O PROGRAMA

 Marcelo Taylor de Lima, 1º de agosto de 2020

  O Programa TOPGRU é um programa de código para Windows, que calcula a posição de estações topográficas de cavernas em coordenadas cartesianas, reduzindo os dados de campo à posição da estação na caverna. Calcula também as coordenadas das visadas esquerda e direita, de vante e de ré e a altura dos tetos das cavernas sobre as estações base e visada. Tem saídas em forma de arquivos texto, modelos CAD 3D em formato DXF, modelos KML 3D, arquivos de entrada de dados do programa COMPASS e blocos de dados de entrada do programa Therion, neste caso transformando as leituras de vante e ré e alturas dos tetos das cavernas (“LRUD”) em radiações (“splays”).

DOWNLOAD

Para fazer o download do código fonte, instruções e exemplos clique aqui ou clique no botão direito do mouse e clique em Salvar arquivo como... Uma fez feito o download do arquivo TOPGRU_2020_1_5.zip, escolha o diretório de sua preferência e extraia todos os arquivos, incluindo subdiretórios, e siga as instruções contidas no Manual de Instruções que acompanha o pacote. O programa é acompanhado de diversos exemplos para facilitar seu entendimento.

O arquivo executável do programa e dois outros arquivos necessários à execução do programa podem ser baixados clicando aqui

No entanto, alguns antivírus e o próprio “firewall” do Windows podem criar restrições a esse download. Caso não consiga baixar o arquivo executável, será necessário instalar o compilador FTN95 da Silverfrost. Siga as instruções de instalação (instale a versão 64 bits, mais rápida) e depois no Explorador de Arquivos do Windows clique em TOPGRU_2020_1_5.FOR, no diretório onde você instalou o código fonte. O programa PLATO deve iniciar-se clique em Ctrl + F5 (ou clique em “Start Run” na aba “Build”). Após compilar o programa, use um dos exemplos encaminhados com o pacote principal para executar o TOPGRU. Só é necessário executar esse procedimento uma vez. Após isso o programa pode ser acessado diretamente do Explorador de Arquivos do Windows e ser criado atalho na Área de Trabalho, ou onde o usuário preferir.

O QUE FAZ O TOPGRU

• Lê dados de campo digitados em um arquivo ASCII (normalmente arquivos do tipo arquivo.TXT, como mostrado no Bloco de Notas) e reduz esses dados a coordenadas cartesianas da estação topográfica na posição desejada, geralmente sobre o chão da gruta. Os exemplos que acompanham o programa incluem planilhas de cálculo de Excel (arquivo.xlsx) e OpenDocument (arquivo.ODS), que podem ser utilizadas como modelos para a introdução e a manipulação dos dados de entrada.
• Os dados de entrada permitem a introdução de linhas fora da ordem de conexão entre as estações, permite linhas de contravisada (gera uma nova estação para verificação do erro) , de poligonais fechadas (“loops” - gera uma nova estação para verificação de erros) e de visadas de inclinação até a estação (geralmente quando o clinômetro está sobre tripé) ou de inclinação até um alvo de mesma altura (normalmente outro espeleólogo de aproximadamente mesma estatura). O formato de leitura arquivo.SPE permite ainda o cálculo da altura das estações visadas a partir de leituras de clinômetro desde a estação base, como era feito anteriormente ao aparecimento das trenas a laser. Esse módulo também permite a introdução dos ângulos da bússola em forma de quadrantes (eg. N35W), em vez de azimute (eg. 325^o).
• Reproduz em arquivos texto os dados originais e o resultado desses cálculos (arquivo.RES), as coordenadas de cada estação isoladamente (arquivo.COO) e as coordenadas das estações base e visada segundo a planilha ou caderneta de campo (arquivo.PLO). As coordenadas da a altura do teto da gruta também constam dessas saídas. A execução do programa apresenta ainda alguns alertas que podem indicar a existência de enganos (“blunders”) na introdução dos dados.
• Cria modelo CAD 3D (arquivo_3D.DXF) das estações, seu nome, sua altitude, linhas de visada, linhas de leitura direita e esquerda e linhas de altura do teto com sua altura e altitude, com a inserção de camadas que permitem visão de topo (em planta), em perfil projetado frontal (de sul para norte), em perfil projetado lateral (de leste para oeste) e em visão isométrica de sudeste para noroeste e de nordeste para sudoeste. Essa saída está pensada para aqueles que desejam elaborar suas plantas baixas e perfis projetados a partir de croquis feitos em papel.
• Cria modelo CAD 2D (arquivo_2D.DXF) para o desenho de plantas baixas, similar ao 3D, mas onde todas as elevações são desconsideradas e tratadas como pertencente ao plano “0”.
• Cria modelo KML 3D (arquivo.KML) das estações, seu nome, sua altitude, linhas de visada, linhas de leitura direita e esquerda e linhas de altura do teto com sua altura e altitude. Embora a altitude das estações esteja inserida em cada ponto e linha, todos os elementos vão com a opção de “presa ao solo”, para permitir sua visualização direta no Google Earth, ou similar.
• Cria um bloco de dados de levantamento (“survey”) para uso no programa THERION (arquivo.th), onde além de coordenadas cartesianas são criadas radiações (“splays”) das leituras esquerda e direita, de vante e de ré, e de altura do teto para cada linha de entrada da planilha ou caderneta de campo.
• Embora não tenha sido testada, essa mesma saída em tese pode ser utilizada como entrada para o programa SURVEX, desde que substituído o caractere ‘-‘ por ‘..’ nas linhas de radiações. Neste caso, iguale as leituras direitas e esquerdas a 0.00, pois o SURVEX as entende como as bissetrizes dos ângulos entre duas “pernas” do caminhamento topográfico.
• Cria um arquivo de entradas de dados no programa COMPASS (arquivo_LRUD.DAT), no formato LRUD (leituras direita, esquerda, acima e abaixo). Nesse formato, as leituras de ré serão ignoradas e somente serão consideradas as leituras de vante.
• Cria um arquivo de entradas de dados no programa COMPASS (arquivo_SPLAYS.DAT), no formato SPLAYS, onde além de coordenadas polares com distância e inclinação recalculadas, são criadas radiações (“splays”) das leituras esquerda e direita, de vante e de ré, e de altura do teto para cada linha de entrada da planilha ou caderneta de campo.

O QUE NÃO FAZ O TOPGRU

• Não desenha nada de contornos e outras feições das grutas. Todos os desenhos devem ser feitos em programas externos com a base fornecida pelas saídas do TOPGRU.
• Não corrige o fechamento de estações de contravisada. Uma nova estação é criada (exceto nas saídas THERION e COMPASS, onde o nome da estação é mantido) para que se verifique se o erro é aceitável.
• Não calcula nem redistribui as coordenadas das estações. Uma nova estação é criada (exceto nas saídas THERION e COMPASS, onde o nome da estação é mantido) para que se verifique se o erro é aceitável. Esses fechamentos podem ser calculados por outros softwares, como THERION, SURVEX e COMPASS, entre outros.

PARA QUEM PODE SER UTIL O TOPGRU

• Para aqueles que fazem o levantamento, ou tem dados antigos que desejam renovar, com visadas à estação no chão da galeria. Essa visada dá uma maior precisão vertical especialmente no caso de clinômetros sobre tripé. Os outros programas que conheço não conseguem lidar com essa variável. Mas o TOPGRU pode ser usado também por aqueles que fazem visadas na altura do outro espeleólogo e ter o benefício de saídas conjuntas para THERION E COMPASS.

Exemplo de visada na estação ao chão da galeria

Exemplo de visada a outro espeleólogo

• Para aqueles que para um maior detalhamento da forma das paredes da gruta, fazem medição de leituras esquerda e direita tanto de vante quanto de ré. Alguns programas só permitem isso no caso de executar-se a contravisada.

Exemplo de plotagem em KML de linha de visadas com leituras direita e esquerda de vante e ré

• Para aqueles que desejam utilizar um programa simples de usar, com saídas de todos os elementos de visada em CAD e em KML.

Exemplo de plotagem em CAD, vista isométrica desde SW

• Para usuários do THERION, que podem converter suas leituras (“LRUD”) em radiações (“splays”) facilitando assim o desenho dos croquis feitos em papel, além das possibilidades já mencionadas nos outros itens.

Detalhe de planta do THERION, com leitura convertidas em radiações.

Exemplo de perfil estendido do THERION com leituras convertidas em radiações.

• Para usuários do COMPASS que usam visadas no chão da estação.

Exemplo de perfil projetado em COMPASS, com dados processados pelo TOPGRU

PARA QUEM O TOPGRU NÃO DEVERÁ SER ÚTIL

• Para aqueles que mapeiam com Disto X ou similar e utilizando softwares como o TOPODROID ou o POCKETOPO para realizar os desenhos de planta e perfil. Sugiro ir direto para o THERION, SURVEX, COMPASS e outros.,
• Para aqueles que não fazem visadas ao chão, ou leituras de vante e ré, nem desejam converter suas leituras em radiações. Provavelmente outros softwares poderão oferecer opções mais interessantes, a não ser que queiram processar os dados em mais de um programa.

SOBRE O CÓDIGO

O código do TOPGRU foi escrito em FORTRAN 77 porque quando começou a ser escrito, era a principal linguagem científica (ver o Item “A História do Topgru”). Quando fui fazer as modificações mais recentes, preferi mantê-las na mesma linguagem e estilo, até mesmo para dar um toque nostálgico ao programa. Assim, quem tiver interesse em programação, poderá ver como se fazia antigamente.

O TOPGRU é um programa de código aberto e, tendo em vista que programei seu núcleo quando ainda era estudante e membro da SEE e que a metodologia de mapeamento feita nessas últimas décadas pelos meus sucessores se encaixa no estilo do TOPGRU. Assim, entendo que o programa deve ficar hospedado e mantido aqui, no site da SEE.

Todas as sub-rotinas utilizadas são de minha autoria, exceto a GEOUTM, que é de distribuição livre do “U.S. Geological Survey”. O programa foi compilado com o FTN95, da Silverfrost. de uso pessoal grátis e algumas das suas sub-rotinas foram utilizadas para facilitar a interface com o usuário. Ao executá-lo, há uma mensagem de uns 7 segundos informando esse fato.

Lembrem-se que um bom mapa é o começo da proteção de qualquer gruta. Afinal, só se pode proteger o que se conhece!

Marcelo Taylor de Lima, 1º de agosto de 2020.

Sócio Ex-aluno da Sociedade Excursionista e Espeleológica

Desde 1937 estudando grutas.

Mantendo a “head-lamp” acesa.