Lai gan datu sadalījums kartē datu punktu pamatā esošo biežumu, izplatību un formu atbilstoši to iespējamām vērtībām, koordinātu sistēmas nodrošina fizisku vai matemātisku ietvaru, ko izmanto, lai attēlotu un noteiktu šo punktu atrašanās vietu telpā. Izpratne par to, kā dati izplatās salīdzinājumā ar to fizisko atrašanās vietu režģī, ļauj analītiķiem novērst statistisko neobjektivitāti un izstrādāt precīzas telpiskās vizualizācijas.
Iezīmes
Sadalījumi izskaidro jūsu datu kopas vērtību matemātisko uzvedību un biežumu.
Koordinātu sistēmas nodrošina fizisko režģa infrastruktūru, kas nepieciešama datu renderēšanai.
Sadalījuma pārveidošana maina tādus statistiskos rādītājus kā asimetrija un dispersija.
Koordinātu sistēmas maiņa maina telpiskos skatupunktus, nemainot neapstrādātu datu īpašības.
Kas ir Datu izplatīšana?
Statistikas profils, kas parāda, cik bieži noteiktā datu kopā rodas dažādas vērtības vai rezultāti.
Tas atklāj kritiskas strukturālas iezīmes, piemēram, šķību, ekscesu un centrālo tendenci.
Tas maina savu formu, kad analītiķi piemēro matemātiskos filtrus vai transformācijas formulas.
Tas nosaka, vai datu kopa atbilst parametriskajai testēšanai nepieciešamajiem pieņēmumiem.
Tas identificē novirzes un anomālijas, izceļot vērtības, kas atrodas tālu no blīvajiem klasteriem.
Tas var sekot specifiskiem matemātiskiem modeļiem, piemēram, normālām, binomiālām vai Puasona līknēm.
Kas ir Koordinātu sistēmas?
Ģeometriskās atskaites sistēmas, kas izmanto organizētas asis, lai datu punktiem piešķirtu fiksētas telpiskās pozīcijas.
Tas balstās uz fiksētu sākuma punktu, no kura stiepjas visi telpiskie mērījumi.
Tas pārveido abstraktas skaitliskās matricas fiziskos izmēros renderēšanas programmatūrai.
Sfērisku punktu kartēšanai uz plakanām virsmām ir nepieciešamas skaidras projekcijas formulas.
Tas izmanto atšķirīgus matemātiskus ietvarus, piemēram, Dekarta, polāros vai ģeogrāfiskos struktūras.
To pilnībā neietekmē tajā attēloto datu faktiskās vērtības vai blīvums.
Salīdzinājuma tabula
Funkcija
Datu izplatīšana
Koordinātu sistēmas
Galvenais mērķis
Datu biežuma un varbūtības modeļu aprakstīšana
Precīzu telpisko pozīciju piešķiršana datu punktiem
Primārais domēns
Varbūtību teorija un paredzošā statistika
Lineārā algebra, ģeometrija un kartogrāfija
Galvenās sastāvdaļas
Vidējie rādītāji, dispersijas, mediānas un blīvuma līknes
Asis, sākumpunkti, izmēri un režģa līnijas
Mēroga izmaiņu ietekme
Maina dispersijas rādītājus un varbūtības blīvuma vērtības
Datu sadalījums pilnībā koncentrējas uz skaitļu uzvedību, kartējot, cik bieži noteiktas vērtības rodas populācijā. Tam rūp tādi rādītāji kā dispersija, standartnovirze un tas, vai līknei ir izteikta aste. Turpretī koordinātu sistēmas ir stingras ģeometriskas struktūras, kurām nerūp paši skaitļi. Tās vienkārši piedāvā fiziskās režģa līnijas, asis un sākuma punktus, kas nepieciešami, lai šos neapstrādātos skaitļus pārvērstu vizuālos marķieros.
Loma vizuālajā datu attēlošanā
Veidojot diagrammu, koordinātu sistēma nosaka fizisko izkārtojumu, izlemjot, vai dati izplatās pa plakanu Dekarta režģi vai spirālveidīgi ap apļveida polāro karti. Datu sadalījums nosaka, kur vizuālais svars nonāk uz šī režģa, radot blīvus klasterus vai retus apgabalus. Analītiķis pielāgo koordinātu sistēmu, lai diagramma būtu lasāma, bet viņš pārveido datu sadalījumu, lai pamatā esošās tendences būtu statistiski derīgas.
Transformācijas metodes un operācijas
Datu sadalījuma mainīšana ietver matemātiskas mērogošanas metodes, piemēram, logaritmiskas transformācijas vai Z-rādītāja standartizāciju, lai pārveidotu šķību līkni par līdzsvarotu normālu sadalījumu. Koordinātu sistēmas modificēšana nozīmē asu pagriešanu, sākuma punkta pārvietošanu vai kartes projekciju maiņu, piemēram, platuma un garuma konvertēšanu plakanās pikseļu koordinātēs. Viena metode maina mainīgo statistiskās īpašības, bet otra — fiziskās skatīšanās telpas pārkārtošanu.
Analītiskās aklās zonas un kļūdas
Datu sadalījuma ignorēšana noved pie dziļi kļūdainiem modeļiem, piemēram, lineāru algoritmu piemērošana ļoti sagrozītiem datiem, kas pārkāpj standarta regresijas pieņēmumus. Koordinātu sistēmas ignorēšana rada telpiskus kropļojumus, kas var izraisīt kartes, kas deformē ģeogrāfisko reģionu izmērus, vai diagrammas, kas nepareizi attēlo attālumus. Analītiķiem ir jāievēro sadalījuma noteikumi, lai saglabātu statistisko patiesumu, un koordinācijas noteikumi, lai saglabātu ģeometrisko precizitāti.
Priekšrocības un trūkumi
Datu izplatīšana
Iepriekšējumi
+Droši apstiprina modeļa pieņēmumus
+Atzīmē slēptās datu neobjektivitātes
+Izolē ekstremālas statistiskas anomālijas
+Optimizē mašīnmācīšanās ievades
Ievietots
−Grūtāk intuitīvi vizualizēt
−Nepieciešami tīri sākotnējie paraugi
−Var mainīties dažādās apakškopās
−Nepieciešamas padziļinātas statistikas zināšanas
Koordinātu sistēmas
Iepriekšējumi
+Nodrošina precīzu telpisko izsekošanu
+Nodrošina intuitīvu datu vizualizāciju
+Standartizē fiziskās kartēšanas modeļus
+Gludi apstrādā daudzdimensiju izkārtojumus
Ievietots
−Var izkropļot patiesos ģeogrāfiskos izmērus
−Nav būtisks netelpiskajai analītikai
−Nepieciešama stingra koordinātu izlīdzināšana
−Palielina renderēšanas skaitļošanas izmaksas
Biežas maldības
Mīts
Diagrammas asu maiņa maina pamatā esošo datu sadalījumu.
Realitāte
Pārslēdzoties no lineāras ass uz logaritmisku, mainās sadalījuma izskats ekrānā, taču neapstrādāto datu vērtības un to statistiskās attiecības paliek tieši tādas pašas. Jūs maināt skatīšanas logu, nevis pašus datus.
Mīts
Normālsadalījums nozīmē, ka jūsu datu koordinātu centrēšanai vienmēr jābūt ap nulli.
Realitāte
Normālsadalījums var atrasties jebkurā vietā pa asi, neatkarīgi no tā, vai tā vidējais lielums ir 5000 vai mīnus piecdesmit. Sadalījums nosaka datu zvana formu un simetrisko izkliedi, kas ir pilnīgi atdalīta no tā fiziskās koordinātu pozīcijas.
Mīts
Ģeogrāfiskās koordinātu sistēmas ir pilnīgi plakanas režģa līnijas.
Realitāte
Zeme ir neregulāra sfēra, kas nozīmē, ka ģeogrāfiskajām koordinātām jāizmanto sarežģīta projekcijas matemātika, lai tās saplacinātu ekrānos. Katra plakanā kartes projekcija neizbēgami kropļo attēloto datu punktu formu, laukumu vai attālumu.
Mīts
Ja dati izkliedes diagrammā izskatās salipuši kopā, tas vienmēr pierāda augstu statistisko korelāciju.
Realitāte
Vizuālie klasteri var viegli kļūt par ilūziju, ko rada nepiemērota koordinātu sistēmas mēroga izvēle vai pārāk daudz punktu iesprūšana nelielā telpā. Lai apstiprinātu, vai pastāv reāls modelis, ir jāveic atbilstoši sadalījuma aprēķini.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāpēc datu zinātnieki izmanto žurnālu transformācijas ļoti sašķiebtos datu sadalījumos?
Strādājot ar sadalījumiem, kuriem ir milzīgas “astes”, piemēram, ienākumu līmeņi vai tīmekļa vietnes apmeklētība, dažas milzīgas vērtības saspiež pārējos datus nelasāmā kopā. Logaritmveida transformācijas piemērošana saspiež šīs galējās vērtības un izstiepj mazākos skaitļus, radot līdzsvarotāku sadalījumu. Šī nobīde ievērojami atvieglo mašīnmācīšanās modeļiem smalku modeļu identificēšanu, kurus citādi apslāpētu milzīgas novirzes.
Kā nepareizas kartes projekcijas izvēle sabojā telpisko datu vizualizācijas?
Kartes projekcijas pārvērš sfēriskās Zemes koordinātas uz plakaniem divdimensiju ekrāniem. Ja tematiskai kartei izvēlēsieties tādu projekciju kā Merkators, tā ievērojami palielinās no ekvatora tālu esošo reģionu izmērus, padarot tādas vietas kā Grenlande masīvākas salīdzinājumā ar Āfriku. Šis ģeometriskais kropļojums maldina skatītājus, padarot jūsu datu blīvuma modeļus polārajos reģionos daudz intensīvākus, nekā tie patiesībā ir.
Kāda ir atšķirība starp Dekarta koordinātu sistēmu un polāro koordinātu sistēmu?
Dekarta sistēma nosaka punktu atrašanās vietu režģī, izmantojot perpendikulārus horizontālus un vertikālus attālumus no sākuma punkta, kas parasti tiek apzīmēts ar X un Y. Polārā sistēma izseko atrašanās vietas, izmantojot taisnas līnijas attālumu no centra un noteiktu rotācijas leņķi. Polārie režģi lieliski darbojas ciklisku datu, radiosignālu vai apļveida kustību analīzei, savukārt Dekarta režģi kalpo kā standarta izvēle tipiskām biznesa diagrammām.
Vai var noteikt datu kopas sadalījumu, ja nezināt tās koordinātu sistēmu?
Jā, jo datu sadalījums ir pilnībā atkarīgs no pašā datu kopā esošajām attiecībām, biežumiem un vērtībām. Jūs varat viegli aprēķināt skaitļu saraksta vidējo vērtību, dispersiju un asimetriju, izmantojot neapstrādātas statistikas formulas, nekad neattēlojot tos fiziskā režģī. Koordinātu sistēma tiek izmantota tikai tad, ja vēlaties šīs vērtības attēlot taustāmā vizuālā izkārtojumā.
Kā telpiskās koordinātas ir saistītas ar statistisko datu sadalījumiem ĢIS programmatūrā?
Ģeogrāfiskās informācijas sistēmās šie divi jēdzieni darbojas kopā, lai nodrošinātu telpisko analīzi, piemēram, siltuma kartes. Koordinātu sistēma nodrošina, ka katrs datu punkts, piemēram, nozieguma ziņojums vai veikala atrašanās vieta, precīzi atbilst tā reālajai fiziskajai atrašanās vietai. Pēc tam programmatūra palaiž izplatīšanas algoritmus šajās koordinātēs, lai izmērītu blīvumu, atklājot, kur punkti apvienojas statistiski nozīmīgos karstajos punktos.
Ko nozīmē analītiķa teiktais, ka datiem ir vienmērīgs sadalījums?
Vienmērīgs sadalījums nozīmē, ka katram iespējamajam iznākumam noteiktā diapazonā ir tieši tāda pati varbūtība, ka tas notiks. Histogrammā tas izskatās kā plakana, taisna līnija augšpusē, bez virsotnēm vai ielejām. Ja vienmērīgu sadalījumu attēlojat koordinātu režģī, jūsu datu punkti vienmērīgi izkliedēsies pa telpu, neuzrādot dabisku klasterizāciju vai grupēšanu.
Kāpēc pirms darba ar attāluma koordinātu algoritmiem ir jānormalizē datu elementi?
Tādi algoritmi kā K-vidējo metožu klasterizācija apstrādā datu kolonnas kā telpiskās koordinātas, lai aprēķinātu attālumus starp punktiem. Ja viena kolonna izseko gada algas tūkstošos, bet cita izseko vecumu divciparu skaitļos, algu skala pilnībā dominēs ģeometriskajos aprēķinos. Datu normalizēšana novieto visus mainīgos vienā mērogā, novēršot lielu vienību radītu telpisko attālumu kropļošanu.
Kā novirzes ietekmē datu sadalījumus, salīdzinot ar to, kā tās ietekmē koordinātu sistēmas?
Novirzes ievērojami izkropļo datu sadalījumus, attālinot vidējo vērtību no centra un radot garas, asimetriskas astes, kas sabojā parametriskos testus. Tomēr koordinātu sistēmā novirze ir pilnīgi nekaitīga režģa infrastruktūrai. Koordinātu sistēma vienkārši piedāvā ass koordinātu tālu uz leju, lai attēlotu punktu, paliekot neitrāla, kamēr statistiskais modelis steidzas apstrādāt galējo vērtību.
Spriedums
Izpētiet datu sadalījumu, ja jūsu mērķis ir novērtēt datu kvalitāti, pārbaudīt statistiskos pieņēmumus un izprast mašīnmācīšanās varbūtības profilus. Paļaujieties uz koordinātu sistēmām, ja nepieciešams precīzi attēlot telpiskās pozīcijas, veidot interaktīvus informācijas paneļus vai kartēt ģeogrāfiskās koordinātas.