橢球體
地球的實(shí)際上并非是一個(gè)球體（Sphere），而是一個(gè)表面不規(guī)則近似于橢圓的橢球體（Spheroid）。為了要描述地球空間上任一點(diǎn)的位置，就需要給定地球地理坐標(biāo)。此地理坐標(biāo)則需要將地球假設(shè)一個(gè)橢球體，并依照地球的大小、形狀參數(shù)以數(shù)學(xué)方式計(jì)算出不同標(biāo)準(zhǔn)的參考橢球體(參考圖 25)。不同的區(qū)域適合的參考橢球體也不一樣，一般會(huì)以最貼近當(dāng)?shù)氐厍蚯娴臋E球體而選以作為地理坐目標(biāo)參考橢球體，此稱為大地基準(zhǔn)（Datum）。
橢球體的形狀與大小包含橢球的長(zhǎng)軸、短軸、扁平率與偏心率，這些統(tǒng)稱為橢球體參數(shù)。目前以全球?yàn)榉秶钸m合通用的坐標(biāo)系統(tǒng)為 WGS84。WGS84 是美國(guó)國(guó)防部制訂的大地坐標(biāo)系統(tǒng)，以地球質(zhì)量中心為原點(diǎn)，目前全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Globe Position System，GPS）即采用此坐標(biāo)系統(tǒng)。
圖 ：參考橢球體圖
大地基準(zhǔn)
地球并不是規(guī)則的橢球體，運(yùn)用數(shù)學(xué)方式計(jì)算出來(lái)的各種不同橢球體是為了讓橢球體更接近地球表面，當(dāng)一個(gè)橢球體很接近地球表面時(shí)，此橢球體稱為大地基準(zhǔn)（Datum）。不同的橢球體接近地表的情形也不一樣。世界各國(guó)為了尋找該地區(qū)最接近地表的橢球體，因而訂定了不同的大地基準(zhǔn)。WGS84 坐標(biāo)系統(tǒng)是以地球質(zhì)心為橢球體的中心，雖然是全球通用的大地基準(zhǔn)，但若用于局部地區(qū)，則會(huì)有無(wú)法符合地表形狀的問題。地區(qū)性的大地基準(zhǔn)的橢球面于該地區(qū)需與地球表面重合的很好，其中心相對(duì)于地球質(zhì)心位移，此橢球面與地球表面相切的點(diǎn)，稱為大地基準(zhǔn)原點(diǎn)，鄰近的坐標(biāo)都依此原點(diǎn)坐標(biāo)推算而得。 選擇不同的大地基準(zhǔn)，地理坐標(biāo)系統(tǒng)也會(huì)不同。相同的地點(diǎn)采用不同的大地基準(zhǔn)，則會(huì)有不同的經(jīng)緯度坐標(biāo)值。
坐標(biāo)系統(tǒng)
坐標(biāo)系統(tǒng)可分為地理坐標(biāo)與投影坐標(biāo)。地理坐標(biāo)系統(tǒng)（Geographic coordinate system）又可稱大地坐標(biāo)系統(tǒng)。是利用三度空間的球面來(lái)定義地球上的空間位置。以經(jīng)緯度之度（?）分（′）秒（″）來(lái)表示地球上任一點(diǎn)的絕對(duì)位置。東西向的分度線稱為緯線，以赤道為 0 度起點(diǎn)。南北向的分度線稱經(jīng)線，以通過(guò)英國(guó)格林威治天文臺(tái)之經(jīng)線為本初子午線作為 0 度起點(diǎn)，往東稱為東經(jīng)，往西為西經(jīng)。（東經(jīng)為正、西經(jīng)為負(fù)；北緯為正，南緯為負(fù)；E 表東經(jīng)、W 表西經(jīng)、N 表北緯、S 表南緯）
圖：地理坐標(biāo)之經(jīng)度與緯度圖
投影坐標(biāo)（Projection Coordinate System）即將三度空間的地理坐標(biāo)經(jīng)過(guò)投影的方式，轉(zhuǎn)換成二度空間的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。由于是由地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成平面，因此包含了參考橢球體、大地基準(zhǔn)及地圖投影方式。目前全球最通用的坐標(biāo)系統(tǒng)，為國(guó)際橫麥卡托（Universal Transverse Mercator Projection Grid System）投影坐標(biāo)系統(tǒng)。
圖：橫麥卡托投影圖
