Koordinaattijärjestelmät

Koordinaattijärjestelmä on yhteinen viitekehys, jolla pisteiden sijainnit tilassa määritellään, mitataan ja muokataan. Sen avulla voidaan laskea etäisyyksiä, kulmia ja pinta-aloja sekä vertailla paikkoja.

Perustyyppejä ovat matemaattiset koordinaattijärjestelmät sekä maantieteelliset/paikannukseen liittyvät järjestelmät. Matemaattisissa järjestelmissä käytetään esim. Cartesius-koordinaatteja (2D: x, y; 3D: x, y, z). Vaihtoehtoisia koordinaattimuotoja ovat polaarinen (r, θ), sekä kartiokoordinaatit (r, θ, z) ja pallokoordinaatit (ρ, φ, λ).

Maantieteellisessä yhteydessä erotetaan geodeettiset koordinaatit (lat, lon ja datum) sekä projektioidut koordinaatit, jotka mapataan tasaiselle karttalevylle. Esimerkkejä geodeettisista datumeista ovat WGS84 ja NAD83; projekteina käytetään UTM-, Mercator- ja Lambertin projektioita. Projektioilla on vääristymiä, jotka vaikuttavat etäisyyksiin, kulmiin ja pinta-aloihin, ja mittayksiköt ovat usein metrejä.

Muunnokset eri järjestelmien välillä edellyttävät oikeaa datumia ja projektioiden tuntemista. Tietokannat kuten EPSG määrittelevät järjestelmien tunnukset, koordinaattimuotojen ja yksiköt.

Sovelluksia ovat kartografia, GIS-tiedon hallinta, maanmittaus, navigointi ja robotiikka. Yleinen periaate on, että yhteensopiva koordinaattijärjestelmä mahdollistaa paikkojen tarkat mittaukset ja oikein tulkittujen mittaustulosten yhdistämisen eri lähteistä.