Che cos'è un grafico spline?

Un grafico spline è un grafico a linee che utilizza curve invece di linee rette. È progettato per evidenziare le tendenze dei dati in un periodo di tempo, ma in modo più regolare e graduale rispetto a un grafico a linee. I grafici spline sono un modo chiaro e semplice per fornire una rappresentazione grafica di una o più variabili dipendenti dal tempo.

In matematica, una spline è una curva composta da due o più curve polinomiali unite tra loro. Le curve prendono il nome da una spline utilizzata nelle costruzioni navali, ovvero una striscia curva di legno che viene incollata in una giuntura, spesso per riparare un'asse incrinata. I. J. Schoenberg scoprì e diede il nome alle spline matematiche negli anni '40 del secolo scorso.

Le spline sono ormai utilizzate in molti modi, soprattutto nei sistemi di progettazione assistita da computer (CAD). Nel caso dei grafici spline, nella loro forma più semplice si tratta di curve che vengono utilizzate in un grafico al posto di una linea retta.

Perché utilizzare un grafico spline?

In pratica, si utilizza un grafico spline perché ha un aspetto più fluido di un normale grafico a linee. Ha una curva dall'aspetto naturale ed è piuttosto gradevole dal punto di vista estetico. I grafici spline possono essere utilizzati per riportare dati che devono suggerire cambiamenti graduali e uniformi, come ad esempio un grafico del ciclo di vita di un prodotto o un grafico della risposta impulsiva. Un grafico spline è ideale in due scenari principali.

Seguire una variabile dipendente dal tempo

Quasi tutto ciò che deve essere tracciato nel tempo può utilizzare un grafico spline. Tracciate il tempo lungo l'asse X e la variabile di interesse sull'asse Y per mostrare chiaramente un percorso. I grafici spline possono essere utilizzati in quasi tutti i settori: commercio al dettaglio, scienze sociali, produzione e altro ancora.

Se avete bisogno di un grafico che suggerisca cambiamenti graduali e uniformi e che segua una tendenza nel tempo, i grafici spline sono perfetti. Nella vita, la maggior parte delle azioni non avviene immediatamente e i grafici a linea retta possono far pensare che sia così. Un grafico spline è molto più preciso nel suggerire una situazione fluida e naturale.

Trovare e confrontare i modelli

La presenza di più linee su un grafico permette all'osservatore di vedere facilmente le differenze tra variabili correlate e di identificare i modelli. Un esempio di questo tipo è rappresentato dalle vendite di elettronica nel tempo in una serie di filiali diverse. Ogni filiale avrà la sua spline, rendendo più facile osservare modelli come le variazioni stagionali e le differenze tra le filiali.

Mentre un grafico a linee traccia queste vendite come un certo importo in Euro raggiunto in un certo giorno del mese, un grafico spline dà più l'impressione che le vendite si siano verificate gradualmente nel corso del mese. Ciò è molto più fedele alla realtà, poiché le vendite non si verificano all'improvviso in un solo giorno.

Migliori pratiche per la creazione di un grafico spline

Esiste una serie di pratiche standard da seguire per creare un grafico spline efficace e chiaro:

• Avere un titolo chiaro, in modo che le persone sappiano cosa sta visualizzando il grafico.
• Assi X e Y etichettati in modo chiaro.
• Gli assi partono da zero.
• La scala è regolare e uniforme.
• Utilizzare i marcatori per tracciare i valori esatti che la curva attraversa.
• Scegliere il modo in cui si desidera che la linea venga "smussata".
• Utilizzare una strategia che non travisi i dati.

Se si seguono tutte le pratiche di base, il grafico spline sarà accurato, chiaro e ben rappresentato. Questo è importante perché l'uso delle curve può distorcere le informazioni.

Vantaggi di un grafico spline

Aspetto piacevole

Le curve del grafico spline sono diverse da qualsiasi altro tipo di grafico e sono di natura fluida. Offrono un livello di estetica che di solito non si trova nei grafici e creano una sensazione di naturalezza.

Dà l'impressione di un cambiamento graduale

Le curve danno la sensazione di un cambiamento graduale nel tempo, piuttosto che di un cambiamento istantaneo. È l'ideale per tracciare qualcosa come i livelli di erosione di un fiume, la crescita stagionale delle piante o altro legato alla natura.

Svantaggi di un grafico spline

Può essere caotico

Un grafico multi-spline può risultare caotico e confuso. Un numero eccessivo di variabili rende difficile vedere i modelli e le differenze, perdendo di vista lo scopo del grafico.

La soluzione

Mantenete la semplicità. Se le variabili sono più di quattro, considerate un altro tipo di grafico.

Le curve danno un'impressione di flessibilità e possono essere ingannevoli

I grafici spline hanno, per loro natura, un aspetto fluido. Mentre tutte le stesse misure sono tracciate come in un grafico a linee, i grafici spline utilizzano curve per unire i punti e dare un'impressione di fluidità. In genere, questa non è l'impressione che si vuole dare. Tuttavia, se il grafico misura i flussi d'acqua, il tempo atmosferico o altre variabili flessibili, un grafico spline potrebbe essere eccezionalmente preciso.

La soluzione

Se si richiedono misurazioni, esattezza e ordine, il grafico spline non è l'opzione migliore. Provate invece un normale grafico a linee.

Variazioni di un grafico spline

Grafico ad area spline

Molto simili ai grafici ad area a linee, i grafici ad area spline mappano un'area invece di avere una singola linea. L'area mappata è colorata con un colore pieno se è presente una sola variabile o traslucido se vi sono più variabili. Questi grafici ad area spline possono assomigliare a montagne o fiumi e sono spesso utilizzati in geografia per illustrare concetti naturali o spiegare fenomeni naturali.

Grafico spline multiplo

Invece di avere una linea fluida che rappresenta la variazione di una variabile nel tempo, un grafico a spline multiplo può rappresentare una serie di variabili. Anche se tutte devono essere correlate e mappate sulla stessa scala, questa soluzione può essere eccellente per mostrare i confronti. Tenete presente che i grafici spline multipli possono diventare affollati e confusi se vengono incluse troppe variabili.

Grafico ad area spline di intervallo

I grafici ad area spline di intervallo mostrano due variabili strettamente correlate mappate sullo stesso grafico. Lo spazio tra di esse è ombreggiato e ricorda un fiume. Spesso mostrano la parte superiore e inferiore di un intervallo, come le temperature massime e minime di una località nell'arco di un anno o i valori della pressione sanguigna nell'arco di un giorno.

Grafico ad area spline impilato

I grafici ad area spline impilati consentono all'osservatore di vedere le fluttuazioni di variabili correlate, tutte allo stesso tempo. Sono progettati per mostrare i cambiamenti dei dati qualitativi nel tempo. Sono diversi dai grafici ad area spline in quanto le variabili dei dati sono più correlate e tendono a rispecchiare lo stesso modello.

Alternative al grafico spline

Grafico a linee

Il classico grafico a linee è l'ovvia alternativa ai grafici spline. Esattamente gli stessi principi, ma con linee rette. In questo modo si evita il problema delle curve che fanno sembrare le figure più fluide e flessibili.

Grafico ad area

Il grafico ad area, e tutte le sue varianti, possono essere utilizzati al posto di un grafico ad area spline o di un grafico ad area di intervallo. Sono simili a tutti i grafici spline, tranne per il fatto che le linee sono diritte e non curve o smussate. Si applicano gli stessi principi, ma producono grafici dall'aspetto meno fluido.

Il futuro dei grafici spline

L'uso dei grafici spline è estremamente limitato. Ciò è dovuto in gran parte alla loro propensione a distorcere i dati. L'uso delle curve non è adatto a tutti i tipi di dati. In generale, si preferiscono i grafici a linee, anche se l'uso di punti lungo la curva in zone precise può aiutare a evitare confusione o dati fuorvianti.