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Scientific Data | 基于多源卫星数据构建的长时序全球光合作用代理指标(LCSPP)1982-2023年

走天涯徐小洋地理数据科学  · 公众号  ·  · 2025-03-19 19:04

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本文介绍了一种利用卫星遥感数据构建长期全球光合作用代理指标(LCSPP)的方法,以解决现有日光诱导叶绿素荧光(SIF)数据时间覆盖短(仅近十年)的问题。

数据校准与整合:

使用AVHRR(1982-2023)和MODIS(2001-2023)卫星的反射率数据,通过交叉校准消除AVHRR的轨道漂移和传感器偏差。生成长期连续反射率数据集(LCREF),填补数据缺失(如云覆盖)并保持时空一致性。

神经网络建模:

训练神经网络,以校准后的反射率数据模拟OCO-2卫星的SIF信号(2015-2022年数据作为训练目标)。生成三种光合作用代理指标:LCSPP_clear-inst(瞬时晴空条件);LCSPP_clear-daily(日均晴空条件);LCSPP_all-daily(考虑云辐射影响的日均值)。

技术路线图

LCSPP的优势:

  • 时间跨度长达42年(1982-2023),空间分辨率0.05度,双周时间分辨率。

  • 在捕捉植被光合作用动态(如季节性变化、干旱响应)上优于传统植被指数(NDVI、kNDVI、NIRv),尤其在针叶林和常绿阔叶林中表现更佳。

  • 与站点级GPP观测数据的相关性(R²)接近或超过现有机器学习升尺度产品(如FLUXCOM)。

长期趋势分析:

  • 1982-2000年:全球LCSPP呈缓慢上升趋势,主要分布在东欧、萨赫勒地区等。

  • 2001-2023年:增速加快,显著增长区域包括中国东部、印度及南美大豆种植带,而亚马逊东部出现轻微“褐化”。

趋势分析
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41597-025-04686-6







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