Visualization for spatial and functional data over complex domains

The effective analysis and visualization of data with spatial and spatio-temporal dependencies is essential to understand its structure and reveal its underlying relationships. This thesis presents the implementation of graphical visualisation tools in R, aimed at exploring and representing data distributed over complex domains. In particular, the visualization of spatial data distributed on planar, surface and volume domains is addressed. Through the use of innovative techniques, an intuitive and interactive visual representation of such data is provided, enabling a better understanding of their spatial characteristics. Furthermore, the thesis focuses on the visualization of spatio-temporal data, where the evolution of phenomena over time is considered together with their spatial distribution. Through the integration of ad-hoc visualization tools for temporal data, dynamic and informative visualizations are developed that highlight the temporal and spatial patterns of the data, facilitating analysis and interpretation. Finally, the thesis also introduces the visualization of functional boxplots distributed over multi-dimensional domains, by extending the concept of functional boxplots to data distributed on multi-dimensional domains. Through the implementation of these graphical visualisations in R, this thesis provides a set of powerful and flexible tools for the exploratory analysis of spatial, spatio-temporal and functional data on complex domains. The obtained results highlight how such visualizations can be able to improve the understanding of data and facilitate the interpretation of hidden relationships, thus contributing to the knowledge and discovery of relevant information in different application contexts

L’analisi e la visualizzazione efficace di dati con dipendenze spaziali e spazio-temporali è essenziale per comprenderne la struttura e rivelarne i pattern sottostanti. Questa tesi presenta l’implementazione di strumenti di visualizzazione grafica in R, finalizzati all’esplorazione e alla rappresentazione di dati distribuiti in domini complessi. In particolare, viene affrontata la visualizzazione di dati spaziali distribuiti su domini planari, su superfici e su volumi. Attraverso l’uso di tecniche innovative, viene fornita una rappresentazione visiva intuitiva e interattiva di tali dati, che consente una migliore comprensione delle loro caratteristiche spaziali. Inoltre, la tesi si concentra sulla visualizzazione di dati spazio-temporali, dove l’evoluzione dei fenomeni nel tempo viene considerata insieme alla loro distribuzione spaziale. Attraverso l’integrazione di strumenti di visualizzazione ad hoc per i dati temporali, vengono sviluppate visualizzazioni dinamiche e informative che evidenziano i pattern temporali e spaziali dei dati, facilitando l’analisi e l’interpretazione. Infine, la tesi introduce anche la visualizzazione di boxplot funzionali distribuiti su domini multidimensionali, estendendo il concetto di boxplot funzionali a dati distribuiti su domini multidimensionali. Attraverso l’implementazione di queste visualizzazioni grafiche in R, questa tesi fornisce un insieme di strumenti potenzialmente potenti e flessibili per l’analisi esplorativa di dati spaziali, spazio-temporali e funzionali su domini complessi. I risultati ottenuti evidenziano come tali visualizzazioni possano migliorare la comprensione dei dati e facilitare l’interpretazione delle relazioni nascoste, contribuendo così alla conoscenza e alla scoperta di informazioni rilevanti in diversi contesti applicativi