WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |
В. В. Артюхин, канд. экон. наук, доцент, ведущий научный сотрудник ВНИИ ГОЧС МЧС России, член Экспертного совета МОО «Информация для всех» Статистическая графика и инфографика: меньше, чем требуется, больше, чем нужно, и другие проблемы Работа посвящена информационной графике, а точнее, одной из ее разновидностей – графике статистической: удачным образчикам из истории и современному этапу ее развития.

Рассмотрены фундаментальные ошибки, которые авторы совершают при проектировании графических представлений числовой информации, некоторые возможные критерии оценки изображений, а также обоснована целесообразность разработки методики оценки качества статистической графики и предложен подход к такой разработке.

Введение В отличие от компьютера, человеку сложно запоминать и обрабатывать большие объемы однотипных данных. Идет ли речь о цифрах, высказываниях, фамилиях людей или географических названиях, объем человеческой памяти и способности к манипуляциям с нею в значительной мере ограничены. Обработка и манипулирование также сильно осложняются, если предлагаемая к рассмотрению ситуация необычна, сложна по числу факторов или в задаче имеются «подводные камни». Свидетельством этому выступают многочисленные задачи «на сообразительность», часто имеющие строго логическое решение. В пример можно привести «Задачу о двух математиках» [1]. В условии этой задачи фигурирует единственное точное число – произведение возрастов. Кроме того, фигурирует несколько фактов, которые, на первый взгляд, ничего не уточняют, поскольку не являются числами. И, тем не менее, задача имеет единственный правильный ответ, который становится очевиден, если решающий задачу учтет все факты (или высказывания).

С другой стороны, даже оперируя небольшими объемами исходных данных, человек способен попасть в ловушку, в которую компьютер попасть не может в принципе – речь идет о влиянии интуиции на восприятие. В случае с подбрасыванием монеты люди зачастую правильно определяют вероятности каждого из двух возможных исходов просто интуитивно (хотя далеко не все понимают, что эти вероятности не зависят от числа подбрасываний). Интуитивно, «на глазок» производится (и притом чаще всего правильно) и оценка скоростей движущихся автомобилей при переходе улицы по пешеходному переходу. Интуиция часто помогает там, где пасуют чистые память, опыт, навык или логика (еще 10 лет назад исследования когнитивных психологов, специализирующихся в исследованиях познавательных процессов показали, что никто не знает, как решать проблему, пока она не решена [2] – существует некий момент «озарения», который трудно уловить и который невозможно точно определить). Однако существует множество случаев, когда интуитивная оценка или ответ на некий вопрос могут значительно расходиться с реальным положением дел (это демонстрируют, например, «Задача о днях рождения» или «Парадокс Монти Холла» [3]).

Для представления информации, требующей усвоения, оценки, манипуляции, но слишком сложной «в сыром виде» для человеческого сознания по структуре, природе или объему, люди с древних времен использовали рисунки и чертежи, хотя отдельные стили и термины – «статистическая графика», «инфографика» появились сравнительно недавно. Грамотно разработанное произведение, содержащее текст, графику и цифры, способно отразить и структуру исходной информации, и динамику изменения показателей, и тренды, и экстремумы, и многие другие ее свойства, причем сделать это ясно, эффективно и точно.

Значение терминов и исторические вехи «Информационная графика» – это изображение, которое помимо возможной художественной, эстетической ценности несет в себе некие сведения и в первую очередь для этого предназначена. Карта местности – это информационная графика, а карты люди начали составлять за несколько тысячелетий до изобретения письменности. Точно также информационной графикой можно назвать и любой чертеж, и схему метрополитена1, а вот та же схема с обозначением объема пассажиропотока или карта мира с обозначенной для каждой страны или региона численностью населения – это еще и статистическая графика. Именно «статистическая графика», то есть изображения, являющиеся формой представления результатов анализа неких чисел, является предметом данной статьи. В качестве синонима статистической графики в работе будет также применяться и термин «диаграмма». Термин «научная графика» слишком широк, ведь чертеж самолета или схема некоего процесса – это тоже изображения, где могут присутствовать цифры. То же можно сказать и об «информационной графике», которой мы будем касаться, но к которой относятся в частности и дорожные указатели, не содержащие ни одной цифры («Налево», «Администратор за углом», «Только прямо», «WC» и т. д.). Подробный обзор типологии видов информационной графики, основных функций, принципов формирования и применения можно найти, например, в работе [4].

Нет ни необходимости, ни возможности излагать всю историю развития и теорию статистической графики в данной работе, но полезно рассмотреть несколько исторических фактов:

• Первые столбчатые, линейчатые и круговые диаграммы были представлены в книгах «Коммерческий и политический атлас» (1786) и «Статистический конспект» (1801) Уильяма Плейфера (Рис. 1). Причем, можно проследить эволюцию указанных элементов: в ранних работах Плейфера они вычурные и цветастые, но со временем он приходит к выводу, что главное – это данные, и диаграммы становятся более сдержанными и более ясными.

Известный всем пример хорошей информационной графики, причем динамической, являют собой обыкновенные часы с циферблатом: часы, секунды и минуты отображаются на одной шкале при помощи трех стрелок разного вида.

Рис. 1. Статистическая графика Плейфера: торговый баланс (вверху) и одна из первых круговых диаграмм (внизу) [5] • В 1861 году Чарльз Минар создал изображение, отражающее ход наступления Наполеона на Москву (и отступления из нее). На двумерном изображении отражено множество показателей:

численность армии на разных этапах наступления и отступления (один миллиметр ширины оригинала соответствует 10 000 человек), направление перемещения войск (светлая полоса – движение к Москве, черная – от Москвы), географические наименования, температура воздуха на этапе отступления (соответственно, читать отметки нужно справа налево, температура измеряется в градусах ниже точки замерзания воды по шкале Реомюра, 1 ° R = 1,25 ° С). Все эти показатели синхронизированы между собой и интегрированы в единое представление (Рис. 2).

Рис. 2. Чарльз Минар. Наступление Наполеона на Москву [6] • 31 августа 1854 года в центральном Лондоне, вблизи Броад Стрит разразилась эпидемия холеры. Джон Сноу, который исследовал эту эпидемию, заключил, что виной всему является зараженный источник воды. Доступ к источнику был закрыт, и эпидемия вскоре прекратилась.

Все это могло бы показаться вполне банальным, если бы не два «но»:

o в те времена еще не было известно, что холерой можно заразиться от воды – бытовало несколько точек зрения, господствующей из которых была та, согласно которой причиной заболевания холерой и некоторыми другими болезнями был некий «плохой», «грязный» воздух («миазма»);

o графика, которую в то время использовали ученые в ходе исследования эпидемий, в основном отражала изменения числа заболевших и умерших от болезни во времени, что никак не помогало установить источник заразы.

Сноу решил, что нет ни одного агента, ничего, связывающего заболевших в районе Броад стрит, кроме источника воды. Решил он так не на пустом месте – он нанес штрихи, соответствующие заболевшим в каждом из домов в районе Броад стрит, на карту (Рис. 3).

Дальнейшее исследование показало, что заболевшие люди, проживавшие далеко от зараженного источника воды, либо гостили у своих родственников, проживавших вблизи оного, либо традиционно посылали за водой из этого источника, потому что им нравился вкус именно этой воды. Еще интереснее, что из работников пивоварни, располагавшейся недалеко от помпы, не заболел никто. Расспросы показали, что вода для производства пива бралась из колодца на самой пивоварне, а работникам разрешалось выпивать некоторое количество пива в течение дня (со слов владельца предприятия, воды они вообще не пили).

У Сноу была идея, которая обернулась простой и блестящей, плоской по форме, но не по сути, графикой и подтвердила теорию. История этой эпидемии холеры и победы над ней, обеспеченной, в частности, графическим материалом, вообще заслуживает подробного изучения дизайнерами, журналистами, аналитиками и учеными, активно использующими графику в своей работе.

Рис. 3. Карта Джона Сноу с обозначением заболевших холерой в каждом доме в районе Броад Стрит Лондона [7] При взгляде на хорошую информационную графику, созданную в любой исторический период, всегда понятно, зачем она создана, а хорошая статистическая графика, помимо этого, всегда отвечает на вопрос: в сравнении с чем Иными словами, если в информационной графике имеются цифры, должно быть понятно, что с чем сравнивается и с какой целью [8, 9]. Эти традиционные вопросы остались актуальными и в XX, и в XXI веках, но новое время в силу неудержимости технического прогресса наложило свой отпечаток на развитие информационной и в частности статистической графики и поставило перед ее разработчиками новые вопросы.

До середины XX века диаграммы в основном создавались с помощью письменных принадлежностей. Создание графического представления данных вручную – это в любом случае процесс значительно более трудоемкий, чем, скажем, написание текста, поэтому авторам приходилось крепко подумать, что и как отображать. В результате этих умственных и физических мучений, через которые ученые вынуждены были проходить каждый раз при необходимости отобразить новые данные, на свет появлялись шедевры, примеры которых приведены в предыдущем разделе.

Распространение компьютеров и механизированной обработки данных внесло свои коррективы. Компьютеры отлично подходят не только для хранения больших объемов информации, но и для их обработки. Причем, загрузив в компьютер некоторую функцию или шаблон вычислений единожды, можно в дальнейшем многократно применять его к разным наборам данных. В какой-то момент кто-то решил (впрочем, небезосновательно), что и процесс создания статистической графики, можно автоматизировать подобным же образом – с помощью шаблонов (например, имеющихся в программе Microsoft Excel). Во многих случаях подобный подход оправдан, но он имеет один фундаментальный недостаток: создание диаграммы с помощью программного шаблона предполагает определенную форму и структуру исходной информации, но не предъявляет никаких требований к смыслу этой информации, наличию или отсутствию взаимосвязей между рядами данных, а также к непосредственной цели создания графического представления (что должен увидеть, выделить смотрящий на изображение, по мнению автора последнего, за что должен цепляться глаз наблюдателя, что должно вызывать вопросы, а что служить доказательством сказанного).

Использование формата и структуры информации в качестве единственных метаданных для построения графических представлений привело к тому, что на основании одного и того же набора данных можно построить десятки типов диаграмм, хотя совершенно очевидно, что все они не могут быть одинаково эффективными в качестве средства коммуникации в каждом конкретном случае (порой они бывают совершенно неадекватными): круговая диаграмма не показывает динамику, обычная столбчатая не показывает структуру данных, а если на графике всего 3 или менее позиций, то лучше представить их в форме таблицы или просто цифрами в тексте.

Компьютеры не обязаны задумываться над смыслом производимых действий, они не умеют этого делать и не для этого предназначены, но проблема не в этом. Проблема в том, что и люди привыкли создавать графику, в том числе для научных отчетов и статей, без учета контекста решаемой задачи. В результате часто получаются картинки, годные разве что для забивания места на слайдах презентаций (Рис. 4), а не для облегчения восприятия информации, для чего графика, вообще-то, в первую очередь и предназначена.

Рис. 4. Примеры неудачно составленных диаграмм: практически нулевая информативность (вверху) и сравнение несопоставимых показателей (внизу) Выбор эффективной формы представления данных – это одна из сложнейших задач анализа, и ее важность сложно переоценить в особенности там, где речь идет о рисках (чистых рисках, природных и техногенных рисках). Рассмотрим один исторический пример того, как эффективное графическое представление данных могло помешать страшнейшей катастрофе, но, увы, просто не было разработано.

«Челленджер» (англ. "Challenger", «Бросающий вызов») — многоразовый транспортный космический корабль (англ. Space Shuttle, космический челнок), переданный в эксплуатацию Национальному управлению по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США (НАСА) в июле 1982 года, совершил свой первый полет 4 апреля 1983 года. В общей сложности «Челленджер» выполнил 9 успешных миссий. Последний старт челнока был запланирован на утро января 1986 года, затем запуск перенесли на два часа дня из-за того, что были найдены мелкие поломки, которые устраняли инженеры. Телевидение вело прямую трансляцию с мыса Канаверал.

Чтобы заполнить паузу, вызванную ремонтом корабля, ведущий рассказывал об истории программы «Космический челнок», предсказывая новому чуду ракетной техники большое будущее. За стартом «Челленджера» наблюдали миллионы зрителей по всему миру. На 73-й секунде полёта, на высоте км произошёл отрыв левого твердотопливного ускорителя от одного из двух креплений.

Провернувшись вокруг второго, ускоритель пробил основной топливный бак. Из-за нарушения симметрии тяги и сопротивления воздуха корабль отклонился от оси и был разрушен аэродинамическими силами. Как потом выяснилось, астронавты были ещё живы, так как носовую часть, где они находились, просто оторвало от остальной части корабля. Они сразу же поспешили надеть кислородные маски, но в результате падения с 20 км высоты и колоссальной силы (перегрузки около 200 G) удара о воду все семеро находившихся на борту астронавтов (в том числе и первый астронавт-непрофессионал – бывшая учительница Криста МакОлифф, которая выиграла общенациональный конкурс на право лететь в космос, организованный по инициативе президента США Рональда Рейгана) погибли.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.