Análisis Semiológico de Mapas Temáticos Complejos, su programación en entorno

… Cartografía Digital y su Publicación en Internet. Aplicación a los Mapas Geomorfológicos

Septiembre de 2004

Dr. Rufino Pérez Gómez (Dpto. de Ingeniería Topográfica y Cartografía, UPM) Dr. Rubén Martínez Marín (Dpto. de Ingeniería y Morfología del Terreno, UPM)

1. Introducción.

La publicación de Cartografía en Internet ha experimentado un crecimiento exponencial en los últimos años. La razón de este crecimiento lo explica el hecho de que un alto porcentaje las decisiones públicas y privadas se basan en aspectos con algún componente espacial y la Cartografía en Internet presenta unas características inmejorables de accesibilidad, facilidad de actualización, interactividad y de integración en entornos multimedia.

El convencimiento de la necesidad de aumentar la disponibilidad de datos espaciales y de compartir los desarrollos tecnológicos ha motivado múltiples proyectos. En este contexto cabe mencionar a las iniciativas europeas de INSPIRE (INfrastructure for SPatial Information in Europe) y GMES (Global Monitoring for Environment and Security). Estas iniciativas pretenden convertirse en herramientas estratégicas en la implementación de un amplio abanico de políticas europeas como el medio ambiente, la agricultura, el transporte, el desarrollo sostenible y la seguridad, entre otras.

En España, los usuarios tradicionales de mapas geomorfológicos estaban relacionados con la investigación académica, la minería y los recursos naturales. Sin embargo, hoy día una mayor cantidad y variedad de nuevos usuarios demandan este tipo de información. Entre las aplicaciones más frecuentes caben destacarse las obras públicas, el urbanismo, la planificación regional y, especialmente, los proyectos relacionados con los problemas medioambientales: desertización, erosión, pérdida de suelo y los desastres naturales.

El objeto de este estudio es analizar la mejor manera de integrar y satisfacer las 2 demandas crecientes expuestas en los párrafos anteriores. Es decir, cada vez más usuarios requieren cartografía geomorfológica, y por otra parte, solicitan estos productos a través de Internet.

2. El Problema de la Representación Cartográfica de Mapas Geomorfológicos.

A pesar de varios intentos, en España no existe una normalización, generalmente aceptada, en la publicación de mapas geomorfológicos, coexistiendo métodos propios con variantes o adaptaciones de métodos extranjeros.

La representación cartográfica de mapas geomorfológicos se ha caracterizado por una ausencia de simbolización normalizada de aceptación general a las distintas escalas. Los trabajos de la Comisión Internacional específica dirigida por Demek (1972) no tuvieron una aceptación generalizada. Han seguido predominando las propuestas nacionales de los distintos países.

El Instituto Geológico y Minero de España (IGME) produce los mapas siguiendo sus propias directrices. Otros intentos de normalización han sido formulados por colectivos profesionales como la Sociedad Española de Geomorfología (SEG). Además de estas tendencias sobre normativas de representación geomorfológica, se aplican en nuestro país otras como la Escuela Francesa, utilizada por D. Miguel Herrero en 2 hojas del 1:50.000 (Toledo y Sonseca) y publicadas por el Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG). Finalmente, cabe destacar la propuesta del ITC (Holanda) seguida por la Escuela de Zaragoza.

Al margen de estas propuestas relevantes, existen otras menos generalizadas de distintos autores, expuestas en tesis doctorales o trabajos individuales. Algunas de ellas trascienden al ámbito de la producción cartográfica oficial, como el sistema de Pedraza (Facultad de Geológicas de la UCM) adaptado para los mapas geomorfológicos a escala 1:50.000 de la Comunidad de Madrid.

La inexistencia de una normativa de representación geomorfológica generalmente aceptada, nos plantea un problema de cara a la gestión de información y mapas geomorfológicos en Internet. Por otra parte hay un creciente número de usuarios que demandan este tipo de información para integrarlo en sus estudios o proyectos. Por ello, uno de los objetivos básicos de será el elaborar una propuesta viable y satisfactoria para la visualización de mapas geomorfológicos en Internet.

3. Evaluación y Comparación de los diversos Métodos de Cartografía Geomorfológica.

La revisión bibliográfica permitió identificar cinco propuestas o métodos principales de elaboración de mapas geomorfológicos: la leyenda internacional de la Unión Geográfica Internacional (UGI), el método holandés del ITC, el método francés, el sistema del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) y la propuesta de la Sociedad Española de Geomorfología (SEG). De forma complementaria, también se incluyó en este estudio el método alemán. La mayoría de los sistemas de cartografía geomorfológica siguen los principios de la escuela europea a la hora de interpretar el relieve, ya que permite un análisis geomorfológico más estructurado. La clasificación de las formas se hace según su proceso genético y éstos a su vez, definidos según un agente (ríos, glaciares, viento, etc.) o un contexto climático.

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Figura 1. Mapa Geomorfológico del IGME a escala 1:50.000. Hoja 354 “Alagón”.

La mayoría de los geomorfólogos identifican, dentro de un “contenido tipo” de los mapas geomorfológicos, a tres grupos principales de información: Morfogénesis, Morfografía y Morfocronología. De forma complementaria se incluye una Base Topográfica, Morfometría y Litología.

Dada la gran diversidad en contenidos y métodos de representación entre las diversas normativas, los criterios de evaluación y comparación se extraen de la cartografía temática y de la semiología gráfica, con especialidad relevancia de la teoría del color. Un análisis transversal de los distintos métodos, por contenidos, permite identificar por una parte, las deficiencias cartográficas más frecuentes, y por otra, las ventajas e inconvenientes de cada sistema a la hora de representar los distintos aspectos de los mapas geomorfológicos. Estas últimas, son las referencias básicas para la elaboración de los criterios generales de la propuesta de publicación de mapas geomorfológicos en Internet.

4. Criterios generales de la Propuesta.

El diseño de símbolos no es sólo una actividad intuitiva o artística, más bien debe considerarse como un proceso intelectual, consistente en un conjunto de pasos, que siguen un orden más o menos lógico. En base a esta idea convendría aplicar una “Metodología general para la elaboración de propuestas de simbolización”. Esta metodología debería incluir diversos aspectos como la familiarización con el fenómeno a representar, la identificación de las relaciones espaciales entre los datos geográficos, la elección de las variables visuales con las propiedades perceptivas requeridas, la consideración de requisitos especiales del entorno de publicación o la necesidad una evaluación final de los mapas resultantes para el valorar del conjunto de símbolos en un contexto espacial. De forma explícita se consideran dos entornos de publicación de mapas geomorfológicos: un entorno de cartografía digital con herramientas de CAD o SIG y un entorno de publicación de mapas en Internet.

Sintetizando los estudios realizados, la publicación de mapas geomorfológicos debería tener en cuenta los siguientes criterios generales:

· Para la representación de la morfogénesis, se utilizarán colores de fondo individuales para cada grupo de formas del mismo origen. De esta forma el lector del mapa podrá percibir de forma clara y rápida las distribuciones en el espacio de los formas del relieve modeladas por los mismos agentes morfogenéticos. Se deberán elegir colores de fondo claros, buscando buenos contrastes con las tramas superficiales y el resto de la información lineal, puntual y textos.

· En relación con la morfografía, los símbolos puntuales, lineales y patrones superficiales, utilizados para las diversas formas del terreno, utilizarán colores intensos (más saturados u oscuros) del mismo tono que la morfogénesis, salvo las formas de origen estructural (tectónica) que irán en negro. Los símbolos habrán de ser lo más pictóricos o evocadores que sea posible.

· Para la morfocronología se planteará una estrategia dual. Por una parte se utilizarán series ordenadas de colores, con variaciones de valor, según el criterio “cuanto más moderna la forma, más oscura”. Por otra parte, la edad relativa de las formas se complementará con símbolos de las letras iniciales de los distintos periodos geológicos.

· La representación de la base planimétrica se hará en un color gris medio que tenga un adecuado factor de contraste con los colores de fondo elegidos para la morfogénesis.

· Para la representación de la morfometría se habrán de utilizar puntos acotados y curvas de nivel para los aspectos cuantitativos del relieve. De forma complementaria, un mapa de pendientes podrá mostrar los aspectos cualitativos y aspectos “plásticos” del terreno.

· La litología se mostrará de forma continua, en un tono gris medio de fondo. Para una mayor eficacia y facilidad de lectura, se utilizarán símbolos ya conocidos por grupos significativos de usuarios, por ejemplo, los utilizados en los mapas geológicos del Plan MAGNA. El objetivo final es construir un “contexto litológico” que permita percibir y relacionar las formas del terreno con los diferentes tipos de rocas. Éstas juegan un papel importante en los tipos de formas, en la magnitud de las pendientes y en la velocidad de los procesos.

· En los mapas resultantes, el usuario habrá de percibir las formas del terreno de manera que las integre visual e intelectualmente con la información base. Siendo los más relevantes el contexto planimétrico, el contexto altimétrico y el contexto litológico.

· De forma complementaria y opcional, se podrán incluir esquemas morfoestructurales, climáticos o similares, en una estructura de hipertexto cuando se publiquen en Internet. En el entorno de cartografía digital se pueden integrar como “ficheros de referencia” o en capas separadas que se activen selectivamente.

5. Implementación de la propuesta en un entorno de CAD.

Las herramientas de CAD, como AutoCAD y MicroStation, son de propósito general y necesitan ser programadas para adaptarse al sistema productivo de un entorno concreto: arquitectura, ingeniería industrial, cartografía o ingeniería civil. La personalización de un entorno de trabajo de cartografía consiste en la programación de un conjunto de métodos para automatizar, en la medida de lo posible, la producción del grupo de mapas de una serie.

La personalización del entorno de trabajo para la producción de mapas geomorfológicos, en este caso en el entorno de MicroStation, ha consistido en la programación de un menú de producción con más de 300 subrutinas. Cada subrutina se corresponde con la automatización de algún componente del contenido del mapa final. Para ello previamente se han creado los ficheros de trabajo del proyecto. Estos ficheros contienen almacenados los elementos individuales del mapa, los cuales han sido diseñados y creados con anterioridad. En concreto, los ficheros de trabajo creados son los siguientes:

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Tabla 1. Ficheros de trabajo para mapas geomorfológicos.

Las tablas de color contienen tanto los “colores de fondo” como los “colores de línea” necesarios en la producción de los mapas geomorfológicos propuestos . Las bibliotecas de células contienen todos los símbolos de elementos geográficos puntuales y las células patrón (geometría base) de los patrones lineales y superficiales. Las estructuras de niveles son ficheros que contienen los niveles “nombrados” y “agrupados” de forma coherente.

A menudo contienen estructuras jerárquicas de grupos y subgrupos de niveles con nombre, que facilitan la interacción con los mapas digitales sin necesidad de consultar tablas o listados. Las bibliotecas de estilos personalizados contienen la “geometría base” de los símbolos complejos de elementos geográficos lineales. La figura siguiente muestra algunos símbolos programados para los mapas de la propuesta.

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Figuras 2. Ejemplos de símbolos lineales programados para la propuesta.

Los patrones superficiales son también un componente significativo de los mapas geomorfológicos pudiéndose clasificar inicialmente en “patrones regulares discontinuos” y “patrones irregulares continuos”. En el caso de los símbolos de la litología el problema es bastante más complejo, coexistiendo múltiples relaciones simultáneas de continuidad, discontinuidad, regularidad e irregularidad.

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Figura 3. Patrones continuos con doble irregularidad y predominancia de uno de ellos.

6. Implementación de la propuesta de un Entorno de Internet.

Para una primer implementación en Internet se optó por el programa Flash de Macromedia. Las películas Flash son gráficos vectoriales compactos que se descargan y se adaptan de inmediato al tamaño de la pantalla del usuario. Aunque Flash es un “formato propietario”, se ha convertido en un “estándar por defecto”, hasta que comisiones como el “Open Gis Consortium” elaboren formatos vectoriales abiertos con prestaciones similares. Dispone además de “ActionScript” que es su propio lenguaje de programación orientado a objeto, basado en Java, que permite añadir acciones complejas a los eventos y a los documentos. Este entorno permite a los diseñadores crear aplicaciones web con ficheros de pequeño tamaño, lo que facilita su descarga a través de la red, a pesar de su complejidad.

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Figura 4. Los mapas en un entorno de producción del programa FLASH (película.FLA)

La producción de mapas para Internet se ha llevado a cabo exportando los mapas digitales de MicroStation al formato DXF de AutoCad, lo que permitió después su importación desde el programa Flash. En estas transformaciones se mantiene la estructura de capas, lo que permite la modificación de los componentes individuales del contenido del mapa final.

Para dotar de interactividad a los mapas se diseñó un conjunto de botones a los que se les asignaron distintas acciones utilizando el lenguaje de programación orientado a objetos ActionScript propio del programa Flash. Básicamente, la programación consiste en la manipulación de las propiedades de los objetos (mapas) en respuesta a las acciones de los usuarios. De esta forma se programó el encendido y apagado de capas, las operaciones de acercamiento y alejamiento, los movimientos en diferentes direcciones o la restauración de la situación inicial (reset). Finalmente se publicó el documento html con la película incorporada para su acceso a través de Internet.

Las siguientes implementaciones se publicarán en formato SVG, a través de programas como Geomedia Web Map y Geomedia Web Enterprise.

7. Conclusiones y Recomendaciones.

Para una primera aproximación de la crítica semiológica, se analizarán mapas temáticos diversos publicados en libros de Geomorfología (españoles y extranjeros), mapas publicados en revistas técnicas de distintos países, y otros mapas publicados en periódicos, Internet, etc. Las principales conclusiones de este primer estudio son las siguientes:

• A menudo se publican mapas deficientes en contenido y forma de representación, además de dudoso valor estético.

• Existe una“aparente”infravaloración de la representación cartográfica.

• Ahora con Internet se podrían repetir los errores históricos del pasado (CAD, DTP,SIG,etc)

• Sin el conocimiento de los principios de la cartografía temática y de la semiología gráfica, no hay control sobre el proceso de comunicación.

• Un mapa diseñado de forma deficiente es menos útil como herramienta de análisis y planificación.
Del estudio específico de los mapas geomorfológicos producidos según los distintos sistemas cabe inferir las siguientes conclusiones:

• Gran complejidad. Los mapas geomorfológicos estudian y representan las formas del relieve en un contexto múltiple: espacial, estructural, litológico, morfogenético, altimétrico y temporal.

• Los distintos Métodos muestran significativas diferencias tanto en contenidos como en formas de representación.

• Algunos autores consideran la “labor cartográfica” como una simple edición.

• Utilización “libre” de las normativas con falta de consistencia en los símbolos y colores.

• De todas las deficiencias cartográficas, las más significativas son las relacionadas con el uso del color en los mapas.

• Con frecuencia aparecen “sesgos” de autor.

• La Cartografía y la Semiologia gráfica pueden aportar sensibles mejoras.
Finalmente, se incluyen algunas recomendaciones a tener en cuenta como consecuencia de los trabajos realizados y conclusiones obtenidas.

• No se deben diseñar símbolos individuales, sino representar el conjunto de los fenómenos.

• Los aspectos estéticos también juegan un papel destacado en el uso de los mapas.

• La elaboración de leyendas para mapas temáticos especializados, como los mapas geomorfológicos, debe incluir un estudio de las normativas existentes más relevantes.

• Las propuestas de leyendas para mapas geomorfológicos han de tener un carácter de leyendas abiertas .

• Es necesario “validar” los símbolos y colores en los distintos mapas de una serie. El mapa final debe acomodar el conjunto de contenidos de una forma equilibrada y armónica-> método iterativo.

• La representación de fenómenos complejos, como la geomorfología, requiere la formación de equipos interdisciplinares.

• Potenciar la enseñanza de la Cartografía Temática y la Semiología Gráfica en los estudios de Ciencias de la Tierra.

• A la hora de publicar cartografía en Internet se deben elegir servidores de mapas o un entorno informático que facilite la “interoperabilidad” la “escalabilidad” , así como el uso de formatos y lenguajes abiertos.

8.- Referencias.

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FUENTE:

Mappinginteractivo

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