- ウィリアム・プレイフェアの『統計聖務日課』(1801年) に掲載された円グラフ
- 最も古い円グラフの1つ、1801年
ミナールの地図、1858年- フローレンス・ナイチンゲールによる極地図、1858年
円グラフ
円グラフ（または円グラフ）は、数値の割合を示すためにスライスに分割された円形の統計グラフです。円グラフでは、各スライスの弧の長さ（つまり中心角と面積）は、それが表す量に比例します。円グラフはスライスされたパイに似ていることからその名が付けられていますが、その表示方法は様々です。最も古い円グラフは、一般的に1801年に出版されたウィリアム・プレイフェアの『統計書』に見られるとされています。 [ 1 ] [ 2 ]
円グラフはビジネス界やマスメディアで広く使用されています。[ 3 ]しかし、批判も受けており[ 4 ]、多くの専門家は使用を避けることを推奨しています。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]研究によると、円グラフでは、特定の円グラフの異なるセクションのサイズなどの単純な比較や、異なる円グラフ間でデータを比較することが難しいことがわかっています。一部の研究では、円グラフは複雑なセクションの組み合わせ（「A + B vs. C + D」など）の比較に適していることが示されています。[ 9 ]多くの場合、円グラフの一般的な代替として推奨されるのは、棒グラフ、箱ひげ図、ドットプロットです。
歴史
最も古い円グラフは、一般的にウィリアム・プレイフェアの1801年の統計書簡に見られるとされており、そこには2つの円グラフが用いられています。 [ 1 ] [ 2 ] [ 10 ]プレイフェアは、一連の円グラフを含む図解を提示しました。そのうちの1つは、1789年以前のトルコ帝国がアジア、ヨーロッパ、アフリカに占める割合を示していました。この発明は当初はあまり普及していませんでした。[ 1 ]
プレイフェアは、円グラフには追加情報を加えるために3次元が必要だと考えた。[ 11 ]
フローレンス・ナイチンゲールは円グラフを発明したわけではないかもしれませんが、より読みやすく改良し、それが今日に至るまで広く利用されるきっかけとなりました。ナイチンゲールは円グラフを再構成し、くさびの幅ではなく長さを可変にしました。その結果、グラフは鶏のとさかに似た形になりました。[ 12 ]プレイフェアの考案した円グラフがあまり知られておらず、実用性も低かったため、後にナイチンゲールが考案したと考えられています。[ 13 ]ナイチンゲールの極領域図[ 14 ] : 107 またはナイチンゲールローズ図(現代の円形ヒストグラムに相当する) は、彼女が管理していた野戦病院の患者死亡率の季節的な原因を示すために作成されたもので、イギリス陸軍の健康、効率、病院管理に関する覚書に掲載され、1858年にヴィクトリア女王に送られました。歴史家ヒュー・スモールによると、「彼女は人々に変化の必要性を説得するために [円グラフ] を使用した最初の人物だったかもしれない」とのことです。[ 12 ]
フランスの技術者シャルル・ジョセフ・ミナールも 1858 年に円グラフを使用しました。彼が作成した 1858 年の地図では、パリでの消費のためにフランス全土から送られた牛を表すために円グラフが使用されていました。
19世紀の初期の円グラフ
バリアントと類似チャート
3D円グラフと透視図パイケーキ
3D円グラフ、または透視円グラフは、グラフに3Dの外観を与えるために使用されます。多くの場合、美観上の理由から使用されますが、3次元化によってデータの読み取りが容易になるわけではありません。むしろ、 3次元化に伴う透視効果の歪みにより、これらのグラフは解釈が困難になります。円グラフに限らず、グラフ全般において、目的のデータを表示するために使用されない余分な次元の使用は推奨されません。[ 7 ] [ 15 ]
ドーナツグラフ
ドーナツグラフ（donutとも綴られる）は円グラフの一種で、中央が空白になっているため、データ全体に関する追加情報を含めることができます。[ 16 ] [ 17 ]ドーナツグラフは、割合を示すことを目的とした点で円グラフに似ています。このタイプの円形グラフは、複数の統計情報を一度に表示でき、標準的な円グラフよりも優れたデータ強度比を提供します。[ 17 ]中央に情報を含める必要はありません。
分割円グラフ
1つまたは複数のセクターが円グラフの残りの部分から分離されたグラフは、分割円グラフと呼ばれます。この効果は、セクターを強調表示したり、グラフ内の小さなセグメントを小さな割合で強調表示したりするために使用されます。
極領域図
極面積図は通常の円グラフに似ていますが、各セクターの角度は等しく、円の中心から各セクターがどれだけ離れているかが異なります。これは周期的な現象（月別の死亡者数など）をプロットするために使用されます。たとえば、1 年間の各月の死亡者数をプロットする場合、それぞれ 30 度の同じ角度を持つ 12 のセクター（1 か月に 1 つ）があります。各セクターの半径は、その月の死亡率の平方根に比例するため、セクターの面積は 1 か月の死亡率を表します。各月の死亡率を死因ごとに細分化すると、フローレンス ナイチンゲールが考案したことで有名な極面積図のように、1 つの図で複数の比較を行うことができます。
極地図の最初の使用は、アンドレ＝ミシェル・ゲリによるもので、彼はこれを「円曲線（courbes circulaires）」と呼び、1829年の論文で年間の風向の季節的および日毎の変化と、時刻別の出生・死亡数を示した。[ 18 ]レオン・ラランヌは後に1843年に極地図を用いて方位磁針の風向頻度を示した。風のバラ図は現在でも気象学者によって使用されている。ナイチンゲールは1858年に風のバラ図を発表した。「鶏冠図」という名称はこの種の図と結び付けられるようになったが、ナイチンゲールは当初、この図が初めて掲載された出版物、つまり注目を集める図表集を指してこの用語を用いたのであり、特定の種類の図を指すものではなかった。[ 19 ]
- フローレンス・ナイチンゲール著「東部における軍隊の死亡原因の図」
リングチャート、サンバーストチャート、マルチレベル円グラフ
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リングチャート（サンバーストチャート、マルチレベル円グラフとも呼ばれる）は、階層的なデータを同心円で視覚化するために用いられます。[ 20 ]中央の円はルートノードを表し、階層は中心から外側に向かって広がります。内側の円のセグメントは、親セグメントの角度範囲内にある外側の円のセグメントと階層的な関係を持ちます。[ 21 ]
円グラフ
極座標面グラフのバリエーションとして、ドロール・フェイテルソンが考案した円グラフがあります。[ 22 ] このデザインでは、通常の円グラフを修正した極座標面グラフに重ねて、2 つの関連データ セットを比較できます。ベースとなる円グラフでは、最初のデータ セットを通常の方法で、異なるスライス サイズで表します。2 つ目のセットは、重ね合わせた極座標面グラフで表され、ベースと同じ角度を使用し、データに合うように半径を調整します。たとえば、ベースとなる円グラフで人口の年齢層と性別の分布を示し、その上に交通事故死傷者におけるそれらのグループの代表性を重ね合わせることができます。特に事故に巻き込まれやすい年齢層と性別のグループは、元の円グラフからはみ出したスライスとして目立つようになります。
スクエアチャート/ワッフルチャート
スクエアチャート（ワッフルチャートとも呼ばれる）は、円グラフの一種で、パーセンテージを表す際に円ではなく正方形を使用します。基本的な円形円グラフと同様に、スクエアチャートは各パーセンテージを合計100%から算出します。多くの場合、10×10のグリッドで構成され、各セルは1%を表します。スクエアチャートという名前とは異なり、正方形の代わりに円、ピクトグラム（人物など）、その他の図形が使用されることもあります。スクエアチャートの大きな利点の一つは、従来の円グラフでは見づらい小さなパーセンテージを容易に表現できることです。[ 23 ]
例
以下の例のグラフは、2004年の欧州議会選挙の暫定結果に基づいています。表には、各政党グループに割り当てられた議席数と、各グループが占める議席数の割合（導出値）が記載されています。最後の列の値は、各セクターの中心角（導出値）で、この割合を360度で割ることで算出されます。
*四捨五入のため、合計は 100 と 360 になりません。 |  |
各中心角の大きさは、対応する数量（ここでは議席数）の大きさに比例します。中心角の合計は360°でなければならないため、総議席数に対する割合Qとなる数量の中心角は360° Qとなります。この例では、最大政党（欧州人民党（EPP））の中心角は135.7°です。これは、0.377を360倍し、小数点第1位を四捨五入すると135.7となるためです。
使用と有効性
円グラフの欠点は、視覚的な情報（「スライス」）とそれが表すデータ（通常はパーセンテージ）を分離しなければ、数個以上の値を表示できないことです。スライスが小さくなりすぎると、読者が理解できるように色、テクスチャ、矢印などに頼らざるを得なくなります。そのため、大量のデータには適していません。また、円グラフは、より柔軟な棒グラフと比較して、ページ上で多くのスペースを占めます。棒グラフは、凡例を別途表示する必要がなく、平均値や目標値などの他の値を同時に表示できます。[ 7 ]
統計学者は一般的に円グラフを情報表示方法として適切ではないと考えており、科学文献ではあまり使用されていません。その理由の一つは、長さではなく面積が使用される場合、また異なる項目が異なる形で示される場合、グラフ内の項目の大きさの比較が困難になることです。[ 24 ]
さらに、 AT&Tベル研究所で行われた研究では、角度による比較は長さによる比較よりも正確性が低いことが示されました。ほとんどの被験者は円グラフのスライスを大きさで並べるのが困難ですが、同等の棒グラフを使用すると比較がはるかに容易になります。[ 25 ]同様に、データセット間の比較も棒グラフを使用すると容易になります。しかし、特定のカテゴリ（円グラフの一部）と合計（円グラフ全体）を1つのグラフで比較することが目的で、その倍数が25%または50%に近い場合は、円グラフの方が棒グラフよりも効果的であることがよくあります。[ 26 ] [ 9 ]
多くのセクションがある円グラフでは、複数の値が同じ色または類似の色で表され、解釈が困難になる場合があります。
ヨーロッパ視覚化会議で発表されたいくつかの研究では、いくつかの円グラフ形式の相対的な精度を分析し、[ 27 ] [ 28 ] [ 23 ]、円グラフとドーナツグラフは読み取り時に同様のエラーレベルを生み出し、正方形の円グラフが最も正確な読み取りを提供するという結論に達しました。[ 29 ]
参照
参考文献
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- ^クリーブランド、262ページ
- ^ウィルキンソン、23ページ。
- ^タフテ、178ページ。
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- ^ a b cスティーブン・フュー「Save the Pies for Dessert」 2007年8月、2010年2月2日閲覧
- ^スティーブ・フェントン「円グラフは悪い」
- ^ a bイアン・スペンス、ステファン・レワンドウスキー（1991年1月1日）「割合とパーセンテージの表示」応用認知心理学5 ( 1): 61–77 . doi : 10.1002/acp.2350050106 .
- ^ 「主題地図作成、統計グラフィックス、データ視覚化の歴史におけるマイルストーン」www.datavis.ca。
- ^パルスキー、144～145ページ
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- ^ a b Kai-Uwe Brock, Juergen (2016-12-21).データデザイン - 定性的・定量的情報の視覚的表示. Coansulting Press.
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- ^ Skau, Drew; Kosara, Robert (2016). 「円弧、角度、または領域：円グラフとドーナツグラフにおける個々のデータのエンコーディング」EuroVis .
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さらに読む
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- フレンドリー、マイケル.「統計グラフィックスの黄金時代」統計科学、第23巻、第4号（2008年）、502-535
- グッド、フィリップ・I.、ハーディン、ジェームズ・W. 『統計におけるよくある誤りとその回避方法』ワイリー、2003年、ISBN 0-471-46068-0。
- ゲリー、A.-M. （1829年）。さまざまな臨床検査表は、生理学的な現象と、王室の王室の観察結果と、最新の統計とを比較します。Annales d'Hygiène Publique et de Médecine Legale、1 :228-。
- ハリス、ロバート・L. (1999). 『インフォメーショングラフィックス：図解解説書』オックスフォード大学出版局. ISBN 0-19-513532-6。
- リマ、マヌエル. 「人間が円グラフを愛する理由：歴史的・進化的視点」Noteworthy誌、2018年7月23日
- パルスキー・ジル。地図とカルト: 19 世紀の定量的な地図作成。パリ: 歴史と科学の委員会、1996。ISBN 2-7355-0336-4。
- プレイフェア、ウィリアム、商業および政治地図帳と統計書、ケンブリッジ大学出版局（2005年）ISBN 0-521-85554-3。
- スペンス、イアン.謙虚なパイはなし：統計チャートの起源と使用法.教育行動統計ジャーナル. 2005年冬, 30 (4), 353–368.
- タフテ、エドワード.定量情報の視覚的表示. グラフィックス・プレス, 2001. ISBN 0-9613921-4-2。
- ヴァン・ベル、ジェラルド『統計的経験則』ワイリー社、2002年、ISBN 0-471-40227-3。
- ウィルキンソン、リーランド. 『グラフィックスの文法』第2版. Springer, 2005. ISBN 0-387-24544-8。
外部リンク
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