利用Excel绘制消防图表的问题研究

李 楠

(武警学院 部队管理系，河北 廊坊 065000)

利用Excel绘制消防图表的问题研究

李 楠

(武警学院 部队管理系，河北 廊坊 065000)

由于图表具有直观、简单、便于识别等优点，在进行消防统计时被大量使用。但在使用Excel中的一些设置制作图表时，可能会无意或有意地创建出一些具有误导性信息的图表，这对火灾趋势的判断和消防业务的开展都将产生不利影响。说明了这些误导信息是如何被纳入到消防图表中的，并给出了制作准确消防图表的方法。

Excel；图表；误导信息

0 引言

图形报表(图表)是利用数据生成的各种图形，它作为一种直观、可读性强的数据表示工具，被广泛应用于工业、商业、教育等多个领域[1]。在消防领域，每年都要对全国各地火灾发生情况、接处警情况、消防装备使用情况等数据进行统计。在日常的消防业务数据统计工作中，使用统计表格可以描述大量的数据，但是当需要比较各部分数据之间的差异，如观察火灾数据在不同时间的发展趋势时，表格的分析与整理便显的不够直观，这时消防工作人员常常将这些数据转换成图表，因为图表具有较好的视觉效果，可方便用户查看数据的发展和变化规律，同时也方便进行工作汇报。在历年出版的消防年鉴中，大量采用了柱形图、饼图、折线图等图表形式。但是，仔细观察这些图表会发现，图表只是数据的一种表达形式，能形象的表达数据，同时也有可能无意或有意地对读者产生误导。当使用许多流行的图表样式显示基础数据时，情况可能和预想的不同，甚至读者会得出和原始数据相反的结论。下面就以Excel2010为例，分析图表用于描述各种消防业务数据时可能会出现的问题。

1 三维图表带来的问题

从Excel2007开始，Excel的图表引擎进行了更新，Excel引入了大量三维图表。虽然Excel为三维图表提供了大量支持，但是由于三维图表的透视效果会带来视觉偏差，往往会产生歪曲数据的效果，所以在使用三维图表时，要对数据进行认真甄别。

1.1 三维柱形图

由于三维图表能够展示对象的三维观感，可以给读者带来更好的视觉效果，所以消防部门进行数据统计时，经常采用三维柱形图或者三维圆锥图来展示数据。但是需要注意的是，利用三维柱形图或者三维圆锥图表示数据可能会出现问题。图1中的两个图表均来自于《中国消防年鉴(2014)》[2],圆柱图是2013年火灾损失分段情况图，圆锥图是2013年火灾死亡人数分段情况图。观察图1上部图表，可以看到似乎没有数据触及到350 000的网格线，但实际数据表明火灾损失1万以下的火灾起数超过了350 000。图1中的下部图表存在同样的问题，实际上死亡人数1人的火灾超过了1 000起，死亡2人的超过200起，但对照图中的网格线，却完全看不到这种效果，这一切都是透视效果惹的祸。从这些情况不难看出，三维图表应该谨慎使用。如果一定要使用三维图表来表示数据，那么数据标签或模拟运算表是必不可少的选择。同样道理，看到三维图表时，只看图形效果是没有实际意义的，必须参照原始数据进行判断。

图1 透视效果导致数据显示误差

1.2 三维饼图

除了柱形图之外，饼图也是消防部门经常用到的图表类型之一。饼图通常适合于比较两个到五个组件的情况，而三维饼图是放倒的常规饼图，放倒后可以看到饼图的边缘，因此其具有非常出色的显示效果。消防部门经常用三维饼图来装饰PowerPoint图表，从而增强数据汇报的生动性。但是通过下面的例子会发现，如果希望别人能够阅读并理解图表中的数据，三维饼图的效果却并不是十分理想。以2009年起火原因数据统计为例，在放火、电气、违反安全规定、吸烟等各种起火原因中，电气火灾的比例最大为30.2%，其次为生活用火不慎，比例为21.0%，其他数据分别为放火占2.5%，违反安全规定占5.1%，吸烟占7.0%，玩火占7.2%，自燃占2.4%，其他占16.6%，不明占7.9%。2009年起火原因统计图如图2所示，观察三个图表中显示的30.2%的电气火灾比例，基础数据相同，但由于数据组件所处位置不同，图表看起来的效果却完全不同。在图2上侧图中，电气火灾数据组件位于三维饼图后面的扇区，在中间图中，电气火灾数据组件位于饼图前面的扇区，相同的数据看起来差别巨大的原因是因为处于饼图不同区域，其占扇区尺寸不同。由于三维饼图前面的任何扇区看起来都比饼图后面的扇区要大，所以通过改变三维饼图的旋转，可以实现完全不同的视觉效果。如果数据汇报者想要利用三维饼图来达到混淆视听的目的，那么可能会采用这种方式。所以在使用三维饼图时，添加数据标签是明智的选择，这样不管图表如何旋转，用户最先的关注点会是图表中的数字，如图2下侧图所示。

图2 三维饼图

2 折线图存在的问题

折线图能以最简洁和最清楚的方式展现数据的上升、下降、波动等变化趋势，是展示历年火灾分布数据的常用图表。但需要注意的是，在设计使用折线图之前，要确定同时使用多少条折线，因为太多的折线会使图表看起来异常混乱。图3显示的是2005—2014年火灾分月综合分布图(此图表取自《中国消防年鉴(2015)》)[3]，在这个折线图中共绘制了10条折线，而且大部分折线重叠在一起，不同年份的火灾发生趋势和规律很难分辨，可以说采用图表来展示数据的意义不大。采用在同一个图表堆积不同图表的方法可解决上述问题，如图4所示。为简单起见，本例只绘制了2011—2014年的分月火灾数据，需要注意的是，这个图表不是简单的堆积面积图，为了达到图中所示效果，需要对数据进行一些处理。实际上，图4显示的图表堆积了7个面积图，其中第二、第四和第六个图表是不可见的，它们的作用只是辅助显示第一、第三和第五个图表。由于绘制步骤比较繁琐，这里不再赘述。在图4中，不同年份的数据分开显示，每年的火灾发生情况和数据变化趋势清晰可见。

图3 2005—2014年火灾分月综合分布图

图4 采用堆积图表显示不同年份的火灾趋势

3 刻度设置的问题

每个图表都有一个纵坐标轴，刻度范围是从零到一个大于数据最大值的数值。当创建一个图表时，Excel会自动决定纵坐标轴是否从零开始。但是就纵坐标轴而言，起始值、终止值以及其中的刻度单位都是可以变化的，当对图表有特殊要求时，用户可以自己设置刻度范围，通过对数据刻度进行放大和缩小，来实现对一些特殊数据集的控制。在绘制消防图表时，如果对刻度进行放大，可以看清密集数值区的数据变化；如果对刻度进行缩小，则可以分离图表的某个特定区域的数据[4]。在消防统计工作中，这是两个改变刻度设置的合理原因。但是需要注意的是，数据源相同，刻度所取的值不同而呈现出来图表给人的感觉却可以千差万别。以“2013年全国分月火灾发生情况”图为例，图5中的两个图显示的数据都是2013年全国分月火灾发生情况。在图5上侧图中，在纵坐标轴上将刻度进行缩小，使刻度的最小值为0、最高值为80 000，数据刻度为10 000。直观来看，各个月份火灾发生起数看起来变化不大。在图5下侧图中，将纵坐标轴刻度放大，使其最小值为20 000、最大值为45 000，数据刻度为5 000。观察这张图表，大多数用户会感觉火灾数据似乎起伏较大，尤其冬季火灾发生起数迅速增多。由此可见，通过改变刻度，可以为数据绘制一张视觉效果完全不同的图表，进而影响使用者对数据趋势的判断。从消防部门的行业特点来说，错误的刻度可能导致决策者对数据趋势错误的理解，从而得出错误的结论，进而制定不当的决策。因此，图表制作者要根据数据的变化和实际情况，正确选择刻度。

图5 刻度设置对走势的影响

4 避免使用的图表

4.1 收缩图表

圆锥图或棱锥图是具有收缩特效的图表，其会使底部的数据系列膨胀而使顶部的数据系列收缩，因此与原始数据相比，图表的显示效果可能就会有所不同。在绘制消防图表时，这种类型的图表要尽量避免使用，因为圆锥图和棱锥图可能会歪曲数据信息，尤其是堆积类图表。举例来说，图6所示的是2013年全国消防队伍接警出动综合情况，其中，抢险救援26.3万起，重大活动执勤1.3万起，虚警及其他15.3万起，社会救助21.9万起，火灾扑救38.5万起，从基础数据可以看出火灾扑救的出警次数最多，抢险救援出警次数次之。图6上侧图所示的是一个标准条形图，显示数据与实际数据相符，效果比较直观，读者可以迅速判断出火灾扑救是出现最多的情况。观察图6下侧图，这是采用同样数据绘制的一个堆积圆锥图。位于圆锥图底部，代表抢险救援的楔形看起来最大(但实际比例只有25%)，而位于图表顶部的火灾扑救比例却显得很小(但实际比例为38.7%，是所有数据项中数值最大的一项)。造成这种图呈现方式与实际数据不符的原因，是由于显示图顶部项目的像素要比图表基底项目的像素少很多，这是此类图自身的局限性。所以对于消防数据统计工作来说，应该避免选择棱锥图和圆锥图。

图6 圆锥图的欺骗性

4.2 堆积面积图

面积图主要用于强调数量随时间而变化的程度，也可用于引起人们对总值趋势的重视，堆积面积图则可用于显示部分与整体的关系。但对于消防部门来说，使用堆积面积图是不明智的选择。图7中使用的数据是2009—2013年消防部队接警出动情况，类别分别为虚警及其他、火灾扑救、抢险救援、重大活动执勤和社会救助，单位是万起。在图7上侧图中，显示的是2009—2013年消防部队接警出动抢险救援的数据，采用面积图进行绘制，通过图表可清晰看出抢险救援出警次数在逐年增加，数据一直呈上升趋势。如果图表制作者将所有出警数据混合在一起，从而将抢险救援、火灾扑救等数据作为一个堆积面积图的中间系列来显示的话，情况就会变得比较糟糕。在堆积面积图中，通常可以弄清楚图表底部系列的数据情况。不过，弄明白第一个数据系列之后，对其他数据的判断就变得很困难了。在图7中间图中，作为堆积面积图中间系列的数据变化不会立即显现出来，如抢险救援、火灾扑救、社会救助等出警情况比较难判断。所以绘制消防图表的基本原则是不要简单使用堆积面积图。相反，应该使用单独的折线图来显示这些数据，这样才能看出每组数据单独的走势，如图7下侧图所示。但如上所述，折线图也有局限性，用户需要注意折线的数量。

图7 堆积面积图的问题

5 结束语

对消防部门来说，数据统计是消防部队的基础工作，准确真实的基础数据是分析掌握火灾发生规律、辅助消防工作决策的主要依据。消防部门也一直都将客观真实地采集、汇总和统计火灾及接警出动数据作为工作重点。使用图表的目的是提高数据的可读性，精心构思和设计的图表应该能够更加快速和清楚地传递信息，所以图表的视觉感受和直观效果就显得更为重要，消防人员在使用图表进行数据统计时，更要谨慎选择图表类型和进行各种参数设置，避免由于图表设计的问题而造成信息表达的混乱，从而影响到消防各项工作的开展，并带来各种负面影响。通常，设计图表时，应遵循以下基本步骤：(1)图表所涉及的所有资料和数据真实无误，然后将其内容进行科学的分类，归纳出主题所要表达的意义；(2)选择恰当的图表形式，遵循易看、易懂的原则；(3)图制作完成后，应认真检查，观察图表是否反映了真实意图，主题表达是否有误导和歧义，格式是否合适，设计是否合理，资料和数据是否准确，外观是否美观，并进行进一步完善[5]。另一方面，对于消防部门来说，在正确使用图表的同时，也应该学会准确地观察其他相关行业人士制作的图表，判断其是否利用Excel技术来创建混淆视听的图表。

[1] 姜岭.Excel图表设计大师[M].北京：中国铁道出版社,2009:19-20.

[2] 公安部消防局.中国消防年鉴[M].昆明:云南人民出版社,2014.

[3] 公安部消防局.中国消防年鉴[M].昆明:云南人民出版社,2015.

[4]BillJelen.Chartsandgraphs:microsoft®excel® 2010[M].QuePublishing,2010:432-433.

[5] 范俊弟.Excel商务图表在办公中的应用[M].北京:人民邮电出版社,2007:383-384.

(责任编辑 马 龙)

The Research of the Problem of Fire Excel Chart

LI Nan

(DepartmentofForceManagement,TheArmedPoliceAcademy,Langfang,HebeiProvince065000,China)

Charts are widely used in firefighting statistics, because they are straightforward, simple and easy to identify and so on. But several settings in Excel allow you to either inadvertently or intentionally create charts that are misleading, which will adversely affect fire development trend judgment and fire service delivering. This paper illustrates how the misleading information is incorporated into a fire chart and how to create a fire chart accurately.

Excel; chart; misleading information

2016-09-18

李楠(1977— )，女，河北廊坊人，副教授。

D

A

1008-2077(2017)02-0015-05