6  Gráfico de Disperção

O que é

  • O gráfico de disperção é uma ferramenta estatística que organiza os dados e permite visualizar a relação entre duas variáveis quantitativas(numéricas).

  • A dispersão nos mostra quantos os dados estão espalhados em relação uma média por exemplo tendo como a variância e desvio padrão as medidas de dispersão mais comuns.

Figura - Grafico de disperção

Qual o objetivo

  • Auxiliar na demonstração e identificação de padrões como por exemplo correlação, clusters, outliers, relações lineares e não lineares, disperção da média entre outros.

  • Auxliar na análise do fenômeno durante a melhoria de processos.

De onde vem

  • Necessiade de uma ferramenta que forneça suporte visual com aparência simples e completa, que possa ser usado com variáveis dependentes ou independentes, que seja fácil de interpretar e possibilite comunicar os resultados com eficiência.

  • Conforme Korteling, Brouwer, and Toet (2018), o cerebro humano funciona de forma altamente associativa buscando por correlações e relações causais o tempo todo e essa característica confere ao ser humano uma capacidade inigualavel de reconhecer padrões regulares e ordenados e tendo dificuldade em lidar com aleatoriedade, imprevisibilidade e caos. Nestas situações, o gráfico de dispersão pode ser muito útil organizando e apresentados dados de uma forma que simplifica o trabalho para o cerebro humano.

Figura - Etapa 2 do PDCA: Análise do fenômeno

Como fazer

  • O gráfico de disperção por sem simples é possível ser feito em planilhas e também em ferramentas de business intelligence ou ferramentas estatísticas como o R. Apresento aqui alguns modelos.

Neste exemplo temos um gráfico de correlação negativa ou seja, no eixo X tenos a variável HP e quanto mais HP menor será a milhagem por galão de combustível representada no eixo Y.

Code
library(tidyverse)
library(modeldata)
library(scales)
library(ggpubr)


mtcars |> 
  ggplot(aes(x = hp, y = mpg))+
  geom_point()+
  geom_smooth(method = "lm")+
  labs(title = "Correlação negativa quanto mais HP menor as milhas por galão",
    y = "Milhas por galão")

Neste exemplo temos um gráfico que mostra uma relação não linear entre a localização e o preço, onde a variável longitude que é uma das medidas de posicionamento ou localização do imóvel está representado no eixo X enquanto a variável preço, está representada no eixo Y.

Code
ames |> 
  ggplot(aes(x = Longitude, y = Sale_Price))+
  geom_point()+
  geom_smooth(method = "loess", formula = y ~ x)+
  scale_y_continuous(labels = label_number(scale_cut = cut_short_scale()))+
  labs(title = "Relação não linear entre o preço do imóvel e a longitude",
    y = "Preço do imóvel")

Neste exemplo temos um gráfico que nos mostra um gap entre os períodos de 1990 até 1992.

Code
library(tidyverse)
library(ggpubr)

data_crime <- 
  read.csv("https://raw.githubusercontent.com/dspiegel29/ArtofStatistics/master/00-1-age-and-year-of-deathofharold-shipmans-victims/00-1-shipman-confirmed-victims-x.csv") %>% 
  janitor::clean_names()


#plot3 using ggpubr 
data_crime |> 
  ggscatterhist(x = "fractional_death_year",
                y = "age",
                color = "gender2",
                margin.plot = "histogram",
                margin.ggtheme = theme_void(),
                palette = "uchicago",
                xlab = "Ano",
                ylab = "Idade das vítimas")

Pra onde vai

  • No ciclo PDCA o gráfico de dispersão é utilizado principalmente na investigação das características específicas com visão ampla e sobre diversos pontos de vista. Após esta estapa, a próxima é descobrir as causas fundamentais.

  • Para decisões intermediárias durante a melhoria de process dando suporte a intuições iniciais a respeito do fenômeno e servindo de guia para alocação de esforços para investigações posteriores. No exemplo apresentado em Spiegelhalter and Schlesinger (2022), o gráfico de dispersão possibilidade visualizar um gap no número de crimes com determinadas características justamente no período em que o criminoso estava fora de ação.

Qual o resultado

  • Apresentar, analisar e comunicar dados de forma eficiente possibilitando a identificação de padrões nos dados e investigação de fenômenos sob diversos pontos de vista.

  • Facilidade na leitura e interpretação dos resultados melhorando a compreensão de todos em relação ao problema ou fenômeno.

  • Por ser uma ferramenta comum, possibilita a reprodutibilidade e uso em praticamente todas as áreas e lugares e por todos os tipos de profissionais que buscam melhorar seus processos.

Referências

Korteling, Johan E., Anne-Marie Brouwer, and Alexander Toet. 2018. “A Neural Network Framework for Cognitive Bias.” Frontiers in Psychology 9 (September). https://doi.org/10.3389/fpsyg.2018.01561.
Spiegelhalter, David, and George Schlesinger. 2022. A Arte Da Estatística: Como Aprender a Partir de Dados. 1ª edição. Zahar.