什麼時候適合使用對數刻度?
我已經讀過,在某些情況下使用圖表/繪圖時使用對數刻度是合適的,例如時間序列圖中的 y 軸。但是,我無法找到一個明確的解釋來解釋為什麼會這樣,或者什麼時候合適。請記住,我不是統計學家,所以我可能完全忽略了這一點,如果是這樣的話,我會很感激補救資源的方向。
這是一個非常有趣的問題,而且很少有人考慮。有幾種不同的方法可以適合對數刻度。第一個也是最著名的是 Macro 在他的評論中提到的:對數刻度允許顯示大範圍,而不會將小值壓縮到圖表底部。
首選對數縮放的另一個原因是在數據更自然地以幾何方式表示的情況下。一個例子是當數據表示生物介質的濃度時。濃度不能為負,並且變異性幾乎總是與平均值成比例(即存在異方差)。使用對數刻度,或者等效地,使用對數濃度作為主要衡量標準,既可以“固定”不均勻的變異性,又可以給出兩端無界的刻度。濃度可能是對數正態分佈的,因此對數縮放為我們提供了一個可以說是“自然”的非常方便的結果。在藥理學中,我們經常使用對數刻度來表示藥物濃度,
對數刻度的另一個很好的理由,可能是您對時間序列數據感興趣的原因,來自對數刻度使小數變化等效的能力。想像一下您的退休投資的長期表現。它(應該)大致呈指數增長,因為明天的興趣取決於今天的投資(粗略地說)。因此,即使按百分比計算的表現相當穩定,資金圖表也會在右端出現最快的增長。對於對數刻度,恆定百分比變化被視為恆定的垂直距離,因此恆定的增長率被視為一條直線。這通常是一個很大的優勢。
選擇對數刻度的另一個稍微深奧的原因是值可以合理地表示為 x 或 1/x 的情況。我自己研究的一個例子是血管阻力,它也可以合理地表示為倒數的血管電導。(在某些情況下,將血管的直徑視為電阻或電導的力量也是明智的。)這些措施都沒有比另一個更現實,兩者都可以在研究論文中找到。如果它們以對數方式縮放,那麼它們只是彼此的負數,並且選擇一個或另一個沒有實質性差異。(當它們都是對數標度時,血管直徑將與電阻和電導相差一個常數乘數。)