GSW的范式实现目标：
- 多种传感器资源集成和共享管理
- 实时或近实时
- 在线地球科学数据处理和分析
- 网络可共享数据/信息和互操作功能（地球科学信息和知识的聚焦服务）
地球科学三种经典研究范式：
- 基于实验的范式
- 基于传感器的范式
- 基于 GSW 的范式
- 数字地球
- 地理空间网络服务
- 传感器网
- 实时地理
基于 GSW 的范式的前身
GSW关键方法
- 集成管理（异构数据综合管理）
- 传感器可以是轨道式、机载式、地面式或海洋式。它们可以是移动的或固定的。它们甚至可以是虚拟传感器（Di，2007；Chen 等，2011a；Du 等，2016）。例如，陈等人。
- 传感器和WWW网关模型，将数据从物理世界转换到Web。典型的网关模型包括传感器接口描述符 (SID) ( Broering et al., 2010a ; Bröring et al., 2011c )、传感器总线 ( Broering et al., 2010b )、SensorAdapter ( Liu et al., 2012 )、SIXTH 中间件架构（O'Hare 等人，2012 年）、基于 RESTful 的方法（Rouached 等人，2012 年；Yu 和 Liu，2015 年）和语义启用方法（Bröring 等人，2011b；Gray 等人，2011 年） 。
- 统一信息模型提供了这些感知资源的信息映射，OGC提出了SensorML作为标准的传感器信息模型，它可以使用XML Schema来描述传感器系统和过程。对发生在空间和时间上的观测进行聚合以处理其时空覆盖范围和分辨率的差异。
- 协同观察（基于多平台的协同观测）
- 可扩展处理和多源数据融合
- GSW 方法利用 Web 处理和 SWE 服务来实现自动化和可互操作的处理（Yu et al., 2008 ; Zhao et al., 2012）。
- 聚焦服务网络
- 传统的面向服务的架构(SOA)。它代表了从“3A 地理服务”（即任何地点、任何时间、任何人）到“4R 地理服务”（即正确的地点、正确的时间、正确的人、正确的信息）的重大变化。
- 杜巴等人。(2010)还提出了一种混合匹配算法，它利用本体概念中的实例数据来实现不同应用程序之间的映射。
- GeoSensor 是武汉大学智能地球团队自 2013 年以来开发的一个比较完整的 GSW 原型（Chen et al., 2013b），基于 Web 的 2D 和 3D GIS 平台中提供传感器查询、数据检索、传感器控制和语义地图功能。
- 在某种程度上，云计算的概念与 GSW 非常相似。一般来说，云计算是计算硬件的虚拟化，而GSW是传感硬件的虚拟化。
- 将云计算与 GSW 结合使用能够在综合地球系统的背景下解决地球科学和数字地球的需求（Yang et al., 2013）。