寧夏自然資源綜合統(tǒng)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)研究

劉德銀，杜立華，王 璐

(寧夏自然資源資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)核算中心，寧夏 銀川 750002)

0 引言

自然資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)、能量來(lái)源和空間載體[1]，自然資源統(tǒng)計(jì)分析對(duì)自然資源科學(xué)調(diào)度、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)平穩(wěn)發(fā)展具有重要意義[2]。2019年自然資源部印發(fā)《自然資源綜合統(tǒng)計(jì)調(diào)查制度》及8套專業(yè)統(tǒng)計(jì)調(diào)查制度，要求各省區(qū)在專業(yè)統(tǒng)計(jì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，開(kāi)展綜合統(tǒng)計(jì)調(diào)查工作。2020年自然資源部印發(fā)《自然資源統(tǒng)計(jì)工作管理辦法》，明確要求建立健全統(tǒng)一的自然資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)平臺(tái)，推進(jìn)綜合統(tǒng)計(jì)平臺(tái)與業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通、信息共享。

在加強(qiáng)和改進(jìn)統(tǒng)計(jì)工作模式、提升統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的需求背景下，寧夏回族自治區(qū)結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況，制定了綜合及土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害、測(cè)繪、自然資源管理“1+5”的統(tǒng)計(jì)調(diào)查制度體系，并基于微服務(wù)架構(gòu)、規(guī)則引擎技術(shù)、智能線程調(diào)度引擎技術(shù)建設(shè)自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)，規(guī)范了統(tǒng)計(jì)工作流程，提升了統(tǒng)計(jì)工作信息化水平，為自治區(qū)優(yōu)化資源配置、協(xié)調(diào)發(fā)展提供了重要決策支撐。

1 平臺(tái)建設(shè)需求

1.1 自然資源統(tǒng)計(jì)現(xiàn)狀

寧夏回族自治區(qū)自然資源廳共有13個(gè)與自然資源統(tǒng)計(jì)相關(guān)的機(jī)關(guān)處室及直屬事業(yè)單位，共建19個(gè)與自然資源統(tǒng)計(jì)相關(guān)的信息化系統(tǒng)，系統(tǒng)覆蓋業(yè)務(wù)審批、政務(wù)管理、監(jiān)測(cè)監(jiān)管等業(yè)務(wù)。自然資源統(tǒng)計(jì)相關(guān)政策下發(fā)后，自治區(qū)自然資源綜合統(tǒng)計(jì)工作由自然資源資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)核算中心統(tǒng)籌安排，自然資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)由各處室向自然資源資產(chǎn)核算中心直接上報(bào)。數(shù)據(jù)上報(bào)模式為各處室填報(bào)人填寫表單并自查，業(yè)務(wù)處室負(fù)責(zé)人審核簽字，最后以電子表格拷貝的方式提交至自然資源資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)核算中心，數(shù)據(jù)上報(bào)完成后由自然資源資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)核算中心人工檢查、整理、匯總。

1.2 自然資源綜合統(tǒng)計(jì)面臨的問(wèn)題及挑戰(zhàn)

從寧夏自然資源統(tǒng)計(jì)現(xiàn)狀可以看出，自然資源各處室統(tǒng)計(jì)工作相對(duì)獨(dú)立，缺乏統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)工作流程和支撐信息系統(tǒng)，造成的管理和應(yīng)用問(wèn)題如下：

(1)數(shù)據(jù)資源的準(zhǔn)確性、系統(tǒng)性、時(shí)效性尚需提高。雖然在國(guó)土、規(guī)劃、不動(dòng)產(chǎn)、林草、礦產(chǎn)等方面建立了一批與自然資源統(tǒng)計(jì)調(diào)查相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，但由于管理應(yīng)用分割，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，坐標(biāo)系不統(tǒng)一，部分?jǐn)?shù)據(jù)存在矛盾、沖突等問(wèn)題，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不高、系統(tǒng)性不強(qiáng)進(jìn)一步導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)融合共享難度較大[3]。另外，從當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)工作模式來(lái)看，自然資源匯總統(tǒng)計(jì)工作是通過(guò)人工完成數(shù)據(jù)的收集、整理、匯總，數(shù)據(jù)的及時(shí)性、銜接性不能保證，匯總工作人員還需要花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行核驗(yàn)，直接影響統(tǒng)計(jì)的時(shí)效性。

(2)自然資源統(tǒng)計(jì)信息化建設(shè)不能適應(yīng)自然資源管理的新形勢(shì)、新要求。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)匯總的自然資源資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)核算中心尚未建立綜合統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)共享方面均沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，導(dǎo)致工作效率較低。此外，在機(jī)構(gòu)改革前，原國(guó)土、規(guī)劃、不動(dòng)產(chǎn)、林業(yè)等部門建立的應(yīng)用系統(tǒng)均分別設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)和設(shè)計(jì)語(yǔ)言各不相同，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和工作流程，僅限于本系統(tǒng)有限的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)人員無(wú)法用單一系統(tǒng)進(jìn)行日常的綜合統(tǒng)計(jì)應(yīng)用。各系統(tǒng)獨(dú)立部署也造成了軟硬件環(huán)境的混亂和資源浪費(fèi)，給管理和運(yùn)維帶來(lái)較大的工作量。當(dāng)前，自然資源統(tǒng)計(jì)信息化水平無(wú)法適應(yīng)自然資源綜合統(tǒng)計(jì)管理的要求，需建立統(tǒng)一的業(yè)務(wù)視圖與業(yè)務(wù)模型，業(yè)務(wù)體系需融合貫通，業(yè)務(wù)流程及表單需按照新的管理要求進(jìn)行梳理和優(yōu)化。

(3)自然資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享和社會(huì)服務(wù)化能力不足。一方面，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用系統(tǒng)單獨(dú)建設(shè)，業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)度低；各處室專業(yè)統(tǒng)計(jì)之間，及其與綜合統(tǒng)計(jì)之間缺乏互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)信息共享機(jī)制，系統(tǒng)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重；交叉統(tǒng)計(jì)和重復(fù)統(tǒng)計(jì)的現(xiàn)象普遍，增加了基層統(tǒng)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)[4]。另一方面，自然資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)量大，但大部分?jǐn)?shù)據(jù)僅供自然資源管理內(nèi)部使用，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為有力支撐未能做到與相關(guān)科研單位及時(shí)互聯(lián)互通，服務(wù)于社會(huì)公眾的數(shù)據(jù)也只是一小部分，自然資源統(tǒng)計(jì)成果共享范圍有限，統(tǒng)計(jì)信息未實(shí)現(xiàn)其利用效益最大化[5]。

2 關(guān)鍵技術(shù)

在數(shù)據(jù)密集、計(jì)算密集、高并發(fā)訪問(wèn)的情況下，傳統(tǒng)的地理信息平臺(tái)采用的框架技術(shù)、調(diào)度技術(shù)難以滿足空間數(shù)據(jù)快速處理、分析、發(fā)布需求，人工檢查業(yè)務(wù)合規(guī)性、準(zhǔn)確性也得不到保證，需要研究先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保證平臺(tái)的高效性和合規(guī)性。本平臺(tái)采用基于Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)的分布式技術(shù)、規(guī)則引擎技術(shù)、智能線程調(diào)度引擎技術(shù)保證平臺(tái)性能。

2.1 微服務(wù)架構(gòu)

自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)為省級(jí)平臺(tái)，需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)全省的自然資源統(tǒng)計(jì)管理工作，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的報(bào)送、檢查審核、統(tǒng)計(jì)分析及服務(wù)發(fā)布全部在省級(jí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，涉及的用戶較多，為了保證平臺(tái)安全高效運(yùn)行并且在后期具有良好的擴(kuò)展性，平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施完全基于私有云搭建，平臺(tái)架構(gòu)則采用基于Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)。

微服務(wù)架構(gòu)是一種架構(gòu)模式，它將集群調(diào)度和擴(kuò)容的粒度降低到微服務(wù)實(shí)例級(jí)別，使一個(gè)大型復(fù)雜軟件應(yīng)用拆分為多個(gè)松耦合的微服務(wù)，每個(gè)服務(wù)運(yùn)行在其獨(dú)立的進(jìn)程中，服務(wù)與服務(wù)間采用輕量級(jí)的通信機(jī)制互相溝通、互相配合(通常是基于HTTP的RESTful API)。微服務(wù)架構(gòu)具有服務(wù)組件化、去中心化、基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化的特點(diǎn)，可有效降低開(kāi)發(fā)、部署和擴(kuò)縮容的成本[6]。

根據(jù)自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)業(yè)務(wù)和技術(shù)需求，并結(jié)合微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，將整個(gè)平臺(tái)劃分為土地統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、礦產(chǎn)統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、測(cè)繪地理信息統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、自然資源管理統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)以及自然資源綜合統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)可以完全獨(dú)立運(yùn)行，降低平臺(tái)整體耦合性。平臺(tái)所使用的Spring Cloud微服務(wù)組件包括了Getway，Eureka，Ribbon，Hystrix和Zuul。

2.2 規(guī)則引擎技術(shù)

業(yè)務(wù)合規(guī)性是平臺(tái)業(yè)務(wù)規(guī)范性的重要保障，人工檢查數(shù)據(jù)效率較低，準(zhǔn)確性得不到保障，信息平臺(tái)需要提供一個(gè)自動(dòng)化的業(yè)務(wù)規(guī)則驗(yàn)證功能。常見(jiàn)的業(yè)務(wù)規(guī)則驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)庫(kù)SQL語(yǔ)句、程序代碼等，雖然這些實(shí)現(xiàn)方式是直接有效的方式，但其存在可擴(kuò)展性差、程序代碼侵入性強(qiáng)和耦合度高等缺點(diǎn)。

規(guī)則引擎是一種嵌入應(yīng)用程序的相對(duì)獨(dú)立的組件，其主要思想是將應(yīng)用程序中隨著時(shí)間、空間動(dòng)態(tài)易變的業(yè)務(wù)決策部分從應(yīng)用程序代碼中分離出來(lái)，使用預(yù)定義的語(yǔ)義模塊編寫業(yè)務(wù)決策[7]。

采用業(yè)務(wù)規(guī)則引擎，可以將自然資源綜合統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)全生命周期內(nèi)所有的業(yè)務(wù)規(guī)則從信息平臺(tái)中抽離出來(lái)，用業(yè)務(wù)規(guī)則引擎領(lǐng)域特定語(yǔ)言描述，基于一定的規(guī)則算法，保障自然資源統(tǒng)計(jì)任務(wù)下發(fā)、數(shù)據(jù)匯交、質(zhì)量審核、匯總分析等全生命周期的業(yè)務(wù)合規(guī)性，保證自然資源統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 智能線程調(diào)度引擎技術(shù)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的報(bào)送方式從電子版拷貝升級(jí)為利用自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)從林草局資源處、綜合法規(guī)處、確權(quán)登記局、調(diào)查監(jiān)測(cè)處等多個(gè)處室的信息系統(tǒng)內(nèi)直接抽取的方式。抽取完成后對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、匯總和分析等操作，平臺(tái)采用智能線程調(diào)度引擎技術(shù)有效地優(yōu)化數(shù)據(jù)抽取和分析速度。

智能線程調(diào)度引擎技術(shù)的基礎(chǔ)是線程池。線程池是一種基于池化思想管理線程的對(duì)象，其解決的核心問(wèn)題就是系統(tǒng)資源管理問(wèn)題。通過(guò)線程池使得多個(gè)任務(wù)重用線程，一方面減少任務(wù)處理銷毀線程的開(kāi)銷[8]，另一方面避免線程數(shù)量膨脹過(guò)分調(diào)度的問(wèn)題，保證充分使用服務(wù)器主機(jī)資源。本平臺(tái)在多線程基礎(chǔ)上從線程池參數(shù)動(dòng)態(tài)修改以及監(jiān)控這兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)線程池的智能調(diào)控，進(jìn)一步降低了故障發(fā)生的概率。

3 平臺(tái)總體架構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

3.1 總體架構(gòu)

寧夏自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)在自然資源調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和信息安全體系下，基于“私有云”等基礎(chǔ)設(shè)施資源，采用微服務(wù)架構(gòu)，將自然資源統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、平臺(tái)數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等進(jìn)行一體化存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了包含土地統(tǒng)計(jì)、礦產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、自然資源管理統(tǒng)計(jì)、測(cè)繪地理信息統(tǒng)計(jì)、地質(zhì)勘查與地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)、自然資源綜合統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用子系統(tǒng)的綜合統(tǒng)計(jì)平臺(tái)，如圖1所示。

圖1 自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)總體架構(gòu)

3.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

(1)任務(wù)批量管理。不同期別的統(tǒng)計(jì)報(bào)表以任務(wù)方式進(jìn)行管理，管理員可在任務(wù)下發(fā)模塊，按照期別向各業(yè)務(wù)處室下發(fā)填報(bào)任務(wù)，各業(yè)務(wù)處室通過(guò)任務(wù)列表編輯或查看填報(bào)任務(wù)。首頁(yè)展示與當(dāng)前業(yè)務(wù)處室相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整體情況概覽，支持管理員對(duì)即將逾期的項(xiàng)目一鍵催報(bào)。

(2)邏輯自動(dòng)檢查。通過(guò)對(duì)自然資源統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)的分析，將采集的數(shù)據(jù)信息按照監(jiān)管要求，設(shè)計(jì)、構(gòu)建完備的自然資源統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)規(guī)則庫(kù)，規(guī)則庫(kù)包含指標(biāo)配置和規(guī)則配置。其中，規(guī)則配置是在分析業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景所用業(yè)務(wù)規(guī)則的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建的規(guī)則模型用于各統(tǒng)計(jì)報(bào)表表內(nèi)、表間關(guān)系自動(dòng)檢查，檢查結(jié)果為審批人員審核提供依據(jù)。

(3)智能數(shù)據(jù)分析。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)工作應(yīng)用的需要，基于自然資源調(diào)查統(tǒng)計(jì)管理制度實(shí)現(xiàn)各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表定制、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)分析、圖表展示、統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告模板定制管理、統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告自動(dòng)生成、統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告審核以及統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告管理等功能。

(4)數(shù)據(jù)發(fā)布。統(tǒng)計(jì)信息產(chǎn)品共享交換主要通過(guò)接口服務(wù)，農(nóng)業(yè)、水利等部門可對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)等進(jìn)行申請(qǐng)、查看、下載與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與橫向部門間數(shù)據(jù)的共享；在縱向上實(shí)現(xiàn)與國(guó)家級(jí)平臺(tái)的對(duì)接，與國(guó)家級(jí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)同步，下級(jí)單位作為終端用戶，利用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行日常行政審批與數(shù)據(jù)匯交工作。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)國(guó)家對(duì)自然資源統(tǒng)計(jì)工作的部署，結(jié)合寧夏自然資源統(tǒng)計(jì)工作實(shí)際需要，基于Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)的分布式技術(shù)、規(guī)則引擎技術(shù)、智能線程調(diào)度引擎技術(shù)等設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)寧夏自然資源綜合統(tǒng)計(jì)信息平臺(tái)。平臺(tái)使自然資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)由分散到統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了自然資源統(tǒng)計(jì)批量化任務(wù)管理、智能化邏輯檢查、自動(dòng)化數(shù)據(jù)匯總、常態(tài)化服務(wù)共享，解決了統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)性弱、準(zhǔn)確率低等問(wèn)題，提升了自然資源統(tǒng)計(jì)工作效率和質(zhì)量。下一步，針對(duì)自然資源統(tǒng)計(jì)調(diào)查工作的需要，進(jìn)一步提高可定制化、可視化水平，為后續(xù)自然資源調(diào)查與管理工作提供保障。