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浅谈常用的科学制图方法及规范:系列1.柱状图

已有 913 次阅读 2021-6-17 21:46 |个人分类:科研教学|系统分类:科研笔记

  邻近毕业季,在评审论文过程中发现有很多同学的论文图表存在制作不规范、不美观、图不达意的问题。图表是一篇学术论文的精华,因此想要简要谈一谈个人对常用的科学制图方法和规范的理解。


第1期 柱状图的制作方法和规范

1、制图的一般要求

  柱状图是科学论文中最为常见的一种制图方式,一般用于分组间(如试验处理)数值的直接简单比较。制作柱状图一般需要明确数据分组的多少,制作的篇幅是多大,如何进行单张或者多张图表的组合排列。

  一般而言,柱状图用来制作3组以上分组间的比较,以图1为例,需要表达在作物不同生育期的土壤碱解氮差异,作物生育期分为(苗期、分蘖期、孕穗期和类别4),共四组。比较的参数(Y轴)是土壤碱解氮。因此,图形的内容就包括横轴类别轴的生育期分组和纵轴系列值得土壤碱解氮值。

  图表制作的大小和比例跟美观度直接相关,一个内容极为丰富的图却做得太小,或者一个内容很少的图却做得很大,都是不可取的。常规的打印文稿按照A4尺寸(210×297mm)计算,去掉用于印刷的页边距60mm,能够用于文字图表的宽度就150mm,所以常规的图表如果要么占整个宽幅,要么两张图、三张图横版进行组合排布,图形的宽幅就建议为整个宽幅(140-150mm)、两张图组合(70-75mm)、三张图组合(46-50mm)。

  图表的长宽比是很影响美观的,一般按照黄金分割0.618接近的比例比较美观的,比如15:9或者5:3或者3:2。如图1,宽为74mm,高为47mm,比例为0.635。如果是单张整宽幅的图建议设置为宽高比16:9左右,也就是宽140-150mm,高75-85mm;两张图组合建议设置为宽高比5:3,也就是宽70-75mm,高45mm左右;三张图组合建议设置为宽高比3:2,也就是宽46-50mm,高35mm。

 图内文字字体根据期刊或者出版要求进行设计,常规用得较多的字号是7.5px,字体采用宋体和times new roman。纵轴的数值分段一般建议用5-6段,太少了显得内容空,太多了很拥挤,并且一般全文的分段数尽量采用相同,要么5段,要么6段,尤其避免同一个图表内的多个组合图分段数不同或者差异很大。纵轴分段数还需要尽量统一数值的小数位数,不要是0、0.5、1、1.5、2这种,都用0.0、0.5、1.0、1.5、2.0会比较美观。

  横轴和纵轴刻度线,建议都要添加,刻度线朝内还是朝外根据期刊的规范就可以,一般纵轴朝内对数字的指向性更强。

  柱状图的颜色填充,建议在图形较为简单时采用素色的灰阶进行填充,颜色以能看清,不要过于浓艳为宜,灰色可以从0-20为宜,柱的边框可以采用灰色75-90为宜。当颜色不能很好的区分分组信息时,可以采用图形填充和颜色进行区分分组,尽量选择差别较大,同时又存在一定的过度的颜色和图形填充进行区分分组。柱的边框采用过渡较为搭配的颜色和线进行区分,一般线宽0.5-0.75磅就可以了。

  柱状图其他辅助部分,常用到的柱状图可能还包括误差线和方差分析多重比较,也就是加上误差线,误差线可以分为正误差线、负误差线和正负误差线,这个根据需要全文统一就可以了;标注的方差分析多重比较,一般可以采用字母a、b、c、d等进行标注。

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图1 不同生育期下土壤碱解氮的差异

2、常见的柱状图及参数

  常见的柱状图间图2所示,图2A一般用于只有一种分组方式下的简单比较,分组就是四个生育期;图2B是多种分组方式的组合,分组既包括生育期,又包括试验处理,此类分组簇状柱状图会出现图例,因此需要设计能够区分开不同的分组;图2C是堆积柱状图,一般表达系列值直接存在累积效应的比较,比如地表径流中氮素可以分为很多组分,NH4-N、NO3-N、颗粒态氮等等,这些组分加起来是总氮,这样采用堆积柱状图时及既可以表达单种组分差异,又可以表达累积效应差异;图2D为百分堆积柱状图,其跟图2C的不同点是其比较的是数值归一化为百分率的差异。其它还有类似的3D柱状图、彩色柱状图等等都大致与这些图形想通,可以根据实际需要进行选择采用哪种方式表达。

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图2 常见的柱状图(图2A一般簇状柱状图,图2B分组簇状柱状图,图2C堆积柱状图,图2D百分堆积柱状图)

3、常见的柱状图制图软件

  柱状图的制作较为常规,一般采用Microsoft Excel制作就比较好看,当然也可以采用Sigmaplot、Origin、R等软件进行制作。

  最后总结一下,柱状图在日常的数据制图中极为常见,表达清晰美观对于论文是有加分的,大家可以根据自身需要选择合适的制图方式和制图软件。



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1 史晓雷

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