陆地总初级生产力 (GPP) 在全球碳循环中发挥着重要作用，但光合作用的空间和时间变化的量化仍存在很大不确定性。我们的工作旨在研究遥感技术在精细空间分辨率下为植物光合作用提供新见解的潜力。这一目标是通过利用荧光探测器 (FLEX) 机载演示器 HyPlant 获得的高分辨率图像实现的。传感器飞过一片混合森林，收集的图像经过精心设计，获得了两个独立的植物光合作用指标。首先，成功获取了研究区域森林红光和远红光峰的太阳诱导叶绿素荧光 (F) 图，叶绿素荧光是植物光合作用的一种新指标 (r 2 = 0.89 和 p < 0.01，r 2 = 0.77 和 p < 0.01，与飞行过程中同步获取的冠层顶部地面测量值相比)。其次，使用定制版耦合生物物理模型呼吸地球系统模拟器 (BESS) 得出 GPP 和吸收光合有效辐射 (APAR) 图。该模型由机载关键森林特征图 (即叶叶绿素含量 (LCC) 和叶面积指数 (LAI)) 和气象数据驱动，为研究地点的感兴趣变量提供高分辨率快照。通过优化的基于查找表的 PROSPECT-4-INFORM 辐射传输模型反演，准确估算了 LCC 和 LAI（分别为 RMSE = 5.66 μg cm −2 和 RMSE = 0.51 m 2 m −2），确保准确表示生态系统功能决定因素的空间变化。然后分析测量的 F 和建模的 BESS 输出之间的空间关系，以解释区域尺度上生态系统功能的变化。结果表明，远红 F 在空间域中与 GPP（r 2 = 0.46，p < 0.001）和 APAR（r 2 = 0.43，p < 0.001）显着相关，并且这种关系是非线性的。相反，红光 F 与 GPP 或 APAR 之间没有发现统计学上显著的关系（p > 0.05）。在高分辨率下发现的空间关系为空间异质性在控制远红光 F 与 GPP 之间关系中的关键作用提供了宝贵的见解，表明需要在更粗的分辨率下考虑这种异质性。