分级统计图的制作方法:日本都道府县数据的分色与分级方式的选择
把人口密度、平均气温、销售额、问卷回答率等各都道府县的数值,用地图颜色深浅来表示的,就是分级统计图(choropleth map,日语叫“階級区分図”)。它比看表格更能一眼传达地区的倾向,但数据选择或分级方式不当,就会给人与事实不符的印象。本文说明粘贴Excel数据制作分级统计图的步骤,用实际数字比较自然断点(Jenks)、分位数、等间距3种分级方式的区别,并讲解级数、颜色和图例的决定方法。
什么是分级统计图
分级统计图是把各地区的数值分成几个级别(等级),每级用不同深浅的颜色填涂的地图。英语叫choropleth map。展示都道府县统计时经常使用,在社会课教科书、白皮书、新闻图表中也很常见。
制作时要决定的大致有4点:①用什么数据,②分几级,③在哪里分界,④用什么颜色。尤其是③的分级方式,即使是同一份数据,也会大大改变地图的观感,本文后半部分会详细比较。
用都道府县数据制作分级统计图的步骤
- 1
准备数据
在Excel或电子表格中,并排放好县名列和数值列。统计数据取自e-Stat(日本政府统计综合窗口)等官方统计,就能明确写出出处。
- 2
打开“按数值填色”
把去过的都道府县地图的模式切换为“按数值填色(分级统计图)”。
- 3
粘贴县名和数值
在Excel中选中2列复制,粘贴到“粘贴县名和数值”栏中。每行1个县,用制表符、逗号、空格中任一种分隔都能识别。写“东京”还是“东京都”都可以,前面有县代码列也没关系。
- 4
选择分级方式、级数和颜色
选择分级方式(自然断点、分位数、等间距)、级数(2〜7)和颜色(红、蓝、绿、紫、橙、蓝↔红)。默认是自然断点、5级、红色。
- 5
加上标题和出处后保存
输入标题和“出处·单位”(例:单位 人〈2020年国势调查〉),保存为PNG或SVG。图例和按数值从大到小排列的表也会显示,确认后再保存。
- 数值的千位分隔逗号(1,234,567)和全角数字也能直接识别。负值可以用“-”“▲”“△”表示。
- 同一个县出现2次时,使用后面那行的值,并会在画面上提示。
- 没有数值的县作为“无数据”涂成灰色。
使用比例或“每……”的数值,而不是绝对数
分级统计图最常见的失败,是把人口、件数这类绝对数直接拿来填色。分级统计图会把县的整个面积涂成同一种颜色,所以人口多的县什么数值都大,地图就变成只是“人多的县颜色深”。
| 想展示的内容 | 直接填色会引起误解的值 | 适合填色的值 |
|---|---|---|
| 人口的分布 | 人口 | 人口密度(每平方公里) |
| 医院的多少 | 医院数 | 每10万人的医院数 |
| 事故的易发程度 | 事故件数 | 每10万人的件数 |
| 销售额的增长 | 销售金额 | 同比增减率(%) |
| 回答的倾向 | 回答“是”的人数 | 回答“是”的比例(%) |
想展示绝对数时,在地图上直接写数字,或在各县放大小不同的圆形,会更合适。如果一定要用分级统计图涂绝对数,请在标题中写明“人口(总数)”这样的绝对数。
自然断点(Jenks)、分位数、等间距的区别
| 分级方式 | 分界的决定方法 | 适合的场合 | 不擅长的场合 |
|---|---|---|---|
| 自然断点(Jenks) | 在数值聚集成团的间隙处分界 | 想清楚展示有差别的县的分组 | 想跨年份或跨资料用同样的分界比较 |
| 分位数 | 让每一级的县数大致相同 | 想展示前几名、后几名等排名 | 数值差别小,颜色却看起来差别很大 |
| 等间距 | 把最小值到最大值按相同宽度划分 | 想展示数值范围本身,想让分界数字取整 | 有特别突出的值(离群值) |
自然断点(Jenks natural breaks)是计算分界,使同一级内数值的离散尽可能小、级与级之间的差别尽可能大的方法。得到的分界接近人看数据时觉得“大概在这里分开”的位置。去过的都道府县地图用Fisher的动态规划法精确求解这个计算。
分位数是把数值从小到大排列,按县的数量等分的方法。47个都道府县分4级的话,每种颜色大约12个县。等间距是把最小值到最大值按相同宽度划分,是最简单的方法。
用同一份数据比较分级方式
为了实际感受区别,用2个例子来比较分级方式。第1个是各都道府县在陆地上相邻的县数(0〜8个)。数值是整数,相邻4个县的县多达18个,是相同值很多的数据。
| 分级方式(指定3级) | 分界 | 各级县数 |
|---|---|---|
| 自然断点 | 0〜2 / 3〜5 / 6〜8 | 8 / 33 / 6 |
| 分位数 | 0〜3 / 4 / 5〜8 | 20 / 18 / 9 |
| 等间距 | 0〜2.67 / 3〜5.33 / 6〜8 | 8 / 33 / 6 |
分位数想让县数一致,但相同值4有18个县,所以无法正好三等分。而且即使用分位数指定4级、5级,相同的值也会放进同一级,所以这个例子会合并成3级。相同值多的数据级数比指定的少,就是这个原因。
第2个是有1个特别突出的值的例子。把分布在10〜120之间的24个值,加上只有1个是1,400的虚构数据(类似只有东京都的销售额高出一个数量级的情况)分成4级,结果如下。
| 分级方式(4级) | 分界 | 各级个数 |
|---|---|---|
| 自然断点 | 10〜35 / 38〜70 / 76〜120 / 1,400 | 10 / 9 / 5 / 1 |
| 分位数 | 10〜25 / 28〜45 / 48〜70 / 76〜1,400 | 7 / 6 / 6 / 6 |
| 等间距 | 10〜357.5 / …… / 1,400 | 24 / 0 / 0 / 1 |
用等间距时,受1,400的牵引,每级宽度约为350,24个值全部是最浅的颜色,只有1,400是最深的颜色,中间2种颜色1个县也没有。地图几乎变成单色,10和120的区别看不出来。自然断点把1,400单独作为一级,再把其余分成3组,所以离群值以外的差别也能看出来。分位数让每种颜色的个数一致,但76和1,400是同一种颜色,离群值有多大就传达不出来。
级数与颜色的决定方法
- 级数以4〜5为参考:人能分辨的颜色深浅大约到5〜7级。47个都道府县分4〜5级,每种颜色都有足够的县,也便于和图例对照。
- 表示数值大小用单色深浅:基本做法是用红、蓝、绿等一种颜色,数值越小越浅,越大越深。
- 有增减或正负时用双色:像同比增减这样以0为界含义改变的数据,使用“蓝↔红(增减)”,减少为蓝,增加为红,中间为接近白色的颜色。
- 想突出小的一端就反转颜色方向:打开“反转颜色方向(数值越小颜色越深)”,可以强调失业率低、等待时间短等小值才是关注点的数据。
- 无数据县的颜色:没有数值的县是灰色(无数据)。保存前请确认它能和最浅一级的颜色区分开。
别忘了图例和出处
分级统计图没有图例,就不知道颜色代表什么。去过的都道府县地图会把各级的范围(下限〜上限)和县数作为图例放进图片。在此基础上,把以下3项写进“出处·单位”栏,就能成为作为资料值得信赖的地图。
- 单位:人、%、人/平方公里、日元等。是比例还是绝对数,也能从这里看出来。
- 时间点:2020年国势调查、2025年度等,是什么时候的数据。
- 出处:统计名称或发布机构。自己收集的数据就写“○○调查”。
不是按数值,而是想按“服务中、准备中”这样的分组来涂色时,请看把日本白地图按都道府县分色的方法;例子中用到的相邻县数一览,请看相邻都道府县数一览。
常见问题
- 能免费制作分级统计图吗?
- 能。只要在去过的都道府县地图的“按数值填色”中,从Excel等粘贴县名和数值2列,就能生成按所选分级方式、级数和颜色制作的分级统计图,并保存为带图例的PNG、SVG。无需注册。
- 什么是自然断点(Jenks)?
- 是计算分界,使同一级内数值的离散小、级与级之间差别大的方法。因为在数值聚集成团的间隙处分界,有差别的县的分组会清楚地显现出来。
- 等间距和分位数怎么区分使用?
- 想展示数值范围本身、想让分界取整数时用等间距;想展示前几名、后几名等排名时用分位数。有特别突出的值时,用等间距几乎所有县都会是同一种颜色,请注意。
- 级数设成了5,却只显示4级
- 相同值的县多时,因为相同的值会放进同一级,有时会合并成比指定更少的级数。例如把相邻县数(0〜8的整数)用分位数分成5级,结果是3级。切换到自然断点或等间距,级数有时会增加。
- 可以直接用人口填色吗?
- 在分级统计图中,比起人口、件数这类绝对数,人口密度、每10万人的数值、比例(%)更合适。用绝对数填色,只会让人口多的县颜色变深,想展示的倾向难以传达。
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