数据可视化:解析箱线图(box plot)
箱线图/盒须图(box plot)是数据分布的图形表示,由五个摘要组成:最小值、第一四分位数(25th百分位数)、中位数、第三四分位数(75th百分位数)和最大值。
箱子代表四分位距(IQR)。IQR是第三四分位数和第一四分位数之间的差异。箱子内的线表示中位数或均值的50%置信区间。这条线的端点可以解释为“须”,因为它们延伸到离箱子两端1.5*IQR处的最极端值。
根据四分位数对数据进行分组有助于找到离群值,这些值可能是远离下限和上限四分位数的个别点。这可以通过绘制箱线图来完成,这是一种线图,显示了落入四个类别中的数据点数量:下四分位数(25%)、第一四分位数(50%)、中位数(75%)和第三四分位数(100%)。
箱线图有助于确定数据集中是否存在任何异常值,这可能表明数据采集或处理存在问题。箱线图还有助于发现数据的分布范围或数据的变化,并且这个图表有助于提供更多信息,而不仅仅是显示数据的中心趋势。
箱线图的组成部分
箱线图是数据的图形表示,由以下部分组成:
- 箱子:它是一个包含数据集中所有值的矩形。箱子的长度代表数据集的最大值,宽度代表数据集的最小值。
- 下须:它表示为从最小值到最大值延伸的线。它显示了箱子下方(最小值)和上方(最大值)延伸多远。
- 上须:它表示为从最小值到最大值延伸的线。它显示了箱子下方和上方(最小值)以及上方(最大值)延伸多远。
- 中位数:中位数是出现在箱线图中间的点或条形。它表示大约一半的数据位于其上方,约一半位于其下方,可以帮助你查看数 据集中是否存在任何异常值。这有助于将数据分成两个相等的部分,以便更容易进行分析。
- 第三四分位数(Q3):在数据集的三分之一处表示为另一个点或条形,帮助你确定大约75%的数据位于其上方和下方——分布的中间部分。
- 最大值:它是分布中被称为最大的值,并且可以通过查找Q1(第一四分位数)两侧的最高点来找到。你可能还注意到在此图中圈出了Q3——这意味着该点位于该线两端的一个标准偏差内(接下来我们将解释)。
- 四分位距(IQR):Q3-Q1,即一组数据的第三四分位数与第一四分位数之间的距离,或者一组数据的75th百分位数与25th百分位数之间的差异。
- 离群值:它们是分布的极左端或极右端的数据点。换句话说,它们是远离大部分其他数据的平均值的数据点。
箱线图的应用
箱线图是可视化离群值、对称性、数据偏斜和数据紧密度的绝佳方式。
- 离群值:箱线图可以用于识别离群值,因为箱线图将显示除离群值之外的所有数据点。
- 对称性:箱线图还可用于确定数据是否对称。对称性由上须和下须值之间的直线表示。如果没有对称性,则表示您的数据不遵循正态分布。
- 数据偏斜:可以通过观察箱线图的形状来确定数据的偏斜程度。如果偏向一侧,则表示您的数据向一侧偏斜,而不是正态分布;如果向两个方向偏斜(即,两端有更长的尾巴),则表示您的数据两端有长尾可能表明非正态分布。
- 紧密度:这些点表明您的数据集中有很少的离群值;这可能意味着您的样本人群中也有很少或没有离群值,因为其规模较小。如果线延伸得太高或太低,则表示数据具有很高的方差,您可能需要考虑从分析中删除这些离群值。
- 数据偏斜:如果您的数据偏向光谱的任一端(即,如果其不是正态分布),则这意味着大多数观察结果接近一端或另一端,而另一端的观察结果很少。这可能是因为大多数人的某种程度相似(例如,收入),但有一个人的收入比其他人高得多;这也可能意味着您的样本人群中有两个群体(例如,男性与女性)。
Python绘制箱线图
- Pandas绘制箱线图
iris=pd.read_csv('iris.csv')
iris.columns=[' Sepal_Length','Sepal_Width','Petal_Length','Petal_Width','Species']
iris.boxplot()
- seaborn绘制箱线图
import seaborn as sns
sns.catplot(kind='box',data=iris)
- SmartNotebook中绘制箱线图
箱线图是数据集中数据分布的图形表示。它们显示五个摘要:最小值和最大值、四分位值(第25、50和75百分位数)以及中位数。箱线图还显示了四分位距(IQR),它是一种衡量数据散布或分散程度的指标。
IQR可用于识别离群值。离群值是指位于距第一四分位数(Q1)1.5倍IQR之外的观察值。如果您的数据集中有任何离群值,应进一步调查,因为它们可能会对您的分析结果产生影响。