散點圖,或稱為散點圖表,是一種利用笛卡兒坐標系展示兩個變數數值的圖形。這種圖表以數據點的形式呈現,每個點的位置由兩個變數的值決定。透過將數據視覺化,散點圖不僅能展示變數之間的關係,還能揭示隱藏的趨勢和模式。
根據Michael Friendly和Daniel Denis所述,散點圖的特徵在於明確表示雙變數數據的具體觀察結果,一個變數在水平軸上,另一個在垂直軸上。
散點圖的歷史可以追溯到1686年,當時愛德蒙·哈雷創建了描述溫度與壓力的雙變數圖。但友好的與丹尼斯指出,哈雷的圖表缺乏具體數據點的呈現,因此不算真正的散點圖。約翰·赫謝爾在1833年被認為是第一位畫出散點圖的人,他利用手繪來標示星星的角度隨時間變化的關係。而在1886年,弗朗西斯·高頓進一步推廣了散點圖,並與其他統計工具一起,為優生學建立了科學的基礎。
散點圖的使用場景非常多樣化。當一個變數受到另一個變數影響時,散點圖可以幫助識別這種關係。一個變數通常被稱為控制變數或自變數,並通常在水平軸上繪製,而測量或依賴變數則繪製在垂直軸上。
如果沒有依賴變數,任一變數皆可繪製在任一軸上,而散點圖僅會顯示兩變數之間的相關性程度,並不直接表明因果關係。
例如,若要顯示一個人的肺活量和他可以屏住呼吸的時間之間的聯繫,研究者可以選擇一組人進行測試,然後測量每個人的肺活量和他們能屏住的呼吸時間。接著,研究者將這些數據繪製在散點圖上。這樣一來,每個人生成的數據點就可以幫助研究者可視化這兩個變數的潛在關聯。
在數據分析中,散點圖矩陣是一種有效的方式,用於同時顯示多個變數的配對散點圖。矩陣格式可以讓研究者在一個視窗中快速比較多對變數之間的關係。無論是定量還是定性變數,散點圖都能提供有價值的視覺信息。
散點圖的重要性不容忽視。它不僅是質量控制的七大基本工具之一,還可以幫助分析變數間的非線性關係。
除了簡單的散點圖外,研究者還可以通過添加平滑線,如LOESS,來強化視覺效果。這使得在展現數據的同時,更容易識別不同的趨勢和模式。
在具體的例子中,假設有一位研究者希望了解某種藥物對患者體重變化的影響。他可能會將患者的初始體重和治療後的體重對應地繪製在散點圖上。這樣的圖表不僅能幫助分析藥物的效果,還能揭示治療過程中潛在的負面影響。
在當今數據驅動的世界,散點圖已成為學術研究、商業分析及其他許多領域中不可或缺的工具。無論是解釋一時的數據趨勢,還是長期的變化,散點圖都提供了一種直觀而有效的方式,以數據為重,再探索它們之間隱含的關係。
在這種便利的工具面前,我們不禁要問,未來的數據可視化還將如何進一步改變我們對信息的理解方式?