一、GIS坐标系
- 平面坐标系：可以理解为用户自定义坐标系；
- 地理坐标系：球面坐标，参考平面是椭球面，坐标单位是经纬度；
- 投影坐标系：平面坐标，参考平面是水平面，坐标单位是米，千米等。
二、地球空间模型
- 地球自然表面：两级稍扁，赤道略鼓的不规则球体；
- 大地水准面：大地水准面是对地球自然平面的抽象。定义是：假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有的大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续，闭合的曲面；水准面从正常的角度来说，应该是水平的，但是受到地球质量和引力的影响，导致了不用位置的引力是不同的，进而导致大地水准面并不是水平面。
- 地球椭球体：以大地水准面建立的地球模型成为地球椭球体；
- 参考椭球体：参考椭球体就是一种具有一定几何参数的地球椭球。西安80坐标系使用1975椭球，国家2000坐标系采用1980椭球。
三、地理坐标系
- 地心坐标系：地心坐标系的原点与地球的质心重合，以质心为原点建立的空间直角坐标系，如国家2000坐标系，WGS84坐标系；
- 参心坐标系：采用的是参考椭球体的原点。一般来说，参心坐标系在局部使用，在局部地区的拟合度较好，包括北京54，西安80；
四、投影坐标系
常用的投影方式包括了：等角，等积和任意投影三种方式。
- 墨卡托投影：是一种“等角正切圆柱投影”。假设地球被围绕在一个中空的圆柱中，其赤道线与圆柱相切接触，然后假设地球中心有一盏灯，再把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开。优点是没有角度变形，缺点是纬度越高，变形越大。目前世界上两种通用地图，“大西洋世界地图”和“太平洋世界地图”都是采用墨卡托投影；
- 高斯克吕格投影：又名“横轴等角切圆柱投影”，按照分带方法各自进行投影，我国确定，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万比例尺的地形图采用高斯克吕格投影，北京54和西安80也亦采用这种投影方式。
- 高斯投影的特点：（1）离开中央子午线越远，变形越大；（2）赤道是直线，离开赤道的线是弧线，并且凸向赤道；（3）没有角度变形；（4）长度和面积的变形很小。
- 分带的计算
五、国际标准坐标系
- WGS84坐标系：地理坐标系；
- Web墨卡托投影：投影坐标系；原点为本初子午线与赤道的交点；