地理配准是指使用地图坐标为地图要素指定空间位置。地图图层中的所有元素都具有特定的地理位置和范围，这使得它们能够定位到地球表面或靠近地球表面的位置。精确定位地理要素的功能对于制图和GIS来说都至关重要。
要正确地描述地理要素的位置和形状，需要一个用于定义实际位置的坐标框架。地理坐标系统（Geographic Coordinate System）用于将地理位置指定给对象。地理坐标系统，也可称为真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成，其中椭球体是一种对地球形状的数学描述，而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。
最常用的地理坐标系是经纬度坐标系，这个坐标系可以确定地球上任何一点的位置，如果将地球看作一个球体，而经纬网就是加在地球表面的地理坐标参照系格网。需要说明的是，经纬度坐标系不是一种平面坐标系，因为度不是标准的长度单位，不可用其量测面积长度。
较为常见的还有一种平面坐标系（又称笛卡儿坐标系），可量测水平X方向和竖直Y方向的距离，可进行长度、角度和面积的量测，可用不同的数学公式将地球球体表面投影到二维平面上，而每一个平面坐标系都有一特定的地图投影方法。但是任何一种对地球表面的表示方法（即地图投影）都会在形状、面积、距离，或者方向上产生变形，不同的投影产生不同的变形，每一种投影都有其各自的适用方面。例如，墨卡托投影适用于海图，其面积变形随着纬度的增高而加大，但其方向变形很小；横轴墨卡托投影的面积变形随着距中央经线的距离的加大而增大，适用于制作不同的国家地图。
地图投影是把地球表面的任意点，利用一定的数学法则，转换到地图平面上的理论和方法。地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。
投影的分类：①按变形方式，可分为等角投影、等（面）积投影和任意投影三类。等角投影无形状变形（也只是在小范围内没有），但面积变形较大；等积投影反之；而任意投影两种变形都较小。任意投影为既不等角也不等积的投影，其中还有一类“等距（离）投影”，在标准经纬线上无长度变形，多用于中小学教学图。②按转换法则，分为几何投影和条件投影。前者又分为方位投影、圆柱投影、圆锥投影和多圆锥投影；后者则包括伪方位投影、伪圆柱投影和伪圆锥投影。③按投影轴与地轴的关系，分为正轴（重合）、斜轴（斜交）和横轴（垂直）三种。④几何投影中根据投影面与地球表面的关系分为切投影和割投影。
目前常用的投影方法有墨卡托投影（正轴等角圆柱投影）、高斯-克吕格投影等。
墨卡托投影：又称正轴等角圆柱投影，是圆柱投影的一种，由荷兰地图学家墨卡托（G.Mercator）于1569年创拟，设想一个与地轴方向一致的圆柱切于或割于地球，按等角条件将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，得到平面经纬线网。一点上任何方向的长度比均相等，即没有角度变形，而面积变形显著，随远离标准纬线而增大。该投影具有等角航线被表示成直线的特性，保持了方向和相互位置关系的正确，故广泛用于编制航海图和航空图等。主要参数有：投影代号（Type），基准面（Datum），单位（Unit），原点经度（OriginLongitude），原点纬度（OriginLatitude），标准纬度（StandardParallelOne）。(www.xing528.com)
高斯-克吕格（Gauss-Kruger projection）投影：由高斯拟定后经克吕格补充、完善，是等角横切椭圆柱投影（transverse conformal cylinder projection）。设想一个椭圆柱（底面为椭圆的圆柱）横切于地球椭球某一经线（称“中央子午线”），根据等角条件，用解析法将中央经线两侧一定经差范围内地球椭球体面上的经纬网投影到椭圆柱面上，并将此椭圆柱面展为平面所得到的一种等角投影。该投影主要特性：①中央子午线是直线，其长度不变形，离开中央子午线的其他子午线是弧形，凹向中央子午线。离开中央子午线越远，变形越大。②投影后赤道是一条直线，赤道与中央子午线保持正交。③离开赤道的纬线是弧线，凸向赤道。通常其按经差6°或3°分为六度带或三度带。六度带自本初子午线起每隔经差6°自西向东分带，带号依次编为第1，2，…，60带。三度带是在六度带的基础上分成的，它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合，即自1.5°子午线起每隔经差3°自西向东分带，带号依次编为第1，2，…，120带。我国的经度范围西起73°东至135°，可分成六度带11个，各带中央经线依次为75°，81°，87°，…，117°，123°，129°，135°，或三度带22个。主要投影参数有：投影代号（Type），基准面（Datum），单位（Unit），中央经度（OriginLongitude），原点纬度（OriginLatitude），比例系数（ScaleFactor），东伪偏移（FalseEasting），北伪偏移（FalseNorthing）。
UTM投影，全称为“通用横轴墨卡托投影（Universal Transverse Mercator）”，是一种“等角横轴割圆柱投影”，椭圆柱割地球于南纬80°、北纬84°两条等高圈，投影后两条相割的经线上没有变形，而中央经线上长度比为0.999 6。UTM投影是为了全球战争需要创建的，美国于1948年完成了这种通用投影系统的计算。与高斯-克吕格投影相似，该投影角度没有变形，中央经线为直线，且为投影的对称轴，中央经线的比例因子取0.999 6是为了保证离中央经线左右约330km处有两条不失真的标准经线。UTM投影分带方法与高斯-克吕格投影相似，是自西经180°起每隔经差6°自西向东分带，将地球划分为60个投影带。我国的卫星影像资料常采用UTM投影。
高斯-克吕格投影与UTM投影都是横轴墨卡托投影的变种，但从投影几何方式看，高斯-克吕格投影是“等角横切椭圆柱投影”，投影后中央经线保持长度不变，即比例系数为1；UTM投影是“等角横轴割圆柱投影”，投影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比为0.999 6。高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用X［UTM］＝0.999 6＊X［高斯］，Y［UTM］＝0.999 6＊Y［高斯］，进行坐标转换（注意：如坐标纵轴西移了500 000m，转换时必须将Y值减去500 000乘上比例因子后再加500 000）。从分带方式看，两者的分带起点不同，高斯-克吕格投影自0°子午线起每隔经差6°自西向东分带，第1带的中央经度为3°；UTM投影自西经180°起每隔经差6°自西向东分带，第1带的中央经度为-177°，因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。此外，两投影的东伪偏移都是500km，高斯-克吕格投影北伪偏移为零，UTM北半球投影北伪偏移为零，南半球则为10 000km。
ArcMap中的动态投影：是指改变ArcMap中的Data Frame（工作区）的空间参考或是对后加入到ArcMap工作区中数据的投影变换。ArcMap的Data Frame（工作区）的坐标系统默认为第一个加载到当前Data Frame（工作区）的那个文件的坐标系统，后加入的数据，如果和当前工作区坐标系统不同，则ArcMap会自动做投影变换，把后加入的数据投影变换到当前坐标系统下显示，但此时数据文件所存储的实际数据坐标值并没有改变，只是显示形态上的变化。因此称之为动态投影。表现这一点最明显的例子就是在导出数据（Export Data）时，用户可以选择是按数据源的坐标系统导出（this layer's source data），还是按照当前工作区的坐标系统（the Data Frame）导出数据。
当数据没有任何空间参考信息时，在ArcCatalog的坐标系统描述（XY Coordinate System）选项卡中会显示为Unknown。这时如果要对数据进行投影变换就要先利用Define Projection工具来给数据定义一个Coordinate System，然后再利用Feature＼Project或Raster＼Project Raster工具来对数据进行投影变换。
每一个ArcGIS数据图层文件（无论是Shapefile、Coverage格式，还是栅格数据格式），都需要指定地理坐标系统和投影系统。用户在构建GIS数据库时，必须使用统一的地理坐标系统和投影系统，以便于数据的各种空间分析。本例中由于上杭县数据资料来源多样，例如来源于国际科学数据服务平台网站的TM、ETM、DEM，上杭县国土局的县城高分辨率影像图，上杭县规划局的县城城区周边的CAD格式地形图，以及其他一些jpg图和经扫描的专题地图数据文件等。本例中以TM数据的地理坐标系统和地图投影（首先，启动ArcMap，加载shanghang.img；然后，在内容列表中鼠标右击图层，打开“图层属性”对话框，点击对话框中的“源”选项卡，可以查看数据的空间参考信息，其基本信息见图2-36）作为构建的规划研究区数据库的地理坐标系统和地图投影，其他数据均与之相匹配。
图2-36 上杭县TM数据的空间参考（地理坐标与投影系统）信息
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