TWI554959B - 視覺化資料分析系統及資料超市之運作方法 - Google Patents

Description

視覺化資料分析系統及資料超市之運作方法

本發明係關於一種資料分析機制及其應用，更詳而言之，係關於一種快速分析且結果視覺化之視覺化資料分析系統以及應用該系統之資料超市的運作方法。

隨著資料的數位化，解決了以往書面資料所產生之不易攜帶或保存的缺點，但也容易導致數位資料的資料量變大，若需要由數位資料整理出有用資料時，若採用人工方式將變得十分困難，因此，許多廠商開發資料分析系統，可提供使用者鍵入資料後產生對應報告。

現行的資料分析系統中，使用者在分析資料前，通常需要先自己手動定義資料欄位，亦即因應不同資料而給予不同資料欄位名稱，如此在執行分析時，系統才知道要將此筆資料歸入的那一個資料欄位，之後，將欲分析之資料上傳後，使用者還需要自行設計分析報表，或者手動產生圖表，因此，對於多數使用者而言，這類資料分析系統極不方便，因為需要預先給定欄位定義，之後產生之報表亦需要使用者自行選擇設計，當資料類型不同時，所需要之 欄位、報表當然也會有所不同，因而不同數據資料皆需使用者手動選擇或設定之情況，此將增加資料分析與數據呈現的困難度。另外，還有些分析系統在分析結果的呈現上有明顯缺陷，例如僅有數據分析，缺乏圖表呈現，如此也讓使用者無法直觀地對分析結果進行解讀。

因此，如何找出一種資料分析機制，特別是使用者無需經過自行定義資料欄位、無需自行設定報表等繁雜過程，即可輕易取得所需分析結果，實已成目前本領域技術人員所追求的目標。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明之目的係提供一種資料分析機制並視覺化呈現分析結果，透過在分析系統中預先設定許多模板，待數據資料輸入後，可依據數據資料類型將其套入於適當模板中，並視覺化地呈現數據分析結果。

為達成前述目的及其他目的，本發明提出一種視覺化資料分析系統，包括：模板資料庫、處理模組以及視覺化呈現模組。模板資料庫係儲存預先定義之複數個分析模板，其中，各該分析模板包括至少一種模板樣式，處理模組係連結該模板資料庫，以供使用者依據該使用者欲上傳之數據資料，自該模板資料庫中選擇符合該數據資料之分析模板及對應欲呈現之分析結果之模板樣式，視覺化呈現模組係連結該處理模組，以於該使用者上傳該數據資料後，將該數據資料套入至所選取之分析模板中，且以所選 取之模板樣式產生對應之分析報表，進而透過一顯示介面呈現該分析報表。

於一實施例中，該顯示介面為包括至少一子框架之彈性框架，且各該子框架係用以掛載不同之分析程序。另外，該視覺化呈現模組係進一步將該分析報表轉換成對應之視覺化圖表。

於另一實施例中，該處理模組更包括依據所選取之分析模板及模板樣式，自動產生資料欄位定義。

本發明還提出一種應用視覺化資料分析系統之資料超市之運作方法，係包含下列步驟：提供公開資料至該視覺化資料分析系統；該公開資料經分析後產生各種資料集，以將該各種資料集與複數個分析模板產生關聯；使用者依據欲分析之數據資料，選擇所需之分析模板及欲呈現之分析結果之模板樣式；該使用者上傳該數據資料至該視覺化資料分析系統；以及該視覺化資料分析系統將該數據資料套入至所選取之分析模板中，且以所選擇之模板樣式產生對應之分析報表，進而呈現該分析報表。

於一實施例中，該使用者付費取得所需之分析報表後，令該視覺化資料分析系統提供分潤方法。

相較於先前技術，本發明之視覺化資料分析系統，為了減少使用者在輸入欲分析資料前後，需先定義資料欄位和分析圖表等繁雜手續，故在分析系統中預先設定許多模板，各模板是適用於各種領域或應用之分析模板，待使用者將欲分析之數據資料輸入後，系統會自動將數據資料套 入至所選擇之分析模板，並且依據所選取之呈現樣式產生分析報表，此分析報表也可以圖表表示，以提供視覺化資料呈現。另外，本發明還提出資料超市之概念，資料提供者可上傳有用之公開資料，資料科學家可對這些資料進行分析以產生系統所需之分析模板，當使用者進行分析資料時可支付費用，如此，資料提供者和資料科學家將可由此得到相當的分潤，因此，上述之資料超市將可構成有效的資料分析通路平台。

1、2‧‧‧視覺化資料分析系統

10、20‧‧‧模板資料庫

11、21‧‧‧處理模組

12、22‧‧‧視覺化呈現模組

23‧‧‧資料集模組

3‧‧‧使用者

4‧‧‧分析報表

5‧‧‧資料提供者

6‧‧‧資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)

S601~S605‧‧‧步驟

第1圖係現有資料分析系統之處理程序圖；第2圖係本發明之視覺化資料分析系統之系統架構圖；第3圖係本發明之視覺化資料分析系統之處理程序圖；第4圖係本發明之視覺化資料分析系統具體實施例之示意圖；第5圖係實施本發明之視覺化資料分析系統於其他應用之架構示意圖；第6圖係本發明之應用視覺化資料分析系統之資料超市之運作方法之步驟圖；以及第7圖係實施本發明之資料超市之示意圖。

以下係藉由特定的實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本 發明之其他特點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。

參閱第1圖，係說明現有資料分析系統之處理程序圖。如圖所示，現行使用者在進行資料分析之前，除了資料分析系統需先透過大量資料，以預先建立分析資料集的必要程序外，還要由使用者自行定義呈現分析資料時所用到之資料欄位，若分析資料不同時，每一次都要定義一次資料欄位，此也導致分析前之預準備過程十分繁雜。

在使用者傳送欲分析之資料至資料分析系統後，仍要自行設計分析報表或手動產生視覺化報表，不僅不便，若使用者非常態使用該系統，將導致使用者所耗費時間過長，且若設定有誤，也導致無法得到最正確的結果。

因此，本發明將提出可減少使用者自行設計或設定的資料分析系統，僅需選擇報表內容類型，即可輕易完成分析報表，甚至是視覺化之分析圖表。

參閱第2圖，係說明本發明之視覺化資料分析系統之系統架構圖。如圖所示，視覺化資料分析系統1可執行於具有處理器、記憶體以及儲存單元之電子裝置中，該視覺化資料分析系統1包括：模板資料庫10、處理模組11以及視覺化呈現模組12，使用者3透過選擇欲分析資料所適用之分析模板，即可輕易得到最後的分析報表4。

模板資料庫10係儲存預先定義之複數個分析模板，其中，各該分析模板包括至少一種樣式。具體來說，為了克服使用者每一次都要手動定義資料欄位的缺點，本發明提 出讓使用者選擇適用之分析模板進行套入，以減少事前預設定的麻煩，換言之，分析模板即包括適用於各種領域或應用之分析模板，使用者可依據自己資料類型選擇適合者進行資料分析。

另外，各分析模板可包含至少一種模板樣式，此處所述之樣式是指不同的資料呈現方式。具體來說，同領域的資料可能會選擇同樣一個分析模板來進行分析，但呈現內容，例如那些重要、那些無需顯示或選擇範圍等，將會因需求而有不同，故多種樣式將提供使用者選擇自己所需要之呈現內容。

處理模組11係連結該模板資料庫10，以供使用者3依據該使用者欲上傳之數據資料，自該模板資料庫10中選擇符合該數據資料之分析模板及對應欲呈現之分析結果之模板樣式。如前所述，視覺化資料分析系統1提供多種具有至少一種樣式之分析模板，使用者可依據本次欲分析之數據資料，選擇適合者。

視覺化呈現模組12係連結該處理模組11，以於在使用者3上傳數據資料後，將該數據資料套入至所選取之分析模板中，且以所選取之模板樣式產生對應之分析報表4，最後，將該分析報表4透過一顯示介面(圖未示)呈現。也就是說，選擇分析模板後，將欲分析數據資料上傳，視覺化資料分析系統1會自動產生最後之分析報表4，例如統計分析圖表。

由上可知，本發明之視覺化資料分析系統1無需自行 設計分析報表，即可將數據資料自動套入所選擇之分析模板中，並產生所需之分析結果。

另外，視覺化呈現模組12還可將分析報表4轉換成對應之視覺化圖表。簡言之，除了一般文數字的分析結果外，視覺化呈現模組12還可產生例如長條圖、分佈圖或曲線圖等圖表，此也有助使用者3更了解分析結果。

舉例來說，可整合視覺化智慧分析軟體tableau，將可提供tableau分析圖表；另外，也可整合用於動態視覺化顯示資料的js資料庫之D3.js，藉此提供D3視覺化分析圖表，但本發明並不以此為限。

於一實施例中，視覺化資料分析系統1之處理模組11更包括依據所選擇之分析模板及模板樣式以自動產生資料欄位定義，也就是說，當選擇好分析模板及模板樣式後，資料欄位定義也同時產生。

如前所述，現行分析系統中通常需要使用者手動定義資料欄位，但本發明之視覺化資料分析系統1透過大量數據資料收集以建立一分析資料集，如此將可更多面向地進行資料分析，當然也可透過整合以預設出不同之資料欄位定義，如此，當使用者選擇好分析模板及模板樣式後，資料欄位定義也一併自動產生，使用者無需自行手動定義。因此，使用者無需在分析前，針對數據資料之需求而預先定義出對應之資料欄位定義。

於另一實施例中，前述之顯示介面可為包括至少一子框架之彈性框架，且各子框架可用於掛載不同之分析程 序。簡單來說，顯示介面可被分隔成多個子框架，使用者可依據需求，將框架彈性地分成多個，且每一個子框架可掛載不同視覺化分析工具，亦即可分析相同資料但結果可能有微小差異之不同視覺化分析工具。如此，當數據資料上傳後，通過不同視覺化分析工具，將產生不同的分析結果，使用者可同時取得不同分析結果，當然有助於更全面了解分析內容。

參閱第3圖，係說明本發明之視覺化資料分析系統之處理程序圖。如圖所示，本發明之視覺化資料分析系統，除了需先透過大量資料以預先建立分析資料集外，在分析數據資料前，可提供使用者選擇要套入之分析模板和模板樣式，同時也會自動產生資料欄位的定義，上述這些可透過分析資料集的建立，產生各種不同之分析模板，如此，使用者也無需預先手動定義資料欄位。

待上述選擇分析模板後，使用者可上傳欲分析之數據資料至視覺化資料分析系統，此時，使用者無需自行設計分析報表或手動產生視覺化報表，視覺化資料分析系統將自動產生視覺化分析報表，亦即使用者無需過多設定過程，即可輕易取得分析結果。

與第1圖相比較，第3圖所述之本發明之視覺化資料分析系統明顯優於現有資料分析系統，特別是「選擇套用模板」、「選擇模板樣式」、「自動產生資料欄位定義」以及「自動產生視覺化分析報表」，皆是現有資料分析系統所無法達成的。因此，本發明提出之視覺化資料分析系統，在 分析數據資料前後，減少使用者自行定義或設定的環節，將有助於更快速取得分析結果，對於初學者也是適用的。

參閱第4圖，係說明本發明之視覺化資料分析系統具體實施例之示意圖。如圖所示，視覺化資料分析系統主要包括三個部分進行實作，包括網頁應用程式介面(Web APIs)、含狀態傳輸應用程式介面(REST APIs)以及擷取、轉換及載入應用程式介面(ETL APIs)，其中，網頁應用程式介面主要作為與使用者溝通之介面，含狀態傳輸應用程式介面可提供一種使用HTTP並遵循REST原則(非標準而是設計風格)的Web服務，而擷取、轉換及載入應用程式介面則提供從外部來源擷取資料、轉換資料以符合需求，以及最後將資料載入資料倉儲中的功能。

更具體來說，網頁應用程式介面提供視覺化呈現，例如儀表板、圖表、報表或模板等。含狀態傳輸應用程式介面可提供資料分析，例如執行資料探勘或機器學習等工作，此可透過R或Python等程式語言來實現。另外，擷取、轉換及載入應用程式介面提供大數據資料倉儲的功能，大數據資料倉儲可為impala、hive、Spark等，可利用分散式檔案系統(Hadoop Distributed File System，HDFS)來進行計算和儲存等功能。上述僅簡單介紹各應用介面，此為本領域技術人員所熟知，故不再贅述。

參閱第5圖，係說明實施本發明之視覺化資料分析系統於其他應用之架構示意圖。如圖所示，視覺化資料分析系統2中的模板資料庫20、處理模組21以及視覺化呈現 模組22，該些模組之功能與第2圖所述相同，使用者3可透過選擇欲分析資料所適用之分析模板而得到最後的分析報表4。於本實施例中，視覺化資料分析系統2更包括資料集模組23。

資料集模組23係用於整合來自外部之公開資料以產生各種資料集，且將該各種資料集對應至該複數個分析模板。簡單來說，視覺化資料分析系統2可將使用者3上傳之數據資料套入於分析模板中，當然事先需先建立各種資料集，如此才能將各類型、不同內容之數據資料進行套入動作，因而需要龐大的外部公開資料，並且經過專家分析後給予適當歸類和判斷機制。

因此，本實施例中之資料集模組23即提供資料提供者5提供公開資料至視覺化資料分析系統2，資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)6可將上述公開資料進行分析以產生各種資料集，並使各分析模板與不同資料集之間產生對應。換言之，當使用者要求視覺化資料分析系統2套入所選擇之一個分析模板時，視覺化資料分析系統2會依據該分析模板找出對應資料集，並依據該資料集的內容組合對該數據資料進行分析，如此即可知道要取那些資料來完成分析報表。

因此，在資料提供者5和資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)6加入至視覺化資料分析系統2的運作後，將建立起資料分析通路整合平台的模式，若結合使用者付費和勞動者取得利潤的概念下，將可構成一資料超市的概 念，亦即以數據資料及衍生加值應用為主體之虛擬商店，可提供資料集、資料分析報表、分析模板等資料商品上架銷售，也提供視覺化分析報表及模板展示，使用者僅需付費即可下載購買和使用。關於資料超市的概念，下面將有更詳細的描述。

參閱第6圖，係說明本發明之應用視覺化資料分析系統之資料超市之運作方法之步驟圖。於步驟S601中，資料提供者係提供公開資料至視覺化資料分析系統。如前所述，資料提供者可提供公開資料至視覺化資料分析系統中，此提供資料動作將可由系統得到分潤。接著至步驟S602。

於步驟S602中，該公開資料係經資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)分析後產生各種資料集，以將該各種資料集與複數個分析模板產生關聯。簡言之，於本步驟中，資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)可分析視覺化資料分析系統內之公開資料，如此可將公開資料產生一資料集，並且可將這些資料集與各分析模板進行關聯，以供日後套入數據資料進行分析使用。

同樣地，資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)協助形成資料集以及與各分析模板產生關聯之動作，系統也同樣提供分潤給予資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)。接著至步驟S603。

於步驟S603中，使用者係依據欲分析之數據資料，選擇所需之分析模板及欲呈現之分析結果之模板樣式。詳言 之，為簡化傳統分析資料前後需設定或定義許多資訊，故本發明提出模板概念，使用者可依據分析資料之類型，選擇合適之分析模板，此外，各分析模板也可有不同模板樣式，如此使用者亦可依據想要呈現資料內容，選擇適當模板樣式來加以呈現。接著至步驟S604。

於步驟S604中，該使用者係上傳該數據資料至該視覺化資料分析系統，即使用者將欲分析之數據資料傳送至視覺化資料分析系統。接著至步驟S605。

於步驟S605中，該視覺化資料分析系統係將該數據資料套入至所選取之分析模板中，且以所選擇之模板樣式產生對應之分析報表，進而呈現該分析報表。具體來說，視覺化資料分析系統會將數據資料套入到使用者所選擇之分析模板，且以選擇之模板樣式產生對應之分析報表，最後將分析報表在顯示介面上予以呈現。

另外，視覺化資料分析系統也可將分析報表轉換成對應之視覺化圖表，如此將有助於使用者更輕易了解分析結果。再者，上述之顯示介面可設計為彈性框架，亦即可包括至少一子框架之框架，分析資料時，若使用者希望可得到不同分析結果，將可套用不同視覺化分析工具，通過不同視覺化分析工具中之分析程序，將可得到因分析細節不同而產生不同分析結果的效果，同樣也讓使用者得到更全面之分析內容。

由上可知，上述之資料超市之運作方法中，使用者要進行數據資料分析，需要支付費用，而資料提供者和資料 科學家(或資料分析者、資料分析人員)提供有用資料和建立資料集及分析模板，可獲得適當分潤，在此架構下，將可成為服務提供者和服務需求者間的供需平台，此具有類似於超市運作之概念。

參閱第7圖，係說明實施本發明之資料超市之示意圖。如圖所示，使用者因為取得數據資料的分析結果，故需支付費用給予資料超市，而資料提供者可透過販賣資料而取得分潤，資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)將協助資料分析，也可以得到分潤，在此架構下，不同角色、不同需求有不同結果，但可構成需求者和提供者之間一個供需平台。

綜上所述，本發明之視覺化資料分析系統，預先設定許多分析模板，各分析模板是適用於各種領域或應用之分析模板，待使用者將欲分析之數據資料輸入後，系統會自動將數據資料套入至所選擇之分析模板，並且依據所選取之呈現樣式產生分析報表，同時也可以圖表表示，故可呈現視覺化之資料呈現結果，因此，可減少傳統資料分析系統需事先定義資料欄位以及設定分析圖表等繁雜手續。另外，本發明還提出資料超市之概念，資料提供者可提供公開資料，資料科學家(或資料分析者、資料分析人員)可對該些資料進行分析，故兩者可透過視覺化資料分析系統提供之分潤方法得到適當分潤，而使用者進行資料分析時，則需支付費用，因此，整合上述之架構，將可提供一個資料分析及資源供需之通路平台。

上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧視覺化資料分析系統

10‧‧‧模板資料庫

11‧‧‧處理模組

12‧‧‧視覺化呈現模組

3‧‧‧使用者

4‧‧‧分析報表

Claims (9)

1. 一種視覺化資料分析系統，包括：模板資料庫，係儲存預先定義之複數個分析模板，其中，各該分析模板包括至少一種模板樣式；處理模組，係連結該模板資料庫，以供使用者依據該使用者欲上傳之數據資料，自該模板資料庫中選擇符合該數據資料之該分析模板及對應欲呈現之分析結果之該模板樣式；以及視覺化呈現模組，係連結該處理模組，以於該使用者上傳該數據資料後，將該數據資料套入至該所選取之分析模板中，且以該所選取之模板樣式產生對應之分析報表，進而透過一顯示介面呈現該分析報表，其中，該處理模組更包括依據該所選取之分析模板及該模板樣式自動產生資料欄位定義。
2. 如申請專利範圍第1項所述之視覺化資料分析系統，其中，各該分析模板係適用於各種領域或應用。
3. 如申請專利範圍第1項所述之視覺化資料分析系統，其中，該顯示介面為包括至少一子框架之彈性框架，且各該子框架係用以掛載不同之分析程序。
4. 如申請專利範圍第1項所述之視覺化資料分析系統，其中，該視覺化呈現模組係將該分析報表轉換成對應之視覺化圖表。
5. 如申請專利範圍第1項所述之視覺化資料分析系統，更包括資料集模組，係用於整合來自外部之公開資料 以產生各種資料集，且將該各種資料集對應至該複數個分析模板。
6. 一種應用視覺化資料分析系統之資料超市之運作方法，係包含下列步驟：提供公開資料至該視覺化資料分析系統；該公開資料經分析後產生各種資料集，以將該各種資料集與複數個分析模板產生關聯；使用者依據欲分析之數據資料，選擇所需之分析模板及欲呈現之分析結果之模板樣式；該使用者上傳該數據資料至該視覺化資料分析系統；以及該視覺化資料分析系統將該數據資料套入至所選取之該分析模板中並依據該所選取之該分析模板及該模板樣式自動產生資料欄位定義，且以所選擇之該模板樣式產生對應之分析報表，進而呈現該分析報表。
7. 如申請專利範圍第6項所述之運作方法，其中，該使用者付費取得所需之該分析報表後，令該視覺化資料分析系統提供分潤方法。
8. 如申請專利範圍第6項所述之運作方法，其中，該視覺化資料分析系統更包括將該分析報表轉換成對應之視覺化圖表。
9. 如申請專利範圍第6項所述之運作方法，其中，該視覺化資料分析系統之顯示介面為包括至少一子框架之彈性框架，其中，各該子框架係提供掛載不同之分析程序。