O que é um gráfico de spline?

Um gráfico de spline é um gráfico de linhas que usa curvas em vez de linhas retas. Ele foi projetado para enfatizar tendências de dados ao longo de um período de tempo, mas de maneira mais suave e gradual do que um gráfico de linhas. Os gráficos de spline são uma maneira clara e fácil de fornecer uma representação gráfica de uma ou mais variáveis dependentes do tempo.

Em matemática, um spline é uma curva composta de duas ou mais curvas polinomiais que são unidas. As curvas têm o nome de um spline usado na construção naval, que é uma tira curva de madeira colada em uma junção, geralmente para reparar uma prancha rachada. I.J. Schoenberg descobriu e nomeou splines matemáticas na década de 1940.

Splines são usadas de várias maneiras agora, especialmente para sistemas de desenho assistido por computador (CAD). Mas no caso de gráficos spline, em sua forma mais simples são curvas, que são usadas em um gráfico ao invés de uma linha reta.

Por que usar um gráfico de spline?

Basicamente, um gráfico de spline é usado porque parece mais fluido do que um gráfico de linhas normal. Tem uma curva de aparência natural e agradável. Os gráficos de spline podem ser usados para plotar dados que precisam sugerir mudanças suaves e graduais, como um gráfico de ciclo de vida do produto ou um gráfico de resposta ao impulso. Um gráfico de spline é ideal em dois cenários principais.

Para seguir uma variável dependente do tempo

Quase tudo que precisa de rastreamento ao longo do tempo pode usar um gráfico de spline. Plote o tempo ao longo do eixo X e a variável de interesse no eixo Y para mostrar uma jornada de forma clara. Os gráficos de spline podem ser usados em quase todos os setores: varejo, ciências sociais, manufatura e muito mais.

Se você precisa de um gráfico que sugira mudanças suaves e graduais e acompanhe uma tendência ao longo do tempo, os gráficos de spline são perfeitos. Na vida, a maioria das ações não acontece imediatamente, e os gráficos de linhas retas podem sugerir que sim. Um gráfico de spline é muito mais preciso ao sugerir uma situação fluida e natural.

Para encontrar e comparar padrões

Ter várias linhas em um gráfico permite que os visualizadores vejam facilmente as diferenças entre as variáveis relacionadas e identifiquem padrões. Um exemplo disso são as vendas de eletrônicos ao longo do tempo em vários ramos diferentes. Cada ramificação terá sua própria spline, facilitando a visualização de padrões, como variações sazonais e diferenças entre ramificações.

Enquanto um gráfico de linhas plotará essas vendas como um determinado valor em dólares alcançado em um determinado dia do mês, um gráfico de spline dá mais uma impressão de que as vendas ocorreram gradualmente ao longo do mês. Isso é muito mais realista, pois as vendas não acontecerão de repente em um dia.

Práticas recomendadas ao criar um gráfico de spline

Há uma série de práticas padrão a serem seguidas para criar um gráfico de spline eficaz e claro:

• Tenha um título claro para que as pessoas saibam o que o gráfico está exibindo
• Eixos X e Y rotulados claramente
• Os eixos começam em zero
• A escala é regular e uniforme
• Use marcadores para traçar os valores exatos pelos quais a curva passa
• Escolha como você quer que a linha seja “suavizada”
• Use uma estratégia que não deturpe os dados

Se todas as práticas básicas forem seguidas, o gráfico de spline será necessário, claro e bem representado. Isso é importante, pois o uso de curvas pode distorcer as informações.

Vantagens de um gráfico de spline

Aparência atraente

As curvas do gráfico de spline são diferentes de qualquer outro tipo de gráfico e têm natureza fluida. Elas oferecem um nível de estética que normalmente não é encontrado em gráficos e criam uma sensação natural.

A mudança parece gradual

As curvas dão a sensação de que houve uma mudança gradual ao longo do tempo, ao invés de uma mudança instantânea. Isso é ideal ao traçar algo como níveis de erosão de um rio, crescimento de plantas sazonais ou qualquer outra coisa baseada na natureza.

Desvantagens de um gráfico de spline

Pode ser desordenado

Um gráfico com várias splines pode ser desordenado e confuso. Muitas variáveis dificultam a visualização de padrões e diferenças, o que compromete o objetivo do gráfico.

Solução

Mantenha-o simples. Se houver mais de quatro variáveis, considere outro tipo de gráfico.

Curvas dão a impressão de flexibilidade e podem ser enganosas

Os gráficos de spline são, por natureza, de aparência fluida. Enquanto todas as mesmas medidas são plotadas como um gráfico de linhas, os gráficos de spline usam curvas para unir esses pontos para dar uma impressão de fluidez. Geralmente, esta não é uma impressão que você quer dar. No entanto, se o gráfico estiver medindo fluxos de água, clima ou outras variáveis flexíveis, um gráfico de spline poderá ser excepcionalmente preciso.

Solução

Se forem necessários elementos mensuráveis, exatidão e ordem, um gráfico de spline não é a melhor opção. Tente um gráfico de linhas comum.

Variações do gráfico de spline

Gráfico de área de spline

Da mesma forma que um gráfico de área de linha, os gráficos de área de spline mapeiam uma área em vez de ter uma única linha. A área mapeada é colorida, com uma cor sólida se houver uma única variável ou translúcida se houver várias variáveis. Esses gráficos de área de spline podem se assemelhar a montanhas ou rios e são frequentemente usados em geografia para ilustrar conceitos naturais ou explicar fenômenos naturais.

Gráfico de múltiplas splines

Em vez de ter uma única linha fluida representando uma mudança de uma única variável ao longo do tempo, um gráfico de múltiplas splines pode representar graficamente diversas variáveis. Embora todas devam estar relacionadas e mapeadas na mesma escala, isso pode ser excelente para mostrar comparações. Lembre-se de que gráficos de múltiplas splines podem parecer confusos se muitas variáveis forem incluídas.

Gráfico de área de intervalo de spline

Os gráficos de área de intervalo de spline mostram duas variáveis intimamente relacionadas mapeadas no mesmo gráfico. O espaço entre elas é sombreado e lembra um rio. Muitas vezes, ele mostrará o máximo e o mínimo de um intervalo, como temperaturas máximas e mínimas em um local ao longo de um ano ou leituras de pressão arterial ao longo de um dia.

Gráfico de área de spline empilhado

Os gráficos de área de spline empilhados permitem que o visualizador veja flutuações de variáveis relacionadas, tudo ao mesmo tempo. Eles são projetados para mostrar mudanças nos dados qualitativos ao longo do tempo. Eles são diferentes de um gráfico de área de spline, pois as variáveis de dados são mais relacionadas e tendem a espelhar o mesmo padrão.

Alternativas a um gráfico de spline

Gráfico de linhas

O gráfico de linhas clássico é a alternativa óbvia aos gráficos de spline. Ele apresenta exatamente os mesmos princípios, mas com linhas retas. Isso evita o problema em que as curvas fazem as figuras parecerem mais fluidas e flexíveis.

Gráfico de área

O gráfico de área e todas as suas variações podem ser usados no lugar de um gráfico de spline de área ou gráfico de intervalo de área. Eles são semelhantes a todos os gráficos de spline, exceto que as linhas são retas e não curvas ou suavizadas. Os mesmos princípios se aplicam, mas produzem gráficos com aparência menos fluida.

O futuro dos gráficos de spline

O uso de gráficos de spline é extremamente restrito. Isso se deve em grande parte à sua propensão a distorcer dados. O uso de curvas não é adequado para todos os tipos de dados. Em geral, os gráficos de linhas são preferidos, embora o uso de pontos ao longo da curva em locais precisos possa ajudar a evitar confusão ou dados enganosos.