¿Qué es un esquema spline?

Un esquema spline es un gráfico de líneas que utiliza curvas en lugar de líneas rectas. Está diseñado para enfatizar las tendencias en los datos durante un período de tiempo, pero de una manera más fluida y gradual que un gráfico de líneas. Los esquemas spline son una forma clara y fácil de proporcionar una representación gráfica de una o más variables dependientes del tiempo.

En matemáticas, un spline es una curva formada por dos o más curvas polinómicas que se unen. Las curvas llevan el nombre de un eje estriado utilizado en la construcción de barcos, que es una tira curva de madera que se pega en una costura, frecuentemente para reparar un tablón agrietado. I. J. Schoenberg ideó y nombró en la década de 1940 los splines matemáticos.

Actualmente, los splines se utilizan de múltiples maneras, especialmente para sistemas de diseño asistido por ordenador (CAD). Pero en el caso de los esquemas spline, en su forma más simple son curvas, que se usan en un gráfico en lugar de una línea recta.

¿Por qué usar un esquema spline?

Básicamente, se utiliza un esquema spline debido a que parece más fluido que un gráfico de líneas normal. Tiene una curva de aspecto natural y es bastante agradable estéticamente. Los esquemas spline se pueden usar para trazar datos que sugerirán cambios uniformes y graduales, como un gráfico del ciclo de vida del producto o un gráfico de impulso-respuesta. Un esquema spline es ideal en dos escenarios principales.

Seguimiento de una variable dependiente del tiempo

Casi cualquier cosa que necesite un seguimiento a lo largo del tiempo puede usar un esquema spline. Trace el tiempo a lo largo del eje X y la variable de interés en el eje Y para mostrar claramente un recorrido. Los esquemas spline se pueden usar en casi cualquier industria: comercio minorista, ciencias sociales, fabricación y otros campos.

Si necesita un gráfico que sugiera cambios uniformes y graduales siguiendo una tendencia a lo largo del tiempo, los esquemas spline resultan perfectos. En tiempo real, la mayoría de las acciones no suceden inmediatamente, y los gráficos de línea recta podrían sugerir que es así. Un esquema spline es mucho más preciso al sugerir una situación fluida y natural.

Encontrar y comparar patrones

Tener varias líneas en un gráfico permite a los espectadores ver fácilmente las diferencias entre las variables relacionadas e identificar patrones. Un ejemplo de esto son las ventas de productos electrónicos a lo largo del tiempo en diferentes sucursales. Cada sucursal tendrá su propio spline, lo que facilitará la visualización de patrones, como las variaciones estacionales y las diferencias entre sucursales.

Mientras que un gráfico de líneas trazará estas ventas como una cierta cantidad en dólares alcanzada en un determinado día del mes, un esquema spline dará la sensación de que las ventas ocurrieron gradualmente durante el mes. Esto es mucho más real, ya que las ventas no ocurrirán repentinamente en un día.

Mejores prácticas al crear un esquema spline

Existe una serie de prácticas estándares a seguir para crear un esquema spline efectivo y claro:

• Tenga un título claro para que las personas sepan lo que muestra el gráfico
• Ejes X e Y etiquetados claramente
• Los ejes comienzan en cero
• La escala es regular y uniforme
• Utilice marcadores para trazar los valores exactos por los que pasa la curva
• Elija cómo desea que se “suavice” la línea
• Utilice una estrategia que no tergiverse los datos

Si se siguen todas las prácticas básicas, el esquema spline será preciso, claro y adecuadamente representado. Esto es importante, ya que el uso de curvas podría distorsionar la información.

Ventajas de un esquema spline

Apariencia atractiva

Las curvas del esquema spline no se parecen a ningún otro tipo de gráfico y son de naturaleza fluida. Ofrecen un nivel de estética que normalmente no se encuentra en los gráficos y también crean una sensación natural.

Dar la impresión de cambio gradual

Las curvas dan la sensación de que hubo un cambio paulatino en el tiempo, más que un cambio instantáneo, lo cual es ideal cuando se traza algo como los niveles de erosión de un río, el crecimiento estacional de plantas o cualquier otro aspecto basado en la naturaleza.

Desventajas de un esquema spline

Puede estar desordenado

Un esquema multispline podría estar desordenado y resultar confuso. Demasiadas variables hacen que sea difícil observar patrones y diferencias, lo cual no tiene sentido en el esquema completo.

Solución

Hágalo simple. Si hay más de cuatro variables, considere otro tipo de gráfico.

Las curvas dan la impresión de flexibilidad y pueden resultar engañosas

Los esquemas spline son, por su naturaleza, de apariencia fluida. Si bien todas las mismas medidas se trazan como un gráfico de líneas, los esquemas spline utilizan curvas para unir estos puntos y dar una impresión de fluidez. Por lo general, esto no es lo que usted desea proyectar. Sin embargo, si el gráfico mide los flujos de agua, el clima u otras variables que son flexibles, entonces un esquema spline podría ser excepcionalmente preciso.

Solución

Si se requieren elementos medibles, exactitud y orden, entonces un esquema spline no es la mejor opción. En su lugar, pruebe con un gráfico de líneas normal.

Variaciones a un esquema spline

Gráfico de área spline

Al igual que un gráfico de área de línea, los gráficos de área spline representan un área en lugar de tener una sola línea. El área mapeada está coloreada, ya sea con un color sólido si existe una variable o translúcido si existen múltiples variables. Estos gráficos de áreas spline pueden parecerse a montañas o ríos y, frecuentemente, se usan en geografía para ilustrar conceptos naturales o explicar fenómenos naturales.

Esquema spline múltiple

En lugar de tener una línea fluida que represente el cambio en una variable a lo largo del tiempo, un esquema spline múltiple puede representar gráficamente una serie de variables. Todas deben estar relacionadas y mapeadas en la misma escala, y esto podría resultar excelente para mostrar comparaciones. Tenga en cuenta que varios esquemas spline pueden mostrarse abarrotados y resultar confusos si se incluyen demasiadas variables.

Gráfico de área spline de rango

Los gráficos de área spline de rango muestran dos variables estrechamente relacionadas asignadas en el mismo gráfico. El espacio entre ellos está sombreado y se asemeja a un río. Frecuentemente, mostrará la parte superior e inferior de un rango, como las temperaturas máximas y mínimas en un lugar durante un año o las lecturas de presión arterial durante un día.

Gráfico de áreas spline apiladas

Los gráficos de áreas spline apiladas permiten al espectador ver las fluctuaciones de las variables relacionadas, todo al mismo tiempo. Están diseñados para mostrar cambios en los datos cualitativos a lo largo del tiempo. Son diferentes de un gráfico de área spline en que las variables de datos están más relacionadas y tienden a reflejar el mismo patrón.

Alternativas a un esquema spline

Gráfico de líneas

El gráfico de líneas clásico es la alternativa obvia a los esquemas spline. Exactamente los mismos principios, pero con líneas rectas, lo cual evitará el problema de que las curvas hagan que las figuras parezcan más fluidas y flexibles.

Gráfico de áreas

El gráfico de áreas y todas sus variaciones se pueden utilizar en lugar de un gráfico de áreas spline o un gráfico de áreas de rango. Estos son similares a todos los esquemas spline, salvo que las líneas son rectas y no curvas ni uniformes. Se aplican exactamente los mismos principios, pero producen gráficos de apariencia menos fluida.

Futuro de los esquemas spline

El uso de esquemas spline es extremadamente limitado. Esto se debe en gran parte a su propensión a distorsionar los datos. El uso de curvas no es adecuado para todo tipo de datos. Por lo general, se prefieren los gráficos lineales, aunque el uso de puntos a lo largo de la curva en ubicaciones precisas ayudará a evitar confusiones o datos engañosos.