Introducción a las proyecciones de mapa

Cada mapa plano de la Tierra es un compromiso. Debido a que el planeta es un esferoide tridimensional, cualquier intento de aplanar su superficie en una hoja bidimensional introduce inevitablemente la distorsión. Este desafío fundamental ha impulsado a los cartógrafos durante siglos para desarrollar transformaciones matemáticas conocidas como proyecciones de mapa. Una proyección de mapa es un método sistemático de traducir latitudes y longitudes desde la Tierra curvada a un plano plano.

La elección de proyección puede afectar dramáticamente cómo percibimos el mundo. Por ejemplo, la proyección familiar del Mercator exagera el tamaño de las regiones de alta latitud, mientras que la proyección de Gall-Peters conserva el área pero distorsiona las formas. Las siguientes secciones descomponen los tres objetivos principales de conservación y las proyecciones que les sirven.

Tipos de Proyecciones de Mapa

Las proyecciones de mapas están categorizadas ampliamente por la propiedad geométrica que conservan, pero también pueden clasificarse por su método de construcción (cilíndrico, conic, azimutal o pseudocilíndrico) o por el aspecto del globo utilizado para desarrollar la proyección (normal, transversal o o o o oblicua).Los grupos de sistema de clasificación más comunes proyectan en tres categorías basadas en la preservación: conforma (preservar ángulos y formas estrictamente locales), igual área de reserva

Cada tipo tiene fortalezas y debilidades que lo hacen adecuado para aplicaciones particulares. Por ejemplo, las proyecciones conformales son ideales para la navegación, igualdad de área para el mapeo temático de densidad o distribución, y equidistante para medir distancias radiales. Las secciones siguientes exploran cada propiedad de preservación en detalle.

Distancias de conservación: Proyecciones Equidistas

Las proyecciones equitativas mantienen verdaderas distancias a lo largo de líneas específicas o desde un punto central. Ninguna proyección plana puede preservar distancias entre cada par de puntos en la Tierra, por lo que las proyecciones equidistas restringen la medición exacta a una o dos líneas de referencia. La característica más común es que las distancias de un punto central (o a lo largo de un meridiano) están representadas a escala.

Cómo funcionan las proyecciones equitativas

En una proyección equidistante, la escala es constante a lo largo de una o más líneas. Por ejemplo, la proyección Equidistante Conic preserva distancias a lo largo de todos los meridianos y a lo largo de uno o dos paralelos estándar. La Proyecto de la radio de la ciudad preserva distancias de otro punto de la ciudad.

Proyección Equidista Común

  • Equidista cilíndrico (Plate Carr bulbeacute;e): Proyección sencilla en la que el Ecuador y todos los meridianos están igualmente espaciados. Las distancias a lo largo de los meridianos son verdaderas, pero las áreas y formas están fuertemente distorsionadas hacia los polos.
  • Equidista azimutal: A menudo utilizado para regiones polares, esta proyección muestra verdaderas distancias de gran círculo desde el punto central. El emblema de las Naciones Unidas utiliza una proyección equidistante azimutal centrada en el Polo Norte.
  • Equidista Conic: Estándar para mapas regionales de áreas de media latitud como los Estados Unidos, porque preserva distancias a lo largo de los meridianos y proporciona una precisión razonable de área y forma cerca de los paralelos estándar.

Casos de uso y comercio

Proyecciones Equidistantes sacrifican forma y fidelidad de área para mantener la precisión de distancia. Por ejemplo, la Placa Carr Conveneacute;e proyección produce distorsión de área severa cerca de los polos, haciendo que la Antártida parezca tan amplia como el Ecuador. Sin embargo, para aplicaciones que requieren distancias de medición de un centro (por ejemplo, anillos de rango de aviación, zonas de respuesta de emergencia), proyecciones equidistantes son indispensables.

Recursos externos: La documentación ArcGIS Pro ofrece explicaciones detalladas de propiedades de proyección y uso equidistantes.

Áreas de conservación: Proyecciones de igualdad de área

Las proyecciones de la misma zona (o equivalente) aseguran que cualquier región del mapa tenga la misma zona relativa al globo que en realidad. Esta propiedad es vital para el mapeo temático donde es esencial comparar el tamaño de las unidades geográficas, como la densidad de población, los rendimientos de cultivos o la distribución de la cubierta terrestre. El comercio es que las formas, ángulos y distancias suelen distorsionarse, especialmente cerca de los bordes de la proyección.

Las matemáticas de la igualdad de zonas

Las proyecciones de la misma zona mantienen una relación constante entre el área en el mapa y el área correspondiente en el globo. Esto se logra mediante una distorsión de escala cuidadosamente controladora a lo largo de los meridianos y paralelos. Por ejemplo, en la proyección Mollweide, los meridianos se comprimen cerca de los polos para corregir la exageración del área vista en proyecciones cilíndricos[

Proyecciones de igualdad de condiciones prominentes

  • Mollweide:] Una proyección pseudocilíndrica que crea un mapa mundial en forma de oval. Conserva el área globalmente manteniendo la recta meridiana central. Las formas son más precisas cerca del centro y se distorsionan cada vez más hacia los bordes.
  • Gall-Peters: Una proyección cilíndrica de la misma zona que se controvertida para reemplazar la proyección del Mercator en muchos contextos educativos. Muestra con precisión los tamaños relativos de los continentes pero distorsiona severamente las formas, especialmente en altas latitudes.
  • Albers Equal-Area Conic: A menudo se utiliza para mapear países grandes con una extensión este-oeste, como Estados Unidos o China. Utiliza dos paralelos estándar para minimizar la distorsión en toda la región mapeada y se utiliza ampliamente en la cartografía estadística.
  • Lambert Azimuthal Equal-Area:] Se aplica comúnmente a los mapas continentales, especialmente de las regiones polares o los continentes individuales. Conserva el área proporcionando una forma más equilibrada visual que las proyecciones cilíndricas de la misma zona.

Aplicaciones y limitaciones

Las proyecciones de la misma zona son las normas para mapas de choropleth, mapas de densidad de puntos y cualquier visualización en las que las comparaciones de área sean primarias. Por ejemplo, la División de Población de las Naciones Unidas utiliza proyecciones de la misma zona para mostrar distribuciones globales de población. Sin embargo, la distorsión de formas puede engañar a los espectadores que esperan contornos familiares.

Para una inmersión más profunda en los principios de igualdad de área, consulte la guía de la Biblioteca Británica sobre proyecciones de mapas.

Instrucciones de conservación: Proyecciones Conformales

Las proyecciones conformativas preservan ángulos y formas locales, lo que significa que en cualquier punto del mapa, la intersección de líneas de latitud y longitud forma un ángulo recto, y las características pequeñas conservan su forma correcta. Esta propiedad es esencial para la navegación porque una línea recta dibujada en un mapa conformacional (una línea rhumb) representa un cojinete constante. Sin embargo, la conformalidad viene al costo de la distorsión de área cerrada#8212; se hace muy lejos del tamaño.

Cómo las proyecciones conformales consiguen precisión

Las proyecciones conformales mantienen la escala a lo largo de todas las direcciones desde cualquier punto dado, pero la escala cambia de punto a punto. Por ejemplo, la proyección Mercator es conformada pero su escala aumenta dramáticamente con latitud, haciendo que Groenlandia parezca más grande que Sudamérica aunque Sudamérica sea casi ocho veces mayor. La característica clave es que las formas de objetos pequeños (por ejemplo, islas, costas correctas)

Proyecciones Conformes Notables

  • Mercador:] Desarrollado en 1569 por Gerardus Mercator, esta proyección cilíndrica fue revolucionaria para la navegación porque cualquier línea recta es una línea de cojinete constante (línea rhumb). Se mantiene ampliamente utilizado para gráficos náuticos y mapas web (por ejemplo, Google Maps utiliza una variante llamada Mercator Web).
  • Lambert Conformal Conic: Se utiliza para gráficos aeronáuticos y mapas regionales de zonas de media latitud. Conserva la forma bien sobre la región mapeada, con distorsión minimizada a lo largo de dos paralelos estándar.
  • Merador transversal: Una variante en la que el cilindro gira 90 grados para que la línea de la tangencia sea un meridiano. Esto constituye la base del sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator (UTM), ampliamente utilizado para la cartografía topográfica y coordenadas GPS.
  • Mercator oblicuo: Útil para mapear regiones alargadas que no están alineadas con el Ecuador o un meridiano, como la panhandle de Alaska o el arco largo de una vía terrestre satelital.

Proyecciones Conformales en el Mundo Moderno

El proyecto Mercator, a pesar de su distorsión de área severa, domina los mapas mundiales durante siglos porque proporcionó una ayuda útil de navegación. Hoy, su uso más general está en aplicaciones de mapeo web. Web Mercator proyección es el defecto de Google Maps, Bing Maps, OpenStreetMap, y la mayoría de las interfaces de mapas más resbaladizos.

Para el mapeo de navegación y militar, el sistema UTM basado en el Mercator Transverse proporciona una representación local extremadamente precisa de formas y ángulos, lo que lo convierte en el estándar de oro para las operaciones terrestres. Los pilotos confían en los gráficos Conformal Lambert para trazar rutas porque los ángulos pequeños siguen siendo correctos.

Para más información sobre las proyecciones conformales y su historia, vea el Libro profesional de los USGS 1395, "Proyecciones de la mapa: un manual de trabajo".

Proyecciones Híbridas y de Compromiso

Ninguna proyección mantiene perfectamente distancias, áreas y direcciones. Las proyecciones de la compromisa intentan equilibrar estas distorsiones sin descifrar en ninguna propiedad. A menudo se utilizan para mapas mundiales de referencia general donde los espectadores necesitan una representación visual agradable con una distorsión general relativamente baja.

Robinson Projection

Desarrollado por Arthur H. Robinson en 1963, esta proyección fue diseñada para crear un mapa mundial visualmente atractivo que reduce la exageración de las regiones polares manteniendo las formas reconocibles. No es conformal ni igual de área, pero sus distorsiones son moderadas en todo el mapa. La Sociedad Geográfica Nacional utilizó la proyección Robinson para sus mapas mundiales de 1988 a 1998, antes de cambiar al Winkel Tripel.

Proyección de Winkel Tripel

Creado por Oswald Winkel en 1921, este promedio de las proyecciones cilíndricas y Aitoff equidistas produce un mapa con baja distorsión en ambos ámbitos y forma. Se ha convertido en el estándar para muchas áreas de referencia, incluyendo la Sociedad Geográfica Nacional desde 1998 en adelante. El Winkel Tripel ofrece un excelente equilibrio: las distancias son razonablemente exactas lejos de los bordes, las formas son menos distorsionadas que en área de área igual.

Otras opciones de conciliación

  • Eckert IV: Una proyección pseudocilíndrica de la misma zona que también proporciona una distorsión de forma bastante baja en la mayoría del mapa.
  • Proyecto Tierra iguales: Una proyección relativamente nueva (2018) que pretende combinar propiedades de igualdad de área con una forma más estéticamente agradable, reencontrando de cerca la proyección Robinson manteniendo la verdadera zona.
  • Goode Homolosine: Una proyección interrumpida que "corta" el mapa en los océanos para reducir la distorsión. Conserva tanto la zona como la forma dentro de cada lóbulo, pero es discontinua.

Las proyecciones de la compromisa son la opción predeterminada para la mayoría de los mapas mundiales en los libros de texto y los medios de comunicación porque proporcionan una imagen reconocible e intuitiva de la Tierra sin las distorsiones extremas de Mercator o Gall-Peters.

Cómo elegir una proyección

La selección de la proyección correcta depende del propósito, escala, región y audiencia del mapa. Aquí están los criterios de decisión clave:

  • Navigación o análisis direccional: Usar una proyección conformacional como Mercator (para el rodamiento constante) o Lambert Conformal Conic (para gráficos regionales).
  • Comparaciones de área (carto temático): Usar una proyección de igualdad de área como Albers Equal-Area Conic o Mollweide.
  • Medición de distancia desde un punto: Usa una proyección equidistante como el Equidistante Azimutal.
  • Mapas generales de referencia o aula: Usar una proyección de compromiso como Winkel Tripel o Robinson.
  • Mapas web interactivos: Debe usar una proyección que teja de manera eficiente; Web Mercator es la norma de facto, pero los proveedores a menudo proporcionan proyecciones alternativas para fines de visualización.
  • Regiones de polos:] Usar proyecciones estereográficas (conformales) o equidistantes/igual-rea centradas en el polo.

En el software GIS moderno (p. ej., QGIS, ArcGIS Pro), los usuarios pueden reproyectoar fácilmente datos sobre la mosca. La clave es seleccionar una proyección que minimiza la distorsión para el área específica y el objetivo analítico. Para mapas locales o regionales, proyecciones conicas (Lambert Conformal Conic o Albers Equal-Area) generalmente funcionan mejor.

Contexto histórico y evolución

El estudio de las proyecciones del mapa data de los antiguos griegos.Tales de Miletus se acredita con una de las primeras proyecciones (gnomónica), y la técnica de Ptolemy Geografía describe las proyecciones conicas y cilíndricas.La Edad de Exploración estimula la demanda de las tablas de navegación, lo que conduce a la proyección 1569 de Mercator.

Conclusión: El arte de la convivencia

Todos los mapas planos mienten. La tarea del cartógrafo es elegir cuáles mentiras son más aceptables para el uso previsto del mapa. Proyecciones que preservan las distancias forma de sacrificio y área; aquellas que preservan las áreas distorsionan distancias y direcciones; y proyecciones conformales exageran el tamaño. Entendiendo estas compensaciones faculta a los usuarios del mapa para interpretar la información espacial críticamente y seleccionar la herramienta adecuada para cada tarea.

En una era de mapeo digital, donde los usuarios pueden acercarse a través del planeta en sus teléfonos, la proyección subyacente es a menudo invisible. Sin embargo, la elección de proyección influye en todo desde el tamaño percibido de los países hasta la precisión de las mediciones de distancia. Al aprender los principios de las proyecciones equidistantes, de igualdad y conformados, usted gana la capacidad de leer mapas con un ojo discernido y crear mapas que representan honestamente los datos que transmiten.