CN112819920A - 海底地形要素空间关系重构方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种海底地形要素空间关系重构方法及系统，属于海图制图技术领域。该方法包括：对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，所述海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。本申请实施例中采用建立拓扑模型的方式，对目标区域的要素进行化简，将海底地形要素空间关系进行重构，可以简化各制图要素之间关系，通过上述过程，可以提升自动化程度。

Description

海底地形要素空间关系重构方法及系统

技术领域

本申请属于海图制图技术领域，具体涉及一种海底地形要素空间关系重构方法及系统。

背景技术

海图是地图的一种，即航海专用地图。海图的功能是传递地球表面为航海所需要的海洋水域及沿岸地物的各种信息。

在海图制图过程中，海底地形使用干出滩、等深区、等深线等制图要素表示，等深区由浅及深依次普染为深蓝色、浅蓝色、白色（即为不普色），自岸线向海洋方向依次是干出滩、深蓝等深区、浅蓝等深区、白色等深区，各等深区及干出滩之间有等深线或滩线。海图制图综合就是将制图区域缩小并简化的表示在图上的过程，由于比例尺的缩小，海图内容详细性和清晰易读性之间的矛盾更加尖锐，就需要大量的制图综合工作以使各要素表示清晰、合理，其中海底地形干出滩、等深区、等深线等要素之间的关系处理是制图综合的主要工作之一。

目前这种关系合理性的处理主要是通过人工勾画等深线，然后使用所勾画的线构建等深区，删除新建等深区范围内的其它水线及裁切与其相交的较深等深区，然后重新构面，再依据等深区内水深的深度值，为等深区赋干出滩、深蓝、浅蓝普染。如果是对岸线进行操作，则除了删除新面中的等深线之外，还应裁切与新面相交的干出滩、深蓝等深区、浅蓝等深区、白色等深区，然后再重新构面并逐个赋属性值。各制图要素之间关系维护复杂、工序多，数据加工时间长、自动化程度较低。

发明内容

本申请实施例提供一种海底地形要素空间关系重构方法及系统，能够解决现有海图地形要素制图综合过程中遇到的各要素空间关系维护复杂、工序多、数据加工时间长、自动化程度较低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，提供了一种海底地形要素空间关系重构方法，包括：

对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，所述海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；

根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；

根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。

第二方面，提供了一种海底地形要素空间关系重构系统，包括：

构建模块，用于对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，所述海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；

处理模块，用于根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；

重构模块，用于根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。

第三方面，提供了一种终端设备，该终端设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

在本申请实施例中，首先对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；然后根据海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；最后根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。本申请实施例中采用建立拓扑模型的方式，对目标区域的要素进行化简，将海底地形要素空间关系进行重构，可以简化各制图要素之间关系，通过上述过程，可以提升自动化程度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请的一个实施例提供的海底地形要素空间关系重构方法的流程图；

图2是本申请的一个实施例提供的海底地形要素拓扑关系图；

图3是本申请的一个实施例提供的目标区域示意图；

图4是本申请的一个实施例提供的化简前的等深线的示意图；

图5是本申请的一个实施例提供的化简后的等深线的示意图；

图6是本申请的一个实施例提供的空间关系重构结构的示意图；

图7是本申请的一个实施例提供的海底地形要素空间关系重构系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1-7，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种海底地形要素空间关系重构方法及系统进行详细地说明。

如图1所示，本申请实施例提供了一种海底地形要素空间关系重构方法，该方法可以包括步骤S101至步骤S103所示的内容。

在步骤S101中，对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集。

在步骤S102中，根据海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简。

在步骤S103中，根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。

在本申请实施例中，首先对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；然后根据海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；最后根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。本申请实施例中采用建立拓扑模型的方式，对目标区域的要素进行化简，将海底地形要素空间关系进行重构，可以简化各制图要素之间关系，通过上述过程，可以提升自动化程度。

在本申请的一个可能的实施方式中，对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，可以包括以下步骤。

将海底地形要素拓扑关系映射到相应的数字并存储，海底地形要素拓扑关系包括相交、自相交、相邻、部分重叠、位于内部和相离；将要素状态参数集中的各个参数映射到相应的字母并存储，各个参数包括等深线几何参数、等深线属性参数、等深区几何参数、等深线区属性参数、干出滩几何参数、干出滩属性参数、制图要素符号参数及变更后的等深线几何参数；根据海底地形要素拓扑关系的映射和各个参数的映射，建立海底地形要素拓扑模型。

也就是，用空间关系数据库存储线面拓扑模型数据，具体地可以如下所示：

A1－等深线矢量数据层（普通等深线1：黑色实线0.12mm 线宽不精确等深线2：黑色虚线0.12mm）；

A2－等深线深度值属性（0米，2米，5米，10米，20米，30米等）；

A3－等深区矢量数据层（依据比例尺和深度值范围普染，分为深蓝、浅蓝和白色,如：无边线）；

A4－等深区深度范围属性（Drvval1，Drvval2区间，(-5,0),(0,2),(2,5),(5,10),(10,20),(20,30)等）；

A5－干出滩矢量数据层（绿色普染，无边线符号）；

A6－干出滩性质属性数据（1：泥，2：粘土，3：泥沙，4：沙，5：石）；

A7－岸线矢量数据层（依据岸线类别采用不同线型符号显示）；

A8－拓扑关系（1：允许相交，2：允许自闭合，3：相邻，4：部分重合，

5：位于内部）。海底地形要素拓扑关系图如图2所示。

在本申请的一个可能的实施方式中，根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简，可以包括以下步骤。

获取海底地形要素拓扑模型中的所有参数；

设定目标区域中的待编辑等深线及其深度值；

查询与待编辑等深线共边的第一等深区，获取与第一等深区的深度范围；

将待编辑等深线与岸线、小于或等于待编辑等深线的深度值的第一等深线进行拓扑构面，得到第一扩浅区；

将第一扩浅区与第一等深区中深度值最小的第二等深区合并，得到第三等深区；

根据海底地形要素拓扑模型中的海底地形要素拓扑关系，对第一等深区中除第二等深区外的等深区进行裁切，重构裁切后的等深区与第三等深区的空间关系；

合并第一等深区中除第二等深区外的等深区中与第二等深区深度相同的等深区，得到第四等深区；

裁切落入第四等深区内部的等深线，并将深度值相同、首尾相接的等深线进行合并，得到形状化简的等深线。

在本申请实施例中，首先读取海底地形要素拓扑模型中定义的所有参数，然后设定待编辑等深线Ld及其深度值Vd，查询与等深线Ld共边的第一等深区Ai（i=1,2,3……n），并获取Ai等深区深度范围（Dimin，Dimax）（i=1,2,3……n）；对Ai按深度范围排序，得到最浅等深区ADmin；将Ld与岸线、小于等于Vd的等深线拓扑构面，得到第一扩浅区Anew，将Anew与ADmin合并，生成第三等深区A’Dmin；依据海底地形要素拓扑关系，对Ai（i=1,2,3……n）（ADmin除外）中的等深区裁切，重构各等深区与A’Dmin的空间关系；同步修改面状滩；合并Ai（i=1,2,3……n）（ADmin除外）中与A’Dmin深度范围相同的深度区，得到第四等深区；裁切落入第四等深区内部的等深线，并将深度值相同、首尾相接的等深线合并，得到形状化简的等深线。

在本申请的一个可能的实施方式中，根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系，可以包括以下步骤。

将化简后的等深线及与化简后的等深线相交的其它等深线、岸线、干出滩进行构面，得到多个新建面；

根据各个要素的属性，为多个新建面分别赋各种不同要素，要素包括深蓝等深区、浅蓝等深区、干出滩；

根据要素类型、属性以及空间关系，将与目标区域中的待编辑等深线共边的浅蓝等深区合并，并将与目标区域中的待编辑等深线共边的深蓝等深区进行裁切；

根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系。

在本申请实施例中，航海图海底地形要素空间关系重构是通过对等深线进行形状化简后，将新的等深线及与其相交的其它等深线、岸线、干出滩等要素构面，根据参与构面的要素属性为新构建的多个面分别赋深蓝等深区、浅蓝等深区、干出滩等要素属性，再依据面要素类型、属性以及空间关系，合并与原等深线共边的较浅的等深区，同时对与原等深区相邻的较深的等深区进行裁切，最后根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系。

进一步地，根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系，可以包括以下步骤。

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性相同，则将合并后的等深区与相邻等深区合并；

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性不同，则对位于合并后的等深区内部的等深线进行裁切；

若裁切后的等深线与相邻等深线的深度值属性相同，则合并裁切后的等深线与相邻等深线。

在本申请实施例中，处理后的等深区与相邻等深区深度范围属性相同，则将二者合并，如不同，则维持原几何形状，然后对位于其内部的等深线进行裁切，若裁切打断后的等深线与相邻等深线的深度值属性相同，则合并满足条件的等深线，若深度值属性不同，则不对等深线进行操作，最终使海底地形要素空间关系合理、正确，如图6所示。

如图7所示，本申请实施例还提供了一种海底地形要素空间关系重构系统，该系统可以包括：构建模块701、处理模块702和重构模块703。

具体地，构建模块701，用于对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；处理模块702，用于根据海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；重构模块703，用于根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。

在本申请实施例中，首先构建模块701对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；然后处理模块702根据海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；最后重构模块703根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。本申请实施例中采用建立拓扑模型的方式，对目标区域的要素进行化简，将海底地形要素空间关系进行重构，可以简化各制图要素之间关系，通过上述过程，可以提升自动化程度。

可选地，构建模块，可以用于：

将海底地形要素拓扑关系映射到相应的数字并存储，海底地形要素拓扑关系包括相交、自相交、相邻、部分重叠、位于内部和相离；

将要素状态参数集中的各个参数映射到相应的字母并存储，各个参数包括等深线几何参数、等深线属性参数、等深区几何参数、等深线区属性参数、干出滩几何参数、干出滩属性参数、制图要素符号参数及变更后的等深线几何参数；

根据海底地形要素拓扑关系的映射和各个参数的映射，建立海底地形要素拓扑模型。

可选地，处理模块，可以用于：

获取海底地形要素拓扑模型中的所有参数；

设定目标区域中的待编辑等深线及其深度值；

查询与待编辑等深线共边的第一等深区，获取第一等深区的深度范围；

将待编辑等深线与岸线、小于或等于待编辑等深线的深度值的第一等深线进行拓扑构面，得到第一扩浅区；

将第一扩浅区与第一等深区中深度值最小的第二等深区合并，得到第三等深区；

根据海底地形要素拓扑模型中的海底地形要素拓扑关系，对第一等深区中除第二等深区外的等深区进行裁切，重构裁切后的等深区与第三等深区的空间关系；

合并第一等深区中除第二等深区外的等深区中与第二等深区深度相同的等深区，得到第四等深区；

裁切落入第四等深区内部的等深线，并将深度值相同、首尾相接的等深线进行合并，得到形状化简的等深线。

可选地，重构模块，可以用于：

将化简后的等深线及与化简后的等深线相交的其它等深线、岸线、干出滩进行构面，得到多个新建面；

根据各个要素的属性，为多个新建面分别赋各种不同要素，要素包括深蓝等深区、浅蓝等深区、干出滩；

根据要素类型、属性以及空间关系，将与目标区域中的待编辑等深线共边的浅蓝等深区合并，并将与目标区域中的待编辑等深线共边的深蓝等深区进行裁切；

根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系。

可选地，重构模块，还可以用于：

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性相同，则将合并后的等深区与相邻等深区合并；

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性不同，则对位于合并后的等深区内部的等深线进行裁切；

若裁切后的等深线与相邻等深线的深度值属性相同，则合并裁切后的等深线与相邻等深线。

本申请实施例提供的海底地形要素空间关系重构系统能够实现图1-6的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

可选地，本申请实施例还提供一种终端设备，包括处理器，存储器，存储在存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述海底地形要素空间关系重构方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

可选地，本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述海底地形要素空间关系重构方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory， RAM）、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种海底地形要素空间关系重构方法，其特征在于，包括：

对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，所述海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；

根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；

根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，包括：

将海底地形要素拓扑关系映射到相应的数字并存储，所述海底地形要素拓扑关系包括相交、自相交、相邻、部分重叠、位于内部和相离；

将要素状态参数集中的各个参数映射到相应的字母并存储，所述各个参数包括等深线几何参数、等深线属性参数、等深区几何参数、等深线区属性参数、干出滩几何参数、干出滩属性参数、制图要素符号参数及变更后的等深线几何参数；

根据所述海底地形要素拓扑关系的映射和所述各个参数的映射，建立海底地形要素拓扑模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简，包括：

获取所述海底地形要素拓扑模型中的所有参数；

设定所述目标区域中的待编辑等深线及其深度值；

查询与所述待编辑等深线共边的第一等深区，获取所述第一等深区的深度范围；

将所述待编辑等深线与岸线、小于或等于待编辑等深线的深度值的第一等深线进行拓扑构面，得到第一扩浅区；

将所述第一扩浅区与所述第一等深区中深度值最小的第二等深区合并，得到第三等深区；

根据所述海底地形要素拓扑模型中的海底地形要素拓扑关系，对所述第一等深区中除所述第二等深区外的等深区进行裁切，重构裁切后的等深区与第三等深区的空间关系；

合并所述第一等深区中除所述第二等深区外的等深区中与所述第二等深区深度相同的等深区，得到第四等深区；

裁切落入所述第四等深区内部的等深线，并将深度值相同、首尾相接的等深线进行合并，得到形状化简的等深线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系，包括：

将所述化简后的等深线及与所述化简后的等深线相交的其它等深线、岸线、干出滩进行构面，得到多个新建面；

根据各个要素的属性，为所述多个新建面分别赋各种不同要素，所述要素包括深蓝等深区、浅蓝等深区、干出滩；

根据要素类型、属性以及空间关系，将与所述目标区域中的待编辑等深线共边的浅蓝等深区合并，并将与所述目标区域中的待编辑等深线共边的深蓝等深区进行裁切；

根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系，包括：

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性相同，则将所述合并后的等深区与相邻等深区合并；

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性不同，则对位于合并后的等深区内部的等深线进行裁切；

若裁切后的等深线与相邻等深线的深度值属性相同，则合并裁切后的等深线与相邻等深线。

6.一种海底地形要素空间关系重构系统，其特征在于，包括：

构建模块，用于对目标区域数据建立海底地形要素拓扑模型，所述海底地形要素拓扑模型包括海底地形要素拓扑关系和要素状态参数集；

处理模块，用于根据所述海底地形要素拓扑模型中的参数，对目标区域的等深线进行形状化简；

重构模块，用于根据化简后的等深线以及与其相交的要素，重构海底地形要素空间关系。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述构建模块，用于：

将海底地形要素拓扑关系映射到相应的数字并存储，所述海底地形要素拓扑关系包括相交、自相交、相邻、部分重叠、位于内部和相离；

将要素状态参数集中的各个参数映射到相应的字母并存储，所述各个参数包括等深线几何参数、等深线属性参数、等深区几何参数、等深线区属性参数、干出滩几何参数、干出滩属性参数、制图要素符号参数及变更后的等深线几何参数；

根据所述海底地形要素拓扑关系的映射和所述各个参数的映射，建立海底地形要素拓扑模型。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理模块，用于：

获取所述海底地形要素拓扑模型中的所有参数；

设定所述目标区域中的待编辑等深线及其深度值；

查询与所述待编辑等深线共边的第一等深区，获取所述第一等深区的深度范围；

将所述待编辑等深线与岸线、小于或等于待编辑等深线的深度值的第一等深线进行拓扑构面，得到第一扩浅区；

将所述第一扩浅区与所述第一等深区中深度值最小的第二等深区合并，得到第三等深区；

根据所述海底地形要素拓扑模型中的海底地形要素拓扑关系，对所述第一等深区中除所述第二等深区外的等深区进行裁切，重构裁切后的等深区与第三等深区的空间关系；

合并所述第一等深区中除所述第二等深区外的等深区中与所述第二等深区深度相同的等深区，得到第四等深区；

裁切落入所述第四等深区内部的等深线，并将深度值相同、首尾相接的等深线进行合并，得到形状化简的等深线。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述重构模块，用于：

将所述化简后的等深线及与所述化简后的等深线相交的其它等深线、岸线、干出滩进行构面，得到多个新建面；

根据各个要素的属性，为所述多个新建面分别赋各种不同要素，所述要素包括深蓝等深区、浅蓝等深区、干出滩；

根据要素类型、属性以及空间关系，将与所述目标区域中的待编辑等深线共边的浅蓝等深区合并，并将与所述目标区域中的待编辑等深线共边的深蓝等深区进行裁切；

根据处理后的等深区的属性，重构海底地形要素空间关系。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述重构模块，还用于：

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性相同，则将所述合并后的等深区与相邻等深区合并；

若合并后的等深区与相邻等深区深度范围属性不同，则对位于合并后的等深区内部的等深线进行裁切；

若裁切后的等深线与相邻等深线的深度值属性相同，则合并裁切后的等深线与相邻等深线。

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