2.1 Proceso digital para la elaboración cartográfica

El desarrollo tecnológico e informático de las últimas tres décadas han alcanzado todos los ámbitos en que se desarrollan las actividades del ser humano urbano. Las producción de conocimiento en general, y la investigación científica en particular son dos ámbitos en los cuales el desarrollo de la tecnología ha aportado mucho en su progreso. La geografía y la cartografía no escapan de este beneficio. El proceso contemporáneo para la elaboración de cartografía digital se enmarca dentro de la completa automatización computacional de la información a representar en un modelo cartográfico. Así, se requiere de un proceso de entrada de los datos geogeferenciados a una interfaz informática para su posterior proceso de salida (ya sea en un modelo de representación cartográfica u otro) a través de procesos computacional. La siguiente cita expresa claramente la idea del proceso digital para la elaboración de cartografía. 

El punto clave de análisis se enmarca en el tema del tratamiento de la información. Una información que se presenta en el espacio geográfico a través de manifestaciones tangibles conceptualizadas en un doble aspecto: atributos como contenidos medibles y su geometría particular en cuanto son objetos materiales. El ingreso de estas condiciones al ambiente computacional permite la creación de bases de datos alfanuméricas y bases de datos gráficas respectivamente. (Buzai, 1999: 51-52).

Existen distintas herramientas y software que nos permiten el tratamiento de información espacial (a veces denominadas geotecnologías). Algunas de estas son: 

• Sistema de posicionamiento global (GPS): se trata de un sistema que se utiliza para obtener las coordenadas geográficas de cualquier punto de la superficie terrestre, a través de señales emitidas por satélites artificiales en órbita. Con múltiples aplicaciones, interesa particularmente aquí porque permite una correcta georreferenciación de las bases cartográficas digitales. 
• Diseño asistido por computador (CAD): se trata de aplicaciones desarrolladas para uso en diseño industrial, que se utilizan aquí para incorporar al formato digital mapas realizados en papel mediante uso de métodos tradicionales. Vinculados en su origen con estos programas, se encuentran también los de Cartografía asistida por computador (CAC), que permiten realizar cartografía digital. 
• Procesamiento digital de imágenes (PDI): se trata de software que se utiliza para el tratamiento digital de imágenes generadas por un escáner o también por percepción remota a través de sensores colocados en satélites artificiales. 
• Modelado digital de elevación (MDE): permite representar el espacio en tres dimensiones; tiene múltiples aplicaciones. 
• La información alfanumérica y gráfica puede tratarse en forma combinada utilizando la tecnología de los sistemas de información geográfica (SIG) (también conocidos por su sigla en inglés GIS), para lo cual debe sumarse la georreferenciación de toda la información a un sistema de coordenadas x-y o de coordenadas geográficas. 

Esta última tecnología es la más utilizada para la elaboración de cartografía digital, y sobre la cual se desarrollará el resto del contenido de este blogspot.

¿Qué es un SIG?

2.2 Propiedades de los mapas

En primer lugar nos debemos preguntar ¿Qué es un mapa? Pues bien, un mapa es una representación gráfica de toda o una parte de la superficie de la Tierra, a través de un modelo matemático, en la cual se expresan hechos o fenómenos de distintos tipos. Por lo anterior podemos afirmar que un mapa es una abstracción de la realidad. 

Elementos de un mapa

Todo buen mapa debe contener siempre los siguientes elementos: 

• Título: en donde se expresa la temática que el aborda. 
• Tipo de proyección: el tipo de proyección (modelo matemático) que se utilizó en la elaboración de ese mapa. Más adelante se abordará ampliamente el tema de las proyecciones. 
• Escala numérica y/o gráfica: la relación proporcional entre la superficie real y la representada, ya sea expresada en números o gráficamente. 
• Rosa de los vientos: nos indica hacia donde está orientado el mapa (usualmente hacia el norte) 
• Leyenda o simbología: aquí se indica o explica los símbolos utilizados en el mapa, y es imprescindible para un buen análisis.
• Fuente: se debe indicar la fuente de la información expresada en el mapa, así como el autor del mismo.

Propiedades de un mapa

Algunas de las propiedades más importantes de los mapas son las siguientes

• Describir y representar hechos o fenómenos. 
• Comunicar relaciones espaciales. 
• Es un sistema de comunicación insustituible, sencillo, completo, de utilización rápida y cuyo manejo requiere muy pocas instrucciones (aunque si habilidad por parte del lector) 
• Es un medio de expresión gráfico de hechos reales que superan como medio informativo a otros (literatura o estadísticas). 
• Reduce y simplifica información estadística y datos espaciales. 
• Facilita el análisis espacial. 
• Se puede extraer información rápida según el lector de mapas. 
• Tiene mucha más información implícita que explícita. 
• Puede interpretar rápida mente los datos. 
• Escala (depende de esta el tipo de análisis que se haga). 

2.2.1 Ley matemática (proyecciones)

Para la representación cartográfica se necesita un modelo matemático que nos permita la representación la superficie curva del planeta Tierra (dada en grados, minutos y segundos) a una superficie plana (en coordenadas planas o cartesianas). En primer lugar contamos con el concepto de DATUM, que expresa la excentricidad del geoide, es decir, la relación del eje mayor y el eje menor del planeta Tierra (pues no es una esfera perfecta) A su vez, existen muchos modelos matemáticos que utilizan distintos medios para llevar la representación en dos dimensiones de la superficie terrestre. La elección de uno u otro modelo matemática dependerá en gran medida de la parte del planeta Tierra que necesitamos representar y la finalidad del mapa, además del tamaño de la superficie. Los ángulos, las distancias y/o las áreas pueden sufrir alteraciones, siempre se sacrificará una sobre otra, dependiedo de nuestra elección. A continuación una clasificación de las proyecciones cartográficas: 

Por su deformación: 

• Conformes: conserva el ángulo entre dos puntos medidos en la superficie de referencia y el mapa.
• Equivalentes: conversa las distancias; en todo el mapa no se cumple esta característica, pero debido a la escala se puede decir que las deformaciones son tan pequeñas que el error es tolerable.
• Equidistantes: conserva las superficies.

Por su vista 

• Gnomónicas: se caracteriza por tener simetría radial alrededor del punto central (perspectiva centrográfica). Es decir, mediante esta proyección, cualquier punto de una esfera es conectada desde su centro por una línea hasta que interseca en un plano tangente a la esfera. En otras palabras, el punto de vista coincide con el centro de la esfera. 

Fuente imagen: Wikipedia.org

• Estereográfica: cuando el centro de proyección se encuentra sobre la esfera en la antípoda del punto de contacto de la esfera con el plano de proyección.

 Fuente imagen: Wikipedia.org

• Ortográfica: representa elementos geométricos o volúmenes en un plano, mediante proyección ortogonal; se obtiene de modo similar a la "sombra" generada por un "foco de luz" procedente de una fuente muy lejana. Su aspecto es el de una fotografía de la Tierra.

Fuente imagen: Wikipedia.org

Por su plano de proyección 

• Azimutal: se consigue proyectando una porción de la Tierra sobre un plano tangente a la esfera en un punto seleccionado, obteniéndose la visión que se lograría ya sea desde el centro de la Tierra o desde un punto del espacio exterior.

Fuente imagen: Wikipedia.org

• Cilíndrica: usa un cilindro tangente a la esfera terrestre, colocado de tal manera que el paralelo de contacto es el ecuador. La malla de meridianos y paralelos se dibuja proyectándolos sobre el cilindro suponiendo un foco de luz que se encuentra en el centro del globo.

Fuente imagen: Wikipedia.org

• Cónica: se obtiene proyectando los elementos de la superficie esférica terrestre sobre una superficie cónica tangente, tomando el vértice en el eje que une los dos polos. La imagen proyectada en la superficie cónica se "despliega", resultando un dibujo plano, de fácil reproducción en una hoja de papel. Esta proyección deforma ampliamente la zonas paralelas, pero ofrece aceptables resultados para países de latitudes medias, como México.

Fuente imagen: Wikipedia.org

Por la posición del plano de proyección 

Ecuatorial: cuando el plano de proyección es perpendicular al ecuador terrestre.

Polares: cuando el plano de proyección es perpendicular al eje de la Tierra.

Oblicuos: cuando el plano de proyección es tangente a uno de los polos

Ejemplos característicos 

Mollweide Los meridianos son elipses tasadas a distancias uniformes; los paralelos son líneas horizontales espaciadas de modo que cada faja de actitud tenga la misma superficie que en el globo. Muy usada en el trazado de planisferios, especialmente en atlas europeas.

Fuente imagen: http://galerias.educ.ar

Mercator Usada para la navegación de regiones ecuatoriales. Cualquier linea sobre estos mapas es una linea de dirección constante. Las distancias son solo reales a lo largo del ecuador, y se distorsionan conforme se alejan de él. Sin embargo, los ángulos son conformes.

Fuente imagen: http://www.omicrono.com

Universal Transversal de Mercator (UTM) Divide la Tierra en husos y genera un sistema de tablas de conversión universal. Es una proyección geodésica, es conforme y no tiene centro de proyección. En ella el ecuador y el meridiano central se representan como una línea recta y los meridianos son levemente curvados al igual que los paralelos con el objeto de mantener la conformidad

Fuente imagen: http://www.geog.ubc.ca

Proyección cónica conforme de Lambert
En esta proyección los paralelos están espaciados de tal manera que cualquier pequeño rectángulo de la res tenga las mismas formas que en el globo. Es la mejor para cartas de navegación aérea, pues tiene azimutes relativamente rectos. Usada para mostrar países o regiones que se extienden principalmente de forma este-oeste.

Fuente imagen: Wikipedia.org

2.2.2 Métodos de representación cartográfica

Con base a la clasificación establecida por Salitchev los métodos de representación cartográfica son: 

1. Puntos
2. Líneas
3. Zonal
4. Fondo cualitativo
5. Isolineas
6. Cartograma
7. Cartodiagramas
8. Signos literales
9. Evidentes o visuales
10. Signos fuera de escala
11. Signos lineales. 

En este blog explicaremos solamente los métodos de puntos, líneas, zonal, cartogramas y cartodiagramas que son los ocupados con más frecuencia. 

Método de representación por puntos. 

En los mapas de implantación puntual se representan los hechos o fenómenos geográficos u objetos materiales, cualitativos o cuantitativos, que tienen una posición, localización o ubicación en un punto situado en el espacio geográfico o territorio. Para representar los fenómenos puntuales se utilizan varios tipos de símbolos el punto, el circulo y figuras como semicírculos, coronas o círculos inscritos, esferas u otros símbolos geométricos a escala o fuera de ella, símbolos de varias formas o símbolos evidentes o visuales también fuera de escala, estos últimos por una parte, no son fácilmente graduales en tamaño y por otra , representan objetos que no se pueden expresar proporcionalmente sino solo en forma convencional, como ocurre con ciertos elementos de los mapas topográficos. El mapa de puntos muestra la distribución y la densidad relativa, permite distinguir las variaciones en las configuraciones espaciales; áreas de concentración y dispersión, las discontinuidades espaciales del hecho o fenómeno geográfico expresado. También puede identificar las correlaciones cuantitativas, cualitativas, la dinámica, el crecimiento del hecho o fenómeno y su desplazamiento.

Fuente: http://s152.photobucket.com

Método de representación por líneas. Este método se utiliza para representar los fenómenos geográficos 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...)

Fuente: http://mapserver.inegi.gob.mx/

Método de representación zonal. Con las zonas se representan los datos bidimensionales, que tienen un área concreta (superfcie cultivada) o los adscritos a alguna delimitación administrativa (municipio, región, país...)

Fuente imagen: http://2.bp.blogspot.com

Cartograma Un cartograma es un mapa o diagrama que muestra datos de cantidad asociados a respectivas áreas, mediante la modificación de los tamaños de las unidades de enumeración. La información es aportada mediante la distorsión de las superficies reales, utilizando cada superficie de enumeración como un símbolo proporcional, el cual aumenta o disminuye en función de los valores correspondientes. Un ejemplo podría ser la representación de los países, donde su tamaño en el diagrama dependiera del número de habitantes. Al aumentar o disminuir las dimensiones en función de otra variable diferente al área, se pueden obtener mapas con un aspecto disparatado y chocante, lo que afectará a la comunicación cartográfica. Los cartogramas carecen de un mapa base, ya que la propia base geográfica se transforma en un contenido temático con su distorsión. Debido a esto, los cartogramas se encuentran apartados de los mapas temáticos convencionales, los cuales se obtienen por la superposición de símbolos a un mapa base creado a imagen y semejanza del terreno. El lector de un cartograma puede ver una imagen distorsionada, que poco se acerca a los mapas que está acostumbrado a ver, ya que con la aplicación de esta técnica se pierden las relaciones de contigüidad y de orientación. Debido a que al aumentar y disminuir las áreas éstas no coinciden como lo hacen en el espacio real es necesario separar las unidades, respetando así las formas originales, u omitir estas para mantener las relaciones espaciales.
Cartogramas con contigüidad: Los cartogramas con contigüidad son aquellos en que las unidades internas son adyacentes entre sí, haciendo que el mapa sea parecido a uno convencional. La conservación de la contigüidad permite asociar la imagen distorsionada con el espacio geográfico que se conoce. Mantener la relación de los límites y fronteras hace que el cartograma se acerque un poco más al espacio geográfico verdadero y que no sea necesario "rellenar" mentalmente las áreas no representadas, completando así la forma del mapa.
Cartogramas sin contigüidad: Los cartogramas sin contigüidad son aquellos en que las unidades internas preservan su forma, sacrificando la contigüidad entre ellas. Estas unidades son colocadas en una posición correcta respecto a la de sus vecinas, dejando para esto espacios vacíos. Las ventajas de estos cartogramas son que son más fáciles de construir que los que conservan la contigüidad y, además, conservan las formas originales. La no conservación del espacio geográfico real es una desventaja, ya que esto dificulta su interpretación.2 Otra desventaja es que no se posee una forma total compacta de lo que se representa.

Fuente imagen: http://www.ceibal.edu.uy

Cartodiagramas En este método se representa más la distribución más no la localización de los hechos o fenómenos geográficos. El cartodiagrama es un método cartográfico de gran uso su valor radica en que permite combinar numerosos indicadores interrelacionados entre sí, en una misma figura mostrando las múltiples relaciones que se derivan del análisis conjunto del territorio de la comparación de las unidades territoriales. Los diagramas expresan el valor o magnitud total absoluta del hecho o fenómeno dentro de los límites territoriales de las unidades de representación: población urbana o toneladas de producción de azúcar por ejemplo. El cartodiagrama permite hacer comparaciones e interrelaciones espaciales del hecho o fenómeno expresado en las unidades territoriales. Se llama cartodiagrama al método de representación de la distribución de cualquier fenómeno con ayuda de diagramas insertados en un mapa, dentro de las unidades de división territorial con mayor frecuencia en la administrativa, y que expresa la magnitud total del fenómeno dentro de los límites de las correspondientes unidades territoriales. Los cartodiagramas se emplean por ejemplo para comparar con más claridad: la producción global de la industria por regiones, en su expresión natural o en el precio; las dimensiones de áreas de cultivo, de bosques y otros. (Salitchev 1979). Los diagramas no se refieren a determinados puntos sino expresan la magnitud del fenómeno dentro de los límites de las distintas unidades territoriales, sin señalar como está distribuido el fenómeno dentro de estas unidades. Por eso para el cartodiagrama no es necesario que haya una detallada base geográfica. El cartodiagrama desde el punto de vista geográfico no es perfecto.

Fuente imagen: http://www.carloscuenca.net

Entonces para el análisis de la representación digital de elementos espaciales se deben de tomar o buscar: áreas de interés, se seleccionar las características más relevantes capturando la información sobre sus propiedades y localización.

2.3 Generalización Cartográfica

La representación de los datos dentro de un Sistema de Información Geográfica (SIG) a una escala determinada, y mediante una serie opciones gráfico-visuales es denominado proceso de generalización cartográfica . También existen procesos de generalización de atributos en las bases de datos, sin embargo esos procesos son llevados a cabo por estadistas. Algunos de los procesos de generalización son los siguientes: 

• Eliminación: Supresión de elementos en función de criterios de selección 
• Clasificación: Recodificación de un elemento sin cambiar sus propiedades geométricas 
• Simbolización: Establecer nuevos patrones para símbolos puntuales, lineales, zonales 
• Simplificación: Reducción del detalle de líneas para adecuarlo a la nueva escala 
• Suavizado: Mejora estética de los elementos 
• Agregación: Agregación de elementos puntuales de la misma clases en otros o en zonas
• Amalgamado: Amalgamado de elementos zonales de la misma clase en zonas más amplias 
• Fusión o colapso de líneas dobles, colapso de zonas en líneas, o de líneas en puntos 
• Exageración: aumento considerable de un elemento para enfatizarlo 
• Desplazamiento: movimiento de un elemento para evitar su transposición con otro 
• Tipificación: Selección de elementos para mantener un patrón.

1.-Eliminación


2.-Clasificación

3.-Simplificación


4.-Amalgamado


5.- Fusión o colapso


6.-Exageración


7.-Desplazamiento


8.- Tipificación



La gran ventaja de los procesos de generalización es que podemos llevar a cabo acciones para estructurar la información de un sistema de información geográfica, que de modo manual (análogo) nos llevaría mucho tiempo realizar. Además de la facilidad del tratamiento de los datos casi en tiempo real.

2.4 Análisis de la representación digital de elementos espaciales

Según Gamir, et al (1995), citando a la Real Academia de la Lengua, el análisis se define como la “distinción y la separación de las partes de un todo hasta llegar a conocer sus principios o elementos”. En Geografía “el todo se debe asimilar al espacio geográfico en su conjunto y sus partes”. Estas últimas incluyen las “variables territoriales (abióticas, bióticas, socioeconómicas, etc.) u objetos geográficos que sobre él confluyen”. A partir de ello podemos afirmar que el análisis espacial, se centra en el estudio, de manera separada, de los componentes del espacio, definiendo sus elementos constitutivos y la manera como éstos se comportan bajo ciertas condiciones. Para esto, el análisis espacial se vale de un conjunto de herramientas técnicas que, de acuerdo con lo anterior, sólo pueden dar respuesta a una parte de la dinámica del espacio, mas no a su totalidad. Representaciones digitales. En la representación digital las cantidades no se representan por valores proporcionales, sino por símbolos denominados dígitos. Como ejemplo tenemos el reloj (o cronómetro) digital, el cual da la hora del día en forma de dígitos decimales que representan horas o minutos (y algunas veces segundos). Como sabemos, la hora varía de manera continua, pero la lectura del cronómetro digital no cambia continuamente: más bien los hace en etapas de uno por minuto (o por segundo). En otras palabras, esta representación digital de la hora varía en etapas discretas, comparada con la representación analógica de la hora que da un reloj de pulso, donde la lectura cuadrante varía de modo continuo. La diferencia principal entre las cantidades analógicas y las digitales se puede enunciar en forma simple de la siguiente manera: Analógico = continuo Digital = discreto (paso por paso) Debido a la naturaleza discreta de las representaciones digitales, no existe ambigüedad cuando se lee el valor de una cantidad digital, mientras que el valor de una cantidad analógica con frecuencia está abierto a interpretación.