generalización cartográfica - Instituto Geográfico Militar

Quito, 19 de julio 2006
GENERALIZACIÓN CARTOGRÁFICA
PRINCIPIOS BÁSICOS DE GENERALIZACIÓN CARTOGRÁFICA
(GENERALIZACIÓN MANUAL)
LENIN JARAMILLO
Ingeniero Geógrafo y del Medio Ambiente
Departamento Cartográfico – Sección Edición
Instituto Geográfico Militar, Quito, Ecuador
[email protected]
INTRODUCCIÓN
En la obtención de cartografía es muy común el proceso de generalización cartográfica,
consistente en reducir la escala de un mapa base y adaptar todos sus elementos a la
nueva escala y/u objetivos del nuevo mapa.
El documento se centra en la propuesta de principios básicos del la generalización
cartográfica manual y que este sera impreso, dejando para próximos análisis lo
concerniente a la generalización automática.
Como definición de generalización manual se podría decir: “ Proceso por el cual el
Geógrafo (Cartógrafo) se sirve para enfatizar lo esencial y suprimir lo superfluo,
basado principalmente en su experiencia (criterio), sin la intervención directa de un
programa o software ”
La utilización de cartografía en todos los niveles de la sociedad (recreación, medio
ambiente, recursos naturales,etc), fundamentalmente impulsada por los Sistemas de
Información Geográfica (SIG), a llevado como primer factor a la necesidad de contar
con cartografía a escalas grandes (1:1 000–1: 10 000), y segundo a que la información
cartografía básica este acorde al o los objetivos del mapa; razón por la cual contar con
criterios elementales de generalización (principalmente cuando el geógrafo(cartógrafo)
no tiene mucha experiencia) se vuelve imperioso para la entrega de un producto
cartográfico impreso legible y coherente.
OBJETIVO DE LA GENERALIZACIÓN
El objetivo principal de la generalización, es producir un mapa impreso claramente
legible e interpretable a partir de una información base que se considera excesivamente
abundante y densa para la escala de representación o el propósito del mapa.
El contenido del mapa deberá ser reducido a lo que es necesario y posible de
representar. Lo más importante deberá ser enfatizado, y suprimido lo que carezca de
importancia. La generalización comenzará en el punto en donde la evidencia de la
expresión gráfica y la legibilidad se vuelven insuficientes.
En la mayoría de las veces el mapa base que se pretende utilizar presenta una escala
mayor que el que queremos generar (Buttenfield y McMaster, 1991), en otros casos, se
produce simplemente un cambio de objetivo que obliga a que se deba reducir
coherentemente la densidad de determinados elementos gráficos para resaltar otros. La
generalización cartográfica ha sido definida por la Asociación Cartográfica
Internacional (ICA) “como la selección y representación simplificada de los detalles
apropiados para la escala y/o el propósito del mapa” (Vázquez y Martín, 1995).
Habrá que seleccionar y organizar la información necesaria, de forma que el usuario al
que va dirigido el mapa lo comprenda. Gershon Weltman:“Cuando aceptamos la idea
de que no es necesaria la representación de toda la información disponible, entonces se
debe seleccionar ésta según cada propósito particular”.
Las principales operaciones en el proceso generalización cartográfica manual son las
siguientes:
Selección de elementos. El proceso de selección comienza cuando se deciden
cuestiones como el espacio geográfico que va a ser cartografiado, la escala a la que irá
el mapa, la proyección, aspectos relacionados con las variables a cartografiar (en el caso
de los mapas temáticos), etc. La selección de los detalles viene impuesta por la
necesidad de eliminar todo lo que contribuiría a hacer el mapa ilegible o confuso. Es
decir, la selección de qué elementos cartográficos han de mantenerse y qué otros han de
ser eliminados. Dicha selección debe estar basada tanto en criterios cualitativos como
cuantitativos.
Su clasificación. El proceso de clasificación consiste en agrupar elementos de
características similares. Se organiza la información que va a ser cartografiada de
manera que se reduce la complejidad de la imagen del mapa, de manera que no se
rompa el equilibrio natural del mapa; haciendo que los elementos que sean similares
entre sí sufran transformaciones similares y respetando las relaciones existentes entre
elementos de diferente naturaleza.
Simplificación (Generalización). La selección y clasificación son ejemplos de
simplificación, aunque ésta puede tomar otras formas como la esquematización. La
esquematización incluye múltiples operaciones como la de colapso (un río representado
originalmente con sus dos márgenes es sustituido por su eje central), agregación (dos o
más polígonos son agrupados en una única forma) o la simplificación (eliminación de
las sinuosidades menos representativas de una forma lineal, como por ejemplo una
carretera).
Simbolización. A medida que disminuye la escala aumenta el número de elementos que
no pueden ser representados en sus dimensiones reales y han de ser sustituidos por
símbolos lo más evocadores posibles. Con la disminución de la escala, la precisión de la
ubicación de los elementos representados pasa a ser menos importante, adquiriendo
mayor relevancia la información sobre la ocurrencia de un determinado fenómeno y su
relación con los demás.
Por ejemplo, de un mapa a escala 1:50 000 se desea elaborar otro a escala 1:500 000,
evidentemente, todos los elementos del primer mapa no pueden ser representados en el
segundo.
Se tendrá que seleccionar qué ríos van a aparecer en el segundo mapa eliminando los
demás. Por otro lado, estos ríos seleccionados, habrá que esquematizarlos, habrá que
suprimir las inflexiones inútiles que no tengan representación a la nueva escala y habrá
que conservar el resto de las inflexiones, incluso exagerando aquellas que sean más
características.
a)
b)
c)
Ilustración 1. Red Hidrográfica, a) escala 1:50 000; b) escala 1:250 000; c) escala 1:500 000
LA GENERALIZACIÓN APLICADA A DIFERENTES ELEMENTOS DEL
MAPA
Normas Generales
La forma más coherente de aplicar los procesos de generalización es actuar
separadamente sobre los diferentes elementos del mapa, pero no se debe dejar a un lado
que la generalización es un proceso global, y que la acción sobre un elemento
determinado influye sobre los elementos más próximos o más aun sobre todo el mapa.
Se puede establecer un orden de actuación sobre las capas de información:
1. Hidrografía
2. Vías de Comunicación
3. Áreas pobladas
4. Edificaciones aisladas
5. Construcciones antrópicas. (Tuberías, canales, oleoductos,etc)
6. Relieve
7. Vegetación y uso del suelo
8. Divisiones administrativas
9. Toponimia
10. Rotulación
Para el proceso global de generalización se debe tener en cuneta las siguientes normas
generales:
La eliminación de elementos cartográficos no se puede ni se debe hacer al azar, ni
siquiera siguiendo criterios matemáticos de manera estricta, como por ejemplo
suprimiendo los ríos que estén por debajo del enésimo orden. Habrá que tener en
cuenta el valor del elemento cartográfico con respecto al propósito/objetivo del
mapa; así se tendrá que para un mapa hidrográfico o geomorfológico se
conservarán más ríos que para un industrial o vial.
Además se bebe tomar en cuenta el valor de referencia del elemento (la ayuda
que este elemento puede prestar para ubicar o situar mejor elementos mas
relevantes), su importancia histórica, etc.
F. Joly en La Cartografía: “La selección es siempre delicada y no puede
considerarse como una simple operación técnica”.
La generalización de las formas se aplica a todos los elementos de representación
cartográfica (puntos, lineas y polígonos). Por ejemplo se eliminan las formas
(curvaturas) de los cursos de agua, con las vías de comunicación, curvas de nivel
y límites de todo que sean poco significativas y se enfatizan las más expresivas
La Posición del objeto al momento de generalizar sucede que algunos objetos ocupen
un espacio desmesurado en relación a la realidad que ocupan. Ello obliga a un
falseamiento en la posición de los objetos inmediatamente vecinos.
Mark S. Monmonier en Maps, distortion and meaning: “La representación de
una carretera más ancha de lo que es en la realidad la hace visible; … la
separación exagerada de características diferentes permite la representación de
posiciones relativas. Para que el usuario del mapa comprenda el significado del
mismo, la distorsión se hace necesaria”.
Ilustración 2: Mapa de la Ciudad de Quito escala 1:25 000. Los detalles y
construcciones se encuentran identificados mediante su forma y toponimia (nombre
geográfico), su posición esta en relación con la realidad. La representación de la
mayoría de las calles se encuentra en su situación y forma verdadera, así como con su
respectivo nombre.
Ilustración 3: Mapa de la Ciudad de Quito escala 1:50 000. Las formas se han
simplificado, número decreciente de objetos, los detalles y construcciones se encuentran
identificados mediante símbolos, solo se identifican áreas y/o sectores.
Generalización de Lineas
En las ilustraciones a continuación , la forma original esta de color Rojo, mientras que
el color Azul representa su forma generalizada.
Una línea que originalmente no sea completamente recta, tampoco deberá representarse
como geométricamente recta.
Se eliminarán pequeñas irregularidades que
serán cubiertas por el ancho de línea en la
reducción.
Se debe mantener el carácter de la línea
original. En en gráfico de la derecha, la imagen superior es correcta e incorrecta la
inferior.
Dos curvas pueden ser combinadas como una y tres como dos, manteniendo el carácter
de la línea original.
A continuación ejemplos donde se puede observar el incremento de la simplificación de
las líneas a medida que decrece la escala. El de la izquierda se muestra la reducción de
irregularidades, a la derecha incremento de simplificación de las lineas .
Lineas entrecortadas
A continuación se presentan ejemplos, en los cuales en rojo se encuentra la
representación incorrecta y en azul la correcta.
Líneas de puntos y rayas: Los puntos, en la medida de lo posible, se deben ubicar en las
esquinas.
Límites: Las interrupciones no deberán estar en las esquinas porque confunden la
conexión.
Líneas de puntos: El curso deberá ser claro.
Las interrupciones no deberán formar
un claro alineado.
carreteras de pequeños ziglínea de segmentos deberá ser extendida.
Las curvas no deberán ser interrumpidas en sus cresta y/o valles.
No interrumpir en las esquinas y/o bifurcaciones.
Para
zag la
Cuando una carretera cruza sobre un curso de agua(sin el símbolo de puente), la
carretera deberá siempre, ser representado con la línea de segmentos cruzando el curso
de agua.
Un puente en la carretera no deberá ser representado por línea entrecortada.
Generalización de la hidrografía
La selección de cursos de agua y ríos no se lo puede hacer mediante a un sistema
predeterminado, ya que por ejemplo, un pequeño curso de agua en un área árida es
posiblemente más importante para el usuario del mapa, que un pequeño río en una zona
con alta irrigación.
Los cursos de agua, por lo general, tienden ha ser los elementos menos exagerados en su
ancho que cualquier otro elemento cartográfico del mapa, entonces presenta menos
problemas que dificulten su generalización. La hidrografía en los mapas topográficos es
el primer elemento a ser tomado en cuenta para adaptarlo y compatibilizar con los otros
elementos restantes, cuando los detalles tienen que ser desplazados.
Principios a tomar en cuenta para la generalización:
•
•
•
•
Precisión posicional dentro de las limitaciones de la escala usada.
Exactitud de formas en las líneas dentro de las limitaciones de la escala.
Inclusión de todos los cursos de agua apropiados a la escala y/o propósito del
mapa.
Representación cargada de cursos de agua (cunado el propósito del mapa lo
amerite).
•
•
icación de formas en las líneas correspondientes a las
formas del terreno generalizadas.
Relación de la red hidrográfica con los otros elementos
del mapa.
Para determinar apropiadamente estos principios,se bebe tomar como base la relación de
contraste (azul/blanco) de la red hidrográfica, ya que esta deberá permanecer
aproximadamente la misma en todas las escalas.
Si las inflexiones de las curvas de nivel que marcan el curso de la corriente se eliminan
una ves realizada la generalización, entonces la corriente también deberá ser omitida.
En el gráfico de la derecha A Curso de agua demasiado “peinado” rígido, no natural
parece canalizado. B Curso de apariencia mas natural.
S
i
m
p
l
i
f
Cuando una carretera o ferrocarril atraviesa un río, se superpone la carretera o
ferrocarril, y las confluencias de las corrientes tienen que ser desplazadas, no
eliminadas.
Ejemplo de disminución de tributarios mientras disminuye la escala. Además, la
Ilustración 1 muestra un ejemplo de “eliminación” de tributarios a diferentes escalas.
Simplificación de curvas de nivel
Las curvas de nivel nos permiten interpretar las diferentes formas de la superficie, una
sola curva de nivel no da mucha información se necesita una serie de ellas. En algunos
caso el intervalo de curva debe ser ampliado(exagerado) para acentuar más formas del
terreno (zonas de pendiente fuerte).
Simplificación
de las formas detalladas de las curvas de nivel, las
principales características deberán ser enfatizadas y las formas
más pequeñas combinadas.
Relación entre la generalización de carretera o senda y la de las curvas de nivel.
Normalmente se suele exagerar las curvas nivel en las pequeñas elevaciones.
Curvas de nivel suplementarias se las
utiliza para hacer más legible la
topografía principalmente en zonal
llanas; las
pendientes
irregulares,
crestas
escarpadas y
depresiones
pueden ser
enfatizadas por medio de curvas
suplementarias.
Las inflexiones de las curvas marcan los cursos de agua. Es importante dejar espacio
suficiente para el curso de agua redondeando las líneas de las curva (izquierda),
evitando que las inflexiones de las curvas terminen en punta(derecha).
Las pendientes escalonadas (izquierda) no deberán ser suavizadas (derecha), también
aplicable a una pendiente en forma de terraza, en estos casos las curvas deberán ser
enfatizadas en estos aspecto.
Curvas de un mapa básico, y su redibujado para escalas más pequeñas
omitiendo las inflexiones menores.
Ejemplos de generalización a dos escalas
diferentes.
ESC 1:25 000
ESC 1:50 000
Número decreciente de objetos
Cuando se cambia de escala mayor a menor los
objetos cartográficos “desaparecen”,son
desplazados o cambian su grosor, para dar
mayor énfasis a ciertos elementos o para evitar
confusiones entre elementos aledaños; esta practica es
muy común y necesita de un amplio criterio para saber
que elementos se deben “eliminar” sin perder la esencia
de la información cartográfica.
En muy pocas ocasiones al generalizar se cambia de simbología o color a los elementos,
esto normalmente se realiza cuando se quiere acentuar la finalidad del mapa. Ejemplo:
Las representación simbólica de las iglesias es mientras en un mapa turístico la
representación puede ser una imagen de la fachada u otra.
Para evitar una posible confusión entre muro y carretera (izquierda) se hace necesario la
diferenciación mediante el grosor de las lineas(derecha).
La simbología de terraplén oculta la carretera, se cambia el tamaño del símbolo del
terraplén
a)
b)
c)
d)
Disminución de casas: a) dos se convierten en una, b) tres se convierten en dos, c) los
cuadros no deberán convertirse en rectángulos, y d) en la unión de las calles, las casas
se mueven a la esquina de la calle.
Número decreciente de calles
Cuando las casa y/o edificios son de forma y situación irregular, y las calles al ser
omitidas no pueden ser trazadas por las construcciones, la forma de los edificios y la
relación de contraste (blanco/negro) puede ser mantenida por el desplazamiento
geométrico de las calles, de esta manera, a pesar del número decreciente de los
edificios, estos deberán ser ubicados de tal forma que la impresión general esté todavía
en concordancia con el carácter de la escala original.
La proporción de contraste (blanco/negro), en las áreas edificadas deberá ser mantenida
en todas las escalas topográficas tanto como sea posible. Las ciudades de con alta
densidad, plantas industriales, etc., deberán ser distinguidas de barrios con casas
individualizadas. Plazas, parques y campos deportivos no deben ser eliminados debido a
la falta de espacio. La tendencia resultante de incrementar el área negra, debe ser
compensada por omisiones.
Escala 1:25 000. Las calles y construcciones
adyacentes son aproximadas y
correctamente
representadas.
Escala 1:50 000. Se ha retirado una calle
Las otras dos restantes están dispuestas de
manera que la relación blanco/negro sea
mantenida.Las dos calles han sido
desplazadas
de su posiciona original.
Escala 1:100 000. La concordancia general
sigue manteniéndose con solo una calle.
La relación blanco/negro se obtiene principalmente
por las construcciones.
El ancho de las calles y el tamaño de las casas deberán mantener una proporción
correcta el uno con respecto al otro, los ejemplos a continuación muestran esta
proporción.
Escala 1:25.000. Debido a los anchos estándar para las calles, la representación
posicional es aproximadamente verdadera. Uso de tamaños de símbolos especificados
para las casas, todos los edificios son representados algo más grandes del tamaño
verdadero a escala. Los detalles pequeños son omitidos.
Escala 1:50.000. El aumento de las calles causa un mayor desplazamiento de las casas a
lo largo de las calles. Para mantener la proporción blanco/negro, las dos calles menores
con casas individuales a su lado, se convierten en dos hileras de cuatro casas. De todos
principales deberán, como
ser verdaderamente
representadas.
modos, las
dos calles
sea posible,
Escala 1:100.000. Las calles principales han aumentado más que en el
de 50.000. El tamaño mínimo de las casas es doblado, ya que el área disponible para el
espacio residencial se vuelve de nuevo más pequeña, y esto causa problemas en la
proporción blanco/negro. El número de hileras y de casas en cada fila es, en
consecuencia, reducido. Las casas a lo largo de las calles principales, deberán ser
verdaderamente representadas dentro de los límites de escala.
Las calles de un área edificada, deben ser representadas por líneas más delgadas, o
eliminadas cuando se usen ciertos símbolos, se hace para ganar más espacio para las
casas u otros elementos.
Para mejorar la legibilidad del curso de las calles, La unión de calles con carreteras
representadas por una línea, deberá ser mantenida abierta.
(Efecto Sustituyente) Fundamentalmente en las escalas pequeñas, donde las distancias
entre casas son mínimas, las calles pueden ser parcialmente representadas por sólo
casas.
La continuidad de una senda debe
ser mantenida. El curso de una
senda puede ser representado por
casas. Una senda demasiado
interrumpida, se vuelve ilegible.
Detalles gráficos
Punto acotado en carretera pavimentada, dos o más vías.
Punto acotado en carretera sin pavimentar, dos o más vías, transitable todo el año.
Punto acotado en la unión de carreteras.
Punto acotado en curva de carreteras.
Punto acotado en bifurcación de carreteras.
Punto acotado sobre puente peatonal y puente.
Punto acotado en unión de carreteras.
Punto acotado en cruce de carreteras.
Es mas legible representar el punto acotado con una cruz en casos de que la simbología
sea puntos; aunque la simbología y el punto acotado sean de diferente estilo se debe
priorizar la estética y claridad de la información cartográfica.
El punto acotado representado por una cruz sobre el límite de un área(reservas, limite de
cultivos,etc)
Punto acotado en la intersección entre un área (reservas, limite de cultivos,etc) y una
carretera.
Punto acotado sobre el límite municipal correcto, pero en el encuentro con el límite de
un área la cruz es mas legible.
El punto acotado simbolizado por un cruz en el límite de estado solo es correcto cuando
este se encuentra con otro límite
Punto acotado donde el límite cruza una
carretera. No hay claridad. El punto acotado es
claramente visible, cuando el límite es
interrumpido. El punto acotado representado por
una cruz en una carretera simbolizada por una
doble línea no es gráficamente estético.
Carretera bajo ferrocarril
Cruce de carretera con paso elevado y paso a desnivel
La simbología de limites, topografía, etc; que se encuentren a lo largo de las carreteras
deben ser representados por símbolos mas finos.
En la representación de curvas angostas,
el efecto de cerrado se menos fuerte.
Los ángulos pequeños y espacios angostos se fusionan el momento de imprimir. Para
solucionar este problema se puede desplazar el símbolo o fusionarlos.
Es muy común el realizar pequeños desplazamiento de objetos para resaltar otros mas
importantes o mejorar la claridad de la información cartográfica, las edificaciones son
los elementos que más “sufren” estos desplazamientos, pero se debe tener cuidado en no
exagerar el espaciado, como regla el desplazamiento suele ser de 0,2 mm (escalas 1:25
000 a 1:50 000), para las escalas grandes el desplazamientos de los objetos se
fundamenta tanto la escala como el fin del mapa. Ejemplo: para un plano de ciudad a
escala 1:5 000 es muy importante tener la representación y ubicación exacta de las
construcciones, no así en un plano vial a la misma escala en el cual solo se encuentran
representadas las edificaciones mas importantes y su ubicación pasa a un segundo
plano.
Esquema original.
No visible: Las casas se han fusionado con la carretera, dando una impresión errónea de
la zona.
Demasiado espacio: Distancia entre las
casas demasiado grande.
Buen espaciado: La caracterización
del área original se mantiene
Generalización de líneas de cultivo
Cuando se usa lineas de puntos, lo mejor es simplificar
para evitar que las inflexiones confundan la
trayectoria.
Mejor representar las zonas de cultivo
muy pequeñas o angostas con
símbolos individuales de árboles.
Se debe combinar o eliminar las áreas pequeñas.
Inclusión de áreas menores dentro de las áreas más grandes, permite la mejor
representación de cultivos de iguales características.
La separación de áreas de vegetación debe
estar en concordancia con la escala. Los límites de cultivos definidos e indefinidos serán
separados con menos detalle en escalas pequeñas, o eventualmente representado sólo
por un tipo de vegetación dominante.
Ejemplos de generalización de zonas de cultivo:
Escala 1:25 000
Escala 1:50 000
Escala 1:100 000
Generalización de la toponimia
Escala 1:200 000
Los nombres y la información descriptiva son componentes integrales del mapa, estos
proporcionan ayuda necesaria para la identificación de los elementos cartográficos
representados o ilustrados en el mapa, además proporcionan una importante
información que no puede ilustrarse por medio de símbolos cartográficos.
La toponimia ayuda a orientarse en el mapa. La apariencia general de la toponimia en el
mapa es como un velo que recubre el resto de elementos del mapa. La toponimia deberá
ser ubicada de tal manera que los atributos descritos no permitan ni confusión ni
equivocaciones, y el resto de elementos del mapa sean perturbados lo menos posible.
Donde los elementos sean interrumpidos por los nombre, el lector de la carta deberá ser
capaz de completar lógicamente las partes ausentes.
La apariencia general de la toponimia en el mapa no deberá dominar en las escalas
pequeñas. Entre las razones gráficas y conceptuales, es necesaria una selección limitada
de todos los nombres. Solamente los objetos lineales suficientemente importantes y los
objetos representados en general, en concordancia con el cambio de carácter del mapa,
deben mantener su nombre, los demás elementos se definirán en base a la nueva
finalidad que a este mapa se le vaya a dar.
Se debe tomar en cuenta la omisión de nombres que en base a la escala la simple
utilización de un símbolo permita discernir que elemento es; los términos descriptivos,
declaración de la división política y administrativa, así como cierta información que
aparece en el margen del mapa debe ser omitida.
REFERENCIAS
•
García, J.L.(2003): “Generalización lineal mediante Algoritmos en el Dominio
Espacial y de la Frecuencia”,España.
•
Palomar Vázquez J., Pardo Pascual J. E. (2004): “Resolución de conflictos
visuales entre curvas de nivel en los procesos de generalización
cartográfica”,España.
•
“Generalización Cartográfica” (2002), Escuela Universitaria de Ingeniería
Técnica Topográfica, España.
•
“Convenciones Topográficas” (Tercera Edición,1982), Instituto Panamericano
de Historia y Geografía, Santiago de Chile - Chile.
•
“Especificaciones para Mapas Topográficos”(Segunda Edición, 1978), Instituto
Panamericano de Historia y Geografía, Colombia.
•
Pérez Martín A., Pérez Heras A. (2005): “Cartografía Digital”, VIII Curso de
Cartografía digital y Sistemas de Información, Santa Cruz de la Sierra - Bolivia