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GIS的数据必须具有统一的地理参照系，即统一的坐标系和高程系。本节详细阐述了有关地理参照系的知识。本节还介绍由不可展的曲面映射到平面的方法——地图投影以及投影变形、投影分类和GIS中的投影及公式。
一、空间数据的地理参照系介绍地球的形状、描述地球形状的数学方法以及地理坐标系。本节介绍了地球的形状、 坐标系、高程系等的概念。 下图（图3-2-1 地理数据转换为地图）是将地理数据转换为地图的示意图。
图3-2-1 地理数据转换为地图
本节介绍了将不规则的地球表面用地球椭球面来替代，进而将不可展曲面的地球椭球面映射到地图平面上来的方法地图投影。 内容有地图投影的实质、 投影变形、 GIS中的地图投影、 高斯—克吕格投影、 正等角圆锥投影 等。
通常是指经过投影变换放在笛卡儿平面直角坐标系中的地球表层特征空间。它的理论基础在于旋转椭球体和地图投影变换。