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1. 개요
2. 통계 도표의 특징 및 기능
3. 통계 도표의 종류
4. 통계 도표 작성 시 고려 사항
5. 학교 교육 및 실생활에서의 활용
참조

1. 개요

차트는 통계 데이터를 시각적으로 표현하여 분석하고 이해를 돕는 데 사용되는 도구이다. 통계표의 숫자로는 파악하기 어려운 규칙성, 법칙성, 경향을 쉽게 파악할 수 있도록 돕는다. 차트에는 산점도, 막대그래프, 원그래프, 선 그래프 등 다양한 종류가 있으며, 데이터의 특징과 목적에 따라 적절한 차트를 선택하여 사용한다. 차트 작성 시에는 분석 목적, 데이터의 적절성, 축의 설정 등을 고려해야 하며, 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 자동 생성하는 경우가 많다. 통계 도표는 자연과학, 사회과학, 인문과학 등 다양한 연구 분야에서 데이터 정리 및 분석에 활용되며, 학교 교육 및 실생활에서도 널리 사용된다.

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2. 통계 도표의 특징 및 기능

통계도표는 점, 선, 면적, 도형, 기호 등을 이용하여 통계 데이터를 시각적으로 표현하고 분석하는 도표이다. 통계표의 숫자만으로는 파악하기 어려운 규칙성, 법칙성, 경향 등을 통계도표를 통해 직관적으로 이해하고 과학적 분석을 가능하게 한다.^[24]

일반적으로 차트는 데이터를 그래픽으로 표현하여 텍스트보다 빠르게 의미를 파악할 수 있도록 돕는다. 따라서 텍스트는 주로 데이터에 대한 설명을 덧붙이는 데 사용된다.

그래프에서 텍스트의 가장 중요한 역할 중 하나는 '''제목'''이다. 그래프 제목은 주 그래픽 위에 나타나며, 그래프가 나타내는 데이터를 간결하게 설명한다.

데이터의 차원은 주로 '''축'''에 표시된다. 수평축과 수직축을 사용하는 경우 x축과 y축이라고 하며, 각 축에는 주기적인 눈금과 함께 숫자 또는 범주형 표시가 제공되는 '''눈금'''이 있다. 각 축에는 표현된 차원을 설명하는 레이블이 외부에 표시되며, 눈금이 숫자일 경우 단위가 괄호 안에 접미사로 추가될 수 있다. (예: "이동 거리 (m)")

그래프 내에는 데이터의 시각적 정렬을 돕기 위해 선의 '''격자'''가 나타날 수 있다. 중요한 눈금의 선을 강조한 주 격자선과 나머지 보조 격자선으로 구성된다.

차트의 데이터는 다양한 형식으로 나타날 수 있으며, 텍스트 '''레이블'''을 포함하여 위치와 관련된 데이터를 설명할 수 있다. 점, 도형, 연결선, 색상, 패턴 등 다양한 방식으로 표현될 수 있으며, 추론이나 관심 지점을 그래프에 직접 표시할 수도 있다.

여러 변수가 포함된 경우, 차트에 '''범례'''(또는 '''키''')가 포함될 수 있다. 범례에는 변수 목록과 해당 변수의 모양이 예시로 제공되어 각 변수의 데이터를 식별하는 데 도움을 준다.

통계표를 활용하면 통계 데이터의 특징(증감 등)을 파악하고 체계적으로 비교하여 현황 파악 및 객관적 판단에 도움을 받을 수 있다. 이를 "통계 데이터의 해석" 또는 "자료 해석"이라고 한다.

어떤 그래프를 사용할지는 연구 목적에 따라 달라진다. 실험 노트, 논문, 강연 슬라이드 등 다양한 상황에서 통계 그래프를 작성할 수 있지만, "무엇을 분석할 것인가?", "무엇을 주장할 것인가?", "무엇을 검정할 것인가?"와 같은 목적 의식과 연구 목적에 맞는 통계 데이터가 필요하다.

통계 그래프 작성은 모눈종이를 사용하거나 엑셀, Origin, KaleidaGraph 등의 소프트웨어를 사용할 수 있다.

통계 도표 작성은 실험, 사회조사, 마케팅 등 조사 활동의 일환으로 이루어진다. 조사 목적에 따라 적절한 그래프가 달라지며, 각 경우에 따라 독창성을 발휘하는 능력이 필요하다. 좋은 논문의 통계 도표를 참고하여 안목을 기르는 것이 중요하다.

통계 데이터 없이 그래프를 작성하는 것은 날조에 해당한다.^[20] 통계 그래프는 데이터를 가공하는 수단이며, "목적과 관점에 따라 정보를 수집하는" 과정이 선행되어야 한다. 데이터 획득 및 처리의 타당성은 통계학, 실험계획법 등 체계적인 학문으로 판단할 수 있지만, 쉽게 옳고 그름을 판단하기는 어렵다.

그래프를 작성할 때는 "무엇을 분석할 것인가", "무엇을 주장할 것인가", "무엇을 검정할 것인가"와 같은 목적 의식과 연구 목적에 맞는 통계 데이터가 필요하다.^[9]^[11] 예를 들어, 초등학생의 키, 몸무게, 학년, 학교 데이터가 있어도 어떤 그래프를 작성할지는 목적에 따라 달라진다.

목적에 따라 다음과 같은 요소들이 결정된다. (통계 그래프의 종류와 그래프 선택의 기준 참조)

사용하는 그래프 종류 (원 그래프, 막대 그래프 등)
주요 매개변수 선택 (축 설정, 분류 설정, 계급 설정 등)
스케일 선택

예를 들어, "키의 분포를 보고 싶다"는 목적에는 히스토그램이, "키와 몸무게의 관계를 보고 싶다"는 목적에는 산포도가 적절하다.

그래프 작성 준비 과정은 다음과 같다.^[9]^[11]

# 통계 그래프 주제 결정

# 주제에 필요한 데이터 수집 및 정리

# 데이터 취사선택, 주제 재검토

# 그래프 종류 검토

# 실제 작성

일반적으로 그래프 작성은 "『주장해야 할 사항』을 논증하기 위한 자료를 수집하고 배치하는" 문제의 일부이다. 통계 그래프 작성 절차는 연구 절차와 유사하며, "목적과 관점에 따라 정보를 집약, 정리, 분석하여 특징·경향을 찾아내는" 과정을 거친다.

자연과학, 사회과학, 인문과학 등 실증성이 요구되는 연구 분야에서는 데이터 정리·분석의 일환으로 통계 도표를 작성한다. 실험 노트, 논문, 강연 슬라이드 등 다양한 상황에서 활용된다.

변량 상호 상관을 주로 다루는 경우 산포도가 주로 사용된다. 등고선도, 2차원 분포도, 막대 그래프(주로 히스토그램) 등도 사용된다. 3D 그래프는 값의 3차원 분포를 직관적으로 전달하여 권위 있는 피어 리뷰 논문에서도 자주 사용된다.

자주 사용되는 그래프는 다음과 같다.

2차원 분포도(2D mapping, 컬러 매핑)^[21]·등고선도 및 라인 프로파일(단면 프로파일)^[22]
산포도·오차 막대가 있는 산포도 및 회귀곡선
히스토그램

통계 처리에서는 "데이터는 연속적인 양으로 취득되어야 한다"는 전제가 있으며, 물리학, 화학, 공학, 경제학, 심리학 등에서 "변량 상호 상관"을 보는 것이 주된 목적이다. 따라서 함수 그래프와 같은 형태를 얻고자 하는 경향이 있다.

주로 산포도를 사용하여

2종류(혹은 3종류) 데이터의 상관을 정리하고,
현상론적으로 가장 적합한 회귀곡선 (아레니우스 플롯 등)을 그리는

처리가 이루어진다.

컴퓨터 기술의 발달로 통계 그래프와 이미지(사진)의 구별이 모호해지는 경향이 있다. 디지털 이미지는 공간 좌표·색의 상관 관계를 나타내는 컬러 그래프의 일종이며, 등고선도 등과 구별하기 어려워졌다.

초등 교육 과정에서 중시되는 꺾은선 그래프는 로드맵 등 미래 기술 예측에 주로 사용되지만,

자연과학, 특히 물리학에서 시간적 추이는 "시간과 측정 결과의 상관"에 불과하고,
Excel 등 일부 소프트웨어에서 꺾은선 그래프는 "산포도의 각 점을 막대로 연결"하여 작성 가능하며,
Excel에서 꺾은선 그래프는 "눈금 간격은 반드시 등간격"으로 설정되어 특정 시간 데이터 결손 시 불편하지만, 산포도는 이러한 문제가 없다는

이유로 산포도로 대체되는 경우가 많다.

3. 통계 도표의 종류

통계도표는 점, 선, 면적, 그 밖의 기하학적 도형이나 기호를 이용하여 통계 데이터를 나타내고, 해석하고, 분석하는 데 사용된다. 통계표에 있는 숫자만으로는 그 안에 숨겨진 규칙성, 법칙성, 경향을 알아내기 어려울 때가 많다. 이럴 때 통계도표를 사용하면 통계 데이터를 과학적으로 분석할 수 있고, 눈으로 직접 확인할 수 있어 이해하기 쉽다.^[24]

통계도표에는 여러 종류가 있는데, 변량의 크기를 비교하는 도표(직선 막대그래프, 히스토그램, 기둥그래프 등), 시간에 따라 변화하는 변량을 나타내는 도표(선그래프), 다른 변량에 의존하여 변화하는 변량을 나타내는 도표(산포도), 구성 도표(직선적인 것 또는 원형)등이 있다.

예를 들어, 가처분소득에 따라 소비지출이 어떻게 달라지는지 알고 싶다면, 직각좌표를 사용하여 가로축에 소득, 세로축에 소비지출을 표시하고 해당 점들을 찍어 산포도를 그리면 그 변화를 쉽게 알 수 있다.^[24]

그 밖에도 면적그래프, 체적그래프, 그림그래프, 통계지도 등이 사용된다.^[24]

3. 1. 일반적인 도표

통계도표는 점, 선, 면적, 기타 기하학적 도형이나 기호를 이용하여 통계 데이터를 묘사하고 해석하며 분석하는 데 사용되는 도표이다. 통계표에 정리된 숫자만으로는 규칙성, 법칙성, 경향을 파악하기 어려운 경우가 많다. 이럴 때 통계도표를 활용하면 통계 데이터를 과학적으로 분석하고, 시각적으로 표현하여 이해를 돕는다.^[24]

통계표는 주로 양적인 관계를 나타내지만, 변량의 크기를 비교하거나 시간에 따라 변화하는 변량을 나타내는 도표도 많이 쓰인다. 양적 관계를 나타내는 도표에서는 눈금이 중요한데, 산술 눈금과 대수 눈금이 널리 사용된다.^[24]

변량의 크기를 비교하는 도표로는 직선적인 막대그래프, 히스토그램, 기둥그래프 등이 있다. 구성도표로는 직선적인 것 또는 원형의 것이 사용된다. 시간에 따라 변화하는 변량을 나타낼 때는 선그래프가 쓰이는데, 이는 막대그래프의 꼭짓점을 선분으로 연결한 것이다. 다른 변량에 의존하여 변화하는 변량을 나타낼 때는 점그래프인 산포도가 사용된다.^[24]

예를 들어, 가처분소득에 따라 소비지출이 어떻게 변하는지 알고 싶다면, 직각좌표를 사용하여 가로축에 소득, 세로축에 소비지출을 표시하고, 해당 점들을 찍어 산포도를 그리면 그 변화 양상을 파악할 수 있다.^[24]

그 밖에도 면적 그래프, 체적 그래프, 그림 그래프, 통계지도 등이 사용된다.^[24]

일반적으로 사용되는 차트에는 다음과 같은 것들이 있다.

히스토그램: 이산 구간(계급) 위에 세워진 인접한 직사각형으로 표시되는 표 형태의 빈도를 나타내며, 면적은 구간 내 관측값의 빈도와 같다. 칼 피어슨이 처음으로 도입하였다.^[3]
막대 그래프: 직사각형 막대의 길이가 나타내는 값에 비례하는 차트이다. 막대는 세로 또는 가로로 표시할 수 있다. 니콜 오레스메, 조셉 프리스틀리, 윌리엄 플레이페어가 최초로 막대 그래프를 사용한 것으로 알려져 있다.^[4]
원 그래프: 백분율 값을 원형의 조각으로 표시한다. 윌리엄 플레이페어가 처음으로 도입하였다.^[5]

선 그래프: 순서대로 관측값을 연결하는 순서가 지정된 관측값의 2차원 산점도이다. 프랜시스 호크스비, 니콜라우스 사무엘 크루키우스, 요한 하인리히 람베르트, 윌리엄 플레이페어가 최초의 선 그래프를 사용한 것으로 알려져 있다.^[6]

다른 일반적인 차트로는 다음과 같은 것들이 있다.

시간표

조직도
트리 차트

흐름도
면적 그래프
카르토그램

가계도
방사형 트리

3. 2. 기타 도표

통계도표는 점, 선, 면적, 기타 기하학적 도형이나 기호를 이용하여 통계 데이터를 묘사하고 해석하며 분석하는 데 사용되는 도표이다. 통계표의 숫자는 그 자체로는 규칙성, 법칙성, 경향을 파악하기 어려울 수 있는데, 통계도표는 이러한 데이터를 시각적으로 표현하여 과학적 분석을 돕고, 직관적인 이해를 돕는다.^[24]

통계도표는 양적 관계를 나타내는 기본적인 도표 외에도 변량의 크기를 비교하는 도표, 시간적 변화를 나타내는 도표 등 다양하다. 양적 관계 도표에는 산술 눈금과 대수 눈금이 널리 사용된다. 변량 크기 비교에는 직선 막대그래프, 히스토그램, 원형 또는 부채꼴 도표 등이 사용된다. 구성 도표로는 직선 또는 원형 도표가 사용된다. 시간적 변화를 나타내는 도표로는 선 그래프가 사용되며, 이는 막대그래프의 점들을 선분으로 연결한 것이다. 다른 변수에 의존하여 변화하는 변량을 나타내는 도표로는 산포도가 사용된다.^[24]

예를 들어, 가처분소득에 따른 소비지출 변화는 직각좌표를 사용하여 가로축에 소득, 세로축에 소비지출을 표시하고 해당 점들을 표시하는 산포도로 파악할 수 있다.^[24]

그 밖에도 면적 그래프, 체적 그래프, 그림 그래프, 통계 지도 등 다양한 통계도표가 사용된다.^[24]

흔히 사용되지 않는 차트의 예시는 다음과 같다.

거품 차트
극좌표 면적도
폭포 차트
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--
--
갭 차트

위 이미지들은 다음을 나타낸다.

거품 차트는 2차원 산점도에 점의 크기로 세 번째 변수를 표현한다.
극좌표 면적도는 플로렌스 나이팅게일이 개발한 원형 차트의 개선된 형태이다.
레이더 차트는 "거미줄 차트"라고도 불리며, 3개 이상의 정량적 변수를 동일한 점에서 시작하는 축에 표현하는 2차원 차트이다.
폭포 차트는 "워크(Walk)" 차트라고도 불리며, 특수한 유형의 부동 열 차트이다.
트리맵은 직사각형 면적이 값에 해당하는 차트이다.
스트림그래프는 중심축 주위에 배치된 겹쳐진 곡선 영역 그래프이다.
갭 차트는 시계열 차트로, 시계열 간의 변화하는 차이와 동등성을 보여준다.

잘 알려진 명명된 차트에는 다음과 같은 것들이 있다.

--
놀런 차트
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특정 차트들은 어떤 현상이나 개념을 효과적으로 설명하여 널리 알려지게 되었다.

간트 차트는 복잡한 프로젝트 일정 계획에 사용된다.
놀런 차트와 푸르넬 차트는 정치적 철학을 분류한다.
PERT 차트는 프로젝트 관리에 사용된다.
스미스 차트는 무선 전자공학에서 사용된다.

다양한 다른 종류의 차트들이 있으며, 그 중 일부는 다음과 같다.

관리 차트
그레닌저 차트
히트맵
출생 차트
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런 차트
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다른 예시로는 베르날 차트가 있다.

3. 3. 특수 목적 도표

통계도표는 점, 선, 면적, 기타 기하학적 도형이나 기호를 사용하여 통계 데이터를 묘사하고 해석하며 분석하는 데 사용된다. 통계표의 숫자를 통계도표로 표현하면 데이터 분석에 도움이 되고, 시각적으로 이해하기 쉽다.^[24]

특정 분야에서 특수 목적으로 사용되는 차트 종류는 다음과 같다.

OHLC 차트: 주식 시장 가격을 나타내며, 하단에 거래량을 막대 그래프 형태로 표시한다.
캔들 차트: 시간에 따른 주식 가격 변동을 나타내는 막대 차트의 일종이다.
카기 차트: 노이즈를 최소화하여 주식 추적을 위한 시계열과 무관한 차트이다.
스파크라인: 세부 정보가 덜 필요하고 차트 크기가 중요할 때 사용된다.

다른 예시는 다음과 같다.

기간 종료 시점의 금리, 온도 등은 선형 차트로 표시된다.
프로젝트 계획자는 간트 차트를 사용하여 시간 경과에 따른 작업 시기를 보여준다.

4. 통계 도표 작성 시 고려 사항

통계 도표는 통계 데이터를 점, 선, 면적, 도형, 기호 등을 사용하여 시각적으로 표현하고 분석하는 도구이다. 통계표의 숫자만으로는 파악하기 어려운 규칙성, 법칙성, 경향 등을 통계 도표를 통해 쉽게 이해할 수 있다. 통계 도표는 시각적인 효과를 통해 직관적인 이해를 돕는다.^[24]
일반적인 차트의 구성 요소

제목: 그래프 위에 나타나며, 데이터가 나타내는 내용을 간결하게 설명한다.
축: 데이터의 차원을 표시하며, 수평축(x축)과 수직축(y축)을 사용한다. 각 축에는 눈금이 표시되고, 레이블을 통해 표현된 차원을 설명한다. 눈금이 숫자일 경우, 레이블에 단위를 괄호 안에 접미사로 추가한다. (예: 이동 거리 (m))
격자: 데이터의 시각적 정렬을 돕기 위해 선으로 표시된다. 주 격자선과 보조 격자선으로 구분된다.
레이블: 차트에서 표시된 위치와 관련된 데이터를 설명하는 텍스트이다.
범례: 차트에 나타나는 여러 변수를 식별할 수 있도록 변수 목록과 모양을 예시로 제공한다.

통계 도표 작성 시 고려 사항통계 도표 작성은 실험, 사회조사, 마케팅 등 다양한 조사 활동에서 데이터를 정리하고 분석하는 중요한 과정이다. 어떤 그래프를 사용할지는 "무엇을 분석하고 무엇을 주장할 것인가"에 따라 달라진다.^[20]
그래프 작성 시 유의점

목적 의식: "무엇을 분석할 것인가", "무엇을 주장할 것인가", "무엇을 검정할 것인가"와 같은 목적 의식을 명확히 해야 한다.
데이터: 연구 목적에 맞춰 적절하게 획득, 처리된 통계 데이터가 필요하다.
데이터 조작 금지: 통계 데이터가 없는 상태에서 그래프를 작성하여 발표하는 것은 날조에 해당한다.^[20]

그래프 작성 준비 과정^[9]^[11]

1. 주제 결정: 작성할 통계 그래프의 주제를 결정한다.

2. 데이터 수집 및 정리: 주제에 따라 필요한 데이터를 수집하고 정리한다.

3. 데이터 취사선택 및 주제 재검토: 수집된 데이터를 검토하고, 필요에 따라 주제를 재검토한다.

4. 그래프 종류 검토: 어떤 종류의 그래프를 작성할 것인지 검토한다.

5. 작성: 실제로 그래프를 작성한다.
그래프 종류 선택 기준^[7]^[8]^[9]

목적	적절한 그래프
1종류 계열 데이터의 시간적 추이	꺾은선 그래프
2종류 계열 데이터의 상관관계	산점도
3종류 계열 데이터의 비교	2차원 등고선 그림, 히트맵, 3차원 등고선 그림
크기 비교	막대그래프
내역이나 구성비	원그래프
분산	히스토그램, 오차 막대가 있는 선 그래프, 상자 수염 그림

5. 학교 교육 및 실생활에서의 활용

통계표를 적절히 활용하면 통계 데이터의 특징을 파악하고, 체계적으로 비교하여 현황 파악과 객관적 판단을 하는 데 큰 도움이 된다. 통계표를 이용하여 통계 데이터의 경향 등을 파악하는 것을 "통계 데이터의 해석" 또는 "자료 해석"이라고 한다.

학교 교육에서 통계 그래프 작성은 모눈종이를 사용하는 것이 기본이지만, 초·중·고등학교 교육 현장을 제외하면 최근에는 엑셀 등의 표 계산 소프트웨어를 사용하는 경우가 많다.

통계 그래프의 작성 및 해석은 노트 작성, 프레젠테이션, 문서 작성 기술 등과 함께 조사 활동을 수행하는 데 필요한 학문적 기술 중 하나로 여겨지게 되었다.

초등학교 수학 시간에는 막대그래프, 꺾은선그래프, 점 그림을 다루는 방법을 배우고, 중학교 수학에서는 '자료의 정리' 단원에서 히스토그램과 상자 수염 그림에 대해 학습한다. 고등학교 수학 교과서에는 '통계' 항목이 있으며, 거기에서도 간단하게 다루어진다. 초중고를 통해 지리 시간에는 사회 통계와 등고선을 백지도 등을 사용하여 학습한다. 초중고 과학 시간에도 '실험 데이터 정리' 등의 의미로 가르치는 경우가 있다. 대학교에서는 학생 실험 등에서 실험 노트 지도와 병행하여 통계 그래프를 지도한다.

공무원 시험 등에서는 '자료 해석'이라는 과목으로 출제된다. 시스템 관리자 시험에서도 '상황에 맞는 적절한 그래프 선택' 문제가 출제된다.

참조

_[1] 서적 Harvard graphics 3: the complete reference Osborne McGraw-Hill
_[2] 서적 Visual revelations: graphical tales of fate and Deception from Napoleon Bonaparte to Ross Perot Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
_[3] 논문 Contributions to the Mathematical Theory of Evolution. II. Skew Variation in Homogeneous Material https://zenodo.org/r[...]
_[4] 웹사이트 First Ever Bar Charts Created in 14th Century http://www.anychart.[...] AnyChart 2015-06-02
_[5] 웹사이트 History of Pie Charts http://www.jpowered.[...] JPowered 2016-02-09
_[6] 웹사이트 Milestones in the history of thematic cartography, statistical graphics, and data visualization http://www.math.york[...]
_[7] 서적 グラフ活用の技術データの分析からプレゼンテーションまで
_[8] 서적 表とグラフの作り方
_[9] 서적 レポート・プレゼンに強くなるグラフの表現術講談社現代新書
_[10] 웹사이트 東北大学自然科学総合実験グラフの書き方 http://jikken.he.toh[...]
_[11] 웹사이트 http://www.pref.chib[...]
_[12] 서적 理系のためのレポート論文完全ナビ
_[13] 서적 実験データを正しく扱うために
_[14] 서적 厳選例題Excelで解く問題解決のための科学計算入門
_[15] 서적 実験法入門ピアソンエデュケーション
_[16] 서적 データのとり方とまとめ方―分析化学のための統計学とケモメトリックス共立出版
_[17] 웹사이트 http://office.micros[...]
_[18] 웹사이트 http://www.hulinks.c[...]
_[19] 웹사이트 http://www.lightston[...]
_[20] 문서 그래프의 사용법 자체를 논의 및 평가하는 경우 가상 데이터를 사용하는 것은 문제가 되지 않는다. 또한, 특수한 예로서 과학적인 예측을 그래프화하는 경우가 있으며, 그 경우 데이터가 존재하지 않는다는 것은 가능하다. 아래에 상세히 설명한다.
_[21] 웹사이트 Origin의 등고선 그래프－XYZ 데이터에서 작성한 등고선 http://www.lightston[...]
_[22] 웹사이트 Origin의 등고선 그래프－등고선 프로파일 http://www.lightston[...]
_[23] 서적 Harvard graphics 3: the complete reference Osborne McGraw-Hill
_[24] 글로벌 통계도표

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