地球系统科学、对地观测技术的快速发展对高效的地球系统数据共享机制与模式提出了新的挑战。现有基于平台软件的地球系统数据共享大多仅实现地球系统数据的浏览共享,且只是地球表层系统的数据。基于组织开放模式虽然实现了地球系统数据的全球尺度交换与共享,但由于缺乏统一的空间框架,不利于数据检索和获取。地球系统空间格网(ESSG)为地球系统数据提供了一种统一的空间框架,任何地球系统数据都可据此表示为二元组,基于二元组可统一检索和获取地球系统数据。本文剖析了现有地球系统数据共享平台软件、开放组织的共享模式及机制的研究现状,对基于ESSG的地球系统多尺度数据的共享模式与方法进行了专门研究。面向现有地球系统数据的分类体系及空间参考体系,对其空间信息、时间信息、专题信息及其它共享相关信息进行梳理,并将地球系统数据归纳为点数据、面数据、场数据、体数据及数学模型5大类;结合ESSG编码算法与剖分方法,给出点数据、面数据、场数据、体数据及数学模型5大类地球系统数据与:ESSG的空间转换方法;并结合全球IGRF地磁模型数据、气溶胶厚度数据、NCEP大气温度数据,给出基于ESSG的地球系统数据共享转换应用实例。通过空间转换,将多源地球系统数据以ESSG二元组方式存入关系数据库后,用户只需要向网络发送感兴趣数据的空间范围(CS)和属性集合(As),网络系统根据所请求的Cs与As来搜索用户请求的数据并反馈给用户;由于所请求的数据精度与数据库所存数据的精度常常不一致,本文还结合ESSG编码层次搜索方法,设计了基于ESSG的地球系统科学多尺度数据的获取方法。