2．地球信息科学发展的科学背景
全球变化与区域可持续发展研究，已经使得现代地球科学问题的研究发生了“质”和“量”的变化。首先，现代地球科学问题的研究具有“综合性、统一性”，“综合性”表现在地球科学问题的研究日益要求多学科、多部门之间的攻关协作；“统一性”则表现在地球科学问题的研究即需要现代化技术手段的支持，又需要基础科学理论指导。其次，现代地球科学问题既强调对于不同时空尺度下的固体地球系统、流体地球系统和生物地球系统过程以及这些系统之间相互作用机制的理解与模拟，以揭示全球变化的规律，又强调对于包括人类在内的并由岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈和生物圈等各相态物质相互作用组成的地球表层系统的区域系统的研究，以揭示人类活动与资源、环境相互作用的关系。
美国国家航空和宇航管理局（NASA）在《地球系统科学》报告中指出：认识地球系统和全球变化战略的重要组成部分是要在最广泛的意义上致力于数据和信息的管理，发展地理信息系统是其中心问题。没有地理信息系统就没有地球系统科学，其设计应适应地球系统本身的多变性和复杂性。因此，从地球系统科学的高度来认识和理解地理信息系统，更有利于我们把握地理信息技术体系发展的框架。图7．7表示了地理信息系统在地球系统科学研究中的作用，由图可见，地理信息系统在获取地球观测数据以后，能够支持三项功能，并完成它们之间的转换，即从“分析和解释”到“概念化和数值模拟”，再到“预测和验证”的转换，由此实现地球系统科学的研究工作。
人类社会步入信息时代，有关地球科学问题的研究需要以信息科学为基础，并以现代信息技术为手段，否则就不能适应新的社会生产力发展水平。地球信息科学，作为地球科学的一个重要分支学科，将为地球科学问题的全球变化与区域可持续发展研究提供理论指导与技术方法的支持。而全球变化与区域可持续发展的应用研究也必将极大地推动地球信息科学的发展。