地图在用于定位和测距时，有多种方式来论述地球表面的距离和位置，这都是基于不同的坐标系。这些坐标系不仅决定了地图的外观，还决定了数据的存储方式和距离的计算方式。
这里讨论两种常见坐标系：EPSG：4326（WGS 84）和EPSG：3857（Web Mercator）。
大地测量
地球的真实形状太复杂，不能用作测量的参考。通常人们使用参考椭球ellipsoid作为地球表面的近似。 参考椭球是一个数学定义的表面，当其地形特征被移除时，它大致匹配地球模型。
参考坐标系
通过定义参考椭球，就可以在这个模型上建立坐标系。 坐标系统定义该表面上可用作测量参考点的位置。有两种类型的坐标系：地理坐标系和投影坐标系。
地理坐标系
地理坐标系使用地球的三维模型（椭球体）来定义表面上的特定位置以创建网格。 当我们使用“经度”和“纬度”来引用位置时，使用的是地理坐标。
另一方面，基准是基于特定椭球（因此是更具体的地理坐标系）的地理坐标系。基准只是标准参考点，它类似于你给某人指示你的房子时使用的出发点。在美国，有两种类型的全国性基准：水平和垂直基准，并且它们通常彼此分开。水平基准使人们能够测量地球表面的距离和方向。大多数水平基准面在赤道处定义零线，我们从中测量北极和南极。格林威治子午线也有一条零线，用于测量东西方。这些线一起为纬度和经度提供参考。
垂直基准用于测量高程和水深。有时，单词高度用于指代高程信息。北美大多数垂直基准使用海平面作为测量高程变化的基本参考平面。由于各种原因海平面沿海平面变化，因此在1988年放弃了使用多个潮汐测量仪来定义垂直基准的想法，而仅使用一个潮汐测量仪。现在由于全球定位系统GPS和其他一些太空技术发展，不再局限于单独的水平和垂直基准。
如今我们可以访问几何基准（geometric datum），它结合了纬度/经度，高度和时间信息。从GPS导出的高度信息是相对于称为地球的椭球模型而不是海平面的信息。虽然混合新旧定位信息存在挑战，但总体而言，GPS等新技术有助于提高当前基准的准确性。
在定义当前基准之前，使用不同的起点创建了许多地图。即使在今天，人们仍在继续改变基准，以使其更准确。在组合来自不同用户或时代的数据时，将所有信息转换为公共数据非常重要。
基准非常重要：每个地图和空间数据集都有一个，并且在地球上的不同位置通常使用多个基准。 这些基准中的一些仅在世界上的某些位置是准确的，因为它们使用的椭球非常适合那些位置中的真实地球表面，但在其他地方可能有点偏离。知道您的高度数据参考哪个基准非常重要。对于任何类型的工作，其中坐标彼此一致很重要，使用相同的数据至关重要。如果要创建洪水平原地图，标记属性或陆地边界，设计堤坝或水坝，修建道路或规划沿海洪水场景，必须了解并使用正确的基准面。
投影坐标系
投影坐标系定义了如何在二维平面上从三维模型中绘制地理位置。
1984年的世界大地测量系统是以GPS来表示地球上的位置的地理坐标系（三维系统）。 WGS84是GeoJSON的定义坐标系，为十进制度的经度和纬度。 在大多数情况下，当描述lon/lat坐标位置时，它基于EPSG：4326坐标系。 这也是在Mapbox中存储数据的方式。无法在二维平面（地图）上显示WGS84坐标系，因此大多数软件程序使用等距矩形投影（Plate-Carrée）投影这些坐标。Esri使用EPSG:54001。
EPSG：3857（伪墨卡托）
投影的Pseudo-Mercator坐标系采用WGS84坐标系并将其投影到正方形上。（此投影也称为球形墨卡托或Web墨卡托。）但不是全部 - 伪墨卡托的界限限制在北纬和南纬约85.06º。这个投影最初是由Google引入的，几乎100％用于网络地图，但它很奇怪：投影使用WGS84坐标系（使用WGS84椭球），但将坐标投影到球体上。
这种方法产生一个方形的地图（计算机真正想要的），但没有办法以编程方式表示依赖于两个不同椭球的坐标系，这意味着软件程序必须即兴创作。当软件程序即兴创作时，无法知道各个程序之间的坐标是否一致。这使得EPSG：3857非常适合在计算机上进行可视化，但对数据存储或分析不可靠。 （这就是我们在EPSG：4326中存储数据的原因，但在EPSG：3857中显示）
在大多数情况下，Web地图依赖于使用WGS84坐标存储的数据（在某些程序中称为“未投影”数据），然后使用Pseudo-Mercator可视化数据。 但有时绘图员希望在WGS84预测中看到他们的数据可视化（或者可能将其称为EPSG：4326）。 如上所述，WGS84未被投影 - 没有该数据的直观表示。 因此，如果有人说他们希望在WGS84中看到他们的数据，他们真的希望在Plate-Carrée投影中看到他们的数据，这实际上在页面上创建了线性笛卡尔图。
特别是，由于地图上图像像素的位置与地球上相应的地理位置之间的关系特别简单，因此platte-carrée已成为全球栅格数据集的标准，例如Celestia和NASA World Wind。