Introducción a la Cartografía con Software de Código Abierto

El ser humano, desde hace cientos y quizás miles de años, ha realizado enormes esfuerzos para interpretar su entorno geográfico o espacial plasmando sobre alguna superficie plana los lugares más importantes o de interés personal como centros religiosos y de comercio, cuerpos de agua como lagunas o ríos, enormes formaciones terrestres como volcanes o sistemas de cadenas montañosas y con ello, lograr un sentido de orientación que le permita desarrollar mejor sus funciones como individuo y como parte de la sociedad. Ante todo lo anterior, se desarrolló una técnica especializada que identificará y representará dichos espacios como lo es la cartografía. En términos de la Asociación Cartográfica Internacional (ACI), la cartografía es la representación convencional gráfica de fenómenos concretos o abstractos, localizados en la Tierra o en cualquier parte del Universo.

La cartografía es, sin duda alguna, la disciplina mejor entendida y aplicada por todo el mundo, pues se convive con ella en varios momentos del día, desde que se pide una pizza (el repartidor debe reconocer o interpretar una ruta trazada en un plano), o en la búsqueda de lugares emblemáticos de una ciudad o pueblo en los dispositivos móviles, hasta la determinación de concentraciones de diferentes componentes químicos como hierro, nitrógeno, calcio, zinc, etc., en plantaciones rurales. En otras palabras, es un área que tiene un sin fin de aplicaciones y/o usos a nivel académico, social, económico e inclusive hasta militar. Como menciona el cartógrafo Denis Wood en su libro de El poder de los mapas, la cartografía es una poderosa herramienta para el poder y el control, pero también puede ser una herramienta para la resistencia y la liberación. Con ello, Denis pretende comunicar que la cartografía no es solo plasmar lugares en un papel con fines meramente lógicos de posicionamiento y ubicación, no, sino que con un adecuado uso esta puede permitir que un individuo desarrolle todo su potencial y la de su entorno sin depender de un agente externo.

¿Nuestro planeta tiene alguna forma geométrica en específico?

Si bien, generalmente se ha entendido que la Tierra posee una forma esférica, esto no es del todo correcto; ya que por condiciones externas como el movimiento de rotación, el planeta se encuentra achatada por los polos y ensanchada sobre la línea del Ecuador, algo semejante a un elipsoide. Por tanto, las proporciones en diferentes puntos sobre la superficie cambian y no se crean condiciones equidistantes, o lo que es lo mismo, no existe una representación regular de las diferentes zonas o partes del mundo, variando de acuerdo a la perspectiva de cada usuario y de los diferentes sistemas de proyección que se empleen para plasmar dichas regiones sobre superficies planas, lo cual se entenderá de una mejor forma en la siguiente sección.

Por tanto, la Tierra se representa como una esfera solo para facilitar la interpretación de la misma en el espacio; pero la realidad es diferente y es que si se analiza el trasfondo de todo ello por medio de la geodesia, que es la rama de la ciencia que se encarga de estudiar la forma y medición del planeta, se podrá comprender que la forma de este en ocasiones ni siquiera es un cuerpo totalmente geométrico, ya que por la topografía ondulada entre montañas, valles, cañones y océanos, junto con el proceso físico de su formación (recordar que la Tierra tiene una estructura interna de diferentes capas con diferentes densidades) está varía, llegando a ser un cuerpo irregular conocido como geoide; pero, por fines de interpretación cartográfica, se manejará en todo el proceso como un elipsoide con un eje mayor de aproximadamente 6378137 metros en el sistema internacional.

¿Qué es un mapa y por qué es tan importante?

Como se mencionó al inicio de esta sección, los humanos han empleado diferentes técnicas y/o herramientas para crear una representación de su entorno sobre una superficie plana, como un muro, una tela o un simple papel. A estas representaciones se le conocen como mapas, los cuales son una representación gráfica de la Tierra, una región específica o cualquier otro lugar, plasmando características geográficas, topográficas, políticas u otras que permitan comprender y explorar el mundo que nos rodea con fines de orientación, planificación, navegación y transmisión de información geográfica.

Los mapas son importantes por diferentes razones. En primer lugar, como ya se mencionó, ayudan a entender y visualizar la distribución espacial de elementos y fenómenos, mostrando características físicas como montañas, ríos y costas, así como fronteras políticas, ciudades, carreteras y otros elementos humanos, lo cual permite comprender mejor la estructura y la relación entre diferentes lugares, facilitando la navegación y la toma de decisiones informadas para diseñar ciudades, carreteras, redes de transporte, sistemas de suministro de agua y muchas otras infraestructuras con la adecuada gestión del medio ambiente.

Además, los mapas son herramientas valiosas para la investigación científica, por ejemplo, los geógrafos, geólogos, climatólogos y otros científicos utilizan mapas para estudiar y comprender patrones y procesos espaciales, como datos climáticos, distribución de especies, características geológicas y otros fenómenos. Como bien menciona David Harvey, lLos mapas son como los libros: tienen la capacidad de transportarnos a lugares desconocidos y despertar nuestra curiosidad por explorar.

• La ciudad de Bogotá (Colombia) repesentada en diferentes mapas
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De manera general, los mapas se pueden clasificar en dos grandes categorías:

• Mapas de referencia: que tienen como objetivo representar los aspectos (accidentes geoográficos) físicos naturales o creados por el ser humano, de un territorio.
  • Mapas topográficos
  • Mapas catastrales
  • Mapas batimétricos
• Mapas temáticos: que tienen como objetivo presentar o describir aspectos de uno o más temas, relacionándolos con su ubicación espacial. Los temas pueden estar relacionados con datos de variables, estadísticas, cálculos, pronósticos de datos.
  • Mapas de coropletas
  • Mapas dasimétricos

¿Todos los mapas son iguales?

En primera instancia, a pesar de que los mapas pueden compartir elementos similares, esto no infiere directamente que todos los mapas pertenezcan a una misma categoría, ya que cada uno tiene elementos propios que los identifican y diferencia de los demás.

De forma general, los mapas se pueden clasificar inicialmente en dos vertientes primarias y algunas secundarias. Del primero inicialmente se pueden encontrar mapas según la escala de trabajo, los cuales se subdividen en pequeña escala, que representan grandes áreas de la superficie terrestre, donde se considera la excentricidad de la Tierra, y por lo general tienen una baja resolución siendo inferiores a 1:100.000, representando países, continentes, partes del mundo, etc; y gran escala**, los cuales representan pequeñas porciones de la Tierra como urbanizaciones, cultivos, entre otras cosas, presentando una visión bastante detallada de los objetos que se presentan. Estos por lo general tienen una relación mayor a 1:10.000. No obstante, cabe resaltar que en algunas ocasiones, cuando la proporción es igual o mayor a 1:2.000 ya no se debe distinguir como un mapa sino como un plano.

La segunda vertiente primaria de los mapas abarca según el propósito para el que ha sido creado, de la cual se subdividen los mapas de propósito general o topográficos, los cuales evidencian muestra claramente las principales características que componen la superficie terrestre, como vías de comunicación, hábitat, hidrografía, la orografía, etc., donde varían de acuerdo a la precisión basada en la escala y; por otra parte, se distinguen los mapas de propósito particular o temáticos, permiten encontrar características o eventos específicos estos pueden incluir diferentes elementos históricos, políticos, económicos, climáticos y/o geológicos, utilizando un mapa base simple.

I. General - Topográficos	II. Particular - Temáticos
- Mapas políticos	- Mapas viales
- Mapas geográficos	- Mapas urbanos
- Mapas hidrográficos	- Mapas demográficos
- Mapas geológicos	- Mapas lingüísticos
- Mapas pluviométricos	- Mapas climáticos
- Mapas de riesgos y peligros geológicos	- Mapas de ingresos
- Mapas orográficos	- Mapas electorales
- Mapas geoquímicos	- Mapas de recursos naturales
- Mapas edafológicos	- Mapas de nacimientos
- Mapas históricos	- Mapas turísticos
- Ortofotomapas	- Mapas de zonas horarias

¿Es la escala algo obligatorio?

Todos los mapas deben seguir algunos elementos básicos para su adecuada interpretación por parte de un usuario, experimentado o no, siendo algunos de ellos la leyenda, o simbología, y la escala. El primero no es algo que persista en todas las representaciones, pues, en algunas ocasiones la simbología ya viene inscrita directamente sobre el documento (por ejemplo, el nombre de una iglesia, un rio, un país, ...) y por tanto suele ser algo bastante intuitivo de acuerdo al tipo de mapa que se este manejando.

Por otra parte, la escala si es una herramienta indispensable en el mapa, ya que sin ella es bastante complejo, casi que imposible, medir distancias sobre el plano. No obstante, primero se debe entender ¿qué es una escala?.

Bien, para iniciar, una escala es una una proporción o relación entre dos magnitudes lineales, independientemente del sistema de unidades de longitud que se utilice. Esta relación se puede presentar en un sistema numérico, gráfico y/o escrito, de acuerdo a los parámetros establecidos por cada entidad rectora en la elaboración y distribución de cartografía a nivel local o nacional.

Representación de la Escala

En los mapas las escalas se declaran usando dos notaciones:

• Notación numérica: Tiene el formato Distancia Mapa: Distancia Real. Así, la escala previamente mencionada se notaría 1:10000.
• Notación gráfica: Una barra que muestra visualmente la relación entre un tramo de la barra y su correspondiente medida en terreno.

Leyenda

Es un cuadro con información acerca del mapa. Aunque no es precisamente un elemento que represente un objeto del entorno, es de vital importancia para informar a los que están viendo el mapa las características del mismo: escala, origen, autor, zona representada y demás datos que ayudan a mejorar la comprensión de lo que se está observando.

Las capas como elementos básicos de una cartografía

En primera instancia, se debe comprender que una capa cartográfica corresponde a una materialización o estructuración de información recopilada de diferentes índoles, ya sea de forma directa (en campo) o indirecta (en oficina a partir de métodos técnicos), los cuales deben contener al menos una visión gráfica, o ilustrativa, y alfanumérica sobre una área determinada, describiendo las características más relevantes como posición o coordenada en el espacio, longitudes, áreas, etc. Teniendo esto claro, se puede inferir que la capa es toda aquella información básica que posee un mapa con la cual se puedan realizar diferentes análisis para poder realizar las respectivas interpretaciones y con ellas ejecutar diferentes medidas o acciones. Por tanto, sin capas de información no hay mapa.

Los datos abiertos en el mundo de la cartografía

Los datos abiertos hacen referencia a toda aquella información que se encuentra disponible de forma accesible y gratuita (principalmente en la web) para que cualquier persona pueda utilizarla, reutilizarla y compartirla sin restricción alguna. Estos datos por lo general suelen ser producidos por diferentes entidades o ramas gubernamentales, organizaciones sin ánimo de lucro (como ONG's por ejemplo), empresas particulares y demás que abarcan una amplia variedad de temas, como estadísticas, información geográfica, datos climáticos, información económica y más.

Todo esto trae consigo múltiples beneficios, ya que permite a los ciudadanos acceder a información relevante y tomar decisiones informadas sobre temas que les afectan, impulsando la innovación y el desarrollo económico y tecnológico. Proporciona una base sólida para la creación de aplicaciones, servicios y soluciones tecnológicas que previamente no se tenían debido a la falta de recursos (capital financiero, humano, etc.) o incluso de tiempo por parte de la entidad.

A nivel cartográfico, los datos abiertos permiten a los usuarios acceder a información geográfica precisa y actualizada, lo cual ayuda enormemente a identificar problemas, evaluar impactos y promover un uso responsable del territorio. Estos datos incluyen información como mapas, imágenes satelitales, datos de navegación y cualquier otra información relacionada con la representación gráfica del espacio geográfico. Además, promueven la interoperabilidad y la integración de información geoespacial.

¿Y Open Source?

Dicho lo anterior, cabe resaltar que los datos abiertos no solo se limitan a la información disponible para el acceso público, sino también al código informático, y es aquí donde entra el concepto de Open Source. En palabras de Eric Raymond en su obra The Cathedral and the Bazaar (1997), el código abierto es un modelo en el cual el código fuente de un programa se encuentra disponible públicamente para ser modificado, utilizado y distribuido por cualquier persona que pueda contribuir con mejoras, correcciones de errores y nuevas características al software, siempre y cuando todo ello se sustente en los principios de apertura, colaboración, meritocracia y libertad.

En 1998, Raymond y Bruce Perens, con base en el proyecto GNU de 1983 y el movimiento de software libre, decidieron crear la OSI (Open Source Initiative) como una organización sin fines de lucro para promover y defender el uso del software de código abierto. Debaten con ejecutivos de los sectores público y privado sobre cómo las tecnologías, licencias y modelos de desarrollo de código abierto pueden aportar ventajas económicas y estratégicas.

Al igual que con los datos abiertos, en la cartografía, el software de código abierto juega un papel importante al permitir a los usuarios acceder y utilizar herramientas para la creación, edición, visualización y análisis de datos geoespaciales con la ventaja de flexibilidad y capacidad de adaptar las herramientas a sus necesidades específicas.

QGIS y más...

Existen infinidades de herramientas desarrolladas bajo la filosofía de open source que permiten la manipulación de información espacial, siendo uno de los más reconocidos a nivel mundial QGIS, el cual es un software con énfasis en información geográfica que permite la visualización, captura, edición y análisis de datos geoespaciales, ofreciendo una amplia gama de funciones y herramientas para trabajar con datos cartográficos. Este programa también permite la importación de diversos formatos de datos en una interfaz intuitiva y amigable que facilita su uso tanto para principiantes como para usuarios avanzados debido a su capacidad de personalización y extensibilidad donde los usuarios pueden agregar funcionalidades adicionales mediante complementos y scripts. Es necesario comentar que QGIS cuenta con una comunidad activa de usuarios y desarrolladores que contribuyen con nuevas características, correcciones de errores y mejoras continuas.

Para instalar este programa es necesario seguir una serie de pasos los cuales se van a exponer a continuación:

1. Inicialmente se debe abrir un navegador web de preferencia por el usuario y en el motor de búsqueda escribir la palabra QGIS y se dará clic sobre la tecla enter o entrar del teclado.

2. Inmediatamente aparecerán algunas páginas relacionadas con el software. Se seleccionará la primera opción en español que diga Bienvenido al proyecto QGIS! o en su defecto ingresar al siguiente enlace de QGIS.

3. Una vez ingresado a la página oficial de QGIS, en ella aparecerán varias pestañas relacionadas con información de este software libre, alguna documentación presente sobre varios temas, una invitación para unirse a la comunidad de QGIS y demás. Para este caso puntual, se debe buscar la sección de descargas, la cual se encuentra bajando un poco la página como se muestra a continuación.

4. Se redireccionará a la sección de descargas de la página. En ella se podrá visualizar los sistemas operativos (SO) para los cuales se encuentra disponible el programa. Así mismo, se presentan algunas pestañas como TODOS LOS LANZAMIENTOS donde se encuentran almacenadas todas las versiones disponibles de QGIS, y FUENTES que mostrará el lugar donde se encuentra almacenado el código fuente de QGIS. Por lo general, la página reconocerá automáticamente el SO del dispositivo, pero, en caso negativo, solo se deberá dar clic sobre el nombre de Descarga para ... de acuerdo a las necesidades del usuario. En este caso, el sistema operativo será Windows.

5. Se desplegará una cinta de opciones disponibles para descargar la última versión de QGIS (a la fecha de elaboración de este documento será la versión 3.32), debajo de este aparecerá un mensaje indicando si se desea instalar una versión más estable o de largo plazo, puesto que la última versión puede estar sujeta a cambios; y, de igual forma, el instalador de red OSGeo4W para usuarios habituales como desarrolladores o implantaciones en organizaciones. Cabe resaltar que este programa solo se encuentra disponible para computadoras de 64 bits desde la versión 3.20 en adelante.

6. Una vez conocido todo lo anterior, se da clic sobre la opción o mensaje ¿Busca la versión más estable? que para el caso será la versión 3.28 LTR o versión Firenze.

7. Inmediatamente se descargará el archivo ejecutable de QGIS, el cual se verá reflejado en la parte inferior izquierda o superior derecha de la pantalla; y así mismo, en la pantalla aparecerá un mensaje de agradecimientos por parte del equipo desarrollador de QGIS, donde se invita a realizar una donación voluntaria para la organización o no, para esto último solo se debe dar clic en Cerrar este mensaje.

8. Finalmente, cuando este haya cargado en su totalidad, se dará clic sobre el archivo y se deberán aceptar todas las opciones que allí aparezcan en los cuadros de diálogos de la instalación.

Una vez instalado el software, se abre la aplicación de QGIS con la versión que tenga instalada en el dispositivo que, en este caso práctico fue la versión Firenze o 3.28.4.

Configuración de QGIS y QuickMapServices

Sección A: Abrir QGIS y Crear un Nuevo Proyecto

1. Abrir el programa QGIS en tu ordenador. Al abrirlo, verás una sección de noticias con información relevante proporcionada por los desarrolladores. Esto incluye noticias de interés cultural e internacional, así como información sobre nuevas versiones desarrolladas. Debajo de esta sección de noticias, encontrarás una sección llamada Plantillas de proyectos. Selecciona la opción Nuevo proyecto vacío.

2. Una vez que hayas abierto un nuevo proyecto, podrás ver varias herramientas y áreas de trabajo, como se muestra a continuación:

Donde:

a. Componente 1: Hace referencia a las pestañas generales de trabajo para realizar cualquier proyecto.

b. Componente 2: Contiene algunas herramientas de navegación y conexión entre el proyecto y diversas fuentes de datos geoespaciales. Permite administrar los archivos relacionados con un proyecto en QGIS, incluyendo el acceso a archivos locales, la exploración de servidores, la gestión de bases de datos y el acceso a servicios en línea.

c. Componente 3: Es la sección de capas, una parte fundamental de la interfaz de usuario. Se utiliza para administrar las capas de datos geoespaciales en el proyecto, incluyendo la visualización y ordenación de capas, la configuración de estilos y símbolos, entre otras funciones.

d. Componente 4: Contiene herramientas básicas para la edición y manipulación de la información espacial en el lienzo de los datos.

e. Componente 5: El lienzo es el área de trabajo principal donde se visualizan y manipulan los datos geoespaciales. Permite interactuar con el mapa, definir estilos y realizar operaciones de edición y análisis.

f. Componente 6: En la parte inferior derecha se encuentran algunas herramientas de orientación y visualización del proyecto, como la escala, el amplificador y el sistema EPSG que indica el sistema de proyección del proyecto.

Sección B: Instalación de QuickMapServices

Para agregar mapas base de diferentes servidores y temáticas en QGIS, puedes utilizar la extensión QuickMapServices. Sigue estos pasos para instalarla:

1. Ve a la pestaña Complementos y selecciona la opción Administrar e instalar complementos....

2. Se abrirá una ventana emergente de complementos. En la parte superior izquierda de este panel, selecciona la opción Todos. Luego, utiliza la barra de búsqueda para buscar mapser. Aparecerán varias opciones de paquetes, complementos o plugins con ese nombre. Selecciona QuickMapServices.

3. En el panel de la derecha, encontrarás información relevante sobre el complemento, incluyendo su uso, etiquetas, autores y versiones disponibles. Para instalar el complemento, dar clic en Instalar complemento en la parte inferior. Una vez que la instalación esté completa, verás un mensaje de éxito en la parte superior y el complemento estará marcado como instalado en la lista de complementos. Cierra la ventana.

4. Después de instalar QuickMapServices, ve a la pestaña Web en la parte superior de QGIS. En la lista desplegable, selecciona la segunda opción, que es QuickMapServices. Luego, en la lista desplegable que aparezca, dar clic en la herramienta Configuración.

5. Aparecerá un cuadro de diálogo para la configuración del complemento. Haz clic en la última pestaña, More services. Verás un mensaje de advertencia que indica que las definiciones de los servicios no son validadas por los autores y se presentan tal como son. En esta pestaña, selecciona la opción Get contributed pack para acceder a todos los mapas base disponibles.

6. Se verá un nuevo cuadro de diálogo que confirma que la versión de contribución se ha descargado satisfactoriamente. Dar clic en Aceptar y luego en Guardar en la ventana de configuración de QuickMapServices.

Recursos complementarios

• Sistemas de Proyección
• Sistemas de Coordenadas
• Estructuras de Datos
• Datos Raster
• Datos Vector