維度的礦產資源開發利用統計數據進行統計分析和深度挖掘，直報系統采用基于商業智能（business intelligence，BI）平臺的即席查詢技術。即席查詢技術體系自下而上分為多維數據查詢模型和可視化數據分析界面兩部分。即席查詢技術通過構建多維數據查詢模型，靈活組合使用數據源視圖、維度、數據表和度量等數據要素，結合業務需求將礦山的生產規模、登記注冊類型、開采方式、所在地區、礦產資源目錄、時期、生產狀況等主要屬性構建為業務維度，將礦山生產指標、礦山基本情況指標、礦山經濟情況指標、礦山環境情況等指標構建為數據表和度量，最終形成一套高效、合理的礦山業務Cube 模型，為用戶實現礦山數據多維、靈活查詢提供基礎支撐。

可視化數據分析部分提供友好的用戶界面，通過拖、拉、拽和點選的操作方式，降低了操作難度；為直接、快速、靈活地查詢多個業務系統的明細數據，提供了良好的界面支持。用戶通過選擇任意礦山業務維度和度量，即可快速實現不同查詢需求，即席查詢支持將查詢配置信息保存為模板并進行分享。

2 總體架構和實現技術

2.1 總體設計

直報系統采用瀏覽器-服務器（browser/server，B/S）架構，依托自然資源部門戶網站，基于認證機構的數字證書進行身份認證，面向國家、省、市、縣4 級礦政管理機關及礦業權人用戶。

系統供采礦權人直接登錄使用，其總用戶數量較之前的系統總用戶數量具有明顯的增加，這對系統并發用戶數量支持及響應速度都提出了很高要求。研發人員在總體架構設計時專門采用微服務架構、數據緩存技術及高性能服務器、大帶寬配置等技術[7]，避免出現數據報送高峰期的系統響應延遲問題，保障系統的高效運行。系統架構如圖1 所示。

圖1 系統架構

直報系統建設遵循礦產資源統計管理工作相關指標及制度體系，遵循自然資源部信息系統安全與運行保障體系，邏輯上分為5 層結構。

（1）基礎設施層提供系統運行的基礎環境，包括系統軟件和網絡、硬件、安全環境等內容。

（2）數據支撐層為應用提供數據資源，包括礦山底數數據、礦山填報數據和相關系統數據。礦山填報數據包括礦山基本情況數據、礦山經濟數據、礦山環境數據、審核過程數據等系統業務數據。

（3）應用支撐層介于數據支撐層和應用層之間，為系統應用提供任務管理、統計指標管理、圖表管理、統一身份認證、統一權限控制、數據交換接口等應用支撐服務。

（4）應用層為在應用支撐層之上構建的系統主體，封裝了礦山開發利用統計核心業務處理邏輯，包括應用服務、業務管理及系統管理的各項功能。

（5）用戶層為采礦權人用戶、各級管理機構用戶及系統管理員提供統一的訪問入口。

2.2 功能設計

直報系統以現有的自然資源網絡為依托，以統一技術平臺為支撐，實現礦產資源開發利用統計任務的在線下發和各級管理部門礦產資源開發利用統計數據的在線填報、數據審查、匯總上報、統計監控分析等業務應用與管理。直報系統涵蓋統計數據采集、審核、匯交、整理匯總、編制報表、分析應用和信息發布等功能，主要包括數據采集、數據分析、數據共享、系統管理四大功能模塊，如圖2 所示。

圖2 功能模塊

2.3 集成設計

直報系統需要與礦業權統一配號系統、綜合統計工作平臺、監管平臺等業務系統進行對接，提供應用服務接口規范，根據規范提供標準接口，實現不同業務應用的訪問，建立信息共享機制，對統計數據庫成果庫中的數據進行共享。同時，考慮提供歷史數據的接口，實現歷史數據的對接，確保歷史數據準確完整入庫。

礦業權統一配號系統是全國采礦權統一配號的主要支撐系統，包括采礦許可證號、行政區代碼、企業經濟類型、企業注冊資金、開采主礦種、建礦時間、采礦權有效期限、區域坐標、礦區面積、設計規模、開采方式、采礦方法等指標[8]。直報系統通過網絡服務或中間庫等形式與礦業權統一配號系統進行數據對接。

系統對統計數據庫成果庫中的數據建立信息共享機制，設計公開規范的數據接口和服務，以網絡服務或中間庫等形式供綜合統計工作平臺和監管平臺調取使用。

3 系統實現

本文分析研究礦產資源開發利用統計業務流和數據流的全過程，對整個統計業務流程進行分解細化，基于新修訂的報表制度優化整合信息化流程，充分利用工作流、數據庫、網絡、數據挖掘等信息技術，設計開發一套涵蓋統計數據采集、審核、匯交、整理匯總、編制報表、分析應用和信息發布等功能模塊的應用系統，減少統計工作中的人工參與環節，提高統計數據的準確性和工作效率。

3.1 數據采集

數據采集是系統的核心功能，包括任務下發、數據填報和數據審核3 個子模塊。

（1）任務下發通過接口從礦業權統一配號系統獲取采礦業權人的基礎信息并形成底數，將底數下發到各省、市、縣。各省、市、縣確定需要填報的采礦權數據，從而明確填報對象。部級統計部門用戶在系統中新建填報任務，下級管理機構對上級管理機構下發的填報任務進行確認。

（2）數據填報根據報表制度要求，設計不同的系統統計報表，適應不同礦山企業統計人員填報數據。數據填報時，采礦權人可根據下達的任務按規定的格式和結構在頁面上直接填報數據，也可將任務下載到本地并將填報的數據導入系統，填報完成后再提交任務。系統內部設定審核條件和數據對比情況，方便填報人員核對填報的數據。系統會對差距較大的數據進行警告提示。

（3）數據審核是指系統在線完成統計數據報送審核全過程。系統主要依據設定的指標間邏輯關系對數據進行審核，同時設定全指標數據和上年度數據對比校驗功能，以滿足各級礦產資源管理部門的數據審核需要。各級礦產資源管理部門通過系統在線審核數據并簽署意見，也可以輸出未審核的統計數據報表并線下處理，但必須在網上簽署審核意見和修改統計數據，留存審核和審批意見。該系統設置數據審核過程時間，相關人員未在規定時間完成審核或審批，系統將自動發出提示信息并通過短信告知相關人員。

系統將下級用戶報送的數據分為待上報、已上報、已退回3 種類型。市、縣級管理部門主要查看采礦權人填報的數據；省級管理部門主要查看市、縣級管理部門用戶審查通過的報送數據；部級管理部門用戶主要查看省級管理部門用戶審查通過的報送數據。

3.2 數據分析

數據分析功能主要用于各級自然資源部門對報送的數據進行分析，包括數據處理、統計分析和自動生成報告。

數據處理對數據庫中的數據進行不同量綱之間的換算、不同指標數據之間的計算，在時間序列下進行數據的同比、環比、定比等計算，進行數據清洗等標準化處理。

數據統計分析包括查詢、統計匯總和自助式數據分析。自助式數據分析可以按時間、空間、專業等維度進行查詢、數據透視和圖表展示，并且可以實現不同維度下的統計指標分析系統截圖，如圖3 所示。

圖3 自助式數據分析截圖

直報系統可綜合匯總、分析、編制礦產資源開發利用統計信息產品，如礦產資源開發利用統計通報、礦產資源開發利用統計年報等，按定制要求、出版格式自動生成并輸出統計報告。

3.3 數據共享

根據自然資源部相關部門的統計信息產品共享要求，相關媒體通過直報系統發布制作各類統計信息產品。該系統建立信息共享機制，統計數據庫成果庫中的數據可以通過數據接口供其他系統調用。

根據統計信息產品共享要求，系統提供產品下載及導出功能，相關人員可通過系統下載制作好的統計分析報告、統計年鑒等統計信息產品，相關媒體進行信息發布。系統對外提供公開規范的數據接口和服務，主要通過應用程序接口（application programming interface，API）交互方式與外部系統或外部數據實現對接。針對特定的用戶對象、業務特征和數據采集需求，對API進行再次包裝，滿足個性化的統計數據服務需求。

3.4 系統管理

系統管理對系統的用戶體系和運行環境進行管理，并對常用的系統配置、數據字典等進行管理，為系統穩定運行提供支撐。主要包括用戶權限管理、基礎數據管理、字典管理、統計表管理、校驗公式管理、日志管理和通知公告管理。

新修訂的報表制度在統計內容、統計指標方面與舊的報表制度存在很大差異，要求根據不同礦類、礦種的屬性特點填報相應的指標內容。針對這種情況，直報系統實施報表與指標分離的設計方式，獨立設計表樣，獨立定義填報指標，再通過關聯組合的方式形成報表。針對不同礦類、礦種，系統可以專門設置關聯指標內容，從而實現不同礦類、礦種的填報表樣，便于用戶填寫。后期如果表樣與指標有所調整，系統可以直接進行新增、修改、刪除，不會影響往期的填報數據及報表查閱。這種設計可以實現歷史數據的留痕與追溯，也可以實現往期數據的對比與引用。

4 總結與展望

直報系統是貫穿部、省、市、縣、礦業權人5級的應用系統，涉及近5 萬個礦山企業和各級自然資源管理部門，是全國礦產資源開發利用統計工作的重要支撐和保障。本文基于礦產資源開發利用統計信息化現狀和主流信息技術，提出了基于B/S 架構、多模式并存的建設思路，對實現礦產資源開發利用統計數據的填報、審核、匯總、分析挖掘、管理等全流程信息關鍵技術進行梳理和總結。

系統開發完成的礦產資源開發利用統計數據報送審核、匯總、數據管理、報表生成、統計報告編制、數據綜合分析、信息服務7 個關鍵業務模塊，對提升礦產資源開發利用統計管理能力、綜合分析能力和決策支撐能力提供了有效支撐，滿足了部、省、市、縣級礦產資源開發利用統計工作實際使用需要，提高了統計數據的準確性和時效性，提升了統計工作效率和水平。相關統計成果為國家有關部門、各級自然資源主管部門規劃、決策和管理提供了依據，為社會公眾提供完善的礦產資源開發利用統計信息服務[9]。

經過多年的發展，礦產資源開發利用統計工作已經進入了數字化、網絡化時代，產生了大量多年度、多維度的數據。下一步的工作重點包括增加生態修復方面的統計指標內容[10]；進一步開展數據挖掘分析，結合礦產資源開發利用統計數據與經濟數據、工商信息數據、地理信息數據、網絡輿情數據等，將形成綜合、總體、科學的中國礦產資源開發利用情況、環境恢復情況，為自然資源的高質量發展提供支撐。