地理坐标系

地理坐标系(Geographic coordinate system)：就是椭球体的球面坐标系统。椭球体具有特点：具有长半轴，短半轴，偏心率。以经纬度线划分表面区域，和定位坐标。

投影坐标体系：实质上是一个平面坐标系统，就是将椭球体表面的空间坐标投影到一个平面上的坐标体系。就是我们常用的地图坐标。也用经纬度来表面区域。

局部投影坐标系：就是忽略了地球是个椭球体，地球表面的曲率这个实际，而是把地球表面近似看成是无限大的平面。这是符合人民的生活习惯的一种做法，但他主要用来考察当地的局部区域的相对位置，一般就不用经纬度来计量。

大地坐标（Geodetic Coordinate）:大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角，大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角，大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。

大地坐标（Geodetic Coordinate）:
大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标.地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示.当点在参考椭球面上时,仅用大地经度和大地纬度表示.大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角,大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角,大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离.地理坐标系,是以经纬度为地图的存储单位的.很明显,Geographic coordinate syst
em是球面坐标系统.我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上,如何进行操作
地球是一个不规则的椭球,如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上?这坐标系必然要求
我们找到这样的一个椭球体.这样的椭球体具有特点：可以量化计算的.具有长半轴,短
半轴,偏心率.

地理坐标系（大地坐标系）

地理坐标系（大地坐标系）
有了对地球的抽象——参考椭球体就可以建立地理坐标系了，但是这里存在一个问题，参考椭球体是对地球的抽象，因此其并不能去地球表面完全重合，在设置参考椭球体的时候必然会出现有的地方贴近的好（参考椭球体与地球表面位置接近），有地地方贴近的不好的问题，因此这里还需要一个大地基准面来控制参考椭球和地球的相对位置。
有以下两类基准面：

地心基准面：由卫星数据得到，使用地球的质心作为原点，使用最广泛的是 WGS 1984。
区域基准面：特定区域内与地球表面吻合，大地原点是参考椭球与大地水准面相切的点，例如Beijing54、Xian80。
每个国家或地区均有各自的大地基准面。我们通常称谓的Beijing54、Xian80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。
椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系。因为基准面是在椭球体的基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面。
在目前的GIS商用软件中，大地基准面都通过当地基准面向WGS84的转换7参数来定义，即：

三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值。

三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角。
最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。
Beijing54、Xian80相对WGS84的转换参数至今也没有公开，实际工作中可利用工作区内已知的北京54或西安80坐标控制点进行与WGS84坐标值的转换，在只有一个已知控制点的情况下（往往如此），用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数，当工作区范围不大时，如青岛市（10654平方公里），精度也足够了。
有了参考椭球和大地基准面两个因素就可以建立地理坐标系了。地理坐标系（大地坐标系）是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用经度、纬度、和大地高度表示。地理坐标系在GIS软件中的定义如下所示：
Alias:
Abbreviation:
Remarks:
Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000)
Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954
Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940
Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000
Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000
Inverse Flattening: 298.300000000000010000

大地坐标系可分为参心大地坐标系和地心大地坐标系。

参心大地坐标系：指经过定位与定向后，地球椭球的中心不与地球质心重合而是接近地球质心。区域性大地坐标系。是我国基本测图和常规大地测量的基础。如Beijing54、Xian80。
地心大地坐标系：指经过定位与定向后，地球椭球的中心与地球质心重合。如CGCS2000、WGS84。
因此参心大地坐标系和地心大地坐标系的区别也就在于大地基准面的选择了。
到这里我们已经介绍了地理坐标系上经纬度的来源了，还需要考虑的是高程信息的标准化。
高程控制网的建立，必须规定一个统一的高程基准面。我国利用青岛验潮站1950～1956年的观测记录，确定黄海平均海水面为全国统一的高程基准面，并在青岛观象山埋设了永久性的水准原点。以黄海平均海水面建立起来的高程控制系统，统称“1956年黄海高程系”。
1987年，因多年观测资料显示，黄海平均海平面发生了微小的变化，由原来的72.289m变为72.260m，国家决定启用新的高程基准面，即“1985年国家高程基准”。高程控制点的高程也发生微小的变化，但对已成图上的等高线的影响则可忽略不计。
国家高程控制网是确定地貌地物海拔高程的坐标系统。按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为416619．1公里。