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日光诱导叶绿素荧光（Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence,SIF）是自然光条件下,叶绿素分子吸收光子,从激发状态返回到非激发状态时重新发射的一种受激发光现象。SIF作为光合作用的伴生产物,对于植被总初级生产力（GPP）遥感估算具有重要的意义。在过去几年中,从太空进行的SIF观测已成为评估GPP时空分布的一种颠覆性创新。相比于现有GPP估算模型,SIF有望突破较少输入参数,减少模型不确定性,实现GPP的准确估算。然而,现有的卫星SIF产品大多存在或粗空间分辨率或空间不连续的问题,一定程度上限制了SIF估算GPP的能力。因此,实现卫星SIF产品从“空间不连续及粗空间分辨率”到“空间连续及精细空间分辨率”的空间尺度扩展研究对于提升SIF应用能力具有重要意义。论文围绕卫星SIF空间尺度扩展的科学问题,针对现有空间尺度扩展方法的局限性,通过塔基和多源遥感卫星数据协同的方法,开展了SIF模拟模型的关键驱动变量分析、基于TanSat卫星SIF的空间尺度扩展研究、基于GOME-2卫星SIF的空间降尺度研究、基于GOME-2卫星SIF空间降尺度产品应用研究这四个方面的研究工作。论文主要研究结论如下:（1）论文通过机理分析和实测数据研究相结合的方法,基于SIF光能利用率模型,探究了SIF模拟模型的关键驱动变量,发现利用反射率（红光、近红外、蓝光和绿光波段）、归一化植被指数、cos（SZA）和气温可以精确地模拟归一化晴空SIF。并且,增加cos（SZA）作为驱动变量可以大大提高模型的准确性,R~2从0.60提升到0.70,RMSE从0.30降低到0.26 m W m-2 nm-1 sr-1。（2）基于关键驱动变量,利用非连续的TanSat卫星SIF结合随机森林模型建立的空间尺度扩展模型,可以实现SIF从“空间不连续”到“空间连续”。随机森林模型验证结果显示2017-2019年R~2分别等于0.69、0.70和0.73,RMSE分别等于0.33、0.30和0.27 m W m-2 nm-1 sr-1;空间尺度扩展SIF产品与TROPOMI卫星SIF的交叉检验结果表明两者具有较高一致性(R~2=0.81,RMSE=0.21 m W m-2 nm-1 sr-1,Bias=0.18 m W m-2 nm-1 sr-1);空间尺度扩展SIF产品与塔基观测SIF的一致性较好(晴空:R~2=0.57,RMSE=0.16 m W m-2 nm-1 sr-1;全天候:R~2=0.50,RMSE=0.08 m W m-2 nm-1 sr-1)。（3）建立了GOME-2卫星SIF空间降尺度模型,利用随机森林模型模拟的精细分辨率权重系数,将原始0.5°粗空间分辨率SIF降尺度到0.05°空间分辨率,研制了时空连续、0.05°空间分辨率的空间降尺度产品。模型验证结果表明该方法在提升空间细节的同时,尽可能地保留了原始SIF信息(R~2≥0.74,RMSE≤0.10 m W m-2 nm-1 sr-1,以2010年为例);与TROPOMI卫星的交叉验证结果表明空间降尺度GOME-2卫星SIF与其一致性较高(R~2=0.78,RMSE=0.12 m W m-~2 nm-1 sr-1,Bias=0.09 m W m-2 nm-1 sr-1,拟合曲线接近1:1线);塔基验证结果表明空间降尺度GOME-2卫星SIF产品具有较好精度(晴空:R~2=0.72,RMSE=0.19 m W m-2 nm-1 sr-1;全天候:R~2=0.64,RMSE=0.08 m W m-2 nm-1 sr-1)。（4）利用AmeriFlux、FLUXNET2015和Chinaspec等通量观测数据,对比分析了空间降尺度前后GOME-2卫星SIF估算GPP的性能,发现空间降尺度有助于提升GOME-2卫星SIF估算GPP的能力,SIF估算GPP模型的R~2从0.44提升到0.57,Bias从0.40降低到0.34 mol C m-2 d-1。论文主要创新性贡献包括:（1）基于SIF光能利用率模型分析SIF模拟模型的关键驱动变量,提出了一种基于随机森林算法的Tan Sat卫星SIF空间尺度扩展模型,解决了TanSat卫星SIF空间不连续的问题,并研制了首套时空连续的国产Tan Sat卫星SIF产品。（2）针对现有GOME-2卫星SIF空间扩展产品不能很好保留SIF结构和生理信息的问题,提出了一种新的GOME-2卫星SIF空间降尺度模型,该模型利用机器学习方法得到的预测SIF数据集用作权重系数,重新分配原始GOME-2卫星SIF,在实现空间平滑的同时尽可能地保留了原始SIF信号。（3）针对SIF卫星产品直接验证的难题,首次利用不同生态系统塔基SIF观测数据对Tan Sat空间尺度扩展SIF产品和GOME-2空间降尺度SIF产品进行直接检验,获得了产品的定量精度检验结果。论文为叶绿素荧光的空间尺度扩展提供了理论依据、实验分析、模型方法支持以及共享产品,成果对陆地生态系统总初级生产力的估算和全球碳循环准确模拟具有重要意义。