好享学 | 那些 你并不了解的 关于数据可视化的故事
随着现代科技的发展，数据可视化变得越来越简单。点几下鼠标，就可以将一张蕴含许多原始数据的表格变成一个在视觉上吸引人并且易于理解的可视化图表。数据可视化为读者提供了一个捷径——可以让读者更好更方便的理解作者所想要表达的观点。
我们现在所使用的数据可视化技术大多是在工业革命期间发生的，数据可视化技术在19世纪中期取得了巨大的进步，现在看来很简单的数据可视乎技术比如柱状图或者折线图，对于200年前的人们来说是无比陌生的。本文主要介绍数据可视化技术发展历史上的重要转折点以及相关伟人
地图制作者『Map-makers』
Ptolemy’s world map — Source: Wikipedia
数据可视化最早应用于地图学领域。地图最初用于导航、标注土地所有权以及用来满足人们的好奇心等，古代的文献的记录表明，在那个没有地图的时代，人们通常将整理出来的关于世界的信息刻在石头或者泥土上。随着技术的不断进步，逐渐出现了罗盘（公元前200年）和六分仪（1731年）等精准测量工具，地图越来越准确，而后出现的印刷术技术使得绘制的地图可以被大规模的传播。
1569年，Flemish制图师Gerardus Mercator绘制的第一张平面世界地图标志着人类描绘地球表面的重大进步。
他使用的是投影方法是墨卡托投影法，这种投影方法保留了当时的地理环境，在看罗盘时可以将地图上的直线转化为方位不变的线条，这使这张地图成为了当时海上航行最佳选择。事实证明，它的确很受欢迎，在当时的技术条件下仍旧印制了几百份原件，而它所使用的投影方法至今仍旧是最常见的地图投影方法。
William Playfair
William Playfair的人生经历相当丰富。在今天看来，他的职业生涯仍旧是不可想象的，他从事过间谍、工程、绘图、会计、发明、金属加工工人、投资经纪人、经济学、翻译、宣传、土地投机、银行、敲诈和新闻工作等行业。在法国大革命期间，他为英国政府当过间谍，参与了伪造货币的活动，使法国货币市场崩溃，并参加了攻打巴士底狱的行动。你甚至可以直接说他是一个无赖。他还曾因为生意失败进过债务人监狱。但是他在统计学领域留下的遗产是永恒的不可磨灭的——他设计的图表，仍旧是今天数据可视化的核心。
在Playfair的时代，数据可视化的形式只有简单枯燥的表格，设计者很少会考虑到数据的可读性。读者如果想通过这个图表去了解一些内容，只能自己通过反复翻阅、记忆和比较图表中的数据去了解。
1765年，Joseph Priestley制作了如上图所示的时间线图，该图表主要对各古典政治家和哲学家重叠的生命期进行了数据可视化，他并不是简单的列出了姓名、出生年月和死亡年限，而是绘制了时间表，帮助读者快速明确那些历史人物是同代人。这些时间表从现在看来是无比成功的，并对于Playfair发明条形图起到了启蒙的作用（条形图首次出现在他的可视化作品《Commercial and Political Atlas》中）。
上述图表主要显示了苏格兰与欧洲以及其他各地区的贸易平衡情况。通过这张可视化图表，读者可以很容易得到苏格兰和爱尔兰之间的经济联系很密切以及苏格兰与俄罗斯之间的贸易存在严重的不均衡现象等信息。
对于英格兰，Playfair依据丰富的数据，制作了用来显示贸易平衡随时间变化的时间序列图。这些表通过活字印刷术进行了批量印刷。据研究，在早期的复印过程中，人们可能需要通过手工上色的方式为图表上色，如今，这些过程已经全部实现了机械化。
十五年后，他又在数据可视化方向开始了新的尝试，这次主要是饼图和其他创意的结合创作。但是，令人吃惊的是，200多年后，他的想法仍旧占据了现在可视化软件图表的大部分选项。
Charles Joseph Minard
Playfair之后的几十年，一位法国土木工程师在统计学和制图学领域做出了重大贡献。
1845年，他根据法国东部的第戎（以芥末闻名）和穆尔豪斯周围地区收集到的交通数据为该地区绘制了一幅 "流动地图"。这张地图在该地区新的地铁线路通过之前被发送给了十几个利益相关者。也许是由于地图的作用，该区域目前的铁路网基本上都是穿过 Dole, Besançon和Belfort的下部暗线。
Charles Joseph Minard — road traffic between Dijon and Mulhouse
然而，他最著名的数据可视化案例是对拿破仑1812年入侵俄罗斯的数据可视化，他在可视化案例中对对拿破仑军队因为遭遇恶劣气候以及地势艰险等外力而导致的将士衣食无依导致开始出征时的50万大军最终几乎一无所有的过程进行了详细描述。它对此次战役的失败以及人员损失进行生动形象的藐视。他所创造的此类型的图表被称为“Sankey图表”。
南丁格尔『Florence nightingale』
她不仅是受人尊敬的现代护理学创始人，也是一位才华横溢的数学家，是统计学图形化的先驱者。在Playfair思想的基础影响下，她在她的出版物中大量应用了图表，还因此发明了极地面积图（又称“Coxcomb”）。
“Diagram of the causes of mortality in the army in the East” — Source: Wikipedia
该图表对克里米亚战争中的死亡人数以及死亡原因进行了按月统计，图表中的楔形的面积代表了统计数字的大小，她所创造的这种图表很适合于周期性数据，虽然当时的条件下数据收集很困难，但是她还是努力的收集到了相关的数据并进行了可视化。
南丁格尔对克里米亚、印度和英国的卫生条件进行了多次研究，并在游说改革时使用了类似上述的图表。她的工作对1875年的《公共卫生法》产生了巨大影响，一些专家认为认为，南丁格尔当时的做法使得英国人的预期寿命延长了20年。
Francis Galton
散点图是双变量分析的主流方式，目前认为没有一个人可以被称为散点图的发明者，但是，维多利亚时代的统计学家Francis Galton可以说是接近于散点图的发明者。作为一个作家和科学家，他对于统计学领域的贡献是巨大的，虽然现在因为他与优生学的联系，这一说法产生了一些争议。
Galton设计了一种将每个组合的频率绘制在同一个网格上的图形技术用来分析两个变量之间的关系。在这个网格上，等高线被重叠起来，图表中显示的是数据的密度。对于两个相关的、正常分布的变量，这些等高线可以形成一个椭圆，他的长轴作为一种记录线性回归的方式。
信息时代
在二十世纪上半叶，数据可视化进展的相当缓慢，但随后计算机的出现给数据可视化的发展带来了新的机遇。1981年，施乐公司的8100 Star推出了第一个商业化的图形用户界面（GUI），随之而来的电子表格等应用都可以让图形表自动生成图形。曾经需要花费很多精力和时间去绘制的东西，现在只需要点击几下鼠标就可以完成，而且后期进行二次修改时编辑、格式化以及更新也变得更加容易，从此时开始，图表技术和风格种类开始爆炸式增长，开始出现许多可以使用一系列的方法来展示用户数据的软件。
重点标注
Charles Dupin：在1826年绘制了最早的已知Chloropleth地图，这张可视化图表主要对整个法国的文盲率进行了可视化。
Charles Dupin — Carte figurative de l’instruction populaire de la France, 1826
**John Snow:**用点阵图绘制了1854年布罗德街霍乱爆发的地图，表明该疾病是通过受污染的水而不是以前认为的空气传播的。
Clusters of cholera cases in the London outbreak of 1854
Mary Eleanor Spear:1952年，Mary Eleanor Spear在美国公务员系统担任图形分析员后，在《统计图表》一书中创造了箱形图。
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文 | 张静红
编辑 | 张静红
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