地球系统科学数据资源具有分散、类型多样、时空尺度大、综合性强等特点，其共享既具有科学数据共享的共性，又具有独特的复杂性。因此，地球系统科学数据共享不仅是地球系统科学发展的必然要求，同时对推动科学数据共享具有重要的意义。　　 论文首先提出了地球系统科学数据共享的集成框架。该框架是一个开放的体系，通过三个关键技术，即元数据、网络服务和服务链分别实现数据的共享、功能的互操作以及复杂应用的集成。　　 接着论文针对三个关键技术分别进行了深入的研究：　　 1、基于元数据的地球系统科学数据共享；　　 首先提出并设计了地球系统科学元数据标准框架。该框架在顶级层面上规定了地球系统科学各专业领域元数据标准制定的规则、方法，结构、语义等。按照“模块—复合元素—数据元素”三级结构设计了地球系统科学核心元数据，并提出了核心元数据的最小公共集。特别地，为了能够在线浏览异构数据资源，提出了服务元数据的概念，并给出了服务元数据的通用模型。然后，对核心元数据标准的扩展原则和方法进行了介绍。　　 2、面向网络服务的地球系统科学数据共享功能互操作；　　 提出了面向网络服务的地球系统科学数据共享体系结构(SOA4GS，service-oriented architecture for geo-data sharing)。SOA4GS利用Web Services技术将数据共享过程抽象为一系列的核心网络服务：用户注册服务、登录认证服务、元数据推送服务、元数据查询服务、数据访问服务和统计分析服务，从而以一种松散的耦合机制，实现各数据中心之间的互操作。　　 针对异构数据资源，设计了不同数据类型的访问服务实例：数据库服务、地理信息服务、FTP服务和WWW服务。访问服务实例与服务元数据相结合实现异构数据资源的统一访问。重点对地理空间数据共享解决方案作了深入的研究。该解决方案遵循OGC(Open Geospatial Consortium)地理信息规范，通过地理信息服务发布模块、地理信息服务器和地理信息共享门户三个部分将空间数据发布成地理信息服务，从而实现异构空间数据的互操作。　　 3、服务链驱动的地球系统科学研究应用集成；　　 首先提出了服务链集成框架及其支撑技术。接着对各个支撑技术进行了介绍。设计并实现了集中式与分布式相结合的地球系统科学数据共享服务注册中心。通过该注册中心不仅可以查询到本地注册中心的Web服务，还可以查询到商业注册中心以及分布在网络上含有WS-Inspection(Web Services InspectionLanguage)文档的站点上的Web服务。基于BPEL4WS(Business Process ExecutionLanguage for Web Services)设计了一种简易的服务链流程建模工具，初步实现了服务链建模及部署的功能。　　 提出了利用OWL-S对Web服务进行语义扩展的方法，并探讨了基于相似度的加权求和法实现动态服务绑定的技术流程。　　 根据上述理论框架与技术方法，论文最后实现了分布式地球系统科学数据共享原型系统。该系统已经在总中心、认证中心和六个分中心进行了部署，初步形成了分布式地球系统科学数据共享骨干网络。该网络中的数据中心不仅可以独立运行，而且作为一个整体，能够为用户提供“一站式”的数据共享服务。