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

ljaramillo@mail.igm.gov.ec

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.

Para carreteras de pequeños zig- zag la línea 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.

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).

• Simplif

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.

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 re-dibujado 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

modos, las dos calles

principales deberán, como sea posible, ser verdaderamente representadas.

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 Escala 1:200 000 Generalización de la toponimia

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