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礦山測(cè)繪體系與測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用
礦山測(cè)繪體系與測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用【1】
摘 要：目前，隨著我國(guó)科學(xué)水平的不斷提高，我國(guó)礦山開采中測(cè)繪技術(shù)也得到突破的進(jìn)展，礦山測(cè)繪技術(shù)需要更加精確、實(shí)時(shí)和高效的數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)無(wú)法滿足新型測(cè)繪技術(shù)的要求，在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法達(dá)到理想的效果，這就需要新型測(cè)繪技術(shù)建立完整的礦山測(cè)繪體系，將礦山測(cè)繪體系的數(shù)據(jù)獲取、加工和礦山應(yīng)用三大核心服務(wù)進(jìn)行更加完善的創(chuàng)建，在很大程度上引領(lǐng)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)入全新階段。
本文主要通過(guò)分析新型測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)不足之處，構(gòu)建完整的測(cè)量測(cè)繪體系，對(duì)礦山測(cè)繪中的問(wèn)題及時(shí)指正，并為后續(xù)工作中礦山資源的開采和開采鋪墊高精尖的數(shù)據(jù)支撐，為企業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：礦山測(cè)繪體系;數(shù)據(jù)礦山;數(shù)據(jù)獲取;加工和礦山應(yīng)用
0 引言
礦山開采的重要組成部分之一是礦山測(cè)繪技術(shù)，隨著人們對(duì)礦山資源的不斷需求，礦山測(cè)繪技術(shù)的穩(wěn)定和可靠成為礦山探勘的基礎(chǔ)支撐，礦產(chǎn)測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中有舉足輕重的作用，測(cè)繪技術(shù)在礦山控制測(cè)量、礦山規(guī)劃測(cè)量和采掘工程平面圖等方面得到廣泛的應(yīng)用，因此，為實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，并根據(jù)礦山測(cè)繪技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析探究，在發(fā)現(xiàn)礦山測(cè)繪技術(shù)中的缺陷后進(jìn)行總結(jié)糾正，這就要求礦山企業(yè)建立完整的礦山測(cè)繪系統(tǒng)，為構(gòu)建有效的礦山測(cè)繪技術(shù)提供穩(wěn)定的數(shù)字支持。
1 礦山測(cè)繪現(xiàn)狀
礦山測(cè)繪技術(shù)在我國(guó)各地支局、地質(zhì)勘探等單位均有設(shè)置相關(guān)機(jī)構(gòu)，各礦山企業(yè)所擁有的測(cè)量隊(duì)伍由于水平的限制所取得的測(cè)量結(jié)果質(zhì)量較低，對(duì)礦山的建設(shè)和開采工作的進(jìn)行有直接的影響，礦山測(cè)繪技術(shù)是是礦山測(cè)繪技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為礦山開采提供重要的數(shù)據(jù)參考。
但我國(guó)多數(shù)礦山測(cè)繪技術(shù)沿用的傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)無(wú)法滿足先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的要求，加上我國(guó)測(cè)繪技術(shù)存在專業(yè)人員業(yè)務(wù)知識(shí)不到位和儀器落后等問(wèn)題，這些問(wèn)題直接對(duì)我國(guó)礦山測(cè)繪技術(shù)的提高有影響，因此為加強(qiáng)礦山測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展提升，構(gòu)建完整的測(cè)繪技術(shù)體系成為礦山在測(cè)繪工作的前提條件和要求。
2 礦山測(cè)繪體系及基本框架
2.1 礦山測(cè)繪體系現(xiàn)狀
在測(cè)繪技術(shù)中，數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)加工和礦山應(yīng)用服務(wù)是建立完整礦山測(cè)繪的核心體系，為實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量更快發(fā)展，需要從礦山的結(jié)構(gòu)框架上進(jìn)行調(diào)整，加上數(shù)字化礦山不斷發(fā)展，數(shù)字化礦山主要采用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能化控制等技術(shù)在礦山活動(dòng)的周邊將各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和模型化等一體化處理，并根據(jù)礦山實(shí)際應(yīng)用情況建立礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)、礦山安全生產(chǎn)管理和礦山自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)字化礦山的建設(shè)不僅保障礦山安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)。
還可以準(zhǔn)確將加工后的信息資源及時(shí)傳送給管理者，方便各層次管理者隨時(shí)掌握動(dòng)態(tài)信息，對(duì)礦山安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息收集和分析預(yù)警等，達(dá)到資源合理配置的要求。
2.2 礦山測(cè)繪體系的基本框架
礦山測(cè)繪技術(shù)的三大核心為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加工和應(yīng)用服務(wù);首先是數(shù)據(jù)采集，在專業(yè)設(shè)備的協(xié)助下，礦山專業(yè)的技術(shù)操作人員在礦山的三維空間中對(duì)所涉及的礦山周邊環(huán)境和井下環(huán)境進(jìn)行定位、制圖等信息的確認(rèn)，通過(guò)攝影測(cè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦山區(qū)域的土地和礦山開發(fā)情況，并對(duì)觀測(cè)到的周邊巖石和地表移動(dòng)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)該環(huán)節(jié)獲取的數(shù)據(jù)需要準(zhǔn)確可靠。
為礦山開采提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù);其次數(shù)據(jù)加工方面，通過(guò)數(shù)據(jù)采集將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，包括數(shù)據(jù)編輯、信息提取等綜合處理后滿足應(yīng)用需求，對(duì)各種地形地質(zhì)圖進(jìn)行編輯和輸出處理，利用獲取的信息進(jìn)行分析評(píng)估，并逐步完善和更新數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)字礦山的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，空間數(shù)據(jù)也進(jìn)一步完善，為礦山提供專業(yè)模型和系統(tǒng)分析等服務(wù)。
第三服務(wù)應(yīng)用，礦山測(cè)量的成果通過(guò)加工后結(jié)合成果圖和數(shù)據(jù)，可以達(dá)到災(zāi)害預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境保護(hù)等目的，加工后的礦山測(cè)繪結(jié)果最終服務(wù)于礦山，服務(wù)于生產(chǎn)調(diào)度和管理
3 礦山測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用
3.1 三維可視化技術(shù)的應(yīng)用
基于全站儀、GPS系統(tǒng)的相關(guān)軟件對(duì)礦山信息進(jìn)行采集處理的數(shù)字測(cè)量技術(shù)可以為礦山提供完整可靠的數(shù)據(jù)，而三維可視化技術(shù)則通過(guò)對(duì)采集到的信息對(duì)礦山的空間信息、地理資源等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并通過(guò)云數(shù)據(jù)完成拼接工作，為礦山測(cè)量人員提供完整可靠的數(shù)據(jù)信息，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)生產(chǎn)區(qū)域相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)周邊資源的監(jiān)測(cè)。
3.2 空間信息技術(shù)
3S技術(shù)即空間信息技術(shù)是在礦山測(cè)量中采用空間信息較好的一種技術(shù)，由GPS、RS和GTS組成，GPS和RS技術(shù)通過(guò)衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確度高、全方位全天候的對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在對(duì)信息進(jìn)行掃描、攝影和處理后完成礦山地形地貌和周邊環(huán)境的測(cè)量測(cè)繪，主要應(yīng)用于大面積的礦山測(cè)量。
GTS技術(shù)基于地理信息空間，以地理模型為基礎(chǔ)，提供多種形態(tài)的地理信息數(shù)據(jù)，滿足礦山開采對(duì)數(shù)據(jù)的要求。
3.3 其他測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用
在目前已知的先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)中，全站儀測(cè)繪技術(shù)、慣性測(cè)量技術(shù)和遙感技術(shù)等也取得較為廣泛的應(yīng)用，GPS全球定位系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單的有點(diǎn)，是礦山測(cè)量的主要方式，取代傳統(tǒng)地面測(cè)繪技術(shù)，結(jié)合信息技術(shù)主要對(duì)煤礦地表或礦山場(chǎng)地出現(xiàn)的彎曲下沉等問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè);全站儀測(cè)繪技術(shù)主要運(yùn)用建立地下和地面測(cè)量方式，對(duì)井下環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該技術(shù)可以減少對(duì)被測(cè)物體的移動(dòng)，對(duì)全面控制礦山測(cè)量有很大的輔助作用;慣性測(cè)量系統(tǒng)不同于全球定位系統(tǒng)，該技術(shù)的使用不受環(huán)境和定位等問(wèn)題的約束，操作靈活簡(jiǎn)單，適合多種環(huán)境的測(cè)量使用。
其他應(yīng)用較為廣泛的測(cè)繪技術(shù)如攝影測(cè)繪技術(shù)和遙感技術(shù)也使用較為廣泛，不同技術(shù)有不同的優(yōu)點(diǎn)，為礦區(qū)的生產(chǎn)和開采提供技術(shù)保障。
4 結(jié)束語(yǔ)
礦山測(cè)繪技術(shù)是礦山開采的關(guān)鍵技術(shù)之一，現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)離不開數(shù)字化和信息化的技術(shù)，礦山測(cè)繪的使用關(guān)系到礦山周圍或周圍資源的利用，礦山只有不斷完善和加強(qiáng)構(gòu)建礦山測(cè)繪技術(shù)系統(tǒng)，結(jié)合高精尖的科學(xué)技術(shù)形成對(duì)整個(gè)礦區(qū)的全面控制系統(tǒng)，形成自動(dòng)化、智能化的一體化技術(shù)，才能促進(jìn)礦山測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，為測(cè)繪工作提供可靠的應(yīng)用服務(wù)、提高測(cè)繪水平打好堅(jiān)持的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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礦山測(cè)繪體系與技術(shù)應(yīng)用【2】
【摘 要】近年來(lái)，礦山測(cè)繪的應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬，如礦山控制測(cè)量、礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)、地形圖測(cè)量等方面，因此，急需建立完善的礦山測(cè)繪體系，其核心內(nèi)容主要包括三方面，即數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)加工和礦山應(yīng)用服務(wù)。
該體系的建立與完善將在很大程度上推進(jìn)數(shù)字礦山的發(fā)展，并將引領(lǐng)測(cè)繪學(xué)科步入一個(gè)新的發(fā)展階段。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字礦山;礦山測(cè)繪體系;數(shù)據(jù)獲取;數(shù)據(jù)加工;礦山應(yīng)用服務(wù)
1、引言
礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)水平的提高，有力支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，并加快了社會(huì)發(fā)展的步伐，然而，在礦業(yè)發(fā)展過(guò)程中也存在諸多問(wèn)題。
通過(guò)全國(guó)范圍內(nèi)開展的礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查和礦產(chǎn)資源利用現(xiàn)狀調(diào)查項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦產(chǎn)資源情況進(jìn)行調(diào)查摸底的目的，在這一過(guò)程中，礦山測(cè)繪提供了可靠的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。
作為礦產(chǎn)勘查開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)支撐，礦山測(cè)繪有著舉足輕重的作用，應(yīng)用領(lǐng)域也日漸拓寬，如：礦山控制測(cè)量、礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)、地形圖測(cè)繪、采掘工程平面圖測(cè)繪、礦山開拓工程放樣、土方測(cè)量計(jì)算、巖層及地表邊坡移動(dòng)沉降監(jiān)測(cè)等等。
內(nèi)外業(yè)測(cè)繪成果的質(zhì)量直接影響了礦山規(guī)劃、開拓設(shè)計(jì)、生產(chǎn)建設(shè)、施工安全及各類礦山報(bào)告的編制等。
因此，建立有效的礦山測(cè)繪體系、組建專業(yè)礦山測(cè)繪技術(shù)隊(duì)伍、引進(jìn)先進(jìn)礦山測(cè)繪儀器是當(dāng)前發(fā)展礦山測(cè)繪、建設(shè)數(shù)字礦山的先決條件。
2、礦山測(cè)繪現(xiàn)狀
礦山測(cè)繪是礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)過(guò)程中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性技術(shù)工作，其在礦山勘查、設(shè)計(jì)、建設(shè)和安全生產(chǎn)等方面提供了重要的參考信息。
礦山測(cè)繪作為一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)分支，在我國(guó)各地礦局、地勘單位均設(shè)有相關(guān)機(jī)構(gòu)，各個(gè)礦山企業(yè)也擁有自己的測(cè)量隊(duì)伍，但技術(shù)水平參差不齊。
一些礦山使用測(cè)量?jī)x器較落后，測(cè)量技術(shù)人員現(xiàn)抓現(xiàn)用，測(cè)量成果質(zhì)量低劣，直接影響了礦山開發(fā)及生產(chǎn)建設(shè)。
類似問(wèn)題在開展全國(guó)范圍的礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查的過(guò)程中已有體現(xiàn)，尋根溯源均歸結(jié)于礦山測(cè)繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
3、礦山測(cè)繪體系基本架構(gòu)
隨著數(shù)字地球(Digital Earth， DE)和數(shù)字中國(guó)(Digital China， DC)等數(shù)字化的概念和體系的不斷完善，數(shù)字礦山(Digital Mine， DM)近年來(lái)也得到了足夠的重視，并取得了較大發(fā)展。
所謂數(shù)字化礦山，即采用現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和過(guò)程智能化控制技術(shù)等，在礦山企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的三維尺度范圍內(nèi)，對(duì)礦山生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)、各生產(chǎn)要素進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、模型化、可視化、集成化和科學(xué)化管理。
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，建立礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)、礦山安全生產(chǎn)管理、礦山應(yīng)急救援指揮、礦山經(jīng)營(yíng)管理、礦山辦公自動(dòng)化等應(yīng)用系統(tǒng)，從而保障礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)管理，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程數(shù)字化，同時(shí)加工成新的信息資源，迅速準(zhǔn)確地提供給各層次的管理者，以便動(dòng)態(tài)掌握信息， 特別是礦山安全生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)、收集、分析、預(yù)警①，進(jìn)而作出正確決策，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置。
新的礦山測(cè)繪體系是數(shù)字礦山發(fā)展的新需要，它將為數(shù)字礦山的建設(shè)提供廣闊的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，新型礦山測(cè)繪體系核心內(nèi)容主要由礦山基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)加工處理和礦山應(yīng)用服務(wù)三方面構(gòu)成。
3.1 礦山測(cè)繪基礎(chǔ)設(shè)施
礦山測(cè)繪的基礎(chǔ)設(shè)施是保障各項(xiàng)測(cè)量工作得以開展的前提條件。
引進(jìn)先進(jìn)的適合礦山生產(chǎn)建設(shè)的設(shè)備，如全站儀，GPS衛(wèi)星接收機(jī)、移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)等測(cè)量?jī)x器，實(shí)現(xiàn)外業(yè)儀器數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化。
除此之外，還要收集整理礦山現(xiàn)有的各類資料，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為建設(shè)數(shù)字礦山和礦山測(cè)繪系統(tǒng)所需的數(shù)字化基礎(chǔ)信息，在此基礎(chǔ)上，建立與其匹配的軟、硬件平臺(tái)。
3.2 數(shù)據(jù)采集與獲取
數(shù)據(jù)采集與獲取是礦山測(cè)繪工作的關(guān)鍵所在。
礦山測(cè)量主要通過(guò)礦山地面和地下三維空間的測(cè)量、定位與制圖、礦體幾何、儲(chǔ)量管理、開采監(jiān)督、開采沉陷觀測(cè)及開采損害防護(hù)等方面的工作實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與獲取。
礦山測(cè)繪數(shù)據(jù)采集獲取基本任務(wù)是：
�、俳⒌V區(qū)測(cè)量控制基礎(chǔ)， 主要采用大比例尺地形圖和地籍圖測(cè)繪的方式;
②對(duì)礦區(qū)地面和井下各工程建設(shè)進(jìn)行施工測(cè)量、驗(yàn)收測(cè)量;
�、弁ㄟ^(guò)攝影測(cè)量，對(duì)礦山生產(chǎn)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)及重要事件的影像資料進(jìn)行采集記錄;
�、軐�(duì)礦產(chǎn)、土地等資源的開發(fā)和利用狀況進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)督;
�、輰�(duì)巖層與地表移動(dòng)觀測(cè)進(jìn)行研究， 對(duì)露天礦邊坡、尾礦壩、排土場(chǎng)等礦山工程進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)③。
在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，礦山測(cè)繪隊(duì)伍的完善、測(cè)繪技術(shù)的更新、測(cè)繪成果的質(zhì)量顯得尤為重要。
為了保證該項(xiàng)工作的順利進(jìn)展，需對(duì)測(cè)繪成果數(shù)據(jù)建立嚴(yán)格的監(jiān)督、審查和驗(yàn)收制度，從而為礦山企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
3.3 數(shù)據(jù)加工處理
數(shù)據(jù)加工主要包括數(shù)據(jù)編輯、信息提取、數(shù)據(jù)綜合處理等環(huán)節(jié)。
將獲取的圖形、圖像、文本等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)加工成生產(chǎn)成品數(shù)據(jù)，以滿足具體應(yīng)用需要。
主要表現(xiàn)在如下方面：
�、倬庉嫛⑤敵龈鞣N地形地質(zhì)圖、采掘工程圖、礦山專用圖、礦產(chǎn)形態(tài)圖、礦產(chǎn)信息圖等多種圖件;
�、诶毛@取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)制作礦山專題;
�、蹖�(duì)礦山災(zāi)害點(diǎn)及重要工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，為留設(shè)保護(hù)礦(煤) 柱和安全開采提供資料;
④制定和實(shí)施礦山生產(chǎn)計(jì)劃、規(guī)劃設(shè)計(jì)等。
隨著數(shù)字礦山隨著礦山動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，空間數(shù)據(jù)庫(kù)也將逐步完善、通過(guò)各種測(cè)量數(shù)據(jù)與GIS系統(tǒng)的對(duì)接處理，數(shù)字礦山的建設(shè)也將初具雛形，它將為礦山提供專業(yè)模擬、系統(tǒng)分析和應(yīng)用服務(wù)等功能。
3.4 應(yīng)用服務(wù)
礦山測(cè)繪成果數(shù)據(jù)經(jīng)加工處理后將最終服務(wù)于礦山。
結(jié)合成果圖件和數(shù)據(jù)，達(dá)到災(zāi)害預(yù)警、礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)、土地復(fù)墾、環(huán)境治理與保護(hù)的目的。
為礦山生產(chǎn)建設(shè)和決策提供基礎(chǔ)信息支持，應(yīng)用拓?fù)潢P(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)信息的空間查詢、分析和輸出，在開放接口的同時(shí)施以數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制，服務(wù)于生產(chǎn)調(diào)度和指揮管理。
4、結(jié)束語(yǔ)
礦山數(shù)字測(cè)繪體系為空間數(shù)據(jù)的獲取提供系統(tǒng)的技術(shù)支持，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源渠道廣，獲取手段日益先進(jìn)。
GPS、GIS、遙感等測(cè)繪學(xué)科的核心技術(shù)，在礦山測(cè)量領(lǐng)域不可或缺。
這些先進(jìn)技術(shù)的飛速發(fā)展與應(yīng)用，促使礦山測(cè)量取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其理論研究和實(shí)際應(yīng)用的不斷發(fā)展和完善，必將為礦山發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)，隨著礦山測(cè)繪體系的逐步健全及其在礦山服務(wù)中的重要體現(xiàn)，數(shù)字礦山的建設(shè)與發(fā)展也將得到應(yīng)有的重視，引導(dǎo)測(cè)繪學(xué)科步入一個(gè)新的發(fā)展高度。
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