martes, 30 de abril de 2013

Las proyecciones cartográficas


MÉTODOS DE REPRESENTACIÓN CARTOGRÁFICA

Las proyecciones cartográficas
La proyección cartográfica o proyección geográfica es un sistema de representación gráfico que establece una relación ordenada entre los puntos de la superficie curva de la Tierra y los de una superficie plana. Estos puntos se localizan auxiliándose en una red de meridianos y paralelos, en forma de malla. La única forma de evitar las distorsiones de esta proyección sería usando un mapa esférico pero, en la mayoría de los casos, sería demasiado grande para que resultase útil.
En un sistema de coordenadas proyectadas, los puntos se identifican por las coordenadas cartesianas (x e y) en una malla cuyo origen depende de los casos. Este tipo de coordenadas se obtienen matemáticamente a partir de las coordenadas geográficas (longitud y latitud), que son no proyectadas.

Propiedades de la proyección cartográfica

Se suelen establecer clasificaciones en función de su principal propiedad; el tipo de superficie sobre la que se realiza la proyección: cenital (un plano), cilíndrica (un cilindro) o cónica (un cono); así como la disposición relativa entre la superficie terrestre y la superficie de proyección (plano, cilindro o cono) pudiendo ser tangente, secante u oblicua. Según la propiedad que posea una proyección puede distinguirse entre:


  • Proyecciones equidistantes, si conserva las distancias.
  • Proyecciones equivalentes, si conservan las superficies.
  • Proyecciones conformes, si conservan las formas (o, lo que es lo mismo, los ángulos).
No es posible tener las tres propiedades anteriores a la vez, por lo que es necesario optar por soluciones de compromiso que dependerán de la utilidad a la que sea destinado el mapa.
Imagen 1.1 Las proyecciones cartográficas


Proyección cilíndrica



La proyección de Mercator, que revolucionó la cartografía, es cilíndrica y conforme en ella, se proyecta el globo terrestre sobre una superficie cilíndrica. Es una de las más utilizadas, aunque por lo general en forma modificada, debido a las grandes distorsiones que ofrece en las zonas de latitud elevada, lo que impide apreciar a las regiones polares en su verdadera proporción. Es utilizada en la creación de algunos mapamundi. Para corregir las deformaciones en latitudes altas se usan proyecciones pseudocilíndricas, como la de Van der Grinten, que es policónica, con paralelos y meridianos circulares. Es esencialmente útil para ver la superficie de la Tierra completa.



Imagen 1.2 Proyección cilíndrica
Fuente de la imagen:
http://pacoelchato.com/cqs/imagenes/g503701.jpg


Proyección cónica



La proyección cónica se obtiene proyectando los elementos de la superficie esférica terrestre sobre una superficie cónica tangente, situando el vértice en el eje que une los dos polos. Aunque las formas presentadas son de los polos, los cartógrafos utilizan este tipo de proyeccion para ver los países y continentes. Hay diversos tipos de proyecciones cónicas:


  • Proyección cónica simple
  • Proyección conforme de Lambert
  • Proyección cónica múltiple

Imagen 1.4 Proyección cónica



Imagen 1.5 Proyección cónica, meridianos y paralelos


Proyección azimutal, cenital o polar



En este caso se proyecta una porción de la Tierra sobre un plano tangente al globo en un punto seleccionado, obteniéndose una imagen similar a la visión de la Tierra desde un punto interior o exterior. Si la proyección es del primer tipo se llama proyección gnomónica; si es del segundo, ortográfica. Estas proyecciones ofrecen una mayor distorsión cuanto mayor sea la distancia al punto tangencial de la esfera y el plano. Este tipo de proyección se relaciona principalmente con los polos y hemisferios. Tipos de proyecciones:


  • Proyección ortográfica
  • Proyección estereográfica
  • Proyección gnomónica
  • Proyección azimutal de Lambert



Imagen 1.6 Proyección azimutal


Proyecciones modificadas



En la actualidad la mayoría de los mapas se hacen a base de proyecciones modificadas o combinación de las anteriores, a veces, con varios puntos focales, a fin de corregir en lo posible las distorsiones en ciertas áreas seleccionadas, aún cuando se produzcan otras nuevas en lugares a los que se concede importancia secundaria, como son por lo general las grandes extensiones de mar. Entre las más usuales figuran la proyección policónica de Lambert utilizada para fines educativos, y los mapamundis elaborados según las proyecciones Winkel-Tripel (adoptada por la National Geographic Society) y Mollweide, que tienen forma de elipse y menores distorsiones.
Fuente alterna de complemento:

La generalización cartográfica

LA GENERALIZACIÓN CARTOGRÁFICA.

OBJETIVO DE LA GENERALIZACIÓN

El objetivo principal de la generalización, es producir un mapa impreso claramente legible e interpretable a partir de una información base que se considera excesivamente abundante y densa para la escala de representación o el propósito del mapa.
El contenido del mapa deberá ser reducido a lo que es necesario y posible de representar. Lo más importante deberá ser enfatizado, y suprimido lo que carezca de importancia. La generalización comenzará en el punto en donde la evidencia de la expresión gráfica y la legibilidad se vuelven insuficientes.
En la mayoría de las veces el mapa base que se pretende utilizar presenta una escala mayor que el que queremos generar (Buttenfield y McMaster, 1991), en otros casos, se produce simplemente un cambio de objetivo que obliga a que se deba reducir coherentemente la densidad de determinados elementos gráficos para resaltar otros. La generalización cartográfica ha sido definida por la Asociación Cartográfica Internacional (ICA) “como la selección y representación simplificada de los detalles apropiados para la escala y/o el propósito del mapa” (Vázquez y Martín, 1995).
Habrá que seleccionar y organizar la información necesaria, de forma que el usuario al que va dirigido el mapa lo comprenda. Gershon Weltman:“Cuando aceptamos la idea de que no es necesaria la representación de toda la información disponible, entonces se debe seleccionar ésta según cada propósito particular”.
Las principales operaciones en el proceso generalización cartográfica manual son las siguientes:

Selección de elementos. El proceso de selección comienza cuando se deciden cuestiones como el espacio geográfico que va a ser cartografiado, la escala a la que irá el mapa, la proyección, aspectos relacionados con las variables a cartografiar (en el caso de los mapas temáticos), etc. La selección de los detalles viene impuesta por la necesidad de eliminar todo lo que contribuiría a hacer el mapa ilegible o confuso. Es decir, la selección de qué elementos cartográficos han de mantenerse y qué otros han de ser eliminados. Dicha selección debe estar basada tanto en criterios cualitativos como cuantitativos.

Su clasificación. El proceso de clasificación consiste en agrupar elementos de características similares. Se organiza la información que va a ser cartografiada de manera que se reduce la complejidad de la imagen del mapa, de manera que no se rompa el equilibrio natural del mapa; haciendo que los elementos que sean similares entre sí sufran transformaciones similares y respetando las relaciones existentes entre elementos de diferente naturaleza.

Simplificación (Generalización). La selección y clasificación son ejemplos de simplificación, aunque ésta puede tomar otras formas como la esquematización. La esquematización incluye múltiples operaciones como la de colapso (un río representado originalmente con sus dos márgenes es sustituido por su eje central), agregación (dos o más polígonos son agrupados en una única forma) o la simplificación (eliminación de las sinuosidades menos representativas de una forma lineal, como por ejemplo una carretera).

Simbolización. A medida que disminuye la escala aumenta el número de elementos que no pueden ser representados en sus dimensiones reales y han de ser sustituidos por símbolos lo más evocadores posibles. Con la disminución de la escala, la precisión de la ubicación de los elementos representados pasa a ser menos importante, adquiriendo mayor relevancia la información sobre la ocurrencia de un determinado fenómeno y su relación con los demás.

Fuentes: 


Gómez Escobar, Ma. del Consuelo.(2004). Métodos y técnicas de la Cartografía Temática. Instituto de Geografía, UNAM. México. 176 pp.



Introducción a la representación cartográfica

Introducción a la representación cartográfica.

Para expresar, comunicar, transmitir, interpretar, comprender y conocer por medio de los mapas los diferentes hechos y fenómenos geográficos del mundo real, los elementos o variables de éstos y sus relaciones, es necesario tomar en cuenta los siguientes aspectos:

1) La naturaleza de los hechos o fenómenos, es decir, si son físicos, sociales o económicos; si éstos son continuos o discretos, si son cuantitativos o cualitativos, si se distribuyen en el espacio geográfico en forma puntual, lineal o areal.
2) El conocimiento de la “esencia, las posibilidades de cada método” (Salitchev, 1979).
3) Determinar y seleccionar el método cartográfico más viable, que permita la comprensión rápida y fácil del contenido del mapa.


Método de las Áreas.

Permite destacar cualitativamente la región por donde se extiende un fenómeno.

Recientemente algunos autores se han acercado a éste método, dándole distintas tonalidades a los espacios comprendidos entre las líneas de igual valor, las cuales delimitan regiones donde su valor viene dado por el intervalo entre una y otra curva. Esto, no es más que una manifestación del método de isolíneas combinado con el fondo cualitativo.

Sin embargo, al aplicar éste método, en el cual se delimitan regiones, las misma s deben ser acompañadas de índices cuantitativos que expresen la magnitud total del fenómeno, por ejemplo, dentro de cada área se puede expresar el por ciento de la lluvia media registrada respecto al total anual durante la estación de verano, así como la cantidad de milímetros que representa.

Este método tiene la posibilidad de poder ser combinado con otros.


Método de Fondo Cualitativo.

Es el menos utilizado en nuestra temática, brinda grandes posibilidades, ya que permite la expresión de las características cualitativas del fenómeno que se extiende o propaga masivamente sobre la superficie (Salitchev, 1966), aunque actualmente muchos autores en el uso de la cartografía temática lo utilizan para la representación de las características cuantitativas de los objetos o fenómenos.

Este método también es conocido como “fondo de color” por el uso tan amplio que tiene el color en los mapas que se utiliza.
Permite, al igual que en el anterior, la combinación con otros métodos de representación, y a la vez brinda una vasta información sintetizada en un solo mapa, dándole un mayor carácter geográfico al resultado.
Como por ejemplo de ello, se puede utilizar como solución cartográfica la combinación el método de las áreas y el de fondo cualitativo, para lograr una zonificación, donde, de las zonas obtenemos el rango donde se encuentra el valor medio anual y de las subzonas, el comportamiento de la lluvia a través de los meses. Como vemos, la información obtenida, es mucho mayor que la ofrecida por los mapas isoyéticos y sobre todo, sabiendo que para llegar a ambos resultados, tenemos que procesar y analizar a los mismos datos.
Este método toma aún mayor significación cuanto mayor es la diversidad geográfica del territorio objeto de estudio, tal y como se evidencia en los estudios de la provincia de Guantámano (López et al, 1987), para citar un ejemplo.


Representación Cartográfica

Según la Asociación Cartográfica Internacional un mapa es “la representación convencional gráfica de fenómenos concretos o abstractos, localizados en la Tierra o en cualquier parte del Universo”.
De forma general, los mapas se pueden clasificar des­de dos puntos de vista: según la escala de trabajo o según el propósito –general o topográfico y particular o temático– para el que ha sido creado.
Según el propósito para el que ha sido creado

I.- Mapas topográficos: es el que representa gráficamente los principales elemen­tos que conforman la superficie terrestre.

Figura 1. Mapas topográficos.



II.- Mapas temáticos: es aquel cuyo objetivo es localizar características o fenóme­nos particulares.

Figura 2. Mapas temáticos.


LA REPRESENTACIÓN DE DATOS

Para representar un objeto cualquiera o un fenómeno geográfico en un mapa es fundamental conocer las carac­terísticas de este dato que contempla los tres aspectos siguientes: dimensiones, nivel de medida y distribución.
1.- Dimensiones
2.- Nivel de Medida
3.- Distribución

El análisis de las características de los datos permite elegir la simbología más adecuada para representar los fenómenos geográficos.

1.- Dimensiones
Por su extensión, los fenómenos que se representan en un mapa pueden clasificarse en: puntuales, lineales, su­perficiales, volumétricos y espacio-temporales.


Figura 3. Fenómenos puntuales.


a.- Fenómenos puntuales
La información aparece concentrada en un punto con­creto (vértice geodésico, puente, manantial, mina, es­tación, etc.).
Esta característica depende de la escala: a pequeña escala (1:10.000.000), las grandes ciudades aparecen representadas con círculos, mientras que a escalas mayores (1:200.000) estas mismas ciudades aparecen como superficies urbanizadas.


b.- Fenómenos lineales

La información discurre a lo largo de una línea, que puede existir en el terreno (ríos, carreteras, ferrocarri­les) o no (línea de término municipal, red de meridia­nos y paralelos, etc.).


Figura 4. Fenómenos lineales.

c.- Fenómenos superficiales
La información es bidimensional, y se ha de tener en cuenta la extensión del área del fenómeno (cuencas de ríos, tipos de suelos, Parques Nacionales, etc.).


Figura 5. Fenómenos superficiales.

d.- Fenómenos volumétricos
La información tiene tres dimensiones espaciales.
Estos datos pueden abarcar desde una construcción mental (población de una ciudad en cuanto a canti­dad de habitantes) o pueden ser tangibles (volumen de agua embalsada, volumen de lluvia caída sobre un área, etc.).El ejemplo clásico y más evidente es el re­lieve.



Figura 6. Fenómenos volumétricos.

e.- Fenómenos espacio-temporales
La información depende del movimiento del fenóme­no con respecto al paso del tiempo (migraciones de aves, expansión de una civilización,etc.).



Figura 7. Fenómenos espacio-temporales.

2.- Nivel de medida
Los elementos de la naturaleza se miden con el fin de clasificarlos y compararlos; lo que no siempre indica una magnitud numérica. En orden creciente de precisión, las escalas de medida de los datos son:

a.- Escala nominal
La escala de medida nominal asigna una característica no numérica a un fenómeno, por lo que sólo se pueden hacer comparaciones de tipo cualitativo. Por ejemplo, un mapa de cuencas hidrográficas, un mapa de suelos.
Este es el nivel más elemental de medida, pues no in­forma acerca de la cantidad o el orden.



Figura 8. Escala nominal.

b.-Escala ordinal
La escala de medida ordinal establece una cierta jerar­quía no mensurable o no cuantificable entre los dife­rentes elementos.
Por ejemplo, un mapa en el que aparecen núcleos de población, cuyos símbolos están jerarquizados según el número de habitantes sin especificar cantidad.



Figura 9. Escala ordinal.


c.- Escala cuantitativa o de intervalo
La escala cuantitativa o de intervalo asigna una carac­terística numérica a un fenómeno geográfico. Por ejem­plo, en un mapa de temperaturas medias los intervalos son valores numéricos (expresados en grados Celsius o Fahrenheit). Es necesario emplear algún tipo de unidad convencional.



Figura 10. Escala cuantitativa.

3.- Distribución
Los elementos de la naturaleza se miden con el fin de clasificarlos y compararlos; lo que no siempre indica una 
magnitud numérica. En orden creciente de precisión, las escalas de medida de los datos son:

a.- Fenómenos continuos
Los fenómenos continuos son los que tienen presencia en todos los puntos del territorio objeto de representa­ción, aunque sólo se tengan medidas de algunos pun­tos significativos. Por ejemplo: la temperatura, altitud sobre en nivel del mar, niveles de contaminación at­mosférica, índice de gramíneas, pluviometría, densi­dad de población, etc.



Figura 11. Fenómenos continuos.


b.-Fenómenos discretos
Los fenómenos discretos son los que tiene presencia en algunos puntos del territorio objeto de representa­ción. Un ejemplo son los datos de población, dado que se localizan en determinadas áreas y no en todos los puntos del territorio.
Algunos fenómenos discretos pueden transformarse en continuos mediante la aplicación de una relación. Por ejemplo, el número de habitantes de una provincia (fenómeno discreto) pasa a ser un fenómeno continuo cuando se habla de densidad de población: la relación se aplica dividiendo el número de habitantes por la superficie de la provincia en km2.



Figura 12. Fenómenos discretos.

LAS TÉCNICAS DE SIMBOLIZACIÓN CARTOGRÁFICA

Una información cartografiada es cualitativa cuando describe características no numéricas. El objetivo de los mapas cualitativos es mostrar la distribución espacial de un grupo de datos nominales.
La información aportada por el mapa es cuantitativa cuando describe valores numéricos. Los mapas cuantitativos muestran un orden de importancia relativa y la mayoría cuantifican numéricamente las diferencias.
La mayor parte de los mapas temáticos del Atlas Nacional de España son cuantitativos. Así, el proceso que trans­forma la información alfanumérica en expresión gráfica se denomina “simbolización cartográfica”.

1.- Técnicas de representación de datos cualitativos

a.- Mapas de datos puntuales: Los mapas cualitativos de datos puntuales identifi­can el fenómeno y lo sitúan según sus coordenadas. Los fenómenos implicados tienen una situación es­pacial única (x,y) y un atributo que es representado en el mapa mediante símbolos que no deben impli­car ningún tipo de jerarquía.


Figura 13. Mapa de datos puntuales.

b.-Mapas de datos lineales: Los datos lineales cualitativos se refieren a los fenó­menos que tienen una forma lineal definida, como carreteras, ríos, fronteras, rutas de viaje, etc.


Figura 14. Mapa de datos puntuales.

c.-Mapas de datos superficiales: Los mapas cualitativos informan sobre la distribución de fenómenos que ocupan extensiones superficiales. Ejemplos clásicos son los mapas de suelos, geológi­cos, forestales, etc. que ofrecen información cualita­tiva o descriptiva acerca de estos temas o variables


Figura 15. Mapa de datos superficiales.

Técnicas de representación de datos cuantitativos

a.- Mapas de puntos: El método se basa en el uso de una serie de símbo­los puntuales uniformes para representar una canti­dad de datos mediante la repetición de un símbolo puntual. Cada punto equivale a un valor unitario de forma que se acumulan y repiten hasta alcanzar el valor total.
Estos mapas son fácilmente comprensibles y mues­tran de un modo efectivo la variación locacional de la distribución de un fenómeno.


Figura 16. Mapa de puntos.

b.-Mapas de símbolos proporcionales: Los símbolos proporcionales son los más utilizados en cartografía temática cuantitativa. Se selecciona un símbolo fijo (círculo, cuadrado, triángulo) y se varía su tamaño en proporción a la cantidad que se repre­senta.
El símbolo localiza el dato y, mediante su tamaño, informa acerca de la cantidad relativa en ese punto.
Los símbolos proporcionales se utilizan para repre­sentar cualquier tipo de datos (absolutos y relativos) asociados a veces a superficies.

Figura 17. Mapa de símbolos proporcionales.

c.-Mapas de isolíneas: Una isolínea es una línea con un valor constante aso­ciado a todos sus puntos. Un mapa de isolíneas es la representación bidimensional de un volumen suavi­zado, mediante el uso de isolíneas que unen puntos en los que la variable toma un valor constante.
El dato está en todos los puntos del espacio de forma continua pero sólo se mide en los llamados puntos de control.
El uso de isolíneas es una de las técnicas más utili­zadas en cartografía para representar distribuciones continuas de datos.
A cada fenómeno geográfico representado le corres­ponde una denominación concreta de isolínea: por ejemplo, si el valor constante es la altitud se habla de curvas de nivel; si es la temperatura se denomina isotermas, y si los puntos de las isolíneas tienen igual presión se denominan isobaras.


Figura 18. Mapa de isolíneas.

d.- Mapas de flujo: Los mapas de flujo sirven para mostrar el dinamismo de ciertos fenómenos. El movimiento se simboliza mediante una línea, que une los lugares origen y final del movimiento. Algunos ejemplos son mapas de co­rrientes marinas, red de transporte, migraciones, etc.


Figura 19. Mapa de flujo.

e.- Mapas de coropletas: Se utilizan para representar fenómenos discretos asociados a unidades de enumeración, generalmente superficies administrativas (países, provincias, mu­nicipios, etc.). Un ejemplo clásico son los mapas de densidad de población.


Figura 20. Mapa de coropletas.

f.- Cartogramas: Los cartogramas son mapas en los que las unidades de enumeración son proporcionales al dato represen­tado; carecen de mapa base, ya que es la propia base geográfica la que se convierte con su distorsión en contenido temático.
Se distinguen dos tipos de cartogramas: contiguos (las unidades de enumeración son adyacentes) y no contiguos (no se preservan las relaciones de conti­güidad entre las unidades por lo que aparecen huecos entre ellas).


Figura 21. Cartograma.

PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA CARTA TOPOGRÁFICA. (Metodología Tradicional)
A  grandes rasgos los pasos seguidos para la elaboración de una carta topográfica son:


  • Vuelo fotogramétrico.
  • Apoyo terrestre  (apoyo vertical y horizontal).
  • Triangulación aérea  (propagación del apoyo terrestre ).
  • Restitución (compilación fotogramétrica)
  • Clasificación de Campo.
  • Edición (separación de colores).
  • Impresión



El proceso de la obtención de la fotografía aérea

Las fotografías utilizadas para la elaboración de mapas topográficos deben ser estereoscópicas (al observar dos tomas sucesivas deben apreciarse las profundidades y alturas del terreno o tercera dimensión).

La importancia de las fotografías aéreas (vuelo fotográfico) para el uso y manejo de la información en la carta topográfica.

i.- Para lograr fotografías aéreas estereoscópicas se requiere, tener áreas de sobreposición (traspale) longitudinal y transversal entre fotografías y líneas de vuelo respectivamente para formar los modelos estereoscópicos.

La toma de fotografías aéreas se realiza a una altitud de 12 000 m, cuando se traza de zonas costeras planas o sensiblemente planas (OMS SNM).

Para vuelos en zonas con relieve topográfico significativo, se estima o calcula en promedio de éste y se suma a los 12 000 m (38 000 ft) de altitud antes mencionada.
La tolerancia de sobreposición longitudinal es de   5%, esto es, el vuelo se acepta si resulta de 55% de sobreposición longitudinal.
En sobreposición lateral es un 30%

REPRESENTACIÓN CARTOGRÁFICA
Elementos de un mapa:
-  Título del mapa (puede incluir características como año de referencia, unidad de medida, etc.)
- Fuente, que hace referencia al autor o al organismo del que tomamos los datos
- Rosa de los vientos o símbolo del norte
- Escala. Los mapas son necesariamente menores que las áreas que representan y, en consecuencia, para poder ser utilizados, se utiliza la escala, que es la relación constante que existe entre las correspondientes distancias lineales medidas sobre el  terreno.  La escala determina la simbología que se utiliza en el mapa. No tiene una  unidad de medida determinada: una escala grande es  1:1.000; una pequeña sería
1:10.000.000. Se puede representar de manera numérica o gráfica.
- Leyenda. En ella se reflejan todos los símbolos que se utilizan en el mapa, y proporciona la clave para la interpretación de los mismos.

Cómo representar las distintas variables
Hay que tener en cuenta dos cuestiones principales  a la hora de representar una  variable:

a) Su tipo de implantación, que puede ser:
-  Puntual. Un punto es una ubicación no dimensional. Los puntos representan  elementos que existen en localizaciones individuales (la cima de una montaña, un  pozo), pero en función de la escala, del nivel de abstracción, y de la organización de la información se puede concebir como un punto otro tipo de variables o de realidades  geográficas (una fábrica, una ciudad).
-  Lineal. Mediante líneas se expresan los elementos que son de una dimensión,  aunque puedan tener cierta extensión (por ejemplo carreteras, ríos, vías de ferrocarril,  límites administrativos, línea de costa, fronteras…)
- Zonal. Con las zonas se representan los datos bidimensionales, que tienen un área  concreta (superficie cultivada) o los adscritos a alguna delimitación administrativa (municipio, región, país…).

b) Las características de la variable, que puede ser:
- Cualitativa

- Cuantitativa   (Valores absolutos y  Valores relativos).