건설교통부는 2007. 1. 1 (2009.12. 신구좌표병행) 세계측지계 전면 시행 방침에 따라 철도측량의 내실화 그리고 기술력 제고를 위하여 호남고속철도건설 사업수행에 요구되는 수치지도를 항공측량을 통해 제작하였으며 이와 함께 철도기준점(GPS 정밀 3등기준점)측량을 실시하여 보다 정밀한 철도 중심선형 좌표값 과 수준값을 획득할 수 있었다. 국토지리정보원은 측지좌표계로의 변환을 위해 국가좌표변환계수 및 왜곡량 모델을 고시하였다. 이러한 좌표변환은 공통기준점(Common Point)의 성과 및 망구성의 강도(strength), 기준점밀도 등에 의해 결정된다. 호남고속철도의 경우 좌표변환을 위해 공통기준점을 새로히 설치하지 않고 중심측량 및 종횡단측량을 위해 이미 구축된 철도기준점을 공통기준점으로 가정하여 변환을 실시하고자 한다. 따라서 본 논문은 남북축으로 계획된 호남고속철도 사례를 통해 현재의 계획노선을 선형 중심축으로 가정하고 철도기준점을 이용한 좌표변환을 실시후 결과에 대한 분석을 통해 변환가능성 여부를 판단하고자 한다. 좌표변환 실시 후 분석결과 Y축 왜곡량 값이 최소 21cm에서 최대 40cm까지 완만한 직선축으로 감소함을 확인할 수 있었고, X축은 $14cm{\sim}29cm$ 의 왜곡량을 보였으며 이러한 왜곡량을 보정한 결과 좌표간 편차량이 $6mm{\sim}9mm$로 국토지리정보원의 세계측지계 변환지침에 에 따른 허용오차 및 지적경계측량 허용오차인 10cm를 만족시켰다. 따라서 철도기준점을 공통기준점(Common Point)으로 이용한 철도중심선형의 좌표변환이 가능함을 알 수 있었다.<0.05), 부착치은의 폭경에서는 유치 초기와 그 계승영구치 최종값사이에 통계적으로 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 5. 점막치은 문제 발현 빈도는 남녀에 상관없이 유치열은 상하악 제 1유구치가, 영구치열은 상하악 모두 제 1소구치가 최고치를 나타냈으며 유치에서보다 그 대응 계승영구치에서 그 빈도가 더욱 높게 나타났다. 연령증가에 따라 점막치은 문제의 발현 빈도는 유치열, 영구치열에서 모두 감소하였으나, 하악 제1유구치, 하악 영구 견치, 제1, 제2소구치의 경우 연령의 증가와 상관없이 비슷하게 유지되거나 증가하는 경향을 보였다.합필름에서 PET/PVDC/Al-vac/PE필름은 장기저장시 사용이 좋을 것으로 사료된다. 2) 질소가스 및 탄산가스투과도 각각 $61.6{\mu}PVDC/PE/Al-vac/CPS\;12.5,\;59.8>96.9{\mu}PE/PVDC/PE\;7.1,\;42.0>79.3{\mu}ET/PVDC/L-LDPE\;6.4,\;34.2>72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE\;0.74,\;4.2cc/m^2.24hr{\cdot}atm$으로 가장 우수한 PET/PVDC/PE/Al-vac/PE 복합필름이 장기저장용으로 이용이 좋을 것으로 사료된다.태발생을 연구하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 조사한 결과 유의확률이 0.05 이하인 수치들은 Hb과 Albumin, K, Na간, Neutrophil과 Leukocyte간이었고 상관계 수치는 $0.370{\sim}0.442$ 사이로 나타났다. 유의확률 0.01이하로 조사된 수치는 Cholesterol과 ALT간, LD
건설교통부는 2007. 1. 1 (2009.12. 신구좌표병행) 세계측지계 전면 시행 방침에 따라 철도측량의 내실화 그리고 기술력 제고를 위하여 호남고속철도건설 사업수행에 요구되는 수치지도를 항공측량을 통해 제작하였으며 이와 함께 철도기준점(GPS 정밀 3등기준점)측량을 실시하여 보다 정밀한 철도 중심선형 좌표값 과 수준값을 획득할 수 있었다. 국토지리정보원은 측지좌표계로의 변환을 위해 국가좌표변환계수 및 왜곡량 모델을 고시하였다. 이러한 좌표변환은 공통기준점(Common Point)의 성과 및 망구성의 강도(strength), 기준점밀도 등에 의해 결정된다. 호남고속철도의 경우 좌표변환을 위해 공통기준점을 새로히 설치하지 않고 중심측량 및 종횡단측량을 위해 이미 구축된 철도기준점을 공통기준점으로 가정하여 변환을 실시하고자 한다. 따라서 본 논문은 남북축으로 계획된 호남고속철도 사례를 통해 현재의 계획노선을 선형 중심축으로 가정하고 철도기준점을 이용한 좌표변환을 실시후 결과에 대한 분석을 통해 변환가능성 여부를 판단하고자 한다. 좌표변환 실시 후 분석결과 Y축 왜곡량 값이 최소 21cm에서 최대 40cm까지 완만한 직선축으로 감소함을 확인할 수 있었고, X축은 $14cm{\sim}29cm$ 의 왜곡량을 보였으며 이러한 왜곡량을 보정한 결과 좌표간 편차량이 $6mm{\sim}9mm$로 국토지리정보원의 세계측지계 변환지침에 에 따른 허용오차 및 지적경계측량 허용오차인 10cm를 만족시켰다. 따라서 철도기준점을 공통기준점(Common Point)으로 이용한 철도중심선형의 좌표변환이 가능함을 알 수 있었다.<0.05), 부착치은의 폭경에서는 유치 초기와 그 계승영구치 최종값사이에 통계적으로 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 5. 점막치은 문제 발현 빈도는 남녀에 상관없이 유치열은 상하악 제 1유구치가, 영구치열은 상하악 모두 제 1소구치가 최고치를 나타냈으며 유치에서보다 그 대응 계승영구치에서 그 빈도가 더욱 높게 나타났다. 연령증가에 따라 점막치은 문제의 발현 빈도는 유치열, 영구치열에서 모두 감소하였으나, 하악 제1유구치, 하악 영구 견치, 제1, 제2소구치의 경우 연령의 증가와 상관없이 비슷하게 유지되거나 증가하는 경향을 보였다.합필름에서 PET/PVDC/Al-vac/PE필름은 장기저장시 사용이 좋을 것으로 사료된다. 2) 질소가스 및 탄산가스투과도 각각 $61.6{\mu}PVDC/PE/Al-vac/CPS\;12.5,\;59.8>96.9{\mu}PE/PVDC/PE\;7.1,\;42.0>79.3{\mu}ET/PVDC/L-LDPE\;6.4,\;34.2>72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE\;0.74,\;4.2cc/m^2.24hr{\cdot}atm$으로 가장 우수한 PET/PVDC/PE/Al-vac/PE 복합필름이 장기저장용으로 이용이 좋을 것으로 사료된다.태발생을 연구하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 조사한 결과 유의확률이 0.05 이하인 수치들은 Hb과 Albumin, K, Na간, Neutrophil과 Leukocyte간이었고 상관계 수치는 $0.370{\sim}0.442$ 사이로 나타났다. 유의확률 0.01이하로 조사된 수치는 Cholesterol과 ALT간, LD
In this paper through Honam high-speed railroad which is planned with the north and south axis, we will verify the feasibility of the coordinate conversion using railroad control points after regarding current planned-railroad as the linear central axises. From analysis, distortion of Y axis varies ...
In this paper through Honam high-speed railroad which is planned with the north and south axis, we will verify the feasibility of the coordinate conversion using railroad control points after regarding current planned-railroad as the linear central axises. From analysis, distortion of Y axis varies 21cm to 40cm diminishing to a gentle straight line, distortion of X axis varies 14cm to 29cm. Through a revision, the deviation value between the coordinates were 6mm to 9mm and it satisfied the allowable error of national geographic information institute which is following ITRF (International Terrestrial Reference Frame) and cadastral boundary survey(10cm). consequently the coordinate conversion is possible using railroad control points as common control points.
In this paper through Honam high-speed railroad which is planned with the north and south axis, we will verify the feasibility of the coordinate conversion using railroad control points after regarding current planned-railroad as the linear central axises. From analysis, distortion of Y axis varies 21cm to 40cm diminishing to a gentle straight line, distortion of X axis varies 14cm to 29cm. Through a revision, the deviation value between the coordinates were 6mm to 9mm and it satisfied the allowable error of national geographic information institute which is following ITRF (International Terrestrial Reference Frame) and cadastral boundary survey(10cm). consequently the coordinate conversion is possible using railroad control points as common control points.
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문제 정의
현재로선 세계측지계에서 지적좌표계로의 좌표변환계수, 변환방법등에 대해 관련규정이 없는 관계로 호남고속철도 철도기준점을 공통기준점으로 가정하고 좌표변환을 실시, 우선 측지좌표계로 변환하여 철도중심선형이동시 오차를 최소화 하고자 한다. 또한 변환방법으로는 국토지리정보원에서 고시한 국가좌표변환계수 및 왜곡량산출 프로그램을 (KASM2.2, 대한 측량협회)이용하여 간접변환을 통해 측지좌표계로의 변환가능여부를 판단하고자 한다.
또한 철도 기준점 측량(GPS 3등 정밀기준점)을 통해 GRS80(WGS84)좌표와 베셀타원체를 산출하여 철도기준점으로 매설하였다. 이러한 철도기준점을 공통기준점으로 가정하여 국가좌표변환계수를 이용한 좌표변환 결과와 측지좌표를 비교 철도 및 도로선형과 같은 노선길이가 긴 선형형태의 좌표변환 실시 후 이를 토대로 변환가능성 여부를 살피고자한다.
그러나 용지폭 결정 및 용지매수를 위해서 지적측량법에서 규정하고 있는 베셀 (Bessel)타원체 중심의 지적좌표계를 사용해야 되므로 중심선형 이동시 많은 문제점이 예상된다. 현재로선 세계측지계에서 지적좌표계로의 좌표변환계수, 변환방법등에 대해 관련규정이 없는 관계로 호남고속철도 철도기준점을 공통기준점으로 가정하고 좌표변환을 실시, 우선 측지좌표계로 변환하여 철도중심선형이동시 오차를 최소화 하고자 한다. 또한 변환방법으로는 국토지리정보원에서 고시한 국가좌표변환계수 및 왜곡량산출 프로그램을 (KASM2.
제안 방법
각 공통점의 성과 중에서 구측지계에 기준한 성과를 7개 변환계수와 변환식을 사용하여 세계측지계의 성과로 변환을 실시한다. 이 변환성과와 확보한 세계측지계의 성과와의 평 면직 각 좌표 계상의 차이를 구하여 X축, y축의 왜곡량을 계산하고 분석할 수 있다.
식을 이용 미지수를 결정한다. 결정된 경향방정식 또는 부등각사상변환을 사용하여 공통점의 위치에서 경향값을 계산한 뒤 이 경향값을 공통점의 왜곡량에서 가감하여 X 축, Y축의 잔여 왜곡량을 계산한다.
곡선접합법(Least Square Curve Fitting)을 사용한다. 경험적 공분산함수들에 대한 적절한해석적 모델을 선택하여 2가지 변환계수인 초기공분산(분산)값과 상관거리(Correlation Length) 를 계산한다. 해석적 공분산 함수식에는 다음의 가우시안 공분산 함수를 사용하도록 한다.
수치지형도는 CAD나 GIS소프트웨어에서 제공되는 다양한 포맷을 사용하여 제작되었 거나 편집되었으므로 수치지형도상의 객체들의 위치좌표는 평면직각좌표로 표시되어 있다. 따라서 각 객체들의 평면직각좌표를 역 TM투영식에 의하여 측지좌표(지리좌표 또는 경 . 위도좌표)로 계산하고, 계산된 측지좌표는 3차원 직각좌표계에 기준한 3차원 직각좌표로 변환한다.
변환값은 그 자체값을 적용하기에는 무리가 있었다. 따라서 왜곡량보정후 차이값을 통해이 중심 선형좌표에 대한 일괄변환을 실시 오차를 최소화 하였다.
철도시설공단은 철도측량의 내실화와 기술력 제고를 위하여 호남고속철도건설 사업수행에 요구되는 수치 지도 획득을 위해 항공측량을 실시하여 수치지도를 지구중심좌표계(ITRF)로 제작하였다. 또한 철도 기준점 측량(GPS 3등 정밀기준점)을 통해 GRS80(WGS84)좌표와 베셀타원체를 산출하여 철도기준점으로 매설하였다. 이러한 철도기준점을 공통기준점으로 가정하여 국가좌표변환계수를 이용한 좌표변환 결과와 측지좌표를 비교 철도 및 도로선형과 같은 노선길이가 긴 선형형태의 좌표변환 실시 후 이를 토대로 변환가능성 여부를 살피고자한다.
비상사성과 편중성이 제거된 공통점의 X축, Y축의 왜곡량에 대한 경향(trend)을 분석하고 선형 회귀식을 사용하여 최소제곱법에 의한 X축, Y축의 경향방정식을 결정하거나 또는 부 등 각사 상변환(affine변환) 식을 이용 미지수를 결정한다. 결정된 경향방정식 또는 부등각사상변환을 사용하여 공통점의 위치에서 경향값을 계산한 뒤 이 경향값을 공통점의 왜곡량에서 가감하여 X 축, Y축의 잔여 왜곡량을 계산한다.
앞에서 계산된 3차원직각좌표를 7개 변환계수를 사용하여 새로운 측지기준인 세계측지계에기준한 3차원직각좌표로 계산한다. 측지좌표를 3차원직각좌표로 변환하는 식은 다음의 식을 사용하도록 한다.
크게 발생된 것으로 비상사성인 공통점을 제거하도록 한다. 왜곡량 모델링 결과의 신뢰성을 확보하고, 일관성을 유지하기 위하여 평면직각좌표계의 각 축별 왜곡량의 표준편차(±σ)보다 3배(±3σ)이상의 차이를 보이는 공통점을 비상사점으로 판단한다.
우선 철도기준점 350점을 기준으로 상시관측소와 연계 지구중심좌표계 즉 세계측지계 좌표와 국가삼각점을 기준으로하는 측지 좌표를 취득하였으며 이를 직선축으로 가정하고 KASM2.2 (대한측량협회, 2007) 프로그램 내 국가좌표변화계수만을 이용한 결과와 현 삼각점의 베셀좌표값을 이용한좌표값을 비교 왜곡량 을 산출하였다. 산출과정은 아래 그림과 같이 철도기준점을 공통점으로 가정하고 왜곡량산출 결과를 바탕으로 GRS80 좌표를 측지좌표로 변환하여 최초 공통점 즉 철도기준점의 측지좌표와 비교하여 차이에 대한 평균값을 얻었다.
위에서 결정한 X축, y축 왜곡량의 경향(trend)을 분석하여 선형 및 비선형 회귀식을 사용하여 최소제곱법에 의한 회귀방정식을 결정하고, 결정된 회귀방정식 (여기서는 경향방정식이라고 한다)을 사용하여 왜곡량으로부터 경향값을 빼내어 X축, y축의 잔여 왜곡량을 계산한다. 계산된 X 축, y축의 잔여 왜곡량을 사용하여 왜곡모델링을 수행하도록 하며, 모델링을 위한 수학적인 함수로서는 최소제곱 콜로케이션법 (Least Square Collocation)법을 사용하도록 한다.
성과로 변환을 실시한다. 이 변환성과와 확보한 세계측지계의 성과와의 평 면직 각 좌표 계상의 차이를 구하여 X축, y축의 왜곡량을 계산하고 분석할 수 있다.
실측은 예측 및 기본설계 검토 결과에 대한 노선을 현지에서 정밀히 측량하는 것을 말한다. 이후 이러한 자료를 기반으로 수치지도화 하여 토목 및 노반의 필요사항을 설계도서로 작성하게 된다. 이렇게 결정된 노선을 바탕으로 직접계산 및 관련프로그램을 이용하여 IP(Intersection Point), SP(Secant point), BC(Beginning Curve), EC(End of Curve), PC(Parabola curve), PS (Parabola straight) 를결정하여 중심선형좌표(X, Y)를 결정한 것을 철도중심선형 이라고 한다.
좌표변환을 실시하고자 하는 수치지형도의 평면직각좌표(TM투영의 Gauss- Kruger 투영식) 를 다양한 데이터 파일포맷(DXF, NGI)을 읽어 역투영식에 의하여 측지좌표(또는 지리좌표) 로계산한다. 수치지형도는 CAD나 GIS소프트웨어에서 제공되는 다양한 포맷을 사용하여 제작되었 거나 편집되었으므로 수치지형도상의 객체들의 위치좌표는 평면직각좌표로 표시되어 있다.
계산된 X 축, y축의 잔여 왜곡량을 사용하여 왜곡모델링을 수행하도록 하며, 모델링을 위한 수학적인 함수로서는 최소제곱 콜로케이션법 (Least Square Collocation)법을 사용하도록 한다. 최소제곱 콜 로케이션법에 의한 왜곡량의 추정을 위하여 각 축의 잔여왜곡량값을 사용하여 경험적인 공분산을 구하고, 이들 경험적 공분산값에는 해석적 공분산 함수인 Gaussian 및 Reilly함수를 사용하여 함수의 파라미터들을 결정한 후에 이들을 사용하여 일정한 규격의 격자파일로 각 축의 왜곡량을 모델링한다. 추정한 왜곡량 모델링 결과를 경향방정식에 더한 후에 7개 변환파라미터에 의하여 변환된 수치지도의 좌표에 보정을 실시한다.
데이터처리
2 (대한측량협회, 2007) 프로그램 내 국가좌표변화계수만을 이용한 결과와 현 삼각점의 베셀좌표값을 이용한좌표값을 비교 왜곡량 을 산출하였다. 산출과정은 아래 그림과 같이 철도기준점을 공통점으로 가정하고 왜곡량산출 결과를 바탕으로 GRS80 좌표를 측지좌표로 변환하여 최초 공통점 즉 철도기준점의 측지좌표와 비교하여 차이에 대한 평균값을 얻었다.
이론/모형
철도기준점의 설치간격은 500m로 한다. 또한 철도기준점의 표고측량은 국토지리정보원 "수준측량작업규정"중 2등 수준측량에 관한 규정을 준용하여 실시한다. 왕복관측을 원칙으로 하고 1급레벨 이상의 성능을 가진 기기를 사용한다.
X축, Y축의 잔여 왜곡량에 대한 경험적 공분산 함수를 계산하되 경험적 공분산 함수에 최소제곱 곡선접합법(Least Square Curve Fitting)을 사용한다. 경험적 공분산함수들에 대한 적절한해석적 모델을 선택하여 2가지 변환계수인 초기공분산(분산)값과 상관거리(Correlation Length) 를 계산한다.
각 공통점에서의 X축, Y축 왜곡량으로부터 격자 간격의 왜곡량을 생성하고 결정하고자 하는 왜곡량 모델의 격자파일의 각 격자점에서 X축, Y축 왜곡량 성분을 최소제곱콜로케이션법 및 보간법들을 사용하여 계산한다. 최소제곱콜로케이션법에 의한 왜곡량 모델링을 적용할 경우에는 다음식을 사용하도록 한다.
사용하여 왜곡량으로부터 경향값을 빼내어 X축, y축의 잔여 왜곡량을 계산한다. 계산된 X 축, y축의 잔여 왜곡량을 사용하여 왜곡모델링을 수행하도록 하며, 모델링을 위한 수학적인 함수로서는 최소제곱 콜로케이션법 (Least Square Collocation)법을 사용하도록 한다. 최소제곱 콜 로케이션법에 의한 왜곡량의 추정을 위하여 각 축의 잔여왜곡량값을 사용하여 경험적인 공분산을 구하고, 이들 경험적 공분산값에는 해석적 공분산 함수인 Gaussian 및 Reilly함수를 사용하여 함수의 파라미터들을 결정한 후에 이들을 사용하여 일정한 규격의 격자파일로 각 축의 왜곡량을 모델링한다.
위에서 계산된 결과인 측지좌표는 새로운 측지기준인 GRS80타원체에 기준하여 TM투영법 (Gauss-Kriiger투영식)으로써 평면직각좌표를 계산한다.
성능/효과
따라서 이러한 왜곡량을 최소화 하기 위해 왜곡량보정프로그램(KASM2.2)를 이용해 왜곡량을 보정한 결과 기존 삼각점을 기준으로 한 측지좌표계값의 차이가 평균 X축 으로는 6mm Y축으로는 9mm 의 최종 변위량을 나타냈다.
최소 21cm에서 최대 40cm 로 세계좌표계에서 측지좌표계로의 변환이후 좌표간 차이 값은 6~9mm로 허용오차 이내의 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 향후 철도중심선형에 대한 좌표변환 시 새로히 공통기준점을 설치하지 않고 철도기준점을 이용한 좌표변환이 가능함을 알 수 있었다. 그러나 이는 기존 측지분야의 좌표계 와 지적분야의 좌표계간 차이는 반영되지 않은 것이므로 철도중심선형에 대한 좌표변환 이후 지적측량분에 활용시 오차를 최소화 하기위해 교점(IP, Intersection Point) 으로부터 완화곡선끝(PC, Prabola of Curve )의 연직축 방향으로 이어지는 지점을 현장중심의 지적경계측량 및 확정측량을 실시하여 간접좌표취득후 중심선형 이동결과와 비교하며 용지폭결정 및 용지경 계설정 이 병행되어야 할 것이다.
최소 21cm에서 최대 40cm 로 세계좌표계에서 측지좌표계로의 변환이후 좌표간 차이 값은 6~9mm로 허용오차 이내의 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 향후 철도중심선형에 대한 좌표변환 시 새로히 공통기준점을 설치하지 않고 철도기준점을 이용한 좌표변환이 가능함을 알 수 있었다.
충청남도 및 대전, 전라남북도로 이어지는 호남고속철도(약 180km) 노선의 좌표변환을 위해 왜곡량을 분석한 결과 왜곡량은 남부지방으로 이동할 수록 X축 변위량이 증가하는 반면 Y축의 값은 감소하였다. 최소 21cm에서 최대 40cm 로 세계좌표계에서 측지좌표계로의 변환이후 좌표간 차이 값은 6~9mm로 허용오차 이내의 결과를 얻을 수 있었다.
호남고속철도 노선상에 측설한 철도기준점을 공통기준점으로 가정하고 데이터를 처리한 결과 국가좌표변환 계수만을 이용한 좌표변환결과 값은 기존 측지좌표계와 X축으로는 평균 21cm , Y축은 평균 29 cm 의 오차 즉 왜곡량이 발생하였다.
후속연구
따라서 향후 철도중심선형에 대한 좌표변환 시 새로히 공통기준점을 설치하지 않고 철도기준점을 이용한 좌표변환이 가능함을 알 수 있었다. 그러나 이는 기존 측지분야의 좌표계 와 지적분야의 좌표계간 차이는 반영되지 않은 것이므로 철도중심선형에 대한 좌표변환 이후 지적측량분에 활용시 오차를 최소화 하기위해 교점(IP, Intersection Point) 으로부터 완화곡선끝(PC, Prabola of Curve )의 연직축 방향으로 이어지는 지점을 현장중심의 지적경계측량 및 확정측량을 실시하여 간접좌표취득후 중심선형 이동결과와 비교하며 용지폭결정 및 용지경 계설정 이 병행되어야 할 것이다. 또한 현재의 좌표변환후 오차한계는 수치지도제작(Mapping) 에 대한 오차 한계로서 철도계획 및 설계시 요구되는 좌표변환시의 오차범위가 규정되어 있지 않아 다소 미흡한 부분이 있다.
이러한 결과는 본 논문의 목적인 좌표변환의 철도노선계획 및 설계에 활용하기 위한 오차 한계에 부합되지 않으며 용지폭설정 및 용지경계확정을 위한 철도선형축을 지적도면내로 중심이동 하기 위한 지 적 경계측량의 허용오차 10cm 를 만족하지 못하였다.
따라서 향후 이에 대한 규정마련 및 관련 법규등이 정비되어야 할 것이며. 일제강점기 이후 다원화된 지적좌표계의 특성을 고려 구소삼각 및 특별소삼각지역 좌표계등의 간접변환 방법에 관한 연구가 병행되어야 할 것이다.
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