生物多樣性與生態安全。研究支持數據整合和共享的標準以及數據集成應用方法；有機整合生物資源數據與生態、環境、氣象、國民經濟等數據，形成完整的數據圖層；利用分析模型和可視化技術實現對生物多樣性資源數據功能挖掘和利用，構建開放開源的生物多樣性與生態安全大數據處理利用的通用接口，建立一個以生物多樣性與生態安全信息為核心的綜合大數據平臺，在不同層次上實現不同形式的數據個性化服務與決策支撐。

三維信息海洋。形成“兩點一面”的海洋信息資源池，其中“一面”是指全球尺度的海洋信息資源池和數據產品，建立全球海洋基礎數據服務系統；“兩點”是指聚焦優勢的方向和區域，在“中國近海”和“兩洋一?！眱蓚€戰略要點開展信息集成和科學研究。在“兩洋一海”關鍵區域，研究南海島礁多源數據及變化數據庫與結構模型、西太平洋深海生物地理信息系統與深海極端生境的多維演示系統、印度洋及其重點港口區海洋災害同化數據產品及海洋災害預測預警系統，最終實現海洋信息的實時展示、動態模擬和情景分析。

時空三極環境。通過三極專題大數據共享與集成、三極遙感對比研究、三極大數據分析方法和多圈層相互作用模型等基礎研究，以及三極生態時空動態與預估、三極水環境與未來水安全、三極氣候變化及對我國影響、北極航道監測與精細化預測、冰凍圈變化及其服務功能、極地重大工程凍土等專題研究，實現占領地球系統科學制高點，為極地治理和北極開發提供決策支持等目標。

數字地球科學平臺。該平臺是“地球大數據科學工程”專項的綜合展示平臺，重點建設地球大數據綜合展示與決策支持系統及網絡化信息服務系統，主要為面向多學科融合與大數據驅動的科學發現和技術創新提供數據、服務、計算等多類資源及其關系的可視分析支持，兼顧資源、環境、生物、生態等領域的科學傳播與公眾服務。研制彈性可擴展、多模態數字地球科學平臺，保障系統的安全可靠運行，為科學發現與技術創新提供環境和工具支持。

CASEarth?將突破數據開放共享的瓶頸問題，實現資源、環境、生物、生態等領域分散的數據、模型與服務等的全面集成，形成多學科融合、全球先進水平的地球大數據與云服務平臺，構建大數據驅動的、具有全球影響力的數字地球科學平臺，全景展示和動態推演“一帶一路”“美麗中國”可持續發展目標實現進展，全面提升地球大數據在科學發現、宏觀決策、技術創新和社會公眾知識傳播服務等方面的重大成果產出。