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摘要:系统的、规范的数据库是大数据分析的基础,但在实际中,很多政府机构和企业都没有建立数据库的条件,大量数据以Excel表格的形式存放在管理人员的电脑上,查询、汇总极为不便。如何整理规范统计数据是一个常见的、典型的棘手问题,在整理大量历史数据的时候,表结构的变化给数据使用者造成了很大的麻烦,传统的Excel函數、VBA编程等方法面对这种情况也是束手无策,这个时候我们可以使用微软的商务软件PowerBI,从分析袁结构入手,方便地进行数据的汇总和整理工作。
关键词:数据汇总;商务智能;大数据分析;合并历史数据;表结构;逆透视;规范化
中图分类号:TP3-05 文献标识码:A
文章编号:1009-3044(2019)33-0257-04
在工作中我们经常会遇到合并多个数据表的情况,比如多个历史时期数据表的合并,多个分公司报表的汇总,当数量不多时,我们可以依次打开各个数据表,手动复制粘贴至一张表中,但如果涉及的数据表太多时,这个方法就行不通了,或者说过于烦琐,比如说有时候刚整理好各月工资,又需要整理各月奖金,那么之前进行的所有步骤又需要再做一遍了。当这样的重复性工作我们做了好多年之后,就应该考虑其他的方法了,我们需要在不打开文件的情况下提取其中的数据,把人从烦琐的数据整理工作中解放出来。
那么怎么办呢?过去我曾尝试通过VBA编程提取数据,对于结构完全一致的报表这个方法是行得通的,但是这里有一个问题,由于制表人不同或者表结构变化等原因,每张表中的同一个数据可能并不在同一个位置,比如说有的表里工资在单元格B2,有的表里可能在B3,或者C2,或者其他什么地方,有时候发给分公司的工整的报表,收上来的时候却变得花花绿绿的,有的甚至面目全非,填表人会随意地删行、加行、删列、加列、调整行列顺序、合并单元格、修改单元格格式,等等,不一而足,原因是他那里有特殊情况,或者为了方便填报等,但是无规矩不成方圆,随意更改表结构方便了填表人,却给数据整理工作带来了大麻烦,需要汇总整理的数据表必须严格限定报表格式,最好是在下发报表的时候就锁定表结构,但是我们不能指望每一个报表设计者都会锁定操作,或者数据表的汇总者和设计者不是同一个人,汇总人收到各张报表的时候发现表结构已经不一致了,这个时候,VBA也是无可奈何的。
这时候,我们可以用Excel插件power query解决这个问题。PQ是微软公司的商务智能Power BI工具之一,它和powerpivot构成了PBI的核心,它的操作原理和语法类似于SQL语言和OLEDB数据连接,但使用起来更加灵活简单,是面向普通的数据工作者的大众化BII具,不需要编写太多复杂烦琐的代码,就可以轻松实现数据汇总分析。PQ是一种入门级的大数据分析工具,我认为以后会是数据工作者必备的技能之一,就像现在的Excel一样基础。
在这篇文章中我以一个例子通俗易懂地介绍一下用PQ进行数据表合并的一般思路和操作过程。
1问题的提出
假如我们需要整理北京市各市区社会消费品零售额的历史数据,现在有2007年2月-2019年6月的100多张数据表f数据来源:北京市统计局),我们对比一下第一期和最后一期报表的表结构,如图1所示。
总结一下2019年6月期报表中表结构的几处变化:
1.1从行来看
1)表头由两行变为一行;
2)取消了四大功能区;
3)“亦庄开发区”更名为“北京经济技术开发区”;
4)崇文区、宣武区分别合并到东城区、西城区;
5)密云、延庆两县撤县设区;
6)门头沟区位置提前;
7)市区名称前加上了空格。
1.2从列来看
第2、3列数据互换位置,从“本月、累计、本月增速、累计增速”变成了“本月、本月增速、累计、累计增速”。
由于表结构的变化,所有数据的位置均发生了改变,用VBA取固定位置的数据显然不可取,而用PQ,可以分步实现数据汇总。
2第一步:获取数据源
首先需要整理出“数据源表”,这张表里列出了各个数据表的基本情况,需要说明几点:
1)一共有138个excel文件,统一存放在“根目录\数据源”文件夹中,根目录根据存放路径自动调整,比如我现在用的根目录是:
PQ会自动从“F:\20190810合并数据表\数据源\200702.xl-sx”“F:\20190810合并数据表\数据源\200703.xlsx”等文件中取数,而下载压缩包后可解压存在任一地址,比如放在“D:\P0练习/合并数据表”中,PQ就会自动从“D:\PQ练习\合并数据表\数据源\200702.xlsx”“D:\PQ练习\合并数据表\数据源\200703.x1-sx”等文件中取数,不用手动修改。
2)在十多年的时间里,报表结构经过了多次变化,二维表的表结构包括主栏(甲栏)、宾栏(乙栏、表头)两个方面,数据源表中列出了每一个excel文件中报表的甲栏版本和宾栏版本,这需要用户自己去总结,PQ就是根据文件位置和甲栏、宾栏版本去各个文件中的特定单元格取数。
3第二步:获取表头行数
从2013年2月开始,数据表的表头由两行变为了一行,先总结出各甲栏版本的表头行数,然后让各excel文件自动查找对应的表头行数信息,实现原理类似于excel工作表函数vlookup。
这一步是为了便于理解接下来的处理过程,当PQ熟练以后可省略这一步。
4第三步:批处理表格——二维表转一维表
这是数据汇总的最关键一步:维度转换,要想把不同结构的数据表汇总在一起,所需要做的不是简单的表格的拼接(追加),因为不同时期的报表中各行、各列意义不同,比如下面这两张表拼接在一起就出错了,因为后一张表的第2、3列数据互换了位置,这时候需要先把二维表统一转化为一维表,再进行各张表行、列的规范化。 首先需要去掉表结构区域,仅保留数据区域。2007年2月报表需要去掉第一列和前两行,2019年6月报表需要去掉第一列和第一行,这时候步骤二中的表头行数就派上了用场(不过在熟练以后其实这一步可省略,不影响结果)。
二维表转一维表所用的方法叫作“逆透视”,也就是把多行、多列的数据转化为一列,道理很简单,把横向放置的数据转置,竖向排列在一起就可以了,excel中进行此项操作较麻烦,在PQ中可以很方便地进行逆透视操作。
PQ中可以对多个数据表进行批量操作,批量逆透视之后的结果是:
这时候就可以对不同时期的报表进行拼接(追加)了。
5第四步:展开(拼接)报表
这一步很简单,把规范化之后的二维表拼接在一起就可以了。
但是对于表中的每个数据我们还不知道是什么意思,所以下一步需要进行甲栏(行号)和宾栏(列号)的转换(规范化)。
6第五步:规范甲栏(行号)
规范甲栏和宾栏首先需要有规范依据,以甲栏为例,需要整理出各个甲栏版本间的对应关系,经整理发现甲栏版本共有6次调整,共有7个版本,每一次调整都有一定的原因:
需要注意的是,整理表结构需要以最新一版为准,比如密云县、延庆县已撤县设区,所以历史汇总数据中统一称密云区、延庆区,同理不再保留老东城、老西城、崇文、宣武区数据,因为人们已经不再关注这些数据了,如果需要的话可以另行添加。
对甲栏规范表进行二维表转一维表操作,可得到如下报表:
以此为依据可以对第四步展开的报表中的行号进行规范化整理,比如甲栏版本1-5的第3行是北京市数据,而版本6和7的第2行是北京市数据,版本2的第28行是东城区数据,版本7的第3行是东城区数据,版本1的第4行是“首都功能核心区”数据,最新版中已不再保留,所以在转化结果就顺便把它去掉了。
甲栏规范化之后,甲栏版本列也就没用了,可以删除。规范化过程用到的方法叫作“合并查询”,类似于excel工作表函数vlookup,但好处是可以设置多个查询依据(多列),其实就是关系型数据库中所说的主键,只有同时指定“甲栏版本”和“行号”才能确定唯一的“市区”,可以理解为一个二元函数,f(x1,x2)由x1、x2共同决定的,两个条件缺一不可。
7第六步:规范宾栏(列号)
同理可对宾栏进行规范化转换,转换后的结果是:
需要注意的是,宾栏中包含着4个属性,比如2019年6月报表的第2列数据,它表示:2019年当年(属性3)的2月当月(属性2)的社会消费品零售额(属性1)的绝对值(属性4)数据,而第4列表示:2019年当年(属性3)的2月累计(属性2)的社会消费品零售额(属性1)的绝对值(屙陛4)数据。
对于数据的某些属性,我们在特定情况下可以省略说明,比如这个例子中的所有数据都是关于“社会消费品零售额”这个指标的,用户都知道,所以这个属性可以省略,可以把文件名命名为“社会消费品零售额历史数据”就可以了,用户就知道这个文件里面的所有数据都是关于这个指标的,这就是所谓数据的“上下文context”。
但是你不能把文件命名为“海淀区社零额”,因为这里面有非海淀区的数据,但是可以命名为“北京市各区数据”“北京市各区历史数据”等,从这里也可以看出,数据表的文件名就是其中所有数据的一个或几个共同的属性名。
在甲栏和宾栏的规范化操作中,包含着模式分解和数据清洗的过程,这都是数据整理和数据库搭建必不可少的环节。
8第七步:单位转换
在对甲栏、宾栏规范化转换以后其实数据汇总表已经基本做好了,但还有一个重要的问题需要解决:整理各期数据表发现有的时期数据单位是万元,有的时期是亿元,必须统一起来。
规则很简单,对于“增速”数据不用处理,“绝对值”数据中最近5年的年末数据因为比较大,当期报表中使用了亿元单位,不用处理,其他时期的绝对值都是万元单位,统一乘以0.0001转换为亿元单位。转换之后的结果是:
9数据分析
一维表是数据分析的基础,当得到历史数据的一维表之后,就可以进行各类透视,然后可进行相应数据分析,透视操作用PQ或数据透视表都可以,比如对“度量”透视得到如下结果:继续透视“数期”得到:透视“市区”得到:
可以看出,我们平时看到的大部分数据表都是一种数据透视表,透视表是对抽象事物和数据的特征的高度概括和呈现,通过序列数据的对比,使人们很容易抓住同類事物的本质和特征,例如,通过时间序列数据对比可总结出事物的变化规律,通过空间序列数据对比可概括出事物分布规律,通过时空数据对比可抓住事物的薄弱点、突破口、差距所在,更好地促进整体发展。
在数据分析报告中,透视表比单纯的文字描述效果要好得多,很多所谓的数据分析报告就是对透视表的文字描述,比如某某指标实现了多少、增长了多少、占比是多少之类,几大段乱七八糟的文字可能还不如一张表讲得清楚,因此说一表胜千言,而进一步讲,数据图又比数据表的表现能力更好,因此还有人说文不如表,表不如图,确实如此。在数据透视表的基础上,可以在excel中制作数据图,而用微软PBI的组件powerview、百度ECharts等工具可实现更多更丰富的数据图表展现形式。
【通联编辑:李雅琪】
关键词:数据汇总;商务智能;大数据分析;合并历史数据;表结构;逆透视;规范化
中图分类号:TP3-05 文献标识码:A
文章编号:1009-3044(2019)33-0257-04
在工作中我们经常会遇到合并多个数据表的情况,比如多个历史时期数据表的合并,多个分公司报表的汇总,当数量不多时,我们可以依次打开各个数据表,手动复制粘贴至一张表中,但如果涉及的数据表太多时,这个方法就行不通了,或者说过于烦琐,比如说有时候刚整理好各月工资,又需要整理各月奖金,那么之前进行的所有步骤又需要再做一遍了。当这样的重复性工作我们做了好多年之后,就应该考虑其他的方法了,我们需要在不打开文件的情况下提取其中的数据,把人从烦琐的数据整理工作中解放出来。
那么怎么办呢?过去我曾尝试通过VBA编程提取数据,对于结构完全一致的报表这个方法是行得通的,但是这里有一个问题,由于制表人不同或者表结构变化等原因,每张表中的同一个数据可能并不在同一个位置,比如说有的表里工资在单元格B2,有的表里可能在B3,或者C2,或者其他什么地方,有时候发给分公司的工整的报表,收上来的时候却变得花花绿绿的,有的甚至面目全非,填表人会随意地删行、加行、删列、加列、调整行列顺序、合并单元格、修改单元格格式,等等,不一而足,原因是他那里有特殊情况,或者为了方便填报等,但是无规矩不成方圆,随意更改表结构方便了填表人,却给数据整理工作带来了大麻烦,需要汇总整理的数据表必须严格限定报表格式,最好是在下发报表的时候就锁定表结构,但是我们不能指望每一个报表设计者都会锁定操作,或者数据表的汇总者和设计者不是同一个人,汇总人收到各张报表的时候发现表结构已经不一致了,这个时候,VBA也是无可奈何的。
这时候,我们可以用Excel插件power query解决这个问题。PQ是微软公司的商务智能Power BI工具之一,它和powerpivot构成了PBI的核心,它的操作原理和语法类似于SQL语言和OLEDB数据连接,但使用起来更加灵活简单,是面向普通的数据工作者的大众化BII具,不需要编写太多复杂烦琐的代码,就可以轻松实现数据汇总分析。PQ是一种入门级的大数据分析工具,我认为以后会是数据工作者必备的技能之一,就像现在的Excel一样基础。
在这篇文章中我以一个例子通俗易懂地介绍一下用PQ进行数据表合并的一般思路和操作过程。
1问题的提出
假如我们需要整理北京市各市区社会消费品零售额的历史数据,现在有2007年2月-2019年6月的100多张数据表f数据来源:北京市统计局),我们对比一下第一期和最后一期报表的表结构,如图1所示。
总结一下2019年6月期报表中表结构的几处变化:
1.1从行来看
1)表头由两行变为一行;
2)取消了四大功能区;
3)“亦庄开发区”更名为“北京经济技术开发区”;
4)崇文区、宣武区分别合并到东城区、西城区;
5)密云、延庆两县撤县设区;
6)门头沟区位置提前;
7)市区名称前加上了空格。
1.2从列来看
第2、3列数据互换位置,从“本月、累计、本月增速、累计增速”变成了“本月、本月增速、累计、累计增速”。
由于表结构的变化,所有数据的位置均发生了改变,用VBA取固定位置的数据显然不可取,而用PQ,可以分步实现数据汇总。
2第一步:获取数据源
首先需要整理出“数据源表”,这张表里列出了各个数据表的基本情况,需要说明几点:
1)一共有138个excel文件,统一存放在“根目录\数据源”文件夹中,根目录根据存放路径自动调整,比如我现在用的根目录是:
PQ会自动从“F:\20190810合并数据表\数据源\200702.xl-sx”“F:\20190810合并数据表\数据源\200703.xlsx”等文件中取数,而下载压缩包后可解压存在任一地址,比如放在“D:\P0练习/合并数据表”中,PQ就会自动从“D:\PQ练习\合并数据表\数据源\200702.xlsx”“D:\PQ练习\合并数据表\数据源\200703.x1-sx”等文件中取数,不用手动修改。
2)在十多年的时间里,报表结构经过了多次变化,二维表的表结构包括主栏(甲栏)、宾栏(乙栏、表头)两个方面,数据源表中列出了每一个excel文件中报表的甲栏版本和宾栏版本,这需要用户自己去总结,PQ就是根据文件位置和甲栏、宾栏版本去各个文件中的特定单元格取数。
3第二步:获取表头行数
从2013年2月开始,数据表的表头由两行变为了一行,先总结出各甲栏版本的表头行数,然后让各excel文件自动查找对应的表头行数信息,实现原理类似于excel工作表函数vlookup。
这一步是为了便于理解接下来的处理过程,当PQ熟练以后可省略这一步。
4第三步:批处理表格——二维表转一维表
这是数据汇总的最关键一步:维度转换,要想把不同结构的数据表汇总在一起,所需要做的不是简单的表格的拼接(追加),因为不同时期的报表中各行、各列意义不同,比如下面这两张表拼接在一起就出错了,因为后一张表的第2、3列数据互换了位置,这时候需要先把二维表统一转化为一维表,再进行各张表行、列的规范化。 首先需要去掉表结构区域,仅保留数据区域。2007年2月报表需要去掉第一列和前两行,2019年6月报表需要去掉第一列和第一行,这时候步骤二中的表头行数就派上了用场(不过在熟练以后其实这一步可省略,不影响结果)。
二维表转一维表所用的方法叫作“逆透视”,也就是把多行、多列的数据转化为一列,道理很简单,把横向放置的数据转置,竖向排列在一起就可以了,excel中进行此项操作较麻烦,在PQ中可以很方便地进行逆透视操作。
PQ中可以对多个数据表进行批量操作,批量逆透视之后的结果是:
这时候就可以对不同时期的报表进行拼接(追加)了。
5第四步:展开(拼接)报表
这一步很简单,把规范化之后的二维表拼接在一起就可以了。
但是对于表中的每个数据我们还不知道是什么意思,所以下一步需要进行甲栏(行号)和宾栏(列号)的转换(规范化)。
6第五步:规范甲栏(行号)
规范甲栏和宾栏首先需要有规范依据,以甲栏为例,需要整理出各个甲栏版本间的对应关系,经整理发现甲栏版本共有6次调整,共有7个版本,每一次调整都有一定的原因:
需要注意的是,整理表结构需要以最新一版为准,比如密云县、延庆县已撤县设区,所以历史汇总数据中统一称密云区、延庆区,同理不再保留老东城、老西城、崇文、宣武区数据,因为人们已经不再关注这些数据了,如果需要的话可以另行添加。
对甲栏规范表进行二维表转一维表操作,可得到如下报表:
以此为依据可以对第四步展开的报表中的行号进行规范化整理,比如甲栏版本1-5的第3行是北京市数据,而版本6和7的第2行是北京市数据,版本2的第28行是东城区数据,版本7的第3行是东城区数据,版本1的第4行是“首都功能核心区”数据,最新版中已不再保留,所以在转化结果就顺便把它去掉了。
甲栏规范化之后,甲栏版本列也就没用了,可以删除。规范化过程用到的方法叫作“合并查询”,类似于excel工作表函数vlookup,但好处是可以设置多个查询依据(多列),其实就是关系型数据库中所说的主键,只有同时指定“甲栏版本”和“行号”才能确定唯一的“市区”,可以理解为一个二元函数,f(x1,x2)由x1、x2共同决定的,两个条件缺一不可。
7第六步:规范宾栏(列号)
同理可对宾栏进行规范化转换,转换后的结果是:
需要注意的是,宾栏中包含着4个属性,比如2019年6月报表的第2列数据,它表示:2019年当年(属性3)的2月当月(属性2)的社会消费品零售额(属性1)的绝对值(属性4)数据,而第4列表示:2019年当年(属性3)的2月累计(属性2)的社会消费品零售额(属性1)的绝对值(屙陛4)数据。
对于数据的某些属性,我们在特定情况下可以省略说明,比如这个例子中的所有数据都是关于“社会消费品零售额”这个指标的,用户都知道,所以这个属性可以省略,可以把文件名命名为“社会消费品零售额历史数据”就可以了,用户就知道这个文件里面的所有数据都是关于这个指标的,这就是所谓数据的“上下文context”。
但是你不能把文件命名为“海淀区社零额”,因为这里面有非海淀区的数据,但是可以命名为“北京市各区数据”“北京市各区历史数据”等,从这里也可以看出,数据表的文件名就是其中所有数据的一个或几个共同的属性名。
在甲栏和宾栏的规范化操作中,包含着模式分解和数据清洗的过程,这都是数据整理和数据库搭建必不可少的环节。
8第七步:单位转换
在对甲栏、宾栏规范化转换以后其实数据汇总表已经基本做好了,但还有一个重要的问题需要解决:整理各期数据表发现有的时期数据单位是万元,有的时期是亿元,必须统一起来。
规则很简单,对于“增速”数据不用处理,“绝对值”数据中最近5年的年末数据因为比较大,当期报表中使用了亿元单位,不用处理,其他时期的绝对值都是万元单位,统一乘以0.0001转换为亿元单位。转换之后的结果是:
9数据分析
一维表是数据分析的基础,当得到历史数据的一维表之后,就可以进行各类透视,然后可进行相应数据分析,透视操作用PQ或数据透视表都可以,比如对“度量”透视得到如下结果:继续透视“数期”得到:透视“市区”得到:
可以看出,我们平时看到的大部分数据表都是一种数据透视表,透视表是对抽象事物和数据的特征的高度概括和呈现,通过序列数据的对比,使人们很容易抓住同類事物的本质和特征,例如,通过时间序列数据对比可总结出事物的变化规律,通过空间序列数据对比可概括出事物分布规律,通过时空数据对比可抓住事物的薄弱点、突破口、差距所在,更好地促进整体发展。
在数据分析报告中,透视表比单纯的文字描述效果要好得多,很多所谓的数据分析报告就是对透视表的文字描述,比如某某指标实现了多少、增长了多少、占比是多少之类,几大段乱七八糟的文字可能还不如一张表讲得清楚,因此说一表胜千言,而进一步讲,数据图又比数据表的表现能力更好,因此还有人说文不如表,表不如图,确实如此。在数据透视表的基础上,可以在excel中制作数据图,而用微软PBI的组件powerview、百度ECharts等工具可实现更多更丰富的数据图表展现形式。
【通联编辑:李雅琪】