论文

当地球基础模型遇到扩散时:地表温度超分辨率的应用

When Earth Foundation Models Meet Diffusion: An Application to Land Surface Temperature Super-Resolution

应用与实践内容创作

摘要

地表温度(LST)超分辨率对于环境监测非常重要。然而,由于粗略的热观测严重无法确定精细尺度结构,这仍然具有挑战性。在本文中,我们提出了地球基金会模型引导扩散(EFDiff),这是一种在极端空间退化下实现超分辨率的新颖框架。 EFDiff 使用 Prithvi-EO-2.0 地球基础模型将高分辨率多光谱反射率编码到地理空间嵌入中,这些嵌入通过交叉注意力注入到去噪网络中,以指导从高度退化的观测中进行精细尺度重建。我们研究了两种变体,EFDiff-$ε$ 和 EFDiff-$x_0$,它们提供了感知真实性和像素级保真度之间的互补权衡。我们使用由 242,416 个共同注册的 Landsat 热反射贴片组成的全球多样化基准,在 32 倍的极端尺度差距下评估 EFDiff。结果表明,EFDiff 始终优于基线方法,并且 EFM 的交叉注意力调节比 HLS 通道串联更有效。尽管我们在 LST 超分辨率的背景下提出 EFDiff,但该框架广泛适用于遥感问题,其中预训练的地理空间表示可以指导生成重建。