La cartografía es
una forma eficaz de manipular, exponer y expresar ideas, formas y
relaciones que tienen lugar en un espacio bidimensional o
tridimensional. El principal elemento de esta ciencia es el mapa,
que se puede definir como la representación o la abstracción de la
realidad geográfica, como un medio para presentar información
geográfica de forma visual, digital o táctil, o como un instrumento
diseñado para el registro, cálculo, exposición y análisis de las
relaciones espaciales.
Todos los mapas contienen dos elementos fundamentales de la realidad:
las localizaciones (posiciones
en un espacio bidimensional) y los atributos de esas localizaciones (tipo
de cualidad o magnitud). Una casa puede estar localizada en un mapa (en
una determinada posición geográfica) y puede ser clasificada en función
de sus atributos (como una casa, un espacio
urbano, un
edificio histórico...).
Todos los mapas presentan los siguientes elementos cartográficos:
Título,
numeración, leyenda, cajetín o cartela, mapa de situación o
localización, catena de vegetación, rosa de los vientos o símbolo del
norte, grado de declinación magnética, fotos, fuente de los datos,
fecha y firma (autor y/u organismo).
Elementos cartográficos. Partes
del mapa.
Ejemplo del IGN de la hoja del MTN50-984 de Sevilla.
Elementos cartográficos. Partes
del mapa.
Ejemplo del INEGI de la carta topográfica E14A39 de Ciudad de México.
Elementos técnicos:
Los principales son: sistemas de proyección, sistemas de coordenadas
(UTM, geográficas y polares), geoide, elipsoide, datum y escala.
Sistema
de proyección:
La representación de la superficie terrestre sobre una superficie
plana, sin que haya deformaciones, es geométricamente imposible. En
cartografía, este problema se resuelve mediante los sistemas de
proyecciones, con los que se consigue pasar de una forma esférica (la
Tierra) a una forma plana (el mapa). Es una característica muy
importante, por ello es fundamental saber que tipo de sistema de
proyección se emplea en cada tipo de mapa. Actualmente se suelen
utilizar proyecciones planas (generalmente UTM) en mapas de gran escala
y proyecciones cilíndricas en mapas de pequeña escala. Pero además de
la escala se tiene que tener en cuenta el propósito del mapa, si se
requiere el cálculo y comparación de superficies, será necesario
utilizar proyecciones de tipo equivalente, o si por el contrario, el
objetivo del mapa es simplemente ubicar los países del mundo, y no se
requiere rigor en las mediciones de áreas, pueden utilizarse las
proyecciones conformes.
Las proyecciones se clasifican en función de las cualidades métricas y
en función de las cualidades proyectivas (basado en el texto IGN
& UPM-LatinGEO, 2014).
a) Las proyecciones cartográficas se pueden clasificar
en función
de la cualidad métrica que conserven en:
- Proyecciones
conformes: son aquellas que mantienen los
ángulos que forman dos líneas en la superficie terrestre. Se utilizan
en cartas de navegación.
- Proyecciones
equivalentes: en ellas en el mapa se conservan
las superficies del terreno, aunque las figuras dejen de ser
semejantes. Se utilizan generalmente en mapas temáticos o parcelarios.
- Proyecciones
equidistantes: mantienen las distancias entre
dos puntos situados en la superficie terrestre (distancia representada
por el arco de círculo máximo que las une).
- Proyecciones
afilácticas: en ellas no se conserva los
ángulos, las superficies ni las distancias, pero las deformaciones son
mínimas.
b) Las proyecciones cartográficas también se pueden clasificar
en función
de las cualidades proyectivas, es
decir, en función de la figura sobre la cual se proyectan se
dividen , en:
- Proyecciones
perspectivas o planas: se obtienen proyectando
la superficie terrestre sobre un plano tangente a un punto de la Tierra
llamado centro de proyección. La proyección mantiene sus propiedades
geométricas alrededor del centro de proyección y las distorsiones
aumentan conforme se aleja de dicho punto. El punto considerado como
vértice de proyección puede encontrarse en el exterior, sobre la
superficie o en el interior de la esfera. Además, el punto de tangencia
puede ser cualquier punto de su superficie. Las proyecciones planas se
dividen a su vez en un gran número de proyecciones entre las que se
encuentran las proyecciones gnomónicas, estereográficas, ortográficas,
escenográficas, polares o ecuatoriales, meridianas o transversas y
oblicuas u horizontales.
- Proyecciones cónicas:
utilizan el cono como figura de proyección,
tangente o secante a la esfera. Las proyecciones de Lambert y Bonne son
proyecciones cónicas. Tradicionalmente se usaba en la representación
del continente europeo.
- Proyecciones
cilíndricas: Utilizan el cilindro como figura
de proyección, tangente o secante a la esfera. El eje del cilindro
coincide con la línea de los polos por lo que al desarrollar el
cilindro, se obtiene una representación en la que los meridianos
estarán representados por rectas paralelas equidistantes, y los
paralelos por rectas perpendiculares a las anteriores que se van
espaciando a medida que aumenta la latitud. El ejemplo más
característico de este tipo es la proyección Mercator.
Sistemas
de coordenadas:
Son muy útiles e indispensables puesto que indican la localización
relativa de un punto determinado del planeta basándose en puntos y
líneas de referencia. Existen tres sistemas fundamentales de
coordenadas: los sistemas de coordenadas geográficas, las coordenadas
polares y las coordenadas UTM.
- Sistema de
coordenadas geográficas: es un sistema de
coordenadas circulares que se basa en la localización de un punto
teniendo en cuenta el eje terrestre, los paralelos (los círculos o
líneas de este a oeste, paralelos al ecuador) y los meridianos (los
círculos máximos o líneas de norte a sur, que cruzan los polos).
Se expresa nombrando los valores de latitud (norte o sur),
longitud (este u oeste), en grados sexagesimales (º), minutos
(') y segundos (''), y a veces, el valor de la altitud (en metros) para
añadir la coordenada z. La latitud oscila entre 0º y 90º y tiene como
referencia la distancia angular desde el ecuador, mientras que la
longitud oscila entre 0º y 180º, y tiene como referencia la distancia
angular al meridiano de Greenwich o meridiano 0.
Por ejemplo, la posición del reloj de la Puerta del Sol en Madrid
(España) en coordenadas geográficas es: lat: 40º 24' 59,56'' N y long:
3º 42' 13,49'' W.
Las coordenadas geográficas es el sistema más antiguo y conocido,
puesto que ya fue empleado por los griegos. Actualmente este
tipo de coordenadas están en desuso (porque el número de
paralelos
y de meridianos es limitado), pero todavía siguen empleándose en los
mapas
de pequeña escala, en mapas en donde se representan grandes superficies
y en navegación, puesto que las coordenadas geográficas pueden
calcularse con métodos astronómicos (teniendo en cuenta la posición de
la estrella polar, en función de la duración del día, observando la
posición del sol y calculando la posición con la velocidad angular de
la tierra...) y porque tienen un gran valor geográfico.
- Sistema de coordenadas
UTM: es un sistema de coordenadas
rectangulares planas. Es antiguo, nació en la cartografía China y
evolucionó gracias a Gérard Mercator (1512-1594), aunque su uso se ha
estandarizado muy recientemente debido al desarrollo de las técnicas
informáticas y de la proyección UTM (ideada por el Cuerpo de Ingenieros
del Ejército de los Estados Unidos a finales de los años 1947). En la
actualidad, la mayoría de los mapas de media o gran escala usan este
sistema de coordenadas.
Este tipo de coordenadas se basa en la proyección UTM (Universal
Transversal Mercator), un tipo de proyección cilíndrica conforme
tranversal, y en las coordenadas cartesianas. No se basa en puntos o en
líneas de referencia naturales.
En el sistema de coordenadas UTM el planeta se divide:
1º en 60 franjas o husos separados por dos
meridianos
cuya distancia es de 6º de longitud y que están situadas entre los
paralelos 80° sur y 84° norte (porque las áreas situadas a mayor
latitud no pueden ser representadas con esta proyección). Estos husos
se enumeran de este a oeste, del 1 al 60 comenzando en el meridiano
180º (el meridiano 0º o de Greenwich se sitúa entre los husos 30 y 31).
2º los husos se dividen en 20 bandas o
filas separadas entre sí por 8º de latitud, salvo la banda X
que es la única que tiene 12º de latitud. Cada banda se nombra con una
letra, de sur a norte, de la A a la X, excluyendo las letras CH, I, LL,
Ñ y O (para evitar letras dobles y letras que pueden ser confundidas
con números). El ecuador se sitúa entre las bandas M y N.
3º con los 60 husos y las 20 bandas se genera una malla de
1.200 cuadriláteros esferoides de 6º de longitud y 8º de latitud,
llamados zonas. Cada cuadro o zona se designa nombrando
primero el número del huso y segundo la letra de la banda. Por ejemplo,
la península Ibérica se sitúa en los cuadrados 29T, 30T, 31T, 29S, 30S
y 31S.
4º a su vez, cada zona se divide en cuadrados de 100
kilómetros de lado y de altura variable, que se establecen a partir de
los sistemas de ejes propios de la proyección UTM. En cada cuadrado o
zona, los ejes de referencia son el eje del ecuador (hacia el norte y
hacia el sur) que tiene un valor de 0 metros para el hemisferio norte y
un valor de 10.000.000 metros para el hemisferio sur; y el meridiano
central de cada cuadrado (hacia el este y hacia el oeste) que tiene un
valor de 500.000 metros. Cada uno de estos cuadrados se designa con un
par de letras mayúsculas que indican los valores de la columna y la
fila. Las columnas se nombran de la A a la V, excluyendo las letras CH,
I, LL, Ñ y O (las letras W, X, Y y Z se reservan para las áreas
polares); y las filas se denominan de la A a la Z, y también se
excluyen las letras CH, I, LL, Ñ y O. Para evitar que pueda haber filas
próximas con el mismo nombre, los husos impares empiezan a nombrarse
con la A y los husos pares con la F, aún así las combinaciones de
letras se repiten cada 3 husos.
5º finalmente, para nombrar la posición completa de un punto se realiza
de la siguiente forma: número del huso + letra de la banda + la letra
de la columna del cuadrado + la letra de la fila del cuadrado + el
valor de la X + el valor de la Y, teniendo en cuenta que el punto de
referencia del cuadrado es su vértice inferior izquierdo.
Por ejemplo, la posición del reloj de la Puerta del Sol en Madrid
(España) en coordenadas UTM, teniendo en cuenta que está en el huso 30,
en la banda T, en el cuadrado VK, en la posición X: 440.295 m., y en la
posición Y: 4.474.229 m., es: 30TVK 440295 4474229. Aunque normalmente,
cuando se trabaja en áreas medias o pequeñas se omite el valor del
cuadrado y solamente se nombran los valores de X e Y, y a veces el
valor de la altitud (para añadir la coordenada Z). Los valores de X e Y
dependen de la precisión con la que se quiera localizar el elemento en
cuestión, aunque suelen estar expresados en kilómetros o en metros.
A pesar de su aparente complejidad, el sistema UTM es el más moderno y
empleado, debido a que facilita los cálculos de distancias, a su gran
precisión (puesto que los ejes X e Y son ilimitados) y a su
adaptabilidad. Tiene una gran utilidad científica, aunque fue diseñada
en un principio, para fines militares. Se emplea en sistemas de
información geográfica, GPS, imágenes de satélite, inventarios, bases
de datos espaciales...
Aun así, en muchos mapas (como por ejemplo en los Mapas Topográficos
Nacionales de España a escalas 1:50.000 y 1:25.000) se siguen indicando
los dos sistemas de coordenadas (coordenadas geográficas y UTM).
- Sistema de coordenadas
polares o UPS: son coordenadas que
tienen como referencia dos planos tangentes a los polos terrestres y el
sistema de proyección UPS (Universal Polar Estereográfica). No es un
sistema muy usado, tan sólo se emplea para representar regiones
cercanas a los polos, que estén situadas por encima de los 84º de
latitud norte y por encima de los 80º de latitud sur. Fue desarrollado
e ideado por el U.S. Army Map Service como complemento del sistema de
coordenadas UTM.
En las coordenadas UPS, el polo norte y el polo sur se divide en dos
áreas: Y y Z al norte, y A y B al sur, todas ellas separadas por los
meridianos 0º y 180º. Estas cuatros áreas se dividen a su vez en
cuadros que se nombran con dos letras, y estos cuadrados a su vez, en
una malla regular con una resolución que varía en función de la
precisión que se requiera. Para nombrar la posición de un punto en
coordenadas polares se realiza nombrando la letra del área (A, B, Y o
Z), las dos letras del cuadrado, y los números de la posición X e Y en
relación al cuadrado. Por ejemplo: la coordenadas geográfica 85º 40’
30’’ S y 85º 40’ 30’’ W corresponde con la coordenada polar o UPS:
ATN2097136228.
Geoide:
Es el cuerpo de forma casi esférica definido por la superficie
equipotencial del campo gravitatorio terrestre, que es aproximadamente
igual al nivel medio del mar. Es la forma teórica, determinada
geodésicamente, del planeta Tierra (wikipedia, 2014). El geoide es
perpendicular a la dirección de la atracción gravitatoria, y como la
masa de la Tierra no es uniforme, la dirección de gravedad cambia y
hace que la forma del geoide también sea irregular. Además, el geoide
está deformado por la rotación de la tierra, abombado en el Ecuador y
achatado en los Polos (hay una diferencia de radio de 21,5 Km.). Por
todo ello, es importante conocer con exactitud la forma del geoide para
elaborar mapas precisos.
Elipsoide:
Para simplificar la forma del geoide se han creado esferoides
o elipsoides de referencia. Éstos son formas de tres
dimensiones creadas a partir de una elipse de dos dimensiones. La
elipse es un óvalo, con un eje mayor (el eje más largo) y un eje menor
(el eje más corto), y si se gira la elipse, la forma de la figura
girada es el esferoide.
En cada mapa se emplean diferentes elipsoides de referencia que se
diferencian en función de los valores de las longitudes de los semiejes
mayores y menores del elipsoide. Por ejemplo, en el esferoide de Clarke
1866 el valor del semieje mayor es de 6378206,4 m. y el valor del
semieje menor es de 6356583,8 m.; en el esferoide GRS80 1980, los
valores de los semiejes son 6378137 m. y 6356752,31414 m.; y en el
esferoide WGS84 1984 los valores son 6378137 m. y 6356752,31424518 m.
Datum:
El datum se usa para mejorar la precisión del esferoide en un área
concreto. Por ejemplo en América del Norte, se suele usar el esferoide
GRS 1980, junto con el Datum de Norteamérica de 1983 (NAD83). En España
se utilizó durante muchos años el Datum Madrid, después el Datum
Europeo de 1950, y actualmente se suele emplear el Datum del sistema
ETRS89 (European Terrestrial Reference System, 1989).
Escala:
Es la relación o el cociente que existe entre la distancia de dos
puntos en el mapa y la correspondiente distancia entre los mismos
puntos en la superficie terrestre. Expresa el valor de reducción del
mapa, nos indica cuántas veces se disminuyen las distancias reales al
representarlas en el mapa. En definitiva, es una proporción entre el
mapa y la realidad.
Hay varios modos de indicar la escala en un mapa:
- Escala
numérica o fracción: en esta forma la escala se
representa con una fracción o un quebrado, por ejemplo: 1/50.000 o
1:50.000. De esta forma se indica que una unidad de longitud en el mapa
se corresponde con Xs unidades de la misma unidad de longitud en la
realidad. En un plano 1:10.000, 1 cm. representan 10.000 cm.
en la realidad, es decir 100 metros. Este tipo de escala varía si se
realiza una ampliación o una reducción del mapa.
- Escala textual
o escrita: en esta forma la relación de
proporción se representa escrita. Por ejemplo: un centímetro en el mapa
representa 600 kilómetros.
- Escala gráfica:
es la más común, en este tipo, la escala se
representa por una línea o una barra dividida en segmentos
proporcionales que indica las longitudes sobre el mapa de las unidades
terrestres de distancia. Con este tipo de escalas, es posible medir la
distancia real directamente sobre el mapa con la ayuda de una regla o
un compás. Es el tipo de escala más útil, puesto que si se modifica
proporcionalmente el
tamaño del mapa (de manera proporcional), esta escala gráfica no cambia
(aunque sí que cambia la escala numérica).
Cuando se tiene una escala se puede deducir la otra, si se conoce la
escala numérica se puede calcular la escala gráfica y viceversa, aunque
en el mismo mapa suelen aparecer las dos.
