Kaavio ( kreikaksi Διάγραμμα ( diagramma ) - kuva, piirustus , piirustus ) - tietojen graafinen esitys lineaarisilla segmenteillä tai geometrisilla kuvioilla [1] , jonka avulla voit nopeasti arvioida useiden suureiden suhdetta [2] . Se on geometrinen symbolinen kuva tiedosta , jossa käytetään erilaisia visualisointitekniikoita [3] .
Joskus kaavioiden suunnittelussa käytetään tasolle projisoitua 3D-visualisointia , joka antaa kaaviolle erottuvia piirteitä tai antaa sinulle yleiskuvan alueesta, jolla sitä sovelletaan. Esimerkiksi: rahasummiin liittyvä rahoituskaavio voi olla seteleiden määrä nipussa tai kolikoiden määrä pinossa; kaavio liikkuvan kaluston lukumäärän vertailuun - eri pituisia junia jne. Selkeyden ja helppokäyttöisyyden vuoksi kaavioita käytetään usein paitsi kirjanpitäjien , logistiikan ja muiden työntekijöiden päivittäisessä työssä myös esitysmateriaalien valmistelussa asiakkaille ja eri organisaatioiden johtajille [4] .
Eri grafiikkaprosessoreissa ( grafiikkaohjelmat ) ja laskentataulukoissa kaavion perustana olevan tiedon muuttuessa se rakennetaan automaattisesti uudelleen ottaen huomioon lähdetietotaulukkoon tehdyt muutokset. Näin voit nopeasti verrata erilaisia indikaattoreita, tilastotietoja jne. - voit syöttää uusia tietoja ja nähdä muutokset välittömästi kaaviossa [5] .
Kaaviot koostuvat pääasiassa geometrisista objekteista ( pisteet , viivat , eri muotoiset ja väriset kuviot ) ja apuelementeistä ( koordinaattiakselit , symbolit , otsikot jne.). Kaaviot jaetaan myös tasomaisiin (kaksiulotteisiin) ja spatiaalisiin (kolmiulotteisiin tai tilavuuspiirteisiin). Geometristen kohteiden vertailu ja vertailu kaavioissa voidaan suorittaa eri mittojen mukaan: hahmon pinta-alan tai sen korkeuden, pisteiden sijainnin, tiheyden, värin intensiteetin jne. mukaan. tiedot voidaan esittää suorakulmaisessa tai napakoordinaattijärjestelmässä [ 5 ] .
Viivakaaviot tai kaaviot ovat kaavioita, joissa tiedot näytetään viivoilla yhdistettyinä pisteinä. Pisteet voivat olla sekä näkyviä että näkymättömiä ( katkoviivat ). Pisteet ilman viivoja (scatter plots) voidaan myös näyttää. Viivakaavioiden muodostamiseen käytetään suorakaiteen muotoista koordinaattijärjestelmää. Yleensä aika piirretään abskissa - akselia pitkin ( vuodet , kuukaudet jne .) ja ordinaatta-akselia pitkin - kuvattujen ilmiöiden tai prosessien mitat . Akseleille asetetaan asteikot [4] .
On suositeltavaa käyttää viivakaavioita, kun kokojen (tasojen) määrä sarjassa on suuri. Lisäksi tällaisia kaavioita on kätevä käyttää, jos haluat kuvata ilmiön tai ilmiöiden luonnetta tai yleistä kehityssuuntaa. Viivat ovat käteviä myös kuvaamaan useita aikasarjoja vertailua varten, kun tarvitaan kasvunopeuksien vertailua. Ei ole suositeltavaa sijoittaa enempää kuin kolme tai neljä käyrää yhteen tämäntyyppiseen kaavioon. Suuri määrä niistä voi vaikeuttaa piirtämistä, ja viivakaavio voi menettää näkyvyyden [6] .
Viivakaavioiden suurin haittapuoli on yhtenäinen asteikko , jonka avulla voit mitata ja vertailla vain absoluuttisia voittoja tai laskuja indikaattoreissa tutkimusjakson aikana. Indikaattorien suhteelliset muutokset vääristyvät, kun ne näytetään yhtenäisellä pystyasteikolla. Lisäksi tällaisessa kaaviossa voi olla mahdotonta näyttää aikasarjoja jyrkillä hyppyillä tasoilla, jotka edellyttävät kaavion mittakaavan pienentämistä, ja siinä olevan "rauhallisemman" kohteen dynamiikan indikaattorit menettävät tarkkuutensa. Todennäköisyys, että tämän tyyppisissä kaavioissa esiintyy voimakkaita indikaattoreiden muutoksia, kasvaa kaavion ajanjakson keston pidentyessä [5] .
Aluekaaviot ovat kaaviotyyppejä, jotka muistuttavat viivakaavioita kaarevien viivojen piirtämisessä. Se eroaa niistä siinä, että kunkin kaavion alla oleva alue on täytetty yksittäisellä värillä tai sävyllä . Tämän menetelmän etuna on, että sen avulla voit arvioida kunkin elementin panosta tarkasteltavaan prosessiin. Tämän tyyppisten kaavioiden haittapuoli on myös samanlainen kuin perinteisten viivakaavioiden haitta - dynamiikan indikaattoreiden suhteellisten muutosten vääristyminen yhtenäisellä ordinaatasteikolla [7] .
Klassiset kaaviot ovat pylväs- ja pylväskaavioita. Niitä kutsutaan myös histogrammeiksi . Pylväskaavioita käytetään pääasiassa vastaanotettujen tilastotietojen visuaaliseen vertailuun tai niiden muutosten analysointiin tietyn ajanjakson aikana. Pylväskaavion rakentaminen koostuu tilastotietojen näyttämisestä pystysuorien suorakulmioiden tai kolmiulotteisten suorakaiteen muotoisten pylväiden muodossa. Jokainen palkki kuvaa tietyn tilastosarjan tason arvoa. Kaikki vertailuindikaattorit ilmaistaan yhdessä mittayksikössä, joten tämän prosessin tilastollisia indikaattoreita on mahdollista verrata [5] .
Pylväskaavioiden lajikkeet ovat pylväskaavioita. Ne eroavat pylväiden vaakasuuntaisesta järjestelystä. Pylväs- ja pylväskaaviot ovat keskenään vaihtokelpoisia, niissä käsitellyt tilastoindikaattorit voidaan esittää sekä pysty- että vaakapylväillä. Molemmissa tapauksissa käytetään yhtä mittaa jokaisesta suorakulmiosta kuvaamaan ilmiön suuruus - palkin korkeus tai pituus. Siksi näiden kahden kaavion laajuus on periaatteessa sama [5] .
Pylväskaavioita voidaan näyttää myös ryhmissä (samanaikaisesti samalla vaaka-akselilla eri mitoilla ja eri ominaisuuksilla). Pylväs- ja liuskakaavioiden luovat pinnat voivat olla suorakulmioiden lisäksi myös neliöitä , kolmioita , puolisuunnikkaita jne.
Melko yleinen tapa esittää graafisesti tilastopopulaatioiden rakennetta on ympyrädiagrammi, koska idea kokonaisuudesta ilmaistaan erittäin selvästi ympyrällä , joka edustaa koko populaatiota. Kunkin arvon suhteellinen arvo on kuvattu ympyrän sektorina , jonka pinta-ala vastaa tämän arvon osuutta arvojen summasta. Tämän tyyppistä kaaviota on kätevä käyttää, kun sinun on näytettävä kunkin arvon osuus kokonaismäärästä. Sektorit voidaan kuvata sekä yleisessä ympyrässä että erikseen, pienellä etäisyydellä toisistaan.
Ympyräkaavio säilyttää näkyvyyden vain, jos kaavion perusjoukon osien määrä on pieni. Jos kaaviossa on liikaa osia, sen soveltaminen on tehotonta verrattujen rakenteiden välisen merkityksettömän eron vuoksi. Ympyräkaavioiden haittana on niiden pieni kapasiteetti, kyvyttömyys heijastaa laajempaa hyödyllistä tietoa [5] .
Toisin kuin viivakaavioissa kanta- tai ruudukkokaavioissa on enemmän kuin kaksi akselia. Jokaiselle niistä lasketaan koordinaattien origo , joka sijaitsee keskellä. Jokaiselle vastaanotetun arvon tyypille luodaan oma akselinsa, joka tulee kaavion keskeltä. Säteittäiset kaaviot muistuttavat ruudukkoa tai verkkoa, minkä vuoksi niitä kutsutaan joskus ruudukkokaavioiksi. Säteittäisten kaavioiden etuna on, että niiden avulla voit näyttää samanaikaisesti useita riippumattomia arvoja, jotka kuvaavat tilastollisten populaatioiden rakenteen yleistä tilaa. Jos lukemaa ei tehdä ympyrän keskustasta, vaan ympyrästä, niin tällaista kaaviota kutsutaan spiraalikaavioksi [5] [8] .
Kaaviokaaviot ovat kaavioiden yhdistelmiä maantieteellisten karttojen tai kaavioiden kanssa. Tavallisia kaavioita (histogrammeja, ympyräkaavioita, viivakaavioita) käytetään kartogrammeissa kuviomerkkeinä, jotka sijoitetaan maantieteellisten karttojen ääriviivoihin tai minkä tahansa kohteen kaavioihin. Karttakartat tarjoavat mahdollisuuden heijastaa maantieteellisesti monimutkaisempia tilastollisia ja maantieteellisiä rakenteita kuin perinteiset karttatyypit.
Karttakarttojen haittana voi olla karttojen ääriviivojen piirtämisen vaikeus sekä merkittävä ero maantieteellisten karttojen alueiden koossa ja niissä olevien karttojen koossa.
Osakekaaviot heijastavat tietojoukkoja useista arvoista (esimerkiksi: pörssin avaushinta, päätöskurssi, tietyn ajanjakson enimmäis- ja vähimmäishinta) . Niitä käytetään osaketietojen näyttämiseen: osake- tai valuuttakurssit, tarjonta- ja kysyntätiedot [9] .
3D-kaavioita on kahdenlaisia.
Kukkakaavio on kaaviomainen projektio kukasta tasolle, joka on kohtisuorassa sen akseliin nähden ja kulkee peitelehden ja kukinnan tai verson akselin läpi, jolla kukka istuu. Se heijastaa kukan osien lukumäärää, suhteellista kokoa ja suhteellista sijaintia.
Kaavio on rakennettu silmun poikkileikkausten perusteella , koska kukan kukkiessa jotkin osat voivat pudota (esimerkiksi unikon verholehdet tai viinirypäleiden periantti) . Kaavio on suunnattu siten, että kukinnan akseli on ylhäällä ja peitelehti alhaalla.
Kukkakaavion nimitykset:
Kukkakaaviossa joko vain ne osat, jotka ovat näkyvissä osiossa (empiirinen kaavio kukkasta), tai myös (pisteviiva) alikehittyneet osat, jotka ovat kadonneet evoluutioprosessissa (teoreettinen kaavio kukasta koottu pohjalta useiden empiiristen kaavioiden tutkimus) voidaan kuvata.
Versokaavio heijastaa kasvullisen silmun poikkileikkauksen kaaviota .
Joissakin tapauksissa tavanomaisten still-kaavioiden ja -kaavioiden vakioominaisuudet eivät riitä. Tietosisällön lisäämiseksi syntyi idea: lisätä liikkuvuuden ja ajan myötä muuttumisen ominaisuus staattisten kaavioiden tavanomaisiin ominaisuuksiin (muodot, värit, näyttötavat ja teemat). Eli esittää kaavioita tiettyjen animaatioiden muodossa .
Ryhmä Massachusetts Institute of Technologyn tutkijoita on löytänyt tavan näyttää tietoa animoitujen kaavioiden avulla. Heidän kehittämänsä kaaviot ovat animoituja, reaaliaikaisia interaktiivisia kaavioita . Esimerkkinä kehittämisestä otettiin tietoa jonkin verkkoresurssin käyttäjien käyttäytymisestä ja toiminnasta.
Francis Lamin johdolla tutkijat loivat kaksi animoitua karttaliittymää, Seascape ja Volcano. Kaavioiden kuvan muutosten luonne kertoo resurssin käyttäjien sosiaalisesta aktiivisuudesta. Esimerkiksi neliöiden koko ilmaisee aiheen volyymin - mitä suurempi neliön pinta-ala, sitä suurempi on käsiteltävän aiheen volyymi. Nämä neliöt ovat jatkuvassa liikkeessä, jotka ovat harmonisen kaltaisia värähtelyjä kaavion tasossa, jotka siirtyvät lineaarisesti jommallekummalle puolelle. Liikkeen nopeuden perusteella voidaan arvioida aiheen aktiivisuutta ja vaihteluiden amplitudi osoittaa eron uusien viestien ilmestymisajoissa. Voit milloin tahansa pysäyttää kaavion siirtämällä kohdistimen kaavion tason päälle, valita kiinnostavan neliön ja avata aiheen, jota se vastaa. Samassa ikkunassa avautuva teema on myös animaatio ympyröistä, jotka liikkuvat ikkunan sisällä eri suuntiin, kuten Brownin liike . Ympyrät symboloivat yksittäisten käyttäjien toimia, ja heidän liikkeensä nopeus riippuu suoraan näiden käyttäjien aktiivisuudesta.
Seascape ja Volcano eroavat toisistaan värien ja renderoidun datan määrän suhteen. Tulivuoressa, toisin kuin merimaisemassa, ei ole aaltoilua.
Kehittäjien mukaan animoituja kaavioita käyttävien kaavioiden rakentamisen pitäisi antaa henkilölle mahdollisuus havaita niistä tiedot nopeasti kiinnittämällä käyttäjän huomio kaaviolla ja siirtämällä tietoja nopeasti aivoihin . Tällä hetkellä animoitujen kaavioiden luomiselle ei ole vaatimuksia tai standardeja [10] .
Animoitu kartta "Seascape" -käyttöliittymällä
Animoitu kartta "Volcano"-käyttöliittymällä
Kaavioiden etuna muun tyyppiseen visuaaliseen tilastotietoon verrattuna on, että niiden avulla voit tehdä nopeasti loogisen johtopäätöksen suuresta vastaanotetusta datamäärästä. Tilastollisilla laskentajärjestelmillä tehtyjen laskelmien tulokset kirjataan taulukoihin. Ne muodostavat pohjan jatkoanalyysille tai tilastoraportin laatimiselle.
Näissä taulukoissa olevat luvut eivät sinänsä ole tarpeeksi kuvaavia, ja jos niitä on paljon, ne eivät anna riittävää vaikutelmaa. Lisäksi graafisen kuvan avulla voit hallita saatujen tietojen luotettavuutta, koska kaavio näyttää selvästi mahdolliset epätarkkuudet, jotka voivat liittyä virheisiin missä tahansa tutkimuksen vaiheessa. Periaatteessa kaikki tilastopaketit mahdollistavat saadun numeerisen tiedon graafisen esittämisen erilaisten kaavioiden muodossa ja tarvittaessa siirtämisen tekstieditoriin tilastoraportin lopullisen version kokoamiseksi [5] .
Kaikki kaaviot käyttävät vähintään kahden tyyppisen datan toiminnallista suhdetta. Näin ollen ensimmäiset kaaviot olivat tavallisia funktioiden kaavioita , joissa argumentin kelvolliset arvot vastaavat funktioiden arvoja .
Ajatuksia toiminnallisesta riippuvuudesta käytettiin antiikissa. Se löytyy jo ensimmäisistä matemaattisesti ilmaistuista suureiden välisistä suhteista, samoin kuin ensimmäisistä numerooperaatiosäännöistä, ensimmäisistä geometristen kuvioiden alueen ja tilavuuden löytämisen kaavoista. Babylonian tiedemiehet tiedostamatta totesivat, että ympyrän pinta-ala on sen säteen funktio 4-5 tuhatta vuotta sitten [11] . Babylonilaisten, muinaisten kreikkalaisten ja intialaisten tähtitieteelliset taulukot ovat elävä esimerkki funktion taulukkomuodosta, ja vastaavasti taulukot ovat kaavioiden tietovarasto.
Ranskalaiset tiedemiehet Francois Viet ja Rene Descartes loivat 1600-luvulla perustan funktion käsitteelle ja kehittivät yhtenäisen kirjaimellisen matemaattisen symbolismin , joka sai pian yleismaailmallisen tunnustuksen. Myös Descartesin ja Pierre Fermat'n geometriset työt osoittivat selkeän esityksen muuttuvasta suuresta ja suorakaiteen muotoisesta koordinaattijärjestelmästä - kaikkien nykyaikaisten kaavioiden apuelementtejä [11] .
Englantilainen taloustieteilijä W. Playfair alkoi rakentaa ensimmäisiä tilastokaavioita vuoden 1786 kaupallisessa ja poliittisessa atlasssaan. Tämä työ toimi sysäyksenä yhteiskuntatieteiden graafisten menetelmien kehittämiselle [12] .
| Teknisten tietojen visualisointi | |
|---|---|
| Alueet |
|
Kuvatyypit _ |
|
| Persoonallisuudet |
|
| Liittyvät alueet |
|