• 제목/요약/키워드: k-mean 군집화

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기계학습 기반 상세화를 통한 위성 지표면온도와 환경부 토지피복도를 이용한 열환경 분석: 대구광역시를 중심으로 (Thermal Characteristics of Daegu using Land Cover Data and Satellite-derived Surface Temperature Downscaled Based on Machine Learning)

  • 유철희;임정호;박선영;조동진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권6_2호
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    • pp.1101-1118
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    • 2017
  • 급격한 도시화와 이상기후의 증가로 도시의 기온이 꾸준히 올라가고 있으며, 한 도시 안에서도 열분포 양상이 지역마다 다르게 나타나고 있어 상세한 도시 열환경 분석이 요구된다. 최근에는 위성자료를 이용한 열환경 분석이 수행되고 있으나, 위성자료는 시 공간해상도의 Trade-off 관계로 인해 정밀한 분석에 어려움이 따른다. 이 연구는 2012년부터 2016년의 대구광역시 여름철 열환경 분석을 위해, MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 1 km 공간해상도의 낮과 밤 지표면온도(낮$LST_{1km}$, 밤$LST_{1km}$)를 250 m 공간해상도(낮$LST_{250m}$, 밤$LST_{250m}$)로 상세화 시켰다. 상세화에는 기계학습 기법인 랜덤 포레스트(Random Forest)가 이용되었다. 향상된 $LST_{250m}$는 기존의 $LST_{1km}$에 비해, 대구광역시 행정동 기준 불투수면적 비율과 지표면온도가 높은 상관관계를 보여주었다. 다음으로, 상세화 된 낮과 밤$LST_{250m}$를 이용하여 Hot Spot 분석을 수행하였다. 대구광역시 행정동 중 낮과 밤 지표면온도가 Hot Spot으로 군집화된 영역을 비교하고, 토지피복도를 이용하여 그 원인을 분석했다. 낮에는 공업 및 상업지역의 비율이 높은 영역에서, 밤의 경우 주거지역의 비율이 높은 영역에서 높은 Hot Spot이 군집 되었다. 본 연구의 열환경 분석 접근은 향후 도시정책 수립 및 국민안전에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

비교사적 군집화 알고리즘을 이용한 전산화 단층영상의 병소부위 결정에 관한 연구 (Determination of Tumor Boundaries on CT Images Using Unsupervised Clustering Algorithm)

  • 이경후;지영훈;이동한;류성렬;조철구;김미숙;유형준;권수일;전준철
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제26권2호
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    • pp.59-66
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    • 2001
  • 정위적분할방사선치료(FSRT)는 병소경계에 대한 공간상위치와 형태를 정확히 결정하는 것이 큰 쟁점이다. 본 연구는 나선형 CT를 이용하여 4명의 뇌종양 환자와 팬톰(파라핀)으로부터 연속적인 횡축 단면상을 얻었다. K-mean 분류 알고리즘을 적용하여 CT영상의 초기정보값을 평균화소값으로 변화시켰다. 영상의 구성은 병소영역, 정상영역, 혼합영역, 바탕영역, 가음영영역의 5영역으로 분류하였다. 주된 관심은 혼합영역 내에서 정상영역과 혼합영역을 어떻게 분리하는 가였다. 5영역 평균화소값 중에서 정상영역과 병소영역에 상대적인 평균편차 분석법을 적용하여 2영역 평균편차 화소값 사이의 최대점을 구하였다. IDL 프로그램을 이용한 반자동윤곽법으로 혼합영역내의 최대점을 연결함으로서 GTV의 경계선을 그렸다. 균일한 팬톰의 관심영역 경계선은 ${\pm}1%$ 이내의 오차로 평가되었다. 환자 4명의 경우는 방사선 전문의들이 그린 병소영역과 K-mean 알고리즘과 상대적인 평균편차 분석법에 의해 자동적으로 묘사된 병소영역과 거의 일치하였다. 이러한 방법들을 사용하여 불분명한 정상영역과 병소영역의 경계선을 명확하게 나타낼 수 있었다. 그러므로 CT 영상이 MRI 영상과 비교하여 간헐적으로 병소윤곽을 보여주지 못할 경우 이 방법은 치료계획을 결정할 때 유용한 CT영상 자료로 활용될 수 있음을 확인하였다.

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연관 규칙 학습과 군집분석을 활용한 멸종위기 기수갈고둥과 생태계 내 종 간 연관성 분석 (Analyzing the Co-occurrence of Endangered Brackish-Water Snails with Other Species in Ecosystems Using Association Rule Learning and Clustering Analysis)

  • 임성호;도윤호
    • 생태와환경
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    • 제57권2호
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    • pp.83-91
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    • 2024
  • 본 연구는 한국의 멸종위기야생생물 II급으로 분류된 기수갈고둥 (Clithon retropictum)과 생태계 내 다른 종들 사이의 공동출현 양상을 분석하고자, 연관 규칙 학습과 군집분석 방법론을 통합적으로 사용했다. 이 연구의 주요 목적은 기수갈고둥과 다른 생물종 사이의 공동출현 패턴을 파악하는 것이다. 대규모 데이터 세트를 통한 연관 규칙 학습으로 종 간의 공동 출현 패턴과 그들사이의 연관성을 탐색하였고, K-mean와 계층적 군집분석을 통해 종들 간의 생태적 유사성과 차이에 기반으로 한 그룹화를 진행하였다. 연구 결과는 기수갈고둥과 다른 종들 사이에 상당한 공동 출현 관계가 있음을 보여주며, 이러한 공동 출현은 특정 환경 조건과 밀접하게 연결되어 있음을 나타냈다. 특히, 기수갈고둥이 출현하는 지점에서는 특정종의 출현 빈도가 높게 나타나는 패턴을 보였고, 이는 기수갈고둥이 생태계 내에서 중요한 생물지표종으로서의 역할을 수행하고 있음을 시사한다. 이러한 접근 방식은 기수갈고둥과 같은 멸종 위기종의 보존과 생태계 관리 전략 수립에 있어 중요한 의미를 지닌다. 생태계 내에서 공동으로 출현하는 종들 간의 복잡한 연관성을 이해함으로써, 보다 효과적인 보존 전략을 개발하고 생태계의 건강과 안정성을 유지하는 데 기여할 수 있다. 본 연구는 생태계 연구에 있어 데이터기반 접근법의 중요성을 강조하며, 생물 다양성 보존을 위한 새로운 방향을 제시한다.

장기간 SPOT/VEGETATION 정규화 식생지수를 이용한 지면 변화 탐지 개선에 관한 연구 (The Study of Land Surface Change Detection Using Long-Term SPOT/VEGETATION)

  • 염종민;한경수;김인환
    • 한국지리정보학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.111-124
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    • 2010
  • 지표면의 환경변화를 관측하는 것은 토지사용과 기후변화, 기상연구, 농업, 지표면의 에너지 균형 및 환경시스템에 매우 중요한 연구로 이용되어지고 있다. 최근 위성영상을 이용한 변화탐지는 국지 단위 환경변화 탐지를 위해 그 필요성이 높아지고 있는 실정이며, 특히 잦은 개발과 변화로 주기적인 탐지가 필요한 도심지역의 변화탐지는 국토환경변화 및 지역계획 연구에 대한 효율적인 의사결정 지원이 가능하므로 그 활용성이 매우 높아지고 있다. 이러한 배경으로, 위성 영상을 이용한 원격탐사 자료를 활용한 분석은 비교적 짧은 시간에 광범위한 지역의 영상 정보를 취득할 수 있기 때문에 국토 환경변화 관리 분야에서의 적용 가능성이 높다. 본 연구에서는 인공위성 자료를 활용하여 변화탐지를 수행할 때 공간정보 추출의 정확성을 높이는 기술 개발을 위해 시계열자료의 통계적 분석을 통한 변화탐지기법 개발을 수행하였다. 전처리된 자료를 이용하여 정규화 식생지수를 산출하고 K-mean clustering 무감독 분류를 통해 처리된 데이터를 연구영역의 10년간 자료를 이용한 평균 정규화 식생지수 값과 표준편차 값을 계산하여 각각의 화소별 상대적인 변화량을 측정하여 변화 정도를 탐지하였다. 일반적으로 변화 탐지 수행 시, 태양광 채널을 이용할 경우 기하학적 특성에 의해 발생하는 방향성 효과를 보정하여야 한다. 본 연구에서는 대기 보정과 방향성 보정이 수행된 중 저해상도 정규화 식생지수를 이용하여 객관적인 변화 임계치 값을 결정하였다. 연구결과 반사도 값의 차이를 이용한 변화탐지보다 객관적이고 명확하게 변화지역을 탐지할 수 있었다.

동해안 3개 해역의 조하대 해조상 및 군집구조 (Characteristics of Seasonal Variations of Subtidal Seaweed Community Structure at Three Areas in the East Coast of Korea)

  • 김영대;박미선;유현일;김상우;정희동;민병화;진형주
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권11호
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    • pp.1407-1418
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    • 2012
  • The purpose of this study is to analyze seasonal variations of seaweed community structure according to ocean environment at three areas in the east coast of Korea. Mean water temperatures of Gosung, Samchuk, and Gyeongju were $8.3^{\circ}C$, $11.2^{\circ}C$, and $13.1^{\circ}C$, respectively, during the growing winter season of 2011. Subtidal benthic macroalgal flora and community structure were investigated at the sites between February to November 2011. The numbers of seaweed species at the areas were 38, 12, and 15, respectively. The amounts of biomass were 7.35 kg $m^{-2}$, 1.80 kg $m^{-2}$, and 0.84 kg $m^{-2}$, respectively, during the period. The values of C/P, R/P, and (R+C)/P representing flora characteristics at Sokcho area were 0.1, 1.1, and 1.2, respectively. The values of flora characteristics at Samchuk were 0.3, 0.6, and 1.0, respectively. The values of flora characteristics at Gyeongju were 0.4, 4.0, and 1.2, respectively.

비구조화 P2P 시스템에서 이동에이전트를 이용한 Peer의 속성기반 계층적 클러스터링 (Property-based Hierarchical Clustering of Peers using Mobile Agent for Unstructured P2P Systems)

  • 마이클 안젤로 살보;마테오 로미오;이재완
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.189-198
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    • 2009
  • 비구조화 P2P 시스템은 오늘날 인터넷에서 가장 널리 사용되지만, 파일의 배치는 임의로 이루어지며, Peer와 컨텐츠간에는 어떤 상관관계도 존재하지 않는다. 또한 보낸 모든 질의가 원하는 데이터를 찾았는지에 대한 보장도 없다. 본 논문에서는 비구조화된 P2P시스템에서 군집형 계층 클러스터링을 사용하여 노드들을 클러스터화함으로써 검색을 향상시키는 방법을 제시한다. 제안한 기법과 k-means를 사용한 기법간에 노드 클러스터링을 위한 지연시간을 비교하였다. 또한 제안한 알고리즘, k-means 클러스터링, 클러스터링을 사용하지 않은 방법간에 한 네트워크 토폴로지에서 데이터를 찾기 위한 지연시간에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 기법의 지연시간이 다른 방법들보다 짧았음을 알 수 있었다.

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경상분지 남단 고성지역의 백악기 유천층군에 대한 고자기 연구 (Palaeomagnetism of the Cretaceous Yuchon Group in Kosong Area, Southern Kyongsang Basin)

  • 강희철;김인수
    • 한국지구과학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.663-674
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    • 2000
  • 경상분지내 밀양소분지의 남단인 경남 고성지역에 분포하는 백악기 유천층군의 19개 장소로부터 총 165개의 독립정향시료를 채취하여 단계적 교류 잔기세척과 열 자기세척 실험을 실시하였다. 그 결과 14개 장소 95개의 시료로부터 정자화와 역자화가 서로 반평행을 이루는 특성잔류자기(ChRM)를 구하였다. 이들의 평균방향은 지층경사 보정전에는 d=26.0$^{\circ}$, i=49.4$^{\circ}$ (${\alpha}_{95}$=8.2$^{\circ}$, k=24.5, n=14)이며 지층경사 보정후에는 d=28.1$^{\circ}$, i=54.2$^{\circ}$ (${\alpha}_{95}$=4.8$^{\circ}$ , k=70.6, n= 14)이었다. 지층경사 보정을 통하여 군집지수 k값이 2.88배 증가하는 사실은 이 특성잔류자기가 99%,의 신뢰도로서 지층의 습곡이나 경동 이전에 획득된 잔류자기임을 지시하는 것이다. 이 평균 잔류자기 방향으로부터 계산된 고자기학적 자북의 위치(palaeomagnetic pole)는 67.0$^{\circ}$N, 210.6$^{\circ}$ E (dp=4.7$^{\circ}$, dm=6.7$^{\circ}$)인 바, 이는 경상분지내 다른 지역이나 남, 북중국 및 유라시아의 백악기 고자기학적 자북의 위치와 거의 일치한다. 따라서 본 연구지역을 포함하는 한반도가 백악기 이후 유라시아 대륙의 한 부분으로서 현재의 상대적 위치를 크게 벗어나지 않았음을 알 수 있다. 한편, 고성층에서 최소 3번의 극성변화가 나타나며 그 상위의 안산암류와 용결응회암에서도 정자화와 역자화가 함께 나타나는 사실을 범세계적 자기층서표와 비교하여 볼 때, 연구대상 유천층군의 연령은 하양층군과 유천층군의 경계인 후기 Albian 에서부터 polarity chron 32r 내지 31r anomaly가 나타나는 초기 Maastrichtian에 이르는 것으로 판단된다. 연구대상 고성층과 그 상위의 안산암에서 여러차례의 역자화가 관찰되는 반면에, 부산지역의 다대포층에서는 하부의 2개 층준에서만 짧은 역자화가 관찰되고 그 상위의 안산암에서는 정자화만 나타난다. 따라서 고성층과 다대포층이 시간층서적으로 상호 대비될 가능성은 거의 없는 것이다.

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퍼지기반의 두뇌영상 영역분할 알고리듬 (Fuzzy-based Segmentation Algorithm for Brain Images)

  • 이효종
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권12호
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    • pp.102-107
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    • 2009
  • 기술의 발달로 의료장비의 현대화가 이루어지고 PACS와 같은 시스템이 보편화되면서 디지털 의료영상처리 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 영역분할 기술은 디지털의료영상처리에서 첫 번째 단계로 필요한 전처리기술이다. 영역분할을 통하여 특정 부위가 종양, 부종, 파손 및 괴사세포와 같은 이상 현상을 나타내는 것을 조기에 발견할 수 있도록 해주고, 의사들이 적절한 처방을 내려줄 수 있도록 도와줄 수 있다. 특히 두뇌영상에서 백질, 회백질 및 CSF(cerebral spinal fluid)의 영역분할은 두뇌연구의 핵심기술이다. 이들 의료영상에서 기존의 윤곽선이나 영역 확장법은 애매한 경계선과 장기내의 물리적 특성이 비균질하여 영역분할의 실패율을 높게 한다. 퍼지기반의 영역분할 알고리듬은 불분명한 경계를 이루는 장기의 영역분할에 강하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 자기공명영상이 강하게 나타내는 잡음에도 안정적인 퍼지기반의 영역분할 알고리듬을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 이웃화소들을 군집시킬 때에 평균과 분산의 정보를 이용하여 최소한의 계산을 추가함으로써, 기존의 퍼지기반 영역분할 방법에 비하여 실패율이 대략 30% 이하로 낮은 것을 확인하였다.

말레이지아 세랑고지역 부식질토양경지 잡초식생의 정량생태분석 (Weed Flora of Arable Peat in Selangor, Malaysia - Quantitative and Spatial Pattern Analyses)

  • 바키 빈 바카;훼니 옹 뉵 인;권용웅
    • 한국잡초학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.382-389
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    • 1997
  • 말레이지아 Selangor지역(地域)의 부식질 경지토양(耕地土壤)에 분포(分布)하고 있는 경지(耕地)의 잡초식생(雜草植生)을 조사하고 정량적 생태분석을 수행한 결과는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 이 지역(地域) 경지잡초(耕地雜草) 종조성(種組成)은 19과(科)에 속하는 31종(種)의 광엽잡초(廣葉雜草), 10종(種)의 화본과(禾本科) 잡초(雜草), 7종(種)의 사초과(莎草科) 잡초(雜草)로 이루어졌고, 잡초(雜草)의 식생피도(植生被度)에서 각각 77. 8. 15%를 점유하였으며, 이들의 중요도(重要度)는 각각 71, 11, 18%이었다. 2. 이 지역(地域) 경지잡초(耕地雜草)중 10종(種)의 우점종(優點種)은 우점도(優點度) 순위(順位)에서 Fimbristylis acuminata, Murdannia nudiflora, Hedyotis corymbosa, Ageratum conyzoides, Asystasia gangetica, Cleome rutidosperma, Cyperus sphacelatus, Lindernia crustacea, Ludwigia hyssopiflora 및 Ludwigia perennis이었다. 3. 이상과 같은 초종간(草種間) 우점도(優點度) 및 공간분포유형(空間分布類型)의 차이(差異)는 각 초종(草種) 본래(本來)의 종자생산성(鐘子生産性) 및 번식습성(繁殖習性)과 군집성(群集性)의 차이(差異)와 이 지역(地域) 경지(耕地)의 작물종류(作物種類), 작부체계(作付體系) 및 경종방법(耕種方法)과 제초관행(除草慣行)의 차이(差異)에 기인하는 것으로 생각한다.

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솔잎혹파리 피해적송림(被害赤松林)의 생태학적(生態學的) 연구(硏究) (II) (Ecological Changes of Insect-damaged Pinus densiflora Stands in the Southern Temperature Forest Zone of Korea (II))

  • 임경빈;이경재;박인협
    • 한국산림과학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.49-59
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    • 1981
  • 충북(忠北) 경북지방(慶北地方) 적송림(赤松林)의 천이과정(遷移過程)을 연구(硏究)하기 위하여 솔잎흑파리의 발생시기(發生時期)의 신구(新舊)에 따라 무피해지(無被害地)(대조구(對照區))로서 청원(淸原)(A), 피해중간지(被害中間地)(5년전(年前)에 피해발생(被害發生))로서 구미(亀尾)(B), 피해극심지(被害極甚地)(10년전(年前)에 피해발생(被害發生))로서 영동(永同)(C) 지역(地域)을 설정(設定)하고 각조사지역별(各調査地域別) 환경요인(環境要因)과 식생상태(植生狀態)를 조사(調査)하여 환경요인(環境要因)과 식생상태(植生狀態)와의 관계(關係), 삼림군집구조(森林群集構造)의 비교(比較), 식물상(植物相)의 변화등(變化等)을 분석(分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 솔잎혹파리의 피해(被害)에 의하여 초기(初期)에 소나무의 낙엽량(落葉量)이 증가(増加)하고, 광조건(光條件), 토괴조건(土壞條件) 등(等)의 환경요인(還境要因)의 변화(變化)에 따라 식생구성(植生構成)에 변화(變化)가 생겨, 대상수종(代償樹種)으로 참나무류(類)가 발달(發達)했다. 본조사지역내(本調査地域內)에서는 참나무류중(類中) 갈참나무, 졸참나무, 상수리나무, 굴참나무 및 신갈나무의 상대우점치(相對優占値)의 증가(増加)가 유의적(有意的)이었다. 2. 솔잎혹파리의 피해(被害)가 심(甚)해질수록 조사지역별(調査地域別), 조사구별(調査區別)의 종구성상태(種構成狀態)가 점차 다양(多樣)해지나, 그 후(後) 피해(被害)가 지속(持續)되어 식생상태(植生狀態)가 재구성(再構成)됨에 따라 종구성상태(種構成狀態)는 다시 단순화(單純化)되는 것으로 나타났다. 3. 상대밀도(相對密度) 및 상대우점치(相對優占値)의 상대치(相對値)에 의한 식생천이(植生遷移)를 종합분석(綜合分析)한 결과(結果) 소나무가 우점종(優占種)을 이루는 본조사지역내(本調査地域內)에서는 솔잎혹파리의 피해(被害)가 지속(持續)됨에 따라 참나무류(類)가 우점종(優占種)으로 나타나며 진달래류(類), 싸리류등(類等)이 하층식생(下層植生)을 구성(構成)하는 삼림군집(森林群集)으로 변화(變化)되는 것으로 나타났다. 4. 식생(植生)에 미친 토심(土深), 토괴함수량(土壞含水量), 유기물함량(有機物含量), 그리고 유기물층(有機物層)의 두께는 본조사대상지(本調査對象地)의 범위내에 있어서는 거의 같은 것으로 사료(思料)된다. 연평균강수량(年平均降水量)과 온도(溫度)도 조사대상지간(調査對象地間)에 있어서 유사(類似)하였다고 본다.

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