¿Qué es lo que hay que considerar cuando queremos hacer un mapa? Te explicamos los sistemas de coordenadas cartográficas, cómo funcionan, qué sistemas de proyección existen y cómo influencian tus trabajos con geodatos.

Cuando elaboramos un mapa o croquis que trata de representar con cierta precisión el espacio físico se nos hace necesario utilizar un sistema de referencia, sin este no sería posible ubicar en el mapa nuestros datos. Este sistema de referencia es lo que comúnmente conocemos como coordenadas cartográficas.

Normalmente esos valores – las coordenadas – son dos números que representan la ubicación de lo que queremos posicionar en el mapa, y se ubican con relación a los puntos cardinales. Estos valores muestran la ubicación horizontal de lo que queremos localizar, un valor es la ubicación en el eje X (este – oeste) y el otro en el eje Y (norte – sur). Puede darse también el caso de que las coordenadas tengan un tercer valor que corresponda a la ubicación en el eje vertical (elevación, eje Z), pero estas últimas no son comúnmente utilizadas.

Cada sistema de coordenadas tiene un nombre, código y parámetros que lo definen. Estas características son necesarias para transformar entre distintos sistemas con la mayor precisión posible y así desplegar correctamente en un mismo mapa las ubicaciones de datos con coordenadas de sistemas distintos. El identificador para cada distinto sistema de coordenadas se conoce como el CRS (del inglés Coordinate Reference System) y sin este no se ubicarían correctamente nuestros datos. Cuando se necesita conocer el CRS de un conjunto de datos se recomienda utilizar el sitio http://epsg.io, en este se encuentra la información y parámetros de la mayoría de los sistemas de coordenadas cartográficas utilizados en el mundo.

¿Coordenadas proyectadas o no proyectadas?

Cuando utilizamos conjuntos de datos que poseen coordenadas cartográficas, llegaremos a notar que muchos de estos tienen coordenadas con unidades distintas: unas coordenadas pueden estar en grados – minutos – segundos, otras en números positivos y negativos con muchos decimales o inclusive en metros o pies. La razón de estas diferencias es la problemática que existe cuando tratamos de representar en una superficie plana la superficie de la Tierra.

La Tierra es una esfera (o técnicamente, un elipsoide – achatada en los polos) por lo que si queremos representarla en una superficie plana como un mapa o una pantalla de computadora, tendremos distintos problemas relacionados a distorsiones de los elementos que se quieren mostrar. Un ejemplo de este problema de transformación de superficies distintas es cuando vemos en un mapa del mundo que el tamaño de Groenlandia es similar al de todo el continente Africano (como antiguamente en Google Maps) y en realidad el área de Groenlandia es unas 14 veces menor a la de toda África.

Para el abordaje de este problema existen distintos sistemas de coordenadas, y un cartógrafo, dependiendo de la situación y objetivos del mapa a realizar, decidirá escoger entre sistemas de coordenadas que muestren fielmente, por ejemplo, la forma de los elementos del mapa. En otros casos, el cartógrafo preferirá que las proporciones de las áreas de estos elementos se acerquen más a los reales (comprometiendo la forma de estos). Normalmente si el mapa que estamos haciendo es de un área muy pequeña, no deberíamos de preocuparnos por estas distorsiones, pero si es de un continente o del planeta sí deben de tenerse en cuenta.

Cuando las coordenadas se dan como ángulos (grados-minutos-segundos o grados-minutos y decimales o grados con decimales) se le llaman coordenadas no proyectadas (algunos inclusive las llaman coordenadas geográficas) y se les dice así porque estos valores se dan por el ángulo que se produce en el centro de la tierra entre la ubicación del dato y un punto de referencia (Meridiano de Greenwich o el paralelo del Ecuador). En este caso las coordenadas se dan en pares Lat Long, siendo la latitud la coordenada en el eje Y, con valor positivo si está al norte del ecuador y negativo si está al sur. La longitud es en el eje X y posee valores negativos que representan ubicaciones al oeste del Meridiano de Greenwich y positivos al este.

En caso de que las coordenadas se den en unidades de distancia (metros, pies, etc.) se les llaman coordenadas proyectadas, ya que para generar estos valores hubo que proyectar la superficie del planeta en una superficie plana. Aunque existen muchos sistemas de proyección, el más utilizado es el UTM (Universal Transverse Mercator), el mismo que antiguamente utilizaba Google Maps.

Afortunadamente la mayoría de herramientas para trabajar con datos geográficos, tanto los programas de sistemas de información geográfica (QGIS, ArcGIS, gvSIG), análisis de datos (R/Python) como para visualización en web (D3, Leaflet), manejan muchos sistemas de coordenadas.

Para quienes deseen conocer más sobre el tema, un video educativo de Vox muestra de manera sencilla las tecnicalidades que envuelven el problema de representar la superficie de la Tierra en una superficie plana:

Jason Davies tiene una excelente animación en D3 de los distintas proyecciones y cómo cambia la forma y tamaño de los distintos componentes del mapa de acuerdo al sistema de coordenadas utilizado: https://www.jasondavies.com/maps/transition/

Tips para trabajar con coordenadas

Cada país cuenta con un sistema de coordenadas oficial y algunos tienen varios (¡en Costa Rica, un país diminuto, tenemos 3 sistemas de coordenadas que en algún momento fueron oficiales!); por consiguiente, saber en cuál sistema están las coordenadas del conjunto de datos a veces puede ser una labor compleja. Aún así se pueden dar varios tips:

• Si los datos tienen coordenadas no proyectadas (valores en ángulos: grados-minutos-segundos, grados con decimales, grados-minutos con decimales) lo más probable es que estén en el sistema de coordenadas WGS84 (CRS EPSG:4326), este también es el sistema de coordenadas que utilizan nativamente los dispositivos de navegación por satélite (GPS).
• Si los datos vienen de un sistema catastral nacional, las coordenadas posiblemente sean proyectadas y estén en el sistema de coordenadas oficial del país. En caso de no conocer el CRS, pueden buscarlo con el nombre del país en el enlace que se dio anteriormente.
• Si se están tomando los datos de mapas impresos, normalmente la información del sistema de coordenadas se da en la parte inferior del mismo.

Por Guillermo Durán

Ingeniero forestal y geógrafo, fellow en cambio climático por la Iniciativa Latinoamericana por los Datos Abiertos y Escuela de Datos. Tiene experiencia en el uso de diferentes tecnologías, como programación en R, PostgreSQL, ArcGIS y QGIS. Su trabajo en biogeografía lo ha llevado a diseñar áreas protegidas en Panamá, georeferenciar los datos de los museos de Historial Natural o trabajar en las distribuciones de ciertas especies en futuros climáticos usando Machine Learning. Guillermo estudió ingeniería forestal en Instituto Tecnológico de Costa Rica y luego obtuvo una maestría en Geografía en la Universidad Estatal de San Francisco, California. Ha colaborado con el Centro de Investigaciones Geofísicas de la Universidad de Costa Rica con el análisis y visualización de modelos climáticos.