大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模型研究*

彭忠益 卢 珊

(1.中南大学公共管理学院 长沙 410083；2.中南大学地方治理研究院 长沙 410083)

0 引 言

资源安全是“总体国家安全观”的重要组成部分之一。矿产资源在人类生存和发展中具有不可替代的重要作用[1]，其安全问题呈现出开放、复杂大系统式状态，具有高维性、复杂性、开放性、动态性等特征[2]。同时，矿产资源安全也影响着政治安全、经济安全、生态安全、外交安全等一系列传统及非传统安全问题。而矿产资源安全问题的有效解决离不开先进的国家矿产资源安全管理信息平台，集成式的信息平台是有效解决矿产资源安全问题的必要条件，是实现矿产资源安全管理现代化的重要途径，也为我国开展整体性自然资源管理工作提供了基础支持。

近年来，大数据的功能及效用在全球范围内日益取得更多共识，大数据在提升产业管理能力和推动经济发展方面大有所为。2015年8月31日，国务院印发了《促进大数据发展行动纲要》[3]，指出要充分利用大数据技术提高产业效能，推动国家经济发展，《纲要》已成为我国大数据产业发展的战略性指导文件。2016年12月18日，工业和信息化部发布了《大数据产业发展规划(2016-2020年)》[4]，体现了国家对大数据发展的统筹设计和全面布局，并以此带动大数据与实体经济的深度融合。随着大数据在多领域的广泛运用，大数据思维及方法也嵌入到国家矿产资源领域中，大数据应用于国家矿产资源领域的研究主要集中在三方面：其一，技术方面。主要是大数据技术在地质勘察找矿领域的应用，包括利用大数据技术分析地质成矿原因[5]、实施数字找矿[6]，运用大数据算法绘制、规划矿产资源开发远景图[7]等相关技术应用。其二，思维方面。运用大数据对矿产资源定量预测[8]、评价、规划，以及利用大数据对矿产资源定量评估[9-10]，运用大数据预测思维方法构建矿产资源评价理论[11]。其三，管理方面。主要是大数据在矿产资源安全监督管理中的应用，包括基于地质云、Web GIS对矿产资源安全的监管[12-13]，运用大数据构建情报主导的矿产资源安全大数据云平台，革新矿产资源安全管理范式[14]。

现阶段，我国已有的矿产资源大数据应用平台包括：全球矿产资源信息平台；原国土资源部“矿产资源总体规划数据库”；矿业大数据平台，诸如中国矿业网、中国矿业资源网等平台。现有的矿产资源大数据应用平台主要作用是采集全球主要国家矿产资源政策法规、统计数据、分析报告等大数据，汇聚国内空间和非空间两大类矿产资源规划数据。总结目前我国矿产资源大数据应用平台建设中的实践经验，管理信息平台建设面临着巨大挑战，主要原因有：一是信息平台建设水平还不高。传统的矿产资源大数据应用平台主要是对矿产资源现状、矿山测绘地理信息、矿产定量预测评价及规划等数据信息的收集聚类，缺乏一个专门用于矿产资源安全管理的高水平系统化信息平台，未能将大数据核心技术真正地运用于矿产资源全领域安全管理中。二是原来的矿产资源安全管理信息系统缺乏柔性。矿产资源管理各相关部门由于分别开发各自的管理信息系统，导致不能实现数据的统一协调和共享，出现“九龙治水”等多种问题。三是以信息技术为中心的业务流程工作缺乏灵活性。受限于专业平台和专业人员等因素，信息平台运行及维护困难。鉴于此，本文依循大数据思维及方法，从理论层面出发，构建大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台理论模型及大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息体系，以期辅助管理者通过搭建平台实体，从而开展精准、动态、高效的管理工作，保障国家矿产资源整体性安全，进一步加快我国矿产资源安全管理现代化的进程。

1 大数据驱动的国家矿产资源安全管理概述

1.1大数据驱动的国家矿产资源安全管理内涵

在明确国家矿产资源安全管理的现实意义和大数据价值作用基础上，本文主要探讨的是基于维护和保障我国国家利益视角下的整体性矿产资源安全。国家矿产资源整体性安全涵盖国内和国外两个领域，涉及经济、政治、生态、社会和国际安全共五个维度，包括安全化、安全性和安全感三个层面。国家矿产资源安全相关要素如图1所示。

图1 国家矿产资源安全相关要素

基于国家矿产资源安全内涵的分析，可进一步厘清大数据驱动的国家矿产资源安全管理具体内涵。大数据驱动的国家矿产资源安全管理是以政府为主导，矿业企业、矿业协会和相关社会组织共同参与，以矿产资源价值理论为核心，以大数据思维和技术为驱动力，构建起“数据挖掘-信息预测-精准决策-科学执行”全景式管理链条，辅助管理者实施动态、高效管理。因此，将大数据嵌入到矿产资源安全管理工作情境中[15]，畅通数据联动共享渠道，形成多部门协同、扁平化互动、跨层级联动的协同管理模式，推动国家矿产资源安全管理从“分散管理”重塑为“整体联动”的协同管理，从而有效解决矿产资源现实安全问题。大数据驱动的国家矿产资源安全管理的具体内涵，主要体现在以下四方面：

a.从理念角度看，强调大数据驱动的矿产资源安全管理是什么。随着大数据研究的不断深入，公共管理与公共政策研究范式已经迈向了基于大数据驱动的数据化和智能化的“第三代政策科学”，形成了一类融合模型驱动和数据驱动的新型人文社会科学研究范式，即大数据驱动范式[16]。大数据不仅是新技术，也是新文化和新价值观，为矿产资源安全管理模式带来了新变化，辅助管理者突破规制思维以形成新的管理规则。大数据驱动旨在通过思维嵌入、技术增强等方式构建新型变量间映射关系，反映因果诉求。矿产资源管理者作为有限理性人，在管理工作中因不能进行完全的理性判断和策略抉择，由此需借助大数据的智能+智慧理念来破解“信息有限”导致的管理困境，革新传统的矿产资源安全管理模式。

b.从技术角度看，强调大数据如何驱动矿产资源安全管理。大数据嵌入矿产资源安全管理中的技术应用有以下几点：一是高频聚类分析。在海量数据集合下运用大数据交叉分析技术将获取的矿产资源安全结构化、半结构化和非结构化数据进行聚类整合，对结构化数据展开表征与建模，对半结构化数据实施知识推理，对非结构化数据进行综合利用与行为规划[17]，将三类数据统一转化成结构化的知识体系，实现从数据到信息再到管理决策的价值发现；在异构数据的融合分析层面，有效整合孤立化、碎片化数据；针对大数据信号和关系弱性等特征，利用大数据高复杂性分析与基础算法挖掘，提取这些弱信号和弱关系。二是深度定制化表达。针对不同领域的矿产资源安全问题，在实际管理中进行实时定制化管理表达。例如，2020年肆虐全球的新冠肺炎疫情对矿业市场带来的冲击，导致一些矿产品生产出现停摆，价格出现断崖式下跌。基于此类经贸安全问题，管理者可以利用大数据高频交易的智能推荐模型和方法设置矿产品交易定价机制，检测矿产品高频交易的风险并对风险进行评估。三是全周期沉浸式交互。立足于矿产资源分布-开发-交易-储备-加工-利用-消亡全生命周期，利用大数据的核心预测功能，通过记录、聚类、关联等方法读取事实、分析对比，实现矿产资源安全管理由事后管理转向源头管理，从而辅助管理者分环节、分种类制定防范和化解风险的预警方案。

c.从方法角度看，强调智能化和智慧化方法结合。其一，智能化方法。借助人工智能和计算机强大的计算能力，以高性能智能搜索、挖掘算法与处理算法等为主要方法。管理主体如自然资源部信息中心运用超大型计算机收集影响矿产资源安全的内外部所有相关数据，构建相应的数据模型，经大数据计算系统加工后将分析结果转化为安全监测及管理的凭证。由于计算机具有强大的计算能力及信息处理能力，且认知性更为客观[18]，在分析推理过程中的强项远远超过人的能力。其二，智慧化方法。基于人机交互原理，将符合人的认知规律但机器并不擅长的认知能力融入分析过程中。与生产安全事件的偶发性特征相比，国际安全事件具有驳杂性，这对管理者综合运用大数据和政府自身决策能力提出考验。此外，大数据在测算矿产资源安全数据中仍有一定的偏差率，所以管理者不能完全依靠大数据算法来决策。

d.从目标角度看，强调国家矿产资源安全问题的有效解决及管理模式的革新。党的“十九大”提出提高全域自然资源数据采集与整理、集成处理、可视化等方面能力，建立全方位的自然资源调查监测程式，用大数据提升科学决策水平。因此，大数据驱动的矿产资源安全管理目标涵盖两点：一是对于未发生的矿产资源安全事件，预测并研判其安全状态，找出可能存在的安全隐患，对薄弱或缺失的管理环节强化和补充；二是对已发生的矿产资源安全事件，评估其严重性，及时精准地找出安全事故的产生原因，排查管理中的安全隐患，使管理者整体把握矿产资源的安全态势，提升管理工作效率和质量。

1.2大数据嵌入国家矿产资源安全管理中的价值

大数据嵌入到国家矿产资源安全管理中的价值体现在三方面：一是大数据的关联性提高决策的针对性。由于大数据注重的是相关关系，而非因果关系，其算法或许并不能准确地推断出矿产资源安全问题和问题产生原因间的因果关系，但它的核心预测功能可以从大量的数据中挖掘复杂矿产资源安全变量之间的规律。在大数据关联性分析阶段，将实时数据与历史存储的数据(包括以前的矿产资源安全事件名称、发生地点、影响因素等)进行关联对比，在对比中找出安全事件发生的规律；二是大数据预测的动态性增强决策的精准性。大数据的预测功能是建立在数据动态分析基础上的，通过对矿产资源安全大数据长时间、动态性跟踪，及时更新数据信息，辅助管理者实施精准化决策；三是大数据预测速度快提升管理决策的高效性。矿产资源生产领域的安全事件具有突发性和隐蔽性特征，经贸领域安全事件具有周期性和波动性等特征，这对管理者解决问题的能力提出极大的挑战，大数据预测速度快、分析及时等特征能够辅助管理者快速、高效做出决策。

2 大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模型构建

在国家自然资源部信息中心调研中发现，信息中心已建设了三张网用于矿产资源安全管理工作，分别是保密网、主干网、互联网(素材来源：2019年6月3日课题组赴国家自然资源部信息中心调研收集)。然而，矿产资源安全管理工作中最大的制约瓶颈是矿产资源安全大数据在政府和社会两个层面处于割裂状态，政府无法实现对社会数据的有效使用，而社会、市场拥有的数据恰恰是更为原始和直接的数据，导致包括矿业权管理司、矿产资源保护监察司等相关管理部门间仍存在“数据孤岛”和“数据壁垒”问题。此外，矿产资源安全多维数据整合、数据的系统架构与平台建设尚不成熟，数据共享与服务、数据支撑管理工作仍有待改进，一体化的管理信息平台尚未建立。因此，立足于解决国家矿产资源安全问题的现实性需求，以及管理部门信息平台建设的理念雏形。同时，借鉴大数据背景下智慧城市安全管理模型[19]、基于大数据的科教评价信息云平台[20]、科技微服务平台架构[21]等内在共性理路，从而搭建大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台的理论模型。

Wickens提出人的信息加工模型，将人类认识及改造世界的过程视为一个信息收集-信息输入及处理-问题解决的动态系统，该模型将人的信息加工过程分为感觉贮存-知觉译码-记忆决策-执行反馈四个阶段[22]，这是一个从概念收集到问题解决的完整的认知过程，也被看作是一个完整的信息加工过程。人的信息加工模型用于构建矿产资源管理信息平台模型的原理在于：信息平台的数据收集-信息加工-决策管理一体化程式，类同于人的信息加工模型作用机理，在人-机交互原则基础上，管理者能够利用有价值的数据和信息资源，在此平台上通过可视化面板设计表达，实现对矿产资源安全的系统性、精准性、动态性管理。据此，构建大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模型，如图2所示。

图2 大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模型

2.1大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台组成要件管理信息平台主要包括三大组成要件。一是信息平台管理主体。信息平台由国家自然资源部信息中心管理，平台的位置可设于自然资源部信息中心门户网站之下，实施统一监测和管理。自然资源部建立统一的数据信息采集及使用标准，各省矿产资源管理部门在借鉴信息平台构建原理基础上，根据本省的实际管理情况，增加或删减信息平台模型上的组成要素，搭建起适用于本省安全管理工作的信息平台。二是信息平台管理客体。信息平台应聚焦矿产资源安全管理的实际需求，这也是平台搭建的出发点，管理的对象是涉及经济、政治、生态、社会、国际领域的一系列矿产资源安全相关事件。三是信息平台组成模块。信息平台模型中的三大模块分别是矿产资源安全数据采集模块、信息加工模块和安全管理模块(将在下文展开详致介绍)。

2.2大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模块协同关系其一，数据采集模块。利用大数据强细节记录属性，结合云计算分布式技术，建立三类数据库并厘清数据的产生来源和异构种类，形成覆盖全国矿产资源安全管理的“一张图”。基础数据库建立层面，通过大数据的主动采集和被动抓取两种方式收集来自国家、企业和社会的多源头数据，包括动态和静态的数据；专题数据库建立层面，采集涵盖经济、政治、社会、生态、国际全领域安全相关数据，如地质矿产数据、企业生产贸易数据、生态环境数据等；安全信息库建立层面，采集各类统计报告、统计年鉴、各类研究机构的数据，以及来源于问卷和实地调研的数据。同时，整合我国已有的矿产资源安全大数据，依据类别和内容将数据分类存入三类数据库中，并储于云端平台。其二，信息加工模块。由于矿产资源安全数据本身并不能完全表达其内容，需要把从虚拟资源服务中获取的数据进行加工并转化成预测信息。大数据技术将海量的矿产资源安全数据背后的关系以信息形式呈现[23]，通过分析-接入-加工-生产-可视化处理等手段对信息解析，从而形成安全管理工作的“血液”，并以参数的形式传递到管理部门专用决策通道。其三，安全管理模块。信息平台的搭建有助于消除信息孤岛、破除信息壁垒，解决政府和社会数据割裂问题，推动安全管理工作实现从单一决策向综合决策的转变。矿产资源安全管理相关部门根据业务场景锚定管理目标、建立调度机制、明确管理部门所属职责，实现多部门协同、扁平化互动、跨层级联动，针对不同环境下的不同安全事件制定差异化政策并保证政策落地执行。

大数据驱动的国家矿产资源安全管理是矿产资源安全大数据、大数据技术、管理信息平台的三者有效结合。全面的矿产资源安全大数据是信息筛选解析的基础资源，加工后的信息又能作为管理工作的支撑条件，矿产资源安全管理末端产生的信息资源，又可促推新一轮数据的产生，形成一个溯源循环式管理路径，通过三方协同联动，进一步推动矿产资源安全管理模式革新。

2.3大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台功能就管理信息平台功能来看，一是实现矿产资源管理部门间的数据流和信息流融通共享，这种共享不仅仅限于国家层面，还包括国家与省级及各省级间相关管理部门间的共享，目的是使各省能够借鉴其他省份安全管理工作经验，为本省的管理工作提供决策参考和实践指导。二是畅通平台的信息反馈通道，平台汇聚的数据体量大、涉及范围广等优势较传统的单一信息平台具有更强大的功能，纵向上可以实现乡-县-省-国的链式协同监管，横向可以统筹政府、矿业企业、矿业协会对信息平台的意见反馈；三是政府提供信息产品服务，在对信息进行清洗脱敏后，政府可为矿业企业提供不同级别的数据和信息服务，实现政府与市场、企业之间对矿产资源数据信息的共享，提高数据信息的利用率，实现其最大的使用价值。

2.4大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台保障途径保障信息平台高效运行的途径有以下几方面。一是国家统一规范数据和信息的采集标准，明确所需入库的数据和信息类别，规范入库程式，及时更迭数据库资源。二是强化数据访问与使用权限，管理部门在使用数据时，明确访问途径和访问内容，涉密信息需要经过脱敏后才能共享，记录访问人员、访问时间、访问渠道等相关访问信息，数据使用完成后进行数据回收。三是培养复合型管理人才，政府要建立起与高校、企业的大数据人才联合培养机制，培育具有大数据专业知识技能、熟悉风险管控流程能力的人才队伍，维护信息平台的正常稳定运行。

3 大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息体系构成要素

大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息体系的优劣直接关系着安全管理工作能否有效开展，关系着安全管理工作的实践效果[24]。与大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模型配套的是信息支撑体系，通过构建起一个“1+2+3”式的信息体系，进一步明确和发挥大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息体系的重要作用。

“1”是指一个主线，即以大数据驱动为主线，以实操应用为具体导向，通过利用覆盖全国的矿产资源安全数据库，实现业务数据化，有效化解管理工作中的“数据饥渴”问题。“2”是指两个作用点，一是以推动矿产资源安全决策模式由传统线性转为新型扁平化互动模式为重点，二是以矿产资源安全问题有效解决为落脚点。“3”是指三个支撑系统，支撑系统的构成及交互作用影响着信息平台的运行状况，是大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息体系的建设重点，主要包括数据支撑系统、技术支撑系统和管理支撑系统，在此展开详细阐述，如图3所示。

图3 大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息系统构成要素

3.1数据支撑系统数据是大数据驱动的核心，数据的数量和质量影响决策科学性及施政效率性。管理信息平台的核心是在管理秩序的基础上实现基于授权的数据信息共享，通过合理利用安全数据和信息，对于已经发生的矿产资源安全事件统一由“链”来记录，正在发生的统一由“链”来管控，将要发生的统一由“链”来驱动。

3.2技术支撑系统核心是建立分权的管控，利用大数据虚实交互技术手段建立“链接”系统。通过全景关联技术，在信息平台上显示“链上画像”，动态呈现矿产资源安全情境，并通过画像倒逼质量提升；以KG图谱和AI计算引擎为基础，建立“链上图谱”，动态图谱呈现影响因素间的复杂关系，并随着链上运行自动迭代信息，实现数据和信息由聚到通，推动安全管理工作由上至下动态开展，从而保障决策方案实时反馈与及时调整。

3.3管理支撑系统大数据驱动有助于促进政府内部管理和外部组织协调工作的信息共享共治，一方面推动政府内部各相关管理部门间的深度耦合，另一方面强化政府与外部矿业企业、矿业协会及相关社会组织之间的有效协作。矿产资源安全管理各部门将信息平台作为互联互通的衔接中心，在动态合作中形成一种彼此稳固且灵活的协作关系，解决管理中的“碎片化”的问题。

矿产资源安全管理以行动为取向、以技术为依托，实现了大数据驱动与决策管理的高度统一与深度契合。三个系统合力运行的保障在于：首先，完善“数据底座”，以“数用分离，用有分离”为原则，推进数据信息有效共享。其次，强化大数据驱动能力，夯实云网基础设施支撑力量，打造安全可控的新型信息可视化平台。再次，实现“逻辑共享”+“物理共享”，“逻辑共享”是在知道有什么数据、在哪里可获取数据，但不清楚具体数据内容情况下，获取具有专有性、部门性、属地性的数据(低频使用、外溢性低的数据资源)；也要实现“物理共享”，即被多个部门、多个系统需要的，频繁被调用的数据，包括基础性、宏观性、统筹性数据(高频使用、外溢性高的数据资源)。依靠数据支撑系统、技术支撑系统和管理支撑系统三大系统交互作用，聚合数据驱动和技术驱动，双向合力革新管理决策模式。

4 结 语

在大数据等新兴技术崛起的智能时代，运用大数据思维及方法变革国家矿产资源安全管理工作势在必行，这也是创新我国矿产资源管理模式的内在要求。2018年第214期双清论坛以“新时代中国战略性矿产资源安全与管理”为主题的会议上，明确提出中国矿产资源安全与全球治理是未来5-10年内的重点目标及发展方向。因此，开展大数据驱动的国家矿产资源安全管理研究及信息平台构建是一个极具紧迫性的课题。本文主要从理论层面出发，探索大数据驱动的国家矿产资源安全管理信息平台模型及信息体系的构建，以期为我国矿产资源安全管理学术研究与实践操作提供参考。此外，国家矿产资源安全管理工作不仅体现在信息平台建设层面，更重要的是借助大数据思维及技术创新国家矿产资源安全管理体系，推动矿产资源整体性安全的实现，这也是该领域可继续拓展的研究空间。本文可为技术赋能国家矿产资源安全管理创新研究提供理论借鉴，为国家矿产资源安全管理范式转型研究提供新思考路径。