Kompletní průvodce plošnými grafy

Co je to plošný graf?

Plošný graf kombinuje čárový a sloupcový graf a zobrazuje, jak se mění číselné hodnoty jedné nebo více skupin v průběhu druhé proměnné, obvykle v čase. Plošný graf se od čárového grafu liší přidáním stínování mezi řádky a základní čáry, jako je tomu u sloupcového grafu.

Tento plošný graf zobrazuje počet aktivních uživatelů fiktivní webové společnosti, vypočítaný podle měsíců. Hodnoty pro každý měsíc lze měřit nejen ze svislé polohy vrcholu tvaru, ale také z barevné výšky mezi základní a horní linií. V tomto grafu můžeme vidět, že počet aktivních uživatelů se od listopadu 2019 do února 2020 přibližně zdvojnásobil a že míra přírůstku uživatelů se v průběhu času zvýšila.

Kdy byste měli použít plošný graf

Zatímco výše uvedený příklad vykresluje pouze jednu čáru se stínovanou plochou, plošný graf se obvykle používá s více čarami, aby bylo možné provést srovnání mezi skupinami (neboli řadami) nebo ukázat, jak je celek rozdělen na dílčí části. Z toho vyplývají dva různé typy plošných grafů, pro každý případ použití jeden.

Plošný graf s překrývajícími se čarami

V případě, že chceme porovnat hodnoty mezi skupinami, skončíme u plošného grafu s překrývajícími se čarami. V překrývajícím se plošném grafu začínáme standardním čárovým grafem. Pro každou skupinu je vynesen jeden bod u každé vodorovné hodnoty s výškou udávající hodnotu skupiny na svislé proměnné ose; přímka spojuje všechny body skupiny zleva doprava. Plošný graf přidává stínování mezi jednotlivé čáry na nulovou základní linii. Protože se stínování skupin obvykle do určité míry překrývá, je do stínování zahrnuta určitá průhlednost, aby byly čáry všech skupin dobře viditelné. Stínování pomáhá zdůraznit, která skupina má největší hodnotu podle toho, která čistá barva skupiny je viditelná.

Dejte pozor, aby jedna řada nebyla vždy vyšší než druhá, jinak by mohlo dojít k záměně grafu s druhým typem plošného grafu: skládaným plošným grafem. V těchto případech bude lepší držet se pouze standardního čárového grafu.

Stacked area chart

Obvykle, když se používá termín „plošný graf“, je tím ve skutečnosti myšlen stacked area chart. V překrývajícím se plošném grafu byl každý řádek stínován od své svislé hodnoty ke společné základní linii. Ve stohovém plošném grafu se čáry vykreslují jedna po druhé, přičemž výška naposledy vykreslené skupiny slouží jako pohyblivá základní linie. Plně naskládaná výška nejvyššího řádku tak bude odpovídat celkové hodnotě při součtu všech skupin.

Naskládaný plošný graf použijete, když chcete sledovat nejen celkovou hodnotu, ale chcete také pochopit rozdělení této celkové hodnoty podle skupin. Porovnáním výšek jednotlivých segmentů křivky získáme obecnou představu o tom, jak se jednotlivé podskupiny podílejí na celkové hodnotě.

Příklad struktury dat

Měsíc	Tříleté	Základní	Premium
2019-.11	154	1180	201
2019-12	157	1186	219
2020-01	170	1195	270
2020-02	180	1213	285
…	…	…	…

Data, která mají být zobrazena pomocí plošného grafu, se obvykle agregují do tabulky se dvěma nebo více sloupci. První sloupec označuje pozice na vodorovné ose, kde budou vykresleny jednotlivé řádky. Každý následující sloupec bude uvádět vertikální příspěvek pro každý bod, jeden sloupec pro každou řadu, která má být vykreslena. Tento formát je použitelný jak pro překrývající se, tak pro skládaný plošný graf, přičemž hlavní rozdíl mezi grafy spočívá ve způsobu interpretace hodnot pro vykreslení.

U skládaných plošných grafů některé vizualizační nástroje vyžadují, aby ve sloupcích nebyly uvedeny jednotlivé příspěvky, ale místo nich kumulativní příspěvky. V tomto případě sloupce udávají přímo výšky řádků a příspěvky jednotlivých skupin jsou implikovány rozdílem hodnot mezi sloupci.

Měsíc	Trials	+ Basic	+ Premium
2019-11	154	1334	1535
2019-12	157	1343	1562
2020-01	170	1365	1635
2020-02	180	1393	1678
…	…	…	…

Nejlepší postupy pro použití plošného grafu

Včetně nulové základní linie

Přestože u čárového grafu není omezeno vyžadování nulové základní linie, přidání stínování znamená, že výšky barevných oblastí budou použity k porovnání velikosti hodnot jednotlivých skupin. Stejně jako u sloupcového grafu je tedy povinné, aby existovala nulová základna, vůči které by mělo být provedeno stínování. Zkrácení osy by vedlo k tomu, že skutečný poměr v hodnotách skupin by neodpovídal tomu, co naznačuje vygenerovaný graf.

Výjimka z tohoto pravidla může nastat, když porovnáváme dvě řady v překrývajícím se plošném grafu se změnou pravidla stínování. Pokud omezíme stínování tak, aby bylo mezi řádky, a ne od obou řádků ke společné základní linii, pak můžeme zvětšit hranice svislé osy na efekt, který nás zajímá, bez základní linie. Stínování nyní nabývá jiného významu, přičemž barva udává, která skupina má větší hodnotu, a množství barvy velikost rozdílu.

Mezní počet řad v grafu překrývající se oblasti

Čím více řad máme v grafu překrývající se oblasti, tím více kombinací barev bude při jejich překrývání. Skutečnost, že většina barev nebude spojena s jedinou skupinou, může způsobit určité potíže při interpretaci. I při pouhých třech řadách to někdy může být příliš mnoho ke sledování: tři jednotlivé barvy, tři párové překryvy a jedna barva pro všechny tři překrývající se skupiny dávají dohromady sedm barev.

Srovnání dvou řad je obvykle bezpečné, i když pokud je jedna řada vždy větší než druhá, může být graf snadno zaměněn za graf naskládaných ploch místo ní. Čtenáře může zmást také interpretace překrývajících se barev, které se v obecné legendě neobjeví. Obecně platí, že pokud uvažujete o použití překrývajícího se plošného grafu, omezte se na dvě řady a zamyslete se nad tím, zda použití čárového grafu nezobrazí srovnání mezi skupinami zřetelněji.

Zvažte pořadí čar ve stohovaném plošném grafu

Ačkoli celkový tvar grafu bude stejný bez ohledu na pořadí, v jakém jsou vykresleny čáry skupin, čtení vizualizace lze podpořit dobrou volbou pořadí čar. Dobrým pravidlem je umístit největší nebo nejstabilnější skupiny dole a nejproměnlivější nebo nejmenší skupiny na konci a nahoře. Jak bude zmíněno v následující části, čtení hodnot pro každou jednotlivou skupinu kromě té nejspodnější dá práci, proto je dobré, aby tato skupina byla nejdůležitější.

Časté nesprávné použití

Použití plošného grafu k vykreslení jedné řady

Jak bylo uvedeno na začátku článku, typickým případem použití plošného grafu je porovnání nebo zobrazení rozdělení veličin mezi dvě nebo více řad. Pokud máme k vykreslení pouze jednu řadu hodnot, je použití plošného grafu často špatnou volbou. Lepší volbou je zvolit právě sloupcový nebo čárový graf, podle toho, co se chceme o datech dozvědět nebo sdělit.

Pokud chceme pochopit průběh přesných hodnot v čase a nemáme příliš mnoho hodnot, které bychom mohli vykreslit přes vodorovnou osu, pak je dobrou volbou sloupcový graf. V opačném případě je lepší volbou čárový graf. Čárové grafy mají efektivnější poměr dat k inkoustu a čistší vzhled při velkém množství hodnot k vykreslení ve srovnání se sloupcovými. Kromě toho, když máme hodně hodnot, pravděpodobně nás bude více zajímat směr a sklon trendů než přesné hodnoty, což je případ, kdy se lépe osvědčují čárové grafy.

Interpretace hodnot na jednotlivých skupinách v grafu s naskládanými plochami

V grafu s naskládanými plochami je měření přesných hodnot opravdu snadné pouze ve dvou případech: pro celkový součet a pro nejspodnější skupinu. Pro mezilehlé skupiny vyžaduje zjištění přesné hodnoty příspěvku skupiny zjištění výšky řádku této skupiny a odečtení výšky řádku pod ní.

Úkol se ještě zhorší, když chceme sledovat změny v čase. Stejně jako dříve je to snadné pro celkovou a nejspodnější skupinu. U mezilehlých skupin je to však ztíženo měnící se základní linií, takže je obtížné vnímat přesné vertikální rozdíly. Níže uvedený příklad převzatý z tohoto příspěvku na blogu to jasně ukazuje. I když se zdá, že se velikost střední žluté skupiny v čase mění, ve skutečnosti jsou výšky v jednotlivých bodech konzistentní.

Pokud chcete znát přesné hodnoty skupin a jejich změny v čase, pak bude lepší volbou zvolit standardní čárový graf, jak ukazuje tento článek Everyday Analytics.

Obvyklé možnosti plošných grafů

Procentní skládaný plošný graf

Obvyklou možností plošných grafů je procentuální neboli relativně frekvenční skládaný plošný graf. Namísto stohování absolutních hodnot jednotlivých skupin v každém svislém řezu stohujeme relativní nebo procentuální příspěvek každé skupiny k celkovému počtu, takže celková výška je vždy 100 %. Tento typ grafu ztrácí informace o trendu absolutních součtů (a bude tedy potřebovat vlastní čárový graf), ale pomáhá zvýraznit srovnání relativních příspěvků mezi skupinami. Jako bonus získává tento typ grafu druhou základní linii v horní části grafu, podle které lze posoudit příspěvky jednotlivých skupin.

Čárový graf

Čárový graf je hlavním předchůdcem typu plošného grafu. Pokud si nejste jisti, zda je plošný graf to, co vás zajímá, použití čárového grafu vás pravděpodobně nesvede z cesty. To platí zejména pro překrývající se plošný graf, kde se překrývající se oblasti mohou rychle vymknout kontrole. V rámci další úvahy je vždy možné prostě vygenerovat více grafů, pokud vás zajímá více porovnání v datech, než jen cítit potřebu zvolit pouze jeden typ grafu, abyste toho unesli co nejvíce.

Sloupcový graf a skládaný sloupcový graf

Druhým předchůdcem pro plošný graf je sloupcový graf. Přesněji řečeno, nejbližší spojitost je však mezi skládaným plošným grafem a skládaným sloupcovým grafem; mezi překrývajícím se plošným grafem a jakýmkoli sloupcovým grafem ve skutečnosti neexistuje dobrá analogie.

Skládaný sloupcový graf je velmi podobný skládanému plošnému grafu, jen se sloupci místo čar. Mnohá omezení skládaného plošného grafu tedy platí i pro skládaný sloupcový graf. Jednou z výhod skládaných sloupcových grafů je však to, že je mnohem snazší důsledně posuzovat hodnoty v rámci jednotlivých binů vodorovné osy. Stínované oblasti v plošném grafu mohou být zkreslené, jak je vidět výše, zejména když přímka změní směr. Vzhledem k tomu, že u stohovaného sloupcového grafu je každá oblast obdélníková, tomuto druhu zkreslení se vyhnete.

Hřebenový graf

Jednou z dalších alternativ k překrývajícímu se plošnému grafu je hřebenový graf. Namísto vykreslení všech čar a barevných oblastí na stejné ose umístí hřebenový graf každou čáru na jinou osu, přičemž každá z nich má částečný vertikální posun oproti ostatním. Vzhledem k odsazení linií se svislé značky obvykle z hřebenového výkresu vynechávají. To znamená, že hřebenové grafy jsou nejužitečnější, pokud je v hodnotách jednotlivých řad jasný vzorec založený pouze na jejich tvaru.

Proudový graf

Fantaskním příbuzným plošného grafu je proudový graf. Ve stohovém plošném grafu jsou všechny čáry naskládány nad sebou nad přímou základní čárou ve spodní části stohu. U proudového grafu je základní linie stanovena středem grafu a plochy jsou symetricky shromážděny kolem středové linie. Z tohoto důvodu je obtížné posoudit přesné hodnoty pro jakoukoli skupinu nebo dokonce celkový součet.

Jak tvrdí Andy Kirk, proudové grafy se nejlépe používají v interaktivní formě, když je třeba prezentovat velké množství dat širokému publiku. Interaktivita je nezbytná, aby se čtenáři mohli do vizualizace ponořit a vytvořit si vlastní závěry. Pokud je však třeba vynést přesné soudy nebo vytvořit statickou prezentaci, je lepší zůstat u konvenčnější vizualizace a agregovat data tak, aby co nejlépe vynikly body, které chcete prezentovat.

Vizualizační nástroje

Jako kombinace dvou nejběžnějších typů grafů (čárový a sloupcový) je plošný graf také poměrně běžnou možností grafu napříč vizualizačními nástroji. Tam, kde je plošný graf přítomen jako typ grafu, je obvyklá implementace jako skládaný plošný graf. Překrývající se plošné grafy obvykle nejsou vestavěnou možností vizualizačních nástrojů a je třeba je vytvořit na zakázku, počínaje základem v podobě čárového grafu. U některých nástrojů, často programových, není vytvoření ani jednoho z typů plošných grafů základní volbou typu grafu a pro vytvoření plošného grafu ze stínovaných ploch a čar bude třeba provést určitou další práci s daty.

Plošný graf je jedním z mnoha různých typů grafů, které lze použít pro vizualizaci dat. Více se dozvíte z našich článků o základních typech grafů, o tom, jak vybrat typ vizualizace dat, nebo z celé sbírky článků v kategorii grafy.