Диаграмма способы наглядного представления

Алгебра. 8 класс

Тема: Наглядное представление статистической информации

Содержание модуля (краткое изложение модуля):

Для наглядного представления статистической информации используют различные способы: графики, столбчатые и круговые диаграммы, полигоны и гистограммы.
Если необходимо проиллюстрировать динамику изменения данных во времени или распределение данных полученных в результате статистического исследования, то используют столбчатые диаграммы.
Построим столбчатую диаграмму расхода электроэнергии в первом полугодии прошлого года в одной из квартир города Москвы.

Мес.	I	II	III	IV	V	VI
кВт/ч	130	120	135	90	75	60

Для того, чтобы наглядно показать соотношение между частями исследуемой совокупности, удобно использовать круговые диаграммы. Если результат исследования представлен в виде таблицы относительных частот, то для построения круговой диаграммы круг разбивается на сектора, центральные углы которых пропорциональны относительным частотам, определенным для каждой группы данных.
На основе изучения затрат времени на изготовление одной детали рабочими цеха была составлена таблица относительных частот. Построим круговую диаграмму затрат времени на изготовление одной детали рабочими цеха.

Время, ч.	0,5	0,6	0,7	0,8
Относит. частота, %	16	21	39	24

Сумма всех относительных частот, представленных в таблице

16 + 21 + 39 + 24 = 100 (%).

Величина угла, приходящегося на 1 процент

360: 100 = 3,6 (градуса).

Соответствие градусной меры угла и каждой частоты

16 • 3,6 = 57,6
21 • 3,6 = 75,6
39 • 3,6 = 140,4
24 • 3,6 = 86,4

Построим круговую диаграмму
Полигон используют для иллюстрации динамики изменения статистических данных во времени.
Построим полигон по результатам опроса взрослых жителей села о просмотре новостей канала «Россия 24» с 17 до 24 ч.

Время (ч)	17	18	19	20	21	22	23	24
Число жителей	3	10	30	25	40	18	7	5

Интервальные ряды данных изображают с помощью гистограмм. Гистограммы представляют собой ступенчатую фигуру, составленную из сомкнутых прямоугольников. Основание каждого прямоугольника равно длине интервала, а высота – частоте или относительной частоте.
Построим гистограмму для интервального ряда, характеризующего продолжительность выполнения домашнего задания по математике учениками 8 класса «Б».

Время (мин)	20-40	40-60	60-80	80-100	100-120
Кол-во уч-ся	3	7	10	13	1

Отметим преимущества графического представления статистических данных.

Алгебра. 8 класс: учеб. для общеобразоват. организаций / [Ю. Н. Макарычев, Н. Г. Миндюк, К. И. Нешков, С. Б. Суворова]; под ред. С. А. Теляковского. – 6-е изд. – М.: Просвещение, 2017.

Источник

Как визуализировать данные: типы графиков

Редактор Наталия Шергина специально для блога Нетологии адаптировала статью об эффективных способах визуализации данных.

Предположим, вы понимаете важность визуального представления данных, знаете, какие навыки для этого нужны и, более того, обладаете ими. Заодно представим, что у вас есть данные для визуализации, осталось только разобраться, какие виды графиков и диаграмм подойдут. В статье мы расскажем о самых эффективных способах визуализации данных — вам будет из чего выбрать.

Столбчатая диаграмма (Bar Graph)

Скорее всего, это был первый способ визуализации, с которым вы столкнулись. Вспомните школьные учебники, таких диаграмм там было много. Если вы думали, что столбчатые диаграммы вместе со школой остались позади — не спешите с ними прощаться. Многие виды данных удобно представлять с их помощью: информацию о пробках на дороге, увеличение клиентской базы, график продаж. Столбчатые диаграммы — один из самых наглядных видов представления статистики.

Линейная диаграмма (Line Chart)

Этот вид графиков напоминает вершины горного хребта, и это сравнение неслучайно. С помощью линейных диаграмм можно графически представить горы данных и извлечь столько же инсайтов. Подходят для представления колебаний акций, темпа роста компании, построения прибыльной системы.

Гистограмма с несколькими осями (Multi-Axis Charts)

Это сочетание столбчатой диаграммы и линейного графика. Подойдёт, если нужно представить два или более фактора для выявления параллелей или сравнения. Гистограммы с осями часто используют на заседании членов советов компании, чтобы сопоставить, например, рыночную цену и общую выручку.

Гистограмма (Bar Histograms)

Ещё один график из школьных учебников. Гистограммы используют для представления числовых данных одной категории и их изменения с течением времени. Пример — изменение численности населения страны за конкретный период.

Как и столбчатые диаграммы, гистограммы состоят из столбцов. Поэтому эти два вида графиков часто путают. Давайте разбираться.

• Есть расстояние между столбцами

• Нет расстояния между столбцами

• Применяются для сравнения категориальных данных

• Применяются для выявления зависимости качественных данных

• Если переставить местами столбцы, логика не нарушится. Венера и Земля — две категории, которые друг от друга не зависят.

• Если в гистограмме наблюдаемых температур переставить местами столбцы, нарушится логика, так как рассматривается одна величина (температура), а не разные категории

Круговая диаграмма (Pie Charts)

Кто работал с Экселем, тот наверняка знаком с круговыми диаграммами. Поставил её — и отчёт сразу выглядит презентабельнее, так? А если серьёзно, то круговые диаграммы — это отличный способ представить части одного целого. Например, долю компании на рынке, ваш вклад в общий проект или разработку секторов для инвестиционного плана.

Каждому из нас приходилось работать хотя бы с одной из перечисленных диаграмм. А если нет, то их названия вы точно слышали. На этом мейнстрим заканчивается. Далее — менее популярные графики.

Диаграмма спагетти (Spaghetti Charts)

К сожалению, это не совсем о еде. Диаграмма спагетти — очень необычный вид графиков, который только набирает популярность. Здесь без визуальной подсказки не объяснишь.

Помимо метеорологии, эти диаграммы подходят для визуализации взаимосвязей, что особенно полезно в юридических и судебных вопросах.

Географическая диаграмма (Map Charts)

Географические диаграммы специально разработаны для анализа географической информации, представления пространственных отношений и региональных данных. Используйте их, если нужно графически изобразить глобальную клиентуру, план расширения компании или план диверсификации производства. Эти диаграммы покажут, какие географические области развиваются, а каким нужно больше внимания. Также они помогают принимать решение — например, куда инвестировать или какие страны лучше для жизни.

Стрим-график или график потока (Stream Graph)

Даже если вы ни разу не видели землетрясения, то о сейсмографе слышали наверняка. Это машина, которая реагирует на сейсмическую активность и записывает сейсмоволны в виде графика.

Сейсмограф фиксирует толчки 24 часа 7 дней в неделю. Данные представляются графически в виде «потока» или «волн» вдоль центральной оси. Сейсмография — не единственная сфера применения графиков потока. Они особенно эффективны для графического изображения изменений за период времени.

Пузырьковая диаграмма (Bubble Charts)

Не очень серьёзное название, но суть не в нём. Сфера применения таких диаграмм в представлении и анализе данных огромна. Если говорить технически, пузырьковая диаграмма пригодится для визуализации анализа взаимодействий и распределения. А проще говоря, информация представлена в трёх измерениях или плоскостях. Допустим, у вас три вида данных: общее количество товаров, число каждого проданного продукта и выручка от продаж каждого продукта. Если вы хотите видеть взаимосвязь этих данных на одном графике, то пузырьковая диаграмма для вас.

Лучевая диаграмма (Sunburts)

Любители интернет-магазинов, эта информация для вас. Ваше поведение на сайте и то, на какие страницы вы заходите, заносится в историю, а админы магазинов могут легко представить эту информацию в виде лучевой диаграммы, чтобы понять, куда идёт основной трафик на сайте и какие страницы посещают реже всего. Такие диаграммы идеальны для представления иерархических данных.

Полярные часы (Polar Clock)

Ещё один интересный, но пока не самый популярный вид представления данных. График работает по принципу часов и каждую секунду показывает количество проделанной работы. Похоже на окно «копирование файлов», где зелёный индикатор показывал, сколько процентов данных уже скопировано. Представьте себе то же самое, только в форме круга — это и есть диаграмма полярные часы.

Интерактивная кольцевая диаграмма (Donut Transitions)

Это та же кольцевая диаграмма, только анимированная. Интерактивная кольцевая диаграмма — один из лучших способов для выявления закономерностей между несколькими параметрами. Эффективна для представления части целого и анализа зависимости величин. При изменении анализируемых параметров изменяются и пропорции диаграммы. Пригодится тем, кто следит за динамикой изменения — например, изменения стоимости акций в результате каких-либо действий компании.

Курс

Инфографика

• Научитесь превращать скучные цифры в наглядные визуальные истории
• Разберётесь в online-инструментах создания инфографики
• Поймёте, как работать с интерактивной и видеоинфографикой

Это одни из наиболее эффективных способов визуализации данных. Какие-то из них более привычны, о других пока мало кто знает. Новые виды графиков и диаграмм появляются вместе с новыми видами данных, что происходит непрерывно. Это значит, что скоро появятся более продвинутые способы визуализации.

Инфографика для СМИ

Мнение автора и редакции может не совпадать. Хотите написать колонку для «Нетологии»? Читайте наши условия публикации. Чтобы быть в курсе всех новостей и читать новые статьи, присоединяйтесь к Телеграм-каналу Нетологии.

Источник

Способы наглядного представления статистических данных

4.2. Графическое представление статистических данных

Важное место в современном статистическом анализе социально-экономических явлений и процессов занимает графический метод. Без графиков не обходится ни одно статистическое исследование — они позволяют с наименьшими временными затратами выявить закономерности в развитии явления и его структуру, а также наглядно представить взаимосвязи показателей. Графический образ часто более нагляден и понятен, чем многие страницы текста. Арсенал используемых в статистике графиков обширен. Более того, с появлением новых программных средств он непрерывно увеличивается: на замену плоскостным графикам приходят объемные, матричные, категоризованные графики и пиктографики.

График — это схематичное изображение статистической информации с помощью различных геометрических образов, которыми могут быть линии, точки, плоскостные либо объемные фигуры (круги, прямоугольники и т.д.), символы со многими элементами (звезды, лучи, многоугольники, «лица Чернова», «японские свечи», «ящики с усами» и т.д.).

Любой статистический график содержит графический образ и вспомогательные элементы. Под графическим образом понимают совокупность выбранных для изображения конкретной статистической информации линий, фигур, точек или символов, имеющих определенный формат изображения. Вспомогательные элементы графика — это, во-первых, поле графика ( пространство , на котором располагается геометрический образ, при этом длина и ширина поля графика , как правило, имеют между собой определенное соотношение), во-вторых, система координат и масштабные ориентиры (декартовы, полярные координаты , контурные линии или сетки с нанесенной на них масштабной шкалой), и, в-третьих, экспликация графика , которая представляет собой необходимый разъяснительный текст, прилагаемый к графику: его название, подписи масштабных шкал, смысловое содержание применяемых символов и знаков (легенда графика ).

Статистические графики можно классифицировать по следующим признакам:

1. аналитическое предназначение;
2. способ построения;
3. символы геометрического образа.

По аналитическому предназначению различают графики сравнения, структуры, динамики, изображения вариационных рядов, графики взаимосвязи показателей.

По способу построения графики делятся на диаграммы и статистические карты.

Согласно используемым символам геометрического образа графики бывают точечные, линейные, фигурные (плоскостные или объемные) и пиктографики.

Для сравнения одноименных показателей, относящихся к различным временным периодам, объектам или территориям, применяют линейные графики и различные виды диаграмм: столбиковую, ленточную, фигурную; а также пиктографики.

У линейного графика по оси абсцисс отмечаются временные периоды, объекты или территории, а по оси ординат — соответствующие им значения рассматриваемого показателя. Например, по данным табл. 4.10 построим линейный график изменения удельного веса убыточных организаций за период 2002-2006 гг. для экономики в целом (рис. 4.1).

Таблица 4.10. Удельный вес убыточных организаций по отраслям экономики от общего числа организаций, % (данные условные)

Отрасль экономики	Год
2002	2003	2004	2005	2006
Всего в экономике, в том числе:	53,2	40,8	39,8	37,9	43,5
промышленность	48,8	39,1	39,7	39,3	45,1
сельское хозяйство	84,4	52,7	50,7	46,3	55,6
строительство	40,6	37,7	37,2	35,4	38,6
транспорт	53,4	47,9	44,1	40,9	45,6
связь	44,3	28,4	26,1	25,4	35,1
торговля и общественное питание	45,3	32,7	31,4	27,7	31,2

Столбиковая диаграмма несет тот же аналитический смысл, что и линейный график . При ее построении на оси X располагаются элементы, подлежащие сравнению, которыми могут быть временные периоды, территории, либо объекты. Они находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Затем рисуются прямоугольники (столбики): сторона, являющаяся шириной, одинакова для всех сравниваемых элементов и располагается на оси X, высота прямоугольников откладывается по оси Y пропорционально значению сравниваемого показателя. Таким образом, ось Y должна иметь определенную масштабную шкалу, обязательно начинающуюся с нуля. Так, используя данные табл. 4.10, построим столбиковую диаграмму изменения удельного веса убыточных предприятий и организаций по всей экономике в целом (рис. 4.2).

Прямоугольники столбиковой диаграммы могут располагаться и вплотную друг к другу — расстояние между ними определяется произвольно, масштаб имеет лишь высота прямоугольников.

Столбиковые диаграммы могут одновременно демонстрировать изменение нескольких показателей. Для примера изобразим динамику удельного веса убыточных предприятий и организаций по отраслям экономики за несколько временных периодов (рис. 4.3).

Для четырех отраслей построим линейный график (рис. 4.4).

Ленточная (полосовая) диаграмма строится по тем же правилам, что и столбиковая, но прямоугольники, изображающие размеры показателя, располагаются не вертикально, а горизонтально. Данный вид диаграммы удобно применять в тех случаях, когда сравниваемые показатели могут принимать отрицательные значения. Например, магазин детской одежды «Сашенька» в течение года имел не только прибыль (+), но и нес убытки (рис. 4.5).

Для получения диаграмм сравнения могут использоваться и различные геометрические фигуры. Предположим, что количество заключенных договоров личного страхования, заключенных страховой компанией, составляло в 2003 г. 23 тыс., в 2004 г. — 64 тыс. Изобразим эти данные графически, для чего выберем в качестве фигурного знака квадрат. Чтобы найти стороны квадратов нужно извлечь квадратные корни из значений показателей: Выберем масштаб изображения, например, примем 1 см равным 3 тыс. Тогда сторона первого квадрата будет равна (4,8 : 3) 1,6 см; второго (8 : 3) 2,7 см. Итак, получим следующую диаграмму сравнения (рис. 4.6).

Вместо квадратов часто используются круги. Тогда изображаемые величины должны быть пропорциональны площади круга. Наглядность данного вида диаграмм тем больше, чем сильнее различаются между собой сравниваемые показатели. Действительно, если различия небольшие, то подобный график теряет свой смысл.

В динамических сравнениях, особенно если приводятся данные по месяцам года и в них присутствуют так называемые сезонные колебания, используются радиальные диаграммы. Для этого вычерчивается круг такого радиуса, чтобы при нанесении на него масштабной шкалы верхнее значение шкалы соответствовало наибольшему значению показателя. Затем весь круг делится на 12 частей (если мы рассматриваем помесячные данные) и проставляются номера либо названия месяцев около каждого радиуса. После этого на них откладываются в принятом масштабе значения показателей соответствующих месяцев, и полученные точки соединяются отрезками — образуется замкнутая ломаная линия. Пример построения радиальной диаграммы приведен на рис. 4.7.

Для изображения структуры явления используются прямоугольные или секторные диаграммы.

Продемонстрируем построение круговой секторной диаграммы на данных табл. 4.11.

Таблица 4.11. Структура инвестиций в основной капитал по видам основных фондов в 2006 г. (данные условные)

Вид основных фондов	Удельный вес инвестиций в их общем объеме, %
Жилища	12,8
Здания (кроме жилых) и сооружения	41,9
Машины, оборудование, транспортные средства	38,9
Прочие виды основных фондов	6,4

Для того чтобы построить секторную диаграмму, необходимо определить величину углов секторов: 100% соответствует 360°, тогда 1% равен 3,6°. Пересчитаем наши данные:

• жилища: 12,8 * 3,6 = 46°;
• здания (кроме жилых) и сооружения: 41,9 * 3,6 = 151°;
• машины, оборудование, транспортные средства: 38,9 * 3,6 = 140°;
• прочие виды основных фондов: 6,4 * 3,6 = 23°.

Начертим круг произвольного радиуса и разделим его на четыре соответствующих сектора (рис. 4.8).

Изобразить графически структуру явления можно также с помощью ленточных (полосовых) диаграмм. В этом случае вычерчивается прямоугольник произвольной длины и ширины. Значение его длины принимается за 100%. Затем прямоугольник делится на части, соответствующие значениям долей тех компонент , из которых состоит явление. Так, по данным табл. 4.10 получим полосовую диаграмму, представленную на рис. 4.9.

Для одновременного изображения трех величин, одна из которых является произведением двух других, применяется особый график , называемый знаком Варзара. Поясним процедуру его построения на условном примере.

Знак Варзара имеет вид прямоугольника, длина и ширина которого соответствуют двум множителям произведения, а площадь — значению произведения, т.д. третьей величине. Так, в табл. 4.12 показатель «Капитализация» рассчитан как произведение рыночной стоимости акции на количество акций данного вида:

Таблица 4.12.

Тип акции	Количество акций, находящихся в обращении, тыс. шт.	Рыночная стоимость акции, ден. ед.	Капитализация, тыс. ден. ед.
А	70	18	12 492
Б	23	25	575

Основание прямоугольников примем за показатель количества, а высоту — за цену. Тогда площадь полученных прямоугольников будет изображать капитализацию. При построении знаков Варзара следует помнить, что основание и высота прямоугольников откладываются в своем масштабе независимо друг от друга (рис. 4.10).

Особое место в графическом анализе финансовой информации занимают биржевые статистические графики.

Для анализа данных фондовых, товарных и фьючерсных рынков чаще всего используют столбиковые биржевые графики (табл. 4.13).

Таблица 4.13. Котировки и объемы торгов акциями компании А в апреле 2006 г., дол.

Дата торгов	Цена открытия	Максимальная цена дня	Минимальная цена дня	Цена закрытия	Объем торгов
26	14,3	14,9	14,3	14,7	102 548
27	14,7	15,2	14,6	14,9	112 054
28	14,9	15,5	14,5	15,3	136 250
29	15,3	16,1	14,9	15,1	108 914
30	15,1	15,8	14,7	15,6	103 145

По данным табл. 4.13 построим столбиковый биржевой график (рис. 4.11).

На столбиковом биржевом графике для каждого дня строится вертикальная черта (столбик): начало столбика соответствует значению минимальной в течение дня цены на акцию, вершина — максимальной цене, горизонтальная черта на столбике — цена в момент закрытия торгов.

Для одновременного изображения цен открытия и закрытия торгов, а также минимального и максимального значений цены служит график , часто называемый в литературе «ящики с усами». Для данных табл. 4.13 он выглядит так, как показано на рис. 4.12.

Здесь, в отличие от графика , приведенного на рис. 4.11, у каждого столбика имеется еще и «ящик» (отсюда и название — «ящики с усами»). Основание белого «ящика» соответствует цене открытия торгов, высота — цене закрытия; черный цвет «ящика» означает, что цена закрытия была ниже цены открытия торгов — в этом случае на графике они меняются местами.

Столбиковый график можно дополнить диаграммами показателя объема торгов. Для данных табл. 4.13 получим графический образ, представленный на рис. 4.13.

Поскольку график дополняется диаграммами, показывающими объемы торгов, то он имеет две вертикальные масштабные шкалы: слева находится шкала для показателя объема торгов, справа — для котировок акций.

График «ящики с усами» также можно дополнить диаграммами показателя объема торгов (рис. 4.14).

В современных статистических пакетах прикладных программ для графического представления статистической информации предлагается особый вид графиков — пиктографики.

Пиктографики составляются для каждого наблюдения, они имеют вид графических объектов (определенных символов) со многими элементами. Значения показателей соответствуют свойствам или размерам элементов пиктографика. С изменением значений показателей при переходе от одной единицы наблюдения к другой внешний вид пиктограммы меняется. Таким образом возникает возможность визуально классифицировать наблюдения по однородным группам.

Предположим, что имеется совокупность 10 промышленных предприятий, характеризующихся следующими показателями (табл. 4.14).

Таблица 4.14. Экономические показатели деятельности промышленных предприятий (данные условные)

Номер предприятия	Рентабельность, %	Удельный вес рабочих в составе промышленного производственного персонала, %	Коэффициент сменности оборудования	Удельный вес потерь от брака, %	Фондоотдача на 1 руб. фондов	Среднегодовая численность промышленного производственного персонала, чел.	Среднегодовая стоимость основных производственных фондов, млн. руб.	Оборачиваемость нормируемых оборотных средств, дн.	Оборачиваемость ненормируемых оборотных средств, дн.	Непроизводственные расходы, млн. руб.
1	13,28	0,80	1,14	0,27	1,07	1 257	50,79	80,12	22,46	18,20
2	22,31	0,80	1,85	0,38	2,45	1 687	58,12	80,12	22,37	38,45
3	15,27	0,78	1,14	0,26	1,14	1 588	44,20	80,45	21,74	22,13
4	12,99	0,79	1,33	0,28	1,05	1 696	44,57	68,17	20,11	24,56
5	25,78	0,78	1,74	0,29	2,12	1 804	51,43	70,82	20,37	46,75
6	28,47	0,79	1,90	0,30	2,09	1 512	53,96	73,47	21,38	38,16
7	12,97	0,80	1,16	0,35	1,03	1 499	57,58	76,12	21,52	24,58
8	23,47	0,81	1,86	0,32	2,11	1 403	65,34	78,77	23,58	41,78
9	10,47	0,81	1,17	0,33	0,87	1 451	59,34	81,42	22,47	22,79
10	13,58	0,82	1,23	0,32	0,97	1 327	57,83	84,07	23,17	22,47

Проанализируем имеющуюся информацию графически с помощью пиктографиков.

Пиктографики «лучи» имеют вид «велосипедного колеса», в котором количество «спиц» соответствует количеству переменных. Каждая спица — числовая ось , на которой откладывается значение показателя в своем масштабе независимо от масштаба других показателей, причем шкалы начинаются не с нулевого значения, а с наименьшего в данном числовом массиве. Цель пиктографика — продемонстрировать различия в значениях аналогичных показателей у разных единиц наблюдения.

По данным табл. 4.14 построим пиктографики «лучи» (рис. 4.14а).

Как видим, на рис. 4.14а пиктографиков столько, сколько имеется наблюдений. Число лучей каждого пиктографика равно количеству показателей, которые располагаются друг за другом по часовой стрелке, начиная с первого, который находится на верхнем луче, соответствующем 12 часам, если проводить аналогию с часовым механизмом.

Итак, визуальный анализ данных показывает, что сходными по своим экономическим показателям являются предприятия 2 и 8; 5 и 6; 7 и 9.

Преимущество данного способа анализа возрастает с увеличением числа наблюдений, так как при большом их количестве все труднее становится систематизировать полученную информацию, изучая цифры табличным методом.

Другой вид часто применяющихся пиктографиков — «звезды» (рис. 4.14б). Их построение и анализ абсолютно аналогичен пиктографикам «лучи» (у «звезд» лучи не продолжаются за отметками показателей на осях).

Отметим, что в каждом конкретном случае выбор «звезд» или «лучей» — сугубо индивидуальный процесс: кому-то удобнее работать со «звездами», чем с «лучами», а кому-то наоборот.

Следующий, наиболее экзотичный, вид пиктографиков — «лица Чернова» (рис. 4.14в). Здесь для каждого наблюдения рисуется отдельное лицо. Черты лица соответствуют значениям показателей: овал лица — показатель первый, размер ушей — показатель второй, длина носа — показатель третий, форма ушей — показатель четвертый, тип улыбки — показатель пятый, угол наклона бровей — показатель шестой и т.д. Конечно, по данному графику нельзя определить конкретные значения показателей — преследуется вовсе не эта цель, но для классификации наблюдений по однородным группам, выявления взаимосвязей между показателями (если скажем, длина носа меняется с изменением овала лица) «лица Чернова» могут быть полезны.

Источник