不同階段、不同方式獲取的地理信息數據可能採用不同的座標系。爲實現同一區域不同數據成果共享利用，通常需要進行座標轉換。
按研究對象的不同，空間座標系可分爲天球座標系和地球座標系兩大類；按表示方式，地球座標系又可分爲曲線座標系、空間直角座標系和平面直角座標系三種。
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1、地心座標系
橢球定位：總地球橢球在全球範圍內與大地水準面有最佳的符合，同時橢球中心與地球質心一致或最接近，即滿足全球範圍內的大地水準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大地座標系
2008年7月1日起，我國全面啓用2000國家大地座標系（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座標框架。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曆元2000.0下的座標和速度，相對精度達到10-9。
座標系的原點爲地球質心（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軸構成右手座標系。
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大地座標系
1984年世界大地座標系（Word Geodetic System，WGS），由美國建立，是一個協議地球參考系，該座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軸構成右手座標系。座標系採用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由分佈於全球的一系列GPS跟蹤站的座標來具體體現，此座標框架先後經歷了幾次更新，其座標參考曆元也不斷在改變。
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、參心座標系
橢球定位：參考橢球面在一定範圍內與大地水準面有最佳的符合，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爲一個基準面，根據不同的定位和定向，同一個橢球可對應不同的基準面。
西安80、北京54均爲參心座標系。橢球參數略。
3、平面直角座標系
利用一定的數學法則將空間三維座標變換到二維投影面上，構成平面直角座標系。
（1）高斯平面直角座標系
我國1:100萬比例尺地形圖採用等角圓錐投影，1:50萬及更大比例尺地形圖都採用高斯克呂格投影（橫軸等角切橢圓柱投影），爲了限制長度變形，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採用6°分帶，大於等於1:1萬地形圖採用3°分帶。在投影面上，以中央子午線的投影爲縱軸，以赤道的投影爲橫軸，爲了避免出現負的橫座標值，橫座標統一增加500Km。爲了區別作業區域屬於哪一投影帶，可在橫座標的百千米位數前加上帶號。例如某點的座標值爲東座標34425480.3，北座標4270568.2，其中34爲帶號。
（2）獨立平面直角座標系
高斯平面直角座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座標系。
地方獨立平面直角座標系與高斯平面直角座標系相比，主要存在以下差異：
a.中央子午線選在該區域的中央；
b.參考橢球面爲該區域的平均高程面；
c.人爲指定座標原點和座標軸指向。
4、高程系統
正高：以大地水準面爲高程基準面，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準面的距離。
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，稱爲正常高。
我國規定採用正常高高程系統作爲我國高程的統一系統。
現行1985國家高程基準：高程基準面根據青島驗潮站1952年至1979年19年間的驗潮資料計算確定。（原點高程爲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 之間的關係：
H = H正 + N
H = H正常+ ξ
N爲大地水準面差距， ξ爲高程異常。
