为解决传统空间信息技术在海量空间数据库、全球性问题或大区域研究中存在的空间数据全球表达能力有限、数据空间分布不均匀、不支持多分辨率表示和大尺度透视转换、建模困难、数据组织管理及处理过程复杂繁琐等问题，本研究基于全球网格模型研究一种面向全球的新型栅格数据结构，为全球性问题等研究构建更理想的地学建模和科学计算环境。该地学计算环境包括三个部分：首先是数据存储管理技术，将栅格数据反算到地球表面，按照真实球面进行表示、存储和管理；其次是分布式数据库管理和数据分发服务技术，分布式数据库节点采用层次性结构，数据按照用户请求的地理范围和分辨率分发；最后是地学科学计算接口，在规范化、标准化和形式化栅格数据计算过程的基础上，提供形式化科学计算语言、基本接口集和建模工具，可支持地学通用模型计算以及神经网络、元胞自动机、遗传算法、智能代理技术等先进计算手段。