O PROGRAMA TOPOGRU: VERSÃO 2024
Marcelo Taylor de Lima, dezembro de 2024
Após 3 anos sem atualizações, temos o orgulho em apresentar a nova versão do programa, que une inovações significativas alinhadas à simplicidade característica da interface. Sem dúvida nenhuma, a principal novidade é a incorporação de um módulo opcional de cálculo de fechamento de poligonais, uma ferramenta que foi extensivamente testada em situações reais e demonstrou alta eficiência. Este módulo utiliza a sub-rotina “ADJUST”, que também permite a inclusão de mais de um ponto fixo GNSS, popularmente conhecido como “Pontos GPS”.
A sub-rotina “ADJUST”, ligeiramente modificada para a versão atual, foi originalmente desenvolvida por Bob Thrun como parte do código do aplicativo “C-Map” e baseia-se no método de Schmidt e Shelleng, descrito no “Bulletin of the NSS” (v. 32, n° 3, julho de 1970, pp. 51-58). Bob Thrun tornou o código como de uso livre antes do seu lamentável falecimento e nos foi gentilmente disponibilizada por William Storage. No lançamento desta nova versão, fica aqui registrada nossa homenagem a Bob Thrun, que nos brindou com essa tão eficiente e elegantemente escrita sub-rotina.
TOPGRU, uma Ferramenta Educacional e Precisa
Após quatro anos de uso intensivo, o TOPGRU consolidou-se como uma ferramenta educacional eficiente, com uma curva de aprendizagem rápida. Os usuários podem dominá-lo em pouco tempo, especialmente pela interface totalmente em português, desenvolvida para atender o público brasileiro. Apesar da simplicidade de uso, o programa mantém alto rigor técnico, sendo ideal para mapeamentos espeleotopográficos detalhados.
O aplicativo foi projetado para aqueles que preferem métodos clássicos, com anotação de dados topográficos e desenhos em papel. Essa abordagem, além de reduzir o tempo de aprendizado, é mais adequada para ambientes subterrâneos volumosos, de grande desenvolvimento ou que trazem outra limitação ao uso de aplicativos em smartphones e tablets. Para atender a esse rigor técnico, o TOPGRU permite leituras laterais de vante e de ré em todas as visadas, assim como a determinação precisa da cota das estações topográficas e do teto da gruta sobre essas estações.
Estratégias para Usabilidade Simplificada
Interface Reduzida a Direta: O programa oferece as funcionalidades essenciais, evitando Distrações por opções que podem ser ajustadas em softwares de vetorização, facilitando o uso imediato.
Exemplificando: se o usuário deseja uma cor diferente na linha de trena ou uma fonte diferente nos nomes das estações, não se pode alterar no TOPGRU, pois são facilmente alteráveis nos aplicativos de vetorização.
Saídas Automáticas: Sempre que executado, o TOPGRU gera os arquivos de saída predefinidos, eliminando a necessidade de seleção por parte do usuário. Assim, ao executá-lo, o usuário encontra facilmente o arquivo desejado.mO arquivo desejado será obtido invariavelmente, e os demais, podem ser ignorados.
Dados de Entrada em Planilhas o Editores de Texto: Utiliza-se ferramentas já familiares, como planilhas de cálculo e editor de texto simples.
Caso o usuário seja iniciante e precise aprimorar o aprendizado, este certamente será útil em outras áreas informáticas de seus trabalhos.
Perspectivas para 2025
O desenvolvimento do TOPGRU foi retomado neste ano de 2024 e o Grupo TOPGRU, com vários componentes novos, já está trabalhando intensamente na versão 2025, cuja meta de lançamento é que ocorra antes do Congresso Internacional de Espeleologia, em Belo Horizonte. A próxima versão trará avanços que extrapolam a metodologia clássica de mapeamento. Trata-se da capacidade de processar arquivos dos instrumentos BRIC 4 e 5, já instalada na versão 2024 de forma não documentada, permitindo a realização de medições pós-processadas em múltiplas radiações, como para Planta Baixa, Perfis Retificados, Cortes ou quaisquer tipos de medidas que se deseje, sendo a espeleotopografia feita como se fosse uma topografia com Estação Total. Dessa forma, sem aumento significativo no tempo de campo, temos um processamento mais rápido que no modo convencional, que que não será mais necessário digitar dados de Distância, Inclinação e Azimute.
Alguns usuários de outros países já nos pediram que ao menos tenha uma versão em inglês, mas não é realmente o público para qual foi pensado. No entanto, quem sabe para a versão 2025?
Àqueles que tenham interesse em participar do Grupo TOPGRU, as portas seguem abertas, bastam nos contactar.
O PROGRAMA
O Aplicativo TOPGRU é um programa livre (freeware) de código aberto para Windows, que foi escrito originalmente entre 1985 e 1986 pela Sociedade Excursionista e Espeleológica (SEE), por Marcelo Taylor de Lima, tendo sido complementado desde 2017. Desde 2020, o programa foi tornado de domínio público e, desde então, recebeu contribuições adicionais na versão 2021_1 pelo Grupo TOPGRU e, agora, na versão 2024_1, pelo autor original.
Mais novidades da versão 2024_1 são:
Capacidade Expandida: Agora é possível processar até 50.000 estações e radiações, um grande aumento em relação ao limite anterior de 5.000;
Ajustes em Formatos de Saída: Formatos de equivalentes (*.see, *.eef e *.plg) adaptados para Norte Verdadeiro, facilitando a junção de levantamentos realizados em períodos com diferentes declinações magnéticas;
Melhorias na saída KML: Recalculo de azimutes, distância inclinada e inclinação e alteração da pasta “Leituras” para “Laterais”;
- Redução do tamanho dos triedros nos arquivos DXF;
- Correção de bugs na saída Therion;
- Inserido flag "S" (“splays”) nos arquivos gerados para COMPASS.
Sobre o TOPGRU
O TOPGRU é desenvolvido para converter dados topográficos de campo em coordenadas cartesianas, adaptáveis a diversos formatos e softwares. O programa também calcula as coordenadas das visadas laterais (esquerda e direita, de vante e de ré e a altura dos tetos) das cavernas em relação às estações base e visada. As saídas são geradas em formatos de arquivos texto, modelos CAD 3D em formato DXF, modelos KML 3D, facilitando a visualização em programas como AutoCAD e Google Earth.
Além disso, o TOPGRU é compatível com outros programas amplamente utilizados. Ele permite a importação de arquivos de entrada de dados do programa COMPASS e blocos de dados de entrada do programa Therion, podem ser utilizados -neste caso, transformando as leituras de vante e ré e alturas dos tetos das cavernas (“LRUD”) em radiações (“splays”)-.
DOWNLOAD
Código Fonte: Para fazer o download do código fonte, bem como das instruções e exemplos, clique aqui (ou utilize o botão direito do mouse e escolha a opção “Salvar arquivo como...”
Arquivos Executáveis para exemplos: O arquivo executável do programa, juntamente com outros dois outros arquivos necessários para sua execução podem ser baixados clicando aqui.
Uma fez feito o download do arquivo TOPGRU_2024.zip, escolha o diretório (a pasta no computador onde deseja armazenar os arquivos) de sua preferência e extraia todos os arquivos, incluindo subdiretórios (pastas dentro de outras pastas). Siga as instruções contidas no Manual de Instruções que acompanha o pacote. O programa é enviado acompanhado de diversos exemplos para facilitar seu entendimento e uso correto da ferramenta.
Após instalar o programa, recomenda-se utilizar um dos exemplos encaminhados com o pacote principal para executar o TOPGRU. Após isso, o programa pode ser acessado diretamente pelo Explorador de Arquivos do Windows e, caso deseje, você pode criar atalhos na area de Trabalho, ou em outro local de sua preferência.
O QUE FAZ O TOPGRU
Leitura e Processamento de Dados:
O programa lê dados de campo digitados em um arquivo ASCII (arquivos do tipo simples, geralmente com extensão arquivo.TXT, como os cridos no Bloco de Notas) e reduz essas informações a coordenadas cartesianas das estações topográficas na posição desejada, geralmente posicionadas no chão da gruta. Os dados de entrada podem ser manipulados em planilhas nos formatos Excel (arquivo.xlsx) e OpenDocument (arquivo.ODS), que acompanham a instalação do programa como modelos.
Suporte a Diferentes Tipos de Visadas:
Os dados de entrada permitem a introdução de linhas fora da ordem de conexão entre as estações, permitindo linhas de contravisada (geram uma nova estação para verificação do erro); poligonais fechadas (“loops”, gera uma nova estação para verificação de erros ou fecha as poligonais, conforme o usuário decidir); 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).
Saídas de Dados:
Texto: 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 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.
CAD: Cria modelo CAD 2D e 3D (arquivo_2D.DXF e 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 seus mapas e perfis projetados a partir de croquis feitos em papel.
KML: 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.
THERION: 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.
SURVEX: 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.
COMPASS: Cria um arquivo de entradas de dados no programa COMPASS, formato LRUD. Nesse formato, as leituras de ré serão ignoradas e somente serão consideradas as leituras de vante. Cria outro arquivo de entradas de dados no programa COMPASS, com radiações (splays). Nesse formato, serão mantidas as leituras de vante (LRUD) e serão criadas radiações para todas as leituras e alturas de teto.
O QUE NÃO FAZ O TOPGRU
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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.
PARA QUEM PODE SER UTIL O TOPGRU
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Para aqueles que fazem o levantamento de dados topográficos, ou têm dados antigos que desejam renovar, com visadas à estação no chão da galeria. Essa visada garante 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.
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 radiaçãoes (“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
- Caso você realize mapeamento com equipamentos como Disto X, utilize softwares como o TOPODROID ou o POCKETOPO para os desenhos de planta e perfil, é possível que os dados já possam ser integrados diretamente em programas como THERION, SURVEX, COMPASS, entre outros.
SOBRE O CÓDIGO: DESENVOLVIMENTO E LEGADO
O código do TOPGRU foi escrito originalmente em FORTRAN 77, programa que reflete as tradições científicas da época (ver o documento “A História do Topgru”, no pacote de dowload). Quando fui fazer as modificações mais recentes, preferi mantê-lo 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, entendo que o programa deve ficar hospedado e mantido aqui.
Todas as sub-rotinas utilizadas são de minha autoria, exceto a GEOUTM, que é de distribuição livre do “U.S. Geological Survey” e a ADJUST de Bob Thrun. 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, 12 de dezembro de 2024
Sócio Veterano da Sociedade Excursionista e Espeleológica
Desde 1937 estudando grutas e mantendo a “head-lamp” acesa
