多种自然资源要素之间的相互作用以及产生的潜在系统影响，对自然资源开发利用以及与其紧密相关的生态环境保护修复等关乎人类生存发展的基本领域产生重大挑战。在系统观测的基础上，破解自然资源要素耦合作用机理、预测其未来变化趋势，进而为资源管理提供有效信息成为自然资源研究领域的重大课题。

2019年10月，在“山水林田湖草是生命共同体”理念的引领下，自然资源部启动了“自然资源要素综合观测网络工程”。2020年5月，美国地质调查局发布了《美国地质调查局21世纪科学战略(2020—2030年)》，提出将打造“地球监测、分析与预测(EarthMAP)”的能力。就系统观测工程的内容与目标而言，中美两国均包括3个有机联系部分： 一是观测数据的采集和管理，即利用大数据、物联网等技术，集成已有的地面、空中和太空观测网络和数据； 二是建模预测，即利用云计算、人工智能以及地理空间分析等技术，构建预测模型，进行预测； 三是提供可操作的情报或决策建议。

基于“自然资源要素综合观测网络工程”，中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心(以下简称指挥中心)部署了“全国自然资源要素综合观测体系规划与部署”和“自然资源要素综合观测数据集成与应用服务”2个综合框架设计项目，以及青藏高原、黄河流域和黑河流域3个自然资源要素综合观测试点项目，搭建了综合观测体系的整体架构，探索了野外观测站网布设、运维，打造了样板工程，初步形成了覆盖全国重点区域的自然资源要素综合观测网络。……