Графические изображения в статистике

Диаграмма – это графическое изображение, наглядно показывающее соотношение между сравниваемыми величинами. Диаграмма представляет собой чертеж, на котором статистические данные условно изображаются геометрическими линиями, фигурами и телами различных размеров.

Различают следующие основные виды графиков (диаграмм) сравнения:

• столбиковые;
• полосовые;
• квадратные;
• круговые;
• фигурные.

Для построения диаграмм используются следующие компьютерные программы Excel, Mathcad, MATLAB и другие. Эти три программы мы изучим на лабораторных работах.

Для построения диаграммы в программе Excel:

1. Выберите график, гистограмму, линейчатую диаграмму или диаграмму с областями, на которую требуется добавить таблицу данных.
2. В меню Диаграмма выберите команду Параметры диаграммы, а затем перейдите к вкладке Таблица данных.
3. Чтобы показать или скрыть данные диаграммы в сетке внизу диаграммы, установите или снимите флажок Таблица данных.
4. На линейчатых диаграммах и диаграммах с осью времени таблица данных не заменяет ось диаграммы, но выравнивается по диаграмме.
5. Для присоединения таблицы данных к оси категорий в объемной диаграмме в меню Диаграмма выберите команду Объемный вид, а затем установите флажок Перпендикулярные оси.

В диаграммах Excel есть один небольшой минус. Если Вы построили диаграмму на основе данных, которые планируете добавлять со временем, то Вам по мере добавления данных в таблицу, на которой основана диаграмма, придется также менять диапазон данных для диаграммы, чтобы включить их в отображение. Либо сразу указать заведомо больший диапазон, но тогда диаграмма весьма некрасиво выглядит.

Для создания графиков в системе Mathcad имеется программный графический процессор. Основное внимание при его разработке было уделено обеспечению простаты задания графиков и их модификации с помощью соответствующих параметров. Процессор позволяет строить самые разные графики, например в декартовой и полярной системе координат, трехмерные поверхности, графики уровней.

Для построения графиков используются шаблоны. Их перечень содержит подменю Graph меню Insert. Большинство параметров графического процессора, необходимых для построения графиков, по умолчанию задается автоматически, поэтому для начального построения графика того или иного вида достаточно задать тип графика. В подменю Graph содержится список из семи основных типов графиков. Они позволяют выполнить следующие действия:

• X – Y Plot (декартов график) – создать шаблон двухмерного графика в декартовой системе координат;
• Polar Plot (полярный график) – создать шаблон графика в полярных координатах;
• 3D Plot Wizard (мастер трехмерных графиков) – вызов Мастера для построения трехмерных графиков с заданными свойствами;
• Surface Plot (график поверхности) - создать шаблон для построения трехмерного графика;
• Contour Plot (карта линий уровня) – создать шаблон для контурного графика трехмерной поверхности;
• 3D Scatter Plot (точечный график) – создать шаблон для графика в виде точек (фигур) в трехмерном пространстве;
• 3D Bar Plot (трехмерная столбиковая диаграмма) – создать шаблон для изображения в виде совокупности столбиков в трехмерном пространстве;
• Vector Field Plot (векторное поле) – создать шаблон для графика векторного поля на плоскости.

С понятием графики связано представление о графических объектах, имеющих определенные свойства. В большинстве случаев об объектах можно забыть, если вы не занимаетесь объектно-ориентированным программированием. Большинство команд высокоуровневой графики ориентированы на конечного пользователя. Они автоматически устанавливают свойство графических объектов и обеспечивают воспроизведение графики в нужной системе координат, палитре цветов, масштабе и т.д.

Графики в MATLAB строятся в отдельных масштабируемых и перемещаемых окнах. Можно поворачивать построенную фигуру мышью и наблюдать ее под разными углами, причем никакого программирования такое вращение не требует

Средства графики MATLAB содержит три команды:

• New Figure – открывает пустое окно графики;
• Plot Tools – открывает окно мощного редактора графики;
• More Plots … - открывает окно доступа к различным видам графики.

Одно из достоинств системы MATLAB – обилие средств для построения графиков, начиная от команд построения простых графиков функций одной переменной в декартовой системе координат и кончая комбинированными и презентационными графиками с элементами анимации, а также средствами проектирования графического пользовательского интерфейса (CUI). Особое внимание в системе уделено трехмерной графике с функциональной окраской отображаемых фигур и имитацией различных световых эффектов.

Краткие итоги

Рассмотрено понятие графика и его необходимости при статистических расчетах, как наглядного средства представления данных. В статистике графиком называют наглядное изображение статистических величин и их соотношений при помощи геометрических точек, линий, фигур или географических картосхем.

Рассмотрены средства графики в трех основных программах Excel, Mathcad, MATLAB.

Вопросы для самопроверки

1. Что называют в статистике графиком?
2. Какие задачи статистического исследования решаются при помощи графического изображения?
3. Как задаются Пространственные ориентиры?
4. Что представляет собой графический образ статистических данных?
5. Дайте определение Диаграммы.
6. Перечислите типы диаграмм.
7. Где содержится перечень шаблонов построения графиков в системе Mathcad?
8. Какие команды содержат средства графики MATLAB?