نمودار مساحتی (Area Graph) یک فرم تخصصی از نمودار خطی است که به جای اینکه به سادگی نقاط داده خود را با یک خط پیوسته به هم وصل کنیم، ناحیه زیر آن خط را نیز با یک رنگ ثابت پر می کنیم. این ممکن است یک تغییر ظاهری جزئی به نظر برسد، اما تأثیر قابل توجهی بر نحوه درک ما از داده های نمودار دارد.

استفاده از نمودارهای مساحتی می توانند برای موارد زیر موثر باشند:

• نمایش صعود و سقوط سری های داده های مختلف در طول زمان
• انتقال مجموع مقادیر در طول زمان و همچنین برخی تفکیک‌های زیرمجموعه (اما فقط تا یک نقطه)
• تأکید بر رابطه جزئی به کلی در طول زمان؛ زمانی که یک قسمت بسیار بزرگ است، یا از خیلی بزرگ به خیلی کوچک تغییر می کند.
• نمایش تغییرات در طول زمان در پانل های جداگانه یک نمودار چندگانه کوچک

از طرفی نمودارهای مساحتی، انتخاب ایده آلی برای موارد زیر نیستند:

• مجموعه داده ها در مقیاس هایی که رابطه معناداری با صفر ندارند
• نمایش چندین مجموعه داده پرنوسان در طول زمان
• نمایش تفاوت های ظریف در مقادیر

در این پست، ما در مورد نحوه عملکرد یک نمودار مساحتی و برخی از چالش‌هایی که باید در هنگام ایجاد آن در نظر داشته باشید صحبت خواهیم کرد.

نمودار مساحت چگونه کار می کند؟

نمودارهای ناحیه مانند نمودار خطی معمولی هستند، با دو استثنا:

1.  فضای بین محور x و هر خط در نمودار با مقداری رنگ پر شده است (احتمالاً با رنگ یا تیرگی متفاوت، بسته به ترجیح طراح).

2. محور x باید حتماً صفر باشد.

در اینجا نمودار خطی از فروش موسیقی در طول زمان در ایالات متحده است که بر اساس فرمت تجزیه شده است:

به یاد داشته باشید که وقتی به نمودارهای خطی نگاه می کنیم، با پیشروی از چپ به راست در امتداد محور افقی، روی چگونگی تغییر مقادیر روی محور عمودی، بالا یا پایین تمرکز می کنیم و خطوط را بیشتر از آنها با یکدیگر مقایسه می کنیم. ارتفاع از محور x نمودارهای خطی به دلیل ماهیت خود، در نشان دادن تغییر مقادیر در طول زمان بهتر از کمیت دقیق در هر نقطه اندازه گیری شده هستند.

با این حال، زمانی که یک خالق نمودار رنگی را بین خط و خط مبنا اضافه می کند، ادراک ما تغییر می کند و نمودار خطی ما را به یک نمودار منطقه تبدیل می کند.

 به جای دیدن خطوط، ما هر سری داده را به عنوان یک چندضلعی، به عنوان یک شکل می بینیم. و ما هر سری داده را کمتر بر اساس چگونگی تغییر آن در طول زمان و بیشتر بر اساس آنچه که سطح کلی منطقه رنگی را درک می کنیم قضاوت می کنیم.

یک نمودار مساحت، علاوه بر اینکه مانند نمودار خطی هدفِ نشان دادن تغییرات نسبی در طول زمان را دنبال میکند، به حجم یا کمیت را نیز نشان میدهد.

به همین دلیل، نمی‌توانیم از مقیاس‌ها در نمودارهای مساحتی که رابطه معنی‌داری با صفر ندارند، استفاده کنیم. همچنین، درست مانند نمودارهای میله ای، باید از خط مبنای صفر استفاده کنیم.

چه زمانی نمودارهای مساحتی مفید هستند؟

استفاده از نمودارهای مساحتی به جای نمودارهای خطی وسوسه انگیز است. آنها رنگارنگ، چشم نواز، و به اندازه کافی غیر معمول هستند که عامل تازگی باعث جلب توجه می شود. همانطور که قبلاً بحث کردیم، با این حال، نمودارهای خطی و نمودارهای منطقه قابل تعویض نیستند، زیرا همان طور که گفتیم مخاطب درک متفاوتی از هر یک از این دو روش ارائه اطلاعات خواهد داشت. ما به ندرت (اما نه هرگز!) موارد استفاده ایده آل را برای نمودار مساحت پیدا می کنیم. با این حال، در اینجا چند مورد وجود دارد که نمودار مساحت ممکن است یک گزینه معقول باشد. 

نمایش چندین سری داده، در چندین دوره زمانی مختلف، در صورت وجود تنوع قابل توجهی در بین سری ها و تغییر در طول زمان

گاهی اوقات، هدف نشان دادن چگونگی تغییر مقادیر در طول زمان در چندین سری داده مرتبط است. نمودارهای میله ای در نشان دادن یک مقدار در یک نقطه از زمان خوب هستند، اما چندین سری در چندین نقطه در زمان نشان دادن به عنوان میله چالش برانگیز است. نمودار خیلی سریع شلوغ و به هم ریخته می شود.

نمودار مساحت تلاش می کند تا با ایجاد چندضلعی های نامنظمِ پرشده با رنگ، حس کمیت را در تمام مقاطع زمانی ایجاد کند. با این حال، در جایی که سری های داده با هم همپوشانی دارند، متوجه شدنِ اینکه دو (یا بیشتر) مساحت پر شده فضای یکسانی را اشغال می‌کنند یا نه، می‌تواند برای مخاطب دشوار باشد.

در ادامه با همان مثالی که استفاده می‌کردیم، که میزان فروش موسیقی (تعدیل‌شده با تورم) بر اساس نوع رسانه را در طول زمان نشان می‌دهد، سعی می‌کنیم این چالش را با تغییری کوچک در تیرگی رنگ‌های «پر»مان، همانطور که در زیر نشان داده شده است، کاهش دهیم.

با سطوح کاملاً پرشده و غیر شفاف، نمیفهمیم، برای مثال، چه تعداد کاست قبل از سال 1983 فروخته شده است، یا چه تعداد سی‌دی قبل از سال 1990 فروخته شده است. و البته همچنان خواندن اینکه  چه تعداد کاست قبل 1979 فروخته شده سخت است، چرا که سه نمودار همپوشانی دارند و این نمودار کاست است که زیر همه قرار گرفته است. در این نوع نمودار نیاز به انتخاب دقیق طراح در ترتیب چینش مساحتهاست.

نمایش چندین (یا ده ها) سری در حال تغییر در طول زمان در یک نمودار چندگانه کوچک

نمودارهای مساحتی می توانند در یک نمودار کوچک چندگانه (که به آن نمودار پانل یا نمودار داربستی نیز می گویند) مفید باشد. وقتی چندین سری داده دارید، به جای همپوشانی همه آنها در یک نمودار، می توانید هر یک از آنها را به عنوان یک نمودار کوچک و منفرد در یک سری نمودارهای مشابه با ترتیب مناسب نشان دهید. نمودار منطقه می تواند به بینندگان کمک کند تا کمیت و تغییر آن در طول زمان را در پانل ها با هم مقایسه کنند.

نمایش تفاوت بین دو سری یا بین یک سری و 100%

همچنین اگر می خواهید شکاف بین دو (و فقط دو) سری داده یا بین یک سری و 100٪ را نشان دهید، این نوع نمودارها می توانند مفید باشند. و این شکاف مهمتر از قدر مطلق بین خطوط است. سایه انداختن در ناحیه بین خطوط می تواند بر این شکاف تأکید کند.

برخی از چالش های نمودارهای مساحتی

این نوع نمودارِ، خاصیتهای چند نوع بحث برانگیز مانند نمودارهای حبابی (مقایسه بر اساس مساحت)، نمودارهای میله ای پشته ای (مقایسه زیرمجموعه ها در بین دسته ها) و نمودارهای پراکنده (اجازه می دهد برخی از داده ها در پشت سایر داده ها پنهان شوند) را ترکیب می کند، در حالی که استفاده از رنگ را تشویق می کند. یک تمایز طبقه بندی شده به جای ابزاری برای تمرکز توجه. به این ترتیب، طبیعی است که نمودارهای ناحیه دارای چند اشکال باشند.

در بیشتر موارد، برخی از اطلاعات موردنظر از دید نهان می شود

از آنجایی که سری داده های شما فضای مشابهی را در نمودار شما اشغال می کند، به ناچار با هم همپوشانی خواهند داشت. بهترین حالت این است که مجموعه داده‌های شما هرگز از روی یکدیگر عبور نکنند، به طوری که نمودار شبیه رشته کوهی باشد که در آن همه قله‌ها قابل مشاهده هستند. به احتمال زیاد، حداقل یک بار در نمودار خود می‌بینید که سری داده‌ها روی یکدیگر متقاطع می‌شوند، و سپس به ناچار داده‌های پنهانی خواهید داشت.

بینندگان همیشه نمی توانند مطمئن باشند که هر سری داده از چه مقداری به عنوان مقدار پایه استفاده می کند

مانند نمودار میله ای انباشته، نمودار ناحیه­ی انباشته شامل زیرمجموعه هایی است که برای هر مقدار در محور x یک مقدار کل جمع می شود. به جای اینکه هر سری داده به صفر برود، آنها روی هم چیده می شوند.

سوال: در این نمودار مدل «اِیت تراکز» در سال 1973 چند میلیارد دلار فروش رفته است؟ بیش از 10 میلیارد دلار یا حدود 3 میلیارد دلار؟ نمی‌توانیم مطمئن باشیم، زیرا نمی‌دانیم آیا نموداری که به آن نگاه می‌کنیم، تمام سری‌های داده را روی هم قرار می‌دهد یا نه (به طوری که خط پایه برای سری «اِیت تراک» بالای سری «وینیل»)، یا اگر هر سری از خط پایه مشترک صفر استفاده می‌کند (به طوری که سری «اِیت تراکز» بیشتر پشت «وینیل» و «کاست» پنهان می‌شود).

اگر هر سری از یک خط پایه مشترک استفاده می کند، پس داشتن رنگ های پرکننده نیمه شفاف این واقعیت را روشن می کند. از سوی دیگر، نمودار ناحیه پشته‌ای هرگز نمی‌تواند شما را با اطمینان کامل، متقاعد کند که در واقع یک نمودار مساحت پشته‌ای است، زیرا همیشه این احتمال وجود دارد که فقط یک نمودار منطقه عادی با رنگ‌های پر و مات باشد.

گاهی اوقات شما یک نوع نمودار ناحیه انباشته شده را می بینید که به آن استریم گراف می گویند. در این نسخه، به جای اینکه خطوط در یک جهت روی هم قرار گیرند، به طور متقارن حول محور افقی بالا و پایین می شوند.

با یک استریم گراف، احتمال کمتری وجود دارد که با یک نمودار ناحیه عادی اشتباه گرفته شود، اما هزینه این کار بسیار بالا است: شما توانایی دیدن جزئیات دقیق، گنجاندن یک محور y برچسب دار، و مقایسه آسان در طول سال ها را از دست می دهید. ... استفاده از نموداری مانند این ممکن است کمی توجه را به خود جلب کند و بیننده را تشویق کند تا با داده ها درگیر شود، اما هر بینش واقعی احتمالاً به نمودارها، برچسب ها و حاشیه نویسی بیشتری نیاز دارد.

قضاوت در مورد تفاوت مساحت ها سخت است

آدمها در تشخیص مساحت نسبی مشکل دارند، خواه این باشد که یک دایره در مقابل دایره دیگر چقدر بزرگتر است، مثل مقایسه برش های نمودار دایره ای، یا اندازه مربع ها و مستطیل هایی که خطوط پایه مشترک ندارند. در نمودار مساحتی، ما کار سخت تری داریم: «مقایسه مساحتِ اشکالِ نامنظمِ تا حدی مبهم» همانطور که ممکن است تصور کنید، انجام دقیق این کار تقریبا غیرممکن است.

برای نمونه، مقایسه بصری در طول سال‌ها برای هر سری داده‌ای که از خط پایه صفر استفاده نمی‌کند، بسیار دشوار است. (در یک استریم گراف، این برای همه سری داده ها صدق می کند.) آیا واضح است که «اِیت تراکز»  فروش کلی بیشتری نسبت به دانلودها یا استریمها داشته است؟ آیا به راحتی می توان فهمید که فروش «وینیل» و «کاست» در حدود 1٪ از یکدیگر متفاوت اند؟ بدون برچسب داده ها نمی شود فهمید. ماهیت پیوسته و نامنظم مرزها برای هر منطقه در نمودار ناحیه انباشته شده، این مقایسه ها را دشوارتر می کند.

جوهر بیشتر، همپوشانی بیشتر، درهم ریختگی بیشتر برای جلب توجه رقابت می کنند

در نهایت، به دلیل ماهیت خود، نمودارهای ناحیه به «جوهر» بسیار بیشتری نیاز دارند تا اطلاعات زیادی را منتقل کنند. یک نمودار مساحتی با حتی یک سری داده به مراتب درهم‌تر از نمودار خطی است. هر چه سریال های بیشتری اضافه کنیم، درهم ریخته تر و خواندن آن سخت تر می شود. تمرکز توجه مخاطب بر روی یک عنصر از نمودار منطقه حتی چالش برانگیزتر است.