1. 地理資訊服務的發展
地理資訊技術發展至今，經歷了技術研究、集成應用到產品服務，直到今天正在向資訊服務轉變。地理資訊服務(Geographic Information Services，GIS)就應運而生，它是提供地理資訊相關服務的Web 服務，它包括地理數據服務和地理資訊系統資訊處理功能的服務。其關鍵在於要實現地理資訊的標準化以及地理資訊處理功能的通用性，只憑地理數據轉換遠不能實現資訊的共享，只有在更高層次上不同應用及系統之間相互合作，實現互操作，才能真正達到目的[16]。
從之前的地理資訊系統發展成爲現在的地理資訊服務，除了給用戶精確的空間地理資訊呈現之外，系統更加強調用戶對於地理資訊的感官感受以及提供更加便捷、快速、自取所需的地理資訊服務。用戶對於地理資訊服務這一概念強調的是“服務”，可以理解爲“輔助用戶進行行爲決策”，那麼將地理資訊轉化爲輔助用戶進行行爲決策的工具這一過程中的所有問題均可以認爲是地理資訊服務所需要研究的內容，並由此構成地理資訊服務的研究框架。
首先是地理資訊本身的問題，即採用何種數據源，應該滿足何種質量要求和標準，以及如何有效地組織和管理數據等。其次，是服務所依託的技術，包括資訊的獲取、處理、傳輸、接收和表現等。然後，是透過何種手段和方式向用戶提供地理資訊服務的問題，也就是服務模式。接着，是向誰提供服務以及提供何種服務的問題。最後，地理資訊服務作爲一個產業，必定像其他產業一樣，面臨政策分析、市場分析、用戶需求分析、運營分析等問題。
國際公共地理空間協會（OGC）是國際上最權威的定義地理資訊服務介面規範的組織。
OGC 將地理資訊服務分爲下列幾類核心服務[4]：索引服務(Catalogue Service)、數據服務(DataService)、數據處理流程服務(Processing Service)和地圖顯示服務(Portrayal Service)。OGC 還定義了不同種類地理資訊服務的抽象接口與實現規範，包括Web 地圖服務（Web MapService）、Web 地理要素服務（Web Feature Service）、Web 覆蓋服務（Web Coverage Service）、Web 對象服務（Web Object Service）、Web 通知服務（Web Notification Service）、Web 註冊服務（Web Registry Service）等。在這些Web 服務中，WMS、WFS、WCS 和WOS 是訪問地理資訊數據的服務規範，WNS 和WRS 是實現地理資訊服務的基礎設施服務。
2. 元數據及地理空間元數據
元數據是關於數據的數據。元數據一般用於描述數據的內容、質量、條件，讓使用者或者計算機能夠確定數據的位置，從而訪問或瞭解數據。通常元數據能給我們提供以下有用的數據資訊：1) 數據的提供者是誰；2) 數據創建時間及地點；3) 數據創建的原因及其目的；4) 數據內容及數據格式；5) 數據的使用限制是什麼；6) 數據的精確範圍與寬度；7) 數據與數據的相關關係[17]。
不同的組織和個人根據他們的具體用途對元數據的定義也有所不同。而在本文看來，地理空間數據元數據是指地理空間相關數據集和資訊資源的描述資訊，它是對空間特徵的概括和抽取。元數據資訊可提供空間數據集的特徵資料，如空間數據集內容、質量、表示方式、空間參照系及管理方式等，數據用戶可據此來確定該數據的名稱、來源、組織結構、適用範圍等。
特別是在Web GIS 或地理資訊服務的解決方案中，地理資訊元數據己經從一種數據描述與索引的方法擴展到包括數據發現、數據轉換、數據管理和數據使用的整個網絡資訊過程中不可或缺的工具和方法之一，是數字地球和空間資訊基礎設施的核心內容之一[15]。
3. 基於元數據的地理資訊服務方式
隨着地理資訊科學的發展，由提供數據轉向提供服務的模式，元數據的應用也漸漸改變方向，由管理地理資訊數據轉向管理地理資訊服務。作用領域主要有兩種：服務註冊與服務發現。服務提供者透過元數據註冊發佈服務，用戶利用元數據發現獲取服務。鑑於地理空間元數據的重要性，一些國際標準化組織紛紛推出了相關的元數據標準，而衆多的研究機構和一些GIS 廠商也將元數據的管理及元數據解決方案納入自己的研究範圍[10]。當前，地理空間元數據研究，己經成爲地理資訊系統研究領域的新熱點。