Большая энциклопедия нефти и газа. Графические способы изображения статистических данных
Основные типы диаграмм
В настоящее время, благодаря широкому использованию персональных компьютеров и пакетов специализированных прикладных программ, фактически не существует никаких ограничений, которые ранее диктовались трудоемкостью создания тех или иных типов диаграмм.
Фигурные диаграммы наиболее целесообразно применять при демонстрации каких-либо данных для широкой аудитории, не имеющей специальной подготовки (санитарно-просветительная работа, массовая агитация и т. п.) (рис. 1).
Рисунок 1. Патологическая пораженность (количество заболеваний) на 1000 студентов КрасГМУ по данным медицинского осмотра в 2009 году
Линейные диаграммы
- наиболее распространенный вид диаграмм. Применяется для отображения практически любых статистических величин. Этот вид графических изображений относится к координатным диаграммам, т.е. диаграммам, использующим координатную систему. Для более наглядного отображения различий кроме обычных координатных осей рекомендуется использовать координатную сетку (рис. 2).
Рисунок 2. Динамика численности населения России с 1897 г. по 2004 г.
Столбиковые диаграммы представляют собой изображения различных величин в виде расположенных в высоту прямоугольников одинаковой толщины и разной высоты. Построение столбиковой диаграммы требует только одной масштабной шкалы, которая задает высоту столбика. Такие диаграммы применяются для отображения практически всех абсолютных и производных статистических показателей (рис. 3).
Рисунок 3. Динамика заболеваемости взрослого населения
Красноярского края в 2001-2006 гг.
Особым типом столбиковых диаграмм, который используется для иллюстрации плана, графика работ по какому-либо проекту является ленточная диаграмма (диагра́мма Га́нта). При этом, каждый раздел плана изображается в виде столбика, пропорционального по размерам его длительности.
Для отражения изменений экстенсивных показателей более целесообразно использовать внутристолбиковые диаграммы (рис. 4).
Рисунок 4. Структура посещений врачей поликлиник Красноярского края в 1999-2003 гг.
Показательной для отображения экстенсивных показателей является секторальная диаграмма (рис. 5).
Рисунок 5. Структура причин смерти в Красноярском крае в 2006 г.
Для отображения сезонных и циклических явлений оптимальным вариантом является радиальная диаграмма (рис. 6).
Рисунок 6. Зависимость расстояния проживания от реки Енисей и числа посещений по поводу болезней лор-органов и органов дыхания на 1000 детей г. Красноярска (в 2005 году)
Главным критерием выбора той или иной диаграммы для отображения статистических показателей является наглядность и удобство анализа результатов. Например: если анализируется сравнительная заболеваемость мужчин и женщин, то более целесообразно представить попарно сгруппированные показатели мужчин и женщин.
Картограмма – это географическая карта или ее схема, на которой приведены определенные статистические данные (с помощью цветовой гаммы или различной штриховки территорий).
Картодиаграмма – это сочетание географической карты или ее схемы с различными диаграммами, представляющими статистические данные, относящиеся к определенным территориям.
Коробчатую диаграмму называют «коробкой с усами», «ящиком с усами», а по-английски boxplot. Данный тип визуализации данных одновременно изображает пять величин, характеризующих вариационный ряд: минимальное значение, первую квартиль (или 25 процентиль), медиану, третью квартиль (75 процентиль), максимальное значение. Таким образом, польза коробчатой диаграммы заключается в том, что на ней не только представлены основные характеристики распределения, но и доступен для оценки размах вариации, и ее асимметрия. Коробчатые диаграммы очень компактны, с их помощью удобно сравнивать характер распределения в нескольких рядах.
Коробчатая диаграмма может быть как вертикальной, так и горизонтальной. Основой ее является прямоугольник, нижняя (левая, если график горизонтальный) сторона – это нижний квартиль (Q1), а верхняя (правая) – верхний квартиль (Q3). Высота (длина) прямоугольника, таким образом, равна межквартильному интервалу (IQR). Черта поперек прямоугольника – это медиана распределения (рис. 7).
Рисунок 7. Особенности коробчатой диаграммы
Гистограмма характеризует распределение количественного признака, применяется для графического изображения интервальных рядов распределения. Внешне она представляет собой многоугольник, построенный с помощью смежных четырехугольников. Ширина основания каждого четырехугольника соответствует границам группы вариант. Высота столбика определяется частотой группы. На шкале «Х» в выбранном масштабе откладываются интервалы значений переменной. Интервалы не должны перекрывать друг друга или иметь пропуски возможных значений переменной. На оси «Х» указываются центр или границы каждого интервала. Ось «Y» служит шкалой плотности, т.е. на ней откладываются абсолютные (число наблюдений) или относительные значения (доля, процент наблюдений) на единицу шага значения переменной. В простейшем варианте (при условии одинаковой ширины интервалов на оси Х) шаг целого интервала принимается за 1.
Общее число (или долю) наблюдений характеризует не высота столбца, а его площадь. Высота столбца отражает плотность распределения признака в определенном интервале его значений. Площадь всех столбцов гистограммы должна равняться 100% (при относительной шкале плотности) или общей сумме наблюдений (при абсолютной шкале плотности).
Одновременное изображение на гистограмме кривой нормального распределения позволяет зрительно оценить, насколько эмпирическое распределение отличается от нормального (рис. 8).
Рисунок 8. Пример гистограммы с кривой нормального распределения: гистограмма возраста обследованных лиц
Среди плоскостных диаграмм наибольшее распространение получили столбиковые, полосовые или ленточные, треугольные, квадратные, круговые, секторные, фигурные.
Столбиковые диаграммы изображаются в виде прямоугольников (столбиков), вытянутых по вертикали, высота которых соответствует значению показателя (рис. 6.9).
Полосовая диаграмма
Принцип построения полосовых диаграмм тот же, что и столбиковых. Отличие заключается в том, что полосовые (или ленточные) графики представляют значение показателя не по вертикальной, а по горизонтальной оси.
Оба вида диаграмм применяются для сравнения не только самих величин, но и их частей. Для изображения структуры совокупности строят столбики (полосы) одинакового размера, принимая целое за 100%, а величину частей целого - соответствующей удельным весам (рис. 6.10).
Для изображения показателей с противоположным содержанием (импорт и экспорт, сальдо положительное и отрицательное, возрастная пирамида) строят разнонаправленные столбиковые или полосовые диаграммы.
Основу квадратных, треугольных и круговых диаграмм составляет изображение значения показателя величиной площади геометрической фигуры.
Квадратная диаграмма
Для построения квадратной диаграммы устанавливают размер стороны квадрата путем извлечения корня квадратного из значения показателя.
Так, например, для построения диаграммы на рис. 6.11 из объема услуг связи за 1997 г. в России по отправлению телеграмм
(73 млн.), пенсионных выплат (392 млн.), посылок (24 млн.) квадратные корни составили соответствено 8,5; 19,8; 4,9.
Круговая диаграмма
Круговые диаграммы строятся в виде площади кругов, радиусы которых равны корню квадратному из значений показателя.
Секторная диаграмма
Для изображения структуры (состава) совокупности используются секторные диаграммы . Круговая секторная диаграмма строится путем разделения круга на секторы пропорционально удельному весу частей в целом. Размер каждого сектора определяется величиной угла расчета (1% соответствует 3,6 0).
Пример. Доля продовольственных товаров в объеме розничного товарооборота России составила в 1992 г. 55%, а в 1997 г. - 49%, доля непродовольственных товаров составила соответственно 45% и 51%.
Построим два круга одинакового радиуса, а для изображения секторов определим центральные углы: для продовольственных товаров 3,6 0 *55 = 198 0 , 3,6*49 = 176,4 0 ; для непродовольственных товаров 3,6 0 *45 = 162 0 ; 3,6 0 *51 = 183,6 0 . Разделим круги на соответствующие секторы (рис. 6.12).
Треугольная диаграмма
Разновидностью диаграмм, представляющих структуру (кроме столбиковых и полосовых), является диаграмма треугольная. Она применяется для одновременного изображения трех величин, изображающих элементы или составные части целого. Треугольная диаграмма представляет собой равносторонний треугольник, каждая сторона которого является равномерной масштабной шкалой от 0 до 100. Внутри строится координатная сетка, соответствующая линиям, проводимым параллельно сторонам треугольника. Перпендикуляры из любой точки координатной сетки представляют доли трех компонентов, соответствует в сумме 100% (рис. 6.13). Точка на графике соответствует 20% (по А), 30% (по В) и 50% (по С).
Фигурная диаграмма
Диаграммы фигурные представляют собой изображение в виде рисунков, силуэтов, фигур.
Cтраница 1
Полосовые диаграммы размещают по горизонтали: основу полос размещают на оси ординат, а масштаб - на оси абсцисс.
Эта диаграмма получается путем преобразования простой полосовой диаграммы с подразделенными полосами. Преобразование заключается в том, что ряды абсолютных показателей превращены в ряды относительных чисел - удельных весов.
Все что было сказано о столбиковых диаграммах, полностью относится к полосовым диаграммам.
Все, что было сказано о столбиковых диаграммах, полностью относится к полосовым диаграммам. Различие только в том, что прямоугольники расположены горизонтально, а следовательно, базовая линия будет расположена вертикально.
Годы зонтально, а следовательно, базовая линия будет расположена вертикально. На рис. 331 дан пример полосовой диаграммы простого сопоставления (добыча газа в млрд. куб.
Диаграммы сравнения показывают соотношения разных объектов по какому-либо показателю. Наиболее простыми и наглядными графиками для сравнения величин показателей являются столбиковые и полосовые диаграммы. Для их построения используют прямоугольную систему координат. На оси абсцисс размещают основу столбцов одинакового размера для всех объектов. Высота каждого столбца должна быть соразмерной величине показателя, который нанесен в соответствующем масштабе на ось ординат.
Диаграммы сравнения показывают соотношения разных объектов по какому-либо показателю. Наиболее простым и наглядным графиком для сравнения величин показателей являются столбиковые и полосовые диаграммы. Для их составления используют прямоугольную систему координат. На оси абсцисс размещают основу столбцов одинакового размера для всех объектов. Высота каждого столбца должна быть соразмерна величине показателя, который нанесен в соответственном масштабе на ось ординат.
Эти управленческие функции активно разрабатывались и совершенствовались уже в первой четверти XX в. Гантта (полосовые диаграммы) и в наши дни являются одним из самых распространенных методов планирования. Основная посылка бюджетирования и контроля - предстааче-ние о стабильной среде организации, как внутренней, так и внешней: существующие условия деятельности фирмы (например, технологии, конкуренция, степень доступности ресурсов, уровень квалификации персонала и т.п.) в будущем существенно не изменятся. Перемена начальных условий рассматривается как препятствие, преодолимое на основе прошлого опыта. Бюджетирование и контроль по-прежнему являются важнейшими методами управления, однако в настоящее время более точно определена область их успешного применения - это так называемые жесткие проблемы, которые характеризуются определенностью задач, средств для их решения, необходимого количества ресурсов; применением известных методов достижения целей и определенными временными рамками. Позже, в 70 - е годы, в методологии менеджмента широкое распространение получил взгляд, согласно которому жесткие проблемы не исчерпывают все проблемное поле менеджмента и должны быть дополнены мягкими проблемами, которые характеризуются неустранимыми (по крайней мере, без использования специальных процедур) неопределенностями в исходных параметрах ситуаций, рассматриваемых как управленческие задачи.
Использование новых видов визуализаций в отчетах или всегда несет риск введения пользователей в заблуждение или снижения читабельности данных. Квадратная (или вафельная) диаграмма, не искажая понимания данных, является интересной альтернативой стандартным диаграммам Excel.
Как вы видите, вафельная диаграмма представляет из себя квадрат размером 10х10 ячеек, где 1 ячейка соответствует одному проценту из 100. Количество закрашенных ячеек соответствует значению показателя, который вы пытаетесь визуализировать. Данный вид графика будет интересен тем, кто хочет добавить новый вид диаграмм, не искажая данных и не занимая много места на дашборде.
Есть несколько способов реализации диаграмм данного вида. Описанный ниже метод использует инструменты встроенных диаграмм и хотя он сложнее в реализации (чем создание подобных графиков с помощью ), является более гибким и позволяет внедрять квадратные диаграммы любых размеров в любое место вашего дашборда.
В сегодняшней статье мы рассмотрим шаги по созданию диаграммы – вафли и научимся быстро их дублировать для визуализации стольких метрик, сколько вам необходимо.
Подготовка данных для вафельной диаграммы
Для начала необходимо создать три диапазона данных, которые будут играть определенную роль в построении диаграммы:
Горизонтальные линии: Данный диапазон необходим для построения горизонтальных линий. В нашем случае это будет ряд от 1 до 10.
Вертикальные линии: Диапазон поможет нам построить вертикальные линии и заполняется нулями.
Значение ячейки: Данный диапазон будет определять, какие ячейки буду закрашены. Он будет содержать формулу.
В ячейки диапазона Значение ячейки вставляем формулу =МАКС(МИН(E$3*100-($B6-1)*10;10);0) и протягиваем ее вниз.
Обратите внимание на (помечены знаком $). Это позволит быстро копировать и вставлять формулы, когда придет время дублировать диаграммы.
Формула, которую мы вставили в диапазон Значения ячейки, разбивает показатель KPI на группы, размером по 10 единиц. Обратите внимание, что после того, как мы протянули формулу, показатель 45% разбился на 5 групп, состоящих из 4 групп с целыми десятками и одна группа из неполной десятки (5%).
Если вы измените показатель на другое значение, например, 67%, формула разобьет его на 7 групп (6 – целых десяток, 1 – неполная).
На данном этапе мы имеем все данные для построения квадратной диаграммы.
Построение вафельной диаграммы
Создание вафельной диаграммы потребует от вас некоторых усилий. Но есть хорошая новость. Создав диаграмму, ее можно легко дублировать. Итак, алгоритм действий по шагам.
Строим линейчатую диаграмму с группировкой на основе данных диапазона Значения ячейки.
Копируем диапазоны Горизонтальны и вертикальные линии, выделяем диаграмму и вставляем данные.
Закрашиваем область построения в серый цвет, для этого щелкаем правой кнопкой по области построения. В выпадающем меню выбираем пункт Формат области построения. В появившейся панели Параметры области построения, переходим во вкладку Заливка и указываем понравившийся тон серого в пункте Цвет.
Далее необходимо превратить линейчатые диаграммы Горизонтальных и вертикальных линий в точечные. Для этого щелкаем по любому ряду данных правой кнопкой мыши, из выпадающего меню выбираем Изменить тип диаграммы для ряда. В появившемся диалоговом окне Изменение типа диаграммы выбираем для рядов данных Горизонтальные линии и Вертикальные линии из выпадающего списка Тип диаграммы – точечная.
Для ряда данных Горизонтальные линии необходимо добавить значения оси X. Щелкаем правой кнопкой мыши по ряду данных Горизонтальные линии, из выпадающего меню выбираем Выбрать данные. И добавляем диапазон Вертикальные линии, состоящий из нулей.
На данном этапе график должен иметь следующий вид.
Устанавливаем максимальное значение горизонтальной и вспомогательной вертикальной осей равным 10. Для этого щелкаем правой кнопкой мыши по шкале оси, из выпадающего меню выбираем Формат оси. Во всплывающей справа панели Параметры оси устанавливаем фиксированное максимальное значение равным 10. То же самое делаем для вертикальной вспомогательной оси.
Удаляем все шкалы осей. Выбираем ось и нажимаем клавишу Delete.
На следующем шаге необходимо , они будут играть роль разделителей. Для этого выбираем ряд данных Горизонтальные линии, щелкаем на плюсик, появившийся справа от диаграммы. Во всплывающем окне ставим галочку напротив поля Предел погрешностей. То же самое проделываем для ряда данных Вертикальные линии.
Нам понадобятся не все планки погрешностей, поэтому выделяем диаграмму, переходим во вкладку Работа с диаграммами –> Формат в группу Текущий фрагмент. Из выпадающего списка выбираем пункт Y и нажимаем клавишу Delete. Таким же образом выделяем элемент диаграммы X и тоже удаляем.
Из оставшегося списка выбираем элемент Ряд «Горизонтальные линии» предел погрешностей по оси X, в этой же группе вкладки Формат нажимаем Формат выделенного. В появившейся панели Параметры горизонтального предела погрешностей устанавливаем значения Направление – Плюс, Стиль края – Без точки, Величина погрешности – Фиксированное значение – 10. В этой же панели переходим во вкладку Заливка и границы и устанавливаем цвет линии Белый.
То же самое проделываем для элемента Ряд «Вертикальные линии» предел погрешностей по оси Y.
Далее щелкаем правой кнопкой по ряду данных Горизонтальные линии, в выпадающем меню выбираем Формат ряда данных, в панели Параметры ряда устанавливаем наличие маркера в положение Нет.
На этом этапе внешний вид нашей квадратной диаграммы должен иметь следующий вид.
Щелкаем правой кнопкой мыши по ряду данных Значение ячейки, выбираем из выпадающего меню пункт Формат ряда данных. В появившейся панели Параметры ряда устанавливаем Боковой зазор равным 0.
Растяните область построения графика таким образом, чтобы получился квадрат, также вы можете задать другой цвет ряду данных Значения ячейки.
Опционально, вы можете отобразить значение показателя в названии диаграммы. Для этого щелкаем по полю название диаграммы, в строке формул указываем адрес ячейки, которая содержит значение показателя.
На данном этапе вы имеете готовую вафельную диаграмму.
Клонирование вафельной диаграммы
Как мы и говорили ранее, хотя вам потребуются некоторые усилия для создания квадратной диаграммы, вам не нужно будет создавать ее каждый раз с нуля, чтобы визуализировать остальные показатели. Достаточно скопировать ее и указать новый набор данных.
Для начала вам необходимо будет продублировать диапазоны Значения ячейки.
В медицинской практике графические изображения используются для иллюстрации статистических данных, характеризующих показате-ли здоровья и здравоохранения.
При построении графических изображений необходимо соблюдать следующие требования :
1) данные на графике должны размещаться слева направо или снизу вверх;
2) шкалы на диаграммах должны быть снабжены указателями раз-меров;
3) изображенные графически величины должны иметь цифровые обозначения на самом графике или в прилагаемой к нему таблице;
4) геометрические знаки, фигуры, краски, штриховки должны быть пояснены;
5) каждый график должен иметь четкое, ясное, по возможности краткое название, отражающее его содержание.
Различают следующие виды графических изображений:
1. Диаграммы - являются способом изображения статистических данных при помощи линий и фигур.
2. Картограммы и картодиаграммы - являются способом отображе-ния территориального распределения статистических показателей с помощью географических карт.
Наиболее распространенным видом графических изображений яв-ляются диаграммы, которые по способу построения делятся на:
Линейные;
Плоскостные;
Объемные;
Фигурные.
Линейные диаграммы применяются как при изучении связи между явлениями, так и при характеристике изменений явлений во времени. Они строятся в прямоугольной системе коорди-нат: горизонтальной (оси абсцисс - ось х) и вертикальной (оси орди-нат - ось y). Точка пересечения осей служит началом отсчета.
На оси абсцисс, в избранном масштабе, откладывается время или другие факторные признаки; затем из точек, соответствующих опре-деленным моментам или периодам времени, восстанавливаются ордина-ты, отражающие размеры изучаемого результативного признака. Верши-ны ординат соединяются прямыми линиями (рис. 1).
Рисунок 1. Пример линейной диаграммы.
На одном графике может быть одновременно построено несколько линейных диаграмм, что позволяет производить их наглядное срав-нение (не рекомендуется строить более 4 диаграмм, так как большее их количество затрудняет восприятие).
Разновидностью линейных диаграмм являются радиальные диаграммы (диаграммы в системе полярных координат). Этот вид диаграмм применяют для изображения сезонных колеба-ний явлений, имеющих замкнутый циклический характер.
Количество осей соответствует количеству частей, на которые разделен период времени (например, год - при месячном делении го-да берется 12 осей). За длину радиуса окружности принимается средняя величина, затем на каждой оси откладывается величина, соответствующая уровню явле-ния. Полученные точки соединяются прямыми (рис. 2).
Рисунок 2. Пример радиальной диаграммы.
Плоскостные диаграммы делятся на: столбиковые; пирамидальные; секторные; внутристолбиковые.
Столбиковые - диаграммы, строятся по такому же принципу, как и динамические кривые, но в них вертикально или горизонтально проводимым линиям соответствуют прямоугольники. Эти диаграммы особенно удобны тогда, когда иллюстрируется не динамика явлений, а сравнительная величина их в какой-либо опре-деленный промежуток времени (рис.3).
Рисунок 3. Пример столбиковой диаграммы.
Пирамидальные диаграммы представляют собой столбиковые ди-аграммы, повернутые основаниями друг к другу, в результате чего столбики расположены горизонтально. Пирамидальные диаграммы часто применяют для изображения возрастно-половой структуры населения (рис. 4).
Рисунок 4. Пример пирамидальной диаграммы.
Секторные диаграммы - представляют собой круг, который прини-мается за целое (360 о - 100%), а его отдельные секторы соответс-твуют частям изображаемого явления (рис. 5).
Рисунок 5. Пример секторной диаграммы.
Секторы должны располагаться в по-рядке их возрастания или убывания по ходу часовой стрелки от 12 часов. Такие диаграммы применяются для иллюстрации экс-тенсивных показателей.
Внутристолбиковые (полосовые, сложностолбиковые, ленточные) диаграммы представляют собой прямоугольник или квадрат, разде-ленный на части. При этом длина лент (столбиков) принимается за 100%, а их составные части соответствуют долям явления в процен-тах. Этот вид диаграмм используют, как правило, для сравнения структуры какого-либо явления (например, заболеваемости) в нес-кольких коллективах или в одном коллективе за различные периоды времени (рис. 6).
Рисунок 6. Пример внутристолбиковой диаграммы.
Объемные диаграммы . При построении этого вида диаграмм (рис. 7), статистические данные изображают в виде геометрических фигур трех измерений (куб, шар, пирамида).
Рисунок 7. Пример объемной диаграммы.
Фигурные диаграммы. В этом виде диаграмм статистические величины изображаются при помощи фигур-символов, характерных для данного явления (нап-ример, больничные койки; вспомогательный транспорт). Для построения диаграммы устанавливается определенный масш-таб, например, изображение одной койки соответствует 200 тыс. фак-тических коек.
Фигурные диаграммы строятся двумя методами:
1) сравниваемые статистические величины изображаются либо фигурами разных размеров (см. на рисунке слева), либо разной численностью фигур одинакового размера (см. на рисунке справа).
При этом обычно пользуются округленными цифровыми данными, поэтому фигурные диаграммы служат, главным образом, для популяризации статистических данных, и используются, обычно для иллюстрации показателей наглядности (рис. 8).
Рисунок 8. Пример фигурной диаграммы.
Картограммой называется географическая карта или ее схема, на которой различной краской или штриховкой изображена степень распространения какого-либо явления на разных участках террито-рии, причем окраска или штриховка делается тем интенсивнее, чем больше распространение изучаемого явления (рис. 9, 10).
Различают :
1) фоновые картограммы - где различия величины статистического показателя в разных районах выражаются особенностью фона, приданного каждой территории. В однотонной - степенью густоты штриховки, в цветной - степенью интенсивности цвета, причем пользуются только одним цветом, но разных оттенков - от самого светлого, до наиболее темного.
Рисунок 9. Пример фоновой картограммы.
2) точечные картограммы - где величина статистического показателя изображается числом точек, размещенных на контурной карте конкретной территории. Каждая точка обозначает некоторое (условное) число единиц данного признака (например, 1000 жителей).
Рисунок 10. Пример точечной картограммы.
Картодиаграммой называется такое графическое изображе-ние, когда на географическую карту или ее схему статистические данные наносятся в виде столбиковых, секторных, фигурных и других диаграмм (рис. 11).
Рисунок 11. Пример картодиаграммы.
