3.1 Il processo cartografico

Oggi, le mappe possono essere prodotte facilmente attraverso una vasta gamma di strumenti online da chiunque abbia accesso a Internet. Le mappe utilizzate nella maggior parte delle attività (dalla pianificazione urbana, attraverso l’esplorazione geologica o la gestione ambientale, alla pianificazione dei viaggi e alla navigazione), tuttavia, sono ancora tipicamente prodotte da professionisti con competenze nella cartografia o nei fenomeni che vengono rappresentati sulle mappe. Il campo accademico e professionale che si concentra sulla cartografia è chiamato “cartografia”. La cartografia è stata definita dalla International Cartographic Association come “la disciplina che si occupa della concezione, produzione, diffusione e studio delle mappe”. Un’utile concettualizzazione della cartografia è come un processo che collega i creatori di mappe, gli utenti delle mappe, l’ambiente mappato e la mappa stessa. Una caratterizzazione di questo processo è rappresentata nella figura 3.4 qui sotto.

Il processo cartografico come descritto nel paragrafo seguente.

Figura 3.4: Il processo cartografico.
Credito: Jennifer M. Smith, © The Pennsylvania State University; ridisegnato dopo la diapositiva fornita da Barbara Buttenfield, University of Colorado, Department of Geography.

Il processo cartografico è un ciclo che inizia con un ambiente reale o immaginario. Mentre i cartografi raccolgono dati dall’ambiente (attraverso la tecnologia e/o il telerilevamento), usano la loro percezione per individuare i modelli e successivamente preparano i dati per la creazione della mappa (cioè, pensano ai dati e ai loro modelli e a come visualizzarli al meglio su una mappa). In seguito, il cartografo usa i dati e cerca di rappresentarli visivamente su una mappa (codifica), applicando la generalizzazione, la simbolizzazione e i metodi di produzione che (si spera) porteranno a una rappresentazione che può essere interpretata dall’utente della mappa nel modo in cui il cartografo intendeva (il suo scopo). Successivamente, l’utente della mappa legge, analizza e interpreta la mappa decodificando i simboli e riconoscendo i modelli. Infine, gli utenti prendono decisioni e agiscono sulla base di ciò che trovano nella mappa. Attraverso la fornitura di un punto di vista sul mondo, le mappe influenzano il nostro comportamento spaziale e le nostre preferenze spaziali e modellano il nostro modo di vedere l’ambiente.

Nel processo cartografico delineato sopra, la componente fondamentale nella generazione di una mappa per rappresentare l’ambiente è essa stessa un processo – il processo di astrazione della mappa. Questo è l’argomento che discuteremo in seguito.

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3.1.1 Astrazione della mappa

È diventato possibile mappare il mondo sulla testa di uno spillo, o anche uno spazio più piccolo, come mostrato qui: Art of Science: World on the Head of a Pin, ma la maggior parte dei dettagli viene tralasciata. Anche per ottenere una mappa del mondo a misura di schermo sul vostro computer, l’astrazione della mappa è fondamentale per rappresentare le entità in modo leggibile. Il processo di astrazione delle mappe comprende almeno cinque fasi principali (interdipendenti): (a) selezione, (b) classificazione, (c) semplificazione, (d) esagerazione, e (e) simbolizzazione (Muehrcke e Muehrcke, 1992).

3.1.1.1 Selezione

In base allo scopo di una mappa, i cartografi (creatori di mappe) scelgono quali informazioni includere e quali tralasciare. Come Phillip Muehrcke (professore emerito di geografia dell’Università del Wisconsin) dettaglia, il cartografo deve rispondere a quattro domande: Dove? Quando? Cosa? Perché? Come esempio (Figura 3.5), un cartografo può creare una mappa di San Diego (dove) che mostri i modelli di traffico attuali (quando) (cosa) in modo che un’ambulanza possa prendere il percorso più veloce per un’emergenza (perché).

Screenshot of San Diego Real-Time Traffic Application. Mostra le velocità attuali su ogni strada

Figura 3.5: Schermata dell’applicazione San Diego Real-Time Traffic; per provare la mappa, vedi: Dot.ca.gov San Diego Map.
Credit: © California Department of Transportation. Public domain.

La mappa in Figura 3.5 mostra come un cartografo ha selezionato specifiche autostrade da includere insieme a poche altre caratteristiche; queste altre caratteristiche includono una rappresentazione molto generalizzata del terreno, alcuni fiumi e laghi principali, e un’indicazione dell’area inclusa in ciascuna delle diverse comunità (in colori pastello). L’obiettivo è quello di aiutare gli automobilisti a scegliere percorsi efficienti raffigurando le autostrade e se il traffico si sta muovendo velocemente (verde) o è in stallo (rosso). Altre informazioni sono tenute al minimo e messe visivamente in secondo piano; queste informazioni extra sono incluse per fornire un contesto per l’obiettivo primario (le autostrade e il traffico su di esse).

3.1.1.2 Classificazione

La classificazione è il raggruppamento delle cose in categorie, o classi. Raggruppando gli attributi in poche classi distinguibili, possono emergere nuovi modelli visivi nei dati e la mappa diventa più leggibile. Nell’esempio sopra, le autostrade sono classificate in quelle senza rilevatori di traffico (in grigio) e quelle con rilevatori di traffico (a colori) e inoltre, all’interno di queste ultime, in condizioni di viaggio lente (rosso), intermedie (giallo) e veloci (verde). Ci sono molti tipi di classificazione dei dati usati sulle mappe; ci concentreremo specificamente sulla classificazione dei dati numerici delle mappe in modo più dettagliato più avanti nel capitolo. Come anteprima di alcune delle cose che i lettori di mappe devono considerare sulla classificazione, l’esempio qui sotto mostra un set di dati per il tasso di cancro alla prostata per contea in Pennsylvania mappato usando un diverso numero di classi. Come potete vedere, emergono diversi modelli a seconda di quante classi il cartografo sceglie di visualizzare. Bisogna essere critici quando si guardano le mappe, perché cambiare la classificazione della mappa può cambiare ciò che sembra essere vero. In How to Lie With Maps, Mark Monmonier discute come i cartografi mentono intenzionalmente e non intenzionalmente attraverso tecniche come la classificazione delle mappe, tra le altre.

Tasso di cancro alla prostata nelle mappe PA. La mappa a destra con 5 classi è molto più specifica

Figura 3.6: Tasso di incidenza del cancro alla prostata per 100.000 persone per contea in Pennsylvania, visualizzato utilizzando tre classi (sinistra) e cinque classi (destra).
Credito: Jennifer M. Smith, © The Pennsylvania State University; ridisegnato dopo PA Cancer Atlas dal Penn State University GeoVISTA Center.

3.1.1.3 Semplificazione

I cartografi hanno anche bisogno di semplificare le caratteristiche di una mappa al di là dei compiti di selezione del tipo di caratteristica e di classificazione delle caratteristiche per rendere una mappa più comprensibile. Questo include la scelta di cancellare, smussare, tipizzare e aggregare entità all’interno dei tipi di feature. Nel processo di eliminazione delle entità, immaginate di creare una mappa delle città degli Stati Uniti. Come illustrato nella figura 3.7, tentare di includere ogni città degli Stati Uniti renderebbe la mappa illeggibile. I cartografi devono eliminare, per esempio, le città al di sotto di una certa popolazione (come fatto nella mappa a destra) per servire meglio lo scopo della mappa. In questo caso, se lo scopo era quello di mostrare le città più popolose, una soglia di popolazione fissa produce un risultato molto appropriato. Se, invece, lo scopo fosse quello di mostrare le città più importanti della regione, allora una soglia di popolazione arbitraria non funzionerebbe poiché, per esempio, Salt Lake City è importante per lo Utah tanto quanto Phoenix lo è per l’Arizona.

Semplificazione delle città negli Stati Uniti occidentali. La mappa di destra ha solo 6 città mentre quella di sinistra ne ha molte di più

Figura 3.7: Semplificazione delle città degli Stati Uniti occidentali eliminando le città con popolazione inferiore a 500.000.
Credito: Jennifer M. Smith, © The Pennsylvania State University; Dati da U.S.G.S. per le città e i confini statali dall’U.S. Census Bureau.

La lisciatura è l’atto di eliminare gli elementi non necessari nella geometria delle caratteristiche, come i dettagli superflui del litorale di una nazione che possono essere visti solo ad una scala regionale più grande e ingrandita. La tipizzazione raffigura solo i componenti più tipici della caratteristica mappata. La mappa di visibilità qui sopra è un buon esempio di tipizzazione in cui la forma geografica reale dei confini di stato è sostituita da quella che potrebbe essere considerata una caricatura che mantiene solo gli aspetti chiave della forma di ogni stato. Andando oltre i processi di semplificazione che agiscono su una caratteristica alla volta, l’aggregazione combina più caratteristiche in una sola. Immaginate un fiume composto da numerosi corsi d’acqua serpeggianti su larga scala (cioè, ingrandito), ma quando ci si sposta su una scala più piccola (cioè, ingrandendo), i corsi d’acqua vengono fusi in un unico fiume più grande poiché diventa impossibile mantenere il dettaglio. Se visiti Google Maps e ingrandisci Harrisburg, Pennsylvania, troverai il fiume Susquehanna che scorre nel mezzo della capitale. Quando ingrandisci a una scala più piccola, vedrai i vari corsi d’acqua più piccoli del Susquehanna iniziare a collassare in una singola linea blu mentre i dettagli del fiume si aggregano.

Prova questo: Practice Simplification in MapShaper

Lo scopo di questa attività pratica è di mostrare un esempio visivo di semplificazione e smussamento delle caratteristiche geografiche nell’applicazione online MapShaper.

  1. Vai al sito MapShaper all’indirizzo MapShaper.org.
  2. Scegli uno dei loro layer di esempio (World Countries o Provinces of Thailand) e seleziona OK.
  3. Scegliete un metodo di semplificazione a vostra scelta, e usate il cursore in fondo alla pagina per aumentare il livello di semplificazione delle caratteristiche mappate.

Ti incoraggio a sperimentare con i vari metodi e impostazioni per vedere come la semplificazione elimina gli elementi non necessari man mano che ti muovi attraverso le diverse scale della mappa.

3.1.1.4 Esagerazione

L’esagerazione deliberata delle caratteristiche della mappa viene spesso eseguita per permettere la visualizzazione di alcune caratteristiche. Per esempio, su una mappa autostradale cartacea standard della Pennsylvania (il tipo pieghevole che potresti avere nel vano portaoggetti della tua auto, quindi circa 3 piedi di larghezza quando non è piegata), le autostrade interstatali sono stampate a circa 0,035 pollici di larghezza. Sembra piuttosto piccolo, vero? Ma se la larghezza della strada stampata rispetto alla larghezza della mappa fosse uguale alla larghezza dell’autostrada reale rispetto alla larghezza della Pennsylvania, significherebbe che l’interstatale era larga quasi 2000 piedi! Questo è un tipico caso di esagerazione per creare un’astrazione utile al viaggio.

3.1.1.5 Simbolizzazione

Nel processo finale di creazione di una mappa, il cartografo simbolizza le caratteristiche selezionate su una mappa. Queste caratteristiche possono essere simbolizzate in modi visivamente realistici, come un fiume rappresentato da una linea blu sinuosa. Ma molte rappresentazioni sono molto più astratte, come un cerchio o una stella che rappresenta una città. I simboli delle mappe sono costruiti da “variabili grafiche” più primitive, gli elementi che compongono i simboli. Sotto, forniamo una breve panoramica di queste variabili grafiche di base; poi ci concentriamo su come il colore in particolare è usato (o dovrebbe essere usato).

3.1.1.5.1 Variabili grafiche

Data la grande varietà di mappe che esistono, potrebbe essere sorprendente imparare che l’aspetto visivo di tutte le mappe inizia da un insieme molto piccolo di primitive di visualizzazione da cui tutte le variazioni possono essere costruite. Chiamiamo queste primitive variabili grafiche perché ognuna rappresenta una caratteristica “grafica” (visibile) di un simbolo della mappa che può essere “variata”. Mentre diversi cartografi hanno identificato un insieme leggermente diverso di primitive, la maggior parte concorda sul fatto che ci sono da qualche parte tra 7 e 12 di esse da cui può essere costruita tutta la simbolizzazione delle mappe. Le primitive più comunemente citate che possono essere variate per i simboli delle mappe sono: posizione, dimensione, forma, orientamento, texture, e tre componenti del colore – tonalità di colore (rosso, verde, blu, ecc.), luminosità del colore (quanto chiaro o scuro è il colore), saturazione del colore (quanto pura è la tonalità del colore). Per convenzione, ognuna di queste “variabili grafiche” è usata per rappresentare particolari categorie di variazione dei dati.

Esempi comuni di variabili grafiche come discusso sopra

Figura 3.8: Esempi di variabili grafiche comuni.
Credit: Jennifer M. Smith, © The Pennsylvania State University.

3.1.1.5.2 Schemi di colore

Come si può vedere sopra, tre delle variabili grafiche sono componenti del colore. Il colore è particolarmente importante per la simbolizzazione delle mappe oggi, dato che molte mappe sono viste online dove il colore è sempre disponibile e quasi sempre usato. Mentre la maggior parte delle mappe che vedrete usano il colore per rappresentare i dati (così come in modi estetici), molte mappe non usano il colore nei modi più logici in relazione ai dati rappresentati. Le mappe ben progettate usano variazioni nelle tre variabili di colore in modi che riflettono i tipi di variazioni nei dati sottostanti che rappresentano. Di seguito, forniamo alcune semplici linee guida che vi permetteranno di riconoscere le mappe che usano il colore in modo logico e illogico. Per aiutare i cartografi (e altri) a selezionare buoni colori per le mappe, la dottoressa Cynthia Brewer e il dottor Mark Harrower hanno sviluppato Color Brewer (ColorBrewer2.org), un’applicazione web progettata per aiutare gli utenti a scegliere i colori in base al tipo di dati, al numero di classi di dati, e alla modalità di presentazione della mappa (cioè, stampa, fotocopia). Gli schemi di colore sono stati testati con utenti che hanno carenze di colore (circa l’8% della popolazione; la difficoltà di distinguere il rosso dal verde è la più comune). La web app permette agli utenti di interagire con un modello di mappa cambiando i colori, lo sfondo, i bordi e il terreno. Ci sono tre forme principali di schema di colori tra cui un utente può scegliere: sequenziale, divergente e categorico. Ognuno è appropriato per specifici tipi di dati, come dettagliato di seguito.

Gli schemi di colore sequenziali dovrebbero essere impiegati quando i dati sono disposti da un valore basso a uno alto (per esempio, i dati per il reddito medio annuale per contea in Pennsylvania). Questo schema sequenziale allinea i colori dal chiaro (che rappresenta i valori bassi dei dati) allo scuro (che rappresenta i valori alti dei dati) in una sequenza graduale. Gli schemi sequenziali possono basarsi solo sulla luminosità del colore come mostrato sotto (Figura 3.9) a sinistra o possono aggiungere alcune variazioni di tonalità di colore per migliorare le differenze nelle categorie, mantenendo il chiaro ordine visivo come mostrato a destra. Come esempio, la Figura 3.10 usa uno schema sequenziale di 4 classi viola per rappresentare l’influenza aviaria, con un focus sull’Eurasia.

Screenshot di schemi sequenziali di colore.

Figura 3.9: Screenshot di uno schema di colori sequenziali a singola tonalità per 5 classi (sinistra) e uno schema di colori sequenziali a più tonalità per 5 classi (destra).
Credit: http://colorbrewer2.org, usato con permesso.

Influenza aviaria altamente patogena negli esseri umani con schema di colori sequenziale per mostrare l'impatto. Alto impatto in Cina, basso in Nigeria

Figura 3.10: Casi segnalati di H5N1 (influenza aviaria) per paese dal 1 gennaio 2003 al 31 dicembre 2008.
Credit: Created by Paulo Rapolo.

Schemi di colore divergenti evidenziano un importante valore medio o critico dei dati ordinati, così come i valori massimi e minimi dei dati. Due tonalità scure contrastanti convergono in luminosità di colore al valore critico. Questo è lo schema usato per la mappa del cambiamento della popolazione nella figura 3.3 in cui il punto critico di divisione è il cambiamento zero.

Screenshot di uno schema di colori divergenti per 5 classi. Blu, Azzurro, Giallo, Arancione, Rosso

Figura 3.11: Schermata di uno schema di colori divergente per 5 classi.
Credit: http://colorbrewer2.org, usato con permesso.

A differenza dei dati ordinati menzionati negli schemi di colori precedenti, gli schemi di colori qualitativi sono usati per presentare dati categorici, o dati appartenenti a diverse categorie. Tonalità diverse separano visivamente ciascuna delle diverse classi o categorie. La mappa in Figura 3.13 impiega uno schema di colori qualitativo di tre diversi colori (rosso, blu, verde) per rappresentare diverse categorie (rispettivamente coca, pop e soda).

Screenshot di uno schema di colori qualitativo per 5 classi. Arancione, Viola, Verde, Blu, Rosso

Figura 3.12: Screenshot di uno schema qualitativo di colori per 5 classi.
Credit: http://colorbrewer2.org, usato con il permesso.

Termine popolare (coke, pop, o soda) a maggioranza per ciascuno degli stati contigui. Il Nord usa Pop, il Sud usa Coke e le coste usano Sode

Figura 3.13: Termine popolare (coca, pop, o soda) per maggioranza per ciascuno degli stati contigui.
Credit: Jennifer M. Smith, © The Pennsylvania State University; Dati da www.popvssoda.com.

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