Encara que daten del periodo helènic, els sistemes de referència espacial són ara una base crucial per a les ciències i les tecnologies de la geoinformática, incloent la cartografia, els sistemes d'informació geogràfica, la topografia, la teledetección i l'ingenieria civil. Açò ha dut a la seua estandardisació en especificacions internacionals com el còdic EPSGs[1] o la norma ISO 19111:2019 Informació geogràfica—Referència espacial per coordenades, preparada per l'ISO/TC 211, i també publicada per Open Geospatial Consortium com "Abstract Specification, Topic 2: Spatial referencing by coordinate" (Especificació resumida, Tema 2: Referència espacial per coordenades).[2]
Els mils de sistemes de referència espacial que s'utilisen hui en dia es basen en unes poques estratègies generals, que s'han definit en les normes EPSG, ISO i OGC:[1][2]
Un sistema de coordenades cartesianes estandardisat que modela la Terra (o més comunament, una gran regió de la mateixa) com un pla, medint ubicacions des d'un punt d'orige arbitrari en els eixos x i i més o menys alineats en les direccions cardinals. Cada u d'estos sistemes es basa en una proyecció cartogràfica particular per a crear una superfície plana a partir de la superfície curva de la Terra. Estos sistemes generalment es definixen i s'usen estratègicament per a minimisar les distorsió inherents a les proyeccions. Alguns eixemples comuns són el sistema de coordenades universal transversal de Mercator (UTM) i els sistemes nacionals com el British National Grid i el State Plane Coordinate System (SPCS).
Sistema de coordenades d'ingenieria (o local, particularizado)
Un sistema de coordenades cartesianes (2-D o 3-D) creat a mida per a un àrea menuda, a sovint un únic proyecte d'ingenieria, sobre el qual la curvatura de la Terra es pot aproximar sense problemes com a plana sense distorsió significatives. Les ubicacions es medixen normalment directament des d'un punt d'orige arbitrari utilisant tècniques de topografia. Estes coordenades poden o no estar alineades en un sistema de coordenades proyectades estàndar. Les coordenades del pla tangente local són un tipo de sistema de coordenades local utilisat en vehículs d'aviació i marins.
Estos estàndarts reconeixen que també existixen sistemes de referència estàndar per a medir elevació utilisant un datum vertical i una referència referència cronométrica (com es descriu en la norma ISO 8601), que es poden combinar en un sistema de referència espacial per a formar un sistema de coordenades compost per a representar ubicacions tridimensionals i/o espaciotemporales. També existixen sistemes interns per a medir l'ubicació dins del context d'un objecte, com les files i columnes de píxels en una image ráster, les medicions en elements llineals (com per eixemple, les fites de les carreteres) i els sistemes per a especificar l'ubicació dins d'objectes en moviment com els barcos. Els dos últims casos solen classificar-se com a subcategoría dels sistemes de coordenades utilisats en ingenieria.
L'objectiu de qualsevol sistema de referència espacial és crear un marc de referència comuna en el que les ubicacions es puguen medir de forma precisa i consistent com a coordenades, que després es puguen compartir de forma inequívoca, de modo que qualsevol destinatari puga identificar la mateixa ubicació que designada en orige.[3] Per a conseguir-ho, qualsevol definició de sistema de referència de coordenades deu estar composta per vàries especificacions:
Un sistema de coordenades, un marc abstracte per a medir ubicacions. Com qualsevol sistema de coordenades matemàtic, la seua definició consta d'un espai mesurable (ya siga un pla, un espai tridimensional o la superfície d'un objecte com la Terra), un punt d'orige, un conjunt de vectores que determinen els eixos que emanen de l'orige i una unitat de mida.
Un datum horisontal que vincula el sistema de coordenades abstracte a l'espai real de la Terra. Esta senya pot definir-se com un marc de referència precís per a medir coordenades geogràfiques (latitut i llongitut). Alguns eixemples són el Sistema Geodèsic Mundial i el North American Datum (de 1927 i de 1983). Un datum generalment consistix en una estimació de la forma de la Terra (normalment un elipsoide) i un o més "punts de anclaje" o "punts de control", ubicacions establides (a sovint marcades per fites de referència físics) para les que es documenta la medició.
La definició d'un sistema de referència de coordenades proyectat també deu incloure una opció de proyecció cartogràfica per a convertir les coordenades esfèriques especificades pel datum en coordenades cartesianes sobre una superfície plana.
Per lo tant, una definició de sistema de referència de coordenades normalment constarà d'una "pila" d'especificacions de les que depén, com es ejemplifica en la següent taula:
