地图学复习大纲.docx
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地图学复习大纲
第一章.地图学概论
地图学的定义：
地图学研究地理信息的表达、处理和传输的理论和方法，以地理信息可视化为核心，探讨地图的制作技术和使用方法。
地图的定义：
地图是根据一定的数学法则，将地球（或其他星体）表面上的自然和人文现象，使用地图语言，通过制图综合，缩小反映在平面上，反映各种现象的空间分布、组合、联系、数量和质量特征以及在时间中的发展变化。
地图的基本特征：
1.由特殊的数学法则产生的可量测性（数学法包括：
地图投影，地图比例尺，地图定向）
2.使用地图语言表示事物所产生的直观性（地图语言：
地图符号，地图注记）
3.实施制图综合产生的一览性
地图的内容:
1.数学要素（控制点，坐标网，比例尺，地图定向）
2.地理要素（普通地图七要素：
独立地物，水系，交通网，土质和植被，居民地，境界线，地貌；专题地图：
地理基础要素，专题要素）
3.辅助要素（图名、图例、坡度尺、接图表、三北方向、编图信息、外图廓）
地图的分类:
普通地图：
以相对平衡的程度表示地表的自然和人文现象的地图。
大比例尺：
1：
10万或更大；中比例尺：
1：
10万至1：
100万；小比例尺：
1：
100万或更小
国家基本比例尺：
1：
5000，1：
1万，1：
2.5万，1：
5万，1：
10万，1：
25万，1：
50万，1：
100万。
专题地图：
根据专业的需要，突出反映一种或几种主要要素的地图，其中作为主题的要素表示得很详细，其他要素围绕主题需要，作为地理基础要素概略表示。
专题地图包括：
自然地图，人文地图，其他专题地图
地图的分幅:
矩形分幅，经纬线分幅
矩形分幅:
优点：
1.图幅间拼接方便2.各图幅面积相对平衡，充分利用图纸和印刷版面
3.图廓线可避免分割重要地物。
缺点：
1.制图区域只能一次投影，变形较大2.地理位置不易精确描绘。
经纬线分幅：
优点：
1.图幅有明确的地理范围；2.可分开多次投影，变形较小。
缺点：
1.图廓为曲线时拼接不便；2.高纬度地区图幅面积缩小，不利于纸张的使用和印刷。
3.破坏重要地物的完整性。
旧的地图编号方法（图片见书本）新的地图分幅方法（图片见书本）
求地图分幅编号的实例
示例：
已知某点地理坐标为经度114°33′45″；纬度39°22′30″计算其所在1：
100万，1：
25万地形图的编号。
a=[A/4°]＋1，b=[B/6°]+31。
西经范围用：
b=30-[B/6°]
c=4°/△A-[（A/4°）/△A]，d=[（B/6°）/△B]+1
c为地形图行号数字码； d为地形图列号数字码；A为某点纬度； B为某点经度；
[]为数值取整数；（）为整除后，商取所余经、纬度数
⊿A表示所求比例尺地形图分幅的纬差⊿B表示所求比例尺地形图分幅的经差
a=[39°22′30″/4°]+1=10（字符为J）b=[114°33′45″/6°]+31=50
则该点在1：
100万地形图中的编号J50
c=4°/1°－[3°22′30″/1°]=1d=[33′45″/1°30′]+1=1
则该点在1：
25万地形图中的编号J50C001001
地图的成图过程：
实测成图编绘成图
第二章.地图数学基础：
空间坐标系
比例尺：
主比例尺：
在制作地图时，将地球椭圆按一定的比率缩小而表示在平面上，该比率称为主比例尺。
局部比例尺
地图定向：
上北下南，左西右东
利用经线来确定南北方向，北半球图上经线向北极方向为北，向南极方向为南；利用纬线来确定东西方向，北半球图上沿纬线逆时针方向是从西向东。
三北方向：
子午线方向，磁北方向，坐标纵线北方向。
真方位角，磁方位角，坐标方位角。
地图投影：
地图投影的实质是将地球椭球面上的经纬网按一定的数学法则转移到平面上。
投影变形：
长度变形、角度变形、面积变形
投影变形的一般规律：
①任何地图都有投影变形②地图上存在没有变形的点或线 ③距没有变形的点或线愈远，投影变形越大，反之亦然④地图投影反映的实地面积越大，投影变形越大，反之越小
投影分类：
按变形性质：
等角、等积、变形特点（变形椭圆）
按投影面的类型划分：
方位投影、圆锥投影、圆柱投影
按投影面与地球椭球体的位置关系划分：
正轴投影、横轴投影、斜轴投影
按投影面与地球面的相切或相割的关系划分
各种投影的经纬线和等变形线的形状？
圆锥投影的特点：
纬线是同心圆弧，经线是放射状直线束，经纬线互相垂直，经纬线方向是主方向。
等变形线是平行与纬线的同心圆弧，离开标准纬线越远变形越大。
该投影适合绘制中纬度沿东西方向延伸地区的地图。
方位投影的特点：
几种方位投影变形性质的图形判别
正轴投影，其纬线为以投影中心为圆心的同心圆，经线为交于投影中心的放射状直线，夹角相等。
横轴投影，赤道与中央经线为垂直的直线，其他经纬线为曲线。
斜轴投影，除中央经线为直线外，其余的经纬线均为曲线。
然后根据中央经线上经纬线间隔的变化，判别变形性质。
等角方位投影，在中央经线上，纬线间隔从投影中心向外逐渐增大；
等积方位投影，逐渐缩小；
等距方位投影，间隔相等。
如上可判断方位投影的变形性质及推断出投影的名称。
正轴圆柱投影（墨卡托投影）特点：
墨卡托投影的面积变形较大。
在切圆柱投影中，赤道没有变形，随着纬度增高，变形也也就随之增大。
等角航线：
两点间同所有经线构成相同方位角的连线。
我国常用投影
1、高斯——克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）：
适用于（大于或等于1：
50万）大、中比例尺的地形图
2、正轴等角圆锥投影：
适用于小比例尺地形图（小于或等于1：
100万）
3、墨卡托投影（等角正轴圆柱投影）：
使用于海图制作,等角航线、大圆航线
高斯——克吕格投影的应用
我国的1∶2.5万—1∶50万地形图均采用6°分带投影，1∶1万及更大比例尺地形图采用3°分带投影
高斯——克吕格投影的分带
6°分带法：
从格林尼治零度经线起，每6°为一个投影带，全球共分60个投影带。
3°分带法：
从东经1°30′算起，每3°为一个投影带，将全球划为120个投影带。
高斯——克吕格分带的好处和不足
优点:
①控制变形，提高地图精度；
②减轻坐标值的计算工作量，提高工作效率。
③鉴于高斯投影的带与带之间的同一性及每个带内上下、左右的对称性，全球60个带或120个带，只需要计算各自的1/4个带各经纬线交点的坐标值，通过冠以相应的带号和坐标值变负，就可以得到全球每个投影带的经纬网坐标值。
不足:
分带投影亦带来邻带互不联系，邻带间相邻图幅不便拼接的缺陷
我国高斯坐标表示法的判断
由于我国位于北半球，x值全为正值。
在每个投影带中有一半y值为负值。
为避免计算中因出现负值易造成的差错，规定纵坐标轴向西平移500km，以超过半个投影带的最大宽度，这样就使全部横坐标值均为正值。
此时中央经线的y值不是0而是500km。
如A、B两点，横坐标的查表值分别为；yA＝245863.7（m） yB＝一245863.7〔m〕
纵坐标轴西移500km后，地图上的标注分别为：
yA＝245863.7十500000＝745863．7（m）yB＝一245863.7十500000＝245136．3（m）
XA、XB值不变。
因高斯投影带间的同一性，带内某点，只要其纬度及与中央经线的经差值相等，其坐标值在60（或120）个带内都相同，即坐标成果在各带均通用；为了加以区别，特规定在横坐标值加上500km后，于百km的位数前面冠上所在的带号,化成通用坐标。
上例中A、B两点的通用Y坐标为：
yA＝20745863．7（m）yB＝20245136．3（m）
其他投影：
伪圆锥（等面积伪圆锥投影：
彭纳投影）、
伪圆柱（正弦曲线等面积伪圆柱投影：
桑逊投影；椭圆经线等面积伪圆柱投影：
摩尔威特投影）
伪方位、多圆锥投影、投影的经纬线的形状
地图投影的选择1.制图区域的地理位置、形状和范围
极地地区：
方位投影；中纬度地区：
圆锥投影；赤道附近：
圆柱投影
2、制图比例尺3.制图内容
4.出版方式（桌面用图，挂图，单幅地图，地图集的拼接）
5.地图用途——政区图：
等面积投影；交通图：
等距离投影；海图：
墨卡托投影；航空图：
等距离方位投影
地图投影的辨认：
1.经纬线的形状2.经纬线长度的变化
第三章.地图语言
量表系统：
按数据的不同精度程度将它们分成有序排列的四种量表，成为量表系统。
有四种类型：
定名量表、顺序量表、间距量表和比率量表。
地图语言：
地图符号及其系统，地图色彩，地图注记
地图符号的分类：
——几何形状（点线面）
——比例尺（依比例尺符号，半依比例尺符号，不依比例尺）具体实例
——地理尺度（定性符号，等级符号，定量符号）
数据源：
地图资料，影像资料，统计资料，文字资料
地图数据：
图形数据（矢量数据，栅格数据）；属性数据
视觉变量（如何表示量表系统）.（8种）：
尺寸，结构，密度，颜色，位置，方向，密度，明度
视觉变量与量表系统之间的对应关系
视觉变量的图形知觉（感受）效果：
整体感和差异感、等级感、数量感、质量感、动态感、立体感
影响符号设计的因素：
地图内容、 资料特点、地图的使用要求、所需的感受水平、视觉变量、
视力及视觉感受效果、技术和成本因素、传统习惯与标准
符号设计要求：
图案化、象征性、清晰性、系统性（符号群体内部的逻辑关系）
适应性（不同读者对象）、生产可行性
掌握地图符号的设计要求，学会如何设计符号。
颜色：
颜色的三要素是色相（类似色、同类色、互补色）、明度和饱和度1加色法的混合
2减色法混合色光三原色：
红（R）、绿（G）、蓝（B）。
色料三原色：
CMY青、品红、黄
任何两种色料相混后如能产生黑色，这两种色料就互为补色。
混合的结果有哪些情况？
亮度低的颜色表示的量大；
地图注记的功能：
1.标注各对象2.指示对象属性3.表明对象间关系4.转译
地图注记的设计：
注记可以区分为名称注记、说明注记。
地图注记的设计包括：
（1）字体
（2）字大（3）字色（4）间隔（5）配置
第四章.普通地图
普通地图分类：
1.地形图2.地理图（概括程度较高，以反映要素基本规律为主）
普通地图的七要素：
独立地物，水系，交通网，土质和植被，居民地，境界线，地貌
不同要素的符号表示方法
水系：
深度基准面：
根据长期验潮的数据所求得的理论上可能最低的潮面。
土质和植被：
土质：
地表覆盖层表面的性质植被：
地表植物覆盖的简称
地貌的表示方法的演变：
写景、晕滃法、等高线、晕渲法、分级设色、明暗等高线
等高线的优缺点：
缺点：
①缺乏视觉上的立体感②两条等高线之间的微地貌无法表示
地图上等高线的分类：
①首曲线：
基本等高线，实线②计曲线：
隔四条加粗的
③间曲线：
两条等高线中补充的，反映重要地貌
④助曲线：
任意高度，表示重要而微小的地物。
地貌符号：
独立微地貌符号，激变地貌符号，区域微地貌符号
第五章.专题地图
专题地图的十种表示方法：
定点符号法、定位图表法、线状符号法、运动线法、等值线法
范围法、质底法点数法、分级统计图法、分级统计图表法
每种表示方法的使用范围，不同表示方法的选取与比较
数据处理：
绝对连续比率，条件连续比率，绝对分级比率，条件分级比率
第六章.制图综合
制图综合的实质就是要解决广阔制图区域内繁多的地理事物与有限地图图幅面积之间的矛盾。
制图综合的主要手段：
选取：
资格法，定额法概括：
化简（删除、夸大、合并、分割）
图形形状简化的基本要求是：
1.保持轮廓图形和弯曲形状的基本特征；
2.保持弯曲转折点的相对精确度；
3.保持不同地段弯曲程度的对比。
符号的争位矛盾可以通过三种方式处理：
移位:
定位优先级；舍弃；压盖
对制图综合产生影响的因素主要有：
地图的用途和主题、比例尺、制图区域特征、数据质量和图解限制。
形状概括的基本规律：
1、舍去小于规定尺寸的弯曲、夸大特征弯曲、保持图形的基本特征
2、保持各线段上的曲折系数和单位长度上的弯曲个数的对比
3、保持弯曲图形的类型特征
4、保持制图对象的结构对比
5、保持面状物体的面积平衡
制图综合引起的误差：
描绘误差，移位误差，由形状概括产生的误差
普通地图各要素的综合（具体的综合实例）：
海洋要素（海岸线、岛屿）
海岸的综合：
1.保持海岸线平面图形的特征
分类：
（1）以侵蚀为主的海岸
（2）以堆积为主的海岸（3）生物海岸
2.保持各段海岸间的曲折对比
3.保持海陆面积对比
岛屿的综合：
只能选取或舍去
水系（河流、湖泊、井泉、渠网）
河流：
通常是按照事先确定的河流选取标准（通常是一个长度指标）进行
原则：
1.保持弯曲的基本形状2.保持不同河段弯曲程度的对比3.保持河流长度不过分缩短
湖泊：
只能取舍，不能合并
居民地（城镇居民地、农村居民地——散列式、分散式、街区式）
城镇居民地平面图形化简原则：
（内部结构，外部轮廓）
1.正确反映居民地内部的通行情况（重点是街道）
2.正确反映街区平面图形的特征。
3.正确反映街区密度和街区大小的对比
4.正确反映建筑面积和非建筑面积的对比
5.正确反映居民地外部的轮廓形状
交通网（陆地交通）
地貌（等高距、谷底、山顶、等高线、高程注记、地貌符号）
植被
境界表示的一般方法：
①由不同的点线符号组成，也可以配合色带符号。
②境界线按实地位置描绘，其转折处用点或实线段绘处。
境界交会处应当为点或实线。
③不与其他地物重合的境界线应连续绘出。
④不同等级的境界重合时只绘高级境界的符号
⑤境界两侧的地物符号及其注记不要跨越界线，保持在各自一方。
境界沿河流延伸时，有三种表达情况：
a）以河流中心为分界时:
河流内部能容纳境界符号时，应连续不间断绘出；河流绘不下境界符号时，应沿河流两侧分段交替绘出，但色带应按河流中心连续绘出。
b）沿河流一侧分界时：
境界符号沿一侧不间断绘出
c）共有河流：
不论河流图形的宽窄，境界符号交替绘在河流的两侧，河中岛屿用注记表明其归属。
第六七八章
地图与地图集的编制:
地图制作四个阶段：
地图设计，原图编制，制印准备，地图印制
地图设计基本程序:
1.确定地图的用图和对地图的基本要求
2.分析已成图
3.研究制图资料
4.研究制图区域的地理情况
5.设计地图的数学基础
6.地图的分幅和画面设计
7.地图内容及表示方法的设计
8.各要素制图综合指标的确定
9.制图工艺设计
10.样图试验
地图集的设计：
1.确定地图集的结构（开本、内容、分幅、比例尺、地图投影、编排设计）
2.图型和表示方法设计
3.图面配置设计，图示图例设计、整饰设计
统一与协调的原则贯穿于编制工作的始终。
地图分析
地图应用分为：
地图阅读，地图分析，地图解译。
其中，地图分析是地图应用的核心。
剖面图的制作：
剖面图能直观地显示研究对象的垂直和水平变化规律。
根据地图可绘制各种各样的剖面图。
其中，最基本的是地形剖面图。
其制图步骤是：
①（确定剖面线）在地形图上选择剖面线；
②（确定绘制比例尺）确定剖面图的垂直比例尺和水平比例尺（水平比例尺通常与地形图比例尺相同，垂直比例尺则比水平比例尺大，常根据的最大高差剖面起伏特点及图解要求确定）；
③在图纸上绘出剖面基线，按水平比例尺将剖面线与等高线交点转绘在剖面基线上；
④在剖面基线的一端作垂线，并根据垂直比例尺绘制标尺，注明高程;
（绘图）⑤过剖面基线上各交点作垂线，根据各点高程和垂直比例尺截取垂线端点；
⑥参照等高线图形，用曲线连接各端点，即得剖面图
一、地图导论
一、判断题（对的打“√”，错的打“×”）
1.比例尺、地图投影、各种坐标系统就构成了地图的数学法则。
√
2.地图容纳和储存了数量巨大的信息，而作为信息的载体，只能是传统概念上的纸质地图。
×
3.地图的数学要素主要包括地图投影、坐标系统、比例尺、控制点、图例等。
×
4.实测成图法一直是测制大比例尺地图最基本的方法。
√
5.磁坐偏角指磁子午线与坐标纵线之间的夹角。
以坐标纵线为准，磁子午线东偏为负，西偏为正。
）×
6.一般情况下真方位角（A）、磁偏角（δ）、磁方位角（Am）三者之间的关系是A=Am+δ。
×
7.大规模的三角测量和地形图测绘，其成为近代地图学的主流。
√
8.城市规划、居民地布局、地籍管理等需要以小比例尺的平面地图作为基础图件。
×
9.实地图即为“心象地图”，虚地图即为“数字地图”。
√
10.方位角是由标准方向线北端或者南端开始顺时针方向到某一直线的夹角。
×
11.1987年国家测绘局公布：
启用《1985国家高程基准》取代《黄海平均海水面》，其比《黄海平均海水面》下降29毫米。
×
12.目前我国各地高程控制点的绝对高程起算面是1956黄海平均海水面。
×
13.磁偏角只随地点的不同而不同。
×
14.南京紫金山最高点对连云港云台山最高点的高差为正。
×
15.不同地点的磁偏角是不相同的，同一地点的磁偏角是相同的。
×
二、名词解释
1.地图：
是遵循一定的数学法则，将地理信息通过科学的概括综合，运用符号系统表示在一定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间和空间上的分布规律和发展变化。
2.直线定向:
确定直线与标准方向线之间的角度关系。
3.真子午线：
指向地球正北极和正南极的线或者说是真子午面与大地水准面的交线。
4.磁子午线：
指向地球磁北极和磁南极的线或者说是磁子午面与大地水准面的交线。
5.磁偏角（δ）：
磁子午线和真子午线之间的夹角。
（以真子午线为准，磁子午线东偏为正，西偏为负。
）
6.子午线收敛角（γ）：
真子午线与坐标纵线之间的夹角。
（以真子午线为准，坐标纵线东偏为正，西偏为负。
）
7.磁坐偏角（c）：
磁子午线与坐标纵线之间的夹角。
（以坐标纵线为准，磁子午线东偏为正，西偏为负。
）
8.方位角：
由标准方向线北端开始顺时针方向到某一直线的夹角（0°-360°）。
9.象限角：
由标准方向线北端或者南端开始到某一直线的锐角（0°-90°）。
10.地图学：
是以地图信息传输为中心，研究地图的理论、制作技术和使用方法的科学。
11.三北方向：
大比例尺地形图上绘有三种指向北方的线，即真子午线、磁子午线和坐标纵线，称为三北方向线。
这三种方向线虽然都是指向北方，但这些北方实际上是不一致的，分别称为真北、磁北和坐标北，统称为三北方向。
12.1956年黄海高程系：
1956年在青岛观象山设立了水准原点，其他各控制点的绝对高程均是据此推算。
三、问答题
1.地图的基本特性是什么？
答：
地图所具有的基本特征，可以概括为四个方面：
数学法则、地图概况、符号系统、地理信息载体。
2.我国地图学家把地图学分为哪几个分支学科组成？
答：
我国地图学家把地图学分为理论地图学、地图制图学和应用地图学三个分支学科组成。
3.结合自己所学地图知识谈谈地图的功能有哪些？
答：
认识功能、模拟功能、信息的载负和传递功能。
四、计算题
1.已知某地的磁偏角为-5°15′，直线AB的磁方位角为134°10′，试求AB直线的真方位角。
（128°55′）。
2.已知某地的R=59°20′SE，α=？
（120°40′）
3.已知某目标方向线OA的真象限角为24°SW，OA的磁方位角为206°30′，求其真方位角和磁偏角各为多少？
并分别画出草图。
（A=204°，δ=-2°30′，图略）
4.已知某点的真象限角为13°SW，子午线收敛角为2°，求其坐标方位角。
（α=191°）
5.已知直线AB的磁方位角为312°30′，磁偏角为-1°45′，求其真方位角，将它换算成真象限角。
（另作图表示）（A=310°45′，R=49°15′NW）
五、填空题
1.地图的构成要素有：
图形要素、（数学要素）、辅助要素及（补充说明）。
2.编绘成图过程可分为编辑准备、（编绘）、（清绘）、制印四个步骤。
3.70年代,德国地图学家佛莱泰格把地图学分为（地图学理论）、地图学方法论和（地图学实践）三个分支学科组成。
4.《制图六体》奠定了中国古代地图编制的理论基础；《地理学指南》成为西方古代地图编制理论的代表。
5.地图学的研究对象是（地图）。
二、地图的数学基础
一、判断题（对的打“√”，错的打“×”）
1.地球体的数学表面，也是对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。
对
2.在地图学中，以大地经纬度定义地理坐标。
对
3.在地理学研究及地图学的小比例尺制图中，通常将椭球体当成正球体看，采用地心经纬度。
对
4.1987年国家测绘局公布：
启用《1985国家高程基准》取代《黄海平均海水面》，其比《黄海平均海水面》下降29毫米。
对
5.球面是个不可展的曲面，要把球面直接展成平面，必然要发生断裂或褶皱。
错
6.长度比是一个常量，它既不随着点的位置不同而变化，也不随着方向的变化而变化。
对
7.长度变形没有正负之分，长度变形恒为正。
错
8.面积变形有正有负，面积变形为零，表示投影后面积无变形，面积变形为正，表示投影后面积增加；面积变形为负，表示投影后面积缩小。
对
9.制1：
100万地图，首先将地球缩小100万倍，而后将其投影到平面上，那么1：
100万就是地图的主比例尺。
对
10.在等积圆锥投影上中央经线上纬线间隔自投影中心向外逐渐增大。
错
11.无论是正轴方位投影还是横轴方位投影或是斜轴方位投影，他们的误差分布规律是一致的。
对
12.等角正轴切圆柱投影是荷兰地图学家墨卡托于1569年所创，所以又称墨卡托投影。
对
13.等积投影的面积变形接近零。
对
14.等角投影能保持制图区域较大面积的形状与实地相似。
错
15.经线在任何球心投影中的表象都是直线。
对
16.一般情况下，等角航线是与所有经线相交成相同方位角的大圆弧线，它在圆柱投影上的表象是直线。
错
17.水准面有无数个，而大地水准面只有一个。
对
18.地球面上点的位置是用地理坐标和高程来确定的。
错
19.等角航线是地球面上两点间的最短航线。
错
20.正轴圆锥投影的各种变形都是经度的函数，与纬度无关。
错
二、名词解释
1.大地体：
由大地水准面包围形成的形体称为大地体，是一种逼近于地球本身形状的一种形体。
可以称大地体是对地球形体的一级逼近。
2.水准面：
当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面。
3.大地水准面：
在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面。
4.椭球体：
在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体。
5.天文经度：
观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间的两面角。
在地球上定义为本初子午面与观测点之间的两面角。
6.天文纬度：
在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角。
7.大地经度：
指参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。
东经为正，西经为负。
8.大地纬度：
指参考椭球面上某点的垂直线（法线）与赤道平面的夹角。
北纬为正，南纬为负。
9.1956年黄海高程系：
1956年在青岛观象山设立了水准原点，其他各控制点的绝对高程均是据此推算。
10.地图投影：
在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法。
11.地图比例尺：
地图上一直线段长度与地面相应直线水平投影长度之比。
12.主比例尺：
在投影面上没有变形的点或线上的比例尺。
13.局部比例尺：
在投影面上有变形
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