نمودار خطی چیست؟

24 مارچ 2020 توسط MIKE CISNEROS

این مقاله، بخشی از مجموعه «بازگشت به اصول» به نام «... چیست؟» است، که در آن برخی از موضوعات و سوالات رایجی که برای ما مطرح می شود را بررسی می کنیم. ما بسیاری از مطالب را در پست‌های قبلی پوشش داده‌ایم، بنابراین این مجموعه به ما اجازه می‌دهد تا بسیاری از منابع متفاوت را گرد هم بیاوریم و یک منبع واحد برای یادگیری شما ایجاد کنیم. ما معتقدیم مهم است که گاه به گاه روی دانش پایه ای، صرف نظر از اینکه در کجای سفر یادگیری خود هستید، توقف داشته باشید. موفقیت بسیاری از بصری سازی ها به درک دقیق مفاهیم اساسی بستگی دارد. بنابراین، چه برای اولین بار است که این مطلب را یاد می‌گیرید، چه برای تقویتِ اصول اصلی مطالعه می‌کنید، یا به دنبال منابعی برای به اشتراک گذاشتن با دیگران (مانند راهنمای نمودار جامع ما) هستید، به ما بپیوندید تا اصول اولیه را بازبینی کنیم.

نمودارهای خطی زمانی بهترین انتخاب برای به تصویر کشیدن داده ها هستند که می خواهید نشان دهید ارزش چیزی در طول زمان تغییر می کند، یا اینکه مقایسه کنید چندین چیز در طول زمان چطور نسبت به یکدیگر تغییر می کنند.

هر زمان که شما عبارت کلیدی "در طول زمان" را می شنوید، این سرنخ را به شما میدهد که احتمالا استفاده از نمودار خطی مطلوب است

نمودارهای خطی نمودارهای رایج و مؤثری هستند چرا که ساده، آسان برای درک، و کارآمدند. نمودارهای خطی انتخاب خوبی برای این موارد هستند:

مقایسه همزمان تعداد زیادی داده
نمایش تغییرات و روندها در طول زمان
امکان اضافه کردن توضیح و حاشیه نویسی
نمایش داده های پیش بینی و عدم قطعیت
برجسته کردن نقاط خلاف قاعده درون و مابین سری داده ها

از سوی دیگر، برای در موارد دیگر لزوما بهترین انتخاب به شمار نمی روند:

نمایش مقادیری از چیزها
کار با داده های دسته بندی شده
انجام مقایسه های جزء به کل
نمایش مجموعه داده های پراکنده

در این پست، ما در مورد نحوه عملکرد یک نمودار خطی و نحوه ساختن آن به طوریکه که اطلاعات و پس زمینه معناداری را در اختیار مخاطبان شما قرار دهد، صحبت خواهیم کرد. سپس، به برخی از سوالات متداول در مورد نمودارهای خطی پاسخ خواهیم داد:

در مقاله‌های آینده، در مورد برخی از انواع خاص نمودارهای خطی، مانند شیب‌نگار و نمودار مساحت، با جزئیات بیشتری خواهیم پرداخت.

نمودار خطی چگونه کار می کند؟

خطوط روی نمودار خطی را به عنوان تاریخچه های کوچکی در نظر بگیرید. ابتدا، ارزش آن چیزی را که می‌خواهیم در مقاطع مختلف زمانی پیگیری کنیم، اندازه‌گیری می‌کنیم. به عنوان مثال، در پایان هر ماه، فروشگاه ما می خواهد ثبت کند که چقدر پول از طریق فروش آورده ایم. هنگامی که تعداد زیادی از این اندازه‌گیری‌ها را داشتیم، آن نقاط را روی نمودار خود رسم می‌کنیم و سپس خطی را ترسیم می‌کنیم که آن نقاط را به هم متصل می‌کند تا ببینیم چگونه این مقادیر در طول زمان افزایش، کاهش یافته یا ثابت مانده اند.

اما این تنها کاری نیست که می توانیم با نمودارهای خطی انجام دهیم.

علاوه بر ترسیم خط مسیر داده ها، می‌توانیم اطلاعات زمینه‌ای مهم دیگری را نیز در نمودار خود قرار دهیم. ما می توانیم برای هر نقطه علامت گذاری، برچسب گذاری و/یا حاشیه نویسی کنیم. همچنین می توانیم خطوط و محدوده های مرجع را به نمودار اضافه کنیم. حتی می‌توانیم نقاطی برای داده‌های پیش‌بینی نیز لحاظ کنیم و با تغییر ظاهر خط و نشانگرهای داده‌مان، بین داده‌های واقعی و پیش‌بینی‌شده تمایز قائل شویم. نمودار زیر میتواند شبیه چیزی باشد که توضیح دادیم:

داده‌های فروش جمع‌آوری‌شده ما، همچنان در نمودار به صورت خطوط سیاه نشان داده می‌شود، اما اکنون توانسته‌ایم این داده‌ها را در متن کلی موضوع قرار دهیم.

یک نوار مرجع خاکستری نشان می دهد که محدوده مجموع فروش ماهانه چقدر بوده است، و ما آن مقادیر خاص را نیز برچسب گذاری کرده ایم.
یک خط سبز به ما نشان می دهد که هدف فروش ما چیست، تا به راحتی بفهمیم که آیا اعداد فروش ما ارزش جشن گرفتن در هر ماه خاص را داشته اند یا خیر.
برای کاهش برخی از درهم ریختگی های بصری، برچسب های داده ها و بیشتر نشانگرهای نقاط منفرد روی خط ما حذف شده اند. فقط نشانگرهای ماه‌هایی که به حداکثر و حداقل ارزش فروش خود رسیده‌ایم باقی می‌مانند، زیرا برای داستانی که قصد داریم با این نمودار بگوییم اهمیت دارند.
یک خطِ نقطه چین، فروش پیش بینی شده در سه ماه آینده را نشان می دهد.
حاشیه نویسی در زمانهای کلیدی، توضیحی برای هر رقم، اقداماتی که ما در پاسخ به آن ارقام انجام داده ایم و توقعات ما را مشخص می کنند.

به یاد داشته باشید: نمودارهای خطی بر اساس تأکید بر اینکه چگونه مقادیر اندازه گیری شده ما در طول زمان یا با تغییر هر متغیر مستقل دیگری مثل زمان، تغییر میکنند، کار میکند. ما می‌توانیم از فضای سفید در نمودارهای خطی خود برای گنجاندن اطلاعات زمینه ای که به مخاطب کمک می‌کند درک کند چرا این تغییرات خاص اهمیت دارند استفاده کنیم.

چه نوع داده ای را می توان در نمودار خطی استفاده کرد؟

یک نمودار خطی معمولی داده های پیوسته در امتداد هر دو بعد عمودی (محور y) و افقی (محورx) خواهد داشت. محور y معمولاً مقدار متغیری را که اندازه گیری می کنیم نشان می دهد. محور x اغلب برای نشان دادن وقتی که آن را اندازه‌گیری کرده‌ایم، چه به صورت زمانی یا بر اساس یک متغیر مستقل دیگر (به عنوان مثال، وقتی میزان صدای موتور ماشین را تست میکنیم، سطح دسیبل را در دور موتورهای مختلف اندازه‌گیری می‌کنیم)

در حالی که برخی از نمودارهای خطی از داده های پیوسته در محور x استفاده نمی کنند (به ویژه شیب نگارها و نمودارهای مختصات موازی، که انواع خاص نمودارهای خطی هستند)، چیزی که ما مطلقاً نمی توانیم در محور x خود استفاده کنیم، داده هایی است که فاقد هر رابطه معناداری بین دسته های نشان داده شده آن هستند.

فرض کنید فهرستی از شش ماه اول سال 2020 داریم: ژانویه، فوریه، مارس، آوریل، مه، ژوئن. فهرست کردن آنها به ترتیب دیگری اشتباه است، زیرا پیوسته هستند و نظم ذاتی دارند. ژانویه 2020 به فوریه 2020 منتهی می شود که به مارس 2020 منتهی می شود و غیره.

بیایید فرض که ما لیستی از انواع محصولات داریم: سیب، گلابی، لیموترش، لیمو، خرما، انگور. برخلاف فهرست ماه‌های ما، یک نوع محصول لزوماً به نوع دیگری منتهی نمی‌شود. می‌توانیم آن‌ها را بر اساس حروف الفبا، اندازه، رنگ یا تصادفی مرتب کنیم، و غیرعادی به نظر نمی‌رسد، زیرا آنها ترتیب ذاتی ندارند و پیوسته نیستند – آنها دسته‌بندی هستند.

انجام دهید: نشان دادن مقادیر فروش بر اساس ماه

انجام ندهید: نشان دادن فروش بر اساس دسته بندی

نمودارهای خطی تنها زمانی معنا پیدا می کنند که یک رابطه معنی دار بین نقاط متوالی روی خط وجود داشته باشد. بنابراین، یک فروشگاه مواد غذایی می‌تواند به طور منطقی از نمودار خطی برای نشان دادن داده‌های فروش محصولات خود در ماه استفاده کند، اما استفاده از آن برای نشان دادن تفاوت‌های فروش بین انواع مختلف محصولات توصیه نمی‌شود. این مورد بهتر است در نمودار میله ای انجام شود.

چند خط مختلف را می توانم در یک نمودار قرار دهم؟

افراد معمولاً برای دنبال کردن بیش از چهار یا پنج مورد به طور همزمان مشکل دارند. پس از این نکته به عنوان راهنمای عمل خود استفاده کنید. اگر قطعاً نیاز به نشان دادن تعداد خطوطی بیشتر از آن دارید، سعی کنید از رنگ، وزن خط و برچسب زدن برای تمرکز روی مهمترین خطوط یا نقاط استفاده کنید.

نمودار بالا داده های پنج ساله را برای نرخ سالانه دیابت بیماران در مرکز پزشکی محله ما ، Anytown Medical، و همچنین نرخ 12 مرکز دیگر در منطقه را نشان می دهد. از آنجایی که احتمالاً چیزی که بیش از همه به آن اهمیت می‌دهیم مرکز خودمان است (مخصوصاً به این دلیل که نرخ‌های ما پایین است)، از رنگ، وزن و برچسب‌گذاری برای تمرکز بر Anytown و میانگین منطقه استفاده می‌کنیم، در عین حالی که مقادیر مراکز دیگر را هم نشان می دهیم.

آیا محور y یک نمودار خطی باید از صفر شروع شود؟

وقتی به نمودارهای خطی نگاه می کنیم، خطوط را بیشتر از نظر موقعیت آنها نسبت به هم مقایسه می کنیم تا ارتفاع آنها از محور x . نمودارهای خطی ماهیتاً، در نشان دادن تغییر مقادیر در طول زمان، بهتر از کمیت دقیق هر نقطه اندازه گیری هستند.

بنابراین، نمودارهای خطی نیازی به داشتن خط پایه صفر ندارند. اما با این همه در بیشتر موارد، هنوز هم توصیه می شود. اگر محور y از صفر شروع شود، برای مخاطب کمتر گیج کننده است، زیرا این انتظار عادی هر کس هنگام دیدن نمودار برای اولین بار است. برای برآورده نشدن این انتظار طبیعی، باید دلایل قانع کننده ای وجود داشته باشد.

در اینجا چند مورد خاص که ممکن است خط پایه صفر برای آنها بهینه نباشد، آمده است:

جایی که دامنه مقادیر کوچک است، اما فاصله از حداقلِ مقادیر تا صفر زیاد است.

پس اگر محور y ما به صفر برسد، درک این نوساناتِ معنی دار، برای مخاطب غیرممکن خواهد بود.

انجام دهید: محور عمودی را از یک مقدار معقول شروع کنید

انجام ندهید: شروع از صفر، جایی که داده ها را نامفهوم می کند

نسبت اعداد با صفر اهمیتی ندارد

در برخی مقیاس‌ها، مانند مقیاس فارنهایت، موقعیت «صفر» تا حدودی بی معناست (۵۰ درجه دو برابر گرمتر از ۲۵ درجه نیست)، بنابراین اگر هیچ نقطه داده‌ای به صفر نزدیک نشود، نباید فکر کنیم حتماً باید صفر را به عنوان خط پایه خود لحاظ کنیم. نمودارهای ما باید شامل طیفی از مقادیر معقول باشد که معنی‌دارترین مفهوم را برای بیننده فراهم کند.

انجام دهید:

انجام ندهید:

برخی از اندازه گیری های شما منفی است.

ممکن است مهم باشد که یک خط افقی را به عنوان نقطه مرجع برای صفر لحاظ کنیم، اما هیچ سری داده ای در نمودارهای ما نباید بر روی هر یک از محورهای ما قطع شود. ترجیح داده می شود که حداقل مقدار محور y خود را کمتر از حداقل مقدار اندازه گیری شده داده های خود قرار دهیم، به طوری که خط پایه ما یک خط مرزی برای داده های ما باشد.

انجام دهید: محور را زیر کمینه ی داده ها نگه دارید.

انجام ندهید: اجازه دهید محور، داده ها را قطع کند.

مهم! در شرایطی که نمودار خطی شما دارای خط مبنا غیر صفر است، مهم است که این واقعیت را برای بیننده خود آشکار کنید، بنابراین آنها توسط یک چشم انداز بزرگنمایی شده روی داده های شما گمراه نشوند.

چقدر باید در بالا و پایین نمودار فضای خالی بگذارم؟

پاسخ خاص به این سوال برای هر نموداری متفاوت خواهد بود. یک نقطه شروع خوب این است که محدوده ای از کوچکترین مقدار شما تا بزرگترین مقدار شما را شامل می شود، باید حدود 70-80٪ از فضای عمودی موجود در نمودار شما را اشغال کند، با مقدار تقریباً مساوی فضای سفید در بالا و پایین آن.

از اینجا، می توانید محدوده محور خود و موقعیت خط یا خطوط رسم شده در نمودار را متناسب با نیازهای خاص خود تغییر دهید. شیب نسبی خطوط شما تغییر نمی کند، بنابراین تمام تلاش خود را بکنید تا محدوده محوری را انتخاب کنید که به شما امکان می دهد اعداد گرد برای برچسب های محور خود داشته باشید و همچنین فضای سفید مناسبی در نمودار برای اضافه کردن برچسب ها و حاشیه نویسی داده ها وجود داشته باشد. علاوه بر این محدوده نمودار باید به اندازه کافی (در صورت لزوم) جا داشته باشد تا نشان دادن خطوط مرجع، مانند اهداف یا مقادیر پیش بینی شده، که ممکن است بزرگتر یا کوچکتر از کوچکترین یا بزرگترین مقدار اندازه گیری شده شما باشند، ممکن شود.

در هر مورد، مهم است که در نحوه ارائه داده ها معقول و ملاحظه کار باشید تا مخاطب پیام شما را به وضوح درک کند.

اکنون که در مورد همه این عناصر مختلف نمودارهای خطی صحبت کردیم، قدم بعدی این است که با هر نرم افزاری که راحت تر هستید، خودتان تعدادی نمودار خطی بسازید. انجمن (community) داستان پردازی با داده، مکانی عالی برای شروع خواهد بود! همچنین یکی یا همه این تمرینات را امتحان کنید:

علاوه بر اینها می توانید به SWDchallenge ها و بخصوص این یکی در مورد نمودارهای خطی با شرح سری بزنید تا ببینید سایر علاقمندان به بصری سازی چه ایده هایی داشته اند.