KR101209285B1 - 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 - Google Patents

기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대 및 유지 보수가 용이한 측량 단말기를 이용하여 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 센싱하여 실시간으로 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 {Surveying data control System for the surface of the earth checking datumpoint and benchmark}
본 발명은 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대 및 유지 보수가 용이한 측량 단말기를 이용하여 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 측량하여 실시간으로 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전산기술의 발달로 지도 또는 측량도면을 컴퓨터를 활용하여 일정한 수치데이터 형식으로 입력하고 그 위에 지상, 지하의 각종 도형정보(지도,도면)와 대장, 조서 등의 속성(문자)정보를 연계하는 데이터베이스를 구축함으로서 지상은 물론 지하시설물까지도 컴퓨터그래픽을 이용한 실물에 가까운 입체적 방식으로 확인하고 관리할 수 있는 체계를 갖추게 되었으며 이것이 바로 지리정보시스템(Geographic Information System : 이하 'GIS'라 함)이다.
또한 지리정보시스템(GIS)는 차량용 네비게이션과 같은 GIS 데이터화 된 수치지도와, GPS수신기를 이용하여 차량의 위치 및 목적지까지의 경로를 안내할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 GIS에 이용되는 수치지도는 항공사진을 촬영한 후, 임의로 설정된 기준점을 기준으로 주변 지형물의 좌표를 수치정보화하여 제작된다.
한편, 이와 같은 수치지도를 제작할 때, 도화 작업의 오류 또는 항공사진 분석의 오류 등에 의해 교량이나 도로 주위 등을 포함하는 지형의 좌표가 잘못 설정되는 오류가 자주 발생 되었으므로, 수치지도를 제작한 후에는 정확한 측지 측량을 통해 각 지형의 형태를 확인하여야 하며, 이러한 확인절차로 인력을 통한 측량 방법이 적용되고 있는 실정이다.
그런데, 이와 같이, 지형의 형태를 일일이 측량하여 확인하는 것은 시간이 많이 걸리고, 매우 번거로움이 있으며, 특히, 인력이 투입되지 못하는 곳에서는 항공촬영 등을 이용하여 촬영 후 육안으로 판독하여야 하는 등 정확한 측량이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 지형의 정확한 측지값을 측량하기 위해 별도의 측지장치를 사용하여야 함은 물론, 반듯이 측량 전문가의 동행에 따른 측지값의 분석이 병행하여 이루어져야 하는 매우 번거로운 문제점이 있었다.
한편 한국공개특허 제2011-0058313호는 지하 시설물 측량용 3차원 전자유도 측량장비는 탐사하려는 지하 시설물에 교류 전류를 전파하는 송신기와, 상기 송신기로부터 전파된 교류 전류에 의하여 지하 시설물에서 발생하는 유도 자기장을 수신하여 매설 위치와 깊이를 탐사하는 수신기를 포함하여 3면에서 수신되는 각 쌍의 상부 수신안테나와 하부 수신안테나의 반응도 차이를 활용하여 지하 시설물의 직상부가 아니더라도 어느 방향으로 지하 시설물이 위치하는 지를 추정할 수 있다.
그러나 3면에서 수신되는 각 쌍의 상부 수신안테나와 하부 수신안테나를 구비하는 복잡한 구성으로서 설치 비용과 관리의 비효용성의 문제가 있었다.
또한 한국등록특허 제0581235호는 레이저를 주사하여 측량할 때에 기준좌표값을 함께 측량하여 각 측점의 위치정보를 정확하게 확인할 수 있도록 레이저 빛의 도달시간을 측량하여 시설물까지의 거리를 산출하였다.
그러나 레이저를 통한 위치 정보와 거리까지 추출하는 복잡한 장치를 요구함으로서, 휴대성이 부족하고 유지 보수의 어려움이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기준점 및 수준점 확인을 통한 수치정보를 갱신하여, 측량데이터를 통한 기존 데이터와의 비교 분석이 용이한 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 을 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 지리정보 측지 데이터 관리 시스템에 있어서, (a1) 측량 단말기에 설치되어 위치 정보를 측량하는 이동 위치 수신기와; (a2) 상기 측량 단말기의 하부에서 지면과 상기 측량 단말기와의 각도 정보를 측량하는 이동각도센서와; (a3) 상기 측량 단말기의 측량을 시작하는 시작위치에서 종료위치까지의 상기 측량 단말기가 설치된 차량의 이동거리 정보를 측량하는 주행거리측량 센서와; (a4) 상기 측량 단말기에 포함되는 레이저 광선 장치의 레이저를 조사하여 상기 측량 단말기의 높이 정보를 측량하는 이동레이저높이측량센서와; (a5) 상기 측량 단말기가 측량한 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 송수신하는 이동 통신 모듈;을 포함하는 이동센서부와; (b11) 지상고정물의 위치 정보를 측량하는 지상고정위치수신모듈과; (b12) 지상고정물의 각도 정보를 측량하는 지상고정각도센서와; (b13) 상기 지상고정물의 위치 정보 및 각도 정보를 송수신하는 지상고정통신모듈;을 포함하는 지상고정센서부와; (b21) 지하고정물의 위치 정보를 측량하는 지하고정위치수신모듈과; (b22) 지하고정물의 깊이 정보를 측량하는 지하고정깊이측량센서와; (b23) 지하고정물의 각도 정보를 측량하는 지하고정각도센서와; (b24) 상기 지하고정물의 위치 정보, 각도 정보, 및 깊이 정보를 송수신하는 지하고정통신모듈;을 포함하는 지하고정센서부; 및 (c) 상기 이동센서부와 지상 및 지하 고정센서부의 정보를 상기 측량 단말기를 통해 전달받아 저장하고 상기 수치지도서버에 전송하는 지리정보 측지 데이터 관리 시스템;을 포함하여 구성되고, 상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템은, 상기 측량 단말기의 복수 회만큼 반복 측량된 고정 대상에 대한 위치 정보들을 입력받아, 설정된 오차 허용 범위 내의 측량값들을 유효한 위치 정보 측량값으로 선택하는 유효값 선택 모듈과; 상기 유효값 선택 모듈에서 선택된 유효한 위치 정보들에 대해 평균값을 산출하는 평균 산출 모듈과; 상기 평균 산출 모듈에서 산출된 위치 정보 평균값과 상기 유효한 위치 정보 측량값들로 표준 편차를 산출하는 표준 편차 산출 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 측량 단말기를 장착하고 측량을 시작하는 단계와; 이동센서부가 작동하는 경우, 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 송수신하여 중앙 측지 측량 서버에 전송하는 단계와; 지상고정센서부가 작동하는 경우, 위치 정보 및 각도 정보를 송수신하여 중앙 측지 측량 서버에 전송하는 단계와; 지하고정센서부가 작동하는 경우 위치 정보, 각도 정보, 및 깊이 정보를 송수신하여 중앙 측지 측량 서버에 전송하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 있어서, 상기 측량 단말기의 복수 회만큼 반복 측정된 고정 대상에 대한 위치 정보들을 입력받아, 설정된 오차 허용 범위 내의 측정값들을 유효한 위치 정보 측정값으로 선택하는 단계와; 평균 산출 모듈을 통하여 유효값 선택 모듈에서 선택된 유효한 위치 정보들에 대해 평균값을 산출하는 단계와; 표준 편차 산출 모듈을 통하여 상기 평균 산출 모듈에서 산출된 위치 정보 평균값과 상기 유효한 위치 정보 측정값들로 표준 편차를 산출하는 단계;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
발명에 따르면 기준점 및 수준점 확인을 통한 측량정보를 갱신하여, 기존 측량 데이터와의 비교 분석이 용이하게 할 수 있게 하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면 지하 시설물의 측량 자료 측량 장치에 따른 설치 비용과 관리를 용이하게 하고, 간단한 측량단말기에 레이저 발생 장치를 설치하여 휴대성과 유지 보수가 용이하다.
도1은 본 발명에 따른 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면.
도2는 본 발명에 따른 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템의 구체적인 구성을 보여주는 도면.
및
도3은 본 발명에 따른 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 방법을 보여주는 플로챠트.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참고하여 자세히 설명한다.
본 발명에서 기준점(datumpoint , 基準點)은 서로 다른 위치에 있는 곳의 해수면 높이나 육지의 높이를 비교하기 위하여 설정한 지점이다.
또한 수준점(水準點, benchmark)은 기준 수준면에서의 높이를 정확히 구해 놓은 점으로 측량의 기준이 되는 점이다.
본 발명에 따른 측량 정보는 지리정보시스템(GIS)에 근거한 기준점 및 수준점의 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보 등이 포함되며, 일정한 벡터 형식의 수치데이터로 변환되어 확대 또는 축소에도 정보가 손상되지 않는 정보를 말한다.
본 발명에 따른 측량 단말기(5)는 상술한 측량 정보를 측량하기 위한 측량 어플리케이션을 포함하고 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 센싱할 수 있는 다수개의 모듈을 장착할 수 있으며 차량 등에 용이하게 장착하여 휴대성과 편리한 유지보수가 가능한 단말기이다.
도1에서 보는 바와 같이 본 발명은 수치지도서버(70)와 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)을 포함하는 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 으로서, 상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)은 GIS 서버(10)와 측지측량 데이터를 저장하는 데이터베이스 서버(12)를 포함하여 구성된다.
다시 말해 본 발명에 따른 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템은 지아이에스(GIS)서버를 기반으로 한 측량 단말기(5)의 기준점 및 수준점 확인을 통한 측량 정보를 전송받아 수치정보를 갱신하는 수치지도서버(70)를 포함하는 측지측량시스템으로 구성된다.
본 발명에 따른 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템은 이동센서부(100)와 고정센서부(200)로 크게 나뉘고, 상기 고정센서부(200)는 지상고정센서부(210)와 지하고정센서부(220)로 크게 나뉘어 구성된다.
상기 이동센서부(100)는 이동 위치 수신기(110)와, 이동각도센서(120)와, 주행거리측량 센서(130)와, 이동레이저높이측량센서(140)와, 이동 통신 모듈(150)을 포함하는 데, 상기 이동 위치 수신기(110)는 측량 단말기(5)에 장착되어 위치 정보를 측량하는 GPS 수신기의 일종이다.
상기 이동각도센서(120)는 상기 측량 단말기(5)의 하부에서 지면과 상기 측량 단말기(5)와의 각도 정보를 측량하는 센서로서, 예를 들어 측량 단말기(5)의 일측 입출력 단자부에 결합되어 특정 센서 에플리케이션을 가동할 경우 각도 정보를 측량시키며 이하 센서 등에서도 동일한 방법이 사용될 수 있다.
상기 주행거리측량 센서(130)는 상기 측량 단말기(5)가 차량에 장착된 후 측량을 시작하는 시작위치에서 종료위치까지의 상기 측량 단말기(5)가 설치된 차량이동거리 정보를 측량하는 센서로서, 예를 들어 P1에서 P2 까지의 거리를 상기 GPS 수신기의 삼각 측량법에 의해 계산될 수 있다.
상기 이동레이저높이측량센서(140)는 상기 측량 단말기(5)에 포함되는 레이저 광선 장치의 레이저를 조사하여 상기 측량 단말기(5)의 높이 정보를 측량하는 센서로서, 지상에서 반사되는 시간과 레이저의 속도를 감안하여 계산된다.
상기 이동 통신 모듈(150)은 상기 측량 단말기(5)가 측량한 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 송수신하는 모듈로서, CDMA 또는 WCDMA 등의 통신 모듈이 사용되어 각종 중계기(30)를 통하여 정보가 전송될 수 있다.
상기 지상고정센서부(210)는 지상고정위치수신모듈(212)과, 지상고정각도센서(214)와, 지상고정통신모듈(216)을 포함하는 데, 상기 지상고정위치수신모듈(212)은 지상고정물의 위치 정보를 측량하는 모듈로서, 지상에 고정된 위치 정보를 상기 수치지도서버(70)에서 전송받은 후 변동 사항을 변위 정보로 변형하여 저장할 수도 있다.
상기 지상고정각도센서(214)는 지상고정물의 각도 정보를 측량하는 센서로서, 일정 기준 고정물을 선택하고 이러한 고정물과의 각도 차이를 센싱하는 것이 바람직하다.
예를 들어 도1에서 보는 바와 같이 지상고정물(1)과 이에 대응하는 기준고정물을 기준으로 각도 등을 측량할 수 있다.
상기 지상고정통신모듈(216)은 상기 지상고정물의 위치 정보 및 각도 정보를 송수신하는 모듈로서, CDMA 또는 WCDMA 등의 통신 모듈이 사용될 수 있다.
지하고정센서부(220)는 지하고정위치수신모듈(222)과, 지하고정깊이측량센서(224)와, 지하고정각도센서(226)와, 지하고정통신모듈(228)로 구성되는 데, 상기 지하고정위치수신모듈(222)은 지하고정물의 위치 정보를 측량하는 모듈이고, 상기 지하고정깊이측량센서(224)는 지하고정물의 깊이 정보를 측량하는 센서이며, 상기 지하고정각도센서(226)는 지하고정물의 각도 정보를 측량하는 센서이고, 상기 지하고정통신모듈(228)은 상기 지하고정물의 위치 정보, 각도 정보, 및 깊이 정보를 송수신하는 모듈이다.
예를 들어 도1에서 보는 바와 같이 지하 고정물의 깊이 등을 측량하는 지하고정깊이측량센서(224)와, 지하고정각도센서(226) 중 하나인 지하 센서(2)를 지하에 매설하여 각종 센서 정보를 측량할 수 있다.
추가적으로, 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)은 상기 이동센서부와 고정센서부의 정보를 상기 측량 단말기(5)를 통해 전달받아 저장하고 상기 수치지도서버(70)에 전송하는 서버이다.
또한 상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)은 상기 측량 단말기(5)의 복수 회만큼 반복 측량된 고정 대상에 대한 위치 정보들을 입력받아, 설정된 오차 허용 범위 내의 측량값들을 유효한 위치 정보 측량값으로 선택하는 유효값 선택 모듈(22)과, 상기 유효값 선택 모듈에서 선택된 유효한 위치 정보들에 대해 평균값을 산출하는 평균 산출 모듈(24)과, 상기 평균 산출 모듈에서 산출된 위치 정보 평균값과 상기 유효한 위치 정보 측량값들로 표준 편차를 산출하는 표준 편차 산출 모듈(26)을 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 실시를 위한 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 방법에 대하여 도면을 참고하여 자세히 설명한다.
먼저 측량 단말기를 차량 등에 장착하고 측량을 시작하기 위해 측량 어플리케이션을 작동시킨다(S101).
그리고 이동센서부가 작동하는 경우, 위치 정보, 각도 정보, 차량이동거리 정보, 및 높이 정보를 송수신하여 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 에 전송한다(S102, S103, S104, S105, S106).
여기에서 각 정보를 수신하여 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 에 전송한 후에는 이하 설명하는 지상고정센서부 또는 지하고정센서부가 작동하는 지를 판별한다.
계속하여 지상고정센서부가 작동하는 경우, 위치 정보 및 각도 정보를 송수신하여 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 에 전송한다(S107, S108, S109, S110).
또한 지하고정센서부가 작동하는 경우 위치 정보, 각도 정보, 및 깊이 정보를 송수신하여 지리정보 측지 데이터 관리 시스템 에 전송한다(S107, S108, S111, S112, S113).
추가적으로 본 발명은 상기 측량 단말기의 복수 회만큼 반복 측량된 고정 대상에 대한 위치 정보들을 입력받아, 설정된 오차 허용 범위 내의 측량값들을 유효한 위치 정보 측량값으로 선택하는 단계와, 평균 산출 모듈을 통하여 유효값 선택 모듈에서 선택된 유효한 위치 정보들에 대해 평균값을 산출하는 단계와, 표준 편차 산출 모듈을 통하여 상기 평균 산출 모듈에서 산출된 위치 정보 평균값과 상기 유효한 위치 정보 측량값들로 표준 편차를 산출하는 단계를 더 포함하여 정밀한 측량이 가능하고 이에 따른 수치 지도를 작성할 수 있도록 한다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
5 : 측량 단말기 10 : GIS 서버
12 : 데이터베이스 서버 30 : 중계기
70 : 수치지도서버 20 : 지리정보 측지 데이터 관리 시스템
22 : 유효값 선택 모듈 24 : 평균 산출 모듈
26 : 표준 편차 산출 모듈 100 : 이동센서부
110 : 이동 위치 수신기 120 : 이동각도센서
130 : 주행거리측량 센서 140 : 이동레이저높이측량센서
150 : 이동 통신 모듈 200 : 고정센서부
210 : 지상고정센서부 212 : 지상고정위치수신모듈
214 : 지상고정각도센서 216 : 지상고정통신모듈
220 : 지하고정센서부 222 : 지하고정위치수신모듈
224 : 지하고정깊이측량센서 226 : 지하고정각도센서
228 : 지하고정통신모듈

Claims (1)

  1. 지리정보 측지 데이터 관리 시스템에 있어서,
    (a1) 차량에 장착된 측량 단말기(5)에 설치되고 지피에스(GPS) 신호를 수신하여 위치 정보를 측량하는 이동 위치 수신기(110)와 (a3) 상기 측량 단말기(5)의 측량을 시작하는 시작위치에서 종료위치까지의 상기 측량 단말기가 설치된 차량의 이동거리 정보를 측량하는 주행거리측량 센서(130)와 (a4) 상기 측량 단말기(5)에 포함되는 레이저 광선 장치의 레이저를 지상에 조사하고 지상에서 반사된 시간과 레이저의 속도를 감안하여 상기 측량 단말기(5)의 높이 정보를 측량하는 이동레이저높이측량센서(140) 및 (a5) 상기 측량 단말기(5)가 측량한 위치 정보, 차량이동거리 정보 및 높이 정보를 CDMA 또는 WCDMA로 송수신하는 이동 통신 모듈(150); 로 이루어진 이동센서부(100)와;
    (b11) 지상고정물(1)의 위치 정보를 수치지도 서버(70)에서 전달받고 저장하는 지상고정위치수신모듈(212) 및 (b13) 상기 지상고정물(1)의 위치 정보를 CDMA 또는 WCDMA로 송수신하는 지상고정통신모듈(216); 로 이루어진 지상고정센서부(210)와;
    (b21) 지하고정물의 위치 정보를 측량하는 지하고정위치수신모듈(222)과 (b22) 상기 지하고정물의 깊이 정보를 측량하는 지하고정깊이측량센서(224)와 (b24) 상기 지하고정물의 위치 정보 및 깊이 정보를 송수신하는 지하고정통신모듈(228);로 이루어진 지하고정센서부(220); 및
    (c) 상기 이동센서부(100)와 지상 및 지하고정센서부(210, 220)의 해당 정보를 상기 측량 단말기(5)를 통해 전달받아 저장하고 수치지도서버(70)에 전송하는 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20); 을 포함하여 구성되고,
    상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)은,
    상기 측량 단말기(5)가 복수 회 반복 측량한 위치정보들을 입력받아 유효한 위치정보 측량값으로 선택하는 유효값 선택 모듈(22);
    상기 유효값 선택 모듈(22)에서 선택된 유효한 위치정보 측량값들의 평균값을 산출하는 평균 산출 모듈(24); 및
    상기 평균 산출 모듈(24)에서 산출된 위치정보의 평균값과 상기 유효한 위치정보 측량값들로부터 표준 편차를 산출하는 표준 편차 산출 모듈(26); 을 포함하며,
    상기 측량단말기(5)는
    측량 어플리케이션이 작동되어 상기 이동센서부(100)가 작동하면 상기 이동센서부(100)가 측량한 위치정보, 차량이동거리정보, 측량단말기의 높이정보를 상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)에 전송하고,
    상기 지상고정센서부(210) 또는 지하고정센서부(220)가 작동하는지를 판별하며,
    상기 지상고정센서부(210)가 작동하는 것으로 판별하면 상기 지상고정센서부(210)가 상기 수치지도서버(70)로부터 전송받아 저장한 위치정보를 상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)에 전송하고,
    상기 지하고정센서부(220)가 작동하는 것으로 판별하면 상기 지하고정센서부(220)가 지하센서(2)를 통하여 측량한 위치정보, 깊이정보를 상기 지리정보 측지 데이터 관리 시스템(20)에 전송하는 것을 특징으로 하는 기준점 및 수준점 확인을 통한 지표면의 지리정보 측지 데이터 관리 시스템.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100437001B1 (ko) * 2000-09-08 2004-06-23 박재상 한방 건강식 다이어트 조성물
CN111780717A (zh) * 2020-04-28 2020-10-16 上海新地海洋工程技术有限公司 应用于管幕箱涵施工的管幕隆沉监测系统及监测方法

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