كيفية إضافة أشرطة الخطأ إلى الرسوم البيانية في بايثون

في كثير من الأحيان، قد ترغب في إضافة أشرطة خطأ إلى الرسوم البيانية في بايثون لالتقاط عدم اليقين حول القياسات أو القيم المحسوبة. لحسن الحظ، من السهل القيام بذلك باستخدام مكتبة matplotlib.

يشرح هذا البرنامج التعليمي كيفية إضافة أشرطة الخطأ إلى المخططات الشريطية والمخططات الخطية في بايثون.

أشرطة الخطأ في المخططات الشريطية

لنفترض أن لدينا مجموعة البيانات التالية المكونة من 10 قيم في بايثون:

 import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

#define dataset
data = [4, 6, 6, 8, 9, 14, 16, 16, 17, 20]

لإنشاء مخطط شريطي يحتوي على أشرطة خطأ لمجموعة البيانات هذه، يمكننا تعيين عرض أشرطة الخطأ كخطأ قياسي ، والذي يتم حسابه

الخطأ المعياري = s / √n

ذهب:

• s: عينة الانحراف المعياري
• ن: حجم العينة

يوضح الكود التالي كيفية حساب الخطأ القياسي لهذا المثال:

 #calculate standard error
std_error = np.std(data, ddof=1) / np.sqrt(len(data))

#view standard error
std_error

1.78

أخيرًا، يمكننا إنشاء المخطط الشريطي باستخدام أشرطة الخطأ التي يساوي عرضها الخطأ القياسي:

 #define chart 
fig, ax = plt.subplots()

#create chart
ax.bar(x=np.arange(len(data)), #x-coordinates of bars
       height=data, #height of bars
       yerr=std_error, #error bar width
       capsize=4) #length of error bar caps 

وتبين أن الخطأ القياسي هو 1.78 . هذا هو عرض شريط الخطأ الذي يمتد في أي اتجاه من تقديرات النقاط على الرسم البياني. على سبيل المثال، قيمة الشريط الأول في المخطط هي 4، لذلك يحتوي على شريط خطأ يمتد من:

• الحد الأدنى: 4 – 178 = 2.22
• النهاية العليا: 4 + 1.78 = 5.78

كل شريط خطأ في المخطط له نفس العرض.

أشرطة الخطأ في المخططات الخطية

يوضح التعليمة البرمجية التالية كيفية إنشاء مخطط خطي يحتوي على أشرطة خطأ لنفس مجموعة البيانات:

 import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

#define data
data = [4, 6, 6, 8, 9, 14, 16, 16, 17, 20]

#define x and y coordinates
x = np.arange(len(data))
y = data

#create line chart with error bars
fig, ax = plt.subplots()

ax.errorbar(x, y,
            yerr=std_error,
            capsize=4) 

لاحظ أن الوسيطة yer تطلب من Python إنشاء أشرطة خطأ رأسية. يمكننا بدلاً من ذلك استخدام الأشرطة الرأسية الأفقية باستخدام الوسيطة xerr :

 #create line chart with horizontal error bars
fig, ax = plt.subplots()

ax.errorbar(x, y,
            xerr =std_error,
            capsize=4) 

يمكنك العثور على المزيد من دروس بايثون هنا .