Power BI入門教程


題記:這篇文章不僅是Power BI的入門教程,同時相對於Qlik Sense進行了簡單比較。

最近把一個Qlik Sense的示例應用手動轉成了Power BI的應用,把相關步驟和遇到的問題記錄如下,權當作一個入門教程。

1,准備原始數據

由於Qlik Sense的示例應用只有一個單獨的qvf文件,那么原始數據只有通過qvf來導出。此qvf中的數據模型如下圖所示:

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Qlik Sense並沒有提供數據模型包含數據的完整導出功能,所以只能采用最麻煩和原始的方式,即:創建表格,在表格中添加某個數據表的所有字段,然后再利用可視化對象的導出功能導出數據為xlsx文件。通過這種方式,把所有表都導出。注:但在實際操作當中,未必所有表都導出,因為有些表可以在Power BI中生成(比如日期表DateParts),有些表在Power BI中也用不到(比如月份順序表Month Sort Order)。

當然,如果你拿得到原始數據的文件或者數據庫,那么就可以跳過這一步。

2,加載數據

這步比較簡單,在Power BI中新建一個文檔,通過“獲取數據”-“Excel”來選擇需要導入的xlsx文件。

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選擇文件之后,會顯示“導航器”對話框。在這里選擇需要導入的工作表(可以選擇多個)。選擇工作表之后,可以直接點“加載”,也可以點“編輯”來打開“查詢編輯器”修改ETL腳本(當然在加載之后還是可以重新編輯腳本)。如果直接點“加載”之后,Power BI就會把選擇的工作表中的數據加載進來,這個時候就可以在“數據”視圖中預覽其中的數據,右側的“字段”邊欄也會顯示表及其包含的字段:

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這個時候,你會發現表名稱是xlsx文件中默認的Sheet1,修改表名稱的最簡單方式就是,在表名稱上點右鍵選擇“重命名”。另外,有些xlsx文件導入之后,數據可能會出現下面這種沒有正常識別列名稱的問題,這個時候就需要用到“查詢編輯器”中的“提升的標題”(把第一行數據當作標題/列名)的功能:

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“查詢編輯器”是一個強大的UI操作界面,幫你自動生成Power Query的M語言腳本,可以通過“高級編輯器”來查看每個表的Power Query腳本。而Power Query的第一步就是通過“源”和“導航”腳本來實現Extract-Load的步驟。對於Power BI而言,Extract-Load可以實現的能力有:

  • 從各類數據源中提取數據:各類文件、各類數據庫、各類Azure的PaaS、各類聯機服務和其他數據源(比如R腳本)
  • 對數據源的配置進行設置
  • 直接錄入數據

3,轉換和塑造數據

在加載數據的過程中或者之后,還可以繼續利用“查詢編輯器”來對加載的數據進行轉換和塑造(即Transform)。所謂轉換和塑造就是利用Power Query的M語言腳本來對數據的加載過程,進行額外處理。我大致把這個過程中Power BI能提供的能力整理了一下:

  • 通用
    • 列的管理:選擇列、刪除列
    • 行的管理:保留行(前后、間隔、重復、錯誤)、刪除行
    • 排序:基於一個列或多個列進行升降序
    • 合並數據:可以是合並數據(兩個表提供不同的列),也可以是追加數據(兩個表提供不同的行)
  • 轉換
    • 表數據管理:對原始數據進行分組、提升第一行作為標題、行列顛倒、首尾行調換、對數據行計數
    • 所有列的處理:重命名列名、數據類型的自動檢測和手動修改、替換值、填充單元格(上下兩個方向皆可)、透視列(正逆兩個方向)、轉換為列表(列表轉回列)
    • 文本列的處理:拆分(分隔符、字符數)、格式化(大小寫、首字母大寫、修整Trim、清除非打印字符、添加前后綴)、合並、提取(字符串長度、首子字符串、尾子字符串、選定范圍子字符串)、分析(從xml和json字符串中提取出數據)
    • 數值列的處理:聚合運算(求和、最大最小、中值、平均值、標准偏差、值計數、非重復計數)、標准運算(四則、整除、取模、除得百分比、乘得百分比)、科學運算(求絕對值、求冪、求指數、求對數、求階乘)、三角函數運算、舍入(向上向下、自定義)、特征(奇偶、符號)
    • 時間列的處理:日期的處理、時間的處理、持續時間的處理
    • 結構化列的處理:擴展、聚合
  • 添加計算列
    • 常規:基於公式計算、基於自定義公式計算、基於條件判斷計算、添加索引列、復制列
    • 基於文本列添加:格式化后、合並后、提取后、分析后
    • 基於數值列添加:聚合運算后、標准運算后、科學運算后、三角函數運算后、舍入后、提取特征后
    • 基於時間列添加:日期處理后、時間處理后、持續時間處理后

從上面整理的內容來看,Power BI由於沿用了SQL Server和Excel中已經存在的Power Query,所以它的ETL功能還是非常強大的,並且幾乎不用你手動編寫ETL腳本即可完成復雜的ETL工作。

想對Power Query的功能有詳細了解的,建議查看Excel的文檔:https://support.office.com/zh-cn/article/%E8%8E%B7%E5%8F%96%E5%92%8C%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E5%9C%A8-Excel-2016-%E4%B8%AD-881c63c6-37c5-4ca2-b616-59e18d75b4de?ui=zh-CN&rs=zh-CN&ad=CN

4,建模數據

在完成數據的ETL之后,需要的步驟就是對數據進行建模。一般而言,在導入數據之后,Power BI會根據字段的名稱自動推斷出表之間的關系的。比如下圖就是導入示例數據之后自動構建的關系圖:

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建模的工作和ETL的工作是兩個不同的步驟,雖然有些功能達到的效果是一樣,但是背后實現的機理是不一樣的。最明顯的一個地方就是數據類型的修改,在查詢編輯器中對數據類型進行修改會替換或產生新的ETL腳本,而在數據視圖中修改數據類型不會影響ETL腳本。

Power BI支持的建模能力整理如下:

  • 管理關系:可以通過關系視圖來可視化的拖動連線,也可以通過“管理關系”對話框瀏覽、新建、自動檢測、編輯和刪除關系 。
  • 關系:關系支持1:1、1:N、N:1,關系篩選支持單向和雙向 。
  • 公式計算:添加基於DAX表達式計算得到的度量值(度量值默認放到當前選中的表當中,也可以歸到其他表中),添加基於DAX表達式計算得到的計算列,添加基於DAX表達式計算得到的表 。
  • 排序:選擇排序的列 。
  • 格式設置:可以設置列的數據類型(小數、定點十進制數、整數、日期/時間、日期、時間、文本、布爾值、二進制),顯示格式(各種貨幣格式、時間格式、百分比、小數位數、科學計數等) 。
  • 屬性設置:所屬表(可以為度量值設置歸屬的表),數據分類(設置值的顯示特征,比如地址、Url、條碼,可以方便讓可視化控件更好的處理內容),默認聚合方式(要不要求和等) 。
  • 安全性:基於DAX表達式來設定什么角色可以查看什么數據,非常靈活的行級訪問控制機制 。
  • 分組:這是什么鬼,我也還沒有搞懂。 有知道的朋友希望不吝賜教。

在建模的過程中,尤其和公式計算相關的東西都涉及到數據分析表達式(Data Analysis Expressions,DAX)的使用,詳細的說明可以參考MSDN官方文檔:https://msdn.microsoft.com/library/gg413422.aspx

(updated 2016.12.20)更完整的文檔在這里:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/mt244090.aspx

對於我的這個示例,我實際用到了如下幾種建模能力:

  • 日期數據的格式改變:把長格式的日期字符串修改為短的 。
  • 各種度量值的建立:我的度量值主要涉及一些求和、求平均、計數、變化率等。為了更好的管理度量值,我特意新建了一個名為DetialsMeaured的表,公式為:DetailsMesured = ALL(Details[EpisodeID]),然后把建立的各種度量值歸到這個表當中 。
  • 百分比值的格式化:求變化率的度量值,可以把顯示格式設置為百分比,那么在內置可視化控件中就直接顯示為百分比,無需額外設置或者乘100(我使用了一個第三方控件,其無法識別百分比格式,只能在度量值上乘100) 。
  • 建立層級結構:為了支持數據的下鑽顯示,那么需要建立數據的層次結構,比如財年包含月份。要建立層次結構很簡單,直接把一個字段拖動到另外一個字段下面Power BI就會自動創建一個新的層次結構列(包含了你剛剛操作的兩個字段),接着可以繼續拖入其他列到這個層次結構列下面,還可以拖動來進行排序。
  • 建立日期表:很多分析都是和時間相關的,那么就需要有一張獨立的日期表來為維度提供數據(包括年、財年、季度、月、日、天等)。原來的qvf中也存在這一個日期表,也是依靠腳本生成的,對於Power BI而言同樣也可以通過腳本來生成一個日期表。生成日期表的腳本如下:
DateKey = ADDCOLUMNS(
CALENDAR(FIRSTDATE(Details[EpisodeAdmissionDate]),LASTDATE(Details[EpisodeAdmissionDate])),
"DateAsInt",FORMAT([Date],"YYYYMMDD"),
"Year",YEAR([Date]),
"Quarter",VALUE(FORMAT([Date],"Q")),
"YearQuarter",FORMAT ( [Date],"YYYY" ) & "/Q" & FORMAT ( [Date],"Q" ),
"Month",MONTH([Date]),
"MonthName",FORMAT([Date],"mmm"),
"Day",DAY([Date]),
"WeekNum",WEEKNUM([Date]),
"WeekDay",WEEKDAY([Date]),
"WeekDayName",FORMAT([Date],"ddd"),
"Fiscal Year",IF(MONTH([Date])>3,YEAR([Date]) +1,YEAR([Date])),
"Fiscal Year Name",IF(MONTH([Date])>3,YEAR([Date]) & "-" & (YEAR([Date]) + 1),(YEAR([Date]) - 1) & "-" & YEAR([Date]))
)

把日期表添加到模型中后,就可以手動把日期表的Date字段和Details表中的EpisodeAdmissionDate字段建立其關系。最終的模型圖如下:

image

日期表創建的更多詳細介紹,可以參考這個博客文章:http://kohera.be/blog/business-intelligence/how-to-create-a-date-table-in-power-bi-in-2-simple-steps/

5,可視化顯示數據

通過可視化控件來顯示數據沒有太多可以說的。Power BI的官方文檔已經寫的比較好了,見:https://powerbi.microsoft.com/zh-cn/documentation/powerbi-desktop-report-view/

無非就是把一個可視化控件拖到報表頁面上,然后把所需的維度和度量拖到可視化控件中的數據標簽頁中的“軸”/“圖例”或者“值”下面,如下圖所示:

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數據建模的時候提到過下鑽顯示。下鑽顯示有兩種方式:一種使用層級結構列,一種不使用。

簡單說來,對於使用層級結構的方式,就是先建立一個層級結構列,然后把這個列拖到“軸”下面,可視化控件就會在上面的操作欄顯示用於下鑽數據的特定按鈕。如下圖所示:

image

對於第二種下鑽顯示方式,我沒有采用,詳細的說明可以見:https://powerbi.microsoft.com/zh-cn/documentation/powerbi-service-drill-down-in-a-visualization/

為可視化控件准備好數據之后,還可以通過“格式”設置標簽頁(即刷子狀圖標)來設置一些顯示格式,比如標題,字體,顏色什么的。

當數據添加到可視化控件之后,這些字段還會自動添加到視覺級別篩選器,除此之外,你還可以額外把字段添加到頁面級篩選器和報告級篩選器中。這些篩選器的作用范圍望文生義應該可以理解。

不過需要注意的是,篩選器在公開發布到Web后並不可見,所以你還可以單獨在報表頁面上添加所需的切片器。切片器的數據設置方式和其他可視化控件類似。

6,和Qlik Sense的比較

粗略的比較下來(個人觀點):

  1. ETL能力由於背靠SQL Server分析服務的相關技術,所以可以做到和Qlik相當,尤其幾乎可以不用手寫腳本。
  2. 建模能力和Qlik相當,只是操作體驗上會差一些。
  3. 可視化能力比Qlik就差很多,不管是內置的可視化控件還是第三方擴展的控件都是如此。
  4. 前端操作(也即最終用戶使用BI應用)的體驗也比Qlik差。
  5. 擴展和集成能力也由於Power BI的定位決定了沒有Qlik靈活。
  6. 最大的優勢是入門的許可費用低廉(如果願意使用SaaS的話)。
  7. 一大特色是具備人工智能輔助的快速見解能力。

Power BI在可視化能力方面確實需要進一步加強,比如我就遇到如下幾個問題:

  • 排序只能基於當前使用的維度,不能自定義排序
  • 堆積面積圖圖例不能下鑽
  • 沒有豎條儀表圖
  • 餅圖不能合並為Other
  • 表格不支持下鑽
  • (updated 2016.12.20)貨幣格式的數值不能顯示負數

最后不得不吐槽下,Power BI的文檔用機器翻譯就算了,感覺Power BI Desktop的中文版也是機器翻譯的。還不如我來翻譯算了(作為MVP可以免費做貢獻)。


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