使用可相加的指標,從貢獻度分析模型取得資料洞察

在本教學課程中,您將使用貢獻度分析模型,分析愛荷華州酒類銷售資料集中 2020 年和 2021 年的銷售變化。本教學課程會逐步引導您完成下列工作:

  • 根據愛荷華州公開的酒類資料建立輸入資料表。
  • 建立使用可相加指標貢獻度分析模型。這類模型會針對資料中一或多個維度的組合,匯總特定指標,藉此判斷這些維度對指標值的影響。
  • 使用 ML.GET_INSIGHTS 函式,從模型取得指標洞察。

開始本教學課程前,請先熟悉貢獻度分析應用情境。

所需權限

  • 如要建立資料集,您需要 bigquery.datasets.create 身分與存取權管理 (IAM) 權限。

  • 如要建立模型,您必須具備下列權限:

    • bigquery.jobs.create
    • bigquery.models.create
    • bigquery.models.getData
    • bigquery.models.updateData
  • 如要執行推論,您需要下列權限:

    • bigquery.models.getData
    • bigquery.jobs.create

費用

在本文件中,您會使用 Trusted Cloud by S3NS的下列計費元件:

  • BigQuery ML: You incur costs for the data that you process in BigQuery.

如要根據預測用量估算費用,請使用 Pricing Calculator

初次使用 Trusted Cloud 的使用者可能符合免費試用資格。

如要進一步瞭解 BigQuery 定價,請參閱 BigQuery 說明文件中的「BigQuery 定價」一文。

事前準備

  1. In the Trusted Cloud console, on the project selector page, select or create a Trusted Cloud project.

    Go to project selector

  2. Verify that billing is enabled for your Trusted Cloud project.

  3. Enable the BigQuery API.

    Enable the API

建立資料集

建立 BigQuery 資料集來儲存機器學習模型。

控制台

  1. 前往 Trusted Cloud 控制台的「BigQuery」頁面。

    前往 BigQuery 頁面

  2. 在「Explorer」窗格中,按一下專案名稱。

  3. 依序點按 「View actions」(查看動作) >「Create dataset」(建立資料集)

    「建立資料集」選單選項。

  4. 在「建立資料集」頁面中,執行下列操作:

    • 在「Dataset ID」(資料集 ID) 中輸入 bqml_tutorial

    • 針對「Location type」(位置類型) 選取「Multi-region」(多區域),然後選取「US (multiple regions in United States)」(us (多個美國區域))

    • 其餘設定請保留預設狀態,然後按一下「Create dataset」(建立資料集)

bq

如要建立新的資料集,請使用 bq mk 指令搭配 --location 旗標。如需可能的完整參數清單,請參閱 bq mk --dataset 指令參考資料。

  1. 建立名為「bqml_tutorial」的資料集,並將資料位置設為「US」,以及說明設為「BigQuery ML tutorial dataset」:

    bq --location=US mk -d \
     --description "BigQuery ML tutorial dataset." \
     bqml_tutorial

    這個指令採用 -d 捷徑,而不是使用 --dataset 旗標。如果您省略 -d--dataset,該指令預設會建立資料集。

  2. 確認資料集已建立完成:

    bq ls

API

請呼叫 datasets.insert 方法,搭配已定義的資料集資源

{
  "datasetReference": {
     "datasetId": "bqml_tutorial"
  }
}

BigQuery DataFrames

在嘗試這個範例之前,請按照使用 BigQuery DataFrames 的 BigQuery 快速入門導覽課程中的 BigQuery DataFrames 設定說明操作。 詳情請參閱 BigQuery DataFrames 參考說明文件

如要向 BigQuery 進行驗證,請設定應用程式預設憑證。 詳情請參閱「為本機開發環境設定 ADC」。

import google.cloud.bigquery

bqclient = google.cloud.bigquery.Client()
bqclient.create_dataset("bqml_tutorial", exists_ok=True)

建立輸入資料表

建立包含測試和控制項資料的資料表,以供分析。測試資料表包含 2021 年的酒類資料,控制組資料表則包含 2020 年的酒類資料。下列查詢會將測試和控制組資料合併為單一輸入資料表:

  1. 前往 Trusted Cloud 控制台的「BigQuery」頁面。

    前往「BigQuery」

  2. 在查詢編輯器中執行下列陳述式:

    CREATE OR REPLACE TABLE bqml_tutorial.iowa_liquor_sales_sum_data AS (
      (SELECT
        store_name,
        city,
        vendor_name,
        category_name,
        item_description,
        SUM(sale_dollars) AS total_sales,
        FALSE AS is_test
      FROM `bigquery-public-data.iowa_liquor_sales.sales`
      WHERE EXTRACT(YEAR from date) = 2020
      GROUP BY store_name, city, vendor_name, category_name, item_description, is_test)
      UNION ALL
      (SELECT
        store_name,
        city,
        vendor_name,
        category_name,
        item_description,
        SUM(sale_dollars) AS total_sales,
        TRUE AS is_test
      FROM `bigquery-public-data.iowa_liquor_sales.sales`
      WHERE EXTRACT (YEAR FROM date) = 2021
      GROUP BY store_name, city, vendor_name, category_name, item_description, is_test)
    );

建立模型

建立貢獻分析模型:

  1. 前往 Trusted Cloud 控制台的「BigQuery」頁面。

    前往「BigQuery」

  2. 在查詢編輯器中執行下列陳述式:

    CREATE OR REPLACE MODEL bqml_tutorial.iowa_liquor_sales_sum_model
      OPTIONS(
        model_type='CONTRIBUTION_ANALYSIS',
        contribution_metric = 'sum(total_sales)',
        dimension_id_cols = ['store_name', 'city', 'vendor_name', 'category_name',
          'item_description'],
        is_test_col = 'is_test',
        min_apriori_support=0.05
      ) AS
    SELECT * FROM bqml_tutorial.iowa_liquor_sales_sum_data;

查詢作業約需 60 秒完成,完成後,模型 iowa_liquor_sales_sum_model 會顯示在「Explorer」(探索工具) 窗格的 bqml_tutorial 資料集中。由於查詢使用 CREATE MODEL 陳述式建立模型,因此不會有查詢結果。

從模型取得洞察資訊

使用 ML.GET_INSIGHTS 函式,取得貢獻度分析模型產生的洞察資料。

  1. 前往 Trusted Cloud 控制台的「BigQuery」頁面。

    前往「BigQuery」

  2. 在查詢編輯器中,執行下列陳述式,從可加總指標貢獻度分析模型輸出內容中選取資料欄:

    SELECT
      contributors,
      metric_test,
      metric_control,
      difference,
      relative_difference,
      unexpected_difference,
      relative_unexpected_difference,
      apriori_support,
      contribution
    FROM
      ML.GET_INSIGHTS(
        MODEL `bqml_tutorial.iowa_liquor_sales_sum_model`);

輸出內容的前幾列應如下所示:為提升可讀性,系統會截斷值。

貢獻者 metric_test metric_control 差異 relative_difference unexpected_difference relative_unexpected_difference apriori_support 貢獻
全部 428068179 396472956 31595222 0.079 31595222 0.079 1.0 31595222
vendor_name=SAZERAC COMPANY INC 52327307 38864734 13462573 0.346 11491923 0.281 0.122 13462573
city=DES MOINES 49521322 41746773 7774549 0.186 4971158 0.111 0.115 7774549
vendor_name=DIAGEO AMERICAS 84681073 77259259 7421814 0.096 1571126 0.018 0.197 7421814
category_name=100% AGAVE TEQUILA 23915100 17252174 6662926 0.386 5528662 0.3 0.055 6662926

輸出內容會自動依貢獻度 (或 ABS(difference)) 遞減排序。在 all 列中,「difference」欄顯示 2020 年至 2021 年的總銷售額增加了 $31,595,222 美元,如「relative_difference」欄所示,增幅為 7.9%。在第二列中,vendor_name=SAZERAC COMPANY INC為 $11,491,923,unexpected_difference表示這個資料區隔的成長率比整體資料的成長率高出 28%,如 relative_unexpected_difference 欄所示。詳情請參閱「可加總的指標輸出資料欄」。

清除所用資源

  1. In the Trusted Cloud console, go to the Manage resources page.

    Go to Manage resources

  2. In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
  3. In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.