In geographischen Koordinatensystemen (Geographic Coordinate System, GCS) wird eine dreidimensionale sphäroidische Oberfläche zur Bestimmung von Positionen auf der Erdoberfläche verwendet. Ein GCS wird häufig fälschlicherweise als Datum bezeichnet, obwohl ein Datum nur ein Teil eines GCS ist. Ein GCS umfasst ein Winkelmaß, einen Nullmeridian und ein Datum, das auf einem Sphäroid basiert.
Ein Punkt wird durch seine Werte für Längengrad und Breitengrad referenziert. Längengrad und Breitengrad sind Winkel, die vom Erdmittelpunkt aus zu einem Punkt auf der Erdoberfläche gemessen werden. Diese Winkel werden häufig in Grad gemessen. Die folgende Abbildung zeigt unsere Welt als Globus mit Längen- und Breitengraden.
Im sphäroidischen System sind horizontale Linien, bzw. Ost-West-Linien, Linien mit gleichem Breitengrad oder auch Parallelkreise. Vertikale Linien, bzw. Nord-Süd-Linien, sind Linien mit gleichem Längengrad oder auch Meridiane. Diese Linien umspannen den Globus und bilden ein Gitternetz, das als Gradnetz bezeichnet wird.
Die Breitengradlinie auf exakt der halben Strecke zwischen den Polen wird als Äquator bezeichnet. Sie definiert die Linie des Breitengrades Null. Die Linie des Längengrades Null wird als Nullmeridian bezeichnet. Bei den meisten geographischen Koordinatensystemen ist der Nullmeridian der Längengrad, der durch Greenwich in England verläuft. In anderen Ländern werden Längengradlinien verwendet, die durch Bern, Bogota und Paris als Nullmeridiane verlaufen. Der Ursprung des Gradnetzes (0,0) ist an der Stelle definiert, an der sich Äquator und Nullmeridian schneiden. Der Globus wird weiterhin in vier geographische Quadranten aufgeteilt, die auf Kompasspeilungen vom Ursprung basieren. Nord und Süd liegen über bzw. unter dem Äquator, und West und Ost liegen links bzw. rechts vom Nullmeridian.
Breitengrad- und Längengradwerte werden traditionell entweder in Dezimalgrad oder in Grad, Minuten und Sekunden gemessen. Breitengradwerte werden relativ zum Äquator gemessen und reichen von -90° am Südpol bis +90° am Nordpol. Längengradwerte werden relativ zum Nullmeridian gemessen. Sie reichen von -180° in westlicher Richtung bis 180° in östlicher Richtung. Wenn der Nullmeridian bei Greenwich liegt, dann hat Australien, das südlich vom Äquator und östlich von Greenwich liegt, positive Längengradwerte und negative Breitengradwerte.
Es kann hilfreich sein, Längengradwerte mit X und Breitengradwerte mit Y gleichzusetzen. Die in einem geographischen Koordinatensystem definierten Daten werden so angezeigt, als wäre ein Grad eine lineare Maßeinheit. Diese Methode ist im Grunde mit der Plate-Carrée-Projektion identisch.
Weitere Informationen zur Plate-Carrée-Projektion
Längengrad und Breitengrad bestimmen Positionen auf der Erdoberfläche sehr genau, sind jedoch keine uniformen Maßeinheiten. Nur entlang des Äquators stimmt die Entfernung, die einem Längengrad entspricht, in etwa mit der Entfernung, die einem Breitengrad entspricht, überein. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Äquator der einzige Parallelkreis ist, der etwa so groß ist wie ein Meridian. (Kreise mit demselben Radius wie die sphäroidische Erdoberfläche werden als Großkreise bezeichnet. Der Äquator und alle Meridiane sind Großkreise.)
Die Kreise oberhalb und unterhalb des Äquators, die die Breitenkreise definieren, werden allmählich kleiner, bis sie am Nord- und am Südpol, wo die Meridiane konvergieren, zu einem Punkt werden. Da die Meridiane in Richtung der Pole konvergieren, nimmt die Entfernung, die einem Längengrad entspricht, bis auf Null ab. Auf dem Rotationsellipsoid Clarke 1866 entspricht ein Grad Länge am Äquator 111,321 km, bei 60° Breite nur 55,802 km. Da Breiten- und Längengrad keine Standardlänge besitzen, können Sie auf einer ebenen Karte oder einem Computerbildschirm weder Entfernungen oder Flächen präzise messen noch die Daten problemlos darstellen.
Tabellen der unterstützten geographischen Koordinatensysteme, Daten usw. finden Sie in geographic_coordinate_systems.pdf. Diese PDF-Datei steht lokal unter <install location>\Desktop<version>\Documentation\geographic_coordinate_systems.pdf zur Verfügung.