一、地理坐标系统简述 （一）椭球体spheroid 地球不是一个正圆的球体，而是两极扁，赤道略鼓不规则的球体精密测量的结果，地球赤道半径比极半径略长，这与地球巨大半径相比是微不足道的 地球通常被认为是一个可进行数学计算的椭球体为了从数学上定义地球，必须建立一个较为接近地球形状的几何模型，既椭球体 椭球体就像一个压扁的球，有长轴和短半轴，分别用a和b表示，椭球体的大小通常用两个半经：长半径A和短半径B，或由一个半径和扁率来表示 扁率用f来表示椭球的扁平程度，扁率的计算公式： f=(a-b)/a,世界各国常用的地球椭球体的数据： 椭球体 名称 年代 长半轴a 短半轴b 扁率e 白塞尔 1841 6377397 6356079 1/299.15 克拉克 1880 6378249 6356515 1/293.5 克拉索夫斯基 1940 6378245 6356863 1/298.3 第十六界IUUG 1975 6378140 6356755 1/298.26 第十七界IUUG 1979 6378137 6356752 1/298.257 第十八界IUUG 1983 6378136 6356751 1/298.257,地球表面是一个起伏不平、十分不规则的曲面，最低和最高相差约20千米，这个高低不平的表面不能用数学公式表达，制图时必须找一个规则的曲面来代替地球表面不规则的曲面，就是水平基准面。
水平基准面是定位地表要素的参照物，它由椭球体和地球位置关系来定义水平基准面有两种基本类型： 1.地心基准面：原点位于已知的地球质心上，总体更为准确 2.本地基准面：更靠近某一特定区域，能更精确反映该区域情况在这两种基准面下可建立许多全球域本地基准面如果有两张在同一区域采用不同坐标系的地图(例如beijing54和xian80),它们的空间数据采用相同的投影（高斯-克吕格投影），不同的基准面(beijing54,xian80）,那么地表的同一位置，会有不同的坐标值，因此在考虑准备制绘图数据时，不但要考虑投影方式，还要选择合适的基准面三）坐标系统 一）地理坐标系统： 地理坐标系统是用经纬线来定义球面或椭球面上点位置的参照系统，是一种球面坐标 地理纬度（简称纬度）：法线与赤道面相交所构成的角通常用希腊字母Q表示，纬度以赤道为０°，向北、南两极各以９０°计算，向北叫北纬，向南叫南纬 经线起始坐标以格林尼治为0°，分东经0°—180°， 西经-180°—0° 纬度起始坐标以赤道为0°向北极0°-90°，向南极0°-90°,（二）投影坐标系统： 投影坐标系统是一个定义二维平面上的坐标系统，与地理坐标系统不同的是投影坐标系统有恒定的长度、角度和面积。
投影坐标系统总是基于地理坐标系统，而地理坐标系统有是基于球体或椭球体 我国1952年以前采用海福特椭球（该椭球1924年被定为国际椭球），从1953年起，开始改用克拉索夫斯基椭球1978年我国决定采用国际大地测量协会所推荐的“1975年基本大地数据”中给定的椭球参数，并以此建立了我国新的、独立的大地坐标系，形成了1980年的西安坐标系投影方式为高斯-克吕格投影高斯-克吕格(GAUSS-KRUGER)是等角横切椭圆柱投影，由德国数学家高斯提出，后经克吕格扩充并推倒出计算公式，故称为高斯-克吕格投影，简称高斯投影该投影以中央经线和赤道投影后为坐标轴，中央经线和赤道交点为坐标原点，纵坐标由坐标原点向北为正，向南为负，规定为X轴，横坐标从中央经线起算，向东为正，向西为负，规定为Y轴所以，高斯-克吕格坐标系的X、Y轴正好对应MAPGIS坐标系的Y和X为了控制变形，本投影采用分带的办法我国1:2.5-1:50万地形图均采用6度分带；1:1万及更大比例尺地形图采用3度分带，以保证必要的精度6度分带从格林威治零度经线起，每6度分为一个投影带，全球共分为60个投影带东半球的30个投影带的中央经线用 L0=6n-3 计算（n为投影带带号），从0到180度，其编号为1-30。
西半球也有30个投影带 6度分带从格林威治零度经线起，每6度分为一个投影带，全球共分为60个投影带为了制作地图和使用地图的方便，通常在地图上都绘有一种或两种坐标网，即经纬线网和方里网在1:5000~1:25万比例尺的地形图上，经纬线只以图廓线的形式直接表现出来，并在图角处注出相应度数 1：50万~1：100万地形图，在图面上直接绘出经纬线网，内图廓上也有加密经纬网的加密分划短线 我国规定1：1万-1：10万地形图上必须绘出方里网 。