· 文|中國(guó)空間技術(shù)研究院 廖楚江 侯宇葵 辛蕾

隨著分辨率達(dá)到1m甚至亞米級(jí)的遙感數(shù)據(jù)在商業(yè)領(lǐng)域投入使用，用以支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展而“不受限制”的民用圖像需求和軍事及情報(bào)領(lǐng)域的“限制級(jí)”圖像之間的壁壘瓦解了。相關(guān)的問(wèn)題也隨之浮現(xiàn)出來(lái)，即業(yè)界是不是已經(jīng)在恰當(dāng)?shù)姆珊驼叩目蚣芟伦龊昧顺渥愕臏?zhǔn)備，以面對(duì)現(xiàn)在和可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)的挑戰(zhàn)。

一、國(guó)外高分遙感衛(wèi)星運(yùn)行和應(yīng)用服務(wù)現(xiàn)狀

1. 美國(guó)高分遙感衛(wèi)星與EROS

美國(guó)高度重視商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展，1984年頒布的《陸地遙感商業(yè)化法案》力圖促進(jìn)陸地衛(wèi)星商業(yè)化發(fā)展。1992年，針對(duì)陸地衛(wèi)星商業(yè)化過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題推出《陸地遙感政策法案》，政府收回了陸地衛(wèi)星部分運(yùn)營(yíng)權(quán)并禁止氣象衛(wèi)星商業(yè)化。2003年4月，美國(guó)總統(tǒng)布什批準(zhǔn)發(fā)布了《商業(yè)遙感政策》，促進(jìn)了政府監(jiān)管下的高分辨率民用商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展，“伊科諾斯”（Ikonos）、“快鳥(niǎo)”（Quickbird）、“世界觀測(cè)”（WorldView）系列、“地理眼”（GeoEye）系列等衛(wèi)星，由地球眼（GeoEye）、數(shù)字全球（DigitalGlobe）等上市公司進(jìn)行商業(yè)運(yùn)營(yíng)，取得了巨大成功。

美國(guó)商業(yè)遙感空間政策（CRSSP）的基本目標(biāo)是通過(guò)保持美國(guó)在遙感空間活動(dòng)中的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，以及支持和強(qiáng)化美國(guó)的遙感工業(yè)，從而加強(qiáng)和保護(hù)美國(guó)的國(guó)家安全以及利益。這樣做還可以培育美國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)有助于改善環(huán)境，提高科學(xué)技術(shù)水平。美國(guó)聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局（USGS）是執(zhí)行CRSSP民用業(yè)務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，隸屬于USGS的地球資源觀測(cè)及科學(xué)中心（EROS）則負(fù)責(zé)統(tǒng)籌跨部門(mén)的遙感需求，提供對(duì)商業(yè)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，存儲(chǔ)和分發(fā)數(shù)據(jù)給聯(lián)邦政府、州及地區(qū)政府機(jī)構(gòu)。其中聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)包括環(huán)保部、農(nóng)業(yè)部、聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)、交通部、能源部、商業(yè)部、國(guó)防部、國(guó)土安全部等。

通過(guò)商業(yè)渠道無(wú)限制地觀測(cè)和分發(fā)數(shù)據(jù)，特別是高分辨率數(shù)據(jù)，引起了許多政策問(wèn)題，主要涉及被遙測(cè)地區(qū)數(shù)據(jù)使用權(quán)和私人財(cái)產(chǎn)的保護(hù)問(wèn)題。美國(guó)就此問(wèn)題采用了“快門(mén)控制”政策，該方式允許美國(guó)政府在國(guó)土安全或外交政策受到威脅的特殊時(shí)期限制美國(guó)商業(yè)衛(wèi)星收集數(shù)據(jù)。這個(gè)政策一方面平衡了工業(yè)的商業(yè)利益，另一方面平衡了美國(guó)國(guó)土安全及外交利益。

美國(guó)政府對(duì)遙感衛(wèi)星商業(yè)執(zhí)照設(shè)置了諸多條件以保護(hù)被拍攝地區(qū)的利益，并確保其國(guó)土安全和外交利益。美國(guó)執(zhí)照持有者可以訪問(wèn)任何一個(gè)國(guó)家在其政府司法裁判權(quán)范圍內(nèi)的非增強(qiáng)數(shù)據(jù)，并要求保證遵守執(zhí)照中的其他限制條件。政府也規(guī)定執(zhí)照持有者可以使用下行線路以滿足在國(guó)土安全和外交利益受到危害時(shí)數(shù)據(jù)的使用。另外，執(zhí)照持有者被要求儲(chǔ)存前一年的所有衛(wèi)星的運(yùn)行任務(wù)，并隨時(shí)應(yīng)政府的要求提供數(shù)據(jù)。這樣，美國(guó)政府除了能夠使用這些執(zhí)照持有者的數(shù)據(jù)以外，還能對(duì)其運(yùn)作進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。但該?xiàng)政策只對(duì)其國(guó)內(nèi)的執(zhí)照持有者有效。

2 .歐洲高分遙感衛(wèi)星與GMES計(jì)劃

歐盟采取各成員國(guó)共同參與、共同投資、共同使用資源、共同受益的管理模式。歐洲航天局（ESA）具體承擔(dān)與歐盟各國(guó)家間協(xié)調(diào)與綜合管理的職責(zé)，負(fù)責(zé)各參與國(guó)衛(wèi)星項(xiàng)目的資金、技術(shù)和各種資源的規(guī)劃和協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源最大化高效利用。

衛(wèi)星遙感方面，歐盟各國(guó)根據(jù)本國(guó)特點(diǎn)發(fā)展特色的衛(wèi)星系統(tǒng)。法國(guó)重點(diǎn)發(fā)展SPOT系列光學(xué)衛(wèi)星，成為國(guó)際上運(yùn)行最成功的商業(yè)衛(wèi)星系列之一，德國(guó)、意大利則重點(diǎn)發(fā)展TerraSAR-X、COSMO-SkyMed等系列雷達(dá)衛(wèi)星。規(guī)模龐大的“全球環(huán)境與安全監(jiān)視計(jì)劃”（GMES）是歐盟管理模式的最新體現(xiàn)，通過(guò)整合歐盟各國(guó)優(yōu)勢(shì)力量建立自主的光學(xué)與雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)，向政府、組織和公眾提供包括陸地、海洋、大氣等要素觀測(cè)信息，以及應(yīng)急與安全、氣候變化、科學(xué)研究等方面服務(wù)。

（1）GMES數(shù)據(jù)政策

歐盟和ESA目前正在對(duì)“哨兵”衛(wèi)星數(shù)據(jù)政策定稿?！吧诒睌?shù)據(jù)政策綱要已經(jīng)獲得通過(guò)，此綱要對(duì)用戶免費(fèi)開(kāi)源獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行了展望。這將會(huì)在最廣泛的應(yīng)用范圍內(nèi)最大化“哨兵”系列數(shù)據(jù)的可利用價(jià)值，并會(huì)趨于模仿終端用戶對(duì)基于地球觀測(cè)數(shù)據(jù)信息的利用。

GMES 的“哨兵”系列將全為公衛(wèi)星益型，數(shù)據(jù)可免費(fèi)獲取。GMES也是GEOSS數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)的重要支撐之一（如圖1所示）。

>>圖1 歐洲地面設(shè)備和服務(wù)架構(gòu)

“哨兵”系列的數(shù)據(jù)政策如下：①原則上任何個(gè)人都能訪問(wèn)數(shù)據(jù)，在公益、商業(yè)和科學(xué)用戶之間不存在差別，歐洲用戶和非歐洲用戶之間不存在差別；②用戶許可是免費(fèi)獲取的；③用戶可以通過(guò)“常規(guī)”在線訪問(wèn)模式獲取數(shù)據(jù)，用戶先注冊(cè)并接受訪問(wèn)條件；④用戶運(yùn)用高級(jí)訪問(wèn)模式訪問(wèn)高級(jí)數(shù)據(jù)，但須經(jīng)附加條款認(rèn)定；⑤如果因安全或者技術(shù)限制原因影響數(shù)據(jù)的可獲取性或者時(shí)間性，特殊的運(yùn)行流程將會(huì)被激活。

（2）歐洲高分遙感衛(wèi)星運(yùn)行機(jī)制

歐洲甚高分辨率（VHR）衛(wèi)星（優(yōu)于1m分辨率）系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將建立服務(wù)于科學(xué)和商業(yè)用戶的全球網(wǎng)絡(luò)，私人或者公私合作的用戶都需要支付費(fèi)用。美國(guó)高分辨率商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)行中，其商業(yè)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)賣(mài)給私人企業(yè)的比例較低，主要的購(gòu)買(mǎi)者是國(guó)家公益部門(mén)和軍事機(jī)構(gòu)，歐洲高分遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的大宗合同也主要依賴于歐洲各國(guó)或者歐洲軍事機(jī)構(gòu)。這意味著，未來(lái)可能是GMES統(tǒng)一購(gòu)買(mǎi)VHR數(shù)據(jù)，用于歐洲的公益和科學(xué)事業(yè)。

另外，需要說(shuō)明的是，GEOSS強(qiáng)調(diào)全球環(huán)境需求，不考慮商業(yè)數(shù)據(jù)政策以及與私營(yíng)企業(yè)的交互關(guān)系。該計(jì)劃的目的是建設(shè)對(duì)地觀測(cè)信息獲取能力，重點(diǎn)滿足發(fā)展中國(guó)家的需求。

歐洲目前的高分商業(yè)遙感衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)主要由空中客車(chē)防御和航天集團(tuán)旗下的阿斯特里姆服務(wù)公司（Astrium Services，法德合資）和泰雷茲-阿萊尼亞空間公司（Thales Alenia Space，法意合資）負(fù)責(zé)。阿斯特里姆服務(wù)公司整合了前SPOT Image和Infoterra公司，開(kāi)發(fā)出涵蓋整個(gè)地理信息價(jià)值鏈的、廣泛的產(chǎn)品服務(wù)組合，從數(shù)據(jù)獲取、處理到數(shù)據(jù)管理和托管，從高級(jí)地理信息服務(wù)到交鑰匙解決方案。而泰雷斯·阿萊尼亞空間公司運(yùn)營(yíng)著由4顆（2顆在軌，2顆定于2014年發(fā)射）合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星組成的COSMO-SkyMed星群。

阿斯特里姆服務(wù)公司是SPOT、“昴宿星”星座的運(yùn)營(yíng)商，是TerraSAR-X和TanDEM-X商業(yè)開(kāi)發(fā)權(quán)限的獨(dú)家擁有者，是福衛(wèi)二號(hào)的獨(dú)家分發(fā)商和KOMPSAT-2（韓國(guó)）、西班牙DEIMOS-1衛(wèi)星的分發(fā)商，其數(shù)據(jù)服務(wù)將確保延續(xù)到2023年，分辨率最高為0.5m。

二、國(guó)內(nèi)典型衛(wèi)星管理、運(yùn)行及應(yīng)用服務(wù)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

1.現(xiàn)狀分析

現(xiàn)有高分辨率衛(wèi)星（如資源一號(hào)02 C星、資源三號(hào)衛(wèi)星）的管理運(yùn)行如圖2所示，用戶部門(mén)向資源衛(wèi)星應(yīng)用中心提交觀測(cè)任務(wù)需求，資源衛(wèi)星應(yīng)用中心采集需求后，進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，制定衛(wèi)星的接收計(jì)劃并提供給密云、喀什和三亞三個(gè)地面站，地面站將接收的衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)經(jīng)由專用網(wǎng)絡(luò)傳送到資源衛(wèi)星中心，資源衛(wèi)星中心負(fù)責(zé)0～2級(jí)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品加工，進(jìn)而根據(jù)各部門(mén)提出的需求，經(jīng)由專線將用戶需求的數(shù)據(jù)推送至對(duì)應(yīng)的部門(mén)，3級(jí)以上數(shù)據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工由用戶部門(mén)自己完成。

>>圖2 資源衛(wèi)星管理運(yùn)行流程

2. 存在的問(wèn)題

中國(guó)衛(wèi)星遙感運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）數(shù)據(jù)加工處理能力不強(qiáng)，不能及時(shí)提供高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)影像數(shù)據(jù)產(chǎn)品

中國(guó)遙感衛(wèi)星的地面接收處理隊(duì)伍規(guī)模小，無(wú)論是負(fù)責(zé)0～2級(jí)產(chǎn)品處理的資源衛(wèi)星應(yīng)用中心，還是負(fù)責(zé)專題產(chǎn)品生產(chǎn)的用戶部門(mén)，基本上都只有十幾人、幾十人的隊(duì)伍。國(guó)外每顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理的后處理團(tuán)隊(duì)，都在幾百上千人，可以提供0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)等不同處理深度和級(jí)別的數(shù)據(jù)處理服務(wù)，處理時(shí)延一般在1～3天以內(nèi)。國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星地面接收處理機(jī)構(gòu)的產(chǎn)能低，與接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)量有較大的差距，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理時(shí)延長(zhǎng)、質(zhì)量差，不能滿足用戶的需求。

（2）缺乏商業(yè)化信息數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)手段與渠道，積壓與貧乏矛盾突出

目前缺乏國(guó)產(chǎn)星衛(wèi)星數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)平臺(tái)、手段和渠道，形成了供方產(chǎn)品積壓與需方數(shù)據(jù)缺乏的矛盾局面。一方面國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)銷售不暢，衛(wèi)星用戶仍然局限于少數(shù)政府行業(yè)部門(mén)，大量產(chǎn)品積壓，另一方面，衛(wèi)星影像應(yīng)用用戶、包括大量的省市縣級(jí)的行業(yè)用戶和企業(yè)個(gè)人用戶不能順暢地獲取國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星影像。這種狀況導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)衛(wèi)星影像大量依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)的市場(chǎng)占有率很低。

（3）行業(yè)應(yīng)用不深入，可靠性不強(qiáng)，沒(méi)有融入常態(tài)管理、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化

國(guó)內(nèi)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及其行業(yè)應(yīng)用普遍存在層次低、深度不夠的狀況，數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)處理、加工、分析的可靠性不高。導(dǎo)致衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及應(yīng)用科研、試驗(yàn)層面多，一次性決策分析應(yīng)用多，未能與行業(yè)用戶的日常生產(chǎn)業(yè)務(wù)相結(jié)合、融入用戶的常態(tài)管理與日常工作，未能形成高可靠性的業(yè)務(wù)化行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高頻次、流程化、依賴性的應(yīng)用局面。業(yè)務(wù)化、可靠性是中國(guó)衛(wèi)星遙感行業(yè)應(yīng)用推廣普及的核心問(wèn)題，也是衛(wèi)星遙感信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題。

（4）數(shù)據(jù)比較分散、共享程度低，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)

目前，全國(guó)使用對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)的單位有數(shù)百家，較大的用戶部門(mén)有10余家。大的部門(mén)有自己的數(shù)據(jù)處理、開(kāi)發(fā)應(yīng)用中心，小的部門(mén)僅僅是開(kāi)發(fā)應(yīng)用。由于缺乏國(guó)家數(shù)據(jù)政策的支持和統(tǒng)一管理，各行業(yè)部門(mén)之間條塊分割，數(shù)據(jù)共享程度有限，造成了一定的重復(fù)建設(shè)。此外，數(shù)據(jù)接收和共性處理(預(yù)處理)系統(tǒng)互相分割，結(jié)構(gòu)不合理，低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。

三、中國(guó)高分遙感應(yīng)用衛(wèi)星運(yùn)行和服務(wù)機(jī)制研究

建議成立國(guó)有高分遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)公司（以下簡(jiǎn)稱高分公司），負(fù)責(zé)專題產(chǎn)品的生產(chǎn)、數(shù)據(jù)增值服務(wù)及地理信息服務(wù)。

國(guó)有高分遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)公司的客戶包含國(guó)內(nèi)和國(guó)外用戶，國(guó)內(nèi)用戶主要是國(guó)家級(jí)應(yīng)用中心、私企個(gè)人和科研機(jī)構(gòu)等。

成立高分民用數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)對(duì)高分遙感應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)的管理、接收、處理和分發(fā)，其主要服務(wù)對(duì)象包含政府部門(mén)、科研機(jī)構(gòu)、私企、個(gè)人及管理決策層。

上述單位的相關(guān)關(guān)系如圖3所示。

>>圖3 總體組成架構(gòu)圖

1 .機(jī)構(gòu)運(yùn)行和服務(wù)機(jī)制

（1）高分民用數(shù)據(jù)中心

高分民用數(shù)據(jù)中心為國(guó)有企業(yè)，企業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)為100人左右，收益來(lái)自于政府行業(yè)購(gòu)買(mǎi)高分?jǐn)?shù)據(jù)的費(fèi)用。其職能包括：①承擔(dān)高分遙感應(yīng)用衛(wèi)星的管理職能，是所有高分遙感應(yīng)用衛(wèi)星的業(yè)主單位；②其數(shù)據(jù)源包括國(guó)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)代理公司和高分對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)等；③統(tǒng)籌各個(gè)行業(yè)部門(mén)數(shù)據(jù)訂單，首先考慮用國(guó)有高分遙感衛(wèi)星，其次考慮從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)；④主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理算法和模型的研發(fā)，具體數(shù)據(jù)處理工作外包給高分公司。

（2）高分遙感應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)公司

高分公司是高分民用數(shù)據(jù)中心全資控股的子公司，人員靈活聘用，公司規(guī)模為1000人左右，解決我國(guó)數(shù)據(jù)加工處理人員嚴(yán)重不足等問(wèn)題。

高分遙感應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)公司主要包含四個(gè)部門(mén)：①用戶訂單管理部的職責(zé)為定義優(yōu)先級(jí)權(quán)重，對(duì)訂單進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序和入庫(kù)管理，基于訂單優(yōu)先級(jí)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃并將任務(wù)規(guī)劃結(jié)果提交衛(wèi)星運(yùn)行管理部門(mén)；②數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)部根據(jù)訂單要求的數(shù)據(jù)產(chǎn)品級(jí)別，生產(chǎn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品；③應(yīng)用服務(wù)部負(fù)責(zé)跟高分應(yīng)用系統(tǒng)的銜接，接受來(lái)自高分應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的外包工作；④市場(chǎng)部負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品銷售。

（3）工作流程

高分民用數(shù)據(jù)中心主要負(fù)責(zé)2級(jí)以下數(shù)據(jù)的生產(chǎn)，因此其給高分公司的訂單也偏向于此類數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。

對(duì)于來(lái)自高分民用數(shù)據(jù)中心的訂單，應(yīng)按照以下流程處理：①首先依據(jù)訂單要求，分析需要應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理算法和模型，從公司已有算法模型數(shù)據(jù)庫(kù)中查找，如果沒(méi)有，則需要對(duì)各家單位提供的算法模型進(jìn)行招標(biāo)，購(gòu)買(mǎi)所需要算法模型；②評(píng)估生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期，擬定數(shù)據(jù)生產(chǎn)合同；③與高分民用數(shù)據(jù)中心簽訂合同；④ 按照合同內(nèi)容要求開(kāi)展數(shù)據(jù)生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制管理；⑤數(shù)據(jù)生產(chǎn)完成后，執(zhí)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)，如果質(zhì)量合格則交付甲方，如不合格則重新組織生產(chǎn)。全流程如圖4所示。

>>圖4 數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

>>圖5 “解決方案”實(shí)現(xiàn)流程

來(lái)自應(yīng)用系統(tǒng)的訂單主要包含兩種類型，一類是面向不同行業(yè)部門(mén)的專題數(shù)據(jù)生產(chǎn)，其流程與圖3類似，另一類是面向不同行業(yè)部門(mén)的解決方案的實(shí)現(xiàn)。

高分公司基于高分?jǐn)?shù)據(jù)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)面向不同行業(yè)部門(mén)的專用解決方案，如圖5所示。

四 、結(jié)束語(yǔ)

隨著地球任一地點(diǎn)的圖像均可獲取，針對(duì)于現(xiàn)有科技和市場(chǎng)導(dǎo)向的發(fā)展，任何一個(gè)國(guó)家在其信息傳播和使用政策上的觀點(diǎn)都應(yīng)有所調(diào)整。我們已經(jīng)從一個(gè)只由政府掌握高分辨率圖像的時(shí)代步入一個(gè)任何政府、商業(yè)組織、非政府組織和公眾團(tuán)體均可以接觸此類圖像的時(shí)代。

高質(zhì)量遙感數(shù)據(jù)的提供，特別是分辨率高于1m甚至更佳的圖像，催生在數(shù)據(jù)合理有效使用方面的許多問(wèn)題。本文基于我國(guó)國(guó)情初步提出了高分辨率遙感應(yīng)用衛(wèi)星的運(yùn)行架構(gòu)，目的是為制定我國(guó)相關(guān)數(shù)據(jù)政策提供參考，是否完全合理可行還有待實(shí)踐檢驗(yàn)。

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