Руководство. Создание геопространственного конвейера с использованием собственных пространственных типов

Узнайте, как создать и развернуть конвейер, который выполняет прием данных GPS, преобразует координаты в собственные пространственные типы и присоединяется к геозонам хранилища для отслеживания прибытия с помощью Lakeflow Spark Declarative Pipelines (SDP) для оркестрации данных и Auto Loader. В этом руководстве используются собственные пространственные типы (GEOMETRY, GEOGRAPHY) и встроенные пространственные функции, такие как ST_Point, ST_GeomFromWKTи ST_Contains, чтобы можно было выполнять геопространственные рабочие процессы в масштабе без внешних библиотек.

При работе с этим руководством вы сделаете следующее:

Создайте пайплайн и сгенерируйте образцы данных GPS и геозон в разделе каталога Unity.
Постепенно принимайте необработанные сигналы GPS с помощью Auto Loader в потоковую таблицу бронзового уровня.
Создайте таблицу потоковой передачи silver, которая преобразует широту и долготу в собственную GEOMETRY точку.
Создайте материализованное представление геозон хранилища из многоугольников WKT.
Запустите пространственное соединение, чтобы создать таблицу прибытий в склад (какое устройство вошло в какую геозону).

Результатом является конвейер в стиле медальона: бронза (необработанный GPS), серебро (точки в виде геометрии) и золото (геозон и события прибытия). Дополнительные сведения см. в статье об архитектуре medallion lakehouse.

Требования

Чтобы завершить работу с этим руководством, необходимо выполнить следующие требования:

Войдите в рабочую область Azure Databricks.
Активируйте каталог Unity для вашей рабочей области.
Вы можете использовать бессерверные вычислительные ресурсы в вашей рабочей области, если вы хотите использовать декларативные конвейеры Serverless Lakeflow Spark, которые включены по умолчанию в рабочих областях с Unity Catalog. Если бессерверные вычисления недоступны, шаги работают с вычислениями по умолчанию для рабочей области.
Разрешение на создание вычислительного ресурса или доступ к вычислительному ресурсу.
У вас есть разрешения на создание новой схемы в каталоге. Необходимые разрешения: USE CATALOG и CREATE SCHEMA.
У вас есть разрешения на создание нового тома в существующей схеме. Необходимые разрешения: USE SCHEMA и CREATE VOLUME.
Используйте среду выполнения, которая поддерживает собственные пространственные типы и пространственные функции.

Шаг 1. Создание конвейера

Создайте конвейер ETL и задайте каталог и схему по умолчанию для таблиц.

В рабочей области щелкните Новое в левом верхнем углу.
Щелкните ETL-пайплайн.
Измените название потока на Spatial pipeline tutorial или предпочитаемое вами имя.
В заголовке выберите каталог и схему, для которой у вас есть разрешения на запись.

Этот каталог и схема используются по умолчанию, если в коде не указан каталог или схема. Замените <catalog> и <schema> в следующих шагах значениями, которые вы выбрали здесь.
В разделе "Дополнительные параметры" выберите "Пуск" с пустым файлом.
Выберите папку для кода. Щелкните "Обзор" , чтобы выбрать папку; для управления версиями можно использовать папку Git.
Выберите Python или SQL для языка первого файла. Вы можете добавить файлы на другом языке позже.
Щелкните "Выбрать ", чтобы создать конвейер и открыть редактор Конвейеров Lakeflow.

Теперь у вас есть пустой конвейер с каталогом и схемой по умолчанию. Затем создайте примеры данных GPS и геозон.

Шаг 2. Создание примера данных GPS и геозон

На этом шаге в определенном объеме генерируются примеры данных: необработанные пинги GPS (JSON) и геозоны для складов (JSON с многоугольниками WKT). Точки GPS создаются в ограничивающем прямоугольнике, который перекрывает два многоугольника складов, поэтому пространственное соединение в дальнейшем вернет данные о прибытии. Этот шаг можно пропустить, если у вас уже есть собственные данные в томе или таблице.

В редакторе Конвейеров Lakeflow в браузере активов щелкните Добавить, а затем Исследование.
Задайте имяSetup spatial data, выберите Python и оставьте папку назначения по умолчанию.
Нажмите кнопку Создать.

В новой записной книжке вставьте следующий код. Замените элементы <catalog> и <schema> на каталог и схему по умолчанию, заданные на шаге 1.

Используйте следующий код в записной книжке для создания данных GPS и геозон.

from pyspark.sql import functions as F

catalog = "<catalog>"   # for example, "main"
schema = "<schema>"    # for example, "default"

spark.sql(f"USE CATALOG `{catalog}`")
spark.sql(f"USE SCHEMA `{schema}`")
spark.sql(f"CREATE VOLUME IF NOT EXISTS `{catalog}`.`{schema}`.`raw_data`")
volume_base = f"/Volumes/{catalog}/{schema}/raw_data"

# GPS: 5000 rows in a box that overlaps both warehouse geofences (LA area)
gps_path = f"{volume_base}/gps"
df_gps = (
    spark.range(0, 5000)
    .repartition(10)
    .select(
        F.format_string("device_%d", F.col("id").cast("long")).alias("device_id"),
        F.current_timestamp().alias("timestamp"),
        (-118.3 + F.rand() * 0.2).alias("longitude"),   # -118.3 to -118.1
        (34.0 + F.rand() * 0.2).alias("latitude"),     # 34.0 to 34.2
    )
)
df_gps.write.format("json").mode("overwrite").save(gps_path)
print(f"Wrote 5000 GPS rows to {gps_path}")

# Geofences: two warehouse polygons (WKT) in the same region
geofences_path = f"{volume_base}/geofences"
geofences_data = [
    ("Warehouse_A", "POLYGON ((-118.35 34.02, -118.25 34.02, -118.25 34.08, -118.35 34.08, -118.35 34.02))"),
    ("Warehouse_B", "POLYGON ((-118.20 34.05, -118.12 34.05, -118.12 34.12, -118.20 34.12, -118.20 34.05))"),
]
df_geo = spark.createDataFrame(geofences_data, ["warehouse_name", "boundary_wkt"])
df_geo.write.format("json").mode("overwrite").save(geofences_path)
print(f"Wrote {len(geofences_data)} geofences to {geofences_path}")

Запустите ячейку ноутбука (Shift + Enter).

После завершения выполнения том содержит gps (необработанные pings) и geofences (многоугольники в WKT). На следующем шаге вы будете загружать данные GPS в бронзовый слой таблицы.

Шаг 3. Прием данных GPS в бронзовую потоковую таблицу

Прием необработанного JSON GPS из тома постепенно с помощью автозагрузчика и записи в бронзовую потоковую таблицу.

В браузере активов щелкните Добавить, и затем Трансформация.
Задайте имяgps_bronze, выберите SQL или Python и нажмите кнопку "Создать".

Замените содержимое файла следующим образом (используйте вкладку, соответствующую языку). Замените <catalog> и <schema> на ваш каталог и схему по умолчанию.

SQL

CREATE OR REFRESH STREAMING TABLE gps_bronze
COMMENT "Raw GPS pings ingested from volume using Auto Loader";

CREATE FLOW gps_bronze_ingest_flow AS
INSERT INTO gps_bronze BY NAME
SELECT *
FROM STREAM read_files(
  "/Volumes/<catalog>/<schema>/raw_data/gps",
  format => "json",
  inferColumnTypes => "true"
)

Python

from pyspark import pipelines as dp

path = "/Volumes/<catalog>/<schema>/raw_data/gps"

dp.create_streaming_table(
  name="gps_bronze",
  comment="Raw GPS pings ingested from volume using Auto Loader",
)

@dp.append_flow(target="gps_bronze", name="gps_bronze_ingest_flow")
def gps_bronze_ingest_flow():
    return (
        spark.readStream.format("cloudFiles")
        .option("cloudFiles.format", "json")
        .option("cloudFiles.inferColumnTypes", "true")
        .load(path)
    )

Щелкните Запустите файл или запустите конвейер чтобы запустить обновление.

После обновления график конвейера отображает таблицу gps_bronze. Затем добавьте серебряную таблицу, которая преобразует координаты в собственную геометрическую точку.

Шаг 4. Добавьте таблицу класса silver для потоковой передачи с точками геометрии

Создайте потоковую таблицу, которая считывает из бронзовой таблицы и добавляет столбец GEOMETRY, используя ST_Point(longitude, latitude).

В браузере активов щелкните Добавить, и затем Трансформация.
Задайте имяraw_gps_silver, выберите SQL или Python и нажмите кнопку "Создать".

Вставьте следующий код в новый файл.

SQL

CREATE OR REFRESH STREAMING TABLE raw_gps_silver
COMMENT "GPS pings with native geometry point for spatial joins";

CREATE FLOW raw_gps_silver_flow AS
INSERT INTO raw_gps_silver BY NAME
SELECT
  device_id,
  timestamp,
  longitude,
  latitude,
  ST_Point(longitude, latitude) AS point_geom
FROM STREAM(gps_bronze)

Python

from pyspark import pipelines as dp
from pyspark.sql import functions as F

dp.create_streaming_table(
  name="raw_gps_silver",
  comment="GPS pings with native geometry point for spatial joins",
)

@dp.append_flow(target="raw_gps_silver", name="raw_gps_silver_flow")
def raw_gps_silver_flow():
    return (
        spark.readStream.table("gps_bronze")
        .select(
            "device_id",
            "timestamp",
            "longitude",
            "latitude",
            F.expr("ST_Point(longitude, latitude)").alias("point_geom"),
        )
    )

Щелкните Выполнить файл или Запуск конвейера.

График конвейера теперь показывает gps_bronze и raw_gps_silver. Затем добавьте геозоны хранилища в виде материализованного представления.

Шаг 5. Создание золотой таблицы геозон хранилища

Создайте материализованное представление, которое считывает геозоны из тома и преобразует столбец WKT в столбец GEOMETRY с помощью ST_GeomFromWKT.

В браузере активов щелкните Добавить, и затем Трансформация.
Задайте имяwarehouse_geofences_gold, выберите SQL или Python и нажмите кнопку "Создать".

Вставьте следующий код. Замените <catalog> и <schema> на ваш каталог и схему по умолчанию.

SQL

CREATE OR REPLACE MATERIALIZED VIEW warehouse_geofences_gold AS
SELECT
  warehouse_name,
  ST_GeomFromWKT(boundary_wkt) AS boundary_geom
FROM read_files(
  "/Volumes/<catalog>/<schema>/raw_data/geofences",
  format => "json"
)

Python

from pyspark import pipelines as dp
from pyspark.sql import functions as F

path = "/Volumes/<catalog>/<schema>/raw_data/geofences"

@dp.table(name="warehouse_geofences_gold", comment="Warehouse geofence polygons as geometry")
def warehouse_geofences_gold():
    return (
        spark.read.format("json").load(path).select(
            "warehouse_name",
            F.expr("ST_GeomFromWKT(boundary_wkt)").alias("boundary_geom"),
        )
    )

Щелкните Выполнить файл или Запуск конвейера.

Теперь конвейер включает таблицу геозон. Затем добавьте пространственное объединение для вычисления прибытий в складе данных.

Шаг 6: Создание таблицы прибытий на склад с пространственным соединением

Добавьте материализованное представление, которое присоединяет серебряные GPS точки к геозонам, используя ST_Contains(boundary_geom, point_geom) для определения того, когда устройство находится внутри многоугольника склада.

В браузере активов щелкните Добавить, и затем Трансформация.
Задайте имяwarehouse_arrivals, выберите SQL или Python и нажмите кнопку "Создать".

Вставьте следующий код.

SQL

CREATE OR REPLACE MATERIALIZED VIEW warehouse_arrivals AS
SELECT
  g.device_id,
  g.timestamp,
  w.warehouse_name
FROM raw_gps_silver g
JOIN warehouse_geofences_gold w
  ON ST_Contains(w.boundary_geom, g.point_geom)

Python

from pyspark import pipelines as dp
from pyspark.sql import functions as F

@dp.table(name="warehouse_arrivals", comment="Devices that have entered a warehouse geofence")
def warehouse_arrivals():
    g = spark.read.table("raw_gps_silver")
    w = spark.read.table("warehouse_geofences_gold")
    return (
        g.alias("g")
        .join(w.alias("w"), F.expr("ST_Contains(w.boundary_geom, g.point_geom)"))
        .select(
            F.col("g.device_id").alias("device_id"),
            F.col("g.timestamp").alias("timestamp"),
            F.col("w.warehouse_name").alias("warehouse_name"),
        )
    )

Щелкните Выполнить файл или Запуск конвейера.

После завершения обновления граф конвейера отображает все четыре набора данных: gps_bronze, raw_gps_silver, warehouse_geofences_goldи warehouse_arrivals.

Проверка пространственного соединения

Убедитесь, что пространственное соединение создало строки: точки из серебряной таблицы, которые находятся внутри геозоны и появляются в warehouse_arrivals. Выполните одно из следующих действий в записной книжке или редакторе SQL (используйте тот же каталог и схему, что и целевой объект конвейера).

Подсчет поступлений по хранилищу (SQL):

SELECT warehouse_name, COUNT(*) AS arrival_count
FROM warehouse_arrivals
GROUP BY warehouse_name
ORDER BY warehouse_name;

Вы должны увидеть ненулевые значения для Warehouse_A и Warehouse_B (В данном примере данные GPS перекрывают оба многоугольника). Чтобы проверить примеры строк, выполните следующее:

SELECT device_id, timestamp, warehouse_name
FROM warehouse_arrivals
ORDER BY timestamp DESC
LIMIT 10;

Те же проверки в Python (записная книжка):

# Count by warehouse
display(spark.table("warehouse_arrivals").groupBy("warehouse_name").count().orderBy("warehouse_name"))

# Sample rows
display(spark.table("warehouse_arrivals").orderBy("timestamp", ascending=False).limit(10))

Если вы видите строки в warehouse_arrivals, то соединение ST_Contains(boundary_geom, point_geom) работает правильно.

Шаг 7. Планирование конвейера (необязательно)

Чтобы поддерживать актуальность конвейера с появлением новых данных GPS в объеме, создайте задачу для запуска конвейера по расписанию.

В верхней части редактора нажмите кнопку "Расписание ".
Если появится диалоговое окно "Расписания" , нажмите кнопку "Добавить расписание".
При необходимости присвойте заданию имя.
По умолчанию расписание выполняется один раз в день. Вы можете принять это или задать свой собственный. Выбор Расширенные позволяет установить конкретное время; Дополнительные параметры позволяют добавлять уведомления о запуске.
Нажмите кнопку "Создать", чтобы применить расписание.

Дополнительные сведения о выполнении заданий см. в статье "Мониторинг и наблюдаемость заданий Lakeflow ".

Дополнительные ресурсы

Обратная связь

Были ли сведения на этой странице полезными?

Last updated on 2026-03-17

Поделиться через

Руководство. Создание геопространственного конвейера с использованием собственных пространственных типов

Требования

Шаг 1. Создание конвейера

Шаг 2. Создание примера данных GPS и геозон

Шаг 3. Прием данных GPS в бронзовую потоковую таблицу

SQL

Python

Шаг 4. Добавьте таблицу класса silver для потоковой передачи с точками геометрии

SQL

Python

Шаг 5. Создание золотой таблицы геозон хранилища

SQL

Python

Шаг 6: Создание таблицы прибытий на склад с пространственным соединением

SQL

Python

Проверка пространственного соединения

Шаг 7. Планирование конвейера (необязательно)

Дополнительные ресурсы

Обратная связь

Дополнительные ресурсы