Большую группу графиков составляют структурные диаграммы. Это такие диаграммы, в которых отдельные статистические совокупности сопоставляются по их структуре, характеризующейся соотношением разных параметров совокупности или ее отдельных частей.

Широко распространенный метод графического изображения структуры статистических данных заключается в составлении структурных круговых или секторных диаграмм. Секторные диаграммы удобно строить следующим образом: всю величину явления принимают за 100%, рассчитывают доли отдельных частей в процентах. Круг разбивают на секторы пропорционально частям изображаемого целого. Таким образом, на 1% приходится 3,6°. Для получения центральных углов секторов, изображающих доли частей целого, необходимо их процентное выражение умножить на 3,6°. Секторные диаграммы позволяют не только разделить целое па части, но и сгруппировать отдельные части, давая как бы комбинированную группировку долей по двум признакам.

Пример. Рассмотрим построение секторной диаграммы по данным, приведенным в табл. 4.3.

Таблица 4.3/ Данные об охвате населения телевизионным вещанием на конец 2010 г. в N-м регионе

Построение секторной диаграммы начинается с определения центральных углов секторов.

Для этого процентное выражение отдельных частей совокупности но каждой категории умножим на 3,6°. Три и более телевизионные программы - 131,7°; две - 207°; одна - 14,8°; ни одной - 7,6°. По найденным значениям углов круг делится на соответствующие сектора (рис. 4.11).

Рис. 4.11.

Другим видом структурных статистических диаграмм являются полосовые диаграммы удельных весов, отражающие структуры сравниваемых совокупностей по процентному соотношению в них отдельных частей, выделяемых потому или иному количественному или атрибутивному признаку. Эти диаграммы получены путем преобразования простой полосовой диаграммы с подразделенными полосами. Полосовые диаграммы удельных весов могут вскрыть существенные особенности многих изучаемых экономических явлений.

Пример. Необходимо изобразить графически данные, приведенные в табл. 4.4.

Таблица 4.4/ Данные, характеризующие структуру потребительских расходов населения в N-м регионе за период 2009-2010 гг., %

Рис. 4.12.

Значительными преимуществами полосовых структурных диаграмм по сравнению с другими видами являются их большая емкость, возможность отразить на небольшом пространстве большой объем полезной информации. Секторные же диаграммы выглядят убедительно при существенных различиях сравниваемых структур, а при небольших различиях они могут быть недостаточно выразительны.

Диаграммы динамики

Для изображения и внесения суждений о развитии явления во времени строят диаграммы динамики. Для наглядного изображения динамики явлений используют многие диаграммы: столбиковые, ленточные, квадратные, круговые, линейные, радиальные и др. Выбор вида диаграмм зависит в основном от особенностей исходных данных, от цели исследования. Например, если имеется ряд динамики с неравно отстоящими уровнями во времени (1913, 1940, 1950, 1980, 2000, 2010 гг.), то часто для наглядности используют столбиковые, квадратные или круговые диаграммы. Они зрительно впечатляют, хорошо запоминаются, но не годны для изображения большого числа уровней, так как громоздки. Если число уровней в ряду динамики велико, то целесообразно применять линейные диаграммы, которые воспроизводят непрерывность процесса развития в виде непрерывной ломаной линии.

Для построения линейных диаграмм используют систему прямоугольных координат. Обычно но оси абсцисс откладывают время (годы, месяцы и т.д.), а по оси ординат наносят масштабы для отображения явлений или процессов. Особое внимание следует обратить на масштаб осей координат, поскольку от этого зависит общий вид графика. Обеспечение равновесия, пропорциональности между осями координат необходимо в диаграмме, так как нарушение равновесия дает неправильное изображение развития явления. Если масштаб для шкалы на оси абсцисс очень растянут по сравнению с масштабом на оси ординат, то колебания в динамике явлений мало выделяются, и наоборот, преувеличение масштаба по оси ординат по сравнению с масштабом на оси абсцисс дает резкие колебания. Если в ряду динамики данные за некоторые годы отсутствуют, это должно быть учтено при построении графика. Равным периодам времени и размерам уровня должны соответствовать равные отрезки масштабной шкалы.

Пример. Рассмотрим построение линейной диаграммы на основании следующих данных по динамике производства газетной бумаги в регионе за период 2001-2010 гг.:

Год.............2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Производство,

Млн.т...........237 179 189 158 186 192 172 191 210 211

Изображение динамики производства газетной бумаги на координатной сетке с неразрывной шкалой значений, начинающихся от нуля, вряд ли целесообразно, так как 2/3 ноля диаграммы остается неиспользованным, и это ничего не даст для выразительности изображения. Поэтому в данных условиях рекомендуется строить шкалу без вертикального нуля, т.е. шкала значений разрывается недалеко от нулевой линии, и на диаграмму попадает лишь часть возможного поля графика. Это не приводит к искажениям в изображении динамики изучаемого процесса, и его изменения показываются диаграммой более четко (рис. 4.13).

Рис. 4.13.

Нередко на одном линейном графике приводится несколько кривых, которые дают сравнительную характеристику динамики различных показателей или одного и того же показателя в разных странах. Примером графического изображения сразу нескольких показателей служит рис. 4.14.

Рис. 4.14.

Линейные диаграммы с равномерной шкалой имеют недостаток, снижающий их познавательную ценность. Этот недостаток заключается в том, что равномерная шкала позволяет измерять и сравнивать только отраженные на диаграмме абсолютные приросты или уменьшения показателен на протяжении исследуемого периода. Однако при изучении динамики важно знать и относительные изменения исследуемых показателей по сравнению с достигнутым уровнем или темпы их изменения.

Именно относительные изменения экономических показателей в динамике искажаются при изображении их на координатной диаграмме с равномерной вертикальной шкалой. Кроме того, в обычных координатах теряет всякую наглядность и даже становится невозможным изображение рядов динамики с резко изменяющимися уровнями, которые обычно имеют место в динамических рядах за длительный период времени.

В этих случаях следует отказаться от равномерной шкалы и положить в основу графика полулогарифмическую систему. Полулогарифмической системой называется система, в которой на одной оси нанесен линейный масштаб, а на другой - логарифмический. В данном случае логарифмический масштаб наносят на ось ординат, а на оси абсцисс располагают равномерную шкалу для отсчета времени по принятым интервалам (годам, кварталам, месяцам, дням и т.д.). Техника построения логарифмической шкалы следующая: найти логарифмы исходных чисел; построить ординату и разделить на несколько равных частей. Затем нанести на ординату (или равную ей параллельную линию) отрезки, пропорциональные абсолютным приростам этих логарифмов. Далее записать соответствующие логарифмы чисел и их антилогарифмы, например 0".000; 0,3010; 0,4771; 0,6021; ...; 1,000, что дает 1, 2,3,4,10. Полученные антилогарифмы окончательно дают вид искомой шкалы на ординате.

Пример . Допустим, нужно изобразить на графике динамику производства угля в регионе за 1980-2010 гг., за эти годы его рост составил 9,1 раза. С этой целью найдем логарифмы для каждого уровня ряда (табл. 4.5).

Найдя минимальное и максимальное значения логарифмов производства угля, построим масштаб с таким расчетом, чтобы все данные разместились на графике. В соответствии с масштабом найдем соответствующие точки, которые соединим прямыми линиями. В результате получим график (рис. 4.15) с использованием логарифмического масштаба на оси ординат.

Таблица 4.5 Динамика производства угля в регионе за период 1980-2010 гг., млн т

	Производство К,

Рис. 4.15.

К диаграммам динамики относятся и радиальные диаграммы, построенные в полярных координатах и предназначенные для отражения процессов, ритмически повторяющихся во времени. Чаще всего эти диаграммы применяют для иллюстрации сезонных колебаний, и в этом отношении они имеют преимущество перед статистическими кривыми. Радиальные диаграммы подразделяют на два вида: замкнутые и спиральные. Эти два вида диаграмм отличаются друг от друга по технике построения; все зависит от того, что взято в качестве базы отсчета - центр круга или окружность.

Замкнутые диаграммы отражают весь внутригодовой цикл динамики одного года. Их построение сводится к следующему: строят круг, среднемесячный показатель приравнивают к радиусу этого круга, затем весь круг делят на 12 равных секторов посредством проведения радиусов, которые изображают в виде топких линий. Каждый радиус изображает месяц, причем расположение месяцев аналогично циферблату часов. На каждом радиусе делают отметку в определенном месте согласно масштабу, исходя из данных на соответствующий месяц. Если данные превышают среднегодовой уровень, то отметку ставят вне окружности па продолжении радиуса. Затем отметки различных месяцев соединяют отрезками.

Пример. Необходимо изобразить с помощью замкнутой диаграммы динамику индексов потребительских цен на все товары и услуги в одном из регионов по месяцам 2010 г. по следующим данным, % к декабрю прошлого года:

Январь..............................................................101,68

Февраль...........................................................102,81

Март.................................................................103,42

Апрель.............................................................104,01

Май...................................................................104,67

Июнь................................................................105,66

Июль................................................................106,58

Август..............................................................106,68

Сентябрь.........................................................107,52

Октябрь...........................................................109,28

Ноябрь.............................................................110,62

Декабрь............................................................111,87

Среднемесячный индекс равен 106,2

Построим круг радиусом, равным среднемесячному показателю. 11а горизонтальном диаметре построим шкалу, взяв длину радиуса, равную 4 см. Следовательно, 1 см = 106,2/4 = 26,6% (рис. 4.16).

Рис. 4.16.

Если в качестве базы отсчета берется окружность, такого рода диаграммы называют спиральными. Спиральные диаграммы отличаются от замкнутых тем, что в них декабрь одного года соединяется не с январем данного же года, а с январем следующего года. Это дает возможность изобразить весь динамический ряд за несколько лет в виде одной кривой. Особенно наглядна такая диаграмма тогда, когда наряду с сезонным ритмом ряд обнаруживает неуклонный рост из года в год.

Для отображения зависимости одного показателя от другого используют диаграмму взаимосвязи. Один показатель принимают за X, а другой за У (т.е. функцию от X), затем строят прямоугольную систему координат с масштабами для показателей, в которой формируется рисунок.

С повышением стоимости основных производственных фондов происходит увеличение затрат на реализацию продукции. Данная зависимость этих показателей может быть выражена линейной связью (рис. 4.17).

Рис. 4.17.

Диаграммы взаимосвязи имеют большое значение на практике, так как множество различных показателей связаны между собой либо прямой, либо обратной формой связи. Они могут использоваться также для отображения различных циклических процессов (например, инфляционной спирали), взаимно накладывающихся явлений и т.п.

Диаграмма (греч. Διάγραμμα (diagramma) - изображение, рисунок, чертёж) - графическое представление данных линейными отрезками или геометрическими фигурами, позволяющее быстро оценить соотношение нескольких величин.

Иногда для оформления диаграмм используется трёхмерная визуализация , спроецированная на плоскость, что придаёт диаграмме отличительные черты или позволяет иметь общее представление об области, в которой она применяется.

Трёхмерное схематичное изображение столбчатой диаграммы

Типы диаграмм:

Диаграммы-линии (графики)

Диаграммы-линии или графики - это тип диаграмм, на которых полученные данные изображаются в виде точек, соединённых прямыми линиями. Точки могут быть как видимыми, так и невидимыми (ломаные линии). Также могут изображаться точки без линий (точечные диаграммы). Для построения диаграмм-линий применяют прямоугольную систему координат .

Диаграммы-линии целесообразно применять тогда, когда число размеров (уровней) в ряду велико.

Основной недостаток диаграмм-линий - равномерная шкала, позволяющая измерить и сравнить только абсолютные приросты или уменьшения показателей в течение периода исследований.

Диаграммы-области

Диаграммы-области - это тип диаграмм, схожий с линейными диаграммами способом построения кривых линий. Отличается от них тем, что область под каждым графиком заполняется индивидуальным цветом или оттенком.

Преимущество данного метода в том, что он позволяет оценивать вклад каждого элемента в рассматриваемый процесс.

Недостаток это типа диаграмм также схож с недостатком обычных линейных диаграмм - искажение относительных изменений показателей динамики с равномерной шкалой ординат.

Столбчатые и линейные диаграммы (гистограммы)

Классическими диаграммами являются столбчатые и линейные (полосовые) диаграммы . Также они называются гистограммами . Столбчатые диаграммы в основном используются для наглядного сравнения полученных статистических данных или для анализа их изменения за определённый промежуток времени. Построение столбчатой диаграммы заключается в изображении статистических данных в виде вертикальных прямоугольников или трёхмерных прямоугольных столбиков. Каждый столбик изображает величину уровня данного статистического ряда.

Разновидностями столбчатых диаграмм являются линейные (полосовые) диаграммы. Они отличаются горизонтальным расположением столбиков.

Столбчатые диаграммы могут изображаться и группами (одновременно расположенными на одной горизонтальной оси с разной размерностью варьирующих признаков).

Круговые (секторные) диаграммы

Достаточно распространённым способом графического изображения структуры статистических совокупностей является секторная диаграмма , так как идея целого очень наглядно выражается кругом, который представляет всю совокупность. Относительная величина каждого значения изображается в виде сектора круга, площадь которого соответствует вкладу этого значения в сумму значений. Этот вид графиков удобно использовать, когда нужно показать долю каждой величины в общем объёме. Сектора могут изображаться как в общем круге, так и отдельно, расположенными на небольшом удалении друг от друга.

Круговая диаграмма сохраняет наглядность только в том случае, если количество частей совокупности диаграммы небольшое. Если частей диаграммы слишком много, её применение неэффективно по причине несущественного различия сравниваемых структур.

Радиальные (сетчатые) диаграммы

В отличие от линейных диаграмм, в радиальных или сетчатых диаграммах более двух осей. По каждой из них производится отсчёт от начала координат, находящегося в центре. Для каждого типа полученных значений создаётся своя собственная ось, которая исходит из центра диаграммы. Радиальные диаграммы напоминают сетку или паутину, поэтому иногда их называют сетчатыми. Преимущество радиальных диаграмм в том, что они позволяют отображать одновременно несколько независимых величин, которые характеризуют общее состояние структуры статистических совокупностей. Если отсчёт производить не с центра круга, а с окружности, то такая диаграмма будет называться спиральной диаграммой .

Пространственные (трёхмерные) диаграммы

Пространственные , или трёхмерные диаграммы являются объёмными аналогами пяти основных типов двухмерных диаграмм: линейных, диаграмм-областей, гистограмм (столбчатых и линейных), круговых. Изображение в объёмном виде упрощает понимание информации. Такие диаграммы выглядят убедительнее.

Типы диаграмм в MS Excel

Microsoft Excel поддерживает различные типы диаграмм, позволяя представлять данные понятным для конкретной аудитории способом.

Гистограммы

Данные в столбцах или строках листа можно отобразить в виде гистограммы. Гистограммы полезны для представления изменений данных с течением времени и для наглядного сравнения различных величин. В гистограммах категории обычно формируются по горизонтальной оси, а значения - по вертикальной.

Графики

Данные, расположенные в столбцах или строках листа, можно представить в виде графика. Графики позволяют изображать непрерывное изменение данных с течением времени в едином масштабе и идеально подходят для представления тенденций изменения данных с равными интервалами.

Графики можно использовать, если метки категорий являются текстовыми и представляют значения, разделённые равными интервалами, например, месяцы, кварталы или финансовые годы. Это особенно важно при наличии нескольких рядов: для отображения одного ряда можно использовать точечную диаграмму. Также графики можно использовать при наличии нескольких разделённых равными интервалами числовых меток, в частности, лет. Если числовых меток больше десяти, вместо графика лучше использовать точечную диаграмму.

Круговые диаграммы

Данные в одном столбце или строке листа можно представить в виде круговой диаграммы. Круговая диаграмма демонстрирует размер элементов одного ряда данных относительно суммы элементов. Точки данных на круговой диаграмме выводятся как проценты от всего круга.

Линейчатые диаграммы

Данные в столбцах или строках листа можно представить в виде линейчатой диаграммы. Линейчатые диаграммы используют для сравнения отдельных элементов.

Диаграммы с областями

Данные в столбцах или строках листа можно представить в виде диаграммы с областями. Диаграммы с областями подчёркивают величину изменений с течением времени и могут использоваться для привлечения внимания к суммарному значению в соответствии с тенденцией. Например, данные, отражающие прибыль в зависимости от времени, можно отобразить на диаграмме с областями для привлечения внимания к общей прибыли.

Точечные диаграммы

Данные в столбцах и строках листа можно представить в виде точечной диаграммы. Точечная диаграмма показывает отношения между численными значениями в нескольких рядах данных или отображает две группы чисел как один ряд координат x и y.

Точечная диаграмма имеет две оси значений, при этом одни числовые значения выводятся вдоль горизонтальной оси (оси X), а другие - вдоль вертикальной оси (оси Y). На точечной диаграмме эти значения объединяются в одну точку и выводятся через неравные интервалы или кластеры.

Точечные диаграммы обычно используются для иллюстрации и сравнения числовых значений, например научных, статистических или технических данных.

Биржевые диаграммы

Данные, расположенные в столбцах или строках листа в определённом порядке, можно представить в виде биржевой диаграммы.

Как следует из названия, биржевые диаграммы чаще всего используются для иллюстрации изменений цен на акции.

Однако их также можно использовать для вывода научных данных.

Например, с помощью биржевой диаграммы можно представить дневные или годичные колебания температуры.

Поверхностные диаграммы

Данные в столбцах или строках листа можно представить в виде поверхностной диаграммы.

Поверхностная диаграмма полезна, если требуется найти оптимальные комбинации данных из двух наборов.

Как на топографической карте, области, относящиеся к одинаковым диапазонам, при этом выделяются цветами и штриховкой.

Поверхностные диаграммы можно использовать для иллюстрации категорий и наборов данных, представляющих собой числовые значения.

Кольцевые диаграммы

Данные, расположенные только в столбцах или строках листа, можно представить в виде кольцевой диаграммы. Как и круговая диаграмма, кольцевая диаграмма демонстрирует отношение частей к целому, но может содержать более одного ряда данных.

Пузырьковые диаграммы

На пузырьковой диаграмме можно отобразить данные столбцов листа, при этом значения по оси X выбираются из первого столбца данных, а соответствующие значения по оси Y и значения, определяющие размер пузырьков, выбираются из соседних столбцов.

Лепестковые диаграммы

Данные в столбцах или строках листа можно представить в виде лепестковой диаграммы.

Статистические графики по направлению использования характеризуются значительным разнообразием. их научная классификация предусматривает такие признаки, как общее назначение, виды, формы и типы основных элементов. Традиционно теория статистики рассматривает классификацию графиков по видам их поля. По этому принципу графические изображения разделяют на диаграммы, картограммы и картодиаграммы.

Диаграммы - это условные изображения числовых величин и их соотношений с помощью геометрических знаков.

Картограммы - изображение числовых величин и их соотношений с помощью нанесения условной штриховки или расцветки на карту - схему.

Картодиаграммы - это сочетание диаграммы с картой - схемой. При построении диаграммы устанавливается определенный масштаб, то есть соотношение между размерами величин на графике и действительной величиной изображаемого явления в натуре.

Наиболее распространенным видом статистических графиков являются диаграммы. В зависимости от способа изображения статистических данных они могут быть в одном измерения, когда эти данные изображают в виде прямых линий или полос одинаковой ширины, и в двух измерениях (плоскости), на каких данных изображают с помощью площадей геометрических фигур (прямоугольников, квадратов, кругов.).

К первому виду диаграмм относятся линейные, столбиковые, ленточные и др.; ко второму - прямоугольные (квадратные, "Знак Варвара"), круговые, секторные, радиальные, фигурные.

Линейная диаграмма отображает размер показателя в форме линий разной длины, которые образуются в результате соединения точек в координатном поле. Одним из видов линейных диаграмм является линейный график выполнения плана и учетно-плановый график (рис. 27, 28).

Рис. 27. Линейный график динамики поголовья лошадей в хозяйстве

Рис. 28. Учетно-плановый график выполнения предприятием плана производством продукции в течение месяца: а - за декаду; б - нарастающим итогом

Применяют линейные диаграммы в основном для изучения развития явлений во времени.

Строению линейных диаграмм ставят следующие требования:

2) на оси ординат обязательно сказывается нулевая величина. В случаях, когда соблюдение этого правила связано со значительным уменьшением масштаба и ухудшением наглядности, следует сделать разрыв по всем ординатах (при этом нулевая линия сохраняется.)

3) отрезки на оси абсцисс должны соответствовать интервалам (для рядов динамики - периода времени);

4) нулевая линия должна резко отличаться от других параллельных линий;

5) при построении диаграммы с применением процентной шкалы нужно четко выделить линию, которая означает 100%;

6) кривая линия диаграммы должна резко отличаться от линий сетки

7) цифровые показатели размещают на графике таким образом, чтобы их можно было легко прочитать;

8) площадь графика должна быть квадратной или прямоугольной. Колонке диаграммы. На этом виде диаграммы статистические

данные изображают в виде прямоугольников (столбиков) одинаковой ширины. Располагают их вертикально или горизонтально. Величину явлений характеризует высота столбика (рис. 29).

Рис. 29. Столбиковая диаграмма динамики валового производства продукции предприятием

Колонке диаграммы применяются: 1) при сравнении между собой различных явлений; 2) для изображения явлений во времени; 3) для отображения структуры явлений.

Рассмотрим основные правила построения столбиковых диаграмм:

1) ширина столбиков и расстояние между ними должны быть одинаковыми;

2) столбики располагают от меньшего к большему или наоборот (пространственная модель);

3) в основе столбиков проводится и выделяется базовая линия;

4) указывается название и цифровые данные столбиков;

5) на шкале должны быть деления, основные из которых обозначаются цифрами;

6) указывают единицу измерения.

Разновидностью столбиковой диаграммы является гистограмма, с помощью которой изображаются вариационные ряды распределения.

Ленточные диаграммы. В отличие от столбиковых, при построении ленточных диаграмм прямоугольники, которыми изображают размер явлений, располагают не по вертикали, а по горизонтали (рис. 33). Требования, предъявляемые к построению этого вида диаграмм, аналогичные требованиям к столбиковых диаграмм.

Рис. 30. Ленточная диаграмма дневной заработной платы на предприятиях

Секторные диаграммы представляют собой круг, разделенный на секторы, величины которых соответствуют (в пропорциях) изображаемым размерам явлений. Секторные диаграммы строят для отображения структуры явлений (рис. 31).

Рис. 31. Секторная диаграмма структуры посевных площадей сельскохозяйственного предприятия

Прямоугольные диаграммы. Этот вид диаграмм величину исследуемых явлений изображает в виде площадей. Прямоугольные диаграммы применяют для изображения явлений, которые изменяются во времени, а также для сравнения различных величин в пространстве.

К прямоугольных диаграмм относятся квадратные диаграммы и "Знак Варвара".

Квадратные диаграммы используют при сравнении абсолютных величин. Для определения стороны квадрата следует добыть квадратный корень из испытуемых (диаграмованих) величин. По данным таблицы 95 проводим соответствующие расчеты, приняв масштаб 30 = 1 см. Переводим в масштабные единицы показатели, полученные после извлечения квадратного корня из величин площадей сельскохозяйственных угодий: 81,2: 30 = 2,7 см; 76,8: 30 = 2,6 см; 72,8: 30 = 2,4 см полученные числовые значения принимаются величины стороны квадрата (рис.32).

Таблица 95

Выходные и расчетные данные для построения квадратных и круговых диаграмм

"Знак Варзара". Используется для сравнения трех связанных между собой величин. Он представляет собой прямоугольник, в

котором длина отображает величину одного явления, ширина - другого, а площадь его характеризует произведение этих в двомасштабному сравнении: один масштаб - для основы прямоугольника, второй - для его высоты.

"Знаком Варзара" одновременно сравнивается, как уже упоминалось, три связанные между собой величины, то есть диаграмовий показатель является произведением двух других. Например, если площадь прямоугольника диаграммы иллюстрирует сбор, то одна его длина - посевную площадь, вторая - высота - урожайность. Этот вид диаграммы изображен на рисунке 33.

Рис. 32. Квадратная диаграмма размеров площадей сельскохозяйственных угодий предприятия

Рис.33. Прямоугольная диаграмма "Знак Варзара".

Круговые диаграммы своей площади отражают величину исследуемых явлений. Они основываются на использовании площади круга для иллюстрации сравниваемых однородных величин. При их построении учитывается, что площади кругов относятся между собой как квадраты их радиусов. Для определения радиуса круга необходимо добыть квадратный корень из диаграмовои величины; на этой основе наметить его в определенном масштабе и по его величине описать круг. На рисунке 34 показано круговую диаграмму по данным таблицы 95.

Радиальные диаграммы. Этот вид диаграмм применяется для графического изображения явлений, которые изменяются в замкнутые календарные сроки. В основу их построения положен полярную систему координат, где по оси абсцисс принимается круг, за все ординат - его радиусы.

В зависимости от того, какой изображается цикл диаграмованого явления -замкнутая или продолжаемое (с периода в период) - различают радиальные диаграммы замкнутые и спиральные. Например, если весь цикл изменения изображаемого явления охватывает летний период, радиальную диаграмму строят по форме замкнутой.

Рис. 34. Круговая диаграмма размеров площадей сельскохозяйственных угодий

предприятия

Рис. 35. Радиальная диаграмма отработанных человеко-часов на предприятии в течение года

Если же изменение явления изучается в течение цикла диаграмованого периода (например, декабрь одного года соединяется с январем второго года и т.д.), ряд динамики изображается в виде сплошной кривой, которая визуально имеет вид спирали.

При построении радиальных диаграмм началом отсчета (полюсом) может быть центр окружность. Если за полюс принято центр круга, то радиальную диаграмму строят в такой последовательности: круг делят на столько частей, сколько периодов имеет диаграмований цикл (например, год - 12 мес.), И строят соответственно им радиусы (в данном случае - 12). Периоды размещают по часовой стрелке и на каждом радиусе в масштабном измерении откладывают отрезки (от центра круга), пропорциональны размерам явлений. Концы отрезков на радиусах соединяют, в результате чего образуется концентрическая ломаная линия. Пример замкнутой радиальной диаграммы с началом отсчета от центра окружности приведены на рис. 35.

Метод фигур - знаков. Этот метод изображения диаграмованих явлений предусматривает замену геометрических фигур рисунками, которые соответствуют содержанию статистических данных (рис. 36). То есть величина показателя изображается с помощью фигур (символов, рисунков): например, поголовье лошадей - в виде силуэта лошади, производство автомобилей - в виде рисунка автомобиля и т.п. Преимущества такого вида диаграмм перед геометрическим - их наглядность и доходчивость. Символическое изображение делает диаграмму выразительной и привлекательной.

Рис. 36. Динамика книжных изданий по вопросам рыночной экономики в районной библиотеке

Метод фигур - знаков (так называемый венский) имеет свои особенности и характеризуется более насыщенным содержанием, имеет принципиальное значение и требует соблюдения определенных правил построения таких диаграмм, а именно:

1) символы должны быть понятными сами по себе и не требовать детальных объяснений. Как правило, они изображают контур или силуэт диаграмованих объектов;

2) обеспечивать однозначность трактовки;

3) однозначность темы;

4) групувальни признаки располагают вертикально, а показатели, которые характеризуют, - горизонтально;

5) изображения знаков - символов должно соответствовать принципам хорошего рисунке;

6) исключительными считаются излишняя детализация и украшения;

7) стандартизация знаков - символов. Компоновка диаграммы должно осуществляться стандартизированными знаками - символами, изготовленными в типографии и монтируемые методом аппликации. Существуют специальные образцы таких знаков;

8) обязательность названия диаграммы и текстовых обозначений отдельных совокупностей (групп), которые изображается определенной фигурой; масштабное обозначения с указанием числового значения каждого знака - символа.

Полулогарифмическая графики. Этот вид статистического графика строится в системе координат. Числа, характеризующие диаграмоване явление, находятся в масштабе логарифмов. Логарифмы точек располагают на оси ординат, а дату явления (года) - на оси абсцисс (рис. 37).

Рис. 37. полулогарифмическая график динамики показателей дневной заработной платы на предприятии

Картограммы и картодиаграммы. Картограммы представляют собой контурную географическую карту или схему, на которой штриховкой различной густоты, точками или красками различной степени насыщенности изображена сравнительная интенсивность какого-либо показателя в пределах каждой единицы нанесенного на карту территориального деления. На картограммами, как правило, изображают явления, характеризующиеся относительными или средними величинами (например, количество работающих пенсионеров в общей численности работающих по регионам, мелиорованисть земель в процентах к общей площади, средняя заработная плата на предприятиях по районам области и т.д.) .

По способу изображения диаграмованих явлений различают картограммы точечные и фоновые.

В первых уровень явления показывают с помощью точек, расположенных на контурной карте территориальной единицы. Для наглядности изображения плотности или частоты появления определенного признака точкой обозначают одну или несколько единиц совокупности.

На фоновых картограммами штриховкой различной густоты или краской различной степени насыщенности изображают интенсивность какого-либо показателя в пределах территориальной единицы. Один из случаев картограмм показано на рисунке 38.

Рис. 38. Картограмма плотности поголовья коров на 100 га сельскохозяйственных угодий в хозяйствах района

Если на контурную карту наносятся статистические данные в виде диаграмм, получают картодиаграму. Ярким ее примером является географическая карта, на которой численность населения крупных городов изображена в виде кругов различной величины.

Кроме рассмотренных способов графического изображения исследуемых явлений, существуют и другие. Практическое их использование при отражении динамики явлений, их структуры и взаимосвязей рассмотрено в предыдущих главах.

Прежде чем составить какой либо график, необходимо определиться с вопросом о том, какие виды диаграмм вас именно интересуют.

Рассмотрим основные из них.

Гистограмма

Само название этого вида позаимствовано из греческого языка. Дословный перевод - писать столбом. Это своеобразный столбчатый такого вида могут быть объемные, плоские, отображать вклады (прямоугольник в прямоугольнике) и т.д.

Точечная диаграмма

Показывает взаимную связь между числовыми данными в некотором количестве рядов и представляет собой пару групп цифр или чисел в виде единственного ряда точек в координатах. Виды диаграмм такого типа отображают кластеры данных, используются для научных целей. При предварительной подготовке к построению точечной диаграммы все данные, которые вы хотите расположить по иксовой оси, следует расположить в одной строке/столбце, а значения по оси «игрик» - в смежной строке/столбце.

Линейчатая диаграмма и график

Диаграмма линейчатая описывает некое соотношение отдельных данных. На такой диаграмме значения располагаются по вертикальной оси, категории же - по горизонтальной. Из этого следует, что большее внимание такая диаграмма уделяет сопоставлению данных, нежели изменениям, происходящим с течением времени. Данный вид диаграмм существует с параметром «накопление», что позволяет показать взнос отдельных частей в общий конечный результат.

График же отображает последовательность изменений числовых значений за абсолютно равные промежутки времени.

Эти виды диаграмм наиболее часто используются для построений.

Диаграммы с областями

Основной целью такой диаграммы является акцент на величине изменения данных в течение некоторого периода, путем показа суммирования введенных значений. А также отображение доли отдельно взятых значений в общей сумме.

Кольцевая и круговая диаграммы

Диаграмм весьма схожи по целям. Обе они отображают роль каждого элемента в общей сумме. Их отличие заключается лишь в том, что диаграмма кольцевая имеет возможность содержать несколько рядов с данными. Каждое отдельное вложенное кольцо представляет собой индивидуальный ряд значений/данных.

Пузырьковая

Одна из разновидностей точечной. Величина маркера зависит от величины третьей переменной. При предварительной подготовке располагать данные следует точно так же, как и при подготовке к построению точечной диаграммы.

Биржевая диаграмма

Использование таковой часто является неотъемлемым процессом при продаже акций или других ценных бумаг. Также возможно ее построение для наглядного определения изменения Для трех и пяти значений такой вид графика может содержать в себе пару осей: первую - для столбиков, которые представляют интервал неких колебаний, вторую - для изменения ценовой категории.

Это лишь малая часть типов диаграмм, которые могут вам понадобиться. Виды диаграмм в Excel весьма разнообразны. Выбор всегда зависит от целей. Так что определяйтесь с тем, что вы хотите получить в конечном итоге, а мастер построения поможет определиться!

— В некотором смысле, показывая человеку круговую диаграмму, вы можете оскорбить его интеллектуальные способности

К. Г. Карстен, «Диаграммы и графики» (1923)

Первые негативные выпады в сторону круговых (секторных) диаграмм начались более 100 лет назад. В 1914 году инженер и сторонник визуализации, Виллард Бринтон (Willard Brinton), опубликовал работу под названием «Графические методы», которую принято считать первой книгой о правильной визуализации данных для широкой аудитории. Он был Эдвардом Тафтом своего времени: пропагандистом наглядного обмена информацией и памфлетистом плохих форм.

Значительная часть книги Бринтона предостерегает читателей от использования круговых диаграмм (pie chart). В самой первой главе, описывая «составные элементы», автор объясняет:

«Круговая диаграмма, вероятно, используется гораздо чаще, чем любая другая форма, для демонстрации пропорций элементов. Однако, круг с секторами — это далеко не оптимальная форма, поскольку он и близко не обладает такой же выразительностью, как столбиковые диаграммы. Недостатком секторного представления является невозможность размещения частей таким образом, чтобы их можно было легко сравнить или просуммировать».

С тех пор, как Бринтон написал эти слова, многие статистики и эксперты в области визуализации выступили против секторных диаграмм и настаивали на использовании различных альтернатив. Хотя изначально в своих суждениях критики апеллировали к логике, за последние 40 лет они отыскали экспериментальные доказательства, которые указывают на неполноценность таких диаграмм в плане точности передачи информации.

Тем не менее, круговые диаграммы остаются весьма востребованными. Крупные издательства и медиа-корпорации, например, The Walt Street Journal и Target Corporation, до сих пор используют их, чтобы отображать свои данные. Кроме того, некоторые веб-ресурсы также задействуют этот довольно спорный графический метод.

Чтобы понять суть проблемы, вернемся к ее истокам и рассмотрим аргументы сторонников и критиков секторных диаграмм.

История возникновения

Отцом современной визуализации данных можно по праву назвать Уильяма Плейфэра (William Playfair). Он родился в Шотландии в 1759 году и вел очень увлекательный образ жизни. Плейфэр принимал участие во взятии Бастилии, внес свой вклад в развитие телеграфа и, конечно же, опубликовал первую круговую диаграмму. Он также является создателем столбиковой и линейной диаграмм.

Круговая диаграмма является одной из многих инноваций шотландского «мошенника» Уильяма Плейфэра

На рубеже XVIII века, использование иллюстраций в серьезной интеллектуальной литературе считалось слишком детским подходом. Но, как свободно мыслящего человека, Плейфэра это не остановило.

В 1801 году он опубликовал «Статистический Бревиарий» (Statistical Breviary) — книгу, посвященную демографическим и экономическим данным европейских государств. В этой работе, которая содержала первую круговую диаграмму, Плейфэр аргументирует ценность использования графических элементов: «Создание визуального образа для наших глаз при сохранении всех пропорций и размеров — это наиболее оптимальный и читабельный способ выражения определенной идеи».

Секторная диаграмма, опубликованная на страницах «Статистического Бревиария», показана ниже. На ней изображены доли земельных участков Турецкой Империи, расположенных в Азии, Африке и Европе тех времен. Этот рисунок принято считать первой круговой диаграммой, где идея о целом была представлена в виде круга, а для различия секторов использовался цвет.

Распределение площади Турецкой Империи является первой известной секторной диаграммой

Но как Плейфэр пришел к такой идее?

Некоторые эксперты считают, что секторная диаграмма обязана своим появлением кругам, которые использовались для представления понятий в философии и математике. Брат Плейфэра, Джон, был уважаемым математиком и ученым. Вполне вероятно, что Уильям увидел разделенный круг, изображающий составные части категории, в одной из его работ. Математики и философы применяют этот тип иллюстрации еще с XIV века.

Пример использования круга для представления составных частей в XIV веке

Секторная диаграмма, впрочем как и другие инновации Плейфэра, обрела широкое распространение не сразу. В то время Уильяма считали «мошенником» и нечистым на руку бизнесменом, поэтому, как правило, его идеи игнорировались.

Так продолжалось до 1850-х годов, пока круговая диаграмма не обрела еще одного важного сторонника — французского инженера Чарльза Джозефа-Минарда (Charles Joseph-Minard), который подтвердил эффективность данного метода. Минард был «пионером» статистических графиков и, по мнению многих, создателем самых гениальных методик визуализации данных.

Будучи в первую очередь картографом, Минард дополнил круговыми диаграммами свои карты. На размещенном ниже примере он изобразил в виде таких диаграмм количество мяса, поставляемого в парижские магазины из различных регионов Франции. Размер круга представляет общее количество мяса, и каждый круг разделен пропорционально на доли баранины, телятины и говядины:

Карта, созданная пионером визуализации данных Чарльзом Джозефом-Минардом в 1858 году, с использованием круговых диаграмм

Изобретение секторной диаграммы иногда ошибочно приписывают легендарной британской медсестре и общественному деятелю Флоренс Найтингейл (Florence Nightingale). В 1858 году она распределила причины смертности британских солдат в Крымской войне по месяцам. Флоренс использовала эту диаграмму, чтобы убедить правительство Великобритании улучшить санитарные условия и питание в военных лагерях.

Несмотря на то, что ее чертеж смотрится очень мощно и убедительно, на самом деле он не является круговой диаграммой. Это так называемая областная диаграмма (polar-area chart), в которой круг делится на ровные части, но их длина зависит от величины переменной:

Областная диаграмма Флоренс Найтингейл, которую часто путают с круговой диаграммой

Критика в адрес круговой диаграммы

Первые сто лет истории круговой диаграммы были мирным временем, но буря уже надвигалась. Слова Бринтона, которые мы цитировали в начале поста, являются самым ранним примером критики в сторону данной инновации, но к 1920 году в мире появилось еще больше литературы, резко осуждающий этот метод.

В 1923 году американский экономист Карл Густав Карстен (Karl G. Karsten) согласился с предупреждением Бринтона касательно секторных диаграмм. Заявления Карстена в его книге «Диаграммы и графики» (Charts and Graphs) удивительно похожи на те, что мы слышим сегодня:

«У секторной диаграммы очень много недостатков. Во-первых, человеческий глаз не может нормально сравнить длину дуги окружности, поскольку секторы направлены в различные стороны. Во-вторых, человеческое зрение не приспособлено к сравнению углов в принципе…

Наконец, невозможно эффективно оценить величину областей, особенно если они представлены в виде неравномерных секторов в круге. Не существует способа, который бы позволял сравнивать компоненты круглой фигуры так же быстро и точно, как части прямой линии или столбца»

Однако, хотя подобные выпады звучали все чаще, статистик Вальтер Кросби Иллс (Walter Crosby Eells) отметил, что многие критические замечания основываются «исключительно на личных предпочтениях». Иллс и другие решили проверить это предположение.

Ранние исследования в этой области были направлены на то, чтобы выяснить, пропорции какой разделенной фигуры — круга или столбца — люди определяют более точно. В ходе эксперимента 1927 года, проведенного Фредериком Крокстоном (Frederick Croxton) и Роем Страйкером (Roy Stryker), ученые попросили более 800 испытуемых угадать пропорции каждого компонента различных сегментированных фигур:

В данном случае пропорции практически идентичны.

Исследователи рассчитали среднюю погрешность предположений респондентов, но в этом эксперименте и многих других экспериментах ученым так и не удалось отыскать серьезных доводов, дискредитирующих круговые диаграммы. Сторонники данного типа визуализации до сих пор используют результаты проведенных в 1927 году исследований, чтобы аргументировать свою точку зрения.

Тем не менее, как отметил ученый Майкл Макдональд-Росс (Michael Macdonald-Ross) в обширном обзоре «Конфронтации круга и столбца», эти первоначальные эксперименты на самом деле не отображают реальное положение вещей. Несмотря на то, что сегментированный столбец в то время считался основной альтернативой кругу, сегодня специалисты практически всегда предлагают использовать гистограммы или точечные диаграммы.

Основной и, возможно, наиболее мощный удар по секторным диаграммам пришелся на 1980-е года, благодаря усилиям статистика Уильяма Кливленда (William Cleveland). Кливленд является автором новаторской книги «Элементы графических данных», в результате которой, как многие считают, визуализация данных обрела научную основу. Его работа не только описывает базовые «задачи восприятия», решаемые при просмотре диаграммы (например, суждения касаемо длины или площади), но и утверждает, с какими из них люди справляются лучше всего.

В эксперименте, проведенном в 1984 году, Кливленд и его друг, исследователь Роберт МакГилл (Robet McGill) тестировали круговую диаграмму. Вместо того, чтобы сравнивать ее с сегментированным столбцом, они сопоставили разделенный на части круг с его истинным конкурентом — гистограммой:.

В эксперименте Кливленда задачей восприятия гистограммы было определение позиции на шкале, а при просмотре круговых диаграмм — угол сегмента. Ученые обнаружили, что гипотез на счет высоты столбцов гистограммы были в 1,96 раз точнее, чем суждения, касающиеся угла. Кливленд отметил: «Круговые диаграммы не обеспечивают эффективную передачу информацию о разнице значений».

После этого, статистик Наоми Роббинс (Naomi Robbins) проводила исследования, чтобы понять, почему мы так плохо определяем углы. В книге «Создание более эффективных графиков» (Creating More Effective Graphs) она пишет, что, как правило, люди склонны недооценивать острые углы и переоценивать тупые. Роббинс также утверждает, что сегменты круга, направленные в стороны, кажутся большими, чем те, что размещены вверху или внизу.

Это исследование подбодрило ярых противников секторных диаграмм, к которым относятся и сегодняшние ведущие специалисты в области визуализации данных — Эдвард Тафт (Edward Tuft) и Стивен Фью (Spethen Few). Тафт пишет: «Таблица практически всегда лучше, чем дурацкая круговая диаграмма, а Фью добавляет: «Пироги можете оставить на десерт» (pie — пирог по-английски).

Кроме того, круговые диаграммы постоянно высмеиваются популярными СМИ, например, в Washington Post, и в New York Times:

Круговая диаграмма, демонстрирующая эффективность круговой диаграммы

Тем не менее, у этого инструмента есть и свои защитники.

Доводы в защиту круговой диаграммы

По мнению многих пользователей, основным преимуществом круговой диаграммы является то, что все сегменты выглядят частью чего-то целого. К примеру, рассматривая график населения страны, распределенного по возрастным группам, зритель понимает, что представленные данные касаются всех людей, проживающих в этой стране. Это допущение не будет столь очевидным в случае с гистограммами.

Некоторые ученые также оспаривают эмпирическую литературу, которая резко критикует секторные диаграммы. Пожалуй, ни один человек не потратил больше времени на поиск аргументов в пользу этих диаграмм, чем психолог Ян Спенс (Ian Spence). В своей книге «Возникновение и использование статистических диаграмм (No Humble Pie: The Origins and Usage of a Statistical Chart) он активно защищает этот осуждаемый многими визуальный элемент.

Спенс утверждает, что исследования восприятия «пирожковых» диаграмм плохо проработаны. Он считает работу Кливленда ошибочной, поскольку в ней испытуемых просят сравнить размеры отдельных сегментов круга, а не оценить величину сегмента по отношению к целой фигуре. По его мнению, круговые диаграммы чаще используются для второй цели. Ссылаясь на другое исследование 1987 года, Спенс заявляет, что в этом плане секторные диаграммы и сегментированные столбцы абсолютно идентичны. Он пишет:

«На мой взгляд, чаще всего круговые диаграммы критиковали люди, которые хотели сделать больше, чем могли на самом деле. Секторная диаграмма — это простой информационный график, и его основное назначение заключается в демонстрации связи между сегментом и целой фигурой»

Исследование 2013 года о толковании человеком круговых диаграмм и столбцов дало сторонникам «пирогов» еще больше аргументов. В ходе эксперимента, проведенного Университетом Тафтса для измерения психической энергии, требуемой при просмотре различных графиков, использовалась около инфра-красная спектроскопия. Авторы обнаружили, что круговые диаграммы оцениваются не менее точно и что среднестатистический человек не считает их изучение более утомительным, чем просмотр гистограмм.

Однако, критикуя данное исследование, Стивен Фью утверждает, что заявления, сделанные психологами, ошибочны и безответственны. Эксперимент проверял способность людей делать гипотезы касаемо отдельных диаграмм (круговой и столбиковой), а не одной и той же. По словам Фью, на самом деле, глядя на эти графики, респонденты должны были действовать не совсем так, поэтому данная работа не имеет большого значения.

Другие считают, что секторная диаграмма может быть полезной, когда она используется редко и в эстетических целях. Нейтан Яу (Nathan Yau) из Flowing Datapoints говорит, что даже если предположения об углах в круговой диаграмме не так точны, как в других случаях, это не особо важно, ведь на практике выдвигать такие допущения не нужно практически никогда (в частности, когда на чертеже изображено только два или три значения). При определенных обстоятельствах, круговую диаграмму выбрать даже лучше, чисто из дизайнерских соображений:

Эта диаграмма не очень информативна с точки зрения представления данных, но она красива и оригинальна (Sky — небо, Sunny side of pyramid — солнечная сторона пирамиды, Shady side of pyramid — теневая сторона пирамиды)

Вместо заключения

Даже после столетних споров об их полезности, круговые диаграммы никуда не делись. На защиту (как и на критику) этого визуального инструмента представления данных было затрачено много энергии, при этом ученым так и не удалось объяснить привлекательность данной фигуры. Возможно, она связана с тем, что это первый тип диаграмм, с которыми люди сталкиваются еще в школе, или же нам попросту нравятся круги. А может, стоит винить Microsoft за то, что они добавили секторные диаграммы в Excel.

Так или иначе, по мере увеличения роли информации и цифровых данных в современной жизни, их грамотная визуализация требует все больше внимания. Многие уже выступают за то, чтобы статистика стала обязательной дисциплиной для изучения в старших классах. Как знать, возможно, благодаря более широкому использованию гистограмм и других графических методик, круговые диаграммы наконец утратят свою актуальность. Или нет.