Suurin osa paikkatietojärjestelmistä toimii kaksiulotteisessa koordinaatistossa, jossa karttakohteen sijainti ilmaistaan ainoastaan X- ja Y-koordinaattien avulla. Mikäli mukaan otetaan objektin  korkeusasemaa kuvaava Z-koordinaatti, on järjestelmälle määriteltävä mihin 0-tasoon nähden Z-koordinaatti on määritelty.

Paikkatietojärjestelmän käyttäjän on ymmärrettävä, että jonkun sijainnin kaksiulotteiset X- ja Y-koordinaatit ovat riippuvaisia myös käytetystä ellipsoidista tai muusta maan pintaa kuvaavasta yhtälöstä. Väärän ellipsoidin käytöstä aiheutuva virhe voi olla satoja metrejä. 

Ellipsoidi

Ellipsoidi on maapallon pintaa kuvaava matemaattinen yhtälö, jota voidaan kuvata parametreilla

• säde pääakselin suunnassa (a)

• litistyneisyys (f)

Maapalloa kuvataan yleensä navoilta aavistuksen litistyneiden  ellipsoidien yhtälöillä. Koordinaattijärjestelmän yhteydessä käytettävä ellipsoidi on määritelty koordinaatiston datumissa.

Ellipsoidi muodostaa maanpintaa kuvaavan  0-tason, johon nähden z-koordinaatti voidaan määrittää. Z-koordinaatti siis kuvaa pisteen suorakulmaista etäisyyttä ellipsoidiin nähden. Esimerkiksi GPS-laitteiston ennen mahdollisia muunnoksia tuottama  Z-koordinaatti on korkeuslukema WGS84-ellipsoidiin nähden.

Maailmalla on käytettävissä satoja ellipsoideja, ja vasta satelliittipaikannuksen yleistyminen on luonut tarpeen ja toisaalta mahdollisuuden luoda globaaleja ellipsoideja ja koordinaatistojärjestelmiä.

Geoidi

Geoidi on maan vetovoiman 0-tasoa kuvaava käyrä.  Vaaitsemalla saatavien ns. ortometristen korkeushavaintojen lähtötasoksi valitaan yleensä sellainen geoidi, joka likimain vastaa merenpinnan keskimääräistä tasoa. Tästä huolimatta esimerkiksi Ruotsin ja Suomen korkeushavaintojen ero on noin 15 cm. Suomalaisissa maastokartoissa olevat korkeuslukemat on laskettu ns. tarkkavaaitukseen perustuvan N60-järjestelmän mukaisina.

Geoidi ei ole matemaattista yhtälöä noudattava pinta, ja geoidipinnan likimääräinen osoittaminen matemaattisella mallilla on mahdollista ainoastaan pienille alueille kerrallaan. Monet ohjelmistot käyttävät kuitenkin maanlaajuisia geoidimalleja laskiessaan "ortometrisia" korkeuksia. Näin lasketut korkeudet eivät yleensä aivan tarkasti vastaa kartasta satavia N60-korkeuksia.

Paikkatietojärjestelmien käyttäjä törmää korkeushavaintoihin esimerkiksi luodessaan 3-ulotteisia maastomalleja. Jotta muunnokset, aineistojen siirto tai niiden täydentäminen onnistuisivat, on käyttäjän syytä selvittää itselleen ainakin seuraavat seikat:

• Korkeuslukemien laskentaperuste

• Käytettävä ellipsoidi, geoidi tai korkeusjärjestelmä

• Muiden käytettävien aineistojen korkeusjärjestelmät

• Tietorakenteet

• Takaisin perusteiden etusivulle

FIN95-geoidipinnan ja GRS80-ellipsoidin välinen korkeusero on Suomessa noin 18 m. Ellipsoidin pintaan nähden lasketuista korkeuslukemista siis vähennetään likimain 18 m, jotta päästäisiin ortometrisiin korkeuksiin. Tarkempi kartta tarvittavasta vähennyksestä löytyy esim. kirjasta GPS-Paikanmääritys. (Poutanen 1999).

Suomessa joudutaan lähivuosina uudistamaan vanha KKJ-järjestelmä. Lue lisää!