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Resumiendo mucho lo visto hasta ahora, un datum, asigna a cada punto sobre el Geoide un par de coordenadas angulares único y un sistema de proyección adjudica a cada uno de estos pares de coordenadas angulares un par de coordenadas cartesianas para su representación en un plano. El siguiente problema que debe resolverse en cartografía es como representar, sobre este plano, la variedad de fenómenos que tienen lugar sobre la superficie terrestre.
De modo general pueden distinguirse tres tipos de fenómenos:
El primer problema que se plantea cuando se pretende representar los diferentes fenómenos que aparecen sobre la superficie terrestre es la reducción del espacio de trabajo que supone un mapa. Se trata de representar algo que abarca una superficie relativamente amplia sobre una hoja de papel. La relación matemática entre las dimensiones del espacio representado y las dimensiones de su representación sobre el mapa es la escala del mismo que se calcula como el índice entre una distancia sobre el mapa y su equivalente en la realidad. Por ejemplo una escala de 1/50000 implica que cada centímetro en el mapa corresponde a 50.000cm = 0.5Km en la realidad. Puesto que la escala es una división, cuanto mayor sea el denominador menor es la escala y viceversa12.
Salvo en mapas de muy alta escala (1:1000 y superior), que generalmente son planos y no mapas, resulta imposible la representación exacta de entidades. En realidad las entidades puntuales o lineales son muchas veces polígonos (un pozo es un círculo y una carretera tiene anchura) pero generalmente pueden y deben representarse como puntos o lineas debido a la escala del mapa. Por ejemplo un camino de tres metros de ancho debería tener, en un mapa a escala 1:50000, una anchura de 0.06 milímetros lo que resulta imposible de representar. Por tanto el proceso de representación en un mapa implica una generalización, es decir la pérdida de detalles no significativos, e incluso la simbolización o iconificación de entidades como figuras geométricas, para conseguir transmitir la información sobre el espacio sin saturar al usuario del mapa.
La escala impone por tanto un tamaño mínimo que debe tener un objeto para ser representado, este tamaño mínimo es de alrededor de 0.15 mm sobre el mapa. Por tanto para determinar el tamaño mínimo del objeto en unidades del terreno basta con aplicar una regla de tres, por ejemplo en un mapa a escala 1 : 50000:
1 mm ---- 50000 mmm 0.15 mm ---- X X=50000 x 0.15 = 7500 mm = 7.5 m
Además en muchos casos, la representación de determinadas entidades en el mapa como puntos o como polígonos va a depender más de la escala del mapa que de la propia natualeza de la entidad representada. Por ejemplo un pozo es un polígono pero casi siempre se representará como un punto, lo mismo ocurre con una ciudad si la escala es pequeña.
A cada entidad espacial se puede asociar diversas variables (binomiales, cualitativas, ordinales o cuantitativas). Por ejemplo, a una carretera se puede asociar su anchura, categoría o flujo de vehículos; a un municipio población, renta, etc.; a un pozo la cantidad de agua extraída al año, el nivel del agua o su composición. Normalmente al representar una entidad se representará también alguna de las variables asociadas a ella.
El conjunto de ciencias involucradas en la producción de mapas (Geodesia, Cartografía, Geografía, Geología, Ecología, etc.) han desarrollado un amplio conjunto de técnicas para cartografiar los hechos de la superficie terrestre.
En catografía, suele distinguirse entre mapas topográficos, considerados de propósito general, y mapas temáticos (geológicos, vegetación, etc.) que reflejan un sólo aspecto de la realidad. Los mapas, especialmente los topográficos (figura 15), tratan de reflejar el máximo número de elementos potencialmente interesantes para el usuario, evitando llegar a confundirle por exceso de información. Una de las estrategias empleadas para ello es eliminar parte de la información (por ejemplo una curva de nivel que cruza una población) confiando en que la capacidad de nuestro cerebro para reconstruir objetos a partir de información parcial. Esta estrategia se denomina generalización.
De este modo un mapa deja en ocasiones de ser un modelo de la superficie terrestre para ser una representación visual que incluye información variada y no totalmente estructurada.