静止气象卫星火点判识系统及存储介质的制作方法

1.本发明涉及一种火点判识系统及存储介质。属于气象卫星遥感技术与火情监测技术交叉领域。


背景技术：

2.包括黑龙江省等在内的多个省，具有农田面、林地积广阔。广阔的森林草原和农田是大自然赐予的财富，但是，在每年春秋两季森林草原火灾及农田秸秆焚烧给人们带来了严重的困扰。
3.自上世纪八十年代中期以来，气象卫星遥感技术为林草防火部门提供了大量的卫星遥感火情监测信息，在林草防火工作中发挥了重要作用。除此之外，卫星遥感技术也已广泛应用到监测秸秆焚烧中。近些年来，随着各省防火工作水平的提高，原有单一利用极轨卫星遥感火情监测技术距离行业火情监测与预警的实际需求有明显差距。随着新一代静止气象卫星的发射，基于高频次高时效的静止气象卫星和高灵敏度的极轨卫星相结合的多源卫星遥感已成为火情监测的必然趋势，同时，随着卫星遥感技术的快速发展，为卫星遥感在火险评估、火行为预警及火场周边环境要素监测等方面提供了数据支持。
4.目前的利用气象卫星遥感技术确定火点或火情的方式，容易受到卫星的数据精度影响，更为重要的是，这些方式容易受到云区、水体、环境地物等的影响，从而影响了火点判断的准确率；即便是基于静止气象卫星的火点或火情的判别方式，也依然存在上述问题而影响火点判断的准确率。同时目前的利用气象卫星遥感技术确定火点或火情的方式大都是利用亮温进行判断的，这样确定的判断方式或者判断模型仅能适用于基于数据建模的区域，当应用于其他区域时，或者季节不同时，由于亮温是会发生变化的，所以这些方法不仅存在适用性差的问题，而且会进一步降低判断的准确率。


技术实现要素：

5.本发明是为了解决目前基于气象卫星的火点判识方法存在准确率较低的问题，尤其是针对微小火点现有方法准确率会进一步降低。
6.静止气象卫星火点判识系统，包括：
7.背景像元亮温计算单元：利用背景窗口计算背景像元亮温，即背景窗口区内背景像元的平均温度t
3.9bg
＝mean(t
3.9
)；利用如下判识条件确定高温可疑像元；
8.t
3.9
》t
th
或者t
3.9
》t'
3.9bg
δt
3.9bg
9.其中，t
3.9
表示3.9um通道的亮温值；t
th
表示3.9um通道的亮温阈值，采用窗口内所有像元平均值与对应的2倍标准差之和；t'
3.9bg
表示窗口区内相同土地利用类型的3.9um通道的亮温平均值；δt
3.9bg
表示可疑火点像元与背景亮温的差异；
10.火点像元确认单元：如果像元满足以下两项条件，初步将该像元确认为火点像元；
11.1)：t
3.9
》t
3.9bg
n1
×
δt
3.9bg
；
12.2)：δt
3.9_11
》δt
3.9_11bg
n2
×
δt
3.9_11bg
；
13.其中，t
3.9bg
为背景窗口中3.9um通道的亮温平均值，δt
3.9bg
表示背景窗口中3.9um亮温的标准差，δt
3.9_11
＝t
3.9-t
11
，t
11
表示11um通道的亮温值；δt
3.9_11bg
表示背景窗口中δt
3.9_11
的平均值，δt
3.9_11bg
表示背景窗口中δt
3.9_11
的标准偏差，t
3.9_11bg
＝t
3.9bg-t
11bg
，t
11bg
为背景窗口内11um通道的亮温平均值；n1和n2为背景系数；
14.火点可信度类型确认单元单元：利用监测像元与背景窗口像元的不同温差值确定火点可信度，可信度越高判识为火点的可能性越高；火点可信度类型定义为：
15.火点：t
3.9
》t
3.9bg
t；
16.可能火点：t
3.9
《t
3.9bg
t；
17.云区火点：火点位于云区边缘；
18.t为火点可信度亮温阈值。
19.进一步地，利用背景窗口计算背景像元亮温的过程中，首先设置背景窗口大小为5
×
5；然后利用如识条件确定高温可疑像元，如果5
×
5的窗区中满足判识条件的晴空像元不足所有像元数量的20％，将窗区扩大到7
×
7,9
×
9,...,51
×
51，若仍达不到要求，则像元放弃计算，标示为非火点像元。
20.进一步地，所述火点像元确认单元初步确认火点像元的条件中，当δt
3.9_11
和δt
3.9_11bg
小于2k时用2k替代，当大于4k时，用4k替代，k表示开氏温度。
21.进一步地，所述δt
3.9bg
用相同土地利用类型像元的2.5倍标准差表示。
22.进一步地，所述t采用背景窗口内，与被判识为火点且相同土地利用类型所有像元的3倍标准差表示。
23.进一步地，所述系统还包括后预处理单元，后预处理单元在火点可信度类型确认单元处理前，针对火点像元确认单元确认的像元进行后预处理，所述的后预处理过程包括耀斑角滤除的步骤，具体包括以下步骤：
24.当判识为火点像元的可见光、近红外反射率均大于0.3，且3.9um通道亮温大于305
°
，并且耀斑角小于30
°
时，则将该像元判识为耀斑点，剔除火点属性。
25.进一步地，所述的后预处理过程还包括常年高温的滤除的步骤，具体包括以下步骤：
26.基于常年高温点的先验信息，确定火点是否为常年高温点，如果为年高温点，剔除对应的火点属性。
27.进一步地，所述系统还包括前预处理单元，前预处理单元用于对静止气象卫星数据进行前预处理，所述的前预处理过程包括以下步骤：
28.首先，利用云区可见光的反射特性将待监测高温像元区分非云区和云区；
29.然后，对热红外通道和中红外通道数据逐像元进行大气纠正，并进行辐射校正。
30.进一步地，所述系统还包括火点第二判识单元，火点第二判识单元对确定的火点进行进一步判识，具体过程包括以下步骤：
31.当像元的时序变化率满足以下条件时判定为火点：
32.δλ＞δt4*δλbg
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
33.式中，δλ是亮温变化率，δt4为中红外通道亮温系数；δλbg为背景变化率阈值。
34.所述中红外通道亮温系数δt4即升温阶段最大亮温变化率的n倍或降温阶段最大
亮温变化率的m倍对应的数值，升温阶段n和降温阶段m的确定过程包括以下步骤：
35.1)根据下垫面亮温变化与太阳角度关系，并结合辐射能量与太阳高度角关系，确定地表背景亮温与太阳高度角的关系；
36.2)构建亮温时序变化率阈值
37.基于地表背景亮温与太阳高度角的关系确定像元任意时段亮温变化率；
38.根据纬度、下垫面类型确定日温度变化温差，建立符合白天的亮温变化率曲线；然后将白天时间通过太阳高度角等分成多个区间，其中升温阶段和降温阶段区间数相等，进而确定升温阶段和降温阶段各区间内的最大亮温变化率阈值；
39.在升温阶段，若实际升温率超过最大亮温变化率的n倍，可认为像元存在高温异常信息(升温速度高于正常升温)；在降温阶段，若实际降温率的m倍低于亮温最大变化率，可认为像元存在高温异常信息(降温速度慢于正常降温，甚至出现逆向升高)；此处的n倍和m倍分别为温差在60k条件下升温和降温过程的阈值倍数，该阈值倍数用于确定判识时刻是否有加热源存在。
40.一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行静止气象卫星火点判识系统。
41.有益效果：
42.本发明基于静止气象卫星数据，逐像元进行如下判断，并有针对性的确定了判识依据，而且还进一步利用各像元相邻时次温度作为背景温度，当某一时次的温度超过背景温度一定程度时，认为有明火发生(时序法)。与现有空间阈值法的区别在于，时序法判识热点依据是探测像元亮温在时间上的差异，而不是空间上的差异。利用本发明，相邻时间区域的中红外通道亮温差异一般不到0.5k(因观测时间而异)，若按高于背景温度4倍计算也在2k以内，对热点的判识较上下文法的6k阈值大为降低，将极大提高热点探测的灵敏度。因此本发明能够实现微小火点的及时判识，并实现火情信息的连续动态观测，本发明的判识过程和判识以及可以极大地提升火点判识准确率，利用基于时序法的判识依据判识准确率高达90％以上。
附图说明
43.图1为具体实施方式一的静止气象卫星火点判识系统处理流程图；
44.图2为热点像元面积比例与亮温变化关系图；
45.图3为理想状态晴空地表亮温随太阳高度角变化图；
46.图4为不同太阳高度角的亮温变化率曲线。
具体实施方式
47.具体实施方式一：
48.本实施方式为静止气象卫星火点判识系统，其根据火点在中红外波段引起辐射率和亮温急剧增大这一特点，可将中红外亮温与周围背景像元亮温差异，以及中红外与远红外亮温增量差异作为计算机火点自动判识的主要参数进行火点判识。
49.本实施方式采用风云四号静止气象卫星数据进行火点判识，当然也可以采用葵花八号(简称“h8”)静止气象卫星数据，葵花八号和风云四号卫星在空间分辨率、时间分辨和
光谱分辨率方面较老一代静止卫星有明显改进，分钟级的时间观测间隔在火情监测中具有极大的优势。结合静止气象卫星特点及某省下垫面植被光谱特性，提出相应的阈值变化自适应算法，实现h8和风云四号静止气象卫星火点昼夜连续监测。
50.所述的静止气象卫星火点判识系统，基于静止气象卫星数据，逐像元进行如下判断：
51.(1)云检测：在火点判识中，云信息提取至关重要，利用云区可见光的高反射(白天)特性区分非云区和云区。
52.主要利用我国风云三号(风云四号进行可见光红外扫描辐射)的云检测产品，云检测产品是指判识一个像元是否被云覆盖或者晴空，以及云和晴空判识的可信度，是无量纲的。算法采用多特征(单通道或通道组合)阈值方法，其中通道组合特征包括通道差和通道比值。各个特征阈值的确定采用两种方法，直方动态阈值方法或通过正研模拟确定的阈值表方法。
53.(2)大气纠正：
54.对热红外通道数据利用6s(second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)大气辐射传输模型逐像元进行大气纠正。
55.(3)辐射校正：
56.利用卫星和太阳的天顶角、方位角，校正可见光和近红外波段的反射率以及热红外辐射亮温值。
57.该过程采用《风云二号静止气象卫星可见光通道辐射校正场定标方法研究》中的校正方法进行校正。
58.(4)背景像元亮温计算：
59.火点像元判识的关键在于同背景温度的比较，背景亮温计算尤为重要，初始背景窗口大小为5
×
5个像元，背景像元亮温即窗口区内背景像元的平均温度，即t
3.9bg
＝mean(t
3.9
)；但需要去除水体、高温可疑火点像元，高温可疑像元的判识条件为：
60.t
3.9
》t
th
或者t
3.9
》t'
3.9bg

△
t
3.9bg
61.其中，t
3.9
表示3.9um通道的亮温值；t
th
表示3.9um通道的亮温阈值，采用窗口内所有像元平均值与对应的2倍标准差之和；t'
3.9bg
表示窗口区内，相同土地利用类型(就是下垫面类型，标准表示是地表覆盖类型数据或者土地利用类型数据)的3.9um通道的亮温平均值，
△
t
3.9bg
表示可疑火点像元与背景亮温的差异，可用相同土地利用类型像元的2.5倍标准差表示。
62.如果5
×
5的窗区中满足上述条件的晴空像元不足所有像元数量的20％(逐个像元都取5x5窗口，因为事先不知道哪些是有火点的，所以逐个像元都取5x5，如果发现某个像元5x5窗口像元不足，就扩大窗口区)，将窗区扩大到7
×
7,9
×
9,...,51
×
51，若仍达不到要求，则像元放弃计算，标示为非火点像元。
63.(5)火点像元确认：
64.如果像元满足以下两项条件，可初步将该像元确认为火点像元：
65.1)：t
3.9
》t
3.9bg
n1
×
δt
3.9bg
；
66.2)：
△
t
3.9_11
》
△
t
3.9_11bg
n2
×
δt
3.9_11bg
；
67.其中，t
3.9bg
为背景窗口中3.9um通道的亮温平均值，δt
3.9bg
表示背景窗口中3.9um
亮温的标准差，
△
t
3.9_11
＝t
3.9-t
11
，t
11
表示11um通道的亮温值；
△
t
3.9_11bg
表示背景窗口中
△
t
3.9_11
的平均值，δt
3.9_11bg
表示背景窗口中
△
t
3.9_11
的标准偏差，t
3.9_11bg
＝t
3.9bg-t
11bg
，t
11bg
为背景窗口内11um通道的亮温平均值；该条件的设置主要目的在于区分背景窗口内不同下垫面类型像元固有亮温值的差异，当背景窗口内像元类型比较一致时，δt
3.9_11
和δt
3.9_11bg
值较小，火点判识过程中，当δt
3.9_11
和δt
3.9_11bg
小于2k时，用2k替代，当大于4k时，用4k替代，k表示开氏温度；n1和n2为背景系数，该系数随监测的不同区域、不同时间以及不同角度均变化，对于北方草原地区，n1可设为3，n2可设为3.5。
68.(6)耀斑角滤除：
69.当初步判识为火点像元的可见光、近红外反射率均大于0.3，且3.9um通道亮温大于305
°
(也可以用开氏度表示，开氏度＝摄氏度-275
°
)，并且耀斑角小于30
°
时，则将该像元判识为耀斑点，剔除火点属性。
70.(7)常年高温的滤除：
71.常年高温点通常以人工热源为主，这类地物对火点判识或造成较大干扰，进而形成误判。基于此建立对火点判识影响较大的地物数据库：包括太阳能光伏板、工厂地面热源点等典型地物数据集，和其定位数据集，随时更新。
72.如何确定这些地物影响：主要通过火点判识地面调查，定点采样、实地调查和用户反馈。通过相关数据的收集，分析地物光谱特征，建立不同季节地表亮温数据级，统计分析该地物误判为火点的概率分布。
73.基于常年高温点的先验信息(如位置、量温等)，确定上述过程确定的火点是否为常年高温点，如果为年高温点，剔除对应的火点属性。
74.利用常年高温点的先验信息确定常年高温点的过程中，还可以利用土地利用类型等辅助数据进行删选剔除，比如土地利用数据显示这个像元是水体，那这个像元就剔除了。
75.(8)确认火点可信度类型：
76.利用监测像元与背景窗口像元的不同温差值确定火点可信度，可信度越高，判识为火点的可能性越高。火点可信度类型定义为：
77.火点：t
3.9
》t
3.9bg
t；
78.可能火点：t
3.9
《t
3.9bg
t；
79.云区火点：火点位于云区边缘。
80.t为火点可信度亮温阈值，可采用背景窗口内，与被判识为火点，且相同土地利用类型所有像元的3倍标准差表示(亮温)。
81.具体实施方式二：
82.本实施方式为静止气象卫星火点判识系统，所述的静止气象卫星火点判识系统的处理流程包括以下步骤：
83.s1、基于静止气象卫星数据，逐像元进行火点判识；具体判识过程与具体实施方式一相同；
84.s2、采用时序法对s1确定的火点进行进一步判识，具体过程包括以下步骤：
85.现有卫星遥感热点采用空间阈值法使用简单，但在灵敏度上存在局限性。国家卫星气象中心目前采用的空间相对阈值为6k，可探测像元万分之一面积比例的热点。由于气象卫星热红外传感器的分辨率为公里级别，该灵敏度在小热点判识时容易出现漏判。利用
亚像元明火面积估算公式，当亮温阈值到3k时，可提取像元十万分之六的明火面积，即热点判识所需的最小面积提高近1倍，如图2所示。
86.时序法主要利用被判识像元在时间序列上的亮温变化率来确定该像元是否存在火情，见公式(1)：
87.δλ＝δt/δu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
88.式中，δλ是亮温变化率，δt是前后时次的亮温差，δu是前后观测时次时间差。
89.通过分析亮温变化率与背景变化率的比较，得到判识像元内是否存在其它释放的热源信息。
90.当前静止气象卫星10分钟即可获取一次观测，而地表温度在该时间段内的变化较小，一般不到0.5k，利用同一像元前后时次的亮温变化阈值，可提高卫星遥感热点判识灵敏度。
91.地表下垫面在没有火情状态下，地表加热能量主要来自太阳，热导方程公式(2)：
[0092][0093]
式中，υ是热力学温度，t是时间；к是导热系数，与材料的热导系数、密度、比热或者热容量有关；为微分算子。
[0094]
地表温度的变化由周期性的太阳辐射驱动，它提供了周期热通量。太阳辐射对地表的加热作用，可用公式(3)表示：
[0095][0096]
式中，vs是有效天空长波辐射温度，i是透过大气到达地面的入射太阳辐射，κ是导热系数，x是渗入地表距离，t是时间；δ为地表吸收率，ρ是反射率。第一项和第三项分别为天空和太阳入射的辐射通量，第二项为地表输出的发射辐射通量。
[0097]
入射太阳辐射i是太阳光谱区(大部分为可见光和近红外区)地表反射率、太阳赤纬、黄纬和局地斜率的函数：
[0098]
i(t)＝(1-a)*s0*c*h(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0099]
式中，a是地表反射率，s0是太阳常数，c是云对太阳辐射减弱的因子。
[0100][0101]
式中，z
′
(t)是倾斜地表的局地天顶角，z(t)是天顶角；m是大气衰减，它是天顶角z的函数。时间t与太阳角度有关。
[0102]
针对白天晴空大气，理想状态地表温度变化主要由太阳照射引起，到达地表被吸收的有效太阳辐射公式可转换为公式(6)：
[0103]
i(φ)＝(1-a)*s0*δ*ε*sin(φ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0104]
式中，ε为大气透过率，δ为地表吸收率，φ为太阳高度角。针对特定时间的固定区域，假设a、ε和δ为常量，下垫面类型保持不变，则地表吸收的能量只与太阳高度角φ有关，随着太阳高度角的增大，吸收的能量也逐渐增多，即地表吸收的能量与太阳高度角的三角函数成正比。
[0105]
利用不同时段前后时次的温度变化率与非着火状态的背景变化率相比较，得出判
识像元的增温(或降温)过程中，是否有火情存在。
[0106]
经过研究发现，当卫星像元对应存在火情时，很少出现整个像元表示为完全燃烧的现象，卫星遥感热点判识主要针对亚像元热点判识及面积估算，亚像元信息提取也是时序法优势的体现。时序法通过比较前后时次的亮温差异来判断是否属于热异常从而提取热点信息。主要过程包括以下步骤：
[0107]
1)构建背景亮温时序变化函数
[0108]
为判断晴空条件下背景像元在任意时刻的亮温变化是否属于异常情况，需要获取背景亮温的常规时序变化，构建背景亮温的时序变化函数。背景亮温的构建方法为晴空大气条件下，利用背景亮温的时间序列变化，建立常态化的亮温时序变化函数。时间尺度一般需要日周期24小时的连续分钟级观测。当亮温变化超过正常振幅时，被认为存在云或者异常热像元，此时背景亮温需重新构建。对于固定区域，地表接受的太阳辐射与太阳高度角相关。下垫面亮温变化与太阳角度变化可简化成3个时间段：(1)白天升温时段，(2)白天降温时段，(3)夜间降温时段。得到理想状态的变温曲线，见图3。结合地表增温基本原理，即辐射能量与太阳高度角呈正相关，地表背景亮温与太阳高度角的关系可描述为公式(7)：
[0109][0110]
式中，t是瞬时亮温；t
max
是日最高亮温；t
min
是日最低亮温；t1是太阳高度角下降至0
°
时的亮温。
[0111]
2)构建亮温时序变化率阈值
[0112]
不同季节，单日内亮温变化绝对值存在差异，为减少因不同时间、不同地区带来的差异，将亮温差异值转换成亮温变化率。利用公式(7)，可估算像元任意时段亮温变化率。根据不同纬度、不同下垫面类型日温度变化温差未达60k的特性，假设满足不同地区、不同季节的最大温差60k的条件。建立符合白天理想状态的亮温变化率曲线(降温阶段取绝对值)，如图4所示。
[0113]
将白天时间通过高度角等分成六个区间，各阶段最大假设阈值选取：
[0114]
假设条件：t
max
＝333k(60℃)，t
min
＝273k(0℃)，温差60k。
[0115]
升温阶段：[0,30]：0.35％；(30,60]：0.3％；(60,90]：0.2％；
[0116]
降温阶段：[90,60]：0；(60,30]：0.1％；(30,0]：0.2％；
[0117]
以温差60k为例，升温阶段最大亮温变化率小于0.4％，降温阶段最大亮温变化率小于0.3％。
[0118]
时序法判识过程中，在升温阶段，若实际升温率超过最大亮温变化率的n倍，可认为像元存在高温异常信息(升温速度高于正常升温)；在降温阶段，若实际降温率的m倍低于亮温最大变化率，可认为像元存在高温异常信息(降温速度慢于正常降温，甚至出现逆向升高)；此处的n倍和m倍分别为温差在60k条件下(图4中的变化率曲线)升温和降温过程的阈值倍数，该阈值倍数用于确定判识时刻是否有加热源(火点)存在。
[0119]
3)时序法热点判识
[0120]
当像元的时序变化率满足以下条件时判定为火点，见式(8)：
[0121]
δλ＞δt4*δλbg
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0122]
式中，δλ是亮温变化率，δt4为中红外通道亮温系数，即升温阶段最大亮温变化率的n倍或降温阶段最大亮温变化率的m倍对应的数值；δλbg为背景变化率阈值，该参数通过60k亮温差假设条件的亮温变化率曲线函数计算得到(见图4)。由于不同通道获取信息不同，为进一步提供判识精度，可考虑多通道集合时序法，即不仅针对中红外，可以把远红外及不同通道组合共同考虑，成为多通道组合的时序法来监测微小热点。
[0123]
本实施方式实际是基于大数据进行进一步判识，fy-3e是当前气象卫星中唯一的晨昏时段卫星，晨昏时段由于太阳角度的特殊性，影响下垫面信息的判识。针对晨昏时段的卫星光谱反射和辐射特性，s2中建立基于晨昏时段的上下文火点判识方法。fy-4b作为新一代静止气象卫星的业务化卫星，观测角度固定，可见光、近红外、中红外、远红外等日时间序列物理量曲线仅在太阳辐射条件下，单次观测周期内的像元亮温、反射率差异很小，可利用各像元相邻时次温度作为背景温度，当某一时次的温度超过背景温度一定程度时，认为有明火发生，该方法称之为时序法。与现有空间阈值法的区别在于，时序法判识热点依据是探测像元亮温在时间上的差异，而不是空间上的差异。相邻5-15分钟的中红外通道亮温差异一般不到0.5k(因观测时间而异)，若按高于背景温度4倍计算也在2k以内，对热点的判识较上下文法的6k阈值大为降低，将极大提高热点探测的灵敏度。因此，利用fy-3e晨昏极轨卫星和fy-4b静止气象卫星，结合上下文法和时间序列方法，实现微小火点的及时判识，并实现火情信息的连续动态观测。
[0124]
需要说明的是，本发明是静止气象卫星火点判识系统，针对于静止气象卫星才能够实现基于时序法进行火情监测。
[0125]
具体实施方式三：
[0126]
本实施方式为一种存储介质，用于存储静止气象卫星火点判识系统，或者说其用于存储静止气象卫星火点判识系统对应的执行程序。具体地，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现所述的静止气象卫星火点判识系统。
[0127]
本实施方式所述的存储介质包括但不限于硬盘等。
[0128]
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。