2009年8月5日 星期三

用Excel做箱線圖(Boxplot)例

實驗實施後的數據解析,經常需要繪製箱線圖,一般可用Minitab、JMP等軟體繪製,而Excel卻無模板可以繪製,查詢網路已知有二個方法可繪出箱線圖,其一為微軟公司所公佈的方法,另一就是本文介紹的方法
資料與畫圖圖形,並與minitab與jmp所畫的箱線圖如下表

Boxplot data and plot by excel minitab jmp
版本:Excel 2003
步驟1:準備要繪圖原始數據於Excel工作表上[A1:B11]

A
B
C
1
no
Y1
Y2
2
1
15.63
17.22
3
2
17.44
18.19
4
3
17.83
20.71
5
4
19.40
21.70
6
5
19.53
22.54
7
6
20.49
22.76
8
7
22.19
22.91
9
8
22.40
23.07
10
9
22.55
23.82
11
10
23.47
25.50
步驟二:製作繪製Boxplot所需數據組,注意順序內容不可更改

A
B
C
13
統計量
Y1
Y2
14
Q1
18.22
20.96
15
Q0
15.63
17.22
16
Q2
20.01
22.65
17
Q4
23.47
25.50
18
Q3
22.35
23.03
表中Q0~Q4的Q為四分位數,0~4分別代表第0~4分位數,可用函數求得,如Y1的Q0~Q4如表所示
Q1
第1分位數
第25%點值
=Quartile(B2:B11, 1)
Q0
第0分位數
第0點值(最小值)
=Quartile(B2:B11, 0)
Q2
第2分位數
第50%點值(中位值)
=Quartile(B2:B11, 2)
Q4
第4分位數
第100%點值(最大值)
=Quartile(B2:B11, 4)
Q3
第3分位數
第75%點值
=Quartile(B2:B11,3)
步驟三:開始製作繪製Boxplot
1 選取 [B13:C18]
2 點 [圖表精靈] 選 [折線圖] 的第一個折線圖(不要含資料標記的折線圖,通常默認為含有資料標記的折線圖),點[下一步],在[數據區域]卷標下,自 [數列資料取自] 點 [列] ←重點
3 進入圖表選項後取消勾選 [格線],取消勾選 [圖例] 後完成[圖表精靈],此圖表顯示五條線
4 用鼠標點圖中的任一線後取右鍵,叫出 [資料數列格式],在 [選項]標籤標下,勾選 [高低點連線] 與 [漲跌線],此後原為灰色的 [類別間距] 變黑,內有數字默認為150,不必更動 (有需要時可變更此數改變箱線圖的箱寬),點擊 [確定] 後就會出現箱線圖。
步驟四:開始潤飾Boxplot 圖
此為 Excel 圖表操作基本功夫故不詳述,潤飾內容
1 更改刻度為 15~28,主要刻度為 2.5
2 更改中位數的[數據標記]為『­-』,因為無數據點的折線圖看不到中位數,故需要讓其顯示,作法是點擊聯結Y1與Y2間五條線的中線(正常操作是黃色線),鼠標右鍵叫出 [資料數列格式],在 [圖樣] 標籤下 [線條] 點 [無],[標記] 點 [自訂],[樣式] 選『­-』(較長橫線),[前景] 請自訂鮮豔顏色如藍色,[大小] 取5 (最高14)
3 取消 Y1 與Y2間的4條連結線
用Excel繪製箱線圖應該知道的事項
1 目前計算四分位數的數值,會因為使用軟件所引用計算方法而有差異,已確認過Excel與Minitab、JMP計算方法不同而有差異,將另文敘述excel計算的修正方法
數據 Y1
Excel
Minitab或jmp
Q0
15.63
15.63
Q1
18.22
17.7325
Q2
20.01
20.01
Q3
22.35
22.4375
Q4
23.47
23.47
2 箱線圖英文box and whisker plots,亦即有二個圖,其一為箱圖(Box),另一為線圖(鬚圖 whisker)大部分軟體繪圖箱圖都一致,但線圖部分就各有變化而內容不盡相同。
(1) 本文用Excel畫圖係以Q1-Q2-Q3畫箱圖(Box),以Q0~Q1,Q3~Q4來畫二條線圖(whisker),(2) minitab箱線圖為了顯示異常值數據較為複雜,除了以Q1-Q2-Q3畫箱圖(Box)一樣外,在默認下minitab 是以 [Q1-1.5×(Q3-Q1)]、[Q3+1.5×(Q3-Q1)]來畫下、上鬚線(whisker),但若上鬚線值小於最大值則以最大值當鬚線,同理,但若下鬚線值小於最小值則以最小值當鬚線,Minitab並定義當個別數據若大於上鬚線、或小於下鬚線則為異常值而以星號表示。

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