Tomáš Bohanes (Česká speleologická společnost, Landesverein für Höhlenkunde in Wien und Niederösterreich) 

 

Úvod

        V eSpeleu 1/2020 byl publikován výborný přehledový článek Michala „Cimbála“ Hejny o současných mapova-cích aplikacích, využitelných při mapování jeskyní. Tento článek je nesmírně přínosný, protože nabízí českému jeskyňáři, mnohdy neznalému cizích řečí natolik, aby si mohl projít zahraniční diskusní fóra, možnost udělat si názor sám, kterou z mnoha dostupných aplikací pro svou kartografickou práci vybrat. Od dob, kdy jediným řešením pro „bezpapírovou“ speleokartografii (paperless cave surveying dle Beata Heeba) byla aplikace pro windowsovský tablet (PDA) PocketTopo, se spektrum možností značně rozrostlo a není úplně jednoduché všechny mezi sebou porovnat a rozhodnout se pro tu pravou aplikaci.

          Přes svou nespornou hodnotu je ale třeba konstatovat, že zmíněný Cimbálův článek působí trošku jako vytržený z kontextu; jako vyjmutý svazek stránek z knihy, obsahující jednu kapitolu jinak obsáhlého románu. To není pochopitelně chyba autora, ten prostě chtěl nabídnout uvedený přehled, a to se mu nesporně povedlo. Na druhou stranu, méně informovaný speleolog může po přečtení článku získat dojem, že nedrtí-li svá měřičská data do svého tabletu vise na laně nad hlubokou propastí, je bezpochyby sto let za opicemi a už se pomalu nemůže ani bez ostudy ukázat ve své oblíbené jeskyňářské hospůdce. A je jedno, zda tato stojí v Ostrově nebo v Srbsku či případně jinde, abych se nedotkl nějaké další krasové oblasti. Tak tomu ovšem zdaleka není a navíc ještě z výše uvedeného nevyplývá, co se s naměřenými daty, více či méně bezpečně uloženými na paměťové kartě v tabletu, stane následně po vylezení z jeskyně. Když to malinko přeženu, ještě nikde není řečeno, že při vytváření definitivní mapy nevytáhne speleokartograf přece jenom pravítko, úhloměr, tuš a pero a nezačne malovat mapu zcela postaru.

         Takže, asi nebude od věci si udělat malý exkurz do současného stavu speleokartografie na počátku 21. století a představit si možnosti, které při tvorbě mapy „naší“ jeskyně v současné době máme. Tento článek není a nechce být nějakým encyklopedickým přehledem a nenabídne rovněž kompletní seznam všech možností. Autorovým úmyslem je spíše přinést jistý „filozofický“ pohled na současnou speleokartografii a případně i trochu materiálu k další diskusi, mnohdy možná i trochu kontroverzního.

Měřičské práce v jeskyni

         Zásadní změnou při pořizování měřičských dat v jeskyni se stalo zavedení modifikovaného laserového dálko-měru Leica Disto verze Disto X1 švýcarským jeskyňářem Beatem Heebem. Ten byl poprvé představen na 4. evropském speleologickém kongresu ve francouzském Lans-en-Vercors v roce 2008. Modifikace firemního laserového dálkoměru přidáním Heebem vyvinutého čipu umožnila stisknutím tlačítka přístroje změřit najednou nejen vzdálenost a sklon, ale také azimut. Tyto údaje mohou být navíc přes Bluetooth přímo přenášeny do spárovaného elektronického zařízení, kde za pomoci některého z programů, popsaných Cimbálem v jeho článku, může kreslič hned kreslit na displeji zařízení mapu prostor. Ale také nemusí, s využitím změřených dat, zobrazených na displeji přístroje Disto, může kreslič rovněž „postaru“ kreslit tuto mapu i do měřičského notesu za pomoci pravítka a úhloměru.

         Toto měření jeskyně pomocí přístroje Disto (v současné době ve verzi X2) přináší bezesporu značnou úsporu času a při správné kalibraci přístroje i přesnost naměřených dat. Ne nadarmo byl přístroj Disto, poté co se dostal do vlastnictví autorovy ZO ČSS 7-09 Estavela, zván důvěrně „Kombajn“. Je to prostě takový kombajn na měření. Na druhou stranu není Disto něco, bez čeho by se nedala mapa jeskyně vytvořit. Postaru s geologickým či závěsným kompasem, sklonoměrem a pásmem to šlo holt taky. Bude-li člověk měřit 20 m dlouhou jeskyňku, asi si kvůli tomu nemusí hned pořizovat Disto X2. A nakonec, některé moderní laserové dálkoměry i dalších firem mají funkci kompasu rovněž zabudovánu, včetně dražších modelů od firmy Leica. Nevýhodou je ovšem v jejich případě nutnost měřit azimut zvlášť po přepnutí režimu přístroje, někdy i dost komplikovaně. Otázkou je rovněž přesnost tohoto měření, nicméně podle autorových zkušeností není tato příliš odlišná od přesnosti geologického kompasu. Takže, využít lze i tyto méně sofistikované přístroje, jakkoliv Disto X2 je jistě lepší, zvlášť máme-li měřit větší jeskyni nebo máme málo času (např na expedici).

         Zde je na místě udělat ještě malou odbočku a zmínit jeden problém přístroje Disto X2. Beat Heeb vyvinul   vlastní čip původně ve verzi X1, který si musel každý uživatel sám zabudovat do zakoupeného laserového dálkoměru Leica Disto A3. Po ukončení výroby tohoto modelu musel Heeb vyvinout stávající model čipu X2 pro nový přístroj, tentokrát pro Leica Disto X310. Přesto i s výrobou tohoto čipu nastaly postupně potíže a v minulých letech přestal být čip dostupný kompletně. Až v roce 2019 vyvinul Oliver Landolt novou verzi čipu, v níž byly nahrazeny některé již nevyráběné komponenty, a od letošního roku je možné od něj (nikoliv již od Beata Heeba) čip k upgradu dálkoměru Leica Disto X310 opět získat (viz https://paperless.bheeb.ch)¹.

 

Obr. 1a a 1b Porovnání vzhledu a obsahu klasicky zpracované mapy a výstupu z programu Therion na příkladu vstupní části jeskyně Stadelalm-Eiskluft, Gesäuse, Štýrsko

Kresličské práce v jeskyni

        Když autor začínal svou kariéru jeskynního kartografa před nějakými 30 lety jakožto samouk na základě studijních materiálů ČSS2,3, neexistovala pochopitelně ještě žádná relevantní digitální speleokartografie. Data, naměřená tehdy geologickým kompasem se sklonoměrem a pásmem byla zanášena do měřické tabulky a k tomu byl kreslen situační plán jeskyně. Ten by měl být kreslen již v měřítku, nicméně často se kreslil jen přibližně, s tím, že skutečné rozměry prostory v měřítku se ukázaly až při vytváření definitivní mapy v měřítku „v kanceláři“, protože se nikomu nechtělo nějak počítat redukované délky. Maximálně byly tyto stanovovány graficky.

         Příchod přístroje Disto X1 přinesl, kromě již uvedeného zrychlení a patrně též zpřesnění měření, možnost „paperless“ speleokartografie s přenesením naměřených dat z Dista přímo do tabletu. Kreslení plánu v měřítku dotykovým perem na displeji s možností zoomování obrazu se jevilo tehdy jako naprostý výkřik techniky a zdálo se, že jinak už nikdo soudný snad ani mapovat nemůže. Bylo možné kreslit i detaily, které zejména v menším měřítku na papíře kreslit nebylo možné, přitom tablet představoval poměrně malé zařízení ve srovnání s měřičskými deskami s papírovými podklady. Pochopitelně, mělo to i své nevýhody, například měřičský zápisník nepotřebuje nabitý akumulátor, rovněž notes, spadlý do propasti, představuje jistě menší problém než zapadlé Disto. Přesto se zdálo, že toto je jediná možná a správná metoda do budoucna.

            V září 2020 se autorovi dostalo té cti účastnit se expedice rakouských jeskyňářů SpeleoAlpin 2020 do pohoří Gesäuse a zde spolupracovat při mapování s některými z nejlepších rakouských speleokartografů. Zde mohl v praxi vidět stále převažující rakouskou praxi měřit sice pomocí Disto X, nicméně pak kreslit plán v měřítku nadále na papír. Jako důvod bylo autorovi uvedeno, kromě jiného, že tužkou na papír lze plán nakreslit přesně tak, jak oni situaci v jeskyni vidí a jak bude potom i definitivní mapa vypadat, což v tabletu přese všechno tak zcela nejde. V tabletu kreslí člověk spíše v symbolech, na papíře lze realitu znázorňovat více „uměleckými“ prostředky (stínováním, konturami atd.). Jde tedy spíše o to, jak má poté i výsledná mapa vypadat, co od ní kartograf očekává. Vlastní následné praktické zkušenosti s tímto způsobem mapování ukázaly, že klasický způsob mapování papírovou metodou, pochopitelně s pomocí laserového dálkoměru, má pořád něco do sebe a nelze jej považovat za překonaný. Každá z obou metod, papírová i bezpapírová, má svoje výhody a nevýhody. A v konečném důsledku, kreslení jeskyně ve visu na laně či s nosem zabořeným do bahnité plazivky není příjemné ať už s papírem či bez papíru.

Kreslení definitivní mapy

              Po návratu z jeskyně máme tedy veškeré podklady, tj. měřičská data v tabulce a plán jeskyně, ať už v digitální podobě v tabletu či PDA nebo na papíře, nakreslený, pokud možno, v měřítku v jeskyni. Definitivní mapu lze pak nakreslit buď klasicky, tj. na papír přiměřené velikosti za pomoci pravítka, úhloměru, pera a tuše nebo digitálně do počítače.

  Obr. 2 Mapa jeskyní Schneekarschacht XLIX a L , Gesäuse, Štýrsko, autor Reinhart Fischer, 2020, zpracovaná kompletně v CorelDraw

 

            Ještě i dnes najdeme výborné speleokartografy, kteří své mapy skutečně klasicky kreslí. Je to skutečné umění, vlastně se nepříliš lišící od opravdové umělecké kresby. Kreslíř se sice pochopitelně drží zásad speleokartografie, používá dohodnuté symboly, aby byla mapa čitelná a srozumitelná i pro jiného uživatele, nicméně může využívat i různá stínování, tečkování a šrafování, která dokážou charakterizovat skutečný vzhled jeskynních prostor lépe než jakékoliv symboly, často skoro tak jako fotografie. I speleotémy, které nejsou zobrazeny symbolem, lze minimálně schematicky zobrazit, při nejmenším na řezu. Ovšem, jak už bylo uvedeno, je takováto mapa do značné míry i uměleckým dílem, v němž se odráží i kreslířův dojem z jeskyně, takže je to tak trošku takový speleoimpresionismus (teoretici umění prominou). Z toho ale i plyne, že takto nakreslit mapu by v podstatě měl ten, kdo v jeskyni opravdu byl a kdo si kreslil měřičské plány (a minimálně se podílel na vyměřování). Teoreticky může sice, na základě dobře zpracované měřičské dokumentace, jeskyni definitivně nakreslit i někdo jiný, ale pak už je to trochu jiná mapa. Ale nakonec i tak, budou-li jednu jeskyni kreslit dva kreslíři nezávisle na sobě, bude výsledek vždy trošku jiný, podobně jako dva malíři nenamalují stejné panoráma totožně.

            Klasicky nakreslená mapa má ovšem tři základní nevýhody. První z nich spočívá v možnosti chyby při kreslení, což při práci s tuší znamená, na rozdíl od kreslení v počítači, začít práci znovu. Ale toto riziko podstupuje i kreslíř – umělec. Co ovšem umělec nezná, je nutnost pozdější modifikace výtvoru. Pokud umělec dokončí kresbu, je tato hotova. Jeskyně může být ale dalším zkoumání pozměněna, nejčastěji dojde k prolongaci jeskyně. Pak to rovněž většinou znamená kreslit znovu. Třetí nevýhoda je spojena s velikostí jeskyně, resp. složitostí systému. U větších jeskyní může klasická papírová mapa představovat, přes přiměřeně zvolené měřítko, arch o délce až 2 m. Takovou mapu je pak bez adekvátně velkého mapového stolu poměrně obtížné si prohlédnout. V počítači lze mapu libovolně zoomovat a tedy podívat se na mapu jak v celku, tak i na detaily, aniž k tomu potřebujeme halu. Navíc nezapomínejme, jak je důležité při klasickém kreslení již na počátku zvolit ono optimální měřítko mapy – pro malé jeskyně 1 : 100 či 1 : 200, pro větší 1 : 500 nebo i více4. Jaké asi měřítko je potřeba pro jeskynní systémy o rozměrech Amatérské jeskyně, Hirlatzhöhle atd.? Záleží na tom, co chceme zobrazit – celý systém, jeskynní patro, několik sousedních chodeb či detail prostor? Každá potřeba změny měřítka (pohled na celek, polodetaily či detaily) znamená tedy znovu kreslit.

          Seznam nevýhod klasického kreslení ukazuje asi dostatečně, že přece jenom výpočetní technika nabízí dostateč-né výhody k tomu, aby člověk o digitální speleokartografii přinejmenším uvažoval. Už i proto, že zpracování v jeskyni nakresleného měřičského plánu jeho digitalizací na skeneru, pokud už tento plán není rovnou digitální, který pak slouží jako podklad ke kreslení definitivní mapy, je zřetelně jednodušší než vykreslování klasicky přenášením do zvoleného měřítka definitivní mapy. Konzervativní speleokartografové argumentovali ovšem donedávna nemožností dostatečného uměleckého ztvárnění jeskyně. Podle nich je v počítači vytvořená mapa jen schématem, obsahujícím obrysy stěn jeskyně a symboly, popisující technicky jeskynní situaci, jehož vypovídací schopnost je ovšem na hony vzdálená možnostem klasické mapy. Tato výhrada neodpovídá ovšem zcela realitě (viz obr.1). Vzásadě je ovšem opravdu důležité již předem uvažovat o tom, jaké výstupy na konci požadujeme a podle toho zvolit metodiku zpracování (tedy určitý konkrétní počítačový program). Každý program (resp. skupina programů) má svá pozitiva i negativa a lze říct, že neexistuje zcela komplexní systém, při jehož využití by člověk jednorázovým vytvořením mapy získal vše najednou.

        Existuje specializovaný jeskyňářský software, jako jsou programy Compass, WinKarst, TopRobot, Walls aj.5, které umožňují zadáním měřičských dat (polygonu a rozměrů chodby v místě měřičského bodu) automaticky generovat plán jeskyně a její 3D model. To je výhodné u obřích systémů, nicméně u menších jeskyní nemají definitivní mapy příliš velkou vypovídací hodnotu. Na druhou stranu je takové zpracování mapy poměrně rychlé a v podstatě stačí jen měřičská data, člověk prakticky nepotřebuje měřičský plán. To může být výhodné u expedičního rychlého měření.

Obr. 3 Mapa jeskyně Raxeishöhle, Rax, Dolní Rakousko, autor Eckart Hermann, 2014, vytvořená kombinovanou technikou klasickým kreslením a po digitalizaci dotvořením mapy v CorelDraw

 

           Další, již klasičtější digitální speleokartografickou metodou je využití nějakého vektorového editoru, tj. kreslicí-ho programu, který umožňuje kreslit pomocí vektorů. Typickými reprezentanty těchto editorů jsou komerční programy CorelDraw a Adobe Illustrator, resp. jejich bezplatná alternativa, open source program Inkscape. Do těchto programů lze na počátku práce importovat do pozadí sken měřičského plánu, pomocí skriptu případně importovat polygon a pak už jen „obtahovat“ stěny a kreslit detaily pomocí čar a značek ^4,6. Hlavní výhodou vektorového editoru oproti jiným grafickým editorům, tzv. bitmapovým (běžně je veřejnosti známý např. Adobe Photoshop), je to, že při práci s vektory pracujeme de facto pouze s definicí vektoru, nikoliv s jednotlivými pixely obrázku. Z toho plyne prakticky neomezená možnost měnit měřítko mapy, aniž utrpí kvalita zobrazení, což je jinak problém každého bitmapového editoru. Přitom vektorové editory umí s bitmapovým obrázkem rovněž pracovat – importovaný podkladový obrázek měřičského plánu není ničím jiným než bitmapou, ovšem tento podkladový obrázek je po dokončení „digitalizace“ pomocí vektorů následně odstraněn. Výstupem z editoru je poté definitivní mapa, doplněná v editoru popisky, legendou a dalšími potřebnými informacemi (obr. 2 ).

         Nevýhodou takového vektorového editoru je nemožnost vytvoření 3D projekce jeskyně, takže pokud ji rovněž chceme, je třeba CorelDraw apod. použít pro vytvoření detailní mapy, ale projekci vytvořit v některém z výše uvedených programů. Výhodou jeskynní mapy vytvořené ve vektorovém editoru je více méně neomezená možnost zoomování a pozdější editace, včetně spojování několika původně samostatně nakreslených map do jedné (např. v případě prolongací jeskyně nebo nalezení propojení s jinou jeskyní). Jednou nakreslená mapa zůstává v počítači a lze ji kdykoliv editovat, jakkoliv to může někdy při komplexnějších úpravách být i náročnější. Za nevýhodu vektorové mapy bývá klasickými speleokartografy udávána i údajná nemožnost onoho „uměleckého ztvárnění“ jeskyně, tj. onoho znázornění jeskyně i pomocí šrafování a tečkování o různé hustotě a velikosti teček, tedy to, čím se vyznačuje klasicky vytvořená mapa. Jak ovšem ukazují práce mnoha rakouských autorů, ani toto tvrzení neodpovídá realitě. Jednak i v CorelDraw lze vektorově a pomocí výplní nakreslit poměrně hodně, jednak, jak už bylo řečeno, vektorové editory dokážou pracovat i s bitmapovým obrázkem. Lze tedy importovat nejen podkladový obrázek, ale například i větší část práce udělat klasicky na papír, výsledné dílo naskenovat a importovat do CorelDraw a zde pak mapu dokončit přidáním popisků, vykreslením polygonu atd., jak ukazují například nádherná díla Eckarta Hermanna (obr. 3). Nevýhodou této metody, kromě větší náročnosti a znalosti příslušných grafických postupů, je jisté omezení možnosti zásadní změny mapového měřítka, jelikož, jak už bylo uvedeno, bitmapový obrázek je z principu na změnu měřítka citlivější než vektorový obrázek.

         Poslední a v zásadě nejmodernější metodou je zpracovat definitivní mapu pomocí programu Therion. Tento slovenský program není třeba v českém prostředí příliš představovat. Je nutné ovšem zdůraznit, že ve srovnání s předchozími programy je vytváření mapy v Therionu více o programování než o kreslení. Pochopitelně, součástí tvorby mapy je rovněž její vykreslení pomocí vektorů a bodů v editoru, který je součástí programového balíku. Toto kreslení je však více „grafickým definováním polohy a tvaru“ než opravdovým kreslením. Rovněž „umělecké ztvárnění“ jeskyně je poněkud složitější a hlavně náročnější (jakkoliv částečně možné, viz obr. 1b) – výstup z Therionu bývá proto obvykle ve srovnání s klasickými jeskynními mapami opravdu „jen“ technickým plánem, založeným na symbolech (obr. 4), u nějž lze individualizovat jen něco^7,8. Co je ovšem důležité Therionu dodat pro toho, kdo s ním dosud neměl tu čest, vytvoření mapy je v něm potřeba opravdu v jeho skriptovacím jazyku naprogramovat. To, že jsme něco v jeho grafickém editoru „nakreslili“ ještě neznamená, že si to i zobrazíme. Teprve definováním toho, co a jak se má zobrazit získáme PDF mapu. Přitom ovšem bohužel není možné si udržet kontrolu nad všemi detaily zobrazení, takže někdy nezbývá, než složitě editovat výstupní PDF soubor. To, co je zdánlivě slabinou programu, totiž nutnost „naprogramování“ mapy, je zároveň jeho síla v případě komplexnějších a větších jeskyní. Pokud vytvoříme v CorelDraw komplexní mapu rozsáhlého systému o více patrech, vytvořit z ní detailní mapu třeba jednoho dílčího bludiště znamená někdy i dost grafické práce s podklady – ani tak ne moc kreslení jako mazání. V Therionu to ale znamená jen přepsání části programového kódu, který definuje, z jaké části podkladů a s jakými parametry se má zobrazit požadovaná část jeskyně. Rovněž můžeme velmi snadno změnit definici zobrazení z mapy celého jeskynního systému o malém měřítku na atlas jeskyně, který ukazuje jednotlivé části systému ve velkém měřítku. Vytvoření atlasu jeskyně v CorelDraw představuje například opravdu hodně práce. Také spojování více map dohromady neznamená žádné kreslení, jen naprogramování toho, co má program pospojovat a jak. A poslední, ovšem zdaleka ne nejmenší výhodou je okamžitá možnost automatického vygenerování 3D modelu jeskyně a jeho zobrazení v programu Loch, který je součástí programového balíku. Máme-li zpracován 3D model terénu, můžeme jeskyni ihned vložit i do masivu.

Obr. 4 Mapa části středního patra Javoříčských jeskyní – Hlinitých jeskyní, autor Radek Svojanovský, 2011–2012, zpracovaná v Therionu

 

Závěrem

         Laskavý čtenář autorovi jistě promine, že se musel prokousat touto záplavou spíše pouze dílčích informací,  které mají za úkol jen ukázat existující možnosti. V žádném případě není účelem článku ukázat jen na jednu z popsaných metod jako na tu pravou a jedinou. Každý speleokartograf si musí vybrat tu svou, která nejlépe odpovídá jeho záměru, estetickému cítění, technickému vybavení a znalostem. Jistě, z výše napsaného je možné usuzovat, že vývoj směřuje více či méně k tvorbě map v počítači, jelikož je s tím spojena řada výhod. Nicméně, smí-li autor citovat již zmíněného Eckarta Hermanna: „V Rakousku jsou využívány nejrůznější přístupy. …A to není podle mého názoru vůbec špatné. Člověk má srovnání a neustále se může učit od ostatních.“ Přesto, anebo právě proto je třeba ještě jednou zopakovat, že tvorba jeskynních map není žádné technické kreslení. To, že se jedná svým způsobem i o skutečné umění, ukazuje mj. i konání soutěží o nejkrásnější jeskynní mapu. Zde lze těžko hodnotit to, jak přesně a správně je jeskyně zmapována, nýbrž jen to, jaký estetický dojem na členech poroty zanechá, jaké technické kreslířské finesy autor použil. A proto je určitý umělecký talent a schopnost změřenou a shlédnutou realitu podat ve vytvářené mapě tak, aby člověk, který v oné jeskyni nikdy nebyl, získal skutečnou představu o charakteru prostor téměř jako by viděl minimálně fotografie, bezesporu výhodou.

Dodatek

Všechny v článku prezentované obrázky a mapy jsou buď dílem autora nebo jsou publikovány se souhlasem autora mapy.

Literatura a odkazy:

¹Heeb B. Paperless Cave Surveying [online]. [cit. 1.12.2020]. Dostupné z : https://paperless.bheeb.ch.

²Weigel J. (1988): Speleologické měřičství. – In: Bosák P. a kol.: Jeskyňářství v teorii a praxi: 180–188. SZN Praha. ³Hromas P., Weigl J. (1997): Základy speleologického mapování. – Nakl. Zlatý kůň. 1–96. Praha. ⁴Speleomerkblätter B – Höhlendokumentation. VÖH 2007 [online]. [cit. 1.12.2020]. Dostupné z: https://hoehle.org/downloads/merkblaetter/Spelaeomerkblaetter–B .pdf.

⁵Cave Survey Software – An Overview [online]. [cit. 1.12.2020]. Dostupné z: http://www.bcra.org.uk/csg/software.html.

⁶Cave Symbols – The official UIS Symbol List [online]. [cit. 1.12.2020]. Dostupné z: https://www.carto.net/neumann/caving/cave-symbols/uis_signatures_english.pdf.

⁷Mapování malých jeskyní v programu Therion [online]. [cit. 1.12.2020]. Dostupné z: http://zlatykun.com/?page_id=798.

⁸Therion documentation: Česká a slovenská dokumentace [online]. [cit. 1.12.2020]. Dostupné z: https://therion.speleo.sk/wiki/czsk.