O sistema de mapeamento da Terra através de coordenadas geográficas expressa qualquer posição horizontal no planeta através de duas das três coordenadas existentes num sistema esférico de coordenadas, alinhadas com o eixo de rotação da Terra. Herdeiro das teorias dos antigos babilônios, expandido pelo famoso pensador e geógrafo grego Ptolomeu, um círculo completo é dividido em 360 graus (360°).
Localização absoluta
Para localizar qualquer lugar na superficíe terrestre de forma exata é necessário usar duas indicações, uma letra e um número. Temos que utilizar elementos de referência que nos permitam localizar com exatidão qualquer lugar da Terra. A rede cartográfica ou geográfica dá-nos a indicação das coordenadas geográficas. Os pontos de orientação que acabamos de estudar dão um rumo, isto é, uma direção, mas não permitem localizar com exatidão um ponto na superfície terrestre.
Assim, quando dizemos que a área X está a leste de Y, não estamos dando a localização precisa dessa área, mas apenas indicando uma direção. Para saber com exatidão onde se localiza qualquer ponto da superfície terrestre — uma cidade, um porto, uma ilha, etc. — usamos as coordenadas geográficas. As coordenadas geográficas baseiam-se em linhas imaginárias traçadas sobre o globo terrestre:
Cada meridiano possui o seu antimeridiano, isto é, um meridiano oposto que, junto com ele, forma uma circunferência. Todos os meridianos têm o mesmo tamanho. Convencionou-se que o meridiano de Greenwich, que passa pelos arredores da cidade de Londres, na Inglaterra, é o meridiano principal.
A partir dos paralelos e meridianos, estabeleceram-se as coordenadas geográficas, que são medidas em graus, para localizar qualquer ponto da superfície terrestre.
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Existem pelo menos quatro modos de designar uma localização exata para qualquer ponto no globo terrestre.
Nos três primeiros sistemas, o globo é dividido em latitudes, que vão de 0 a 90 graus (Norte ou Sul) e longitudes, que vão de 0 a 180 graus (Leste ou Oeste). Para efeitos práticos, usam-se as siglas internacionais para os pontos cardeais: N=Norte, S=Sul, E=Leste/Este, W=Oeste.
Para as latitudes, o valor de cada unidade é bem definido, pois a metade do grande círculo tem 20.003,93km[1], dividindo este último por 180, conclui-se que um grau (°) equivale a 111,133km. Dividindo um grau por 60, toma-se que um minuto (') equivale a 1.852,22m. Dividindo um minuto por 60, tem-se que um segundo (") equivale a 30,87m,
Para as longitudes, há um valor específico para cada posição, que aumenta de 0 nos Pólos até a Linha do Equador, onde está o seu valor máximo.
Como forma de se demonstrar as diferenças entre cada um dos sistemas, usar-se-á o exemplo para as coordenadas de um lugar específico: a Catedral Metropolitana de Campinas.
Neste sistema, cada grau é dividido em 60 minutos, que por sua vez se subdividem, cada um, em 60 segundos. A partir daí, os segundos podem ser divididos decimalmente em frações cada vez menores.
Deste modo, a localização da Catedral neste sistema é: 22° 54' 21.64"S 47° 03' 38.06"W
Neste sistema, cada grau é dividido em 60 minutos, que por sua vez são divididos decimalmente.
A localização da Catedral fica sendo: 22° 54.361'S 47° 3.634'W
Neste sistema, cada grau é dividido em frações decimais. A forma de nomeação difere um pouco dos dois primeiros sistemas: a latitude recebe a abreviatura lat e a longitude, lon. Há valores positivos e negativos. Os valores positivos são para o Norte (latitude) e o Leste (longitude) e não recebem um símbolo específico. Os valores negativos são para o Sul (latitude) e o Oeste (longitude), sendo acrescidos do símbolo -.
A Catedral tem aqui esta localização: lat -22.906014° lon -47.060571°
Este sistema é descrito em detalhes no artigo Universal Transversa de Mercator. Para efeitos de comparação, ele usa três dados em vez de dois. O primeiro é o setor do globo terrestre, o segundo é a distância relativa ao centro do meridiano - sempre 500000.00m - e o terceiro é a distância do Pólo Sul (para lugares no Hemisfério Sul) ou da Linha do Equador (para lugares no Hemisfério Norte).
Nele, a localização da Catedral é: 23K 288651.66m E 7465404.76m S