por Tracy V. Wilson - traduzido por HowStuffWorks Brasil
Introdução
É fácil pensar nos mapas como um conjunto de orientações visuais. Se você estiver tentando chegar ao topo do Monte Everest
ou à nova casa de um amigo, um mapa pode ajudar a encontrar o caminho. Mas, os mapas podem fazer mais do que ajudar a calcular onde você está e para onde está indo. Eles são representações de informações que podem descrever quase tudo a respeito do mundo.
Se você quisesse ter uma idéia de quais raças de cães são mais populares em diferentes regiões, poderia passar dias olhando listas e tabelas. Ou poderia olhar um mapa e ter compreensão imediata da mesma informação. Estudar as características físicas, importações, exportações e densidade populacional de diferentes países levaria anos se você contasse com as descrições de um livro. Mas, com um mapa todos os números, padrões e correlações estão bem à sua frente. Como explica Ian Turner, cartógrafo sênior da GeoNova, "um mapa é um tipo de linguagem. Ele é uma linguagem gráfica. Apresenta informação de maneira muito fácil de entender".
 Mapa dos fusos horários mundiais. Veja mais imagens de mapas (em inglês) |
É trabalho do elaborador de mapas, ou cartógrafo, colocar todas essas informação em um formato que as pessoas possam entender e com o qual possam aprender. O que exatamente uma pessoa pode aprender depende do tipo de mapa. A maioria dos mapas começa com um contorno de um local, como uma porção de terra ou uma massa de água. E depois, fornecem informações sobre os atributos do local. Mapas diferentes incorporam atributos diferentes. Por exemplo:
- mapas físicos ilustram formas terrestres como montanhas, desertos e lagos. Com um mapa físico, você pode ter uma idéia básica da aparência do todo ou de parte do planeta e quais são suas características físicas. Os mapas físicos normalmente mostram diferenças de elevação por meio dematizes hipsométricos ou variações de cores. Mapas topográficos, por outro lado, ilustram a forma e elevação da terra usando linhas de contorno;
- mapas políticos exibem informações culturais sobre países, suas fronteiras e suas principais cidades. A maioria dos mapas políticos também inclui algumas características físicas, como oceanos, rios e grandes lagos. Você pode examinar mapas políticos do mundo em nosso atlas interativo (em inglês);
- mapas temáticos acrescentam informações sobre um tema ou assunto específico. Exemplos de temas comuns são densidade populacional, uso da terra, recursos naturais, produto interno bruto (PIB) e clima. Os mapas temáticos também podem apresentar informações extremamente especializadas como a disponibilidade de acesso à Internet em diferentes partes do mundo.
Agradecemos a Ian Turner, cartógrafo sênior da GeoNova, por sua ajuda com este artigo.
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Convenções comuns ajudam os cartógrafos a apresentar todas essas informações de modo que façam sentido. Vamos examiná-las mais detalhadamente na próxima seção.
O HowStuffWorks agora apresenta milhares de mapas do mundo, inclusive regionais, topográficos e metropolitanos. Consulte nosso Canal de mapas (em inglês) interativo.
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Convenções cartográficas
Embora possam incorporar diversos conjuntos de dados, os mapas normalmente seguem várias convençõesbásicas que ajudam as pessoas a compreendê-los imediatamente. Turner explica que "[uma convenção] usada em cartografia de mapas políticos, na maior parte dos mapas, [é] que a água é azul. As pessoas podem se confundir quando você tenta usar uma cor diferente para representar algo como água". Além disso, em mapas físicos, massas de terra normalmente são castanhas ou marrons e a vegetação é verde. Imagem cedida por USGS Um mapa convencional do mundo |
Os mapas representam seu assunto a partir de cima e usam linhas e cores para diferenciar as regiões. Os mapas políticos tendem a usar símbolos e tamanhos de tipos similares para indicar fronteiras, cidades e outros limites. Em muitos, mas não em todos os mapas, o norte está acima - outros mapas freqüentemente incluem uma seta para indicar direções. A maioria dos mapas possui uma legenda explicando seus símbolos e muitos têm uma escala mencionando a relação entre o tamanho do mapa e o tamanho do mundo real, como 2,5 cm para 160 km. Alguns mapas expressam a escala como uma proporção, como 1:25.000.
Usando graus, minutos e segundos, os meridianos medem a que distância um local está a leste ou oeste do Meridiano principal. Os paralelos medem a que distância um local está ao norte ou ao sul do equador.
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A maior parte dos mapas inclui também algum tipo de sistema de coordenadas para ajudar as pessoas a encontrar locais específicos. Em um mapa das ruas de uma cidade, isso pode ser uma grade simples designada com letras e números. Mapas maiores normalmente usam linhas imaginárias conhecidas comolongitude e latitude. Em um globo, essas linhas são espaçadas ordenada e uniformemente. Todas as linhas de longitude, ou meridianos, correm em sentido norte-sul e têm o mesmo comprimento. As linhas de latitude, ou paralelos, correm todas para leste e oeste e ficam menores conforme se afastam do equador.
 Os meridianos são numerados de 0 a 180 graus leste e oeste. Os paralelos vão de leste para oeste e são numerados de 0 a 90 graus norte e sul. |
Os mapas, por outro lado, podem desproporcionar os paralelos e meridianos. Isto porque a Terra tem aproximadamente o formato de uma abóbora, e fazer um pedaço plano de papel parecer exatamente com a superfície de uma abóbora não é fácil. É possível ter uma idéia das dificuldades envolvidas fazendo um desenho em um balão inflado. Depois, estique o balão vazio até ficar plano. Você ainda pode imaginar a aparência da figura original, mas os tamanhos e as formas estão todos desproporcionados.
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Você pode tornar o desenho no balão vazio um pouco mais preciso cortando-o em pedaços para que o balão se pareça com gomos usados para fazer globos esféricos a partir de papel. Infelizmente, a série de segmentos pontudos resultante ainda não se parece muito com o desenho original. As partes adjacentes não tocam umas nas outras e você tem que imaginar com que se pareceriam sem as lacunas.
 Imagem cedida por USGS As constelações de Gêmeos, Câncer e Leão ilustradas em dois conjuntos de gomos a partir de um globo celeste de 1615 |
Para evitar as ineficiências do papel, os cartógrafos usam uma variedade de projeções de mapas. Vamos explorá-las na próxima seção.
Projeções de mapas
Mesmo que sejam fáceis de dobrar e carregar, nem os mapas muito distorcidos nem os gomos globais desmontados têm muita utilidade prática. Por essa razão os cartógrafos desenvolveram várias projeções de mapas ou métodos para traduzir uma esfera em uma superfície plana. Nenhuma projeção é perfeita - todas elas até certo ponto esticam, rasgam ou comprimem as características da Terra. Entretanto, projeções diferentes distorcem qualidades diferentes do mapa. "Todos os mapas têm certo grau de imprecisão", Turner explica. "Estamos pegando uma Terra redonda e projetando-a sobre uma superfície bidimensional - sobre um pedaço de papel ou uma tela de computador - então haverá alguma distorção". Felizmente, a variedade de projeções disponíveis torna possível para um cartógrafo escolher uma que preserve a exatidão de certas características enquanto distorce outras menos importantes. Imagem cedida por National Atlas Projeção cilíndrica de mapa |
Criar uma projeção de mapa muitas vezes é um processo altamente matemático no qual um computador usa algoritmos para traduzir pontos sobre uma esfera em pontos sobre um plano. Mas você pode pensar nisso como copiar as características de um globo para uma forma curva que você pode cortar aberta e estender plana - um cilindro ou um cone. Essas formas são tangentes, ou tocando a Terra em um ponto ou ao longo de uma linha, ou são secantes em relação à Terra, cortando através dela ao longo de uma ou mais linhas. É possível projetar porções da Terra diretamente sobre um plano tangente ou secante.
Imagem cedida por National Atlas Projeção cônica de mapa |
As projeções tendem a ser mais precisas ao longo do ponto ou linha em que tocam o planeta. Cada forma pode tocar ou cortar a Terra em algum ponto a partir de algum ângulo, alterando dramaticamente a área mais precisa e a forma do mapa final.
 Imagem cedida por National Atlas Projeção planar |
Algumas projeções também usam cortes, ou interrupções, para minimizar distorções específicas. Ao contrário do que ocorre com gomos de um globo, essas interrupções são posicionadas estrategicamente para agrupar partes relacionadas do mapa. Por exemplo, uma projeção homolosina de Goode usa quatro interrupções diferentes que cortam oceanos, mas deixam intocadas as massas de terra principais.
 Imagem usada sob a Licença de Documentação Livre GNU Uma projeção de Goode da Terra |
Projeções diferentes têm pontos fortes e pontos fracos diferentes. Em geral, cada projeção pode preservar algumas, mas não todas, as qualidades originais do mapa, como:
- área: mapas que mostram massas de terra ou água com as áreas corretas umas em relação às outras são mapas de área igual. Preservar a área correta pode distorcer significativamente as formas das massas de terra, especialmente para vistas do mundo inteiro;
- formas: na projeção pseudocônica de Robinson, os continentes são formados corretamente e aparentam ser do tamanho correto - eles parecem "certos". No entanto, as distâncias e direções estão incorretas. Ela é uma boa ferramenta para estudar a aparência do mundo, mas não para navegação ou medição de distâncias;
- distâncias: mapas que mantêm distâncias corretas entre pontos específicos ou ao longo de linhas específicas são mapas eqüidistantes;
- direções: muitos mapas náuticos possuem rumos retos, ou linhas que interceptam todos os paralelos ou meridianos a partir do mesmo ângulo. Isso significa que, em qualquer ponto do mapa, as posições de compasso estão corretas.
Você pode aprender mais sobre as projeções específicas dos mapas e seus pontos fortes e deficiências nos seguintes sites: NASA (em inglês), National Atlas of the United States (em inglês) e U.S. Geological Survey (em inglês).
Escolher a projeção correta é somente uma parte da criação de um mapa bem sucedido. Outra é encontrar os dados certos. Na próxima seção veremos de onde vêm as informações para os mapas.
Técnicas de elaboração de mapas
 Imagem cedida por Dreamstime Instrumentos como este permitem que agrimensores, geólogos e cartógrafos façam medições precisas no campo. |
Alguns dos mapas atuais também contam com medições físicas tomadas por pessoas. Os agrimensores usam instrumentos para tomar medidas precisas de terra e água, bem como das posições de recursos construídos pelo homem. Essa informação é vital para mapas topográficos precisos. De forma semelhante, os mapas geológicos também confiam nos estudos de campo dos geólogos. Instrumentos aperfeiçoados, inclusive receptores GPS e coletores eletrônicos de dados tornaram essa pesquisa de campo progressivamente mais precisa. Os pesquisadores podem também estudar documentos e registros de vendas e entrevistar residentes locais para determinar os nomes corretos das localidades para áreas não mapeadas anteriormente.
Mapa da China. Consulte mais mapas interativos em nosso Canal de mapas (em inglês). Você pode ver também mapas da Índia (em inglês) e do Japão (em inglês).
A tecnologia atual também possibilita aos cartógrafos fazer mapas detalhados de lugares em que eles nunca estiveram. O campo do sensoriamento remoto, ou fotografia aérea e por satélite, deu aos cartógrafos uma vasta quantidade de informações novas sobre a Terra. O sensoriamento remoto não é particularmente novo - a primeira utilização de fotografia aérea para elaboração de mapas ocorreu em 1858. Entretanto, seu uso na elaboração de mapas não se disseminou até após a Segunda Guerra Mundial, quando os cartógrafos começaram a usar fotografias de reconhecimento como dados para mapas.
 Imagem cedida pela NASA Mapa da China baseado em satélite |
Na maior parte do tempo, converter imagens aéreas e de satélite em mapas requer a habilidade de um cartógrafo humano. Os cartógrafos podem medir as características de uma imagem em intervalos regulares ou podem traçar contornos completos. Esses dois métodos são conhecidos como codificação por rastreio evetorial, e ambas podem ser demoradas. Os programas de computador podem ajudar no processo e alguns podem até reconhecer diferenças em fotografias antigas e novas. Isso pode conseqüentemente automatizar o processo de atualização de dados de mapas. Na próxima seção vamos dar uma olhada nos mapas temáticos.
Mapas temáticos
Os cartógrafos e computadores também podem usar a paralaxe, ou a diferença de ângulo entre duas imagens do mesmo objeto, para medir altitudes. O processo é semelhante à maneira que os seus olhos percebem a profundidade. Ele permite aos cartógrafos usar imagens de sensoriamento remoto para criar mapas físicos e topográficos.
 Imagem cedida pelo CIA World Factbook Mapa físico representando os principais aspectos terrestres do mundo |
Para os mapas temáticos, a forma do mundo é só o começo. Ao elaborar um mapa temático, os cartógrafos têm que encontrar fontes de informações precisas e atualizadas para uma série de fenômenos sociais e ambientais. "Usamos uma variedade de fontes para melhor generalizar a característica que desejamos mostrar", diz Turner. "Por exemplo, para um mapa de densidade populacional, a cada 10 anos há um censo nos EUA. Os dados do novo censo serão disponibilizados para o público e estaremos aptos a receber essas novas informações e fazer novos mapas a partir delas".
Mapa temático do Monte Ranier. Consulte outros mapas interativos em nosso Canal de mapas (em inglês). Você pode também ver mapas do Parque nacional Crater Lake (em inglês) e do Parque nacional Yellowstone(em inglês).
Os cartógrafos também precisam determinar qual fonte de informações é a mais atual, precisa e completa. Turner explica, "se estamos fazendo um mapa estadual da Virginia, poderíamos receber informações do estado em um período, desenvolvidas em uma ocasião. Poderíamos receber informações de uma cidade ou comarca, desenvolvidas em outra ocasião, e parte da graça do meu trabalho é interpretar [que fonte] é correta".
A maioria dos mapas temáticos contém uma citação explicando de onde veio a informação. Algumas fontes comuns são:
- a Organização Mundial de Saúde (OMS);
- os Centros de Controles de Doenças (CCD);
- o CIA World Factbook (em inglês);
- Banco Mundial;
- as Organização das Nações Unidas (ONU) e as Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO).
Juntamente com dados a respeito da forma e do tamanho do planeta, muitas dessas informações temáticas são armazenadas em bancos de dados. O trabalho do cartógrafo é combinar as informações dos vários bancos de dados e mapas existentes para criar um mapa novo e compreensível. Na próxima seção veremos como isso acontece.
Às vezes pode ser difícil dizer exatamente como uma projeção de mapa distorce a forma das características da Terra. Uma ferramenta para examinar distorções é a indicatriz de Tissot, uma série de pequenos círculos idênticos desenhados em um globo. Em uma projeção, é possível ver como o tamanho e a forma dos círculos se altera, o que corresponde ao tipo e direção da distorção.
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O processo de elaboração de mapas
Os humanos vêm fazendo mapas há milhares de anos. Os babilônios gravaram mapas em placas de argila já em 2.300 a.C. [Fonte: Britannica]. Algumas pinturas antigas também podem ser exemplos de mapas, mas os arqueólogos e antropólogos discordam se os artistas pretenderam fazer um mapa ou pintar uma imagem. Todavia, os mapas existem há longo tempo e durante a maior parte desse tempo as pessoas os desenharam e pintaram à mão.
Mapa dos oceanos do mundo. Consulte mais mapas interativos em nosso Canal de mapas (em inglês). Você também pode ver mapas do Oceano Índico (em inglês) e do Oceano Ártico (em inglês)
Os mapas desenhados a mão se tornaram mais precisos conforme as pessoas faziam novas descobertas em matemática e geografia. Estimativas precisas do diâmetro da Terra ajudaram os cartógrafos a representar as massas de terra e oceanos nas proporções corretas. Isso foi verdade principalmente depois que os cartógrafos começaram a mapear os hemisférios oriental e ocidental ao mesmo tempo. Nos séculos 17 e 18, os avanços na fabricação de relógios tornaram possível para os viajantes determinar sua longitude com precisão, facilitando a obtenção de medidas precisas para mapas.
 Imagem cedida pela Biblioteca do Congresso Mapa mundi de autoria de Henricus Hondius, originalmente publicado em 1633 |
Mesmo que os avanços tecnológicos tenham facilitado obter dados precisos para mapas, criar um bom mapa ainda exigia a habilidade de um artista. Um elaborador de mapas tinha que ser capaz de desenhar ou pintar todas as características do mapa de maneira que fossem precisas, legíveis e atrativas. O mesmo vale para hoje. Computadores e sistemas de informação geográfica (GIS) automatizaram muitas tarefas de cartografia, mas os melhores mapas ainda provêm das mãos de cartógrafos habilidosos.
Ao fazer um mapa um cartógrafo tem que considerar vários fatores, tais como:
- a finalidade do mapa: isso irá determinar quais dados o cartógrafo necessita coletar. Isso afetará também a aparência do mapa. Por exemplo, um mapa em grande escala que irá ficar pendurado em uma parede terá significativamente mais detalhes que um mapa em pequena escala que fará parte de um atlas de mesa;
- o público a que se destina: "uma das considerações mais importantes que um cartógrafo tem que fazer" diz Ian Turner, "é o público ao qual um mapa se destina". Um mapa para um jovem estudante do ensino fundamental geralmente é muito mais simples, tem menos caracteres tipográficos, menos cores [e] é muito mais fácil de ler que um mapa para um estudante mais velho ou um adulto".
Mapas online
Mapas destinados a visualização online têm também requisitos diferentes daqueles destinados a serem visualizados em papel. Turner explica:
se você estiver desenvolvendo um mapa especificamente para a Internet, em geral as fontes têm que ser maiores, para que você possa ler o texto na tela. Você tem menos opções de cores porque nem todas as cores serão reproduzidas corretamente se alguém tentar imprimir o mapa. Desse modo, devido às limitações de cores e devido às limitações no tamanho do tipo, comparado com um mapa impresso ele geralmente tem que ser muito mais simples. Em geral você desenvolve um mapa que se ajustará a uma tela de computador comum, para que o usuário não tenha que garimpar para interpretar as informações.
Você pode consultar alguns mapas interativos no Canal de mapas (em inglês) do HowStuffWorks.
Mapa topográfico do Iraque. Consulte mais mapas interativos em nosso Canal de mapas (em inglês). Você também pode ver mapas de Chipre (em inglês) e da Síria (em inglês).
Com tudo isso em mente, o cartógrafo tem que coletar dados e imaginar como usar elementos visuais par apresentar em um mapa. Isso requer mais do que simplesmente delinear com precisão continentes e massas de água. O cartógrafo tem que usar cores, linhas, símbolos e texto para ter certeza que o leitor pode interpretar o mapa corretamente. Esses elementos visuais ajudam a esclarecer quais partes do mapa são importantes, bem como quais partes estão em primeiro plano e quais estão em segundo plano. Freqüentemente o cartógrafo pode usar um GIS para examinar várias versões do mesmo mapa, para determinar qual delas funcionará melhor.
Mesmo com a ajuda de um GIS, criar um mapa com êxito requer que um cartógrafo tenha uma porção de conhecimento especializado. Muitos cartógrafos são formados em cartografia ou em assuntos relacionados, como geografia, agrimensura ou matemática. Devido à crescente prevalência e complexidade de sistemas de informação geográfica, os cartógrafos também necessitam ser hábeis no uso de computadores. Além disso, muitos cartógrafos também estão interessados em campos que fazem uso de grande quantidade de mapas. Turner diz, "para mim é clima e política. Para outros pode ser idiomas; para outros pode ser geologia. Para alguns pode ser história, seja história americana ou história mundial".
Em 1852, Francis Guthrie descobriu que era impossível colorir um mapa de todos os condados da Inglaterra usando somente quatro cores. Ele teorizou que era impossível usar apenas quatro cores para colorir qualquer mapa. Isso se tornou conhecido como oteorema das quatro cores. Vários matemáticos propuseram demonstrações para o teorema, inclusive uma que requer o uso de um computador para ser concluída.
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Aperfeiçoamentos em técnicas cartográficas e em sistemas de informações geográficas possibilitaram às pessoas a obtenção de mapas especializados com muita rapidez. Esse é um grande progresso ocorrido ao longo dos últimos trinta anos. Anteriormente, obter um mapa especializado de alta qualidade seria desafiador, especialmente em cima da hora. O próximo desafio é ter os mapas à disposição do público mais rápido. "Normalmente", declara Turner, "o tempo de retardo entre um mapa ser desenvolvido e estar disponível para o público em cópia impressa ou na web é de três a seis meses e penso que essa é uma área em que as pessoas esperam aperfeiçoamento".
Felizmente, muito da tecnologia necessária para coletar dados e convertê-los rapidamente em um mapa já existe. No futuro, as pessoas poderão acessar e fazer download de mapas novos, atualizados, em tempo real. Isso poderia também influenciar a precisão de sistemas de rumos online e de navegação por GPS com direção em tempo real.
Para saber mais sobre mapas, cartografia, geografia e assuntos relacionados consulte a página Mais informações. Veja mais figuras de mapas na próxima página.
Figuras de mapas
Aqui estão alguns exemplos das informações que os mapas podem exibir. Consulte mais mapas interativos em nosso Canal de mapas (em inglês). GeoNova Publishing, Inc. Este mapa mostra a porcentagem da população com idade inferior a 14 anos  GeoNova Publishing, Inc. Mapa mostrando as regiões globais de terremotos e os limites das placas  GeoNova Publishing, Inc. Este mapa de expectativa de vida mostra a expectativa de vida mais alta prevista para o ano 2025  GeoNova Publishing, Inc. Este mapa sobre comunicações por celular representa os assinantes de telefone celular em cada 100 pessoas  GeoNova Publishing, Inc. Mapa mostrando a taxa de desmatamento anual em cada continente  GeoNova Publishing, Inc. Este mapa representa o número de receptores de televisão em cada 100 pessoas |
Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/mapa.htm/
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