散点图,或称为散点图表,是一种利用笛卡儿坐标系展示两个变数数值的图形。这种图表以数据点的形式呈现,每个点的位置由两个变数的值决定。透过将数据视觉化,散点图不仅能展示变数之间的关系,还能揭示隐藏的趋势和模式。
根据Michael Friendly和Daniel Denis所述,散点图的特征在于明确表示双变数数据的具体观察结果,一个变数在水平轴上,另一个在垂直轴上。
散点图的历史可以追溯到1686年,当时爱德蒙·哈雷创建了描述温度与压力的双变数图。但友好的与丹尼斯指出,哈雷的图表缺乏具体数据点的呈现,因此不算真正的散点图。约翰·赫谢尔在1833年被认为是第一位画出散点图的人,他利用手绘来标示星星的角度随时间变化的关系。而在1886年,弗朗西斯·高顿进一步推广了散点图,并与其他统计工具一起,为优生学建立了科学的基础。
散点图的使用场景非常多样化。当一个变数受到另一个变数影响时,散点图可以帮助识别这种关系。一个变数通常被称为控制变数或自变数,并通常在水平轴上绘制,而测量或依赖变数则绘制在垂直轴上。
如果没有依赖变数,任一变数皆可绘制在任一轴上,而散点图仅会显示两变数之间的相关性程度,并不直接表明因果关系。
例如,若要显示一个人的肺活量和他可以屏住呼吸的时间之间的联系,研究者可以选择一组人进行测试,然后测量每个人的肺活量和他们能屏住的呼吸时间。接着,研究者将这些数据绘制在散点图上。这样一来,每个人生成的数据点就可以帮助研究者可视化这两个变数的潜在关联。
在数据分析中,散点图矩阵是一种有效的方式,用于同时显示多个变数的配对散点图。矩阵格式可以让研究者在一个视窗中快速比较多对变数之间的关系。无论是定量还是定性变数,散点图都能提供有价值的视觉信息。
散点图的重要性不容忽视。它不仅是质量控制的七大基本工具之一,还可以帮助分析变数间的非线性关系。
除了简单的散点图外,研究者还可以通过添加平滑线,如LOESS,来强化视觉效果。这使得在展现数据的同时,更容易识别不同的趋势和模式。
在具体的例子中,假设有一位研究者希望了解某种药物对患者体重变化的影响。他可能会将患者的初始体重和治疗后的体重对应地绘制在散点图上。这样的图表不仅能帮助分析药物的效果,还能揭示治疗过程中潜在的负面影响。
在当今数据驱动的世界,散点图已成为学术研究、商业分析及其他许多领域中不可或缺的工具。无论是解释一时的数据趋势,还是长期的变化,散点图都提供了一种直观而有效的方式,以数据为重,再探索它们之间隐含的关系。
在这种便利的工具面前,我们不禁要问,未来的数据可视化还将如何进一步改变我们对信息的理解方式?