地圖在用於定位和測距時，有多種方式來論述地球表面的距離和位置，這都是基於不同的座標系。這些座標系不僅決定了地圖的外觀，還決定了數據的存儲方式和距離的計算方式。
這裏討論兩種常見座標系：EPSG：4326（WGS 84）和EPSG：3857（Web Mercator）。
大地測量
地球的真實形狀太複雜，不能用作測量的參考。通常人們使用參考橢球ellipsoid作爲地球表面的近似。 參考橢球是一個數學定義的表面，當其地形特徵被移除時，它大致匹配地球模型。
參考座標系
通過定義參考橢球，就可以在這個模型上建立座標系。 座標系統定義該表面上可用作測量參考點的位置。有兩種類型的座標系：地理座標系和投影座標系。
地理座標系
地理座標系使用地球的三維模型（橢球體）來定義表面上的特定位置以創建網格。 當我們使用“經度”和“緯度”來引用位置時，使用的是地理座標。
另一方面，基準是基於特定橢球（因此是更具體的地理座標系）的地理座標系。基準只是標準參考點，它類似於你給某人指示你的房子時使用的出發點。在美國，有兩種類型的全國性基準：水平和垂直基準，並且它們通常彼此分開。水平基準使人們能夠測量地球表面的距離和方向。大多數水平基準面在赤道處定義零線，我們從中測量北極和南極。格林威治子午線也有一條零線，用於測量東西方。這些線一起爲緯度和經度提供參考。
垂直基準用於測量高程和水深。有時，單詞高度用於指代高程信息。北美大多數垂直基準使用海平面作爲測量高程變化的基本參考平面。由於各種原因海平面沿海平面變化，因此在1988年放棄了使用多個潮汐測量儀來定義垂直基準的想法，而僅使用一個潮汐測量儀。現在由於全球定位系統GPS和其他一些太空技術發展，不再侷限於單獨的水平和垂直基準。
如今我們可以訪問幾何基準（geometric datum），它結合了緯度/經度，高度和時間信息。從GPS導出的高度信息是相對於稱爲地球的橢球模型而不是海平面的信息。雖然混合新舊定位信息存在挑戰，但總體而言，GPS等新技術有助於提高當前基準的準確性。
在定義當前基準之前，使用不同的起點創建了許多地圖。即使在今天，人們仍在繼續改變基準，以使其更準確。在組合來自不同用戶或時代的數據時，將所有信息轉換爲公共數據非常重要。
基準非常重要：每個地圖和空間數據集都有一個，並且在地球上的不同位置通常使用多個基準。 這些基準中的一些僅在世界上的某些位置是準確的，因爲它們使用的橢球非常適合那些位置中的真實地球表面，但在其他地方可能有點偏離。知道您的高度數據參考哪個基準非常重要。對於任何類型的工作，其中座標彼此一致很重要，使用相同的數據至關重要。如果要創建洪水平原地圖，標記屬性或陸地邊界，設計堤壩或水壩，修建道路或規劃沿海洪水場景，必須瞭解並使用正確的基準面。
投影座標系
投影座標系定義瞭如何在二維平面上從三維模型中繪製地理位置。
1984年的世界大地測量系統是以GPS來表示地球上的位置的地理座標系（三維繫統）。 WGS84是GeoJSON的定義座標系，爲十進制度的經度和緯度。 在大多數情況下，當描述lon/lat座標位置時，它基於EPSG：4326座標系。 這也是在Mapbox中存儲數據的方式。無法在二維平面（地圖）上顯示WGS84座標系，因此大多數軟件程序使用等距矩形投影（Plate-Carrée）投影這些座標。Esri使用EPSG:54001。
EPSG：3857（僞墨卡託）
投影的Pseudo-Mercator座標系採用WGS84座標系並將其投影到正方形上。（此投影也稱爲球形墨卡託或Web墨卡託。）但不是全部 - 僞墨卡託的界限限制在北緯和南緯約85.06º。這個投影最初是由Google引入的，幾乎100％用於網絡地圖，但它很奇怪：投影使用WGS84座標系（使用WGS84橢球），但將座標投影到球體上。
這種方法產生一個方形的地圖（計算機真正想要的），但沒有辦法以編程方式表示依賴於兩個不同橢球的座標系，這意味着軟件程序必須即興創作。當軟件程序即興創作時，無法知道各個程序之間的座標是否一致。這使得EPSG：3857非常適合在計算機上進行可視化，但對數據存儲或分析不可靠。 （這就是我們在EPSG：4326中存儲數據的原因，但在EPSG：3857中顯示）
在大多數情況下，Web地圖依賴於使用WGS84座標存儲的數據（在某些程序中稱爲“未投影”數據），然後使用Pseudo-Mercator可視化數據。 但有時繪圖員希望在WGS84預測中看到他們的數據可視化（或者可能將其稱爲EPSG：4326）。 如上所述，WGS84未被投影 - 沒有該數據的直觀表示。 因此，如果有人說他們希望在WGS84中看到他們的數據，他們真的希望在Plate-Carrée投影中看到他們的數據，這實際上在頁面上創建了線性笛卡爾圖。
特別是，由於地圖上圖像像素的位置與地球上相應的地理位置之間的關係特別簡單，因此platte-carrée已成爲全球柵格數據集的標準，例如Celestia和NASA World Wind。