内容正文:
第四章 国土开发与保护
第四节 地理信息技术的应用
目录
基础演练精准突破
核心素养综合探究
学业质量达标检测
基础演练精准突破
考点一 地理信息技术在人文地理研究中的应用
考向1 地理信息技术在农业生产中的应用
近几年,新疆建设兵团在中科院的帮助下成功地利用无人遥控直升机对所属农场的农作物病虫害进行防治,大大提高了其准确度和工作效率。据此完成1~2题。
1.上述材料应用到的主要地理信息技术是( )
①GIS ②GNSS ③RS ④数字地球
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
解析 根据所学知识可知,利用无人遥控直升机对所属农场的农作物病虫害进行防治时,需准确定位进行除虫,需要使用GNSS;进行遥控作业监测病虫害分布状况时,需使用RS。故选C项。
基础演练精准突破
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近几年,新疆建设兵团在中科院的帮助下成功地利用无人遥控直升机对所属农场的农作物病虫害进行防治,大大提高了其准确度和工作效率。据此完成1~2题。
2.对农作物病虫害的监测采用地理信息技术的原因有( )
①卫星遥感分辨率高,可拍摄到清晰的照片 ②农作物遭受病虫害时,辐射和反射的波谱会有一定变化 ③卫星遥感智能化高,在治虫过程中无须人工参与 ④卫星遥感探测的范围广,连续性强
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
解析 农作物遭受病虫害时,辐射和反射的波谱会有一定变化,②正确;卫星遥感探测的优点有范围广,连续性强,④正确;卫星遥感分辨率相对于无人遥控直升机较低,①错误;虽然卫星遥感智能化高,但在治虫过程中也要有人工参与,③错误。故选D项。
基础演练精准突破
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考向2 地理信息技术在交通出行中的应用
打开智能手机,开启定位,输入出发地和目的地,电子地图APP便可为用户提供不同的出行线路和方式。同时,应用智慧泊车功能,附近的智慧停车泊位和剩余空位便能实时呈现,有效缓解了市民“停车难”问题,极大地便利了大众的出行。据此完成3~4题。
3.电子地图APP为用户提供不同的出行线路和方式主要利用的是( )
A.遥感的感知功能 B.北斗的定位功能
C.地理信息系统的分析功能 D.视频监控系统功能
解析 电子地图APP对相关地理信息及数据进行了分析和规划,得出不同的出行线路和方式,这主要利用了地理信息系统的分析功能,C项正确。
基础演练精准突破
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打开智能手机,开启定位,输入出发地和目的地,电子地图APP便可为用户提供不同的出行线路和方式。同时,应用智慧泊车功能,附近的智慧停车泊位和剩余空位便能实时呈现,有效缓解了市民“停车难”问题,极大地便利了大众的出行。据此完成3~4题。
4.智慧泊车功能的实现主要是利用了( )
A.RS、GIS B.BDS、GIS
C.RS、GNSS D.BDS、VR
解析 智慧泊车功能能实时呈现附近的智慧停车泊位和剩余空位,从而有效缓解了市民“停车难”的问题。首先需要通过BDS准确地对智慧停车泊位和剩余空位进行定位,再经过GIS对智慧停车泊位和剩余空位的信息进行数据分析处理后,显示在导航APP上,因此需要用到BDS和GIS,B项正确。
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考向3 地理信息技术在城市规划及管理中的应用
城市公园具有维护生态系统、构建空间景观和防灾等重要作用,但城市公园的发展普遍存在与周边居民需求不符、公共设施浪费等问题,这些问题通常与公园规划选址不科学有关。GIS具有对地理数据进行空间分析、建模和决策等强大功能,将GIS与RS和GNSS结合运用的3S技术,不仅可以对城市公园选址进行精准定位,还可以避免以上问题。上图示意我国某大城市公园选址采用
GIS技术对公园周边地理要素进行综合分析的流程。据此
完成5~6题。
5.GIS综合各种因子对公园进行选址的方法是( )
A.虚拟现实技术 B.图层叠加技术
C.图像处理技术 D.定位导航技术
解析 由所学知识可知,GIS进行综合分析主要是运用图层叠加技术,B项正确。
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城市公园具有维护生态系统、构建空间景观和防灾等重要作用,但城市公园的发展普遍存在与周边居民需求不符、公共设施浪费等问题,这些问题通常与公园规划选址不科学有关。GIS具有对地理数据进行空间分析、建模和决策等强大功能,将GIS与RS和GNSS结合运用的3S技术,不仅可以对城市公园选址进行精准定位,还可以避免以上问题。上图示意我国某大城市公园选址采用GIS技术对公园周边地理要素进行综合分析的流程。据此完成5~6题。
6.在对公园选址进行分析时需要获取土地利用类型
信息,该信息的获取应用到的地理信息技术主要是( )
A.RS B.BDS
C.GPS D.GIS
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解析 RS具有监测功能,可以获取土地利用类型信息;BDS为北斗导航卫星系统,GNSS为全球导航卫星系统,主要功能为定位和导航;GIS的主要功能为处理和分析数据。A项正确。
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考点二 “3S”图像的判读
考向1 遥感影像图的判读
研究人员在调查青藏高原地理环境时,利用遥感技术获得了20世纪80年代以来青藏高原上一千多个湖泊面积的年际变化数据。下图为青藏高原色林错地区1984年和2015年同期卫星影像图。据此完成7~8题。
7.下列四地中,地势较低平的两地是( )
A.①② B.②④
C.①③ D.③④
解析 根据两幅图对比可知,①②两地在2015年时已经被湖水淹没,说明①②两地地势低平,而③④两地未被淹没,则说明③④两地地势较高。A项正确。
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研究人员在调查青藏高原地理环境时,利用遥感技术获得了20世纪80年代以来青藏高原上一千多个湖泊面积的年际变化数据。下图为青藏高原色林错地区1984年和2015年同期卫星影像图。据此完成7~8题。
8.青藏高原环境调查应用遥感技术的优势有( )
①遥感光学成像不受天气状况的影响 ②能够获取地面调查人员难以到达地区的信息 ③能够快速获取大范围的影像信息 ④可以取代研究人员的地面调查
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
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解析 遥感是指利用航天器、航空器等设备对遥远的物体进行感知,其具有速度快、范围广等特点。遥感光学成像会受到天气状况(如云量)的影响,①错误。利用卫星、飞机等搭载相机可以获得地面人员难以到达地区的信息,②正确。遥感技术可以快速、实时、大范围地获取地面的影像信息,③正确。遥感技术的精度尚不能和地面调查获取的信息相比,因此不能取代地面调查,④错误。故选B项。
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考向2 GIS叠加示意图的判读
通过对不同的图层进行叠加分析可以更科学地选址。下图示意某区域相关要素信息图层。据此完成9~10题。
9.该地区的商业中心最可能位于( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析 商业区一般人口密度最大,交通通达度最高,地价最高,通过三个图层的叠加分析可知,乙地最符合商业中心的特点,因此商业中心最可能位于乙地。故选B项。
基础演练精准突破
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通过对不同的图层进行叠加分析可以更科学地选址。下图示意某区域相关要素信息图层。据此完成9~10题。
10.下列可应用图层叠加分析的是( )
A.交通线路布局
B.矿产资源勘查
C.GDP增长预测
D.人口数据普查
解析 交通线路布局需对地形、河流、聚落等多种要素综合分析,可应用图层叠加分析,A项正确。
基础演练精准突破
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核心素养综合探究
素养一 综合思维
下图所反映的是雪地、沙漠、
湿地、小麦的反射波谱曲线。
据此探究下列问题:
(1)在图中,0~0.7微米波段内,
反射率最高和最低的地物分别是________和________。
(2)小麦在___________到___________波段最容易与其他地物区分。
雪地
湿地
0.7微米
0.9微米
核心素养综合探究
(3)结合该图和所学知识思考,利用遥感图像进行地物判读的原理是什么?
(4)简要说说遥感技术在国民经济中有哪些应用领域:___________、_________________。
成果展示 不同地物在同一波段反射率不同,同一地物在不同波段其波谱特征不同,根据波谱曲线可以辨别地物。
资源普查
环境灾害监测
核心素养综合探究
素养二 地理实践力
当今,3S(RS、GNSS、GIS)技术在
生产、生活和科研中的作用越来越突出。
据此探究下列问题:
(1)城市道路建设速度越来越快,地图
测绘部门为了及时更新城市道路变化信息,
需要利用地理信息技术。图一所示的交通监控与救援管理系统,根据交通事故发生地点,利用________技术,快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线,而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用________技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位,至少需要接收________颗卫星的信息。
GIS
GNSS
四
核心素养综合探究
(2)图二中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能,其中表
示“提供影像信息功能”的是⑤和________,表示“提供定位信息功能”的是⑥和_______,表示“反馈影像信息处理结果”的是______。
①
④
②
核心素养综合探究
(3)图二中各个圆的重叠部分分别代表RS、GNSS、GIS不同组合综合应用,其中丙代表_____________技术的组合。在图二所示的各个综合应用中任选一种组合,并写出应用实例。
GIS与GNSS
成果展示 甲:RS获取矿床露头信息,GIS分析矿产种类,GNSS确定矿床露头的位置;乙:RS获取水灾淹没区的动态信息,GIS分析水灾损失;丙:装载GNSS接收器的运钞车发送位置信息到监测中心,GIS监测运钞车是否偏离预定线路;丁:RS获取森林火场遥感信息,并可判断火势蔓延方向,GNSS获取火场精确位置,引导消防队员及时、准确到达灭火地点。(甲、乙、丙、丁任答一点即可)
核心素养综合探究
学业质量达标检测
考点分布表
考点 题号
地理信息技术在人文地理研究中的应用 2,3,4,5,6,8,11,12
“3S”图像的判读 1,7,9,10
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一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
基于叠图分析的GIS技术在地物选址方面应用十分广泛,科学高效。右图为某项地理事物选址的叠图分析示意图。据此完成1~2题。
1.(地理实践力)推测项目一、项目二最可能分别是( )
A.移民安置选址、水库选址
B.水源保护范围、垃圾场址
C.农家乐的选址、滑坡治理
D.大型商场选址、赤潮防御
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解析 读图可知,项目一需要地形、植被、人口、水系四种图层信息,符合水源保护区选址项目的分析要求,水源保护区需要植被覆盖率较高,人口较少,地形和水系满足水源保护区的建设要求;项目二需要地形、植被、人口、交通四种图层信息,符合垃圾场选址项目的分析要求,垃圾场选址应在人口稀少、交通相对便利、植被和地形满足垃圾场建设的地方,B项正确。
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基于叠图分析的GIS技术在地物选址方面应用十分广泛,科学高效。右图为某项地理事物选址的叠图分析示意图。据此完成1~2题。
2.(综合思维)为了提出决策选址方案,首先需要使用( )
A.遥感技术获取人口分布
B.北斗系统制作地形图层
C.遥感技术获取植被图层
D.GNSS技术制作交通图层
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解析 北斗系统和GPS是利用导航卫星进行测时和测距的技术,主要功能是定位和导航,无法用来获取地理要素图层,B、D两项错误。遥感技术是根据不同地物要素辐射或反射的不同电磁波识别各类地物要素的技术,其侧重于信息收集和获取,遥感技术可以获取植被图层,C项正确。人口分布情况需要对人口数据进行收集,需要GIS技术完成,A项错误。
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城市轨道交通和共享单车已成为城市居民出行普遍的选择。用户可查询轻轨站点分布和发车频率,通过下载的APP(手机应用软件)就近找到共享单车。据此完成3~4题。
3.(综合思维)查询轻轨站点的分布和发车频率的主要地理信息技术是( )
A.GNSS B.RS
C.GIS D.数字地球
解析 GIS主要是通过建立图层,对城市的各个信息统计,可以查询轻轨站点的分布和发车频率,故C项正确。
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城市轨道交通和共享单车已成为城市居民出行普遍的选择。用户可查询轻轨站点分布和发车频率,通过下载的APP(手机应用软件)就近找到共享单车。据此完成3~4题。
4.(综合思维)寻找共享单车位置借助的地理信息技术是( )
A.地理信息系统 B.全球导航卫星系统
C.遥感 D.遥感和地理信息系统
解析 寻找共享单车的位置需要定位,借助的地理信息技术是全球导航卫星系统,B项正确。
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地理信息技术应用十分广泛。自新冠疫情爆发以来,国家每日发布疫情实时地图数据、利用大数据技术追踪疫情密切接触者,公众借助手机定位功能查询周边疫情信息等都离不开地理信息技术。据此完成5~6题。
5.(综合思维)疫情爆发后,网友们纷纷当上了“云监工”,密切关注着武汉火神山医院和雷神山医院的施工进展,主要运用了哪种地理信息技术( )
A.RS B.GNSS
C.GIS D.数字地球
解析 根据所学知识,要想快速了解武汉火神山医院和雷神山医院的施工进展,在空中航拍效果最好,即要用到RS技术,A项正确。
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地理信息技术应用十分广泛。自新冠疫情爆发以来,国家每日发布疫情实时地图数据、利用大数据技术追踪疫情密切接触者,公众借助手机定位功能查询周边疫情信息等都离不开地理信息技术。据此完成5~6题。
6.(综合思维)全国疫情实时数据、个人防疫地图、交通出行热力图等的提供和制作,运用的地理信息技术包括( )
①RS ②GNSS ③GIS ④数字地球
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
解析 全国疫情实时数据、个人防疫地图、交通出行热力图等的提供和制作需要用到GNSS定位和导航,同时涉及在系统中分析查询相关数据,需要用到GIS技术,②③正确;与遥感和数字地球无关,①④错误。故选C项。
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利用多源信息地图,构建统一的“地下测、网上控、平台管”灌区综合监管“一张图”,实现智能感知、自动控制、智能监视、智能管理,促进灌区农业现代化的发展。下图为某地用3S技术进行智能化灌区管理流程简图。据此完成7~8题。
7.(地理实践力)构筑智能灌区“一张图”,在地形图的基础上应重点增加( )
①灌区土地地价图 ②灌区雨水监测分布图 ③灌区人口密度图 ④灌区水系分布图 ⑤灌区水利工程分布图
A.①②④
B.②③⑤
C.②④⑤
D.①③④
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解析 根据材料“构建统一的‘地下测、网上控、平台管’灌区综合监管‘一张图’”可知,需要检测灌区水资源的分布状况,以及现有的水资源利用情况,在地形图的基础上应重点增加灌区雨水监测分布图、灌区水系分布图、灌区水利工程分布图这三项与水资源相关的分布图,②④⑤正确;灌区土地地价图、灌区人口密度图与构筑智能灌区相关性不高,①③错误。故选C项。
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利用多源信息地图,构建统一的“地下测、网上控、平台管”灌区综合监管“一张图”,实现智能感知、自动控制、智能监视、智能管理,促进灌区农业现代化的发展。下图为某地用3S技术进行智能化灌区管理流程简图。据此完成7~8题。
8.(综合思维)下列关于智能化灌区管理的描述正确的是( )
A.利用GNSS获取灌溉面积信息
B.借助RS实现流量自动监控
C.运用GIS采集土壤含水量信息
D.通过GIS实现精准灌溉调度
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解析 GNSS是全球导航卫星系统,不能获取灌溉面积,A项错误;RS是对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术,不能实现流量自动监控,B项错误;GIS是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统,不能采集土壤含水量信息,可以实现精准灌溉调度,C项错误,D项正确。
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图一为某冰川所在区域遥感影像,图二为根据1973年、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部),图中每个方格面积表示900平方米。读图,回答9~10题。
9.(综合思维)图一中甲点所处的地形是( )
A.山谷 B.山脊
C.冲积扇 D.盆地
解析 根据成像原理,地势较低的山谷处光线较暗,地势较高的山脊处光线明亮,图中甲点光线较暗应为山谷,故A项正确。
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图一为某冰川所在区域遥感影像,图二为根据1973年、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部),图中每个方格面积表示900平方米。读图,回答9~10题。
10.(综合思维)图二所示区域冰川面积变化的情况是( )
A.减少了1 800平方米
B.增加了1 800平方米
C.增加了2 700平方米
D.减少了2 700平方米
解析 根据图中数据,冰川区域“2”2009年比1973年共减少了3个方格,每个方格面积表示900平方米,所以减少的总面积为2 700平方米,故D项正确。
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二、综合题(共50分)
11.阅读材料,完成下列要求。(26分)
2020年7月31日上午,“北斗三号”全球导航卫星系统正式开通。中国北斗导航卫星系统是中国自行研制的全球导航卫星系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的导航卫星系统。北斗导航卫星系统在农业生产、交通运输和大地测量中有着广泛的应用。“依靠北斗导航卫星系统,拖拉机作业是横平竖直的,没有一点误差,这导航系统好使!今年开春我们合作社800亩地的辣椒播种就靠它了。”前不久,新疆维吾尔自治区塔城地区安集海镇乡土地农民种植专业合作社负责人在田间地头,看着远处的播种机高兴地说。
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(1)指出农业生产中可以利用北斗导航卫星系统的主要功能。(6分)
(2)简述北斗导航卫星系统为拖拉机导航过程中的工作原理。(8分)
(3)简述北斗导航卫星系统广泛应用于农业生产后对农业生产的有利影响。(12分)
答案 定位、导航、授时。
答案 拖拉机中的信号接收机接收北斗卫星信号,计算出拖拉机的位置、速度等信息,并通过无线电信号传送至基准站,就可以查询拖拉机的位置。
答案 可以使农业机械保持较高精度,使播种技术更加精准;可以实现精准喷洒农药、精准施肥,减少农药、化肥使用量,降低农业生产成本;促进无人驾驶农业机械的使用,延长农业机械的使用时间,降低驾驶者的工作强度和难度;促进农业规模化、机械化、自动化、精细化、集约化发展,提高农业生产的现代化水平。
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解析 第(1)题,从“依靠北斗导航卫星系统,拖拉机作业是横平竖直的,没有一点误差”中的“横平竖直”可以看出,可以利用北斗的精准定位导航实现直线前进;还可以利用北斗卫星的卫星授时,获得精确的时间。第(2)题,北斗导航卫星系统的原理是基准站接收卫星导航信号后,会通过数据处理系统形成相应的信息,再由卫星、广播、移动通信等手段将信息实时发送至应用终端,实现定位服务。第(3)题,“拖拉机作业是横平竖直的”可以使农业机械保持高精度,播种和收割更加精确,更加具有效率。通过飞机对于北斗导航卫星系统的应用,可以实现精准喷洒农药、精准施肥,减少农药、化肥使用量,降低农业生产成本,同时还可以减轻大量使用农药对环境造成的破坏。有了北斗精确定位导航,无人驾驶技术能更加先进,降低驾驶者的工作强度和难度。农业机械、飞机作业、无人机操作都有明显进步,能促进农业规模化、机械化、自动化、精细化、集约化发展,提高农业生产的现代化水平。
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12.阅读材料,完成下列问题。(24分)
材料一 在一张北京地区的资源卫星遥感图片上,人们惊奇地发现北京城已陷入垃圾的重重包围之中,这些垃圾堆就是人们长期掩埋的生活垃圾。于是人们惊呼:再不采取措施,北京城将变成垃圾场了!
材料二 2018年8月14日中新网报道,美国加利福尼亚州各地近日山火肆虐,大火吞噬了大片森林、牧场和建筑物,并造成人员伤亡。地理信息技术在此次抢险救灾中发挥了重要作用。
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(1)结合遥感工作的原理,试分析材料一中资源卫星是如何发现掩埋在地下的垃圾的。(10分)
(2)试分析遥感在获取信息方面优势的具体表现。(8分)
答案 垃圾中的有机质发酵会产生热量,垃圾掩埋处的地温较高,地面辐射和反射波谱会不同于其他地区,最终导致该地区在卫星遥感图像上的显示不同于其他地区。
答案 遥感具有探测范围大、获取资料速度快、受地面条件限制小、获取信息量大的优点。
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(3)请拟出与下列三个遥感技术应用领域相关的课题名称。(6分)
答案 ①上海土地资源的利用现状调查 ②上海城市绿地调查与规划 ③黄浦江水体污染监测(所列课题与应用领域对应且合理即可)
应用领域 课题名称
防灾减灾 长江流域洪水动态分析
国土资源勘查 ①________________________
城市规划 ②________________________
环境监测与保护 ③________________________
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解析 第(1)题,垃圾掩埋于地下,因有机质发酵生热会造成垃圾填埋处温度偏高,其地面辐射、反射波谱会明显不同于其他地区。根据遥感工作的原理可知,资源卫星能发现掩埋在地下的垃圾。第(2)题,结合所学知识可知,遥感技术在获取信息方面的特点:监测范围大、可覆盖全球;瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实施动态监测、受地面影响小等。第(3)题,与国土资源勘查相关的课题主要是土地利用现状、矿产资源和水资源状况等方面;与城市规划相关的课题包括城市总体规划、城市用地规划等,如城市绿地规划;环境监测与保护包括对大气、水、土壤等的监测与保护等。
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