坐標參考系統

要用數值界定某地方喺地球表面邊忽，可以描述該位置以赤道（紅色虛線）為準有幾「高」。可以睇睇經緯嘅概念。

坐標參考系統（參見英文：CRS ）係用嚟精確量度地球表面上嘅位置嘅框架。簡單啲講，坐標參考系統係一種種方法，將代表地球表面嘅三維空間嘅數據撳扁，變成可以喺二維表面上畫出嚟嘅形式。由於地球表面實際上係彎曲嘅，而人類日常生活用嘅地圖同電腦螢幕係平面，所以坐標參考系統嘅設計並唔簡單。

坐標參考系統廣泛應用於地理資訊系統相關工作，而呢啲技術喺經濟學、公共健康以至城市規劃等嘅領域上都有機會用到。分析地球表面上嘅空間嗰陣，研究者有時要處理用唔同坐標參考系統嚟寫嘅數據。喺呢個時候，佢哋往往需要將啲數據配合返好，先至可以做下一步嘅分析，而好似 R 語言等嘅工具，亦有一啲特製嘅套件可以自動做呢樣嘢。

基本概念

睇埋：地理資訊系統、地理座標系統、埞方同測地學

地球大致呈橢球形（想像球體撳扁咗）嘅，而地球表面係一塊三維嘅曲面。要做地理相關研究或者地理資訊分析嗰陣，通常都要將呢嚿三維物體攤開，然後「貼落去」一塊二維嘅表面上。但係要用二維嘅圖像表達三維空間並唔簡單。唔同坐標參考系統有唔同嘅「攤貼」方法，不過共通點都係想盡可能達致準確嘅圖像。

地理座標系統（GCS）係廿一世紀初最常用嗰套坐標參考系統：喺呢種分析上，計數嘅人會將地球想像成係波噉嘅形狀，位置會用經緯嚟表達，當中

• 緯線係一個圍住地球、由東至西走嘅圈，就好似地球上嘅水平線，攞住赤道嚟做對照，赤道以北就係北緯（N）而赤道以南就係南緯（S），緯度嘅可能值由 0° 去到 90°，當中赤道設為 0° 緯而南北極就係南緯 90° 同埋北緯 90° －即係描述目標嗰個位，係由赤道向北或向南移幾多角度。
• 經線則可以想像成一條南極拉到去北極嘅半圓圈，好似地球上一條由南到北嘅測地線。最基本嗰條係格林威治子午線，固定喺英國格林威治，設為 0° 經。由嗰度向東行就係東經（E），向西就係西經（W）而角度由 0° 到 180° －即係「目標嗰個位，係由格林威治向東或向西移幾多角度」。

假如有班人喺度做地理相關嘅討論，話某個地方係北緯 22°，東經 114°意思就係話：睇緊嗰個地方，約莫係喺赤道以北 22 度、格林威治以東 114 度。香港大約就係喺呢個位。經緯呢種方法喺地理分析、地圖學以至空間分析等嘅工作上都成日用到。以下係經緯嘅圖解：

除咗經緯之外，廿一世紀初嘅地理學界仲有好多唔同嘅 CRS。一般嚟講，一套 CRS 會有齊以下呢幾樣嘢：

• 坐標系統：可以大致想像成係畫地圖用嘅格線——通常係一個打橫軸做 X 打戙軸做 Y 嘅格線，當中每點都掕住一對數值，睇嘅人可以喺空間中準確標到個位。成幅嘢就成一幅網格。
• 距離單位：格線每一格代表幾遠距離，每格係一百米、一公里、定係第啲長度單位。某啲應用之中可能要考慮埋高度（Z 軸）。
• Datum（粵拼：粵化口語音：dei1 tam4）：地球唔係完美球體，而係有啲扁扁哋（橢球）而且表面仲有好多凹凹凸凸位。設計坐標參考系統嗰陣，實要思考吓地球嘅形狀要用咩數學模型嚟模擬。喺最簡單嗰種情況下，地球可以想像成球體。
• 投影方法：最後套系統就要有方法，將立體嘅地球表面空間攤落去平面嘅圖上面；啲人用紙製地圖或者喺電腦螢幕上分析地球表面嘅唔同位置嗰時，都係分析緊將球體表面攤平而成嘅一幅幅平面圖。投影方法都好有學問，而投影過程往往會造成失真，例如格陵蘭位處高緯度，成日都因而拉長咗，喺地圖上望落好似好大噉，同時非洲喺赤道附近，幾乎完全冇被拉長，而且因為面積冇誇大，就顯得好似異常咁細噉。

唔同 CRS 喺呢四點上不盡相同，每套系統都存有偏差，只係偏差嘅方式可能唔同噉解。

各式系統

除咗比較多人識嘅經緯，地理學界仲有唔少 CRS 可以用嚟做唔同用途。

地心地固坐標系

地心地固坐標系係一種三維嘅笛卡兒式坐標系統，當地球係三維物體，由地球嘅質量中心開始，使用 X Y Z 三條軸量度位置。當中 X 軸通常對齊赤道，Y 軸同 X 軸垂直、都喺赤道面內，而 Z 軸就直指北極，就好似下圖 （英文） 噉。呢套系統成日會用嚟處理人造衛星相關嘅分析，噉係因為人造衛星嘅軌道係圍住地球嘅重心嚟轉嘅。

工程坐標系統

呢套系統通常係針對某個細小嘅範圍（例如建築地盤咁大）度身訂做嘅笛卡兒坐標系統。呢類系統一般會喺地面上定一個人為嘅起點，再用傳統測量技術直接量度啲位置。喺實際應用上，嚴格嚟講是但攞一塊地球表面上嘅土地，塊地都唔會係完美嘅平面，但係假如要分析嗰笪地有返咁上下細，笪地可以大致當係一塊平面噉嚟睇，而計出嚟嘅數唔會偏離實際數值太遠。

睇埋

• 球面幾何
• 空間分析
• 地理資訊系統

拎

• （英文） 坐標參考系統，香港嘅空間數據共享平台
• （英文） R-ArcGIS Bridge，ArcGIS 係一系列好多人用嘅 GIS 軟件，可以用 R 程式語言取用。