将实验室建设成为国际一流的地球信息科学基础理论研究基地、国家战略性核心技术创新基地、国家地球系统科学数据共享中心，力争在地学信息图谱与地理格网系统、服务式新一代地理信息系统、面向国家全球战略视野的空间信息应用等方面，取得重大突破和若干原创性科研成果。

创新2020战略要点：

　　1、形成地球信息科学基础与应用基础理论研究、地理信息系统核心技术创新与重大产品研发、基于3S的重大示范应用系统有机融合的学科发展布局；

　　2、建设特色鲜明、引领学科而发展的地球信息科学与技术研究体系；

　　3、形成面向国家重大应用需求的应用示范基地、服务于国家地理信息战略性新兴产业发展的成果转化基地、优秀创新人才培养基地。

五大研究方向：
　　
研究任务一：时空数据综合分析配陆地表层系统模拟
针对以区域总量和空间分布估算为核心的陆地表层系统模型的适用条件模糊等实际问题，研究陆地表层类型、样本布设方式、模拟方法、结果不确定性之间的理论关系，发展高精度曲面建模、空间分析不确定估算等方法，建立陆表总量估计与分布模拟的理论体系。
针对海量数据空间集成与地理时空格局挖掘分析等前沿问题，着力开展地理本体与空间认知基础理论研究，发展空间数据密集型的地理知识发现研究的新范式与地理空间格局识别方法，形成综合虚拟地理空间和真实地理世界的统一时空信息集成、分析和系统模拟决策的理论方法。
构建以系统动力学理论为指导、以模型耦合器为核心、以陆地表层系统演化机理模型与规则模型综合集成为特色、以高性能计算为支撑的大型陆地表层系统综合模拟与数据同化模型，并实现流域尺度上的综合模拟试验。

研究任务二：地表环境参数遥感反演与信息提取
开展陆地表层关键要素遥感精确提取与定量反演的理论研究，发展陆地表层能量与水分平衡系统参数时间序列数据重构方法, 改善地表能量状态变量的估计精度，建立我国陆地蒸散及土壤湿度等综合反演系统，为陆地表层系统模拟提供关键地表参数。

研究任务三：新一代地理信息系统技术与软件
面向国际ICT技术发展前沿和国家地理信息产业发展的重大需求，开展一体化地理信息服务基础平台体系结构、高性能高可信空间数据库存储与访问、高效能空间查询与处理、地理空间数据云计算与服务等关键技术研究；
研究国家大型地图集编制的理论方法与工艺等，编制新一代《中国人民共和国地理区划地图集》、《中国人民共和国贫困地图集》、《中国人民共和国人口与城镇地图集》、《中国灾害风险图集》、《中国灾害脆弱性图集》、《中国人口环境演变与可持续发展图集》等，研发地图集网络发布平台技术。
研发功能可配置、规模可扩展、支持高性能计算的新一代云地理信息系统基础软件，发展数字地图制图、地理信息移动服务等专业化软件平台。

研究任务四：地球系统科学数据与模型工具共享
制定地球系统科学数据分类、集成的规范与标准，开展地球系统科学数据共享、模型共享与高性能计算理论方法与关键技术研究，发展资源环境科学模型库，建立国家资源与环境数据网格，形成地球系统科学“数据—模型—计算”一体化的共享技术体系，构建陆地表层系统信息化科研平台，提高地球系统科学研究的信息化能力。

研究任务五：地理信息系统重大应用示范系统
以自主研发的软件、模型，数据共享平台为支撑，建立区域生态环境质量与卫生健康评价分析信息系统、重大自然灾害分析与风险评价信息系统、全球海岸带海洋生态环境评价分析信息系统等重大示范应用系统。