空间数据基础设施（SDI）的目标是：一次数据生产，多次使用；集成分布式数据，实现协作管理；基于位置管理；共同分担数据生产和维护的费用；支持社会、经济环境可持续发展。

20世纪90年代初，美国提出信息高速公路的概念，即建立国家信息基础设施（national information infrastructure，NII）。基于对地理空间信息重要性以及当时地理空间数据应用的现状，1994年4月，美国总统W.J.克林顿（William Jefferson Clinton）签署了《协调地学数据的获取与访问：国家空间数据基础设施（NSDI）》的第12906号行政令，启动了美国国家空间数据基础设施的建设，要求生产和提供高精度、高质量的空间数据框架，建立空间数据协调和管理机制，制订空间数据标准，建立空间数据交换网络体系。1990年，美国成立了联邦地理数据委员会（FGDC），专门负责协调和推动美国的国家空间数据基础设施的建设工作。

自从美国提出建设国家空间数据基础设施的计划后，引起了世界各国的高度关注，并规划和建立各国自己的国家空间数据基础设施。2003年美国联邦地理数据委员会再次启动了国家空间数据基础设施远景规划的行动计划，以进一步推动NSDI的发展。

中国从1996年开始，基础测绘计划被列入国民经济和社会发展年度计划，基础测绘投入的经费纳入了公共财政框架体系。国家测绘部门已经为国家空间数据基础设施的建设做了大量工作，在许多方面取得了重大进展：地理信息产业得到迅速发展，各级空间数据基础设施建设全面起步。地理空间信息数据获取能力和数字化水平显著提高，国家基础性地理空间信息资源基础基本形成。地理空间信息共享的关键技术和标准的研发取得新的进展。地理空间信息应用服务初见成效。地理空间信息产业发展初具规模。电子政务建设四个基础信息库之一的“自然资源和地理空间基础信息库”建设正在进行。开发了一批国产数字测绘软件。地理空间信息共享的管理协调机制也进一步完善，信息服务体系进一步发展。

国家空间数据基础设施主要包括：①地球空间数据框架。提供一个可精确、一致的获取、配准和集成地球空间信息的基础。此框架中包括正射影像、大地控制、高程、交通、水系、政区、公用地籍以及资源、环境、社会、经济、历史记录等方面的数据。②空间数据协调、管理与分发体系。组织生产和使用地理数据的人员建立相应的组织机构、制定有关空间数据的发展战略和政策、建立地理空间数据个人和机构间联系渠道、传输数据和开发数据库。其目标是生产和使用共用的空间地理数据集、共享和开发基础数据资源以提高决策能力。③空间数据交换网站。拥有地理空间信息，在地理空间数据生产者、管理者和用户之间的一个分布式电子网络。其用户有权决定保存哪类地理空间数据，了解数据状况（内容、质量及其他特征等），寻找他们需要的数据，根据他们的应用项目评价数据是否有用，尽可能经济地获取或订购数据。地理空间数据生产者以各种软件工具提供电子形式的元数据（关于数据的数据）。元数据标准规定了不同地理空间数据的元数据的内容，其目的是提供一个共同的标准化的元数据术语和定义。④空间数据转换标准。是一个异种计算机间空间数据转换的进程。该标准规定了带有空间参考系信息的矢量和栅格（包括格网）数据的交换约定、寻址格式、结构和内容。标准中包括概念模型、质量报告、传输组件说明和对空间要素和属性的定义。

全世界的数据中有80%的数据包括空间参考数据内容。地理信息已经渗透到各个部门和学科中。许多组织和单位都需要利用空间数据进行业务生产或科学研究。确立数据标准、依据相应的制度和法规指导空间数据的录入、更新和管理以实现数据共享，可以进一步推动地理信息的使用，为民生、经济建设、社会分析提供充分的基础数据和参考，这是建设国家空间数据基础设施所带来的最大裨益。另一方面，数字地球的建设是需要高技术和大量资金投入的工程，而国家空间数据基础设施可以视为一个国家数字地球工程重要的第一步，因为它构造了空间数据库，确立了相应的政策、法规和标准，这也是数字地球实现框架中所必需的。