联合约束荧光和通量数据的迁移学习GPP估算方法

植被总初级生产力(GPP)是陆地生态系统碳循环的关键通量。尽管涡度相关通量(EC)方法可提供高精度的GPP观测,但其空间响应足迹受限;而太阳诱导叶绿素荧光(SIF)作为估算GPP的新兴数据,在时空覆盖和SIF\GPP关系建模方面仍存在挑战。针对以上问题,本研究提出一种联合约束SIFEC GPP数据的跨域迁移学习(SIFEC-TL)方法,以全球SIF数据作为源域提供丰富的空间特征约束,并以EC观测GPP数据作为目标域对模型进行精细微调。结果表明,不同的源域预训练数据对模型初始性能存在显著影响,但在目标域引入EC数据微调后,SIFTML模型在GPP估算中表现稳定,克服了两种数据在时空分布和映射关系的局限;相较于仅基于SIFEC数据构建的传统机器学习模型(SMLECML),SIFTML模型在空间泛化性(R2分别提高了0.1320.036)和年际一致性方面均表现更优,有效解决了SMLECML模型在高(低)GPP值的低(高)估问题,提高了全球尺度GPP估算的精度与可靠性。实验结果如图12所示。

图1:迁移学习与传统机器学习模型的空间泛化性验证

图2:迁移学习与传统机器学习模型全球分布差异

查看详细>> Y. Ma, X. Guan, Y. Wang, Y. Li, D. Lin, H. Shen,, “GPP estimation by transfer learning with combined solar-induced chlorophyll fluorescence and eddy covariance data,” International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Volume 139, 2025.