不同階段、不同方式獲取的地理信息數據可能采用不同的坐標系。為實現同一區域不同數據成果共享利用，通常需要進行坐標轉換。
按研究對象的不同，空間坐標系可分為天球坐標系和地球坐標系兩大類；按表示方式，地球坐標系又可分為曲線坐標系、空間直角坐標系和平面直角坐標系三種。
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1、地心坐標系
橢球定位：總地球橢球在全球范圍內與大地水准面有最佳的符合，同時橢球中心與地球質心一致或最接近，即滿足全球范圍內的大地水准面差距的平方和最小。
橢球定向：1）橢球短軸平行於地球自轉軸；2）大地起始子午面平行於天文起始子午面。
（1）CGCS2000大地坐標系
2008年7月1日起，我國全面啟用2000國家大地坐標系（CGCS2000，China Geodetic Coordinate System 2000）。CGCS2000實際是ITRF 1997框架在我國的加密和實現，是定義在ITRF 1997框架中的區域性地心坐標框架。通過GPS A、B級網，總參GPS一、二級網，中國地殼運動觀測網，地殼運動監測網4個空間網在ITRF 1997框架下聯合平差計算站點歷元2000.0下的坐標和速度，相對精度達到10-9。
坐標系的原點為地球質心（包括海洋和大氣的整個地球的質量中心），Z軸指向BIH1984.0定義的協議地球極CTP方向，X軸指向BIH1984.0定義的零子午面與CTP對應的赤道的交點，Y軸和Z、X軸構成右手坐標系。
4個常用的橢球參數：
| 長半軸 | a = 6378137m |
| 地球扁率 |
f = 1/298.257222101 |
| 地球引力常數 | GM = 3.986004418×1014m3s-2 |
| 地球自轉角速度 | ω = 9.292115×10-5rad/s |
（2）WGS84大地坐標系
1984年世界大地坐標系（Word Geodetic System，WGS），由美國建立，是一個協議地球參考系，該坐標系的原點是地球的質心，Z軸指向BIH1984.0（國際時間局）定義的協議地球極CTP方向，X軸指向BIH1984.0零度子午面和CTP對應的赤道的交點，Y軸和Z、X軸構成右手坐標系。坐標系采用1979年國際大地測量與地球物理聯合會（IUGG）第17屆大會上推薦的橢球參數。WGS84由分布於全球的一系列GPS跟蹤站的坐標來具體體現，此坐標框架先后經歷了幾次更新，其坐標參考歷元也不斷在改變。
4個常用的橢球參數：
| 長半軸 | a = 6378137m |
| 地球扁率 |
f = 1/298.257223563 |
| 地球引力常數 | GM = 3.986004418×1014m3s-2 |
| 地球自轉角速度 | ω = 9.292115×10-5rad/s |
2、參心坐標系
橢球定位：參考橢球面在一定范圍內與大地水准面有最佳的符合，對橢球中心位置無特殊要求。
橢球定向：1）橢球短軸平行於地球自轉軸；2）大地起始子午面平行於天文起始子午面。
有了定位和定向的參考橢球面就成為一個基准面，根據不同的定位和定向，同一個橢球可對應不同的基准面。
西安80、北京54均為參心坐標系。橢球參數略。
3、平面直角坐標系
利用一定的數學法則將空間三維坐標變換到二維投影面上，構成平面直角坐標系。
（1）高斯平面直角坐標系
我國1:100萬比例尺地形圖采用等角圓錐投影，1:50萬及更大比例尺地形圖都采用高斯克呂格投影（橫軸等角切橢圓柱投影），為了限制長度變形，規定按經差6°和3°進行投影分帶，其中1:2.5萬—1:50萬比例尺地形圖上采用6°分帶，大於等於1:1萬地形圖采用3°分帶。在投影面上，以中央子午線的投影為縱軸，以赤道的投影為橫軸，為了避免出現負的橫坐標值，橫坐標統一增加500Km。為了區別作業區域屬於哪一投影帶，可在橫坐標的百千米位數前加上帶號。例如某點的坐標值為東坐標34425480.3，北坐標4270568.2，其中34為帶號。
（2）獨立平面直角坐標系
高斯平面直角坐標系在高海拔地區和距離中央子午線比較遠的地方，投影長度的變形會比較大，無法滿足城市測量、工程測量中位置精度要求，因此會根據實際情況建立相應的地方獨立平面直角坐標系。
地方獨立平面直角坐標系與高斯平面直角坐標系相比，主要存在以下差異：
a.中央子午線選在該區域的中央；
b.參考橢球面為該區域的平均高程面；
c.人為指定坐標原點和坐標軸指向。
4、高程系統
正高：以大地水准面為高程基准面，地面上任一點的正高高程（簡稱正高），即該點沿垂線方向至大地水准面的距離。
正常高：將正高系統中不能精確測定的重力加速度平均值 用正常重力加速度平均值 代替，得到的一種高程系統，稱為正常高。
我國規定采用正常高高程系統作為我國高程的統一系統。
現行1985國家高程基准：高程基准面根據青島驗潮站1952年至1979年19年間的驗潮資料計算確定。（原點高程為72.260m）。
大地高：地面點沿橢球面法線方向至橢球面的距離。
大地高H與正高 H正、正常高H正常 之間的關系：
H = H正 + N
H = H正常+ ξ
N為大地水准面差距， ξ為高程異常。
