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Nombre de la asignatura Modelización de datos geoespaciales

4° semestre

Clave: LIC 27142419 / TSU 28142419

Etapa1. Georreferenciación Contenido nuclear

Modelización de datos geoespaciales Etapa 1. Georreferenciación. Contenido nuclear

Índice Presentación de la etapa.................................................................................................... 3 Definición y conceptos de la georreferenciación ............................................................ 4 Coordenadas geográficas.................................................................................................. 8 Proyecciones de mapa a través de coordenadas cartesianas .............................................. 10 Los sistemas de referencia ...................................................................................................... 11 Sistemas de referencia locales ................................................................................................ 11 Sistema de referencia global (único para todo el planeta) ....................................................... 12 Visión de ambos sistemas (local y global) suponiendo que la Tierra es esférica ..................... 12 Geoide .................................................................................................................................... 13 Elipsoide de revolución ........................................................................................................... 13 Altitud ...................................................................................................................................... 15 Ondulación del geoide ............................................................................................................. 16 Marcos de Referencia ............................................................................................................. 16 Distintos marcos de referencia ................................................................................................ 16 Geodesia moderna .................................................................................................................. 17

Proyecciones cartográficas y sistemas de referencia en México ................................ 18 Proyección Universal Transversa de Mercator (UTM) ........................................................... 24

Escala ................................................................................................................................ 27 Escala gráfica.......................................................................................................................... 29 Escala declarada ..................................................................................................................... 29

Mapas ................................................................................................................................ 33 Propiedades del mapa .............................................................................................................. 36 Naturaleza de los Mapas .......................................................................................................... 39 Objetivos Intrínsecos de los Mapas ......................................................................................... 40 Contenido de los Mapas .......................................................................................................... 42 Conceptualización de la cartografía temática .......................................................................... 42

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Clasificación de Mapas ........................................................................................................... 45 Clasificación por la escala ....................................................................................................... 46 Clasificación por nivel de información...................................................................................... 47 Clasificación por el propósito del mapa ................................................................................... 48 Clasificación por el tipo de información ................................................................................... 50

La representación de los elementos geográficos y sociales. ...................................... 51 Para saber más… ............................................................................................................. 54 Cierre de la etapa.............................................................................................................. 55 Fuentes de consulta ......................................................................................................... 56

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Presentación de la etapa La urgencia en la crisis civilizatoria en el contexto global y la muy particular situación de rezago en el que vive la población en el país, hace imperante que se cuente con profesionales que puedan potenciar la información diversa del país con el uso de la Tecnologías de información Geográfica (TIG) para proponer, revisar y gestionar proyectos e iniciativas que coadyuven a mejorar la calidad de vida de la población, por ello resulta nodal la modelación de los datos socioterritoriales.

La modelación de la realidad requiere de reglas y condiciones de la información para que pueda ser explotada en el ambiente los Sistemas de Información Geográfica en lo cual el método de georreferencia es el primer paso para asignar a los datos su atributo de ubicación mediante las coordenadas. Mucha de la información disponible es desaprovechada porque carece del componente que los lleve a su representación espacial.

Para representar los fenómenos espaciales y el territorio se hace necesario utilizar la ciencia cartográfica porque contribuye al conocimiento de la distribución espacial, de las relaciones e interdependencias de los fenómenos y muestra la estructura de los fenómenos. Busca la precisión en la ubicación de los fenómenos.

Fuente: http://bit.ly/1PKYegj The world on Albers projection. 15° graticule,

El mapa pasa a ser el medio en el cual se hace la modelación

standard parallels at 20°N and 50°N

científica de la realidad, es una construcción crítica que se convierte en el instrumento para la comunicación, el conocimiento, el descubrimiento y la exploración del territorio, donde se pueden apreciar cuantitativa y cualitativamente los hechos y fenómenos geográficos.

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Tanto construir el mapa como interpretarlo y analizarlo implica explicar la estructura, la distribución, las relaciones y dependencia espaciales del fenómeno plasmado en el mapa. Para ello es importante conocer los alcances de los métodos de representación cartográfica que son el lenguaje técnico de la disciplina cartográfica.

La construcción del mapa y de la esfera terrestre o de una porción del territorio requiere de un modelo para plasmar gráficamente su ubicación y características, esto se hace a través de un determinado sistema de proyección cartográfica que responde a la necesidad de representar en forma sistemática a la superficie terrestre con sus detalles y con un objetivo en especial, ya que cada proyección cartográfica permite conservar algunas características del terreno como son las formas, o los ángulos o las distancias, las tres condiciones no se pueden estar presentes en una misma representación de ahí la importancia de conocer las características de las proyecciones cartográficas para saber cuál de ellas ocupar de acuerdo al propósito del estudio.

Definición y conceptos de la georreferenciación La georreferencia es proceso geográfico que consiste en asignar mediante algún medio técnico apropiado, una serie de coordenadas geográficas a los objetos espaciales para conocer su ubicación geográfica, lo cual se expresa mediante las coordenadas que están en función de sistema de referencia, mapa o globo terráqueo.

Es un proceso viejo que ha acompañado al ser humano en su necesidad de referenciar las cosas mediante distintas magnitudes (espaciales, temporales, físicas, etc.). En el uso militar es donde ha tenido su máximo desarrollo porque hay una necesidad de conocer los movimientos del enemigo, la ubicación de objetivos militares y sobre todo de la infraestructura civil para no causar daños. Es este sector militar es el que más tiempo lleva usándolos.

Durante años, estos sistemas de posicionamiento han estado al servicio de los Gobiernos, principalmente para uso estratégico y militar. Sin embargo, la explosión de las TIC y la Sociedad de la Información han puesto estos sistemas a disposición de los ciudadanos y de las empresas.

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De lo que se trata es de que todos los elementos en un mapa tengan una ubicación geográfica y una extensión específicas que permitan situarlos en la superficie de la Tierra o cerca de ella. La capacidad de localizar de manera precisa las entidades geográficas es fundamental tanto en la representación cartográfica como en Sistemas de Información Geográfica (SIG). La integración de los sistemas de localización y posicionamiento con los SIG ha dado lugar a potentes aplicaciones comerciales, como por ejemplo los

navegadores

GPS

que

ya

pueden

estar

instalados hasta en un celular. La correcta descripción y precisión de la ubicación y la forma de entidades requiere un marco para definir ubicaciones del mundo real. Un sistema de coordenadas geográficas se utiliza para asignar ubicaciones geográficas a los objetos. Un sistema de coordenadas de latitud-longitud global es uno de esos marcos. Otro marco es un sistema de coordenadas cartesianas o planas que surge a partir del marco global.

Los mapas representan ubicaciones en la superficie de la Tierra que utilizan cuadrículas, gradículas y marcas de graduación con etiquetas de diversas ubicaciones terrestres (tanto en medidas de latitud-longitud como en sistemas de coordenadas proyectadas [como metros de UTM]).

El nivel de precisión alcanzado en la georreferencia depende en gran medida del número de decimales de las coordenadas de la fuente de información geográfica

utilizada (mapas temáticos,

cartografía oficial, puntos de GPS etc.) y de la escala a la cual se vaya a realizar el trabajo.

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Opciones para hacer georreferenciación.

Por medio de cartografía impresa. En un mapa impreso se pueden localizar rasgos geográficos, medir distancias y obtener coordenadas. Se utilizan principalmente cartas escala 1: 50,000 o 1: 250,000 editadas por el INEGI; un curvímetro digital, regla y escuadra. La forma de hacerlo es con la ubicación del rasgo geográfico de referencia, midiendo la distancia con el curvímetro en la dirección indicada; el trazo de la distancia puede realizarse sobre una carretera o en línea recta (dependiendo de lo que se especifique en la descripción del objeto a georrederenciar), las coordenadas se obtienen utilizando las referencias geográficas de la carta

Por medio de cartografía digital. La información cartográfica digital es de dos tipos: vectorial (puntos, líneas y polígonos); y raster (.tif, .sid. o el modelo digital del terreno [mdt]). En los datos vectoriales se pueden realizar búsquedas de información, mientras que las imágenes sólo se pueden visualizar, excepto el mdt que muestra valores de altitud. El uso de este material requiere de un SIG con el cual se pueden realizar búsquedas automatizadas y selección de rasgos geográficos por medio de consultas. Para visualizar los elementos seleccionados mostrando su ubicación espacial y obtener las coordenadas de un punto.

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Métodos de Georreferencia

a) Método de punto: Es el más utilizado, se asigna un par de coordenadas a cada descripción.

Fuente: Georreferenciación de Localidades de Colecciones Biológicas, CONABIO, 2008

b) Método de polígono: Se delimita un rasgo geográfico por medio de un polígono, se conforma la ubicación de varias pares de coordenadas.

Fuente: Georreferenciación de Localidades de Colecciones Biológicas, CONABIO, 2008

c) Método Rectángulo de coordenadas: Es un método común para describir rasgos geográficos, cuatro pares de coordenadas forman un rectángulo sobre el área descrita.

Fuente: Georreferenciación de Localidades de Colecciones Biológicas, CONABIO, 2008

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d) Método de punto-radio: Define el punto-radio una descripción del objeto a georreferenciar: el punto de coordenadas y la posible extensión o área de donde se podría ubicar el objeto.

Fuente: Georreferenciacion de localidades de colecciones biológicas, CONABIO, 2008

Coordenadas geográficas El espacio territorial es expresado mediante coordenadas geográficas (latitud, longitud y altitud), para conocerle se requiere determinar:

Forma Dimensión Ubicación

Para describir la posición de una ubicación geográfica en la superficie de la Tierra se utilizan mediciones esféricas de latitud y longitud. Estas son mediciones de los ángulos (en grados) desde el centro de la Tierra hasta un punto en su superficie. Este tipo de sistema de referencia de coordenadas generalmente se denomina sistema de coordenadas geográficas.

Ayuda para Arcgis en línea Fuente: http://resources.arcgis.com/es/help/

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La longitud mide ángulos en una dirección este-oeste. Las mediciones de longitud comúnmente se basan en el meridiano de Greenwich, que es una línea imaginaria que realiza un recorrido desde el Polo Norte, a través de Greenwich, Inglaterra, hasta el Polo Sur. Este ángulo es de longitud 0. El oeste del meridiano de Greenwich por lo general se registra como longitud negativa y el este, como longitud positiva. Por ejemplo, la ubicación de Los Ángeles, California, tiene una latitud de aproximadamente +33 grados, 56 minutos y una longitud de -118 grados, 24

Arcgis en línea Fuente: http://resources.arcgis.com/es/

minutos.

Si bien la longitud y la latitud se pueden ubicar en posiciones exactas de la superficie de la Tierra, no proporcionan unidades de medición uniformes de longitud y distancia. Sólo a lo largo del ecuador la distancia que representa un grado de longitud se aproxima a la distancia que representa un grado de latitud. Esto se debe a que el ecuador es la única línea paralela que es tan extensa como el meridiano. (Los círculos con el mismo radio que la Tierra esférica se denominan círculos grandes. El ecuador y todos los meridianos conforman círculos grandes). Por encima y por debajo del ecuador, los círculos que definen las líneas paralelas de latitud se vuelven gradualmente más pequeños hasta que se convierten en un solo punto en los Polos Norte y Sur donde convergen los meridianos. Mientras los meridianos convergen hacia los polos, la distancia que representa un grado de longitud disminuye a cero. En el esferoide de Clarke 1866, un grado de longitud en el ecuador equivale a 111,321 kilómetros, mientras que a una latitud de 60° sólo equivale a 55,802 kilómetros. Ya que los grados de latitud y longitud no poseen una longitud estándar, no es posible medir distancias o áreas en forma precisa o visualizar datos fácilmente en un mapa plano o una pantalla de ordenador. Utilizar muchas aplicaciones (aunque no todas) de representación cartográfica y análisis SIG a menudo requiere un marco de

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coordenadas planas más estable, que suministran los sistemas de coordenadas proyectadas. De forma alternativa, algunos de los algoritmos utilizados para los operadores espaciales tienen en cuenta el comportamiento geométrico de los sistemas de coordenadas esféricas (geográficas).

Proyecciones de mapa a través de coordenadas cartesianas Un sistema de coordenadas proyectadas es cualquier sistema de coordenadas diseñado para una superficie llana, como un mapa impreso o una pantalla de ordenador. Los sistemas de coordenadas cartesianas en 2D y 3D brindan el mecanismo para describir la ubicación y la forma geográfica de las entidades utilizando los valores x e y (y, como podrá leer más adelante, utilizando columnas y filas en raster). El sistema de coordenadas cartesianas utiliza dos ejes: uno horizontal (x), que representa el este y el oeste, y otro vertical (y), que representa el norte y el sur. El punto de intersección de los ejes se denomina el origen. Las ubicaciones de los objetos geográficos se definen en relación al origen, utilizando la notación (x,y), donde x se refiere a la distancia del eje horizontal, e y se refiere a la distancia del eje vertical. El origen se define como (0,0). En la ilustración que se muestra a continuación, la notación (4,3) registra un punto que se encuentra cuatro unidades por encima en x y tres unidades por encima en y desde el origen.

Tener presente que la superficie terrestre es irregular y por eso su representación se aproxima a través de la determinación de la posición espacial de puntos de la misma.

A cada posición espacial (a cada punto del espacio) le corresponde un juego de coordenadas (x, y, z). Para esto es necesario definir previamente un Sistema de Referencia, lo que implica definir la posición del origen de coordenadas y la orientación de los ejes.

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Sistemas de coordenadas en 3D Cada vez más sistemas de coordenadas proyectadas utilizan un valor z para medir la elevación por encima o por debajo del nivel del mar. En la ilustración que se muestra a la derecha, la notación (2,3,4) registra un punto que está dos unidades por encima de x y tres unidades por encima de y desde el origen, y cuya elevación está cuatro unidades por encima de la superficie de la Tierra (4 metros por encima del nivel del mar).

Los sistemas de referencia Un Sistema de Referencia Terrestre (SRT) es un Sistema de Referencia FIJO A LA TIERRA que se puede pueden definir por: Sistemas de referencia locales Eje z coincidente con la vertical. La vertical en cada punto es fácilmente materializable (Dirección del hilo de una plomada).

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Sistema de referencia global (único para todo el planeta) Eje z coincidente con la dirección del eje de rotación terrestre. Su definición es compleja y para ello se recurre a la astronomía.

Visión de ambos sistemas (local y global) suponiendo que la Tierra es esférica

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El sistema ENh (Este, Norte, Altitud) ejemplifica un sistema local, es decir, de una región de la Tierra. El sistema XYZ es global y geocéntrico. Geoide Se denomina Geoide a la superficie de nivel que mejor se ajusta al nivel medio del mar.

Elipsoide de revolución Dado lo irregular e impreciso del geoide se adopta una superficie de referencia lo más aproximada posible al geoide. Esa superficie está definida matemáticamente y posibilita efectuar cálculos. Es un elipsoide de revolución, el que se genera mediante una elipse que gira sobre uno de sus ejes.

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En la figura vemos el elipsoide de revolución terrestre en superposición con el Geoide.

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Altitud Según la superficie de referencia utilizada -geoide o elipsoide- variará la medida de la altitud.

Altitud elipsóidica: distancia entre el punto y el elipsoide, medida en la dirección de la normal al elipsoide (h).

Altitud sobre el nivel del mar: distancia entre el punto y el geoide medida en la dirección de la vertical (H).

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Ondulación del geoide Es la diferencia entre la altitud elipsóidica y la altitud s.n.m (sobre el nivel del mar). N=h−H

Por ejemplo, la ondulación del geoide en el punto UNRO en POSGAR '07 NP07 =17.62m Marcos de Referencia Un marco de referencia (MR) es la materialización de un sistema de referencia (SR). Las coordenadas de dos puntos se podrán correlacionar siempre que estén expresadas en el mismo MR. Distintos marcos de referencia

Curso de Capacitación Geografía y Georreferenciación Aplicación de GPS en la Enseñanza, 2014. Recuperado de http://goo.gl/oS1VVs

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Geodesia moderna Las nuevas técnicas espaciales dieron origen a observaciones que posibilitaron la realización del Marco de Referencia Moderno.

Estos Marcos de Referencia están materializados por un conjunto de puntos con coordenadas geocéntricas tridimensionales y son de alcance global. En un pasado no lejano cada país (o incluso regiones dentro de un país) tenía un MR propio. La mayor parte de la cartografía impresa fue elaborada con los MR vigentes en su época y en su región.

Dos marcos de referencia globales son: WGS84 e ITRF

WGS84  Estrechamente vinculado al GPS  Materializado por 10 Estaciones (OCS)  Elipsoide asociado: WGS84  Precisión inicial ~30 cm  Posteriores refinamientos  A partir del año 2000 coincide con ITRF

ITRF  http://itrf.ensg.ign.fr/  Materializado por cientos de estaciones  Distintas realizaciones han ido mejorando paulatinamente su precisión  88/89/....../94/96/97/2000/2005  Elipsoide asociado: GRS80  Precisión centímetrica

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Época de un MR

La alta precisión alcanzada obliga a tener en cuenta los movimientos y deformaciones de las placas tectónicas, introduciendo un nuevo concepto:

Cada estación ITRF se caracteriza por las coordenadas x, y, z con sus respectivas velocidades, ya que cada estación se está desplazando continuamente, es de algunos milímetros por año, próximo al centímetro.

Proyecciones cartográficas y sistemas de referencia en México Los conocimientos relativos a la representación de la información de la Tierra en una superficie plana o mapa, hasta ahora manejados por profesionales como cartógrafos y geomensores –en menor grado por geógrafos y en absoluto por el resto de las profesiones usuarios de geosoftware, que no manejan cabalmente términos como escala, proyección, datum y transformación de coordenadas- son fundamentales para entender y evitar la propagación de errores.

La representación sistemática de Tierra sobre una superficie tridimensional o bidimensional ya sea en papel o en el monitor recibe el nombre de proyección cartográfica. La cual trata de minimizar o eliminar algunas distorsiones inherentes al proceso de proyección en el área de interés, a costa de inducir mayores distorsiones de otros tipos pero preferentemente fuera de la región, resultando esta de menor importancia (Hernández, 2000). No hay forma de eliminar los errores al trasladar la superficie curva a la plana por lo cual ninguna proyección es geométricamente perfecta.

La proyección cartográfica representa la superficie esférica de la tierra por medio de tres figuras geométricas como son: el cilindro, el cono y el plano, las cuales se pueden ubicar envolviendo la Tierra en diferentes posiciones o pueden ser tangentes o secantes a ella. En la figura “1” vemos cómo se pueden desarrollar las proyecciones a través de figuras geométricas.

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Figura 1. Figuras geométricas a partir de las cuales se desarrollan las proyecciones cartográficas Fuente: Nociones básicas sobre Proyecciones Cartográficas. Publicado en Internet http://www.euitto.upm.es/~mab/tematica/htmls/proyecciones.html#clasificacion

En términos estandarizados se clasifican en equivalentes, equidistantes, conformes, las cuales mantienen sin deformar alguna magnitud como puede ser el área, la distancia, la forma o los ángulos, y literalmente se pueden generar un número infinito de ellas. Un caso especial son las arbitrarias que se construyen según los parámetros del usuario.

Un aspecto importante de las proyecciones son sus propiedades geométricas las cuales se resumen en el cuadro dos:

Si el mapa mantiene los ángulos que dos líneas forman en la superficie terrestre, se dice que la proyección es conforme. Mantiene la forma de los objetos que se Conformidad

muestran en el mapa. Las relaciones angulares no se distorsionan. Pero deforma el tamaño de los objetos. Como consecuencia la escala no es constante entre regiones del mapa. Las superficies en altas latitudes se muestran más grandes de lo que son.

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El requerimiento para que haya conformidad es que en el mapa los meridianos y los paralelos se corten en ángulo recto que la escala sea la misma en todas las direcciones alrededor de un punto, sea el punto que sea. El término "mapa conforme" es a veces erróneo pues las condiciones de conformidad pueden llevarse a cabo sólo en pequeñas áreas de un mapa plano. La forma de grandes continentes mostrados en el plano difiere de la forma que tienen en el globo. Es la condición por la cual una superficie en el plano de proyección tiene la misma Equivalencia

superficie

que

en

la

esfera.

Mantiene una razón constante de superficie a lo largo y ancho del mapa. La equivalencia no es posible sin deformar considerablemente los ángulos originales. Por lo tanto, ninguna proyección puede ser equivalente y conforme a la vez. El tamaño de un objeto en la superficie terrestre no es afectado por su posición en el mapa. Por lo tanto elimina errores al comparar áreas de diferentes partes del planeta. Pero la exactitud en tamaño se logra a expensas de distorsión en las formas de los objetos o superficies Cuando una proyección mantiene las distancias entre dos puntos situados sobre la superficie del Globo (representada por el arco de Círculo Máximo que las une)

Equidistancia

se denomina equidistante. Es posible diseñar mapas que tengan esta característica, pero las distancias correctas sólo podrán ser medidas desde un punto, o dos como máximo. Las distancias entre otros puntos no serán correctas.

Cuadro 2: Propiedades geométricas de las proyecciones cartográficas Fuente: http://www.euitto.upm.es/~mab/tematica/htmls/proyecciones.html#clasificacion Nociones básicas sobre Proyecciones Cartográficas.

En el mundo existen varias proyecciones diferentes pero la mayoría pueden agruparse en unas cuantas familias basadas en su derivación. Las de la misma familia comparten las mismas distorsiones y propiedades. El cuadro tres que se muestra a continuación contiene los grupos de las principales familias de proyecciones.

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Familia

Ejemplos

Características

Uso

Se proyecta el Globo en

un

papel

con

forma de cilindro que Modificada

de es

tangente

o

Mercator Cilíndrica secante. de Cilíndrica

perspectiva En

central

el

mapa

rectangular

los

Lambert cilíndrica meridianos

y

de

igual

Para mapamundi

área paralelos se cruzan

Equirectangular

en ángulo recto y no existe distorsión en el punto de tangencia con el Globo Un cono se ubica tangete o secante al Globo y la cuadrícula

Cónica

Cónica

simple geográfica

es

Conforme

proyectada sobre el

deLambert

cono.

Policónica

del cono se ubica

Albert cónica de sobre igual Equivalente Mollweide

El ápice

uno

de

los

área polos de tal forma que de círculo de tangencia coincida con uno de

Para cartografiar un semi hemisferio

y

es apropiada para

áreas

pequeñas.

los paralelos que se convierte

en

el

paralelo estándar.

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Un paralelo central (normalmente Ecuador)

el

y

un

meridiano central se (meridiano principal) se cruzan en ángulo Sinusoidal Mollweide Denayer

Elíptica

Semielíptica

recto en el centro del Para mapa,

el

cual

no cartografiar

presenta

distorsión todo el globo

Los

paralelos Terráqueo

mantienen

sus

propiedades geométricas pero los meridianos son líneas curvas

(excepto

el

meridiano central).

Ortográfica

Mantiene los ángulos. Se derivan de una Para mostrar cuadrícula geográfica un

Azimutal

Estereográfica

del Globo a través

(plana

de

cualquier

o zenitales)

tangente

sólo

hemisferio.

plano

sobre

el

Lambert de igual Globo. area Mantiene

las

propiedades geométricas Gnomónica

alrededor del punto

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de tangencia. Policó nica. Cuadro 3. Propiedades de las principales familias de proyecciones cartográficas (Mckningt, 1984). Elaboración por Geog. Adriana Velasco Arzamendi

En los programas automatizados el cambio entre una y otra ocurre en tiempo real y resulta de forma sencilla sencillo ya que al documentar el mapa se elige entre los diversos sistemas de proyección cartográfica que contiene el sistema. Los programas también pueden georreferenciar la información en cualquier sistema de proyección, usando una correcta determinación de puntos de control, ya que ante eventuales cambios de proyección, éstos son utilizados como guía a partir de las cuales se ajustará todo el diseño. Esta simplicidad en el cambio de proyección implica importantes procesos matemáticos que para el usuario son transparentes pero en caso de que desee modificar algún parámetro el programa le facilita la tarea a través de ventanas interactivas.

Muchas proyecciones de mapas están diseñadas para fines específicos. Se podría usar una proyección de mapa para preservar la forma y otra para preservar el área proyecciones conformes frente a proyecciones de áreas equivalentes). Estas propiedades (la proyección de mapa, junto con esferoide y datum) se convierten en parámetros importantes en la definición del sistema de coordenadas. El geosoftware contribuye a descartar el concepto de la proyección ideal, para un territorio como un requerimiento indispensable en el diseño de una cartografía digital. Ya que los programas hacen posible el cubrimiento integral, sin costuras, de un territorio tan extenso que en otro tiempo hubiera requerido su fragmentación en proyecciones con diferentes parámetros. Está integridad es lograda gracias a la expresión en coordenadas esféricas de todos los elementos del mapa, pero a pesar de este potencial sigue siendo imprescindible la selección de proyección cartográfica para los mapas impresos y para realizar el análisis espacial digital.

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Quizá vale la pena mencionar que el cambio de proyección para las estructuras raster degrada en cada cambio la calidad del archivo, porque implica el recálculo y deterioro de una o varias grillas de valores. La UTM es la proyección utilizada en el INEGI para su cartografía de escalas medias y Proyecciones cartográficas grandes (no menores que 1:500,000), así como en la mayoría de otras instituciones, nacionales y del exterior. De hecho, la mayor parte de la cartografía topográfica americana está en este tipo de proyección junto con su cuadrícula asociada del mismo nombre. Como una opción a la UTM se acostumbra el uso de la Proyección Cónica Conforme de Lambert y en ocasiones sobre un mismo mapa y para regiones poco extensas se han señalado sobre la cuadrícula UTM marcas de una cuadrícula asociada con la proyección Lambert.

Las proyecciones utilizadas en el INEGI son la UTM para escalas hasta 1:500,000, la Cónica Conforme de Lambert con dos paralelos base a 17º 30' y 29° 30', y la Proyección de Mercator simple para la cartografía oceanográfica.

Proyección Universal Transversa de Mercator (UTM) El eje del cilindro está girado 90°, con la diferencia de que éste no es tangente, sino secante al esferoide, lo que se hace con el propósito de reducir la magnitud del factor de escala, véase la figura abajo

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Si se trata de proyectar la superficie terrestre de grandes extensiones, se obtendrá un patrón sumamente deformado, pero para áreas vecinas a la zona secante, la proyección resulta extremadamente uniforme en escala, conforme y equivalente. Para lograr esto, además de las transformaciones matemáticas envueltas, cada zona UTM es proyectada a la vez, con lo que en realidad se obtienen 60 proyecciones iguales. El procedimiento consiste en centrar cada meridiano central en la zona de corte secante, proyectar, avanzar 6o a la siguiente zona, proyectar, y así sucesivamente. De este modo, limitando la proyección a cada zona de 6° se reducen las deformaciones a valores compatibles con la cartografía de escalas medias y grandes.

El cilindro se hace secante con el objeto de limitar el valor del factor de escala, como puede notarse en la figura siguiente:

Si se conservara tangente el cilindro, el factor de escala en el meridiano central sería la unidad, pero en el límite de la zona de 6o tendría un valor de 1.0009, mientras que con el cilindro secante se balancean los errores, de modo que a lo largo del meridiano central el factor de escala vale 0.9996, en los dos meridianos simétricos a 1.6o del meridiano central vale 1.0000 y en los extremos de la zona tiene un valor de 1.0004.

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Estas cantidades, como puede verse son compatibles con las obtenidas para la precisión requerida teniendo en cuenta la precisión de trazo y marcación.

Cabe recordar que esta proyección tiene un rango de aplicación entre los 84o N y los 80o S de latitud, más allá de los cuales es sustituida por la Proyección Universal Estereográfica Polar (UPS).

La UTM es la proyección utilizada en el INEGI para su cartografía de escalas medias y grandes (no menores que 1:500,000), así como en la mayoría de otras instituciones, nacionales y del exterior. De hecho, la mayor parte de la cartografía topográfica americana está en este tipo de proyección junto con su cuadrícula asociada del mismo nombre. Como una opción a la UTM se acostumbra el uso de la Proyección Cónica Conforme de Lambert y en ocasiones sobre un mismo mapa y para regiones poco extensas en otras latitudes, se han señalado sobre la cuadrícula UTM marcas de una cuadrícula asociada con la proyección Lambert.

Toda proyección es susceptible de una expresión matemática que permite obtener los valores de coordenadas rectangulares en función de las coordenadas geográficas. De este modo el canevá correspondiente a una proyección dada puede trazarse con facilidad sobre un sistema cartesiano, sobre todo si se dispone de un coordinatógrafo preciso, o un graficador electrónico.

Las proyecciones utilizadas en el INEGI son la UTM para escalas hasta 1:500,000, la Cónica Conforme de Lambert con dos paralelos base a 17o 30' y 29o 30’, y la Proyección de Mercator simple para la cartografía oceanográfica.

Con esto, se termina la discusión sobre proyecciones y en general sobre las características intrínsecas de los mapas. Se pasará ahora a otro tema, relacionado con el uso de la fotografía aérea para propósitos cartográficos.

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Base Matemática de los mapas básicos de México elaborados por en INEGI

Escala Todo mapa está necesariamente a una cierta escala, que se define en la etapa de diseño de construcción del mapa.

El propósito de la escala es el de permitir la representación de áreas grandes en un documento manejable de pequeñas dimensiones, de modo que la escala se define como una relación lineal de las dimensiones del mapa con respecto a las dimensiones reales en el terreno, o bien, como la relación entre una medida de distancia en el mapa con la correspondiente medida en el terreno.

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En términos cartográficos, la escala tiene dos formas de enunciación o representación:

a) Representativa b) Gráfica

Es una expresión numérica dada en forma de fracción como 1/50,000, ó de relación como 1:50,000, en la que el numerador representa una unidad de medida en el mapa y el denominador indica el correspondiente número de unidades de medida en el terreno. Las unidades empleadas pueden ser cualesquiera, pero uniformes, tanto para el numerador como para el denominador; es decir, si la escala es de 1:50,000:

1 cm. en el mapa equivale a 50,000 cm. en el terreno 1 mm en el mapa equivale a 50,000 mm en el terreno, 1 pulgada en el mapa equivale a 50,000 pulgadas en el terreno, Y así sucesivamente para cualquier unidad de medida.

Su uso es sencillo; para obtener la distancia entre dos puntos en el terreno, hay que medir la distancia en el mapa con ayuda de una regla o escalímetro, multiplicar el resultado de la medida por el denominador de la escala y hacer las reducciones necesarias para tener la distancia en la unidad de medida deseada.

Por ejemplo, si en el mapa a la escala de 1:50,000 se midió entre dos puntos una distancia de 17.86 cm., la correspondiente medida en el terreno es:

17.86 x 50,000 = 893,000 cm.;

Corriendo dos decimales, distancia en el terreno:

8,930 m ó bien, 8.93 Km.

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Si se trata de un área, hay que multiplicar por el cuadrado del denominador de la escala. Ejemplo, si un área medida en el mapa, con planímetro o por cualquier otro medio, resultó de 27.36 cm2:

Cuadrado del denominador de la escala: (5 x 104)2 = 25 x 108

Entonces:

27.36 x (25 x 108) = 684 x 108 cm2

Escala gráfica Es un gráfico en forma de barra semejante al de la figura 14, en la que se han hecho divisiones correspondientes al equivalente de una cierta unidad de medida en el terreno, con la adición de una parte subdividida en la unidad inmediata inferior.

Escala declarada Esta es una expresión, una frase, una declaración, que indica las relaciones de distancia entre mapa y realidad en unidades diferentes de medida. No es muy usual en el medio nacional, pero sí frecuente en países de habla inglesa. Por ejemplo, en Inglaterra se habla de la serie de mapas "one inch to the mile", o mapas de una pulgada por milla, queriendo decir con esto que una pulgada medida en el mapa equivale a una milla medida en el terreno. Como puede verse, a diferencia de la fracción representativa, las unidades son distintas.

En el caso de México, la escala declarada no se emplea explícitamente, pero puede formularse una con facilidad. Por ejemplo, para el caso de la escala de 1:50,000:

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Se sabe que 1 cm. en el mapa equivale a 50,000 cm. en el terreno, o bien, 500 metros.

Si se multiplica por dos esta relación: 2 cm. en el terreno equivalen a 1,000 metros, o lo que es lo mismo, 1 kilómetro.

Por lo tanto, una escala declarada para esta cartografía es de 2 centímetros por kilómetro. Aunque esta escala no es explícita, puede ser de utilidad, sobre todo si se considera que las cartas en la escala de 1:50,000 tienen una cuadrícula trazada en cuadros de 2 cm., o un kilómetro por lado, de modo que cada cuadro representa un kilómetro cuadrado en área. Es evidente que el conocimiento de la relación expuesta y su expresión gráfica pueden ser de mucha utilidad para determinaciones rápidas de distancia y estimación de áreas (contando el número de cuadros y fracciones).

De los tres tipos de escala indicados, la escala gráfica es obligatoria, mientras que las otras dos son opcionales y podrían no aparecer del todo en el mapa. Lo normal es que en los mapas se indiquen tanto la fracción representativa como la escala gráfica, en beneficio de los usuarios.

La razón de la obligatoriedad respecto a la escala gráfica se debe a que el papel en que se imprimen los mapas puede sufrir cambios dimensionales debidos a efectos de temperatura, humedad o manejo. Cuando esto ocurre, de inmediato queda alterada la fracción representativa y ya no es válida para determinaciones que requieren cierta exactitud. Véase el siguiente ejemplo:

Supóngase que un mapa a la escala de 1:50,000 sufre una deformación por cualquier causa, tal que en 50 cm. en una cierta dirección es 2 Mm más largo, o sea que en realidad tiene ahora 50.2 cm. Esto quiere decir que la escala ya no es 1:50,000, sino que tiene un valor más grande, que puede determinarse con una simple operación de regla de tres:

50 cm. son a 1/50,000 Como 50.2 cm. son a 1/X

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Haciendo operaciones, resulta X = ( 50 x 50,000) / 50.2 = 49,801 De modo que la nueva escala es de

49,801

Si la distancia de 17.86 cm. medida en el ejemplo anterior está afectada por este cambio, significa que en lugar de la distancia de 8,930 m que se había calculado, se tiene ahora:

17.86 x 49,801 = 889,446 cm. = 8,894.46 m,

Lo que significa un error de

8894.46 - 8,930.00 = -35.54 m

que en determinadas circunstancias

podría ser inadmisible.

Lo mismo ocurriría en el caso de la escala declarada. Con respecto a la escala gráfica, si el papel se deforma, también lo hace la escala, generalmente en la misma proporción, y aun cuando se pierda la escala original en términos numéricos, la relación mapa-terreno se mantiene razonablemente. Es por esta razón que la escala gráfica es determinante.

Por otra parte, cuando se hacen reducciones o ampliaciones fotográficas de los mapas, ocurre lo mismo; la escala numérica se pierde, pero se mantiene la escala gráfica, debido a que ésta ha sufrido la misma proporción de reducción o ampliación. Una nota de advertencia: en estos casos se reproduce fotográficamente la escala dada por la fracción representativa, lo cual induce a error si no se tiene en consideración el proceso.

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Podemos hablar de las siguientes escalas

Los mapas han sido utilizados por siglos no sólo como medio pasivo de registro de resultados, sino como documento en la investigación de las complejas distribuciones y relaciones espaciales físico-humanas, así como de los patrones espaciales, ya que permiten analizar conceptos, predecir el futuro, tomar decisiones y comunicar los conceptos espaciales. Son un instrumento para la comunicación, el conocimiento, el descubrimiento y la exploración del territorio y son el reflejo más eficaz del pensamiento humano. Es el documento donde se pueden apreciar cuantitativa y cualitativamente los diferentes hechos y fenómenos geográficos y son el único medio para reducir la componente geográfica en función de las relaciones de proximidad espacial, y no son como muchos piensan un descubrimiento de la era de la informática.

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Mapas Su importancia radica en que es un documento con valores e ideas, y que por siglos ha sido usado para imponer fronteras, razas, demostrar poderío geopolítico, verter propaganda, mostrar supremacía de pueblos, o ser un despojo en la construcción de relaciones sociales, etcétera (Monmonier, 1991). Son testimonio de soberanía, reflejo de la democracia y forman parte del proceso de apropiación del territorio, condición indispensable para la consolidación de una sociedad, la historia ha demostrado cómo el concepto de identidad en un grupo social depende a su vez del concepto de pertenencia territorial (INEGI, 2000). Donde los métodos de representación empleados están en función de los intereses de un grupo en determinado tiempo, los cuales sirven para reforzar su estatus, y valdría la pena hacerse la pregunta de ¿si los mapas sirven en la lucha por el mejoramiento social? En ellos existe un valor selectivo de lo que será plasmado (Martin, 1996) lo cual no es culpa del que elabora el mapa si no de quien lo solicita.

Por lo cual el mapa no es una representación objetiva de la realidad, libre de valores de juicio, sino que más bien es afectado por las relaciones de poder de la sociedad. Digamos que es una distorsión regulada de la realidad, y del territorio que crea ilusiones creíbles de correspondencia. El cual es manipulado para presentar los datos en forma positiva o negativa. Recordemos que los contornos del mundo ya han sido trazados por los que ejercen el poder y ahora con el geosoftware es mucho más fácil ajustar mensajes condicionados a lo que se pueda mostrar el mapa. Por lo cual el autor del mapa debe recuperar el valor moral de los mapas ejerciendo un juicio ético sobre lo que se plasma en el mapa.

Hasta cierto punto es aceptable que se consideren los mapas como subjetivos cuando muestran una selección y valores que son del interés de un grupo particular, pero a pesar de ello es un modelo objetivo de la realidad, con propiedades de abstracción, selectividad, síntesis, escala, dimensionalidad, unidad, continuidad; legibilidad, semejanzas geométricas y correspondencias geográficas. Y su realización no es una aplicación rutinaria y simple de un repertorio de normas técnicas, ya que se genera un constructor social para intercambiar ideas entre sujetos; de aquí la importancia de la imaginación teórica, hipótesis, especulación e inesperadas conjeturas.

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Y es que se usan como medio de análisis espacial y temporal de la realidad basada en el estudio de las particularidades y leyes internas relativas a la distribución de los fenómenos geográficos, así como en la investigación de las interrelaciones espaciales, de dinámica y desarrollo de dichos fenómenos; y sirven como medio de almacenamiento y presentación del resultado de cualquier estudio geográfico y cartográfico la cual ha crecido gracias a la automatización en la reproducción de representaciones cartográficas.

Una notable propiedad del mapa geográfico es que posee la interfaz con el mundo ya que ofrece la posibilidad de mostrar de una sola mirada, un territorio de cualquier dimensión y permitir la obtención de las características y relaciones espaciales de los objetos representados en él. En este aspecto ninguna descripción literaria puede sustituirlo y de esto deriva el valor que tiene en la práctica además de que se ha convertido en la interfaz de los datos espaciales con los procesos analíticos. Hasta convertirse en el producto central de los modernos programas cartográficos llamando a éste resultado "mapa virtual" o “temporal”, el cual ofrece mayor flexibilidad que el mapa tradicional o "mapa real" (Moellering, 1984). Porque desde el punto de vista cartográfico permiten realizar análisis reales y extraer de ellos diferentes aspectos que son imposibles de obtener en una representación analógica.

Aunado a lo anterior Muehrcke (1981) reconoce la utilidad de la visualización del mapa, al indicar que se puede hacer en ellos análisis técnicos cartométricos incluyendo medidas desde y en los mapas, la comparación entre varios de ellos, un reconocimiento holístico de la densidad de los elementos que lo forman, arreglos, tendencias, conectividad, jerarquía y asociaciones espaciales.

La base conceptual general de partida en la elaboración de tales obras cartográficas es su definición como investigación que necesita de un adecuado diseño, para determinar sus etapas de desarrollo, sus estructuras, sus contenidos, las escalas de trabajo y de publicación, así como los materiales y métodos a emplear (Veliz, 1994).

Según Salitchev (Salitchev, 1987) el mapa geográfico es una representación reducida de la superficie terrestre en un plano, que toma en cuenta determinadas propiedades para diferenciarse de otras representaciones de la superficie terrestre las cuales se describirán a continuación:

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

La ley matemática especial de la estructura del mapa prevé el paso de la superficie física de la Tierra a su imagen en el plano.



El método especial de representación cartográfica, muestra toda la gama de manifestaciones del saber en el mapa a través del empleo de signos o símbolos convencionales y,



Generalización de los fenómenos que se representan: proceso por el cual estos son reducidos y/o modificados para plasmarse en el mapa e incrementar la legibilidad y valor cognitivo del mapa reducido, disminuyendo su contenido semántico.

Como modelo a escala de la realidad, el mapa determina el nivel de generalización o detalle que debe alcanzar la información en cada caso. Cada cambio de escala corresponde a un nivel diferente de detalle en la investigación, por medio del cual es posible pasar de lo singular a lo general, donde la obtención de un saber generalizado implica una interpretación más profunda de la realidad por lo que la cartografía ésta obligada a la precisión y exhaustividad en la investigación, y a servir como herramienta de investigación, para definir los distintos elementos, estructuras, relaciones y funciones de los fenómenos geográficos derivando en un conocimiento sintético (Franco, 1994).

De esta forma el grado de complejidad alcanzado en las obras cartográficas, refleja el nivel en los estudios geográficos de los territorios, lo mismo que el grado de especialización de los programas. Y a la vez sirven de base científica para la realización de nuevos trabajos de investigación, planificación, ordenamiento territorial y toma de decisiones operativas así como para la valoración integral de los recursos en una región y obliga a una reflexión profunda y sistemática.

Además de ser un material didáctico en el estudio de la problemática geográfica y económicocartográfica, en los diferentes niveles de la enseñanza y expresa el nivel de desarrollo alcanzado por la Geografía y la Cartografía de un país y ser una de las vías para la actualización de los sistemas geográficos y cartográficos.

El mapa es la reproducción sintética cuantitativa o cualitativa de cualquier fenómeno espacial, que el grupo de poder permite plasmar. Y que por fuerza debe utilizar una base matemática y un método de representación adecuado al fenómeno que se representa, teniendo en cuenta que para distinguirse de cualquier otra forma gráfica en el que se muestre el territorio debe contar con

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elementos de identificación como son: título, nombre del autor, fuente y año de la información, leyenda acorde con la simbología mostrada así como la escala gráfica y numérica. Lo cual sirve para dotar al mapa de validez ya que se debe recordar que el mapa es un documento que sirve de referencia por lo cual la información mostrada en él debe dar la certeza de que es confiable y certero.

En el siguiente esquema se resumen los elementos que distinguen a un mapa:

Esquema 1.Elementos del mapa Mapa

REPRESENTACIÓN CARTOGRÁFICA

BASE MATEMÁTICA PROYECCION

ESCALA

ELEMENTOS AUXILIARES LEYENDA NORTE

GRÁFICAS CARTOMÉTRICAS

DATOS COMPLEMENTARIOS

PÉRFILES TABLAS DIAGRAMAS

Fuente: Franco, Sergio (2003) “Principios básicos de Cartografía y cartografía automatizada”

Propiedades del mapa Construir un mapa requiere de un proceso de investigación y de expresión particular, que emplea para ello un método de representación para permitir la experimentación, y usa un lenguaje gráfico para hacer inteligible y transmisible el conocimiento.

En la actualidad la preparación del mapa involucrada la utilización de técnicas cartográficas automatizadas, porque favorece el cálculo de los parámetros de construcción, la elección del método de representación cartográfica, el dibujo de los originales, el rotulado y la elaboración de los

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materiales para la edición de los mapas de una forma mucho más rápida, que por los métodos tradicionales (Candeau, 1996).

Para confeccionar y emplear correctamente los mapas geográficos, es necesario comprender sus propiedades y particularidades y tratar de ceñirse a los estándares cartográficos. Por lo cual, los mapas requieren de un estudio analítico de los elementos que lo componen para entender su esencia y el significado de cada uno de ellos, así como sus correlaciones.

El cuadro uno que aparece a continuación contiene el resumen de las propiedades del mapa

Método matemático que altera Dota al mapa de la estructura

Proyección

geométricamente

cartográfica

trasladados al plano, mediante

Base de construcción para la

la superficie de la

Matemática

plano.

Tierra

al

Red

de

coordenadas

Mantiene

las

los

los puntos sobre el elipsoide terrestre que se transfieren a la

Grado

de

de

detalle

en

la

representación de los objetos en

objetos

representados

imagen cartográfica. Determinar

retícula del plano.

relaciones espaciales

objetos

tres figuras geométricas.

para el paso de

Base

los

el mapa. Con la cartografía

Escala

automatizada se pueden ensayar

a través de:

diversas escalas con un costo reducido. Símbolos lineales Símbolos

Muestra en el

fuera

mapa las

escala

de

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características Isolíneas

internas cualitativas

y

Método de

cuantitativas de

representación

los

cartográfica

fenómenos

Fondo cualitativo o fondo de color

espaciales través

a de

símbolos

Diagramas locales

gráficos

Método de puntos Áreas Signos de movimiento Cartograma Cartodiagrama

Técnica cartográfica que

aplica

operaciones

Selección

específicas Generalización

sobre

rasgos

geográficos

representarlos en su posición proporción

verdadera forma en

el

Clasificación Omisión

para

y

Simplificación

de

Exageración Desplazamiento Armonización Simbolización

legible mapa

reducido

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Naturaleza de los Mapas En primer lugar, son descripciones, o documentos de información gráfica, lo que los distingue de cualquier otro tipo de descripción, escrita, verbal o de otra naturaleza.

La información representada se refiere a toda o a una porción de una superficie física, real o ideal. Esto indica que los mapas no están limitados a la representación de la superficie terrestre, que en este caso es una superficie física real, sino que su acción se extiende a la representación de superficies ideales. Las cartas socioeconómicas por ejemplo, aun cuando están sobre una base cartográfica de referencia, representan información intangible, fenómenos sociales y económicos que por sí mismos no tienen forma o color, pero que en la carta lo adquieren. Otro ejemplo puede ser el de las cartas geomagnéticas en las que se representan uno o varios parámetros del magnetismo terrestre; intensidad del campo, declinación e inclinación magnéticas. Todos ellos son parte de un fenómeno que no se ve o se siente directamente, pero que son susceptibles de medida, análisis y representación gráfica. Así, los mapas de isógonas (mapas de declinación magnética), conforman una superficie ideal representativa del fenómeno de interés.

En términos generales, puede decirse que cualquier elemento o conjunto de elementos de información que sean susceptibles de ser representados gráficamente, pueden dar origen a un mapa. Siendo tan extensa la diversidad de fenómenos, la variedad de mapas es prácticamente inagotable y está limitada solamente por la imaginación.

- Los mapas contienen información selectiva, generalizada y simbolizada. A reserva de discutir estos aspectos con mayor extensión, baste decir por ahora que en lo que respecta a selección, la información por mostrar es discriminada con el objeto de que en el mapa aparezca solamente aquella que es necesaria e importante para los propósitos del mismo. En relación con la generalización, la información se presenta conforme a las limitaciones impuestas por la escala, lo que quiere decir que las formas reales de los detalles son imposibles de reproducir con toda fidelidad, por lo que se hace necesario generalizarlas.

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Finalmente, el uso de símbolos es característico de los mapas, debido a que para efectos de presentación, interpretación y uniformidad, todos aquellos detalles que tienen características comunes, aunque posean diferencias individuales menores en cuanto a forma y dimensiones, son englobados en una forma única e ideal de representación, constituida por un símbolo.

La información representada corresponde en los mapas a una distribución espacial de los detalles (en dos o tres dimensiones), sobre un área relativamente extensa. Esta área es muy frecuentemente la superficie terrestre, aunque ya hay mapas de la superficie lunar y de algunos planetas. Esta superficie es la base sobre la cual se ubican en posición los diferentes detalles de información.

Cuando se dice que la información es de carácter general, significa que corresponde a un cierto nivel de detalle concordante con la escala y con los criterios definidos en el diseño. Esto quiere decir que los mapas tienen limitaciones en cuanto al volumen de información representada, la que en toda instancia es aquella que según el diseño constituye lo fundamental e importante para los propósitos del mapa.

La presentación de los mapas se hace en escalas relativamente reducidas, lo que representa una necesidad obvia. La reducción en escala permite la observación inmediata de grandes extensiones sin mayor esfuerzo, y facilita el uso y manejo de la información.

- Los mapas están usualmente referidos a un sistema universal de coordenadas, lo que se hace para efectos de ubicación y darles características métricas a los mismos.

Objetivos Intrínsecos de los Mapas Independientemente de los objetivos particulares especificados para un mapa o serie de mapas en términos de la satisfacción de las necesidades de información y en función de su utilización proyectada, los mapas tienen ciertos objetivos propios y comunes:

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1. Permitir una visión de conjunto de los diferentes detalles representados. Esto es sumamente importante, por cuanto de dicha visión global se pueden de inmediato formular juicios acertados sobre la naturaleza del área representada. Compárese, por ejemplo, la descripción gráfica contra una descripción escrita, la que dentro del mismo nivel de información, puede resultar muy extensa; requiere de una lectura ordenada que lleva tiempo, además del necesario para analizar, sintetizar y hacer juicios adecuados. Con el mapa no ocurre esto, pues el objetivo de proporcionar una visión de conjunto resulta decididamente más efectivo y rápido que con cualquier otra forma de descripción.

2. Permitir un conocimiento generalizado del área representada en términos de su ubicación y de los detalles de información contenidos. Ya se expresó con anterioridad esta característica al discutir el hecho de que la información es de carácter general y que por lo tanto, los mapas tienen limitaciones.

3. Permitir la asociación, dentro de los diferentes elementos de información, de aquellas características por las cuales se pueden establecer juicios válidos sobre otras características no explícitamente definidas. Por ejemplo, en un mapa en el que se observa un área relativamente plana, con predominio de áreas cultivadas, muchos pozos, cruzada por una red de canales y con una buena red de caminos, conduce de inmediato a la idea de un área de producción agrícola intensa dotada de un sistema de riego, y por lo tanto, de un área económicamente desarrollada. Otro ejemplo: un área con abundancia de corrientes superficiales de régimen perenne, sugiere la existencia de suelos impermeables, con pocas probabilidades de existencia de fuentes de agua subterránea.

4. Permitir el conocimiento de la distribución espacial de los diferentes detalles representados, los que deben estar lógicamente relacionados. Esto es importante, ya que constituye la base, en términos de observación, en que se apoya el análisis y formulación de juicios.

5. Permitir la realización de medidas sobre el mapa. En este sentido, se dice que los mapas tienen características métricas, lo que hace posible, dentro de ciertos límites de aproximación, determinar distancias, orientaciones, alturas, áreas, perímetros, volúmenes, perfiles, pendientes y posiciones geográficas.

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Contenido de los Mapas En lo general y si se habla por ejemplo de los mapas topográficos, se dan dos tipos fundamentales de información: Información física e información cultural.

En el primer caso, se tiene aquella información referida al medio físico, tal como la orografía y la hidrografía, que representan detalles geográficos cuya característica es la estabilidad en el tiempo; es decir, no sufren cambios apreciables a lo largo del tiempo, excepto en el caso de grandes cataclismos o fenómenos naturales, tales como grandes terremotos, inundaciones y causas diversas que cambian el curso de los ríos. Por esta característica de estabilidad es que la información física no requiere de mucha actualización.

Por su parte, la información cultural se refiere a todos aquellos detalles en los que interviene la mano del hombre y que en su conjunto forman parte de la infraestructura asentada sobre la superficie terrestre. Caminos, vías de comunicación en general, presas, canales, áreas urbanas, casas aisladas, estructuras diversas, etc., forman parte de este tipo de información, que a diferencia de la información física, se caracteriza por su temporalidad, ya que en términos relativos sufre de cambios continuos que requieren de esquemas de actualización con una determinada periodicidad definida en la fase de diseño.

Una situación similar se da en el caso de la cartografía temática de recursos naturales; hay una cierta componente de información física que no cambia con el tiempo y que se puede extender al tema objeto de la carta. Por ejemplo, la información geológica y la de suelos o edafología es bastante permanente, en tanto que por ejemplo, el uso del suelo es uno de los temas que presenta mayores proporciones de modificación en el contexto temporal.

Conceptualización de la cartografía temática Según Robinson (1987) la cartografía temática es un ensayo geográfico, ya que permite reflejar las relaciones geográficas relativas a distribuciones territoriales particulares, interesada por temas como densidades, magnitudes relativas, gradientes, movimientos y diversos aspectos ambientales y

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geográficos de los fenómenos terrestres (Robinson, 1987). Formada por un conjunto de operaciones científicas, artísticas y técnicas producidas a partir de resultados de observaciones directas o de exploraciones documentales, teniendo como fin la elaboración de cartas y planos.

Que contribuye al conocimiento de la distribución espacial, las relaciones e interdependencias de los fenómenos estudiados con lo que se ha convertido en un método de trabajo, análisis y síntesis con diversos campos de aplicación.

Su desarrollo se remonta a la primera parte del siglo XIX cuando se empezó a realizar el registro de estadísticas de todo tipo, desde observaciones meteorológicas hasta tasas de criminalidad; datos que contribuyeron a que se idearan para ellos nuevas formas de representación.

Se tendría que esperar hasta principios del siglo XX para que los geógrafos, generalizaran una práctica ya antigua en otros campos y representaran, tomando como fondo los mapas topográficos o corográficos, algunos informes cualitativos y cuantitativos con el fin de mostrar su distribución y sus correlaciones. De ésta forma nació lo que hoy conocemos como cartografía "temática", uno de los medios más elocuentes de expresión del geógrafo que en la actualidad ha perdido su exclusividad para ser usado por diversos usuarios.

Los 60's, quedan marcados como la década del uso desmedido de ideas y normas para alcanzar una mejor formación de la teoría y la práctica de la cartografía temática con el objeto de obtener en menor tiempo nuevas formas de representación para los fenómenos espaciales.

En tanto el período contemporáneo la cartografía se caracteriza por la progresiva divergencia de las dos tendencias que ya se perfilaban durante los siglos XVII y XVIII: la cartografía topográfica y la temática. A decir verdad, está dualidad, normalmente admitida, obedece a un abuso del lenguaje; pues si bien el adjetivo "topográfico" tiene el sentido preciso de "representación exacta y detallada de un lugar", el "temático", que es por otra parte de uso reciente, tiene un significado vago y polémico, por ejemplo las denominaciones propuestas, como "cartografía aplicada" o "cartografía especializada", resultan igualmente inadecuadas. Porque en efecto todo mapa, incluso el topográfico, ilustra un "tema". Así que para hacer una distinción, el vocablo "temático" se usa para calificar todo mapa cuya finalidad sea distinta de la puramente topográfica como es representar el

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relieve de la tierra, corrientes de agua, presas, lagos, y obras construidas por el hombre como vías de comunicación.

También ha surgido la necesidad de designar a estos mapas con otro nombre que el de "mapas temáticos", ya que abarcaban todos los campos de estudio de la geografía. Y se ha ido desbordando progresivamente, para extenderse a diversos objetos: como son los mapas geológicos, los políticos, los históricos y, más tarde a los mapas climatológicos, los de vegetación, los edafológicos, los de carreteras, los aeronáuticos, los turísticos, los de riesgos y últimamente los espaciomapas, sólo por citar algunos ejemplos.

La cartografía temática se ha visto influenciada por los cambios tecnológicos en los últimos años, como ha sido la modificación en el desarrollo de hardware para la captura espacial de datos, la edición y reproducción de mapas en formato analógico así como las facilidades para el ploteo, lo que ha favorecido que se convierta en una herramienta analítica para dejar de ser sólo una representación gráfica. Y para esto ha tenido que modificar sus técnicas tradicionales, pero se ha visto fortalecida porque han aumentado las fuentes de información ya que ahora se emplean imágenes de satélite, fotografías aéreas, videos, datos levantados por GPS, la modelación numérica, mapas en archivos digitales, resultados con copias electrónicas y páginas Web. Así como la introducción de procedimientos modernos de investigación como la documentación, la estadística, la fotografía aérea, la informática, la información proveniente de los satélites y de su procesamiento automatizado, el uso de los sistemas geográficos y cartográficos, las herramientas de bases cartográficas que facilitan la producción inmediata de mapas temáticos, así como los progresos conseguidos en la expresión gráfica, que han contribuido en el avance de la cartografía temática y topográfica. Y han facilitado la solución a viejos problemas que la cartografía ha enfrentado como son el tratamiento, el registro, el análisis y la comunicación de la información geográfica (Robinson, 1987).

Sin embargo, aún la cartografía temática tiene que dar solución a los problemas siguientes:

1) Que el método de comunicación sea considerado como parte de una teoría. 2) Que la transmisión del conocimiento y la percepción del mapa temático sea por medio de símbolos legibles y colores apropiados.

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3) Que se encuentre un método automatizado óptimo para la producción de mapas temáticos únicos y en serie, donde los costos sean económicos.

Y es que a pesar de que los problemas antes citados ya son viejos, aún siguen vigentes primero, porque los hacedores de mapas se preocupan poco por considerar un método de comunicación que transmita de la mejor forma la idea que presentan a través del mapa. Segundo, porque los símbolos empleados en la elaboración de mapas temáticos en ocasiones no son los apropiados para representar el fenómeno espacial de manera legible bien sea porque los tamaños, formas y colores de los mismos no son discernibles en el mapa. Clasificación de Mapas Los mapas pueden ser clasificados con muy diversos criterios, de acuerdo con el interés particular que se tenga sobre ellos. En este apartado se incluyen ocho tipos de clasificación, en función de:

La escala

El nivel de información El sistema de producción El proposito del mapa La precisión del mapa El origen del mapa La forma de presentación

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Clasificación por la escala De acuerdo con la escala, los mapas se clasifican en mapas de escala grande, mediana y chica (algunos autores agregan las escalas superchicas). Esto depende del valor del denominador de la escala en la fracción representativa. Más adelante se verá esto con detalle. En términos generales y para efectos de esta discusión, la escala es la relación que existe entre las distancias obtenidas en el mapa con respecto a las correspondientes distancias en el terreno. Una escala es grande cuando el denominador de la fracción que representa esta relación es pequeño y viceversa. En cuanto a valores numéricos que definan los límites en la clasificación, no parece haber un acuerdo universal. Un esquema de los más usuales es el siguiente:

Mapas de escala grande Escalas hasta 1:50,000

Mapas de escala mediana Escalas entre 1:50,000 y 1:250,000

Mapas de escala chica Escalas de 1:250,000 y menores

Conforme a lo anterior, el grupo de cartas del INEGI en las escalas de 1:50,000 y 1:250,000, se ubica dentro del grupo de escalas medias, los fotomapas en la escala de 1:20,000 son de escala grande y el mapa de la República Mexicana en la escala de 1:1,000,000 es un mapa de escala chica.

Otro rango de niveles es el siguiente:

Escalas grandes Denominadores menores que 250,000

Escalas medianas Denominadores entre 250,000 y 1,000,000

Escalas chicas Denominadores mayores que 1,000,000

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Lo anterior es indicativo de la falta de acuerdo universal y hace que cualquier clasificación conforme a este parámetro caiga en el terreno de lo subjetivo. Para efectos prácticos, se pueden adoptar los rangos inicialmente expresados. Se reitera el hecho de que el calificativo de la escala es inverso al valor del denominador en la fracción representativa, o lo que es lo mismo, directo con el valor numérico de dicha fracción.

Así, por ejemplo, entre las escalas de 1:10,000 y 1:50,000, la más grande es la primera; esto es:

Escala grande 1:10,000 (o lo que es lo mismo, 1/10,000) Escala menos grande 1:50,000 (o lo que es lo mismo, 1/50,000) Ya que 1/10,000 = 0.0001 es mayor que 1/50,000 = 0.00002 Clasificación por nivel de información De acuerdo con este criterio, los mapas se clasifican conforme a la densidad de información contenida, en la forma siguiente:

Esquemas basicos de campo

Mapas de reconocimiento general

Mapas semidetallados

Mapas de detallados Mapas de gran detalle

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Los esquemas básicos de campo son documentos rápidamente preparados, en extensiones hasta donde alcanza la vista, sin mayor precisión, muy generalizados y sin más detalle que el estrictamente necesario, con el propósito de dar distancias y direcciones aproximadas, así como la ubicación relativa de detalles de interés.

Los mapas de reconocimiento general son un poco más formales y en un nivel superior al puramente esquemático; contienen información que muestra el carácter regional a gran visión en escalas relativamente pequeñas, sin mayor precisión. Por ejemplo, un mapa calcado de un mosaico fotográfico no rectificado, que contiene los detalles de información más relevantes, es de este tipo. Su objetivo es el de proporcionar información de primera mano de un área extensa, con propósitos de reconocimiento, de ubicación general, para estudios muy preliminares y planeación a grandes rasgos.

En cuanto al resto, la densidad que aparezca en cada caso depende de las necesidades previstas en el diseño. Lo mismo que en el caso de clasificación por escala, no existen límites numéricos precisos que permitan separar por ejemplo el nivel de detalle del de semidetalle; el criterio es más bien subjetivo y dado por la experiencia. En términos generales, hay una relación con la escala y los mapas más detallados corresponden a las mayores escalas y viceversa. Para un mismo formato y escala, el mapa más detallado es el que contiene mayor densidad de información. Cabe señalar que existe un límite práctico dado por la experiencia para el gran detalle, con el propósito de no incurrir en congestionamiento de la información, ya que el detalle en exceso es nocivo para el mejor uso del mapa. Clasificación por el propósito del mapa De acuerdo con su propósito, los mapas pueden ser muy variados, pero en términos generales se podría mencionar la siguiente clasificación:

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Mapas murales, pictoricos o decorativos

Mapas de ubicación e informacion general

Mapas para planeación

Mapas de estudio o proyectos específicos

Los mapas murales sirven más que todo para decorar paredes, oficinas o escritorios; su presentación y colores son atractivos y normalmente son mapamundis, mapas de todo un continente, un país, o de una cierta unidad administrativa.

Los mapas de ubicación e información general son ya documentos de consulta y trabajo; no son muy detallados y normalmente están en escalas chicas de presentación. Por ejemplo, la carta Turística y de Transporte de la Secretaría de Desarrollo Social (antes SEDUE y SAHOP) a la escala de 1:3,500,000, es de este tipo.

Los mapas para planeación son documentos de trabajo, contienen información cuidadosamente elegida para el propósito y para satisfacer las necesidades de los planificadores, la que es susceptible de cuantificación y análisis para la elaboración de anteproyectos; usualmente se presentan en escalas medias con un nivel de información que va del semidetalle al detalle. La serie cartográfica del INEGI a la escala de 1:50,000 es de este tipo.

Los mapas de estudios o para proyectos específicos son resultantes en lo general del trabajo de planeación ejecutado con los anteriores, cuando existen. Presentan resultados y conclusiones de los estudios, junto con las propuestas específicas de planeación y sus alternativas, a escalas grandes y a nivel de detalle.

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Clasificación por el tipo de información De acuerdo con el tipo de información presentada, los mapas se pueden clasificar como se indica en el siguiente cuadro

Características Intrínsecas de los Mapas

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Los mapas son documentos de información gráfica que tienen ciertas características propias, sin las cuales difícilmente se conciben como tales. Dichas características son en su mayoría fundamentales y de otras se puede decir que dominan en casi todos los mapas. De esta manera, se puede decir que los mapas:

Generalmente son de vista vertical

Estan a una cierta escala

Son selectivos

Estan generalizados

Estan simbolizados

Hacen enfasis sobre cierta información

Llevan titulos, rótulos y tipografía

Estan referidos a por lo menos un sistema de coordenadas

Están en una determinada proyeccion cartográfica

La representación de los elementos geográficos y sociales. Toda la gama de manifestaciones del saber, así como cualquier fenómeno espacial puede ser representado en un mapa con el uso de métodos de representación cartográfica, que son parte esencial del mapa, porque permiten interpretar de acuerdo con la asignación del mapa los fenómenos naturales y sociales, y ofrecer un conocimiento sobre la distribución, el estado, los vínculos y el desarrollo del fenómeno que representan.

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Son los encargados de transmitir la distribución, el estado, los vínculos y el desarrollo de las características internas cualitativas y cuantitativas de los fenómenos considerados que se representan sobre un mapa. Lo cual se ha favorecido con la automatización en la reproducción de representaciones cartográficas y el uso adecuado de ellos requiere de conocer su esencia, sus posibilidades y limitantes, con el objeto de plasmar con la mayor fidelidad posible las principales características de los fenómenos espaciales.

Emplea para ello signos cartográficos que difieren entre sí por el dibujo, la forma, el tamaño, la dimensión y el color. Con la forma y el color se relacionan las diferencias cualitativas y con el tamaño las cuantitativas. Estas diferencias deben garantizar la individualidad de cada símbolo aún dentro del grupo de signos afines, para establecer una distinción con otros signos que se asocian visualmente con lo que representan (Salitchev, 1987). Y no se debe variar el color de forma arbitraria sólo con fines decorativos porque puede distorsionar la interpretación final (entendiéndose como variación espacial y/o temporal del fenómeno).

La variación del tono no expresa relaciones, ni orden ni cantidad y su ordenación es subjetiva, no existe lógica única. Tampoco hay diferencias numéricas entre el rojo o el verde, o azul y amarillo, por citar un ejemplo.

Aunque hay casos excepcionales donde la variación del color muestra orden, pero se debe a que se ha establecido un criterio internacional entre las distintas disciplinas de estudio (en geología o climatología). Tal es el caso del semáforo para áreas de riesgo (rojo=alto, amarillo=medio, etcétera) (Flores, Antonio (1992).

Otro elemento importante en los métodos de representación es la simbología, porque indica factores como: cantidad, valor, tamaño, intensidad, altura, etc. y se enlaza con los datos que representa para garantizar la correcta transmisión semiológica a los usuarios del mapa, no se trata de entidades gráficas desarticuladas de la base de datos como ocurre con los dibujos electrónicos elaborados en un editor de gráficos, sino que se trata de un conjunto de objetos gráficos donde sus atributos y propiedades son (tamaño, forma, colores, etc.) seleccionados de la base de datos. Estos

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elementos gráficos se dibujan de manera dinámica, así que cuando el dato cambia, la simbología que lo representa también cambia (Candeau, 1989).

De esto se deriva la importancia de definir cada método con el fin de conocer su función y relevancia ya que ahora se pueden producir mapas diversos porque las herramientas que usa la cartografía en el geosoftware permiten combinar diferentes métodos de representación cartográfica como cartogramas, isolíneas, etcétera sobre un mapa base que no necesariamente es administrativo ni topográfico, si no que puede ser cualquier imagen (satélite o fotografía). Por ello es importante que los usuarios conozcan cómo emplear estos métodos al representar en un mapa los fenómenos espaciales que estudian, y por otra parte los desarrolladores de programas deben conocer cada método y su función, con el objeto de que sean incluidos en los sistemas de cartografía automatizada, ya que por ejemplo los cartodiagramas complejos o signos de movimiento no están presentes.

A pesar del notable avance tecnológico del software cartográfico o geográfico, las potencialidades de los métodos de representación cartográfica no se han explotado, porque predominan los métodos sencillos, uno sólo en cada mapa. Entre los más utilizados están el fondo cualitativo, las isolíneas y el cartograma, y se desaprovechan los métodos que ofrecen una imagen sintética, multivariada y compleja de los fenómenos representados.

Esto también se debe a que el geosoftware no cuenta con las opciones de representación de series de datos estadísticos a la vez utilizando para ello figuras geométricas proporcionales y/o anilladas, tampoco existe la posibilidad de círculos concéntricos para representar la estructura y subestructura de uno de ellos; tampoco se puede representar características cualitativas y cuantitativas junto con datos cuantitativos a través de diseños en el interior del símbolo; están ausentes las figuras geométricas o parte de ellas para representar fenómenos en la misma dirección pero con sentidos contrarios, como la emigración e inmigración; tampoco existen los diferentes tipos de barras, cuadrados y triángulos de tamaños proporcionales para destacar diferencias cualitativas de una o más variables al unísono o también, distintos modelos de tipogramas para representar más de dos variables que influyen en el comportamiento del fenómeno, o medidas en la misma escala o en escalas diferentes aún no se están disponibles.

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Tampoco existe la posibilidad de combinar varios métodos de representación cartográficos de fondo y la simbolización temática compleja para aumentar la carga informativa del mapa y así posibilitar la comparación y el análisis territorial. Por el contrario, la galería del geosoftware es muy limitada en cuanto a tipos y combinaciones de ellos y se observa que casi siempre se emplea desde el punto de vista semiológico el color como fondo, para asociarle cualidades o cantidades, y resulta muy limitada la cantidad de información transmitida.

Por este hecho es que se requiere de métodos de representación cartográficos complejos con símbolos estructurados para series de datos, y que los programas estén desarrollados en una plataforma abierta para que se puedan implementar aplicaciones que generen dicha simbología y garanticen la modelación cartográfica compleja.

Ante la ausencia de representaciones complejas algunas instituciones han creado galerías de símbolos propios de acuerdo con los temas que estudian en especial para los temas socioeconómicos aumentando la potencialidad gráfica cartográfica creada para obtener otra variante de modelación cartográfica que no se ésta explotando (Candeau, 1996). En el cuadro archivo “Métodos de representación.xls” adjuntado a este documento, se condesan los métodos fundamentales de representación incluyendo los especiales como son los cartogramas y cartodiagramas.

Para saber más…

 Franco, Maass (2003) Principios Básicos de Cartografía y Cartografía Automatizada. Universidad del Estado de México.

Fuente:

 Robinson, Arthur H (1987) “Elementos de Cartografía”. Ed Omega. Barcelona.

http://goo.gl/VN9icA

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Cierre de la etapa

El/la alumno(a) está en la posibilidad de georreferenciar cualquier objeto espacial, sabe que las coordenadas son el insumo necesario para introducir los elementos espaciales en un Sistema de Información Geográfico.

Puede analizar en detalle los mapas temáticos y conoce la información Fuente: https://goo.gl/JGGDar

cartográfica disponible para analizar el territorio; puede determinar que proyección cartográfica y escala geográfica son los mejores para

modelar el espacio geográfico y que sirven para efectuar cualquier estudio cuyos resultados sean confiables.

Con esta base de conocimientos se está en la posibilidad de adentrarse en las particularidades de los Sistemas de Información Geográfica, los cuales ofrecen diversas herramientas para el análisis territorial basadas en la ciencia cartográfica y la geografía de ahí la importancia de estudiar los contenidos recién revisados de la Unidad de Georreferencia.

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Fuentes de consulta 

Curso de Capacitación Geografìa y Georreferenciación. Aplicación de GPS en la enseñanza. Grupo de Geodesia Satelital Rosario Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura.

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Universidad Nacional de Rosario. Recuperado en http://www.fceia.unr.edu.ar/gps/cursos/gyg/cursogyg2014.pdf

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Georreferencia de localidades de colecciones biológicas. Manual de procedimientos. CONABIO. 2008

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Notas de clase de la Materia Métodos de Representación Cartográfica, en la Especialidad de Cartografía Automatizada, Sistemas Geográficos y Teledetección, Universidad Autónoma del Estado de México, 2010.

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Candeau D., Rafael y Reinaldo Pérez Machaco (1989) “Sistemas automatizados de cartografía temática como caso particular de sistemas de información geográfica”. II Conferencia Latinoamericana de Sistemas de Información Geográfica, Mérida.

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Candeau, D. Rafael (1996) “Cartografía Estadística en SIG en el ejemplo de módulo para GENAMAP STATMAP”. I foro sobre aplicaciones de los sistemas de información geografía. UAEM.

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E.E Shiryaev (1987) “Translation of kartograficheskoe otobrazheine preobrazovanie geoinformatii”. Printed and Boubd in Great Britain. “The structure and functions of the banks of spatial digital and cartographic data.

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Flores, Antonio (1992) “Las variables visuales en cartografía temática”. Revista Cartográfica Núm. 61Enero-Junio 1992. Instituto Panamericano de Geografía e Historia.

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http://www.inegi.org.mx/inegi/SPC/doc/internet/Proyecciones_Cartograficas_tipologia_%20y _claves_cartograficas.pdf

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Hernández, Antonio (2000) Revista cartográfica. Núm. 70 ene-jun. IPGH.

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Franco, Sergio; Valdez, Eugenia (2003) “Principios básicos de Cartografía y cartografía automatizada. Universidad Autónoma del Estado de México.

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Martin, David (1996) “Geographic information system socioeconomic applications” 2da edition. New fetter Lane, London.

octubre

de

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en

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