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Accesso alla pagina di analisi

L'accesso alla pagina di analisi dei dati di concentrazione di inquinanti avviene attraverso l'interfaccia webGIS basata su Lizmap.

Attivando il layer Celle griglia l'utente visualizza le celle che compongono l'area di analisi. Oltre un certo livello di zoom si attiva anche il layer Centroidi celle. Passando allo strumento popup si può cliccare sul centroide di interesse. Appare una tabella in cui il link Trend temporali manda alla pagina di analisi riferita alla cella contenente il centoride in questione.

Visualizzazione dei centroidi delle celle (a sinistra) e interrogazione del centroide e link alla pagina di analisi (a destra).

Grafici temporali standard (2D)

All'avvio della pagina, il sistema utilizza l'id della cella inviato da interfaccia webGIS per inizializzare sei istanze grafici renderizzati in formato vettoriale SVG per massimizzare la nitidezza dei testi, l'interattività e la scalabilità del layout.

• Grafici Giornalieri: rappresentano l'andamento orario dettagliato delle concentrazioni di NO₂, O₃, PM₁₀, PM_2.5 e SO₂ su un singolo giorno selezionato dall'utente.
• Grafici delle Medie (Avg): analizzano le medie storiche aggregate su tre scale temporali distinte, ovvero giornaliera (con slider di zoom intelligenti), mensile e annuale.
• Grafici dei Massimi (Max): mostrano i valori massimi registrati nelle medesime aggregazioni temporali per monitorare il superamento dei limiti di legge.

Concentrazione media mensile di NO₂, O₃, PM₁₀, PM_2.5 e SO₂ per gli anni 2024 e 2025.

Algoritmi di elaborazione statistica

Il sistema esegue calcoli matematici direttamente lato client per determinare l'andamento e la solidità delle relazioni lineari tra le diverse coppie di inquinanti campionati, con particolare riferimento ai fenomeni di interazione fotochimica.

• Coefficiente di Pearson: calcola l'indice di correlazione lineare tra due variabili istante per istante, restituendo un valore compreso tra -1 e +1, oppure null qualora la numerosità del set di punti sia inferiore a 2.
• Significatività statistica (p-value): determina la robustezza statistica della correlazione estraendo la statistica t di Student e calcolandone l'approssimazione a due code con n-2 gradi di libertà.
• Livelli di significatività: categorizza visivamente i risultati nei quattro intervalli standard della letteratura scientifica: *** (p < 0.001), ** (p < 0.01), * (p < 0.05), oppure n.s. (non significativo).

Analisi avanzata e visualizzazioni 3D

Al click sul pulsante di calcolo fotochimico, il sistema esegue una richiesta asincrona AJAX inviando i filtri temporali impostati e genera una matrice di correlazione Ora × Mese che alimenta simultaneamente diverse modalità di visualizzazione avanzate.

• Scatter plot bidimensionale: mostra la dispersione dei punti per evidenziare l'effetto di anticorrelazione fotochimica, supportando il cambio dinamico di colorazione basato sulla palette dei mesi o sulla fascia oraria.
• Istogramma 3D cartesiano: sfrutta ECharts GL per generare barre tridimensionali disposte su assi Ora e Mese, in cui l'altezza e il colore divergente (dal blu al rosso) riflettono il valore dell'indice r di Pearson.
• Grafico radiale di superficie: una proiezione spaziale 3D in cui le coordinate polari tracciano cerchi concentrici per i mesi e raggi guida per le ore, sormontati da una superficie continua che riflette l'andamento della correlazione.

Anticorrelazione fotochimica tra NO₂ e O₃: tematizzazione oraria (a sinistra) e mensile (a destra).

Istogramma 3D cartesiano dell'indice r di Pearson.

Grafico radiale di superficie dell'indice r di Pearson.

Il modello toroidale

Il sistema modella la matrice Ora × Mese sulla geometria di un toro (ciambella), risolvendo il problema della continuità temporale in cui la fine di un ciclo si riallaccia fluidamente all'inizio del successivo.

• Continuità temporale: l'anello maggiore del toro unisce senza interruzioni le ore 23:00 alle 00:00, mentre la sezione circolare del tubo chiude il passaggio tra il mese di Dicembre e quello di Gennaio.
• Mappatura cromatica: colora i vertici della mesh geometrica applicando una scala divergente dal blu scuro (forte anticorrelazione) al rosso intenso (forte correlazione positiva), passando per il giallo come punto di neutralità.
• Gestione dell'occlusione delle etichette: sfrutta un algoritmo di Raycasting che calcola la linea di vista dalla telecamera a ogni etichetta oraria o mensile (CSS2DRenderer), azzerandone l'opacità se la struttura del toro si interpone visivamente.
• Interattività e tooltip: consente la rotazione tridimensionale tramite trascinamento del mouse e integra un raycaster per intercettare la superficie geometrica, mostrando un popup informativo con i dati precisi di ora, mese, valore r e p-value relativo.

Modello toroidale dell'indice r di Pearson.